DE69016329T2 - Vorrichtung/Verfahren zum Gruppieren von Artikeln. - Google Patents

Vorrichtung/Verfahren zum Gruppieren von Artikeln.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gruppieren von Artikeln entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Gruppieren von Artikeln entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 4, wobei die Oberbegriffe von einem Stand der Technik ausgehen, der durch die US-A-2,884,115 beschrieben ist. In diesem Dokument wird das Problem, einen konstanten Abstand zwischen den sich in einem Strom bewegenden Artikeln zu halten, dadurch gelöst, daß jeder n-te Artikel aus dem Strom entfernt wird, so daß der Abstand lokal vergrößert wird. Zu diesem Zweck werden die Artikel nach Passieren einer speziellen Position, deren Ort durch eine Betätigungseinrichtung bestimmt ist, verlangsamt. Die Betätigungseinrichtung wird in Abhängigkeit von der Bewegung der Fördereinrichtung gesteuert, die direkt mit der Position der Artikel stromaufwärts der besagten Position korreliert ist, wenn der Abstand tatsächlich konstant ist und wenn das Entfernen jedes n-ten Artikels aus dem Strom verläßlich ist. Auf diese Weise wird bei einer konstanten Geschwindigkeit des Förderers die besagte Position entsprechend einer periodischen Steuerung der Betätigungseinrichtung periodisch längs des Förderers stromabwärts und stromaufwärts bewegt. Um die Geschwindigkeit der Artikel zu verlangsamen, wird eine Kette mit Mitnehmern verwendet, die verglichen mit der Geschwindigkeit des Hauptförderers mit einer geringeren Geschwindigkeit läuft. Längs des oberen Trums (d.h. der oberen Förderstrecke) der Kette können die Mitnehmer von der Betätigungseinrichtung an der vorbestimmten Stelle aus einer inaktiven in eine aktive Stellung bewegt werden.
  • Für einen verläßlichen Betrieb der Lösung entsprechend der US-A-2,884,115 sind ein konstanter Abstand vor der besagten Position sowie ein verläßliches Entfernen jedes n-ten Artikels wesentlich. Eine Abweichung von diesen Parametern führt zu einer Fehlfunktion des Verfahrens, da die Betätigungseinrichtung lediglich in Abhängigkeit von der Bewegung des Förderers gesteuert wird.
  • Somit sind das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung zum Durchführen des besagten Verfahrens nicht für den Zweck der vorliegenden Anmeldung geeignet, die auf die Manipulation von mit einem zufälligen (gegenseitigen) Abstand zugeführten Artikeln gerichtet ist, die derart manipuliert werden, daß Gruppen von einem oder mehreren Artikeln mit einem konstanten Abstand in Phase bzw. Abstimmung mit einer stromabwärtigen Einrichtung zum weiteren Verarbeiten der Artikel gebildet werden.
  • Aus der US-A-4,660,350 ist eine Vorrichtung zum Manipulieren von Artikeln bekannt, die insbesondere zur Verwendung in einer Fabrik für die Herstellung sogenannter Mehrfachpackungen geeignet ist, mit anderen Worten, Packungen, von denen jede eine Anzahl von individuell verpackten Artikeln enthält, so daß eine solche Fabrik eine Einzelpacktmaschine zur Herstellung verpackter Einzelartikel, eine Transfereinrichtung, die auch ein Gruppenbildener der Bauart wie im Oberbegriff erwähnt, und eine Mehrfachpackmaschine zur Herstellung der Mehrfachpackungen umfaßt. Die Einzelpackmaschine erzeugt einen kontinuierlichen Strom verpackter Artikel, die von der Transfereinrichtung zur Mehrfachpackmaschine tranferiert werden, so daß die Geschwindigkeiten dieser Maschinen und die der Transfermaschine synchronisiert werden müssen. Der Strom der von der Einzelpackmaschine hergestellten verpackten Artikel ist jedoch nicht immer konstant, da diese Maschine eine Möglichkeit hat, ausgeschiedene Packungen aus dem Strom verpackter Artikel auszublasen, und die Produktionsgeschwindigkeit dieser Maschine von der Zufuhr einzelner, zu verpakkender Artikel abhängt. Die Geschwindigkeiten der Transfervorrichtung und der Mehrfachpackmaschine müssen daher veränderbar sein. Plötzliche Geschwindigkeitsänderungen von einer bestimmten Geschwindigkeit auf Null und umgekehrt sind jedoch in diesem Fall nicht möglich. Die Transfereinrichtung dient desweiteren als ein Puffer, in welchem Artikel gepuffert werden können, wenn der aus der Einzelpacktmaschine kommende Artikelstrom plötzlich beginnt oder abnimmt mit alimäiilich zunehmender Geschwindigkeit der Mehrfachpackmaschine, und von dem Artikel für die Beschickung der Mehrfachpackmaschine bei allmahlich abnehmender Geschwindigkeit abgezogen werden können, wenn immer ein Zwischenraum in dem Artikelzufuhrstrom auftritt, bis dieser Zwischenraum von der Einfachpackmaschine wieder aufgefüllt ist, die weiterhin gepackte Artikel mit voller Geschwindigkeit zufüt.
  • In der aus der US-A4,660,350 bekannten Vorrichtung wird das oben genannte Trum der Endloskette in derartiger Zick-Zack-Art geführt, daß zwischen je zwei Mitnehmern ein Durchhang in der Kette vorhanden ist, welche Durchhänge eine zusätzliche Länge dieses Trums bedeuten. Dabei wird die Endloskette an einer Seite von der Produktionsmaschine angetrieben und an der anderen Seite von der Verarbeitungsmaschine, wobei die Antriebe mittels Reguliervorrichtungen synchronisiert werden. Wenn in dem Strom der von der Produktionsmaschine zugeführten Artikel nun ein Zwischenraum auftritt, wird der Antrieb der Endloskette von der Produktionsmaschine gestoppt, so daß die Durchhänge von dem anderen Antrieb der Endloskette während einer Zeitdauer annähernd flachgezogen werden, mit dem Ergebnis, daß die Verarbeitungsmaschine beschickt bleibt, während der Zwischenraum von der Produktionsmaschine aufgefüllt wird.
  • Der Nachteil dieser bekannten Vorrichtung liegt darin, daß sie nicht mit relativ hohen Geschwindigkeiten arbeiten kann, da die Massen der Kette und der beweglichen Teile dafür zu groß sind. Desweiteren muß, um eine ausreichend große Extralänge der Endloskette zu erhalten, eine relativ große Anzahl von Durchhängen vorhanden sein, was dazu führt, daß die gestreckte Länge des zick-zack förmigen Trums der Endloskette unakzeptabel groß wird.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren der oben beschriebenen Art zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch Schaffimg eines Verfahrens/einer Vorrichtung gelöst, die durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gekennzeichnet sind.
  • Die Erfindung wird im folgenden bezugnehmend auf die Zeichnung genauer erläutert. In der Zeichnung stellen dar:
  • Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausfüuumgsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • Fig.2 eine Aufsicht dieser Vorrichtung;
  • Fig.3 zwei Mitnehmer in vergrößertem Maßstab;
  • Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3 und
  • Fig. 5 ein Steuerdiagramin für die erfindungsgeinäße Vorrichtung.
  • Wie in Figuren 1 und 2 gezeigt, erstreckt sich die Transfereinrichtung 1 zwischen einer Verpackungsmaschine (nicht dargestellt) nach rechts in den Figuren, die einen Strom von einzeln verpackten Artikeln liefert, und einer Verpackungsmaschine nach links in den Figuren, die Gruppen von drei dieser Artikel packt.
  • Die Einrichtung 1 umfaßt zwei benachbarte Förderbänder 2, von denen jedes ein oberes Trum 2' (obere Förderstrecke) und ein unteres Trum 2" (untere Förderstrecke) hat. Diese Förderbänder werden mittels der Riemenscheibe 3 angetrieben, die mittels der Transmission 4 von der Einzelpackmaschine angetrieben wird.
  • Die Einrichtung 1 umfaßt weiter eine Endloskette 5, die mittels des Kettenrades 6 angetrieben wird, welches mittels der Transniission 7 von der Mehrfachpackmascliine angetrieben wird. An dieser Kette sind Mitnehmer 8 angebracht, die in gleichen Abständen angeordnet sind und die zwischen zwei Stellungen schwenken können, d.h. der durch Bezugszeichen 8 angegebenen Stellung, in welcher die Mitnehmer nach oben durch den Zwischenraum zwischen den Förderbändern vorstehen, bis sie sich jenseits der Obertrums 2" der Förderbänder befinden, und der durch das Bezugszeichen 8' angegebene Stellung, in der die Mitnehmer nicht über die Oberteile 2' hinausstehen.
  • Die Mitnehmer werden aus der Stellung 8' in die Stellung 8 von der Klinke 9 mitgenommen, die mit einer Nockenfläche 9' versehen ist, auf der die Folgerrolle 8" eines Mitnehmers 8 läuft. Die Klinke 9 kann mittels des Zahnriemens oder der Endloskette 10 parallel zu den Förderbändern 2 und der Kette 5 in Richtung des Doppelpfeils A hin- und herbewegt werden. Der Zahnriemen 10 wird im vorliegenden Beispiel von dem Motor 1 angetrieben.
  • Über den Förderbändern 2 ist eine photoelektrische Zelle 12 angebracht, die zusammen mit der Klinke 9 in Richtung des Doppelpfeils B hin- und herbewegt wird, zu welchem Zweck die Klinke 9 an einer Endloskette 13 angebracht ist, die von der Rolle bzw. Scheibe 14 angetrieben wird, welche von der Transmission 15 mittels des Motors 11 angetrieben wird. Die photoelektrische Zelle 12 ist in einer Entfernung vor der Klinke angeordnet, die annähernd gleich der Hälfte der Länge eines Artikels 17 ist.
  • Ebenfalls an einer festen Stelle unter dem Oberteil der Endloskette 5 ist eine Abtasteinrichtung 16 angebracht.
  • In Fig. 5 bedeuten M1 und M2 Motoren, die die Einzelpackmaschine und dadurch die Endlosbänder 2 bzw. die Mehrfachpackmaschine und dadurch die Endloskette 5 antreiben, während der Motor M3 dem Motor 11 entspricht. M1 und M2 sind mit Impulsgebern B1 bzw. B2 verbunden, wobei B1 beispielsweise je einzeln hergestelltem, einzeln verpacktem Artikel 1.000 Itnpulse erzeugt, und B2 beispielsweise je Gruppe von drei Gegenständen 3.000 Impulse erzeugt. B3 ist ein Positionsmeßelement für die Klinke 9. G2 und G3 sind Tacho-Generatoren. Bezugszeichen 30 bedeutet einen Aufwärtszähler, welcher 1.000 von B1 erzeugte Aufwärtsimpulse an ein Zählregister 31 weitergibt, jedesmal wenn von der photoelektrischen Zelle ein Signal als Folge eines sich an ihr vorbeibewegenden Artikels erzeugt wird, während 32 einen Abwärtszähler anzeigt, der 3.000 von B2 erzeugte Abwärtsimpulse an das Zählregister 31 weitergibt, jedesmal wenn von der Abtasteinrichtung 16 ein Signal als Folge eines sich in Betriebsstellung an ihr vorbeibewegenden Mitnehmers 8 abgegeben wird. Bezugszeichen 33 bedeutet eine Positioniereinheit zum Positionieren der Klinke 9, während 34 einen Synchronisierregulator, 35 einen Wandler und 36 einen Digital/Analog-Konverter bedeutet.
  • Wenn die Einrichtung in Betrieb ist, wird von der Einzelpacktmaschine ein Strom einzeln verpackter Artikel 17 erzeugt, die dann von dem Querförderer 18 zu den Förderbändern 2 transferiert werden. Wenn die photoelektrische Zelle 12 passiert wird, erzeugt die photoelektrische Zelle für jeden Artikel, der sich vorbeibewegt hat, ein Signal oder eine Anzahl von Impulsen, die das Zählregister 31 weiterstellen. Wenn beispielsweise jede Gruppe von Artikeln aus drei dieser Artikel zusammengesetzt werden muß, dann wird nach dem Passieren von jeweils drei Artikeln, die sich längs der Förderbänder 2 bewegen, ein Mitnehmer 8 dadurch angehoben, daß er sich längs der Klinke 9 bewegt. Aufgrund der Tatsache, daß die Endloskette 5 und dadurch die Mitnehmer 8 sich mit einer Geschwindigkeit bewegen, die kleiner als die der Förderbänder 2 ist, werden hinter den Mitnehmern 8 immer drei Artikel 17 zu einer kombinierten Gruppe 17' gesammelt. Am Ende der Förderbänder 2 werden die Gruppen 17' auf einen Tisch 19 geschoben, so daß eine hinter einem Mitnehmer gebildete Gruppe 17' vom nachfolgenden Mitnehmer über den Tisch 19 vorwärtsgedrückt wird, wodurch diese Gruppen von Artikeln 17' vom Förderer 20 zur Mehrfachpackmaschine transferlert werden.
  • Wenn ein in seiner angehobenen Stellung befmdlicher Mitnehmer 8 sich an dem Abtastelement 16 vorbeibewegt, erzeugt dieses Element in dem Beispiel einer ausgewählten Ausführungsform drei Signale oder dreimal eine Anzahl von Impulsen, die das oben genannte Zahlregister zurückstellen. Die Signale, die das Zählregister 31 weiter- und zurückstellen bzw. inkrementieren und dekrementieren, bestimmen den Wert im Zählregister, der proportional ist zum Verhältnis N zwischen der Anzahl der einkommenden Artikel, d.h. der Artikel, die die photoelektrische Zelle 12 passiert haben, und der Anzahl der ausgehenden Artikel, d.h. der Artikel, mit denen Gruppen gebildet sind, die das Abtastelement passieren. Zusätzlich ist N direkt proportional zu der Stelle, an der sich die Klinke 9 befindet, wobei N zwischen Null und beispielsweise 1, 2, variieren kann, so daß im Falle des erstgenannten Wertes sich die Klinke 9 voll stromabwärts am Abtastelement 16 und im Falle des zweiten Wertes voll stromaufwärts befindet.
  • Wenn die gezeigte Vorrichtung ihren Betrieb von einer Stillstandsstellung aus beginnt, befindet sich ein Mitnehmer in der Betriebsstellung nahe der Abtasteinrichtung 16. Die Einfachpacktmaschine wird dann in Betrieb gesetzt, so daß sich ihre Produktionsgeschwindigkeit von Null auf die eingestellte Kapazität von beispielsweise 540 Artikel je Minute vergrößert. Der von den Förderbändern zugeführte Artikelstrom passiert dann die photoelektrische Zelle 12, in welchem Fall 1.000 inkrementierende Impulse jedesmal beim Vorbeibewegen eines Artikels an das Zählregister 31 gegeben werden; dies führt dazu, daß zuerst die Klinke 9 nach dreimal 1.000 inkrementierenden Impulsen um eine Kettenteilung in stromaufwärtiger Richtung bewegt wird, was den nächsten stromaufwärtigen Mitnehmer in die Betriebsstellung hinter die ersten drei Artikel bringt, und daß zweitens die Mehrfachpackmaschine allmälllich in Betrieb geht und dadurch die Endloskette in Bewegung gesetzt wird, so daß ausgehende Gegenstände produziert werden und dekrementierende Impulse dem Zählregister 31 zugeführt werden. Da der Wert N = 1 angestrebt wird, solange je Zeiteinheit die Anzahl der einkommenden Artikel größer als die der ausgehenden Artikel ist, wird die Klinke 9 weiter stromaufwärts bewegt, wobei nach jeweils 3000 inkrementierenden Impulsen ein Mitnehmer in der Arbeitsstellung angeordnet wird, bis die Mehrfachpackmaschine so schnell wie die Einzelpackmaschine läuft, so daß je Zeiteinheit die Anhzahl der einkommenden Artikel gleich der Anzahl der ausgehenden Artikel ist.
  • Wie in Figuren 3 und 4 dargestellt, ist jeder Mitnehmer 8 durch ein etwa L-förmiges Element mit einem ersten Schenkel 21 und einem zweiten Schenkel 22 gebildet. Das Element ist bei 23 drehbar mit der Kette 5 verbunden, wobei eine längliche Öffnung 24 um einen Stift 25 herumreicht, der eine Begrenzung für die Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Elements um den Punkt 23 bildet. Mit den Schenkeln 21 und 22 ist weiter eine Folgerrolle 26 verbunden, welche gegen die Nocken- bzw. Auflauffläche 9' der Klinke 9 anlaufen kann, wodurch bewirkt wird, daß das Element 21, 22 aus der links dargestellten, nicht wirksamen Stellung in die rechts dargestellte wirksame Stellung bewegt wird, in der der Schenkel 21 über die Förderbänder 2 hinausragt. Um diese beiden Stellungen des Elements 21, 22 festzulegen, ist ein durch den Druck einer Feder 27 belastetes Bauteil 28 vorgesehen, das gegen eine Buchse 29 gedrückt wird, so daß während des Verschwenkens des Elements 21, 22 das Bauteil 28 einen Totpunkt am Umfang der Buchse 29 passiert.

Claims (8)

1. Verfahren zum Gruppieren von Artikeln, wobei
- Artikel aufeinanderfolgend in einer Richtung stromabwärts auf einem Fördersystem mit einem Überlappungsbereich bewegt werden;
- die Artikel eine erste Geschwindigkeit stromaufwärts und eine zweite Geschwindigkeit stromabwärts des Überlappungsbereiches haben, in dem die Artikel von einer Eingriffseinrichtung erfaßt werden;
- in dem Überlappungsbereich eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Eingriffseinrichtung vorgesehen ist, welche Betätigungseinrichtung bezüglich ihrer Hinund Herbewegung parallel zur Bewegungsrichtung der Artikel in Abhängigkeit vom Abstand der Artikel stromaufwärts des Bereiches gesteuert wird, um den Abstand zu beeinflussen, gekennzeichnet durch
- eine erste Sensoreinrichtung, die das Vorbeibewegen der Artikel mit der ersten Geschwindigkeit feststellt, welche erste Sensoreinrichtung mit der Betätigungseinrichtung hin- und herbewegt wird;
- eine zweite Sensoreinrichtung, die das Vorbeibewegen eines einzelnen Artikels oder einer Gruppe von Artikeln mit der zweiten Geschwindigkeit feststellt;
- ein Vergleichen der ersten Signale von der ersten Sensoreinrichtung und der zweiten Signale von der zweiten Sensoreinrichtung, steuern auf der Basis von diesem Vergleich der zweiten Geschwindigkeit und des Positionierens der Betätigungseinrichtung derart, daß der Betätigungshub und der Zyklus des Eingriffs der Eingriffseinrichtung von dem stromaufwärts liegenden Artikelabstand abhängen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem stromabwärts des Überlappungsbereiches die Artikel zusammengruppiert werden, wobei jede Gruppe "p" Artikel enthält, die zweiten Signale ein Vielfaches "p" der ersten Signale sind, die zweite Geschwindigkeit und die Bewegung der sich hin- und herbewegenden Betätigungseinrichtung in Abhängigkeit vom Verhältnis "N" zwischen der ersten und der zweiten Geschwindigkeit gesteuert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Geschwindigkeit höher als die zweite Geschwindigkeit ist und daß bei einer Zunahme des Verhältnisses "N" die Betätigungseinrichtung bezogen auf den sich bewegenden Artikelstrom stromaufwärts bewegt wird und die zweite Geschwindigkeit vergrößert wird.
4. Vorrichtung zum Gruppieren von Artikeln für das Manipulieren von Artikeln, angeordnet zwischen einer Produktzufhhreinrichtung (18) und einer Produktentladung (20), mit einem Endlosförderband (2); einer überlappenden Endloskette (10) mit gleichmäßig beabstandeten Mitnehmern (8), die zwischen einer aktiven und einer inaktiven Produkteingriffsstellung an der oberen Förderstrecke derart bewegbar sind, daß ein Mitnehmer nur nach dem Vorbeibewegen an einer Betätigungseinrichtung (9) in seine aktive Stellung gebracht wird, wobei die Betätigungseinrichtung (9) relativ zu wenigstens einem Bereich der oberen Förderstrecke der Kette (10) parallel zu dieser mittels einer mit ihr verbundenen Reguliereinrichtung (33) derart hin- und herbewegbar ist, daß die Mitnehmer an einer Manipulierstellung aktiviert werden, die entsprechend der Position eines Produkts (17) auf dem Förderer gewahlt ist, wobei sich die oberen Förderstrecken sowohl des Bandes als auch der Kette eng benachbart parallel zueinander erstrecken, so daß die aktiven Mitnehmer (8") zwischen auf dem Band (2) zu tragenden Produkten hervorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Sensoreinrichtung (12) vorgesehen ist, die in ihrer Hin- und Herbewegung parallel zur Bewegungsrlchtung der Förderstrecke (2) steuerbar ist und die dafür vorgesehen ist, das Vorbeibewegen eines zugeführten Artikels (17) anzuzeigen, wobei die erste Sensoreinrichtung stromaufwärts der Betätigungseinrichtung (9) angeordnet ist und mit der Reguliereinrichtung zum Bewegen entsprechend der Betätigungseinrichtung (9) verbunden ist; und daß eine zweite Sensoreinrichtung (16) angeordnet ist, um die Artikel im wesentlichen am Ende der oberen Förderstrecke der Kette (10) zu erfassen und dafür vorgesehen ist, das Vorbeibewegen eines Mitnehmers (8) anzuzeigen, wobei die erste und die zweite Sensoreinrichtung mit einer Vergleichseinrichtung (34) verbunden sind, die die ersten Signale aus der ersten Sensoreinrichtung und die zweiten Signale aus der zweiten Sensoreinrichtung empfängt, wobei die zweiten Signale ein Vielfaches "p" der ersten Signale sind, um ein Verhältnis "N" aus beiden Signale herzuleiten, wobei die Vergleichseinrichtung steuerbar sowohl mit der Endloskette (10) als auch mit der Reguliereinrichtung (33) verbunden ist, um die Geschwindigkeit der Kette und die Position der Betätigungseinrichtung (9) und der ersten Sensoreinrichtung (12) in Abhängigkeit vom Wert "N" zu steuern.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das endlose Förderband (2) in zwei in gegenseitigem Abstand befindliche Bereiche geteilt ist, die zwei in gegenseitigem Abstand befindliche Förderstrecken bilden, die sich in einer waagrechten Ebene erstrecken, und wobei die Mitnehmer (8) zwischen den Bereichen vorstehen, wenn sie in ihrer aktiven Stellung sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei jeder Mitnehmer (8) ein im wesentlichen L-förmiges Bauteil umfaßt, welches mit der Endloskette (10) an einer Stelle (23) an einem Schenkel (22) drehbar verbunden ist, so daß das L-förmige Bauteil zwischen zwei extrem geneigten Stellungen drehbar ist, ein Stellungsbegrenzungsbauteil (25) mit dem L-förmigen Bauteil in dessen zwei extremen Stellungen zusammenwirkt, um dessen Drehbewegung zu begrenzen, das L-förmige Bauteil ein federbelastetes Element (28) aufweist, dessen freies Ende gegen eine gekrüiinnte Oberfläche (29) gedrückt ist, so daß während einer Drehung des Bauteils zwischen den Stellungen das federbelastete Bauteil (28) sich über den höchsten Punkt der Oberfläche (29) bewegt, und eine Folgerrolle (26) nahe der Verbindung der beiden Schenkel (21, 22) angebracht ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, wobei die Betätigungseinrichtung (9) durch eine Klinke gebildet ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, wobei die Klinke (9) durch eine Auflauffläche (9') gebildet ist, die eine Rampe für die Folgerrolle (26) bildet.
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