DE7833497U1 - Schmelzenbehandlungsvorrichtung mit einem laenglichen, kippbaren behandlungsgefaess - Google Patents
Schmelzenbehandlungsvorrichtung mit einem laenglichen, kippbaren behandlungsgefaessInfo
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Description
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GEORG FISCHER AKTIENGESELLSCHAFT, Schaffhausen
2015/GGG
Schmelzenbehandlungsanlage mit einem kippbaren Behandlungsgefäss
Die Erfindung betrifft eine Schmelzenbehandlungsanlage mit einem um eine Horizontalachse kippbaren Behandlungsgefäss, insbesondere
zum Herstellen von Eisen-Kohlenstoff-Gusswerkstoffen
mit Kugelgraphit.
Aus der DE-AS 18 15 214 ist eine Anlage bekannt, die zum Behandeln
von Metallschmelzen durch Einbringen verdampfbarer Zusätze bestimmt ist. Diese besteht aus einer in einer horizontalen
Richtung verfahrbaren Tragkonstruktion, in welche ein um eine Horizontalachse kippbares Behandlungsgefäss für die Metal]
schr^lze eingesetzt ist, das während des Füll-, Behandlungsund
Entleerungszyklus in unterschiedliche Behandlungsstellunger
kippbar ist. Zum Füllen muss sich ein solches Gefäss in der horizontalen Stellung befinden; bei der Behandlung wird es in
die vertikale Stellung und beim Entleeren in eine schräg zum Boden geneigte Stellung gekippt. Ein wesentlicher Nachteil besteht
darin, dass die Ausleerschnauze sich dabei zu nahe am
Boden befindet um eine Pfanne unter die Schnauze schieben zu
können.
Um hier Abhilfe zu schaffen, kamen Anlagen mit einem Kipprahmen
zur Anwendung, der es dem Behandlungsgefäss bzw. Konverter erlaubte, beim Entleeren um eine zusätzliche Kippachse
im Schnauzebereich zu schwenken. Viele andere Nachteile konnten aber nicht behoben werden und zusätzliche kamen dazu. So ist
die auf odenschienen verfahrbare Tragkonstruktion raumaufwendig, so dass auch die Behandlungskabine mit Absaugeleitungen
für Metalldämpfe dementsprechend gross ausgelegt werden muss und die Schienen stellen eine Unfallgefahr dar. Nach wie vor
liegt die Einfüllstellung des Konverters auf einer festgelegten Höhe, so dass in gewissen Fällen der Höhenunterschied zwischen
iler Ausgussöffnung eines Ofens mit einer Transferpfanne überbrückt
werden muss. Dadurch ist ein Temperaturverlust beim Umfüllen
und Transportieren der Schmelze und ein zusätzlicher Zeitaufwand die Folge. Auch ein Zurückgiessen einer Wascheisenschmelze
in den Ofen kann nicht ohne Zuhilfenahme einer Transferpfanne ausgeführt werden. Des weiteren ist der Fahrbereich
durch die Länge der Steuerleitungen begrenzt, die durch das Schleifen über Boden beschädigungsgefährdet sind und eine Unfallgefahr
für das Personal bilden. Die Höhe über Boden der Behandlungskippachse darf wegen der Konverterlänge und der
Pfannenhöhe nicht zu klein sein. Die Folge aber ist, dass das Personal für Bedienungsswecke ständig hochsteigen muss. Zwei
Mann sind daher notwendig um die Anlage zu betreiben. Oft würde eine gradlinige Bahn der Konverteranlage von der Füllstation
in die Behandlungskabine eine Behinderung des Verkehrsflusses in der Halle bedeuten. Eine Längs- und Querverfahreinrichtung
würde die Herstellungskosten aber zusätzlich belasten und die Höhe der Kippachse unnötig vergrössern. Eine Gewichtsmessung
der in den Konverter eingebrachten Schmelze ist bei dieser Anlage, wo der Kipprahmen in jedem Eckbereich auf eine
Messdose abgestützt ist, durch das grosse Totgewicht, durch
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die Anzahl der Messdosen und durch den Vierpunkteausgleich ziemlich ungenau und kostenaufwendiger.
Alle diese Nachteile hat man über lange Zeit zwangsläufig in Kauf nehmen müssen. Zwar wurde bei betriebsinternen Versuchen
ein für diese Zwecke umgebauter, einen Konverter kippbar tragender Hubstapler eingesetzt, aber keine wesentliche Vorteile
konnten erzielt werden. Wohl wurde eine Transferpfanne zwischen Ofen und Konverter eingespart, dafür waren aber zwei mit Konverterpfannen
ausgerüstete Stapler notwendig, um die notwendige Zahl von Magnesiumbehandlungen ausführen zu können, und der
Platzbedarf wurde, teilweise bedingt durch die vordere Lastausladung, grosser. Bedienungspersonal konnte wegen des Fahrens
nicht eingespart werden. Das Manövrieren und das genaue In-Stellungbringen
unterhalb bzw. oberhalb der Oefen und Pfannen brauchte viel Zeit und stellte hohe Anforderungen an die Geschicklichkeit
des Fahrers. Eine Wiegegenauigkeit von + 3 % wurde erreicht, aber nur unter den im rauhen Giessbetrieb
schwierig zu verwirklichenden Voraussetzungen von sauberen Gleit- bzw. Laufflächen. Auch hier war ein genaues Folgen der
Konvertereinfüllöffnung der kippenden Ofengiessschnauze nur bedingt möglich, weil der Seitenschub wegen der Umkippgefahr
und anderer konstruktiver Gesichtspunkte nicht allzu gross sein konnte. Aus denselben Gründen ist auch ein Zurückgiessen
der Schmelze in den Ofen mit Sicherheitsrisiken verbunden.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Schmelzenbehandlungsanlage zu schaffen, die, ausgehend vom
Stand der Technik, weniger Platz bzw. raumaufwendig, billiger herstellbar, betriebssicherer, unfallsunanfälliger und wirtschaftlicher
ist und eine Einsparung des Bedienungspersonals und ausserdem eine grössere Wiegemassgenauigkeit ermöglicht.
Diese Aufgabe ist durch die im Hauptanspruch gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Der Raum bzw. Platzbedarf der erfiudungsgemässen Anlage besteht
im wesentlichen aus einer sich an den Boden oder an die Hallenstruktur abstützenden Tragsäule. Die den Konvarter umhüllende
Behandlungskabine braucht nun lediglich auf die Abmessungen des eigentlichen Konverters abgestimmt zu VTerden. Die
Konstruktion kann weniger aufwendig gestaltet und deshalb billiger hergestellt werden. Da keine am Boden schleifende
Kabel und/oder Schläuche benötigt werden und ohne Bodengeleise ausgekommen werden kann und da auch die Schmelze ohne Gefahr
für tin Danebengeraten umgegossen werden kann, ist die erfindungsgemässe Anlage unfallsicherer. Trotzdem sind genaue Bewegungsbahnen
gewährleistet. Die Verschleissgefahr von Kabeln und/oder Schläuchen ist eliminiert. Das Antriebsystem, elektromechanisch oder hydraulisch, kann einfacher gestaltet werden.
Für eine weit genauere Wiegung des zu behandelnden Gusseisens wird nur eine Messdose benötigt, die nicht auf ein grosses
Totgewicht ausgelegt werden muss und die gut vor Schmutz und Hitze abgeschirmt werden kann. Dadurch ist die Reparaturanfälligkeit
verkleinert. Ein schnelles Instellungbringen ermöglicht eine Verkürzung der Taktzeiten, was sich günstr.g auf die Wirtschaftlichkeit
auswirkt. Ausserdem wird keine Transferpfanne zwischen Ofen und Konverter benötigt. Als besonders wichtig
gilt die Tatsache, dass die erfindungsgemässe Anlage von einem Mann vom Boden aus bedient werden kann; er hat wie bei einem
Laufkran, die Bedienungseinheit am Hängekabel in Reichweite
und ausserdem entfällt das Hinauf- und Hinabgehen auf die Bedienungsplattform, da der Konverter in horizontaler Lage gesenkt
werden kann, so, dass der Bedienungsmann bequem arbeiten kann. Durch das Schwenken kann der Konverter rasch und sicher
aus dem Ofen- und Durchgangsbereich gebracht werden, was eine günstige und raumsparende Anordnung in der Fabrikhalle ermöglicht.
Der Konverter kann v?ährend der Behandlung auf den Hallenboden abgestellt werden. Die durch die Behandlungsreaktion
entstehenden Erschütterungen müssen deshalb nicht von der Behandlungsanlage aufgenommen werden.
Weitere erfindungsgemässe Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen
gehen aus den Unteransprüchen hervor, die gegebenenfalls auch zu zweckmässigen Kombinationen zusammengefasst
werden können.
Durch die fliegende Anordnung gemäss Anspruch 2, ist eine weitgehend
automatische und dadurch schnellere Schlackenausleerung gegeben, weil der Konverter in eine vertikale Ausleerstellung
gebracht werden kann,
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 Eine erfindungsgemässe Schmelzenbehandlungsanlage zur
Herstellung von Eisen-Kohlen-Gusswerkstoffen mit Kugelgraphit in Vertikalansicht mit fliegend gelagertem,
um eine Schwenksäule schwenkbarem Konverter,
'Fig. 2 dieselbe Anlage in einem Horizontalschnitt nach der
Linie I - I von Fig. 1,
Fig. 3 dieselbe Anlage in Ansicht in Richtung 1A1 von Fig. 1,
Fig. 4 dieselbe Anlage, wie Fig. 3 mit in Behandlungslage der Schmelze gekipptem Behandlungsgefäss,
Fig. 5 eine Variante der Anlage in Vertikalansicht mit einseitiger
Lagerung einer um eine Vertikalachse schwenkbaren Schwenksäule,
Fig. 6 eine weitere Variante der Anlage in Vertikalansicht mit in einem Krangehänge gelagerter, um eine Vertikalachse
schwenkbaren Schwenksäule,
Fig. 7 dieselbe Variante der Anlage in Ansicht in Richtung 1B1 von Fig. 6,
Fig. 8 eine Variante der Anlage zu Fig. 2 im Horizontalschnitt, wobei die Kippachse des Behandlungsgefässes
quer zur Längsachse des Auslegers angeordnet ist,
Fig. 9 einen Horizontalschnitt durch eine Führung eines Auslegers an einer Schwenksäule, und
Fig. 10 einen Horizontalschnitt durch eine Schwenklagerung an der Führung eines Auslegers an einer Schwenksäule.
Fig. 1 bis Fig. 4 zeigen ein Behandlungsgefäss 1, auch Konverter
genannt, das an dem freien Ende des Auslegers 2 fliegend uPiu Ulli Gins j-iTi wGSGnwj.J-CnGn ivGaXiax zu" Langsacnse £.u uc5 Aus—
legers 2 verlaufende horizontale Kippachse 3 drehbar gelagert ist. Damit das Behandlungsgefäss möglichst schnell ausgetauscht
werden kann, ist dieses mit dem Ausleger 2 lösbar verbunden, wozu im gezeigten Beispiel eine Flanschverbindung 4 vorgesehen
ist. Um einen wahlweisen Anschluss des Behandlungsgefässes an
den Ausleger 2 zu erzielen, kann an beiden Längsseiten des Behandlungsgefässes 1 ein Befestigungsflansch 5 bzw. 5a angebracht
werden. Dies ist besonders vorteilhaft bei einer Aufstellung der Anlage zwischen zwei Oefen.
Zur Erzielung der Kippbewegung des Behandlungsgefässes 1, ist an dem Ausleger 2 ein auf die Kippachse 3 wirkender Kippantrieb
6 angeordnet.
Das andere Ende des Auslegers 2 ist über eine den Ausleger 2 haltende Führung 7 mit einer Schwenksäule 8 verbunden, wobei
die Führung 7 entlang dieser Schwenksäule 8 bewegbar ist. Der Ausleger 2, die Führung 7 und die Schwenksäule 8 sind als Einheit
um die vertikale Säulcnachse 9 schwenkbar vorgesehen.
Von einem Hubantrieb 10 bewegt, ist die Führung 7 mit dem Ausleger
2 über einen Seilzug 11, entlang der Schwenksäule 8 ge-
führt, in der Höhe einstellbar. Die Verbindung des Seilzuges 11 mit der Führung 7, wird von an der Führung 7 angebrachten
Zugrollen 12 gebildet.
Der Hubantrieb 10 ist auf einer Konsole 13 befestigt, die mit der Schwenksäule 8 verbunden ist. Anstelle eines Seilzuges
kann ebenso ein Kettenzug, ein Zahnstangen-, Spindel- oder Schubkolbenantrieb verwendet sein.
Zur Bestimmung der dem Behandlungsgefäss 1 zugeführten
Schmelzemenge ist in einem unter den Ausleger 2 greifenden Teil 7a der Führung 7 eine Wiegeeinrichtung 14 in Form einer
gebräuchlichen Messdose elektrisch-elektronischer, mechanischer oder hydraulischer Art eingesetzt, auf welcha sich der Ausleger
2 abstützt. Deshalb ist der Ausleger 2 mit der Führung mittels einer horizontalen, in Fig. 10 dargestellten Schwenkachse
15 geler\kig verbunden.
Das obere Ende 16 der Schwenksäule 8 ist in einer an der Hallenstruktur befestigten Lagerung 17 bewegbar geführt, so
dass die Schwenksäule 8 eine volle Drehung machen kann.
Das untere Ende 20 der Schwenksäule 8 ist in einer fest angeordneten
Lagerung 21 geführt und abgestützt. Im Bereich dieser Lagerung 21 ist zum Bewegen der Schwenksäule 8 ein mit einem
Getriebe 23, einem Hydromotor oder ähnlich ausgerüsteten Schwenkantrieb 22 eingesetzt. Der über Flur befindliche Teil
der Anlage, ohne die Lagerung 17, kann durch Lösen einer Kupplungsplatte 18 abmontiert werden und an eine andere Arbeitsstelle,
wo ebenfalls Verankerungseinrichtungen vorhanden sind, gebracht werden (z.B. bei längerwährenden Reparaturarbeiten
des Ofens). Die unter Boden befindlichen Verankerungseinrichtungen 21, 22, 23 (inklusive Antrieb) sind durch einen mit
dem Hüttenflur bündigen Deckel 19 abgedeckt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Schwenkantrieb 22 im Bereich der
oberen Lagerung 17 einzusetzen.
Die Fig. 1 bis Fig. 4 zeigen das Behandlungsgefäss 1 in verschiedenen
Stellungen während eines Behandlungszyklus der Schmelze. In Fig. 1 und Fig. 2 ist die Stellung beim Einfüllen
oder Transportieren der Schmelze, in Fig. 3 die strichpunktierte Stellung 24 beim Entleeren und in Fig. 4 die Stellung
beim Behandeln, d.h. nach dem Einbringen von verdampfbaren Zusätzen - Mg - in die Eisenschmelze, dargestellt. Fig. 1
zeigt zusätzlich eine auf dem Hallenboden abgestellte Behandlungskabine 50 mit Absaughaube für den entstehenden Rauch, in
welche das Behandlungsgefäss 1 während der BehandluiKjsphase der
Schmelze eingeschwenkt v/ird.
Fig. 5 zeigt eine Variante der Anlage bei welcher, abweichend von der Ausführung nach Fig. 1, die Schwenksäule 8a einseitig,
d.h. am unteren unter Flur liegenden Teil 25 über eine Kupplungsplatte 26 gelagert ist. Dieser untere Teil 25 ist mit
einem festangeordneten Druck- und Radiallager 28 sowie in einem Abstand von diesem, mit einem weiteren Radiallager 27 versehen.
Im Bereich des Lagers 27 oder 28 ist zum Bewegen der Schwenksäule 8a ein Schwenkantrieb 29 eingesetzt, der über ein Getriebe
30, beispielsweise einem Stirnradgetriebe, mit der Schwenksäule 8a verbunden ist. Diese Ausführung kann noch
schneller abmontiert und an einen anderen Behandlungsort transportiert
werden, da hier die obere Lagerung 17 nicht erforderlich ist.
Fig. 6 und Fig. 7 zeigen eine weitere Variante der Anlage, bei welcher das obere Ende 31 einer Schwenksäule 8b im Traggerüst
32 einer Kranbahn 33 drehbar gelagert ist. In der Kranbahn 33 ist ein Schwenkantrieb 51 zum Bewegen der Schwenksäule 8b eingesetzt,
dessen Ausführung im wesentlichen demjenigen Schwenkantrieb, wie zu Fig. 5 beschrieben, entspricht. Natürlich ist
es möglich, die Schienenbahneinrichtung, bestehend aus den beiden Schienen 33a, in den Boden zu verlegen. Bei einer möglichen
Ausführung mit nur einer Hängeschiene hat letztere mit
Vorteil einen rechteckigen Querschnitt.
Fig. 8 zeigt eine ergänzende Variante der Anlage, bei welcher abweichend von der Ausführung nach Fig. 2, die Kippachse 3a
des Behandlungsgefässes 1 im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse 2b des Auslegers 2 verlauft. Am Ausleger 2 bzw. an
dessen Teil 2a ist unter Anwendung einer Flanschverbindung 35 ein Querträger 34 befestigt. Am einen Ende des Querträgers 34
ist das Behandlungsgefäss 1 und am anderen Ende ein für das Kippen des Behandlungsgefässes 1 vorgesehener Kippantrieb 37
montiert. Die Verbindung des Behandlungsgefässes 1 mit dem Querträger 34 ist, ähnlich wie bei den vorgängig beschriebenen
Ausführungen, lösbar vorgesehen. Damit das Behandlungsgefäss bezüglich des Auslegers 2 wechselseitig montiert werden kann,
sind am Querträger 34 zwei gegenüberliegende Anschlussflansche
36, 36a für die Flanschverbindung 35 des Auslegerteiles 2a angeordnet. Zur Erweiterung des Einsatzbereiches des Behandlungsgefässes
1, ist die auskragende Länge des Auslegers 2 veränderbar vorgesehen, wobei der auskragende Teil 2a in Richtung dessen
Längsachse von einem Antrieb 38 verschoben werden kann.
Fig. 9 zeigt die Gestaltung der Führung 7 des Auslegers 2 an der Schwenksäule 8, 8a, 8b. In einer Rahmenkonstruktion 39,
als Teil der Führung 7, sind zu jeder Seite der Schwenksäulen 8, 8a, 8b, in Lagerböcken 41 eingesetzte Führungsrollen 40
angeordnet. Die Schwenksäulen 8, 8a, 8b sind vorzugsweise aus
Profilmaterial hergestellt. Die Lagerböcke 41, mit der Rahmenkonstruktion 39 lösbar verbunden, sind zu jeder Seite der
Schwenksäule 8, 8a, 8b hin einstellbar vorgesehen. Die Führungsrollen 40, die über Achsbolzen 42 in den Lagerböcken 41
drehbar gelagert sind, können als Kugellager vorgesehen sein, wobei deren Aussenring unmittelbar zur Anlage an die Schwenksäule
8, 8a, 8b gebracht wird. Die Führungsrollen 40 sind an beiden Enden der gesamten Führung 7 in jeweils einer quer zur
Schwenksäule 8, 8a, 8b verlaufenden Ebene angeordnet, können
jedoch auch entsprechend der Grosse der Führung 7 auf mehrere
Ebenen verteilt eingesetzt sein.
Fig. 10 zeigt die horizontale Schwenkachse 15 des Auslegers 2 in der Führung 7. Mit einem gabelförmigen Teil 2c umgreift der
Ausleger 2 die Führung 7, wobei in beiden Gabelarmen gegenüberliegende Bohrungen 4 3 angebracht sind, deren verbindende Achse
15 im wesentlichen rechtwinklig zur Vertikalachse 9 verlaufend ist.
In den Bohrungen 43 sind Lagerbüchsen 45 zur Aufnahme und axialen Halterung von Kugellagern 46 eingesetzt. In den Kugellagern
46 ist das eine Ende eines den Ausleger 2 mit der Führung 7 verbindenden Lagerzapfens 47 eingesetzt, dessen anderes
Ende in einer Bohrung 48 der Rahmenkonstruktion 39, der Führung 7 gelagert ist. Die Gestaltung dieser Schwenkachse 15 ist weitgehend
durch die Grosse des Auslegers 2 und der damit zusammenwirkenden Bauteile der Anlage bestimmt und kann deshalb auch
durch andere Konstruktionen, beispielsweise in die Gabelarme fest eingesetzte und in der Rahmenkonstruktion der Führung
drehbar gelagerte Achszapfen gebildet sein.
Das Behandlungsgefäss kann in die günstigste Stellung für das
Entleeren der im Behandlungsgefäss zurückgebliebenen Behandlungsrückstände z.B. Schlacke sowie auch in eine für jede Behandlung
gesicherte Zone, beispielsweise über ein im Boden einer Behandlungskabine angeordnetes Sandbett 49 gebracht
werden. Die Anlage ist für alle Arten von gebräuchlichen Schmelze- oder Halteöfen verwendbar und ein direktes Rückfüllen
unverbrauchter Schmelze in den Ofen wird durch Manipulieren der Antriebe, einzeln oder zusammen ermöglicht.
Alle Antriebe 6, 10, 22, 29, 37 können elektromechanisch, hydraulisch oder pneumatisch vorgesehen sein.
Claims (1)
- PATENTANWÄLTEDIETRICH L-VViNSKY
H-iNZ-JOACHIM HUBER
REIN L· R PRlETSCH 18.4.1980MDNCHEN 21 1O.7O4-I/™GOTTHARDSTR.81G 78 33 497.1
Georg Fischer AGNeue Schutzansprüche:1. Schmelzenbehandlungsvorrichtung mit einem länglichen, um eine Horizontalachse kippbaren Behandlungsgefäß, insbesondere zur Herstellung von Eisen-Kohlenstoff-Gußwerkstoffen mit Kugelgraphit, wobei die Kippachse rechtwinklig zur Längsseite des Gefäßes (1) verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (1) mit einem im wesentlichen horizontalen Ausleger (2) verbunden ist, der von einer Führung (7) getragen ist, die vertikal gleitend bzw. rollend mit einer um ihre Längsachse (9) schwenkbaren Vertikalsäule (8) und mit einer Hebe- und Senkvorrichtung (11) verbunden und zusammen mit Ausleger (2) und Gefäß (1) als eine Einheit um die Längsachse (9) der Vertikalsäule (8) schwenkbar ist, und ferner zwischen dem Ausleger (2) und der Führung (7) eine Wiegeeinrichtung (14) vorgesehen ist.2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (1) über einen Befestigungsflansch (5) an dessen Längsseite lösbar mit dem Ausleger (2) verbunden und um seine Kippachse (3, 3a) fliegend gelagert ist.5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippachse (3, 3a) die Vertikalsäule (8) schneidet oder rechtwinklig zur Längsachse (2b) des Auslegers (2) verläuft.4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (2) einen horizontal längsverschiebbaren, auskragenden Teil (2a) aufweist, mit dem das Gefäß (1) verbunden ist.5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (1) an dessen anderer Längsseite einen weiteren Befestigungsflansch (5a) aufweist, der dem ersten Befestigungsflansch (5) gegenüberliegt .md der mit dem Ausleger (2) verbindbar ist.6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5- dadurch gekennzeichnet, daß die Wiegeeinrichtung (14) eine einzige Meßdose aufweist und im Bereich des freien Endes der Führung (7) angeordnet ist und daß der Ausleger (2) um eine horizontale Schwenkachse (15) im Bereich der Vertikalsäule (8) schwenkbar ist.7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schienenbahneinrichtung aufweist.8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalsäule (8) verfahrbar mit mindestens einer Hängeschiene (33a) verbunden ist.
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