DE2500916C2 - In einen Wannenofen einfahrbare Sauerstofflanze zum Frischen von Stahl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine auf einer Lafette gehaltene und mittels dieser in einen Wannenofen durch eine seitlich vorgesehene Einführungsöffnung einfahrbare Sauerstofflanze zum Frischen von Stahl in Siemens-Martin-, Elektroöfen od. dgl., deren Lanzenkopf stärker gegen den Badspiegel geneigt ist als der Lanzenschaft. Derariige Sauerstofflanzen werden benutzt, um zur Herabsetzung des Kohlenstoffgehaltes in einem Wannenofen erschmolzenen Eisens dem Schmelzgut Sauerstoff mit einer solchen Strömungsgeschwindigkeit zuzuführen, daß auf dem Schmelzgut gebildete Schlacke aus dem Wirkungsbereich des Sauerstoffstrahles gebracht wird und dieser auf den Schinelzspiegel einzuwirken, das Schmelzgut umzuwälzen, in das Schmelzgut einzudringen, und Kohlenstoffanteile desselben zu verbrennen vermag. Weiterhin können mittels solcher Sauerstofflanzen neben dem Sauerstoff auch Zusatzstoffe wie bspw. Kalk eingeblasen werden.

Es sind lafettenartig aufgebaute Fahrwagen bekannt, die mit der wie üblich einen langen, gestreckten Schaft aufweisenden Sauerstofflanze ausgestattet sind und auf dem einfahrseitigen Ofenflur so auf die Einführungsöffnung zu geschoben werden können, daß der Lanzenkopf und Teile des Schaftes durch diese öffnung in den Ofen eindringen und über dessen Badspiegel stehen. Die Bedienung eines solchen Lanzenfahrv/agens erfordert sowohl eine erhebliche Geschicklichkeit als auch einen starken Kräfteaufwand, und besonders nachteilig zeigt sich der große Platzbedarf vor dem die Sauerstofflanze aufnehmenden Ofen. Besonders erschwert wird der Einfahrvorgang durch Unebenheiten des Ofenflurs, die sich selbst bei Anwendung von Fahr- bzw. Leitschienen des starken Schmutzanfalles wegen nicht vermeiden lassen.

Es ist auch bekannt, Sauerstofflanzen durch öffnungen der Ofendecke bzw. des Ofendeckels einzufahren. Auch hier ist der Raumbedarf der erforderlichen langen Lanzen erheblich, und das öffnen des Ofens wird erschwert. Im Falle von Elektroöfen treten zusätzliche Schwierigkeiten der Elektroden wegen auf. Die umfangreiche Sauerstofflanze, ihre Sauerstoff- und Kühlwasserzuleitungen sowie die sie tragenden und einfar.renden Vorrichtungen sind in solchem Falle in unnir :elbarer Nähe der Elektroden vorzusehen, so üa(.'> derer Handhabung erschwert wird.

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Nach einem weiteren Vorschlag sind besondere begrenzende und ihn in seinen extremen Stellungen

Lafettenbahnen zur Aufnahme von eine Sauerstofflanze abfangende Anschläge zugeordnet -;ind und der Wagen

aufweisenden Lafetten oberhalb des Hüttenflures und auf der Führungsschiene feststellbar ist. Die bei der

unterhalb des Wirkungsbereiches des Ofendeckels Handhabung aufzuwendenden Kräfte werden verrin-

angeordnet. Auch hier werden übliche, langschäftige, 5 gert, wenn an den Wagen eine Vorrichtung zur

gestreckte Sauerstofflanzen erforderlich, caren auf den Gewichtsentlastung angreift, die ein im wesentlichen

BadspiegEil hin abgewinkelter Düsenkopf den ge- nach oben gerichtetes, eine der Führungsbahn parallele

wünschten Auftreffwinkel ergibt Wie bei vertikal Komponente aufweisendes, durch einen Kraftspeicher

einzufahrenden Sauerstofflanzen läßt sich die Einwir- gespanntes Zugseil aufweisen kann,

kung auf das Bad durch mehr oder weniger starkes io Als empfehlenswert wurde gefunden, die durch die

Ausfahren beeinflussen; wie in allen Fällen aber ist ein Führungsschiene gegebene Führungsebene in einer

relativ langer, beispielsweise sich über vier bis sieben vertikalen Symmetrieebene des Bades anzuordnen. Die

Meter erstreckender Lanzenschaft erforderlich, der bei Einwirkung der Sauerstofflanze läßt sich variieren,

der vorgesehenen freien Länge bezüglich der Stabilität indem die Horizontalprojektion der durch die Füh-

bereits kritisch wird da bei relativ großen freien i5 rungsschiene gegebenen Führungsebene eine in bezug

abzustützenden Längen nicht nur das eigene Gewicht zu auf das Bad tangentiale Komponente aufweist. Zum

tragen ist, sondern auch das der zur Kühlung wahl weisen Einblasen des Sauerstoffes in der Symme-

vorgesehenen Wasserfüllung, und da weiterhin die triecbene oder mit wählbarer tangentialer Komponente

Reaktioniikräfte des ausströmenden Wasserstoffes läßt sich die Führungsschiene um eine vertikale Achse

abzunehmen sind. 20 einstellbar bzw. schwenkbar halten.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, "nne in einen Als nachahmenswert wurde erkannt, den Lanzen-Wannenoten einfahrbare Sauerstofflanze der oben schaft mit einem die Einführungsöffnung abdeckenden angegebenen Gattung zu schaffen, die bei geringem Hitzeschild auszustatten; dieser Hitzeschild kann auf Aufwände und Platzbedarf und einfacher, anspruchslo- diesem längsverschiebbar gehalten sein und innerhalb ser Bedienung die Einwirkung des Sauerstoffstrahles auf 25 des gesamten Arbeitsbereiches der Sauerstofflanze das Schmelzgut weitgehend zu variieren gestattet. deren Einführungsöffnung überdecken.

Gelöst wird diese Aufgabe, indem die auf einer Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung

Lafette gehaltene, mittels dieser in einen Wannenofen anhand der folgenden Beschreibung eines Ausführungs-

einfahrbare gattungsgemäße Sauerstofflanze gegen die beispieles in Verbindung mit einer dieses darstellenden

Horizontale einstellbar neigbar ist und die horizontale 30 Zeichnung erläutert.

Neigungsachse vor der Lafette im Bereiche der die In der Figur ist geschnitten eine Ofenwand 1 eines

Einführungsöffnung aufweisenden Ofenwand liegt. Wannenofens 2 dargestellt, der nach oben durch einen

Durch ein solches Neigen werden kürzere Einfahrwege abgebrochen dargestellten Ofendeckel 3 abgeschlossen

erreicht, als sie bisher beim horizontalen oder schrägen ist. Oberhalb des Badspiegels 4 des im Ofen befindlichen

Einfahren erforderlich waren, so daß die Länge der 35 Schmelzgutes und über dem Ofenflur 5 ist in der

Sauerstofflanze sowie der von ihr und ihrer Führung Ofenwand 1 eine ausgefütterte Einführungsöffnung 6 für

eingenommene Raum erheblich reduziert werden. Sauerstofflanzen angeordnet.

Weiterhin wird eine wünschenswerte Abstufung der Mit der Ofenwand 1 ist eine Sockelplatte 7

Einwirkung der Sauerstofflanze auf das Schmelzgut verbunden, die eine kreisbogenförmig gekrümmte

erlaubt. Die gemäß der Erfindung ermöglichte Kürzung 40 Führungsschiene 8 trägt. Auf der Führungsschiene ist

der Sauerstofflanze gegenüber herkömmlichen bewirkt ein Wagen 9 vermittels von den Flansch der

weiterhin eine günstigere Wasserwirtschaft als bisher, Führungsschiene übergreifenden Führungsrollen 10 und

da zur Kühlung einer kürzeren Sauerstofflanze auch 11 sowie dessen Seiten untergreifenden Führungsrollen

weniger Kühlwasser benötigt wird. 12 längsverschiebbar gehalten. Die Führungsschiene 8

Besonders geringe Abmessungen der Sauerstofflanze 45 ist mit den Führungsweg begrenzenden Anschlägen 13

sowie des von ihr benötigten Raumes werden erzielt, ausgestattet. Der Wagen 9 weist eine nicht dargestellte

wenn der Lanzenkopf und mindestens ein anschließen- Feststellvorrichtung auf, die mittels des Knebels 14

der Bereich des Lanzenschaftes ringabschnittförmig betätigt werden kann und durch Friktion bzw. Klemmen

durchgebogen ausgeführt sind, so daß ihre Mittellinien den Wagen in jeder beliebigen Stellung festzulegen

ein Bogen einet Kreises sind, und wenn sie um die 50 vermag.

normal auf dieser Kreisfläche stehende, deren Zentrum Auf dem Wagen 9 ist das Anschlußstück 15 einer

schneidende Achse schwenkbar ist. Es empfiehlt sich Sauerstofflanze 16 befestigt. Das Anschlußstück 15

hierbei, daß die Sauerstofflanze bis zu ihrem am Ende weist die Rohrstutzen 17 und 18 für die Zu- und

vorgesehenen Anschlußstück bogenförmig ausgeführt Abführung von Kühlwasser sowie einen Rohrstutzen 19

ist und die Länge des durch den Lanzenkopf und 55 für die Sauerstoffzuführung auf und ist beidseitig mit

bogenförmigen Teil des Lanzenschaftes gebildeten weit auskragenden, rohrförmigen Handgriffen 20

BogensW bis 160°,besser 70° bis 140°,beträgt. ausgestattet.

Mit Vorteil ist die Sauerstofflanze auf einem Wagen Der Schaft 21 sowie der Lanzenkopf 22 der angeordnet, der in einer bogenförmig gekrümmten Sauerstofflanze 16 sind ringabschnittförmig mit kon-Führungsschiene läuft. Dei Raumbedarf läßt sich weiter 60 stant gekrümmter Mittellinie so ausgeführt, daß beim senken und die Anordnung vereinfachen, wenn die Fahrendes Wagens 9 entlang der Führungsschiene 8 die Führungsschiene an der die Einführungsöffnung aufwei- Sauerstofflanze 16 entlang des durch ihre gekrümmte senden Ofenwand angeordnet und zweckmäßig von Mittellinie gegebenen Kreises verschoben wird. Die dieser getragen ist. Die Schwenkachse der Sauerstoff- Achse dieser Verschiebe- bzw. Schwenkbewegung und lanze liegt hierbei vor der Führungsschiene etwa⁶⁵ damit auch der Mittelpunkt des durch die Mittellinie der unterhalb der halben Länge der Einführungsöffnung. Sauerstofflanze 16 gegebenen Kreises liegen zweckmä-Die Handhabung der Sauerstofflanze wird erleichtert, ßig in der Ofenwand 1 unterhalb der Einführungsöffwenn die Führungsschiene den Weg des Wagens nung 6, so daß die jeweils die Einführungsöffnung

durchgreifenden bogenförmigen Abschnitte der Lanze 16 die Einführungsöffnung mit annähernd horizontaler oder leicht in Richtung auf den Ofen geneigter Sehne durchgreifen.

Im Ausführungsbeispiel ist der Schaft 21 fest mit einem Hitzeschild 23 verbunden, der beim Einfahren der Sauerstofflanze in die in der Figur dargestellte Stellung die Einführungsöffnung 6 abdeckt. Zur weiteren Erleichterung der Handhabung ist die Sauerstofflanze mit einer Gewichtsentlastung ausgestattet: Ein von einer Federtrommel 24 ausgehendes und von dieser gespanntes Zugseil 25 ist über eine Umlenkrolle 26 geführt und greift an den Wagen 9 an. In der gezeigten Stellung, das heißt bei eingefahrener Sauerstofflanze 16, ist das Zugseil 25 durch die Umlenkrolle 26 nur um einen geringen Winkel abgelenkt, und es greift mit einer nur geringen, der Führungsschiene 8 parallelen Komponente an den Wagen 9 an. Das bedeutet, daß in der eingefahrenen Stellung, in der die entlang der Führungsschiene bewirkte Kraft durch den Überhang der Sauerstofflanze 16 sowie die Neigung des entsprechenden Abschnittes der Führungsschiene 8 nur gering ist, auch die Entlastungskraft gering gehalten ist. Mit aus der gezeigten Stellung abwärts geführtem Wagen 9 nimmt der Umschlingungswinkel der Umlenkrolle 26 ebenso zu wie die dem jeweils führenden Abschnitt der Führungsschiene 8 parallele Komponente des an den Wagen 9 angreifenden Zugseiles 25, so daß, wenn das Gewicht der Sauerstofflanze sich stärker bemerkbar macht, auch die Wirkung der Entlastung steigt, selbst wenn mit sehr flacher Federlinie der in der Federtrommel 24 angeordneten Feder gerechnet wird. Beim Betriebe des Wannenofens 2 ist die Sauerstofflanze 16 zunächst zurückgezogen, und der Wagen 9 liegt an dem unteren der Stops 13 an. Damit ist bei nur sehr geringem in Anspruch genommenen Raum des Ofenflures 5 die Sauerstofflanze entlang ihrer gesamten Länge inspizierbar, und der Lanzenkopf 22 ist gut erreichbar, so daß er in üblicher Weise auf den folgenden Blasvorgang vorbereitet werden kann: Zweckmäßig wird der Lanzenkopf 22 mit mit einem als Hitzeschild dienenden Mantel aus Schamotte und Asbest umgeben. Zur Einführung der Sauerstofflanze 16 genügt es, den Wagen vermittels der Handgriffe 20 entlang der Führungsschiene 8 in die gezeigte Stellung hochzufahren, ein Vorgang, der durch die Gewichtsentlastung mittels der Federtrommel 24 und des Zugseiles 25 erheblich erleichtert wird. Der Wagen 9 kann nun entweder in seiner höchsten, durch den oberen der Anschläge 13 definierten Stellung mittels des Knebels 14 und der diesem nachgeordneten Feststellvorrichtung arretiert werden, bei der der Hitzeschild 23 die Einführungsöffnung völlig abdeckt, oder aber es können abweichende Stellungen gewählt werden. Diese abweichenden Stellungen gestatten, sowohl die Entfernung des Lanzenkopfes 22 vom Badspiegel 4 als auch den Auftreffwinkel des vom Lanzenkopf 22 ausgehenden Sauerstoffstrahles zu ändern. Hierdurch ergeben sich für das Frischen weitgehende Beeinflussungsmöglichkeiten. Es läßt sich nicht nur die Distanz ändern, die der bzw. die divergierenden Sauerstoffstrahlen bis zur Erreichung des Badspiegels zurücklegen, es läßt sich gleichzeitig auch der Auftreffwinkel ändern. Dies erweist sich auch für die Standzeit der Sauerstofflanze als besonders günstig:

Bei vertikal oder sehr steil auf dem Badspiegel einwirkenden Lanzenköpfen ist die Wahrscheinlichkeit und damit auch die Häufigkeit, mit der aufspritzende Schlacke und aufspritzendes Schmelzgut die Stirnfläche des Lanzenkopfes zu erreichen vermögen, besonders hoch, und damit sind aber sowohl die an den Lanzenkopf während des Betriebes von außen angesetzten Mengen als auch der Verschleiß der Flächen des Lanzenkopfes besonders hoch. Wird durch Rückfahren der Lanze 16 der Auftreffwinkel spitzer, so werden aufspritzende Schlacke und aufspritzendes Schmelzgut von der Lanze hinweg zur Ofenmitte hin gerichtet sein. Weiterhin läßt sich durch den Auftreffwinkel des bzw. der Sauerstoff-Strahlen des Lanzenkopfes bestimmen, welche umwäizende Wirkung der Sauerstoffstrahl im Bade hervorruft. Die erfindungsgemäß kurz, im Ausführungsbeispiel etwa 1100 mm, ausgebildete Sauerstofflanze bläst von einer Seite her mit horizontaler Komponente in Richtung einer Symmetrieebene des Bades derart auf den Badspicgcl, daß in Richtung dieser Symrnctriccbcnc das Schmelzgut zur gegenüberliegenden Uferseite strömt und entlang der äußeren Wandungen zurück unter die Sauerstofflanze fließt. Wird dagegen die Führungsschiene 8 abweichend vom Ausführungsbeispiel nicht senkrecht auf der Ofenwand, sondern um eine vertikale Achse gegen diese geschwenkt angeordnet, so bläst die Sauerstofflanze 16 mit tangentialer Kompone-

->5 te in das Schmelzgut, und im Ofen wird eine ringförmige Strömung bewirkt. Da der Sauerstoff auch in das Schmelzgut hineingeblasen wird kommt zu diesen in der Horizontalen fließenden Strömungen noch eine Umwälzung in der Vertikalen. — Bei einem bevorzugten, aber nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Führungsschiene 8 mit der Sockelplatte 7 derart um eine vertikale Achse schwenkbar und arretierbar verbunden, daß wahlweise innerhalb der Symmetrieebene des Bades oder aber mit vorgegebener tangentialer Komponente eingeblasen werden kann.

Bereits gestreckt ausgebildete Sauerstofflanzen gestatten eine Einsparung sowohl an Baulänge als auch Einfahrweg, wenn sie zusätzlich um eine horizontale Achse gegen den Badspiegel einstellbar neigbar sind, und sie erlaubende nach den metallurgischen Bedürfnissen, beispielsweise je nach Stahlart, das Schmelzgut »hart« bzw. »weich« anzublasen und einstellbar auf das Umwälzen des Bades einzuwirken. Entsprechend der weitergehenden Lehre bogenförmig ausgebildete Sauerstofflanzen und Lafettenführungen reduzieren den zu treibenden Aufwand erheblich, indem die erforderliche Länge der Sauerstofflanze bis in die Nähe von einem Meter reduziert werden kann und die vor der Ofenwand benötigte Fläche durchaus auf 1 m² reduziert werden kann, wobei der Ofenflur selbst frei bleibt und die Höhe des Ofendeckels nicht erreicht wird. Die Herabsetzung der Länge der Lanze sowie die Reduzierung des Fahrv/crkcs derselben senkt nicht nur den Erstellungsaufwand, sondern erleichtert durch geringeres Gewicht auch die Bedienung erheblich; die anzuwendenden Kräfte können durch eine zweckmäßige Zugentlastung mittels eines Kraftspeichers, beispielsweise der Federtrommel 24 oder eines Entlastungsgewichtes, weiter gesenkt werden. Überaus vereinfacht wird die Bedienung auch dadurch, daß trotz geringsten Raumbedarfes der Einführungsweg der Sauerstofflanze 16 durch die Führung voll vorgegeben ist, und im Normaifall die Sauerstofflanze zwischen ihren durch mechanische Begrenzungen gegebenen Endstellungen verstellt wird, während eine weitere Einstellmöglichkeit einfach gegeben ist und die jeweiligen Stellungen durch der Führungsschiene und/oder dem Wagen zugeordnete Skalen leicht ablesbar sind. Der Hitzeschild wird

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automatisch mit verstellt; es ist aber auch möglich, die praktisch immer den gleichen Flächenbereich der einen

Verbindung, beispielsweise über Federn nachgiebig, so Führungsöffnung durchgreift.

zu bewirken, daß die Abdeckung während des gesamten Die Erfindung gestattet damit mit geringem Aufwan-Arbeitsbereiches, d. h. der unterschiedlichen Einstellun- de den Aufbau einer zwangsgeführten Sauerstofflanze, gen, erzielt wird. Hierbei ist es auch möglich, 5 die leicht und sicher bedienbar ist und bei geringstem gesonderte, zusätzliche Hitzeschilde zu verwenden; Raumbedarf gestattet, die Einwirkung auf das Schmelzgünstig wirkt sich hierbei aus, daß die Einführungsöff- gut den jeweiligen Erfordernissen feinfühlig anzupassen, nung klein gewählt werden kann und die Lanze

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Auf einer Lafette gehaltene und mittels dieser in einen Wannenofen durch eine seitlich vorgesehene Einführungsöffnung einfahrbare Sauerstofflanze zum Frischen von Stahl in SM-, Elektroöfen od. dgl., deren Lanzenkopf stärker gegen den Badspiegel geneigt ist als der Lanzenschaft, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstofflanze (16) gegen die Horizontale einstellbar neigbar ist und die horizontale Neigungsachse vor der Lafette (Führungsschiene 8, Wagen 9) im Bereiche der die Einführungsöffnung aufweisenden Ofenwand (1) Hegt.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lanzenkopf (22) und mindestens ein anschließender Bereich des Lanzenschaftes (21) ringabschnittförmig gebogen ausgeführt sind, so daß ihre Mittellinien ein Bogen ei:ies Kreises sind, und daß die Sauerstofflanze um die normal auf der Kreisfläche stehende, deren Zentrum schneidende Achse schwenkbar ist.

   3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lanzenschaft (21) bis zu seinem dem Lanzenkopf (22) gegenüberliegenden Ende und dem an diesem angeordneten Anschlußstück (15) bogenförmig ausgebildet ist.

   4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des durch den Lanzenkopf (22) und den bogenförmigen Teil des Lanzenschaftes (21) gebildeten Bogens 40° bis 160° beträgt.

   5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des durch den Lanzenkopf (22) und den bogenförmigen 1 eil des Lanzenschaftes & (21) gebildeten Bogens 70° bis41° beträgt.

   6. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstofflanze (16) auf einem Wagen (9) angeordnet ist, der in einer bogenförmig gekrümmten Führungsschiene (8) läuft.

   7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (8) an der die Einführungsöffnung (6) aufweisenden Ofenwand (1) angeordnet ist.

   8. Einrichtung nach Ansprüchen I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse der Sauerstofflanze (16) vor der Führungsschiene (8) etwa unterhalb der halben Länge der Einführungsöffnung (6) liegt.

   9. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschiene (8) den Weg des Wagens (9) begrenzende Anschläge (13) zugeordnet sind.

   10. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (9) auf der Führungsschiene (8) feststellbar ist.

   11. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Wagen (9) eine Vorrichtung (24 bis 26) zur Gewichtsentlastung angreift.

   12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an den Wagen (9) ein im wesentlichen Arbeitsbereich nach oben gerichtetes, eine der Führungsbahn parallele Komponente aufweisendes und durch einen Kraftspeicher (Feder- <>⁵ trommel 24) gespanntes Zugseil (25) ansrreih.

   11 Hinrichtung nach Ansprüchen I bis 12. dadurch gekennzeichnet, clal.i die durch die Führungsschiene

   (8) gegebene Führungsebene in einer vertikalen Symmetrieebene des Bades liegt.

   14. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalprojektion der durch die Führungsschiene (8; gegebenen Führungsebene eine in bezug auf das Bad tangential Komponente aufweist

   15. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (8) um eine vertikale Achse einstellbar gehalten ist.

   16. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Lanzenschaft (21) mit einem in der Arbeitsstellung die Einführungsöffnung (6) abdeckenden Hitzeschild (23) ausgestattet ist.

   17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Hitzeschild (23) auf dem Lanzenschaft (21) längsverschiebbar gehalten ist und innerhalb des Arbeitsbereiches der Sauerstofflanze (16) deren Einführungsöffnung (6) überdeckt.