EP1726901A2 - Gefriertrocknungsanlage - Google Patents

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EP1726901A2
EP1726901A2 EP06008739A EP06008739A EP1726901A2 EP 1726901 A2 EP1726901 A2 EP 1726901A2 EP 06008739 A EP06008739 A EP 06008739A EP 06008739 A EP06008739 A EP 06008739A EP 1726901 A2 EP1726901 A2 EP 1726901A2
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EP
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freeze
drying plant
lever
plant according
adjusting
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Hans-Georg Hof
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/04—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum
    • F26B5/06—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum the process involving freezing

Definitions

  • the present invention relates to a freeze-drying plant with a number arranged in a product chamber, vertically adjustable held control panels and with a device for vertical adjustment of the control panels.
  • the present invention the object of the invention to provide a freeze-drying plant of the type mentioned, in which the distances between adjacent panels on the height of the food to be dried are adjustable so that an effective and uniform freeze-drying of the product is achieved and that the on the overlying shelf adhering vials without falling over can get back to the shelf.
  • a trained according to this technical teaching freeze dryer has the advantage that the distances of the respective size of the vials or the container used can be optimally adjusted by the continuous adjustment of the distances of the adjusting plates.
  • the distance between the control plate and the vials should be chosen so small that the adhering to the upper plate vials can not tip over when dropped.
  • the distance should be chosen so small that the upper plate exerts a good tempering effect on the vials to achieve a uniform freeze-drying of the product.
  • the adjusting plates are adjusted uniformly. This has the advantage that during the pushing together of the adjusting plates for the purpose of pushing the closures into the vials a uniform movement prevails, since otherwise the danger threatens to overturn the vials of an entire setting plate and thus become unusable.
  • the adjusting device can make the adjusting plates inclined. This has the advantage that adhering to the panels condensate drain well, which in addition to the hygiene and the heat conduction and thus the effectiveness of cleaning and sterilization increases.
  • a pivotably mounted lever is provided in the adjusting device, which is connected via holding rods with the individual adjusting plates.
  • a rotation of the lever about a pivot point causes all, located on the support rods adjusting plates to move in the appropriate direction. Since the support rods are mounted at different distances from the fulcrum and because the lever travels a different path at the respective location, this also causes the positioning plate located on the respective support rod to be raised to different heights. This ensures that when pivoting the lever to, for example, 90 °, the top shelf only covers a comparatively short distance, while the next shelf already covers a longer way and while the bottom shelf travels the longest way. In this way, it is achieved that all adjusting plates move differently far with the result that the distance between adjacent adjusting plates can thereby be kept essentially constant.
  • FIG. 1 and 2 an embodiment of a freeze-drying plant according to the invention is shown.
  • This comprises a product chamber 10 in which a number of adjusting plates 12 are placed, wherein the adjusting plates are vertically displaceable over not shown here device for vertical adjustment of the adjusting plates 12.
  • an adjusting device 14 for continuously adjusting the distances of adjacent parking plates 12 is provided in the product chamber 10.
  • This adjusting device 14 comprises two lifting cylinders 16 and two shafts 18 arranged in parallel, as well as four levers 20 and a number of holding rods 22 attached to the levers 20, wherein a lifting cylinder 16 drives exactly one shaft 18 and wherein on each shaft 18 two levers 20 are fastened ,
  • the shafts 18 are dimensioned so long that they protrude beyond the adjusting plates 12. At the two free ends of the shafts 18, the lever 20 are mounted, which extend beyond the center of the adjusting plates 12. The shafts 18 are of different lengths, so that the levers 20 do not abut each other, but are guided past each other. At each lever 20 a number of support rods are pivotally supported, each of these support rods 22 of the same lever 20 is connected to another actuator plate 12. The support rod 22 is pivotally mounted both on the adjusting plate 12, and on the lever 20. Because the parking plates 12 are far different from the top mounted lever 20, the support rods 22 are of different lengths.
  • the support rods 22 are arranged lengthwise, with the shortest support rod 22 is placed directly at the pivot point 24 of the lever 20. In addition to the shortest support rod 22 then the next larger support rod 22 is attached to the lever 20 and so on, so that the longest support rod 22 is placed at the outer end of the lever 20.
  • Each of the adjusting plates 12 is connected via four holding rods 22 with each of the four levers 20, so that a good fastening of the adjusting plates is ensured.
  • the support rods 22 are loosely held in the lever 20 and can be moved vertically relative to the lever 20 as needed. This is the case in particular when the device for vertical adjustment of the adjusting plates 12 stacks some or all of the adjusting plates 12, for example, on the bottom of the product chamber 10. In this case, the distance of adjacent parking plates 12 is so small that the support rods 22 would bend, they could not be moved out of its holder on the lever 20 and upwards.
  • the lever 20 move back up and detect the support rods 22 at its head 23 and thus also take the adjusting plate 12 with upwards.
  • the levers 20 are pivoted downwards so far that the distance between two adjacent adjusting plates 12 is maximum.
  • the lifting cylinder 16 is actuated, so pivot the shafts 18, the lever 20 by a certain angle.
  • the various parking plates 12 are also pulled over the support rods 22 upwards, so that the distance between adjacent parking plates 12 is reduced. Since the individual support rods 22 perform a different circular motion due to their defined position on the lever 20, the lower control panels 12 are pulled much further than, for example, the uppermost control panel 12. Thus, it is achieved that the distance of all the control panels 12 to each other by about the reduced by the same amount.
  • Figure 3 shows the lever 20 in the opposite extreme position, wherein the adjusting plates 12 are maximally pulled together here. At the same time it can be seen in Fig. 3 that the adjusting plates are driven together with the adjusting device along the column 26 down. About separate drives, the entire unit of adjusting plates 12 and, adjusting 14 are moved within the product chamber 10 up and down.
  • the adjusting device 14 has two independent lifting cylinders 16, the two shafts 18 can also be pivoted differently. This causes the adjusting plates 12 do not adjust horizontally, but are skewed, as can be seen in Figure 4.
  • the lever 20 shown in Fig. 5 shows that the support rods 22 are held relative to the lever 20 slidably and pivotally.
  • the support rod 22 depends with its head 23 in a rounded recess in the lever.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Gefriertrocknungsanlage mit einer Anzahl in einer Produktkammer angeordneter, vertikal verstellbar gehaltener Stellplatten und mit einer Vorrichtung zum vertikalen Verstellen der Stellplatten. Eine Gefriertrocknungsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Abstände benachbarter Stellplatten auf die Höhe des zu trocknenden Gefriergutes derart einstellbar sind, so dass eine effektive und gleichmäßige Gerfriertrocknung des Produktgutes erreicht wird und dass die an der darüber liegenden Stellplatte anhaftenden Vials ohne umzufallen auf die Stellplatte zurück gelangen können, wird durch eine Verstellvorrichtung (14) zum stufenlosen Einstellen der Abstände benachbarter Stellplatten (12) erreicht.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gefriertrocknungsanlage mit einer Anzahl in einer Produktkammer angeordneter, vertikal verstellbar gehaltener Stellplatten und mit einer Vorrichtung zum vertikalen Verstellen der Stellplatten.
  • Zum Gefriertrocknen von Produktgut, häufig von Medikamenten, wird das zu trocknende Produkt in kleinen Fläschchen, sogenannten Vials, gefüllt. Diese Viais werden dann auf den in der Produktkammer einer Gefriertrocknungsanlage vorgesehenen Stellplatten platziert. Die einzelnen Stellplatten sind in der Höhe verstellbar, zum einen um die Stellplatten auf das Niveau der Beschickungsöffnung zu platzieren und zum anderen, um Vials oder der Beschickungsöffnung zu platzieren und zum anderen, um Vials oder andere Behälter unterschiedlicher Größe aufnehmen zu können. Hierzu ist der Abstand zwischen benachbarten Stellplatten über einen aufwändigen Mechanismus in zwei Stufen einstellbar. In der Praxis treten zwei Effekte ein:
    1. a) Die über den Vials liegende Stellplatte wird zum Temperieren des Produkt-gutes verwendet. Allerdings ist der Wirkungsgrad beim Temperieren um so schlechter, je weiter die Stellplatte vom Produktgut entfernt ist. Bei einem großen Abstand ist eine Temperierung über Konvektion nur schlecht möglich, da eine Wärmeübertragung zu viel zeit in Anspruch nehmen würde. Auch eine Temperierung über Strahlung leidet bei einem zu großen Abstand, da das Produkt hierbei auch Fremdflächen "sieht", die keinen Beitrag zur Temperierung leisten. Auch führt ein zu hoher Abstand der oberen Stellplatte zu einer ungleichmäßigen Temperierung des Produkt-gutes, da das auf der Stellplatte aufstehende Produktgut von unten, unter anderem aufgrund der großen Nähe zur Stellplatte, sehr gut gekühlt wird, während die Oberseite der Vials aufgrund des großen Abstandes zu der darüber liegenden Stellplatte deutlich weniger gekühlt wird. Eine solche ungleichmäßige Kühlung bewirkt auch eine sehr viel schlechtere Gefriertrocknung mit der Folge, dass das in den Vials befindliche Medikament unterschiedliche Qualitäten aufweist.
    2. b) Nach Abschluss des Gefriertrocknungsprozesses werden sämtliche Stellplatten über die Vorrichtung zum vertikalen Verstellen der Stellplatten ganz eng zusammengefahren und dabei drückt die obere Stellplatte den Verschluss in das jeweilige Vial und verschließt diesen. Dabei kommt es immer wieder vor, dass einige Vials mit ihrem Verschluss an der oberen Stellplatte anhaften bleiben, so dass diese Vials beim Auseinanderfahren der Stellplatten von der eigentlichen Stellplatte abgehoben werden. Beim Entladen der Produktkammer fallen diese Vials dann herunter kippen um und verhindern ein geordnetes Entladen der gesamten Stellplatte. Nicht nur dass dadurch das Entladen der Stellplatte erschwert wird, so muss das umgekippte Vial häufig auch herausgenommen und entsorgt werden, da es nicht mehr den Hygienevorschriften entspricht.
  • Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Gefriertrocknungsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Abstände benachbarter Stellplatten auf die Höhe des zu trocknenden Gefriergutes derart einstellbar sind, dass eine effektive und gleichmäßige Gerfriertrocknung des Produktgutes erreicht wird und dass die an der darüber liegenden Stellplatte anhaftenden Vials ohne umzufallen auf die Stellplatte zurück gelangen können.
  • Als technische Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Gefriertrocknungsanlage gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Gefriertrocknungsanlage sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Eine nach dieser technischen Lehre ausgebildete Gefriertrocknungsanlage hat den Vorteil, dass durch das stufenlose Einstellen der Abstände der Stellplatten die Abstände der jeweiligen Größe der Vials oder der benutzten Behälter optimal eingestellt werden kann. Dabei sollte der Abstand zwischen der Stellplatte und den Vials so gering gewählt werden, dass die an der oberen Stellplatte anhaftenden Vials beim Herunterfallen nicht umkippen können. Auch sollte der Abstand so gering gewählt werden, dass die obere Stellplatte eine gute Temperierwirkung auf die Vials ausübt, um eine gleichmäßige Gefriertrocknung des Produktgutes zu erreichen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Stellplatten gleichmäßig verstellt. Dies hat den Vorteil, dass beim Zusammenschieben der Stellplatten zwecks Eindrücken der Verschlüsse in die Vials eine gleichmäßige Bewegung vorherrscht, da ansonsten die Gefahr droht, die Vials einer ganzen Stellplatte umkippen und somit unbrauchbar werden.
  • In noch einer bevorzugten Ausführungsform kann die Stellvorrichtung die Stellplatten schräg stellen. Dies hat den Vorteil, dass an den Stellplatten anhaftendes Kondensat gut abfließen kann, was neben der Hygiene auch die Wärmeleitung und somit die Effektivität der Reinigung und Sterilisation steigert.
  • In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der Verstellvorrichtung ein verschwenkbar gelagerter Hebel vorgesehen, welcher über Haltestangen mit den einzelnen Stellplatten verbunden ist. Dabei bewirkt ein Verdrehen des Hebels um einen Drehpunkt, dass sämtliche, sich an den Haltestangen befindlichen Stellplatten, in die entsprechende Richtung bewegen. Da die Haltestangen in unterschiedlichem Abstand zum Drehpunkt montiert sind und da der Hebel an der jeweiligen Stelle einen unterschiedlichen Weg zurücklegt bewirkt dies, dass auch die an der jeweiligen Haltestange befindliche Stellplatte unterschiedlich weit hochgehoben wird. Hierdurch wird erreicht, dass bei einem Verschwenken des Hebels um beispielweise 90° die oberste Stellplatte nur einen vergleichsweise kurzen Weg zurücklegt, während die nächste Stellplatte schon einen größeren Weg zurücklegt und während die unterste Stellplatte den weitesten Weg zurücklegt. Hierdurch wird erreicht, dass sich sämtliche Stellplatten unterschiedlich weit bewegen mit der Folge, dass der Abstand zwischen benachbarten Stellplatten hierdurch im Wesentlichen konstant gehalten werden kann.
  • Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Gefriertrocknungsanlage ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung und den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematisch dargestellte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Gefriertrocknungsanlage mit maximal beabstandeten Stellplatten;
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf die Gefriertrocknungsanlage gemäß Fig. 1;
    Fig. 3
    eine Seitenansicht der Gefriertrocknungsanlage gemäß Fig. 1, mit minimal beabstandeten Stellplatten;
    Fig. 4
    eine Seitenansicht der Gefriertrocknungsanlage gemäß Fig. 1, mit schräg gestellten beabstandeten Stellplatten;
    Fig. 5
    einen Hebel mit den Haltestangen einer Verstellvorrichtung der Gefriertrocknungsanlage gemäß Fig. 1.
  • In den Figuren 1 und 2 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gefriertrocknungsanlage dargestellt. Diese umfasst eine Produktkammer 10 in der eine Anzahl von Stellplatten 12 platziert sind, wobei die Stellplatten über hier nicht näher dargestellte Vorrichtung zum vertikalen Verstellen der Stellplatten 12 vertikal verschiebbar sind. Außerdem ist in der Produktkammer 10 eine Verstellvorrichtung 14 zum stufenlosen Einstellen der Abstände benachbarter Stellplatten 12 vorgesehen. Diese Verstellvorrichtung 14 umfasst zwei Hubzylinder 16 und zwei parallel angeordnete Wellen 18, genauso wie vier Hebel 20 und eine Anzahl an den Hebeln 20 angebrachte Haltestangen 22, wobei ein Hubzylinder 16 genau eine Welle 18 antreibt und wobei an jeder Welle 18 zwei Hebel 20 befestigt sind.
  • Die Wellen 18 sind so lang dimensioniert, dass sie über die Stellplatten 12 hinausragen. An den beiden freien Enden der Wellen 18 sind die Hebel 20 angebracht, die bis über die Mitte der Stellplatten 12 hinausreichen. Dabei sind die Wellen 18 unterschiedlich lang ausgebildet, so dass die Hebel 20 nicht aneinander stoßen, sondern aneinander vorbei geführt werden. An jedem Hebel 20 sind eine Anzahl von Haltestangen schwenkbar gehalten, wobei jede dieser Haltestangen 22 desselben Hebels 20 mit einer anderen Stellplatte 12 verbunden ist. Die Haltestange 22 ist sowohl an der Stellplatte 12, als auch am Hebel 20 schwenkbar gelagert. Weil die Stellplatten 12 unterschiedlich weit von dem oben angebrachten Hebel 20 entfernt sind, sind auch die Haltestangen 22 unterschiedlich lang. Dabei sind die Haltestangen 22 der Länge nach geordnet, wobei die kürzeste Haltestange 22 unmittelbar am Drehpunkt 24 des Hebels 20 platziert ist. Neben der kürzesten Haltestange 22 ist dann die nächst größere Haltestange 22 am Hebel 20 angebracht und so weiter, so dass die längste Haltestange 22 am äußeren Ende des Hebels 20 platziert ist. Jede der Stellplatten 12 ist über vier Haltestangen 22 mit jedem der vier Hebel 20 verbunden, so dass eine gute Befestigung der Stellplatten gewährleistet ist.
  • Die Haltestangen 22 sind lose im Hebel 20 gehalten und können bei Bedarf vertikal gegenüber dem Hebel 20 verschoben werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Vorrichtung zum vertikalen Verstellen der Stellplatten 12 einige oder alle Stellplatten 12 beispielsweise auf den Boden der Produktkammer 10 stapelt. Dabei wird der Abstand benachbarter Stellplatten 12 so klein, dass die Haltestangen 22 verbiegen würden, könnten sie nicht aus ihrer Halterung am Hebel 20 heraus und nach oben bewegt werden. Beim auseinanderziehen der Stellplatten 12 bewegen sich die Hebel 20 wieder nach oben und erfassen die Haltestangen 22 an ihrem Kopf 23 und nehmen damit auch die Stellplatte 12 mit nach oben.
  • In den Fig. 1 und 2 sind die Hebel 20 soweit nach unten geschwenkt, dass der Abstand zwischen zwei benachbarten Stellplatten 12 maximal ist. Werden nun die Hubzylinder 16 betätigt, so verschwenken die Wellen 18 die Hebel 20 um einen bestimmten Winkel. Dabei werden die verschiedenen Stellplatten 12 über die Haltestangen 22 ebenfalls nach oben gezogen, so dass sich der Abstand zwischen benachbarten Stellplatten 12 verringert. Da die einzelnen Haltestangen 22 aufgrund ihrer definierten Position auf dem Hebel 20 eine unterschiedlich lange Kreisbewegung vollziehen werden die unteren Stellplatten 12 sehr viel weiter hochgezogen, als beispielsweise die oberste Stellplatte 12. Somit wird erreicht, dass sich der Abstand sämtlicher Stellplatten 12 zueinander um etwa den gleichen Betrag verringert.
  • Figur 3 zeigt die Hebel 20 in der entgegengesetzten Extremposition, wobei die Stellplatten 12 hier maximal zusammengezogen sind. Gleichzeitig ist in Fig. 3 zu erkennen, dass die Stellplatten zusammen mit der Verstellvorrichtung entlang der Säule 26 nach unten gefahren sind. Über separate Antriebe kann die gesamte Einheit aus Stellplatten 12 und,Verstellvorrichtung 14 innerhalb der Produktkammer 10 rauf und runter bewegt werden.
  • Da die Verstellvorrichtung 14 zwei voneinander unabhängige Hubzylinder 16 besitzt können die beiden Wellen 18 auch unterschiedlich verschwenkt werden. Dies bewirkt, dass sich die Stellplatten 12 nicht horizontal verstellen, sondern schief gestellt werden, wie dies in Figur 4 zu erkennen ist.
  • Der in Fig. 5 dargestellte Hebel 20 zeigt, dass die Haltestangen 22 gegenüber dem Hebel 20 verschiebbar und schwenkbar gehalten sind. Dabei hängt die Haltestange 22 mit ihrem Kopf 23 in einer gerundeten Aussparung im Hebel.
    • Bezugszeichenliste:
    • 10
    Produktkammer
    12
    Stellplatten
    14
    Verstellvorrichtung
    16
    Hubzylinder
    18
    Welle
    20
    Hebel
    22
    Haltestange
    23
    Kopf
    24
    Drehpunkt
    26
    Säule

Claims (11)

  1. Gefriertrocknungsanlage mit einer Anzahl in einer Produktkammer angeordneter, vertikal verstellbar gehaltener Stellplatten und mit einer Vorrichtung zum vertikalen Verstellen der Stellplatten,
    gekennzeichnet durch
    eine Verstellvorrichtung (14) zum stufenlosen Einstellen der Abstände benachbarter Stellplatten (12).
  2. Gefriertrocknungsanlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verstellvorrichtung (14) die Abstände aller Stellplatten (12) im wesentlichen gleichermaßen verstellt.
  3. Gefriertrocknungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verstellvorrichtung (14) die Stellplatten (12) schräg stellen kann.
  4. Gefriertrocknungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verstellvorrichtung (14) mindestens einen um einen Drehpunkt (24) schwenkbar gelagerten Hebel (20) umfasst, wobei an jedem Hebel (20) eine Anzahl von Haltestangen (22) angebracht sind, und wobei jede Haltestange (22) eines Hebels (20) mit einer anderen Stellplatte (12) verbunden ist.
  5. Gefriertrocknungsanlage nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Haltestangen (22) nebeneinander am Hebel (20) angebracht sind, wobei die dem Drehpunkt (24) am Nächsten angebrachte Haltestange (22) zur obersten Stellplatte (12) führt, während die zweitnächste Haltestange (22) zur zweitobersten Stellplatte (12) führt und so weiter.
  6. Gefriertrocknungsanlage nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Haltestangen (22) sowohl am Hebel (20), als auch an der Stellplatte (12) schwenkbar gehalten sind.
  7. Gefriertrocknungsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Haltestangen (22) vertikal verschiebbar am Hebel (20) gehalten sind.
  8. Gefriertrocknungsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der mindestens eine Hebel (20) über einen Hubzylinder (16) schwenkbar ist.
  9. Gefriertrocknungsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verstellvorrichtung (14) drei oder vier Hebel (20) umfasst, wobei jede Stellplatte (12) mit drei oder vier Haltestangen (22) gehalten ist, und wobei jede der drei oder vier Haltestangen (22) einer Stellplatte (12) von einem anderen Hebel (20) gehalten ist.
  10. Gefriertrocknungsanlage nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwei Hebel (20) über eine gemeinsame Welle (18) verbunden sind.
  11. Gefriertrocknungsanlage nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verstellvorrichtung (14) zwei Hubzylinder (16) umfasst, wobei jeder Hubzylinder (16) eine Welle (18) betätigt.
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