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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Untersuchung eines Metallbandes, insbesondere eines Kaltbandes.
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Vorrichtungen zur Untersuchung von kalt gewalzten Metallbändern sind bekannt. Bei diesen Vorrichtungen wird das Ende des Bandes nach dem Aufwickeln auf einer Haspelanlage abgeschnitten und anschließend zu einer drehbaren Vorrichtung transportiert. Die Untersuchung des Bandes wird durch die einstellbare Rotationsbewegung unter verschiedenen Blickwinkeln auf die Bandoberfläche ermöglicht.
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Weiter sind Vorrichtungen bekannt, bei denen das Ende des aufgewickelten Coils vertikal zu einer Umlenkrolle transportiert wird. Dort wird das Ende des aufgewickelten Coils von beiden Seiten inspiziert. Das Sichtfeld des Bandbeobachters ist aufgrund der vertikalen Anordnung des Untersuchungssystems teilweise eingeschränkt. Für die Untersuchung größerer Bandabschnitte ist das Abrollen des Bandes notwendig bis Oberflächenfehler wie Markierungen oder Peitschen vom Beobachter gesehen werden können. Die Bandoberfläche kann nur im unmittelbaren Zugangsbereich des Bandbeobachters angeschliffen werden.
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Aus
JP H06182444 A ist eine Vorrichtung zur Untersuchung eines Metallbandes bekannt, wobei die obere und die untere Oberfläche in einem Durchgang untersucht werden.
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Aus
JP H0422513 A ist eine Vorrichtung zur Untersuchung eines Metallbandes bekannt, wobei nacheinander horizontale und vertikale Untersuchungen des Metallbandes erfolgen.
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Aus
EP 1 590 105 B1 ist ein Untersuchungssystem für Walzprodukte einer Walzanlage bekannt, wobei an einem Förderband für Walzprodukte eine Anzahl von höhenverstellbaren Walzproduktklemmen angeordnet ist.
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Aus
EP 1 590 106 B1 ist ein Untersuchungssystem für Walzprodukte einer Walzanlage bekannt, bei dem eine Anzahl von Untersuchungstischen und in Förderrichtung der Walzprodukte gesehen eine Wendevorrichtung angeordnet ist, bei der zwei Aufnahmeelemente für Walzprodukte um eine im wesentlichen parallel zur Erstreckungsebene der Walzprodukte ausgerichtete Drehachse schwenkbar sind.
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DE 2 162 384 A ist ein Blechwender mit um zwei parallele, ortsfeste Achsen schwingende Gruppen von Wendearmen bekannt, die in der Nähe der Schenkachsen mit Stütznasen zur Halterung der Bleche während des Wendevorganges versehen und gruppenweise von doppelt beaufschlagbaren hydraulischen Stellmotoren angetrieben sind.
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Aus
DE 2 165 936 A ist eine Wendevorrichtung für Brammen, Platinen, Bleche, Blechpakete und dergleichen mit einem ersten Schwenkarm bekannt, von dem das zu wendende Gut von einer Unterlage abgehoben und im Wesentlichen um 90° nach oben verschwenkt wird und einem zweiten Schwenkarm übergeben wird, von dem das Gut um 90° weiter verschwenkt und auf einer Unterlage abgelegt wird.
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Aus
EP 1 824 619 B1 ist ein Verfahren zur Untersuchung von Walzband, wobei ein Bandprüfstück auf einer ersten Seite untersucht wird und dann zur Untersuchung einer zweiten Seite umgedreht wird.
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WO 2004/060589 A1 ist ein Verfahren zum Walzen und anschließenden Haspeln von Metallband, insbesondere von Stahlband, auf zumindest einen drehangetriebenen, spreizbaren Haspeldorn bekannt, wobei das Metallband in Längsabschnitten auf Walzanomalien untersucht wird.
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Aus
WO 2007/107675 A1 ist eine Vorrichtung zur Untersuchung eines Metallbandes bekannt. Die Vorrichtung besteht aus einer vertikalen Untersuchungsebene zwischen einem Abwickelgerät und einer Wickelvorrichtung. Die Untersuchung wird visuell auf beiden Flächen des Bandes durchgeführt.
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Es existieren Vorrichtungen für die Oberflächenuntersuchung von Kaltbändern. Diese Vorrichtungen arbeiten im Online-Modus und sind überwiegend kamerabasiert. Die Auswertung der aufgenommenen Bilder erfolgt über Neuronale Netz Techniken. Nachteile dieser Systeme sind, dass nicht jeder Oberflächenfehler gefunden wird und sogenannte Pseudo-Fehler angezeigt werden. Pseudo-Fehler sind keine wirklichen Oberflächenbeeinträchtigungen, sondern werden unter anderem durch ungünstige Umwelteinflüsse im Bereich des Messfeldes hervorgerufen. Die aufgrund von detektierten Oberflächenfehlern gesperrten Bänder werden in Untersuchungslinien nochmals überprüft bevor die Bänder verschickt werden. Die Kaltbandstraßen verfügen in nur einigen Fällen über automatische Systeme zur Oberflächenuntersuchung.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung zur Untersuchung eines Metallbandes, insbesondere Kaltbandes, mit einem einfachen Aufbau bereitzustellen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Vorrichtung zur Untersuchung eines Metallbandes gelöst, umfassend
- - eine erste verfahrbare Klemmvorrichtung zum Festklemmen und zum Verfahren eines Metallbandes entlang von Laufschienen von einer Haspel bis zu einer Umlenkrolle,
- - die Umlenkrolle zum horizontalen Umlenken des Metallbandes,
- - eine zweite verfahrbare Klemmvorrichtung zum Festklemmen und zum Verfahren des Metallbandes entlang der Laufschienen von der Umlenkrolle in Richtung der Haspel und
- - mindestens eine begehbare Bühne zum Prüfen einer Oberseite und/oder Unterseite des Metallbandes.
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Bevorzugte Ausführungen der Erfindung gehen aus den Merkmalen der Unteransprüche hervor.
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Es wird eine Vorrichtung zur Untersuchung von Kaltband vorgeschlagen, bei der das aufgehaspelte Ende des Bandes horizontal über eine Klemmvorrichtung und Laufschienen unter Zug zu einer Umlenkrolle transportiert, an der Umlenkrolle um 180° umgelenkt und zurück in Richtung der Haspel transportiert wird.
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Durch die horizontale Anordnung der Vorrichtung ist eine bedienungsfreundliche und ganzheitliche Untersuchung der Bandoberseite 11b und Bandunterseite 11a gegeben. Die Länge der Vorrichtung entspricht mindestens der Straßenlänge der Kaltwalzanlage. Eine Kaltwalzanlage weist die Länge von 15 m bis 25 m, vorzugsweise etwa 20 m auf. Periodische Fehler lassen sich im Band gut finden.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen insbesondere im einfachen Aufbau. Bei der Untersuchung entsteht keine zusätzliche Verschmutzung des Bandes. Die Vorrichtung wird durch das Band nur geringfügig verschmutzt, da nur die Umlenkrolle direkten Kontakt mit dem Band aufweist.
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Es besteht die Möglichkeit des Anschleifens von Bändern bei der Untersuchung unter Bandzug. Auf diese Weise ist beispielsweise der Oberflächenfehler, wie Peitschenmarkierung in schwacher Ausprägung sicher detektierbar. Der Fehler Peitschenmarkierung (Pinch Marks) entspricht linienförmigen Markierungen auf dem Band, die einzeln auftreten können oder periodisch wiederkehren und nicht längs zur Walzrichtung liegen. Der Fehler wird durch unplanes Band hervorgerufen, das im Walzspalt Quetschfalten verursachen kann. Hinterlässt die Peitsche einen Abdruck auf der Walzenoberfläche, tritt der Fehler periodisch wiederkehrend auf. Peitschenmarkierungen sind auf dem Band in schwacher Ausprägung mit dem bloßen Auge nicht mehr erkennbar. Zur Erkennung der Peitschenmarkierung erfolgt in der Praxis das Anschleifen der Bandoberfläche unter Zug.
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Der Vorteil des Anschleifens unter Zug liegt zum einen darin, dass ein ebenes Band erhalten wird, da Unebenheiten durch die Vorrichtung herausgezogen werden und zum anderen im wirkungsvollen Anschleifen, da größere Oberflächen möglich sind. Bei unplanem Band mit Wellenbergen und Wellentälern werden nur die Berge angeschliffen. Anschleifen von Bandabschnitten bedeutet das händische Schleifen der Bandoberfläche zum Sichten von „versteckten“ Oberflächendefekten, wie periodischen Streifen oder Schatten, die ansonsten nicht erkennbar sind.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung erfordert geringere Investitionskosten und verringerte Kosten für Instandhaltung, da sie nur wenige Bauteile enthält. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht einfache Handhabung bei der Untersuchung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den Vorteil auf, dass das Metallband zur Untersuchung abgehaspelt wird und nach der Untersuchung aufgehaspelt wird.
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Die Kaltbandproduktion wird gesteigert, da im Falle eines fehlerfreien Bandes der Rücktransfer des Endes des Bandes mit der beweglichen Klemmvorrichtung zur Aufhaspelanlage der Kaltwalzstraße ohne Verzögerung erfolgt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung benötigt keine Probenschere. Es fällt demnach kein Probenschrott an. Das Ausbringen wird insgesamt erhöht und die Bestandteile der Vorrichtung werden vereinfacht. Bei Vorrichtungen zur Untersuchung eines Metallbandes nach dem Stand der Technik muss das zu untersuchende Ende des Bandes abgeschnitten und auf eine entsprechende Untersuchungsanlage transportiert werden, was mit erheblichen Zeitaufwand und Materialverlust verbunden ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt die visuelle Offline Untersuchung der Oberfläche in Kaltwalzwerken bereit. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung beträgt die Bandgeschwindigkeit 0 m/s während der Untersuchung. Der zu untersuchende Bandabschnitt wird zunächst mittels einer Klemmvorrichtung vom Coil abgewickelt und ruht für die Zeitdauer der Untersuchung. Die visuelle Untersuchung wird im Ruhezustand ermöglicht.
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Vorzugsweise handelt es sich bei der ersten und zweiten Klemmvorrichtung um ein und dieselbe Vorrichtung. Weiter vorzugsweise ist die eine Klemmvorrichtung ausgebildet, das Metallband auch während seines Umlaufs um die Umlenkrolle festzuhalten / festzuklemmen, d. h. die Klemmvorrichtung läuft zusammen mit dem Metallband um die Umlaufrolle.
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Eine weitere Lösung der Aufgabe liegt in einem Verfahren zur Untersuchung eines Metallbandes, wobei
- a) ein Metallband von einer Haspel horizontal mit einer mit dem Metallband festgeklemmten ersten Klemmvorrichtung entlang von Laufschienen zu einer Umlenkrolle verfahren wird,
- b) das Metallband von der Umlenkrolle horizontal umgelenkt wird,
- c) das Metallband mit einer festgeklemmten zweiten Klemmvorrichtung entlang der Laufschienen von der Umlenkrolle in Richtung der Haspel verfahren wird und
- d) die Klemmvorrichtungen für die Zeitdauer der Untersuchung ruhen und eine Oberseite und Unterseite des Bandes im Ruhezustand in horizontaler Lage untersucht werden.
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Die vorliegende Erfindung wird anhand einer Zeichnung eines Beispiels näher erläutert.
Es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht einer horizontalen Untersuchungsvorrichtung mit zwei begehbaren Bühnen,
- 2 eine Seitenansicht einer horizontalen Untersuchungsvorrichtung mit einer begehbaren Bühne und
- 3 eine Draufsicht einer horizontalen Untersuchungsvorrichtung.
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1 und 2 zeigen eine horizontale Untersuchungsvorrichtung I, II mit Laufschienen 5 und beweglichen Klemmvorrichtungen 3, 13. Die Untersuchung der Kaltbandoberseite 11b und Kaltbandunterseite 11a erfolgt in der Vorrichtung I nach 1 von zwei begehbaren Bühnen 4, 14 visuell durch Beobachter 9. Die Untersuchung der Kaltbandoberseite 11b und Kaltbandunterseite 11a erfolgt in der Vorrichtung II nach 2 von einer begehbaren Bühne 4.
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Die Untersuchung eines Kaltbandes 10 läuft beispielsweise wie folgt ab. Ein Coil wird mit den Daten, wie unter anderem Durchmesser, Breite und Coilnummer mit einem Bundwagen oder vergleichbarem vom Aufhaspel zur Untersuchungsvorrichtung I, II gefahren. Ein Coil bedeutet wie auch Bund Haspel 1 mit Band 10.
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Ein Coil wird auf einen Haspeldorn (nicht gezeigt) gefahren. Der Bundanfang wird entgegen der Wickelrichtung um 180° gedreht. Die verfahrbare Klemmvorrichtung 3 wird mit Bundöffner 2 vorgefahren. Der Bund wird vorwärts gedreht und der Bandanfang 10 in Klemmvorrichtung 3 eingeführt. Das Metallband 10 wird in die Klemmvorrichtung 3 eingeklemmt. Als Klemmvorrichtung 3, 13 können verfahrbare Greifzangen eingesetzt werden, die das Metallband 10 entweder direkt am Bandkopf fassen oder seitlich an den Kanten des Metallbandes 10. Der Ausdruck verfahrbare Klemmvorrichtung 3, 13" bedeutet, dass die Klemmvorrichtung 3, 13 auf Laufschienen 5 beweglich und daher verfahrbar ist. Die erste Klemmvorrichtung 3 und die zweite Klemmvorrichtung 13 dienen zum Festklemmen des Metallbandes 10. Die Klemmvorrichtungen 3, 13 werden zusammen mit dem festgeklemmten Metallband 10 entlang der Laufschienen 6 verfahren. Dabei wird die erste Klemmvorrichtung 3 entlang der Laufschienen 6 von der Haspel 1 bis zur Umlenkrolle 6 verfahren. Die zweite Klemmvorrichtung 13 wird zusammen mit dem festgeklemmten Metallband 10 entlang der Laufschienen 6 von der Umlenkrolle 6 in Richtung und bis etwa auf die Weite der Haspel 1 verfahren.
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Das Metallband 10 wird von der Haspel 1 horizontal über die verfahrbare Klemmvorrichtung 3 und auf Laufschienen 5 zu der Umlenkrolle 6 geführt. Das Metallband 10 wird von der Umlenkrolle 6 horizontal um 180° umgelenkt. Das Metallband 10 wird danach von einer zweiten verfahrbaren Klemmvorrichtung 13 von der Umlenkrolle 6 in Richtung der Haspel 1 transportiert. Das Metallband 10 wird bei Endposition angehalten. Der Zug wird mit der Klemmvorrichtung aufrechterhalten. Das Metallband 10 wird untersucht. Die Untersuchung in der Vorrichtung wird aus der 3 deutlich. Die Umlenkrolle 6 und die Umlenkung des Metallbandes 10 um 180° haben den Vorteil, dass vor der Umlenkung die Oberseite 11b des Metallbandes 10 oben liegt und von einer Überwachungsperson 9 durch einen Blick von oben nach unten inspiziert werden kann. Nach Umlenkung durch die Umlenkrolle 6 liegt die Unterseite 11a des Metallbandes 10 oben und kann von der Überwachungsperson 9 wieder durch einen Blick von oben nach unten inspiziert werden. Bei der Vorrichtung I werden die Oberseite 11b und Unterseite 11a des Metallbandes 10 von einer ersten Bühne 4 und einer zweiten Bühne 14 untersucht. Bei der Vorrichtung II werden die Oberseite 11b und Unterseite 11a des Metallbandes 10 von einer Bühne 4 von einer Überwachungsperson 9 durch einen Blick von oben nach unten untersucht
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Die Klemmvorrichtungen 3, 13 ruhen für die Zeitdauer der Untersuchung. Die Oberseite 11b und Unterseite 11a des Bandes 10 werden im Ruhezustand auf mindestens einer begehbaren Bühne 4, 14 und mit mindestens einer horizontalen Beleuchtung 7, 17 untersucht. Die Beobachter 9, welche die Oberseite 11b und Unterseite 11a des Bandes 10 untersuchen bewegen sich von der begehbaren Bühne 4 zu der begehbaren Bühne 14 und umgekehrt über eine Treppe 8.
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Das Kaltband 10 weist eine Breite von 800 mm bis 2.100 mm und eine Dicke von 0,2 mm (Feinstblech) bis 1,5 mm (Feinblech) auf. Das Material enthält Grund- und Qualitätsstahl, höherfeste Güte wie Trip- und Twip-Stahl, niedrigstgekohlte Stähle für Anwendungen beim Tiefziehen. Die Temperatur des Kaltbandes beträgt beim Walzprozess und Umgebungstemperatur bei der Offline durchgeführten Untersuchung maximal 300 °C. Die Anlagengeschwindigkeit beträgt maximal 1.800 m/min bei der Feinblechproduktion und maximal 2.400 m/min bei der Feinstblechproduktion.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung I, II wird der Zeitaufwand für die Untersuchung verringert verglichen mit herkömmlichen Untersuchungsvorrichtungen. Bei marktüblichen Offline Untersuchungssystemen werden für den kompletten Untersuchungsprozess etwa 380 s benötigt. Die Zeiten für die erfindungsgemäße Vorrichtung I, II liegen bei 250 s und sind damit deutlich niedriger.
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Die Zeitdauer von 250 s verteilt sich auf die folgenden Vorgänge wie folgt gemäß Tabelle 1:
| Vorgang | Zeit |
| Coil-Handling | 2 x 60 s |
| Sample-Handling | 10s |
| Untersuchung der Bandoberseite 11 b und Bandunterseite 11a | 120 s |
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Der Zeitvorteil von 130 s ergibt sich durch den Beginn der Untersuchung, wenn das Metallband 10 mit der Klemmvorrichtung 3 bereits in die Untersuchungsvorrichtung transportiert wird.
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Die nachstehend aufgeführten Tabellen 2 und 3 zeigen die Arbeitschritte der Bundvorbereitung und Untersuchung und nach der Untersuchung eines Kaltbandes beispielhaft auf. Tabelle 2
| | Bundvorbereitung und Untersuchung |
| Nr. | Arbeitsschritt |
| 1 | Coiltransport zur Untersuchungsvorrichtung I, II |
| 2 | Einfahren des Coils auf den Haspeldorn |
| 3 | Haspeldorn Spreizen |
| 4 | Einschwenken der Stützlagen |
| 5 | Bundwagen absenken |
| 6 | Anschwenken der Andrückrollen |
| 7 | Bundanfang um 180° entgegen Wickelrichtung drehen |
| 8 | Verfahrbare Klemmvorrichtung 3 mit Bundöffner 2 vorfahren |
| 9 | Bund vorwärts drehen und Anfang in Klemmvorrichtung 3 einführen |
| 10 | Band 10 klemmen |
| 11 | Abschwenken der Andrückrollen |
| 12 | Bremse vom Abwickler lösen |
| 13 | Bandzug einschalten |
| 14 | Klemmvorrichtung 13 in die Bunduntersuchung einfahren |
| 15 | Anhalten der Klemmvorrichtung 3, 13 an der Endposition |
| 16 | Bremse vom Abhaspel schließen und Antrieb abschalten |
| 17 | Zug mit der Klemmvorrichtung 3, 13 aufrechterhalten |
| 18 | Band 10 untersuchen |
Tabelle 3
| | Ablauf nach der Untersuchung |
| Nr. | Arbeitsschritt |
| 20 | Abhaspel zuschalten |
| 21 | Bandzug zuschalten |
| 22 | Bundanfang mit Abhaspel langsam zurückwickeln |
| 23 | Anschwenken der Andrückrolle 500 mm vor der Endposition |
| 24 | Bandzug abschalten |
| 25 | Klemmvorrichtung 3, 13 öffnen |
| 26 | Bandkopf auf 5 Uhr positionieren |
| 27 | Andrückrolle abschwenken |
| 28 | Bundwagen unter dem Coil positionieren |
| 29 | Schwenklager ausfahren |
| 30 | Entspreizen |
| 31 | Bund vom Abhaspeldorn fahren |
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Bezugszeichenliste
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- I
- Horizontale Untersuchungsvorrichtung
- II
- Horizontale Untersuchungsvorrichtung
- 1
- Haspel / Coil
- 2
- Bundöffner
- 3
- Verfahrbare Klemmvorrichtung
- 4
- Begehbare Bühne
- 5
- Laufschienen
- 6
- Umlenkrolle
- 7
- Beleuchtung
- 8
- Treppe
- 9
- Beobachter / Überwachungsperson
- 10
- Kaltband / Metallband
- 11a
- Kaltbandunterseite / Unterseite
- 11b
- Kaltbandoberseite / Oberseite
- 13
- Verfahrbare Klemmvorrichtung
- 14
- Begehbare Bühne
- 17
- Beleuchtung
