DE2652159C3

DE2652159C3 - Räderfalzapparat

Info

Publication number: DE2652159C3
Application number: DE2652159A
Authority: DE
Inventors: Hans-Bernhard Dr.-Ing. 8700 Wuerzburg Bolza-Schuenemann
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 1976-11-16
Filing date: 1976-11-16
Publication date: 1981-04-30
Also published as: DE2652159A1; DE2652159B2; US4190242A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Räderfalzapparat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Räderfalzapparate sind in verschiedenen Bauformen bekannt Die US-PS 38 65 361 beschreibt einen Räderfalzapparat, innerhalb dessen Sammelzylinder ein exzentrisch versetzter Falzmesserträger rotiert, dessen Falzmesserspitzen eine dreispitzige Hypozykloide beschreiben. Der Sammelzylinder ist als dreifeldriger Zylinder ausgeführt, wobei jedes Feld einen Satz steuerbarer Punkturen trägt Mit zwei rotierenden Falzmessern ist der Falzmesserträger ausgerüstet wobei bei Sammelproduktion ein Falzmesser stillgesetzt wird. Jedoch ist es mit diesem Falzapparat nicht möglich, die Produktionsai t »Doppelt-Gesammelt« zu falzen. Die Papierbogen müssen wegen der beiden nur möglichen Produktionsarten »Ungesammelt« und »Gesammelt« nicht auf zweite Zylinder abgegeben werden.

Der DE-AS 18 01419 kann ein Räderfalzapparat entnommen werden, mit dem die Produktionsarten »Ungesammelt«, »Gesammelt« und »Doppelt-Gesammelt« möglich sind. Jedoch werden hierzu zwei Papierabgaben benötigt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Räderfalzapparat zu schaffen, der mit nur einer Papierabgabe auskommt, aber dennoch die drei Produktionsmöglichkeiten »Ungesammelt« (ein Bogenpaket), »Gesammelt« (zwei Bogenpakete) und »Doppelt-Gesammelt« (vier Bogenpakete) ermöglicht

Diese Aufgabenstellung wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der erfindungsgemäße Falzapparat mit den Produktionsarten »Ungesammelt«, »Gesammelt« und »Doppelt-Gesammelt« nur mit — incl. Schneidzylinder — drei Zylindern auskommt, während bei den bisher bekannten Falzapparaten fünf bis sieben Zylinder vorhanden sind. Hierdurch nimmt der Falzapparat in vorteilhafter Weise wenig Platz ein. läßt sich kostengünstig herstellen und ermöglicht sogar einen Doppelfalzapparat unter einem einzigen Papiereinlauf.

Dadurch, daß nach dem Sammelvorgang im Gegensatz zu den bekannten, vergleichbaren Räderfalzapparaten keinerlei Punkturwechsel mehr notwendig ist, können Wartungs- und Einstellzeiten wesentlich verringert werden, die Störanfälligkeit und die Papierstaubentwicklung vermindern sich beträchtlich. Die bis 144 Seiten dicken Produkte sind auch durch den lediglich einmaligen Punkturwechsel nur wenig beschädigt.

Ein Ausführungsbeispiel wird an Hand der Figu^ren nachstehend erläutert. Es zeigt

Hg. 1 einen Einfach-Räderfalzapparat mit 4/2-Messerzylinder, 4/2-Schneidnutenzylinder und 5/2-Sammel-Falzmesserzylinder.

Fig.2 einen Schnitt II-1I durch den erfindungsgemäßen 5/2-Sammel-Falzmesserzylinder.

F i g. 3 einen Schnitt III-III durch F i g. 2.

Fig.4 eine schematische Darstellung des Kurvenscheibenantriebes.

Wie in Fig. 1 dargestellt, gelangen längsgefalzte Papierstränge 1.1, 1.2, 1.3 von einem oder mehreren Falztrichtern 2.1,2.2,2.3 über Zugwalzengruppen 3,4 in eine aus mehreren Zylindern bestehende Falzzylindergruppe 5. Die Falz/ylindergruppe 5 besteht beispielsweise aus einem 4/2-Schneidmesserzylinder 6, einem 4/2-Schneidnutenzylinder 7, der mit dem 4/2-Schneidmesserzylinder 6 zusammenarbeitet, und einem 5/2-Sammel- und Falzmesserzylinder 8. Der 5/2-Sarnmel- und Falzmesserzylinder 8 ist aus zwei verschiedene Funktionen ausübenden Teilen zusammengesetzt. Er

besteht im wesentlichen aus einem als Hohlzylinder mit fünf gleichen Abschnittlängen (Feldern) 88,89,90,91,92 um den Umfang ausgebildeten Sammelzylinder 102 und einem im Inneren des Sammelzylinders 102 rotierenden Falzmesserträger 103. Während der 5/2-Sammelzylinder 102 auf seinem Umfang, in gleichem Abstand voneinander, fünf steuerbare Punkturensätze 9.1, 9.2, 93,9.4,9.5 aufweist, trägt der 4/2-Schneidnutenzylmder 7 vier steuerbare Punkturensätze 10.1, 10.2, 10.3, 10.4. Die Steuerung von Punkturen 9.1 bis 93 und 10.1 bis 10.4 ist airgemein bekannt, z.B. durch die DE-PS 18 01419, und wird in vereinfachter Weise in Fig.4 dargestellt

Die Punkturensäue 10.1 bis 10.4 nadeln die vereinigten Papierstränge 1.2, 1.1, 13 auf den 4/2-Schneidnutenzylinder 7 auf, bevor sie von den vier Messern 11.1 bis 11.4 des 4/2-Schneidmesserzylinders 6 im Zusammenwirken mit den vier Schneidleisten 12.1 bis 12.4 des 4/2-Schneidnutenzylinders 7 in einreine Bogenpakete 13 zerschnitten werden. Von den Punkturensätzen 10.1 bis 10.4 des 4/2-Schneidnutenzylinders 7 werden die Bogenpakete 13 an die Punkturensätze 9.1 bis 9.5 des 5/2-Sammelzylinders 102 übergeben. Auf ihm führen sie das oder mehrere Bogenpakete 13 übereinander um den rotierenden 5/2-Sammelzylinder 102 herum, bis über ein angetriebenes Falzwalzenpaar 14. Durch den hohlen 5/2-Sammelzylinder 102 führt eine Welle 15. Wie in F i g. 2 und F i g. 3 dargestellt, ist sie exzentrisch zu einer Rotationsachse 18 des 5/2-Sammelzylinders 102 angeordnet und in Lagerkörpern 20, 21 mittels Rollenlager gelagert. Die Lagerkörper 20, 21 wiederum sind in Bohrungen von Seitengestellen 26, 27 des Falzapparates gelagert und mit ihnen fest verschraubt, so daß sie sich in der Bohrung nicht verdrehen können.

In Seitenplatten 16,17 des Falzmesserträgers 103 sind vier abgesetzte Falzmesserwellen 22 bis 25 derart gelagert, daß die gedachte Verbindung ihrer Zentren ein Quadrat ergibt. Auf jeweils ihrem glatten Teil tragen die Falzmesserwellen 22 bis 25 je einen Satz Falzmesser 28 bis 31. Sie können in bekannter Weise sowohl fest verschraubt mit den Falzmesserwellen 22 bis 25 sein, aber auch so geklemmt sein, daß sie leicht von den ihnen abgenommen werden können.

Auf Vielnut-Wellenzapfen 32 bis 35 der Falzmesserwellen 22 bis 25 ist jeweils ein Doppelritzel 36 bis 39 aufgekeilt, bei dem jeweils ein Zwischenraum zwischen den beiden Zahnkränzen eingearbeitet ist. Auf der Außenseite der Seitenplatte 17 sind Achsstummel 44 bis 47 angebracht, ouf denen Doppel-Zwischenzahnräder 40 bis 43 drehbar gelagert sind. Die Doppelritzel 36 bis 39 stehen jeweils mit dem ihnen zugepaarten Doppel-Zwischenzahnrad 40 bis 43 in Eingriff, diese wiederum mit der Verzahnung eines als Sonnenrad fungierenden Zahnkranzes 51. In dieser Stellung werden die Falzmesserwellen 22 bis 25 und damit die Falzmesser 28 bis 31 angetrieben Das Übersetzungsverhältnis von Zahnkranz 51 (feststehendes Sonnenrad) zu Falzmesserwellen 22 bis 25 beträgt 3 :1. Da die Wellenzapfen 32 bis 35 als Vielnutzapfen ausgeführt sind, lassen sich auf ihnen jeweils die Doppelritzel 36 bis 39 in zwei Stellungen axial verschieben und in diesen Stellungen halten. In der ersten Stellun" Met.^n die Doppelritzel 36 bis 39 mit den Doppel-Zwischenzahnrädern 40 bis 43 und diese mit dem Zahnkranz 51 in Eingriff. Das heißt, die Falzmesser 28 bis 31 sind aktiv. In der zweiten Stellung werden zwei sich diagonal gegenüberliegende Doppelritzel, z. B. 37,39 oder drei Doppelritzel, z. B. 36, 37,38, auf ihrem Vielnutwelk-nzapfen 32 bis 35 derartig verschoben und gehalten, daß sie nicht mdir in Eingriff stehen mit der Verzahnung des jeweils ihnen zugeordneten Doppel-Zwischenzahnrades 40 bis 43. Durch das Ausrücken der Doppelritzel 36 bis 39 von der Verzahnung des ihnen zugeordnesen Doppel-Zwischenzahnrades 40 bis 43 wird das betreffende Falzmesser 28 bis 31 antriebslos. Ist also ein Doppelritzel 36 bis 39 abgekuppelt, so wird die ihm zugeordnete Falzmesserwelle 22 bis 25 in der Seitenplatte i7 z. B. mittels Indexstiften 52 bis 55 in einer neutralen Position arretiert, so daß z. B. die Falzmesser 29 und 31 ode^r 28, 29,30 nicht mehr aus dem Umfang eines Mantels 19 des 5/2-Sammelzylinders 102 austreten können.

Der Zahnkranz 51, der als feststehendes Sonnenrad fungiert, ist an dem exzentrischen Lagerkörper 21 fest verschraubt. Die Lagerkörper 20, 21 dienen als Lagerung (Zapfenerweiterung) des eigentlichen 5/2-Sammelzylinders 102.

Die Drehmomentübertragung vom Hauptantrieb erfolgt (F i g. 1) über eine Längswelle 56, Kegelräder 57, 58, Stehvvelle 59, Kegelräder 60, 61. Querwelle 62, Kegelrad 63, Doppelzahnrad 64 (Kegelrad plus Stirnrad), Stirnrad 65, Stirnrad 66, Stirnrad 67 auf die mit dem Stirnrad 67 verkeilte Welle 15.

Auf einen Wellenzapfen 68 der Welle 15 ist ein Stirnrad 69 aufgekeilt, das mit einem Stirnrad 70 kämmt. Das Stirnrad 70 ist auf einen Wellenzapfen einer Welle 71 aufgekeilt, wobei sie im Seitengestell 27 gelagert ist. und auf ihren zweiten Wellenzapfen ein Stirnrad 72 aufgekeilt ist. Mit dem Stirnrad 72 kämmt ein Zahnkranz 73, der mit einer Endscheibe 77 verschraubt ist. Endscheibe 77 und 76 des 5/2-Sammelzylinders 102 rotieren ebenso wie der Zahnkranz 73 um die Rotationsachse 18 des Mantels 19 des 5/2-Sammelzylinders 102, die gleichzeitig das Zentrum der Lagerkörper 20, 21 darstellt. Auf die Stirnseiten der Endscheiben 76, 77 ist der mehrteilige — z. B. fünfteilige — Mantel 19 aufgeschraubt. Er hat mehrere Ausbrüche, durch welche die Falzmesser 28 bis 31 bzw. die Punkturennadeln der Punkturensätze 9.1 bis 9.5 austreten können. Zur Versteifung sind mit den Innenseiten der Endsrheiben 76, 77 Traversen 78 bis 81 verschweißt. In den Endscheiben 76, 77 sind in regelmäßigem Abstand voneinander Punkturantriebswellen 82 bis 86 gelagert. Sie dienen dem Antrieb der Punkturensätze 9.1 bis 9.5. Ihr freier Zapfen ist jeweils mit einem Rollenhebel 93 bis 97 formschlüssig verbunden, dessen Rolle in bekannter Weise auf einer gestellfesten Kurvenscheibe 98 und einer rotierenden Kurvenscheibe 99 abläuft, so daß je nach Wahl jeder vierte, zweite, oder jeder Punkturensatz 9.1 bis 9.5 ein Bogenpaket 13 in die Falzwalzen 14 entläßt. Die Kurvenscheibe 98 ist deshalb als gestellfest anzusehen, weil sie mit dem Lagerkörper 20 lösbar formschlüssig — z. B. über eine Federkeilverbindung — verbunden ist.

Zum Falzwerk nach Fig. 1, 2, 3 gehört ein Schaltgetriebe zur Steuerung der Abgabepunkte der Punkturensätze 9.1 bis 9.5 auf dem 5/2-Sammelzylinder 102. Das Getriebe hat drei Stellungen. Die Stellung I ist für eine »ungesammelte« Produktion; eine zweite Stellung Il für »gesammelte« Produktion, und die Stellung IiI für »doppelt gesammelte« Produktion.

Das Schaltgetriebe für den Antrieb einer Kurvenscheibe 99 erfolgt über die Stirnräder 67 und 104. ZwibJhen den Stirnrädern 67 und 104 besteht ein festes Übersetzungsverhältnis. Auf einer Welle 105 des Stirnrades 104 sitzt verschiebbar in die drei Stellungen 1, II, III über z.B. eine Verschiebestange 106 ein

Verschieberad 107 mit seinen zwei Zahnrädern 108 und 109. Dem Verschieberad 107 ist ein Zwischenzahnrad 110 mit seinen Zahnrädern 111 und 112 zugeordnet. Ein Zahnkranz 100 der Kurvenscheibe 99 kämmt immer mit dem Zahnrad 111. Sowohl die gestellfeste Kurvenscheibe 98 als auch die rotierbare Kurvenscheibe 99 haben je eine einzige Stelle tiefsten Kurvenhubes.

in Stellung 3 des Schaltgetriebes ist das Verschieberad 107 mit seinen Zahnrädern 108 und 109 so ausgerückt, daß keines seiner Zahnräder mit den Zahnrädern 111 oder 112 des Zwischenzahnrades 110 kämmen kann. Die Kurvenscheibe 99 ist hierbei in eine vorher bestimmte Stellung gebracht worden und über eine Verriegelung 113 z. B. im Seitengestell 26 arretiert worden. In dieser Stellung stehen Kurvenscheibe 99 und gestellfeste Kurvenscheibe 98 so zueinander, daß die Steuerroüe des Rollenhebels 93 bis 97 an der jeweils tiefsten Stelle der Kurvenscheiben 98 und 99 zur gleichen Zeit läuft, und also für jedes der fünf Felder 88 bis 92 jeweils den entsprechenden Punkturensatz 9.1 bis 9.5 zur Abgabe des Bogenpaketes 13 an das Falzwalzenpaar 4 zurückzieht.

In Stellung II ist die Verriegelung 113 der Kurvenscheibe 99 unwirksam. Die Zahnräder 100, 111 und 108 sind miteinander im Eingriff. Dieses hat zur Folge, daß jedes Feld 88 bis 92 des 5/2-Sammelzylinder^r 102 jeweils zweimal umlaufen muß, bevor die Steuerrollen der Rollenhebel 93 bis 97 bei beiden Kurvenscheiben 98 und 99 gleichzeitig an der Stelle ihres tiefsten Kurvenhubes stehen und damit den entsprechenden Punkturensatz 9.1 bis 9.5 zur Abgabe des doppellen Bogenpakeies 13 an das Falzwalzenpaar 14 zurückziehen.

In Stellung III ist die Verriegelung 113 der Kurvenscheibe 99 ebenfalls unwirksam. Die Zahnräder 100, 111 und 112, 104 sind hierbei im Eingriff. Daraus folgt, daß jedes Feld 88 bis 92 des 5/2-SamrnelzyIinders 502 jeweils viermal umlaufen muß, bevor die Steuerrollen des entsprechenden Rollenhebels 93 bis 97 bei beiden Kurvenscheiben 98 und 99 gleichzeitig an der Stelle ihres tiefsten Kurvenhubes stehen und damit den entsprechenden Punkturensatz 9.1 bis 9.5 zur Abgabe des dreifachen Bogenpaketes 13 an das Falzwalzenpaar 14 zurückziehen.

Die Übersetzung /wischen den Seitenplalien 16, 17 (Falzmesserträgern) und dem 5/2-Sammelzylinder 102, der aus den Endscheiben 76, 77, dem Mantel 19 — mit den fünf Feldern 88 bis 92 — und den Punkturensätzen 9.1 bis 9.5 besteht, ist so zu wählen, daß die Seitenplatten 16, 17 mit den Falzmessern 28 bis 31 eine ganze Umdrehung machen, während der 5/2-Sammelzylinder 102 nur noch eine 4/5-Drehung macht

Jedes der Falzmesser 28 bis 31 rotiert in bekannter Weise um seine eigene Achse und den ortsfesten Zahnkranz 51, so daß es eine dreispitzige Hypozykloide beschreibt Eine ihrer Spitzen kommt zwischen die Falzwalzen 14 zu liegen, während die beiden anderen Spitzen innerhalb des Mantels 19 des 5/2-Sammelzylinders 102 zu liegen kommen.

Rei ungesammelter Produktion laufen alle vier Falzmesser 28 bis 31 auf der in Fig.3 gestrichelt eingezeichneten Hypozykloide, das heißt, je 1/4-Drehung der Falzmesserträger 103 oder je 1/5-Drehungdes 5/2-Sammclzylinders 102 wird ein Bogenpaket 13 von dem jeweils beteiligten Falzmesser 28 bis 31 in die

ίο Falzwalzen 14 gestoßen und entsprechend von den Punkturensätzen 9.1 bis 9.5 freigegeben.

Bei einfach gesammelter Produktion werden zwei sich diagonal gegenüberliegende Falzmesser, z. B. die Falzmesser 28 und 30, oder 29, 31. stillgelegt. Dieses geschieht beispielsweise durch seitliches Verschieben und Arretieren des jeweils beteiligten Doppeiritzels, z. B. 36 und 38, oder Doppel-Zwischenzahnrades, z. B. 40 und 42. oder durch einfaches Herausnehmen der Falzmesser, z. B. 28 und 30. Dann findet nicht jede Vierteldrehung des Falzmesserträgers 103 — also bei jedem Feld 88 bis 92 —, sondern nur jede zweite Vierteldrehung — also bei jedem zweiten Feld, z. B. 89, 91 — das Heraustreten eines Falzmessers, z. B. 29 und 31, in die Falzwalzen 14 statt. Damit bleibt auf dem 5/2-Sammelzylinder 102 jedes zweite Bogenpaket 13 liegen. In diesem Fall sind auch die Punkturensätze 9.1 bis 9.5 entsprechend überspringend gesteuert, so daß das nicht weggefalzte Bogenpaket 13 in unbewegten Punkturensälzen hängen bleibt und noch einmal um den 5/2-Sammelzylinder 102 herumlaufen muß. Wegen der ungeraden Fünferteilung vereinigt es sich mit einem anderen Bogenpaket IV wird also »gesammelt« und dann erst weggefalzt.

Zum »Doppeltsammeln« werden drei Falzmesser.

s^r> z. B. die Falzmesser 29, 30,31. stillgelegt. Dann wird pro Umdrehung des Falzmesserträgers 103 nur einmal gefalzt, was jedes vierte an den Falzwalzen 14 vorbeilaufende 1/5-FeId 88 bis 92 des 5/2-Sammelzylinders 102 trifft. Die Punkturensätze 9.1 bis 9.5 ziehen sich

ic ebenfalls nur bei jedem vierten Feld 88 bis 92 einmal zurück, um ein »doppelt-gesammeltes« Bogenpaket 13 an die Falzwalzen 14 freizugeben. Ein Bogenpaket 13. das auf das freie Feld 88 bis 92 (nach dem Falz) des Sammelzylinders 102 aufgenadelt wird, muß also drei weitere ganze Umdrehungen auf dem 5/2-Sammelzylinder 102 machen, ehe es weggefalzt wird. Bei jeder Umdrehung wird aber ein weiteres — anderes — Bogenpaket 13 auf die gleiche Punktur und über die bereits vorhandenen, vorher aufgenadelten Bogenpakete 13 aufgenadelt. Insgesamt sind also immer vier verschiedene Bogenpakete auf 1/5-Feld gesammelt, ehe bei jedem vierten Feld 88 bis 92 des 5/2-Sammelzylinders 102 der Falzvorgang erfolgt Damit ist der gewünschte Effekt »doppelt sammeln« ohne Punkturenwechsel erreicht

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Räderfalzapparat mit hohlem, auf Sammeln oder Nichtsammeln durch Außerdienststellen von FaIzmessern umstellbarem Sammelzylinder mit kurvengesteuerten Punkturensätzen, wobei eine angetriebene Kurvenscheibe vorgesehen ist, mit einem im Sammelzylinder exzentrisch versetzt angeordneten, rotierenden Falzmesserträger mit mehreren, sich drehenden, voneinander gleich beabstandeten Falzmessern, welche Hypozycloiden beschreiben, wobei auf eine vollständige Umdrehung des Falzmesserträgers eine in einem bestimmten Verhältnis zur Anzahl der Falzmesser stehende Umdrehung des Sammelzylinders erfolgt, und wobei in der Stellung »Nichtsammeln« die Punkturensätze pro Umdrehung des Sammelzylinders einmal zurückgezogen werden, und jedes der Falzmesser angetrieben ist. vährend in der Stellung »Gesammelt« die Punkturensäize des Sammelzylinders bei jeder zweiten Umdrehung des Sammelzylinders einmal zurückgezogen werden, währenddem die Hälfte der Antriebe für die Falzmesser abgestell' und in einer neutralen Position arretiert angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Sammelzylinder (102) ein steuerbare Punkturensätze (10.1, 10.2, 10.3, 10.4) tragender mit einem Schneidmesserzylinder (6) zusammenwirkender vier-halbe Schneidnutenzylinder (7) angeordnet ist, daß der Schneidnutenzylinder (7) mit dem fünf Felder aufweisenden Sammelzylinder (102) zusammenwirkt, daß der Sammelzylinder (102) in jedem seiner fünf Felder (88, 89, 90, 91, 92) je einen jeweils durch eine gestellfeste und eine umstellbar schnell rotierende Kurvenscheibe (98, 99) gesteuerten Punkturensatz (9.1,9.2,9.3,9.4,9.5) trägt, daß der Falzmesserträger (103) mit vier Falzmessern (28,29,30,31) ausgerüstet ist, daß auf eine 4/4-Umdrehung des Falzmessertiägers (103) eine 4/5-Umdrehung des Sammclzylinders (102) kommt, daß der Sammelzylinder (102) zusatzlieh in die Produktionsart »Doppeh-Gesammelt« umschaltbar ist, daß in der Schaltstellung »Gesammelt« wahlweise jeweils zwei sich diagonal gegenüberliegende Doppelritzel (36, 38; 37, 39) für die Falzmesser (28, 30; 29, 31) abgestellt und in einer neutralen Position arretiert angeordnet sind, während die nicht abgestellten Doppelritzel (37, 39; 36,

38) für die Falzmesser (29, 31; 28, 30) in Wirkverbindung mit den ihnen zugeordneten Falzmessern (29, 31; 28, 30) stehen und angetrieben sind, und daß in der Schaltstellung »Doppelt-Gesammelt« die Punkturensätze (9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5) des Sammelzylinders (102) derart gesteuert sind, daß sich jeder Punkturensatz (9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5) bei jeder vierten Umdrehung des Sammelzylinders (102) einmal zurückzieht, und wahlweise jeweils drei von den vier Doppelritzeln (36, 37, 38, 39) für die Falzmesser (28, 29, 30, 31) abgestellt und in einer neutralen Position arretiert angeordnet sind, während das nicht abgestellte Doppelritzel (36; 37; 38;

39) in Wirkverbindung mit dem ihm zugeordneten Falzmesser (28; 29; 30; 31) steht und angetrieben ist.