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Die
Erfindung bezieht sich auf eine rotierende Füllmaschine zum Füllen von
Ventilsäcken,
mit einem um eine vertikale Achse rotierend antreibbaren Rotor mit
mehreren Füllaggregaten,
die jeweils mit einem Füllrohr
und zur Abstützung
der Ventilsäcke
mit einem Sackstuhl ausgerüstet
sind, die jeweils mittels eines Antriebes um eine horizontale Achse
schwenkbar sind.
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Rotierende
Füllmaschinen
der zuvor beschriebenen Art werden zum Abfüllen von Füllgütern in Ventilsäcke eingesetzt.
Je nach Art des Füllgutes kann
es beim Abfüllen
in die Ventilsäcke
zu einer Staubentwicklung kommen.
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Der
Rotor ist je nach der geforderten Leistung der rotierenden Füllmaschine
mit mehreren Füllaggregaten
ausgestattet, die angrenzend an die Wandung des Rotors montiert
sind. Die Füllrohre
und die Sackstühle
sind so ausgelegt, dass nach dem Aufstecken des Ventilsackes auf
das jeweilige Füllrohr
der sich füllende
Sack auf dem Sackstuhl abstützt.
Dieser Sackstuhl besteht aus zwei aufrechten, parallel und im Abstand
zueinander angeordneten Holmen, wobei das Füllrohr mittig zu diesen beiden Holmen
und einer an den Holmen festgelegten Stützschale angeordnet ist. Die
horizontale Achse liegt in dem dem Füllrohr abgewandten Bereich,
so dass nach der endgültigen
Füllung
des Ventilsackes durch eine Schwenkbewegung des Sackstuhles das
Ventil des Ventilsackes vom Füllrohr
abgezogen wird. Das Abnehmen des gefüllten Ventilsackes wird auch
als Abwerfen bezeichnet. Unmittelbar nach dem Abwerfen des Ventilsackes
vom Sackstuhl wird dieser in die Füllstellung zurückgeschwenkt,
so dass mittels einer Aufsteckvorrichtung das Füllrohr mit einem leeren Ventilsack
bestückt
wird. Üblicherweise
ist der Sackstuhl mit einer Wägeeinrichtung
gekoppelt, die den Füllvorgang
derart steuert, dass nach einer Drehung des Rotors um einen Winkel
von knapp 360° der
Füllvorgang
beendet ist. Wird jedoch ermittelt, dass das Sollgewicht noch nicht
erreicht ist, wird der Füllvorgang
gegebenenfalls in einer weiteren Umdrehung fortgesetzt.
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Der
Abtransport der von den Füllrohren
abgezogenen Ventilsäcke
erfolgt durch ein Austrageband. Üblicherweise
steht dieses Austrageband radial zum Rotor der rotierenden Füllmaschine.
Die Leistungen der rotierenden Füllmaschine
werden ständig gesteigert.
Daraus ergibt sich, dass sich die Abwurfstelle durch die nicht ausreichende
Einstellbarkeit der Drosselschrauben an den Pneumatikzylindern ändert, so
dass in Zeitabständen
eine Nachjustierung des Pneumatikzylinders notwendig ist.
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Bei
der relativ hohen Leistung einer rotierenden Füllmaschine ist es zwingend
notwendig, dass die Abwurfstellen der Ventilsäcke gegenüber dem Austrageband gleichbleibend
sind oder nur in engen Grenzen variabel sind.
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Bei
den bislang bekannten rotierenden Füllmaschinen werden als Antriebe
für die
Sackstühle über Ventile
gesteuerte Pneumatikzylinder eingesetzt. Diese Ausführungen
haben sich bewährt,
sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, dass als Arbeitsmittel für jeden
Zylinder Druckluft verwendet wird. Die Verwendung von Druckluft
als Arbeitsmittel macht es erforderlich, dass die Regelung über Drosselschrauben
erfolgt, die an den Pneumatikzylindern angebracht sind. Diese Drosselschrauben
müssen
einzeln justiert werden, so dass der dafür benötigte Zeitaufwand relativ hoch
ist. Darüber
hinaus haben Pneumatikzylinder die Eigenschaft, dass sich je nach
Verschmutzungs- und Verschleißgrad
die Verfahrgeschwindigkeit und die Ansprechzeit verändert, so dass
in bestimmten Zeitabständen
eine Nachjustierung erforderlich ist. Sofern die abzufüllenden
Füllgüter beim
Abfüllen
zu einer Staubentwicklung neigen, sind die Pneumatikzylinder einem
zusätzlichen
Verschleiß unterlegen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rotierende Füllmaschine
der eingangs näher
beschriebenen Art so auszulegen, dass auch über einen längeren Zeitraum keine Neueinstellungen
der Antriebe für
die Sackstühle
notwendig werden, und dass darüber
hinaus auf pneumatisch arbeitende Antriebe verzichtet werden kann.
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Die
gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass jeder Antrieb mindestens
eine steuerbare elektromechanische Antriebseinheit mit wenigstens
einem rotationsfähigen
oder mit einem linear verfahrbaren Abtriebsglied aufweist, welches
mit dem Sackstuhl gekoppelt ist.
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Die
Antriebsverbindung zwischen dem Antriebsmotor der elektromechanischen/-motorischen Antriebseinheit
und dem Sackstuhl stellt trotz der unvermeidbaren Belastungen durch
Staub, die zu Ablagerungen führen
können,
stets sicher, dass auch über
eine relativ lange Betriebsdauer der rotierenden Füllmaschine
die Abwurfstelle für
die gerillten Ventilsäcke
unverändert
bleibt, so dass die Reproduzierbarkeit der Abwurfstelle gegenüber dem
Austrageband sichergestellt ist.
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Dadurch
wird die Betriebssicherheit der rotierenden Füllmaschine und somit auch die
Verfügbarkeit
erhöht,
so dass insgesamt die rotierende Füllmaschine wirtschaftlicher
betrieben werden kann. Es entfallen die bislang notwendigen Arbeiten
für die Neueinstellung
der Pneumatikzylinder. Darüber
hinaus sind die Antriebseinheiten auch preiswert.
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Gemäß einer
ersten konstruktiven Lösung
ist vorgesehen, dass die elektromechanische Antriebseinheit mit
einem ein Gehäuse
aufweisenden Getriebemotor mit einer quer zur Motorwelle stehenden Zwischenwelle
ausgerüstet
ist, auf die auf mindestens einem gegenüber dem Gehäuse vorstehenden Endbereich
eine Kurbel drehfest aufgesetzt ist.
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Getriebemotoren
sind handelsübliche
Bauteile, die von einschlägigen
Herstellern kostengünstig angeboten
werden. Außerdem
sind sie abgedichtet, so dass die Bauteile gegen die Staubbelastungen
geschützt
sind. Der Getriebemotor besteht in bevorzugter Ausführung aus
einem Antriebsmotor und einem damit gekoppelten Kegelradgetriebe,
so dass die Zwischenwelle rechtwinklig zur Drehachse des Motors
steht. Dadurch werden günstige
Voraussetzungen für
den Einbau der Antriebseinheiten in die rotierende Füllmaschine
geschaffen. Die auf wenigstens einen gegenüber dem Gehäuse vorstehenden Endbereich
drehfest aufgesetzte Kurbel bildet dann das rotationsfähige Abtriebsglied
der Antriebseinheit, welches in noch näher erläuterter Weise mit dem Sackstuhl
verbunden ist.
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Üblicherweise
weist jeder Sackstuhl zwei parallel und im Abstand zueinander sowie
aufrecht stehende Holme auf. An diesen Holmen ist zur Abstützung der
Ventilsäcke
im Abstand zum Füllrohr
eine Sackschale oder ein Sattel angeordnet, wobei durch die Schalenform
eine Führung
des Ventilsackes erreicht wird. Damit durch die von der Antriebseinheit erzeugten
Kräfte
kein Moment auf den Sackstuhl übertragen
wird, ist in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Zwischenwelle
mit beiden Endbereichen gegenüber
dem Gehäuse
des Getriebemotors vorsteht, und dass auf diese beiden Endbereiche
jeweils eine Kurbel drehfest aufgesetzt ist. Jede Kurbel ist mit
einem Holm verbunden. Der Getriebemotor steht bei dieser Ausführung zwischen
den Holmen, so dass auch noch eine kompakte Bauweise erzielt wird.
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In
konstruktiv einfacher Weise ist vorgesehen, dass jede Kurbel über eine
Koppelstange gelenkig mit dem zugeordneten aufrecht stehenden Holm des
Sackstuhles verbunden ist. Um den Schwenkwinkel des Sackstuhles
exakt einstellen zu können, ist
vorgesehen, dass jede Koppelstange in ihrer Länge einstellbar ist. Dies erfolgt
beispielsweise über eine
Stellmutter.
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Sofern
die Antriebseinheit mit einem bzw. mit zwei Kurbeln ausgestattet
ist, kann die Steuerung des Getriebemotors so ausgelegt sein, dass
die Kurbel taktmäßig antreibbar
ist, d. h., an der Abwurfstelle wird sie um einen solchen Winkel
gedreht, dass der Abwurf des Ventilsackes erfolgt. Unmittelbar danach wird
durch eine entsprechende Bewegung der Kurbel bzw. der Kurbeln der
Sackstuhl in die Füllstel lung
zurückgeschwenkt,
damit auf das Füllrohr
ein Leersack aufgesteckt werden kann.
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Die
Steuerung kann so ausgelegt sein, dass die Kurbel bzw. die Kurbeln
um einen Winkel von 180° verdreht
werden, um den Sackstuhl von der Füllstellung in die Abwurfstellung
zu schwenken. Nach dem Abwurf des Ventilsackes kann die Kurbel in
gleicher Drehrichtung um einen Winkel von 180° weitergedreht werden oder sie
kann in der entgegengesetzten Richtung angetrieben werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten konstruktiven Lösung ist vorgesehen, dass die
Antriebseinheit aus mindestens einem elektromechanischen Linearantrieb
besteht. Derartige Linearantriebe werden in der Antriebstechnik
als Elektrozylinder oder Stabantriebe bezeichnet.
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In
bevorzugten Ausführungen
sind derartige Linearantriebe als Spindeltriebe mit einer rotierend antreibbaren
Spindel einer darauf aufgesetzten, gegen Drehung gesicherten Verstellmutter
und einer fest mit der Verstellmutter verbundenen Betätigungsstange
versehen. Die Betätigungsstange
bildet bei solchen Linearantrieben das Abtriebsglied. Der Linearantrieb
ist ferner mit einem Antriebsmotor und mit einem zwischen der Spindel
und dem Antriebsmotor angeordneten Drehzahlreduziergetriebe ausgestattet.
In der Normalausführung
sind die Linearantriebe so ausgestattet, dass die Drehachse der
Spindel zur Drehachse des Antriebsmotors fluchtet.
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Bei
der erfindungsgemäßen rotierenden
Füllmaschine
kann jeder Sackstuhl über
einen elektromechanischen Linearantrieb angetrieben werden. Bei
dieser Ausführung
sind dann die beiden Holme über
eine Quertraverse miteinander gekoppelt, wobei die Betätigungsstange
daran im mittleren Bereich angelenkt ist. Alternativ ist es jedoch
auch möglich, dass
an jedem aufrechten Holm des Sackstuhles ein elektromechanischer
Linearantrieb angelenkt ist.
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Damit
unabhängig
von der Auslegung der Antriebseinheit die Antriebsleistung relativ
gering ist, ist vorgesehen, dass die Schwenkachse des Sackstuhles
an der dem Füllrohr
abgewandten Seite sowie im Abstand zum Stützsattel steht. Dadurch wer den
relativ große
Hebelarme zwischen der Schwenkachse und den Koppelstangen bzw. den
Betätigungsstangen
der Antriebseinheiten erreicht.
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Damit
durch das Gewicht des sich füllenden Ventilsackes
noch kein Kippmoment auf die die Schwenkachse bildenden Bauteile
einwirkt, ist vorgesehen, dass die Schwenkachse des Sackstuhles
in einem solchen Abstand zu den aufrechten Holmen steht, dass die
Schwenkachse im mittleren Bereich unterhalb des Stützsattels
liegt. In bevorzugter Ausführung
ist noch vorgesehen, dass an jedem aufrechten Holm des Sackstuhles
ein Ausleger angesetzt ist, der mit einem an ortsfesten Bauteilen
des Rotors angesetzten Laschen gelenkig verbunden ist.
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Anhand
der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Prinzipskizze in einer Draufsicht einer Anlage zum Füllen von
Ventilsäcken,
wobei nur die rotierende Füllmaschine
und das Austrageband dargestellt sind
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2 eine
mit einem Getriebemotor ausgerüsteten
Antrieb mit Blick von der Rotationsachse des Rotors gesehen in perspektivischer
Darstellung, in der Füllstellung
des Sackstuhles
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3 eine
der 2 entsprechende Darstellung, jedoch mit Blick
von dem Austrageband aus gesehen
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4 eine
der 3 entsprechende Darstellung, jedoch den Sackstuhl
in der Abwurfstellung zeigend
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5 eine
der 4 entsprechende Darstellung, jedoch mit Blick
von der Rotationsachse des Rotors aus gesehen
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6 den
Antrieb für
den Sackstuhl mit einem Linearantrieb zeigend mit Blick von dem
Austrageband aus gesehen in der Füllstellung des Ventilsackes
gesehen und
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7 eine
der 6 entsprechende Darstellung, jedoch den Sackstuhl
in der Abwurfstellung zeigend.
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Die
in der 1 dargestellte Anlage zum Füllen von Ventilsäcken besteht
aus einer rotierend antreibbaren Füllmaschine 1 mit einem
Rotor 2, an dem im dargestellten Ausführungsbeispiel zwölf radial
nach außen
zeigende Füllrohre 3 angesetzt
sind, die jeweils ein Bauteil einer nicht näher erläuterten Fülleinrichtung sind. Auf die
Füllrohre 3 werden
die ebenfalls nicht näher
erläuterten
Ventilsäcke 4 mittels einer
nicht näher
dargestellten und erläuterten
Aufsteckvorrichtung aufgesteckt, wie durch den Pfeil A angedeutet.
Während
des Umlaufes in Pfeilrichtung B werden diese Ventilsäcke 4 gefüllt.
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Die
Anlage enthält
außerdem
noch ein als Bandförderer
ausgebildetes Austrageband 5, auf das die gefüllten Ventilsäcke 4 in
noch näher
erläuterter Weise
abgeworfen werden, wie durch den Pfeil C angedeutet.
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Die 2 bis 7 zeigen,
dass jedes Füllaggregat
der rotierenden Füllmaschine 1 noch
mit einem um eine Horizontalachse 6 schwenkbaren Sackstuhl 7 ausgerüstet ist,
dessen wesentliche Bauteile zwei aufrecht stehende Holme 8 und
eine Stützschale 9 bilden.
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Die 2 bis 5 zeigen
die Antriebseinheiten für
die Kippbewegungen des Sackstuhles 7 in einer ersten Ausführung. Danach
besteht diese Antriebseinheit aus einem Getriebemotor 10,
der aus einem Antriebsmotor 11 und einem Getriebe 12 vorzugsweise
in Form eines Kegelradgetriebes besteht. Die Figuren zeigen, dass
der Getriebemotor 10 mittig zwischen die beiden aufrechten
Holme 8 des Sackstuhles 7 an der dem Füllrohr 3 abgewandten
Seite am Rotor 2 ortsfest angeordnet ist. Insbesondere
die 2 und 5 zeigen, dass der Getriebemotor 10 mit
einer quer bzw. rechtwinklig zur Drehachse des Motors 11 stehenden
Zwischenwelle 13 ausgestattet ist.
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Die
Endbereiche dieser Zwischenwelle 13 stehen gegenüber dem
Gehäuse
des Getriebes 12 vor. Auf diese Endbereiche ist jeweils
eine Kurbel 14 drehfest aufgesetzt. Diese Kurbeln 14 bilden
die Abtriebsglieder der elektromechanischen Antriebseinheit. Die
Kurbeln sind über
Koppelstangen 15 mit den aufrechten Holmen 8 des
Sackstuhles 7 gelenkig verbunden.
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Die 2 und 3 zeigen
den auf das Füllrohr 3 aufgesteckten
Ventilsack 4 während
der Füllstellung
bzw. kurz vor dem Abwerfen vom Füllrohr 3 und
dem Sackstuhl 7. In dieser Stellung stehen die aufrechten
Holme 8 des Sackstuhles 7 senkrecht und parallel
zu ortsfesten Holmen 16 des Rotors 2. Die Kurbeln 14 befinden
sich in der eingezogenen Stellung. Zur Einleitung des Abwerfens
des Ventilsackes 4 wird der Getriebemotor 10 angesteuert,
wodurch die Kurbeln 14 um einen Winkel von 180° geschwenkt
werden, wie die 4 und 5 zeigen. Die
aufrechten Holme 8 stehen dann unter einem spitzen Winkel
zu den ortsfesten Holmen 16 des Rotors 2. Der
Zeitpunkt der Ansteuerung des Getriebemotors 10 und somit
auch die Abwurfstelle lassen sich äußerst genau einstellen und ändern sich
im Laufe des Betriebes der rotierenden Füllmaschine 1 nicht.
Nach dem Abgleiten des gefüllten
Ventilsackes 4 von der Stützschale 9 wird der
Getriebemotor 10 erneut angesteuert, so dass entweder die
Kurbeln 14 in gleicher Drehrichtung um einen Winkel von
180° gedreht
werden, oder sie werden um einen Winkel von 180° in entgegengesetzter Richtung
verdreht, so dass die in der 2 dargestellte
Füllstellung
des Sackstuhles 7 wieder eingenommen wird.
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Die 6 und 7 zeigen
eine weitere Ausführung
der Antriebseinheit zum Kippen des Sackstuhles 7. In nicht
näher dargestellter
Weise ist an jedem aufrechten Holm 8 des Sackstuhles 7 jeweils
eine elektromechanische Antriebseinheit 17 angelenkt, die
als Linearantrieb ausgelegt ist, und eine ein- und ausfahrbare Betätigungsstange 18 aufweist. Diese
elektromechanische Antriebseinheit 17 wird als Elektrozylinder
oder als Stabantrieb bezeichnet und ist als Spindeltrieb ausgebildet.
Derartige elektromechanische Antriebseinheiten sind bekannt und werden
deshalb als Einzelheit nicht dargestellt.
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Entgegen
der Ausführung
gemäß den 6 und 7 könnte an
jedem Sackstuhl 7 auch nur eine elektromechanische Antriebseinheit
angelenkt sein. Die beiden aufrechten Holme 8 sind über eine Traverse
miteinander verbunden, wobei die Betätigungsstange 18 der
elektromechanischen Antriebseinheit 17 mittig angelenkt
ist.
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Auch
bei dieser Ausführung
wird der Antriebsmotor der elektromotorischen Antriebseinheit 17 zu
einem Zeitpunkt angesteuert, dass sichergestellt ist, dass der Ventilsack 4 an
vorgegebener Stelle vom Sackstuhl 7 abgeworfen wird. Nach
dem Abwurf des Ventilsackes 4 wird der drehrichtungsumkehrbare
Antriebsmotor wieder angesteuert, so dass der Sackstuhl 7 in
die Füllstellung
zurückgeschwenkt wird.
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Die 2 bis 7 zeigen,
dass die Schwenkachse jedes Sackstuhles 7 durch die gelenkige
Kopplung von an den aufrechten Holmen 8 des Sackstuhles 7 angesetzten
Auslegern 19 und an den ortsfesten Holmen 16 des
Rotors 2 angesetzten Laschen 20 gebildet wird.
Die Schwenkachse liegt unterhalb der Stützschale 9 und im
mittleren Bereich darunter.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Wesentlich
ist, dass die Antriebe für
die Sackstühle 7 elektromechanische
Antriebseinheiten sind, die entweder aus jeweils einem Getriebemotor 10 und
ein oder zwei Kurbeln 14 oder aus Linearantrieben bestehen.
Sofern jede Antriebseinheit einen Getriebemotor aufweist, besteht
dieser aus einem Antriebsmotor 11, einem Getriebe 12 und
einer Zwischenwelle 13, auf die die Kurbel 14 bzw.
die Kurbeln 14 drehfest aufgesetzt sind. Die Verbindung
mit den aufrechten Holmen 8 des Sackstuhles 7 erfolgt
dann über
eine oder zwei Koppelstangen 15. Sofern die elektromechanische Antriebseinheit
ein Linearantrieb ist, der als Elektrozylinder oder Stabantrieb
ausgebildet ist, erfolgt die Verbindung zu den aufrechten Holmen 8 des
Sackstuhles 7 über
eine oder zwei Betätigungsstangen 18.