DE2545225A1 - Verfahren und vorrichtung zur befestigung eines bahnendes an einer walze auf einer wickelstation - Google Patents

Description

Dipl.-Phys. O.E. Weber d-8 München 71

Patentanwalt Hofbrunnstraße 47

Telefon: (089)7915050

Telegramm: monopolweber münchen

P 101

PAPER CONVERTING MACHINE COMPANY Green Bay Wisconsin 54-305, USA

Verfahren und Vorrichtung zur Befestigung eines Bahnendes an einer Walze auf einer Wickelstation

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Befestigung des Endabschnittes einer abgetrennten Bahn an einer Walze auf einem Aufroller, insbesondere einem Schwenk-Mehrfachaufroller einer Hochgeschwindigkeits-Bahnaufwickeleinrichtung. Eine solche Vorrichtung läßt sich auch als Endbefestigungseinrichtung oder Endsxcherungseinrichtung bezeichnen.

Bei einer Hochgeschwindigkeits-Aufwickeleinrichtung derjenigen Art, bei welcher die Erfindung vorzugsweise verwendbar ist, wird von einer größeren Vorratswalze, welche eine Bahn enthält, beispielsweise Toilettenpaper, das Bahnmaterial einer Aufwickeleinrichtung zugeführt, welche mit einem Aufroller ausgestattet ist, vorzugsweise mit einem Schwenk-Doppelaufroller oder einem

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Schwenk-Mehrfachaufroller, der eine Anzahl von Spindeln aufweist. Auf eine solche Spindel wird eine entsprechende Walze aufgewickelt, Während der Aufroller weiterbewegt wird, bewegt sich nacheinander jede Spindel in eine Kernladestation oder -position (an welcher ein Kern auf die Spindel aufgesetzt wird), weiter in eine Übertragungsstation, (an welcher der vordere Rand einer abgetrennten Kante auf einen neuen Kern übertragen wird, weiter in eine Wickelstation (an welcher der größte Teil des Wickelvorganges stattfindet) und weiter in eine Entladestation (an welcher ein bewickelter Kern aus der Maschine herausgenommen wird). Typischerweise ist die axiale Ausdehnung des Kerns viel größer als die gewünschte Größe eines fertiggestellten Produkts, so daü die fertiggestellten Rollen oder Walzen anschließend einer entsprechenden Schneideinrichtung zugeführt werden können.

Eine Hochgeschwindigkeits-Aufwickeleinrichtung kann mit mehr als vier Spindeln ausgestattet sein. Beispielsweise wird in der veranschaulichten Ausfuhrungsform ein Aufroller mit sechs Spindeln verwendet. Während somit der Aufroller weitertransportiert, müssen einige der Betriebsstellungen nicht notwendigerweise verwendet werden, wenn die Bahn verarbeitet, geladen oder entladen wird. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß gemäß der Erfindung solche Stationen dazu verwendet werden können, eine Befestigung oder Sicherung des Endbereiches einer Bahn durchzuführen, wie es nachfolgend beschrieben wird.

Obwohl bisher bereits Versuche unternommen wurden, die Befestigung eines Bahnendes auf der Wickeleinrichtung selbst auszuführen, sind in der Praxis zur Durchführung dieser Befestigung stets jedoch getrennte Maschinen erforderlich gewesen. Solche Maschinen sind jedoch nicht nur kostspielig und erfordern einen zusätzlichen Schritt in der Papierverarbeitung, wozu auch der Transport von Rollen oder Walzen gehört, sie sind darüberhinaus auch nicht in der Lage gewesen, Rollen oder Walzen mit einer Geschwindigkeit zu verarbeiten, welche mit derjenigen Ge-

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schwindigkeit vergleichbar wäre, mit welcher eine Aufwickeleinrichtung Rollen oder Walzen geeigneter Größe liefern kann. Somit bilden die Rollen oder Walzen an der Endbefestigungsmaschine eine Warteschlange, und diese Maschinen haben spezielle Sammeleinrichtungen benötigt, um die Rollen oder Walzen aufzunehmen, so daß vor dem Vorgang der Endbefestigung eine Art "Flaschenhals" entstanden ist. Eine solche Maschine ist in der US-Patentschrift 3 393 105 "beschrieben, und das Verfahren, welches dieser Maschine vorausging, ist in der US-Patentschrift 3 04-4- 532 beschrieben. Weitere Maschinen zur Befestigung eines Bahnendes sind in den US-Patentschriften 3 162 560 und 3 791 907 beschrieben. Eine Verbesserung der Maschine nach der US-Patentschrift 3 393 105 ist in der am 26. April 1973 hinterlegten US-Patentanmeldung Nr. 354- 855. beschrieben, an welcher die Anmelderin beteiligt ist.

Die Erfindung ist insbesondere zur Anwendung in einer Hochgeschwindigkeits-Aufwickeleinrichtung geeignet, wie sie in der US-Patentschrift 3 697 010 beschrieben ist, an welcher die Anmelderin beteiligt ist. Diese Aufwickeleinrichtung weist eine Mehrzahl von Spindeln auf, welche derart angebracht sind, daß sie um eine gemeinsame Welle bewegbar sind. Diese Anordnung läßt sich als Aufroller oder als Schwenk-Aufroller oder auch als Schwenk-Mehrfachaufroller bezeichnen, und jede Spindel trägt einen abnehmbaren Kern, auf welchen eine Bahn aufgewickelt werden kann.

Wenn der Aufroller derart bewegt wird, daß eine einzelne Spindel weitertransportiert wird, bewegt sich die Spindel nacheinander zwischen einer Kernladestation, einer Übertragungsstation, einer Wickelstation und einer Entladestation, wie es oben bereits beschrieben wurde.

Nachdem ein Kern an der Wickelstation fertiggestellt ist, wird an der Übertragungsstation die Bahn durchtrennt, und der vordere Rand wird an einem neuen Kern angebracht. Nachdem der neue Kern

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ausreichend bewickelt ist, um zu gewährleisten, daß die Bahn tatsächlich fest daran angebracht ist, wird dieser Kern zu der Wickelstation transportiert, wo die Bewicklung fortgesetzt wird. Eine bevorzugte Ausführungsform der Übertragungseinrichtung ist in der US-Patentanmeldung Nr. 296 960(Spencer) beschrieben, an welcher die Anmelderin beteiligt ist, welche am 12. Oktober 1972 hinterlegt wurde und welche zu der am 29· Oktober 1974 veröffentlichten US-Patentschrift 3 844 501 geführt hat. Der Inhalt der US-Patentanmeldung 296 960 und der US-Patentschrift 3 697 010 werden hiermit ausdrücklich zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Anmeldung erklärt, soweit sie die Gesamtanordnung der Aufwickelmaschine und der Übertragungseinrichtung ergänzen, so daß entsprechende Ausführungen in der vorliegenden Beschreibung nicht wiederholt werden müssen, um ein vollständiges Verständnis der Erfindung zu gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Aufwickeleinrichtung der oben näher erläuterten Art derart auszubilden, daß bei besonders geringem gerätetechnischem Aufwand das Ende einer Bahn an der gewickelten Rolle wirksam und haltbar befestigt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Patentbegehren niedergelegten Merkmale.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung wird dann, wenn eine Rolle oder Walze an der Wickelstation fertiggestellt ist (oder gegebenenfalls an einer beliebigen nachfolgenden Station vor dem Entladen), eine angetriebene Steuerwalze oder ein angetriebener Steuerzylinder derart bewegt, daß er mit der fertiggestellten Rolle oder Walze zum Eingriff kommt. Die Steuerwalze wird mit einer geringeren Geschwindigkeit als der Wickelgeschwindigkeit angetrieben, und sie wird dazu verwendet, einen Oberflächenantrieb der fertiggestellten Rolle oder Walze zu liefern. Zu dieser Zeit wird der Hochgeschwindigkeitsantrieb von der Spindel

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gelöst, so daß sie durch, .die ^teuerwalze mit einer geringeren Geschwindigkeit angetrieben wird.

Wenn die Steuerwalze mit dem bewickelten Kern an der Wickelstation zum Eingriff kommt, wird ein Luftstoß oder eine Luftströmung auf den Umfang des bewickelten Kerns gerichtet, und zwar in der Drehrichtung, um das Ende der Bahn auf die Steuerwalze zu blasen, so daß dadurch die Unterseite der Bahn freigelegt wird. Die Bewegung des Bahnendes unterbricht ein Lichtbündel. Während das Ende wieder auf den Kern aufgewickelt wird, und zwar bis zu einem Punkt, an welchem das Lichtbündel wieder freigegeben wird, wird ein Klebstoff auf die freigelegte Unterseite der Bahn am Ende aufgebracht, während das Bahnende auf der Steuerwalze liegt. Wenn somit das Ende wieder mit der darunterliegenden Windung auf dem bewickelten Kern in Berührung kommt, wird es damit verklebt.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Befestigung oder Sicherung des Bahnendes somit, während der bewickelte Kern noch in der Wickelmaschine ist, und zwar vor dem Entladen. Somit entfällt gemäß der Erfindung die Notwendigkeit für eine getrennte Endbefestigungsmaschine, und es entfällt weiterhin die Notwendigkeit für entsprechende Fördereinrichtungen, usw.. Insbesondere wird somit gemäß der Erfindung der bei Endbefestigungsmaschinen auftretende Engpaß beseitigt, weil das Befestigen der Bahnenden synchron zu dem Wickelvorgang erfolgt.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Pig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Pig. 2 ein Punktionsschema eines erfindungsgemäßen Steuersystems .

In der Pig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 eine Führungswalze bezeichnet, über welche von einer nicht dargestellten Quelle eine Bahn zugeführt wird. Von der Führungswalze 10 wird die Bahn, welche durch eine gestrichelte Linie W dargestellt ist, einem mit 11 bezeichneten Schwenk-Mehrfachaufroller zugeführt, der auf einer drehbaren Welle 12 angebracht ist. Der Schwenk-MehrfachaufroHer 11 weist eine Vielzahl von Spindeln auf (in der veranschaulichten Ausführungsform sechs Stück), welche jeweils mit 13, 14·, 15» 16, 17 bzw. 18 bezeichnet sind. Die Spindeln sind gegen den Uhrzeigersinn numeriert, wie sich die Welle 12 dreht. Die Spindeln 13 und 14· sind bereits mit Kernen versehen. Die Spindel 15 ist in der Übertragungsstation angeordnet. Der Kern 16 ist an der Wickelstation, der Kern 17 an der Entladestation und der Kern 18 an der Station zum erneuten Laden angeordnet, an welcher ein neuer Kern auf die leere Spindel aufgesetzt wird.

Die Übertragung erfolgt im wesentlichen mit einer Einrichtung, wie sie in der obengenannten US-Patentanmeldung mit der Nr. 296 960 beschrieben ist, und zwar mit Hilfe einer Einrichtung, welche eine Walze 20 aufweist, mit welcher vorab die mit einem Kern ausgestattete Spindel 15 mit der Bahn von der Führungswalze 10 in der dargestellten Stellung bewickelt wird. Nachdem dieser Vorgang erfolgt ist, wird eine Klinge bzw. ein Messer B in der Richtung bewegt, in welcher der dick gezeichnete Pfeil weist, um die Bahn zu durchschneiden und um den vorderen Rand der durchschnittenen Bahn in dem

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Spalt zwischen dem Kern auf der Spindel 15 und der Bahn einzuklemmen, welche von der Walze 20 bereits dort hingeführt wurde. Nachdem die Übertragung ausgeführt wird, wird die Walze 20 in bezug auf die Spindel 15 gegen den Uhrzeigersinn gedreht, um das Herumwickeln der Bahn W zu vermindern, und der Kern 15 wird zu der Wickelstation 16 bewegt, nachdem die Klinge B zurückgezogen wurde. Es kann eine beliebige geeignete Schneideinrichtung verwendet werden, um die Bahn zu durchschneiden. Vorzugsweise wird jedoch eine Schneideinrichtung verwendet, welche eine dünne klinge hat, die durch einen Elektromagneten betätigt wird.

Gemäß der Darstellung erfolgen das Durchschneiden und das Übertragen der Bahn von einem vollbewickelten Kern 16 zu einem neuen Kern 15 erst dann, wenn eine vorgegebene Menge der Bahn auf den Kern 16 aufgewickelt ist. Nachdem die Bahn durchschnitten ist, wird die Hochgeschwindigkeits-Wickeleinrichtung von dem Kern 16 gelöst, und eine unabhängig angetriebene Steuerwalze, welche in ihrer Gesamtheit mit 21 bezeichnet ist, wird mit der Oberfläche der auf den Kern 16 aufgewickelten Bahn in Berührung gebracht. Die Steuerwalze 21 wird mit einer geringeren Geschwindigkeit als mit der Wickelgeschwindigkeit angetrieben, und es ist ersichtlich, daß die Steuerwalze 21 einen Oberflächenantrieb für den gewickelten Kern 16 in derselben Richtung wie bei der Wicklung liefert.

Wenn die Steuerwalze 21 mit dem bewickelten Kern 16 zum Eingriff kommt, wird aus einem mit einer öffnung versehenen Rohr 22 ein Luftstoß ausgeblasen, und diese Luftströmung wird auf den Umfang der Bahn auf dem Kern 16 gerichtet, und zwar in der Richtung der Drehung dieser Walze, in der Weise, daß das Ende T der Bahn abgehoben wird und auf die Steuerwalze 21 aufgedrückt wird, so daß dadurch die Unterseite der Bahn freigelegt wird.

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Es ist auch ersichtlich, daß das Ende der Bahn, nachdem es von dem bewickelten Kern 16 weggeblasen wurde, ein mit 24-bezeichnetes Lichtbündel unterbricht, welches gegebenenfalls mit Hilfe eines herkömmlichen Systems aus einem Sender und einer Photozelle gebildet sein kann.

Zu der Zeit, zu welcher die Steuerwalze 21 mit dem bewickelten Kern 16 zum Eingriff kommt, wird eine in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 27 bezeichnete Klebstoff-Sprüheinrichtung in ihre mit einer durchgezogenen Linie dargestellte Stellung bewegt. Die Klebstoff-Sprüheinrichtung 21 wird durch ein Paar von Armen gehalten, welche schematisch durch die Linie 28 veranschaulicht sind, und diese Arme sind um eine Welle 29 dreh bar und durch ein Paar von herkömmlichen Luftzylindern zwischen einer Ruhestellung 3>0 und der bei 27 dargestellten Stellung bewegbar.

Während die Steuerwalze 21 das Ende weiter auf den bewickelten Kern 16 aufwickelt, wird das Lichtbündel 24 schließlich wieder freigegeben. Wenn dies geschieht, wird der Klebstoff-Ejektor 3^ betätigt, um eine vorgegebene Menge an Klebstoff auf die freigelegte Unterseite des Endes T aufzusprühen, während dieses Ende auf der Steuerwalze 21 aufliegt. Der Klebstoff-Ejektor 27 kann dann in seine Ruhestellung 30 zurückgeschwenkt werden. Während die Bahn weiterhin auf den Kern 16 zurückgewickelt wird, bringt der aufgebrachte Klebstoff das Ende der Bahn dazu, daß es auf der unmittelbar darunterliegenden Bahnwindung befestigt wird. Auf diese Weise wird das Ende befestigt und gesichert. Der bewickelte Kern 16 kann dann zu der Entladestation bei 17 weiterbewegt werden, während der bei 15 neu begonnene Kern zu der Wickelstation bei 16 transportiert wird.

In der Fig. 2 ist der Steuerteil des Systems schematisch dargestellt, und die Stellungen des bewickelten Kerns 16 und der Steuerwalze 21 sind gegenüber der Stellung in der Fig. 1 umge-

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kehrt dargestellt. Ein elektrisches Steuersystem ist in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet, und es weist herkömmliche Steuerschaltungselemente auf, welche nach einer herkömmlichen Technik in einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Arten miteinander verbunden werden können, um die erforderlichen Funktionen auszuführen. Weiterhin ist in der schematischen Darstellung der Fig. 2 die Lichtquelle, welche das Bündel 24 liefert, mit dem Bezugszeichen 24A bezeichnet. Das Bündel 24- kann durch einen Umfangsschlitz in der Steuerwalze 21 hindurchgehen, oder es kann die S^euerwalze 21 mit einer reflektierenden Oberfläche ausgestattet sein, und zwar in der Weise, daß das Bündel 24 auf einen Fühler oder eine Photozelle reflektiert wird, welche es nur dann empfängt, wenn die Steuerwalze 21 nicht durch das Ende T der Bahn an dem Punkt des Auftreffens des Bündels 24 abgedeckt ist.

Ein in seiner Gesamtheit mit S bezeichneter Schalter liefert ein Signal an das Steuersystem 30. Der Schalter S kann der Ruckspul-Zeitsteuerschalter sein, der herkömmlicherweise in Rückspuleinrichtungen dieser Art verwendet wird.

Der Zeitsteuerschalter S löst den zum Abheben des Bahnendes dienenden Luftstoß aus, was durch den Block 22A dargestellt ist, wenn das fertiggestellte Produkt mit der mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenen Walze 22 durch Betätigung des Elektromagneten 33 in Berührung gebracht wird. Nachdem das Ende auf die Steuerwalze weggeblasen wurde und die Lichtbündel von der Photozelle 24A unterbricht, wird die Luftströmung unterbrochen, und das Ende wird natürlich weiter auf den Kern 16 aufgewickelt. Zur gleichen Zeit wird die zur Aufbringung von Klebstoff dienende Einrichtung, welche durch den Block 27A veranschaulicht ist, in einen betriebsbereiten Zustand versetzt. Es können eine Anzahl von Einrichtungen zum Aufbringen des Klebstoffs Vorhandensein, von denen jede (oder alle) durch einen Elektromagneten 35 betätigbar ist (bzw. sind)

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Wenn das Ende der Bahn das Bündel 24- freigibt, wird der Elektromagnet 35 betätigt, wodurch eine vorgegebene Menge an K3ä3stoff auf die Unterseite der Bahn in der Nähe des Bahnendes aufgebracht wird. Die tatsächliche Stelle, an welcher der Klebstoff aufgebracht wird, kann dadurch eingestellt werden, daß das Bündel 24- entsprechend gerichtet wird, oder es kann die Einstellung durch eine Zeitverzögerung der Einrichtung zum Aufbringen des Klebstoffes eingestellt werden, oder es kann schließlich aus beiden Möglichkeiten eine Kombination verwendet werden.

Gemäß den obigen Ausführungen kann die Endbefestigungseinrichtung einer gewickelten Walze zugeordnet werden, nachdem sie von der Wickelstation wegbewegt wurde, und zwar bei 16, wobei in diesem lalle die Entladestation auf dem Schwenk-Mehrfachaufroller 11 um eine Position verlagert wird.

Es ist somit ersichtlich, daß durch die Erfindung eine gut wirksame und wirtschaftliche Einrichtung der Endbefestigung geschaffen wird, während sich der gewickelte Kern auf der Wickelstation befindet, und es besteht keine Notwendigkeit für eine spezielle Bearbeitungseinrichtung für die gewickelten Walzen. Weiterhin wird gemäß der Erfindung die Weiterverarbeitung erleichtert, weil die Endbefestigung bereits erfolgt ist, wenn die Walzen von dem Aufroller abgenommen werden. Wesentlicher ist noch die Tatsache, daß jegliche Wartezeiten für Walzen entfallen, deren Enden befestigt oder gesichert werden sollen.

- Patentansprüche*-

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Claims (1)

1. - 11 Patentansprüche

   1.IHochgeschwindigkeits-Bahnaufwickelvorrichtung zur Herstellung / von Produktwalzen geeigneter Größe aus einer größeren Bahnquelle, wobei ein Schwenk-MehrfachaufroHer dazu dient, jeweils mit einem Kern ausgestattete Spindeln zwischen einer Übertragungsstation und einer Wickelstation zu bewegen, und wobei eine mit einem Kern ausgestattete Spindel an der Wickelstation mit hoher Geschwindigkeit bewickelt wird, dadurch gekennzeichnet , daß eine antreibbare Steuerwalzeneinrichtung (21) vorgesehen ist, welche dazu dient, einen bewickelten Kern (16) durch einen Eingriff mit dessen Oberfläche auf dem Aufroller (11) mit einer Geschwindigkeit anzutreiben, welche geringer ist als die Wickelgeschwindigkeit, daß weiterhin eine Luftquelle (22) vorhanden ist, welche in der Weise betätigbar ist, daß der Endbereich (T) der Bahn (W) auf dem bewickelten Kern (16) auf die Steuerwalze (21) hinübergehoben wird, um die Unterseite der Bahn (W) freizulegen, daß weiterhin eine Klebstoffquelle (27) im Bereich der Steuerwalze (21) angeordnet ist, wenn diese mit dem bewickelten Kern (16) im Eingriff steht, und daß eine Einrichtung (24) vorgesehen ist, welche auf das Aufbringen des Endbereiches (T) auf die Steuerwalze (21) anspricht, um die Klebstoffquelle (27) in der Weise zu betätigen, daß Klebstoff an einer vorgegebenen Stelle auf die freigelegte Unterseite des Endbereiches (T) aufgebracht wird.

   Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, welche auf die entsprechende Positionierung des Endbereiches anspricht, eine photoelektrische Einrichtung aufweist, welche ein Lichtbündel an einer vorgegebenen Stelle in bezug auf die Steuerwalze erzeugt, wenn diese in der Stellung angeordnet ist, daß sie einen bewickelten Kern antreibt, wobei die Luftströmung derart betätigbar ist, daß sie das Ende der Bahn in der Weise bewegt, daß

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   das Lichtbündel unterbrochen wird, und daß die Einrichtung zur Betätigung der Klebstoffquelle auf die Freigabe des Lichtbündeis anspricht.

   3- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, die Klebstoffquelle in eine Stellung benachbart zu der Steuerwalze zu bringen, und zwar in Reaktion auf den Eingriff des bewickelten Kerns mit der Steuerwalze.

   4. Verfahren zum Aufwickeln von Kernen mit hoher Geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet , daß eine vorgegebene Menge einer Bahn mit hoher Geschwindigkeit auf einen Kern aufgewickelt wird, daß die Bahn durchtrennt wird, daß der bewickelte Kern mit einer Antriebswalze in Berührung gebracht wird, welche mit einer geringeren Geschwindigkeit als der Wickelgeschwindigkeit des Kerns angetrieben wird, daß eine Luftströmung gegen den bewickelten Kern gerichtet wird, und zwar in Reaktion auf dessen Eingriff mit der Steuerwalze, um das Ende der Bahn auf dem Kern auf die Steuerwalze zu bringen und ein Lichtbündel zu unterbrechen, daß die Luftströmung abgeschaltet wird, wenn das Lichtbündel unterbrochen wird, und daß Klebstoff auf die freigelegte Unterseite der Bahn aufgebracht wird, wenn das Lichtbündel wieder freigegeben ist.

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