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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von flexiblen,
schlauchartigen Gebilden, insbesondere von Beuteln, mit wenigstens
einer Fördereinrichtung
und zumindest einer entlang der Fördereinrichtung angeordneten
und die Gebilde beaufschlagenden Bearbeitungsvorrichtung. – Die Fördereinrichtung
dient dazu, die Gebilde zu transportieren, und zwar bevorzugt von
einer Bearbeitungsvorrichtung zur nächsten. Dazu mag die Fördereinrichtung als
Riemenförderer,
Kettenförderer,
Seilförderer
usw. ausgebildet sein.
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Eine
solche Vorrichtung wird beispielsweise in der
EP 0 765 807 A1 beschrieben.
Daneben sind solche auch als Schlauchbeutelmaschine beschriebenen
Vorrichtungen aus der Praxis bekannt und dienen beispielsweise dazu,
einen Beutel mit flüssigen oder
trockenen Produkten zu füllen.
Im erstgenannten Fall kann es sich um Zutaten für eine Fertigsuppe handeln.
Die letztgenannte Variante umfasst beispielsweise das Einfüllen von
Getränken.
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Die
bekannten Schlauchbeutelmaschinen bzw. Vorrichtungen zur Behandlung
von flexiblen, schlauchartigen Gebilden sind oft ausladend und mechanisch
aufwendig gestaltet. Außerdem
werden sie je nach dem speziellen Einsatzzweck produziert. Das heißt, eine
Vorrichtung zum Abfüllen
von Tütensuppen
ist grundsätzlich
anders aufgebaut, als eine solche, die zum Abfüllen von Getränkebeuteln
eingesetzt wird. Das lässt
sich unter anderem darauf zurückführen, dass
die gefüllten
Getränkebeutel
beispielsweise mit Hilfe einer Siegeleinrichtung nach dem Füllvorgang
zu verschließen
sind, wie dies beispielhaft in der
DE 102 35 929 A1 beschrieben wird.
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Jedenfalls
ist der Aufbau der bekannten Vorrichtungen je nach Einsatzzweck
unterschiedlich gestaltet, obwohl teilweise gleiche Komponenten
zum Einsatz kommen. Das führt
zu einer aufwendigen und dementsprechend kostenträch tigen
Herstellung und erschwert etwaige Wartungs- und Reparaturarbeiten. Hier
will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
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Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige
Vorrichtung zur Behandlung von flexiblen, schlauchartigen Gebilden,
insbesondere von Beuteln, so weiter zu entwickeln, dass eine standardisierte
und vereinfachte Herstellung bei gleichzeitig verringertem Wartungs-
und Reparaturaufwand erreicht wird.
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Zur
Lösung
dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einer
gattungsgemäßen Vorrichtung
zur Behandlung von flexiblen, schlauchartigen Gebilden vor, dass
die Fördereinrichtung
und/oder die Bearbeitungsvorrichtung modular sowie austauschbar
aufgebaut sind. Der modulare Aufbau und die dadurch gegebene Austauschbarkeit
drücken
aus, dass sowohl die Fördereinrichtung
als auch die Bearbeitungsvorrichtung eigenständige Maschinen mit grundsätzlichen
eigener Energieversorgung, eigenem Rahmen, eigenen Motoren und gegebenenfalls
eigenem Gehäuse
darstellen, also prinzipiell autark betrieben werden können. Dabei
hat es sich ergänzend
als günstig
erwiesen, wenn die Fördereinrichtung
und die Bearbeitungsvorrichtung durch wenigstens ein lösbares Verbindungsmittel
miteinander gekoppelt werden.
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Der
modulare Aufbau von einerseits der Fördereinrichtung und andererseits
der Bearbeitungsvorrichtung oder der mehreren Bearbeitungsvorrichtungen
stellt sicher, dass die Einheiten zur Darstellung der gewünschten
Vorrichtung nicht nur flexibel zusammengestellt werden können, sondern
sich im Bedarfsfall auch problemlos austauschen lassen. Hierdurch
ist es möglich,
die Reparatur der jeweiligen Bearbeitungsvorrichtung gleichsam von
der Maschine bzw. der Gesamtvorrichtung zu entkoppeln und den Betrieb
fortzuführen,
indem eine Ersatzbearbeitungsvorrichtung zum Einsatz kommt.
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Darüber hinaus
ermöglicht
die Erfindung eine flexible Zusammenstellung der Abfolge der einzelnen
Bearbeitungsvorrichtungen und somit die Anpassung an den spezifischen
Einsatzzweck. Als Bearbeitungsvorrichtungen mögen grundsätzlich Füllmodule, Behandlungsmodule
und Verpackungs-/Schlussmodule zum Einsatz kommen. Dabei können die
Füllmodule
zwischen Feststoff-Füllmodulen
und Flüssigkeits-Füllmodulen
unterschieden werden, je nach dem ob feste oder flüssige Füllstoffe in
die Gebilde bzw. Beutel zu dosieren sind. In der Regel handelt es
sich bei den Füllmodulen
um Dosiervorrichtungen.
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Die
ebenfalls möglichen
Behandlungsmodule können
für eine
aseptische Behandlung respektive Sterilisation des Gebildes bzw.
Beutels vor dem Füllen
sorgen. Alternativ oder zusätzlich
ist es möglich, das
Gebilde oder den Beutel mit einem (Inert)-Gas, Dampf etc. zu spülen. Daneben
mag in einem solchen Behandlungsmodul eine Bestrahlung der Gebilde
respektive Beutel zur Keimabtötung
erfolgen, und zwar mit Hilfe von UV-Strahlen, Infrarotstrahlen oder auch
mit Röntgenstrahlen.
Das heißt,
bei den Behandlungsmodulen handelt es sich regelmäßig um eine
oder mehrere Sterilisationsstationen.
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Schließlich wird
im Verpackungs-/Schlussmodul oder den mehreren Verpackungs-/Schlussmodulen
für einen
Verschluss der jeweiligen Gebilde respektive Beutel – sofern
erforderlich – gesorgt.
Das gilt insbesondere dann, wenn es sich um Folienbeutel mit einem
verschließbaren
Ausgießer
handelt. Daneben ist es aber auch möglich, eine während des Füllvorganges
unverändert
vorhandene Öffnung
in dem Verpackungs-/Schlussmodul zu versiegeln. Schließlich sorgt
das Verpackungs-/Schlussmodul dafür, dass die behandelten Gebilde
bzw. gefüllten Beutel
von der Fördereinrichtung
abgenommen und beispielsweise zu Gebinden komplettiert werden, in Magazine überführt oder
sonst wie für
den Weitertransport respektive weitere Verfahrensschritte vorbereitet
werden. Dabei kann das Verpackungs-/Schlussmodul auch eine Bedruckungsstation
aufweisen bzw. als solche ausgebildet sein, sofern die Gebilde bzw.
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Beutel
mit einem (ergänzenden)
Aufdruck, einem Aufkleber etc. versehen werden sollen. Meistens
ist das Verpackungs-/Schlussmodul als Siegeleinheit ausgeführt oder
beinhaltet eine solche.
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Dabei
versteht es sich, dass das jeweilige Modul, also das Füllmodul,
das Behandlungsmodul und auch das Verpackungs-/Schlussmodul mehrere der
angesprochenen Elemente bzw. Maschinen beinhalten können bzw.
mehrere der betreffenden Module vorgesehen sind. So ist es selbstverständlich denkbar,
dass das Füllmodul
mit einer Vielzahl von Dosiervorrichtungen ausgerüstet wird
oder eine Vielzahl von Füllmodulen
realisiert ist, die beispielsweise die unterschiedlichen Zutaten
einer Fertigsuppe in einen Beutel einfüllen. Ebenso mag das Behandlungsmodul
verschiedene Sterilisationsstationen umfassen und das Verpackungs-/Schlussmodul
nicht nur mit einer Siegeleinheit sondern zusätzlich mit einer Greifvorrichtung
zum Entnehmen der Gebilde respektive Beutel ausgerüstet werden.
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In
jedem Fall sind die Fördereinrichtung
und die jeweilige Bearbeitungsvorrichtung bzw. das Füllmodul,
das Behandlungsmodul und/oder das Verpackungs-/Schlussmodul respektive
ihre jeweiligen Elemente (Maschinen) jeweils durch wenigstens ein
lösbares
Verbindungsmittel miteinander gekoppelt. Dabei sind üblicherweise
zwei Verbindungsmittel realisiert, nämlich ein mechanisches und
ein elektrisches Verbindungsmittel. Das mechanische Verbindungsmittel
sorgt dafür,
dass das jeweilige Modul bzw. die Bearbeitungsvorrichtung mit der
Fördereinrichtung (lösbar) zentriert
und ausgerichtet verbunden wird. Demgegenüber sorgt das elektrische Verbindungsmittel
dafür,
dass die jeweilige Bearbeitungsvorrichtung und die Fördereinrichtung
elektrisch miteinander lösbar
verbunden sind, und zwar zur Energieversorgung notwendiger elektrischer
Motoren und/oder zum Datenaustausch.
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Im
Rahmen der Erfindung koppelt das Verbindungsmittel die jeweilige
Bearbeitungsvorrichtung lösbar
mit der Fördereinrichtung.
Es ist grundsätzlich aber
auch – alternativ
oder zusätzlich – denkbar,
dass die Bearbeitungsvorrichtungen untereinander mit dem einen oder
den mehreren Verbindungsmitteln lösbar gekoppelt werden.
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Dabei
ist das jeweilige Verbindungsmittel wenigstens zweiteilig mit Verbindungselement
an der Fördereinrichtung
und Gegenverbindungselement an der Bearbeitungsvorrichtung, oder
umgekehrt ausgebildet. Bei dem mechanischen Verbindungsmittel ist in
der Regel das Verbindungselement an der Fördereinrichtung als Zentrierelement
ausgeführt,
während das
Gegenverbindungselement der Bearbeitungsvorrichtung als Aufnahmeschale
für das
Zentrierelement fungiert. Bewährt
hat sich an dieser Stelle ein kugelkopfartiges Zentrierelement,
wobei aber auch andere Ausgestaltungen denkbar sind und umfasst werden.
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Das
elektrische Verbindungsmittel setzt sich demgegenüber hauptsächlich aus
einem Stecker an der Bearbeitungsvorrichtung und einer Kupplung
an der Fördereinrichtung,
oder umgekehrt, zusammen. Dabei mögen der Stecker und die Kupplung
zur kombinierten Übertragung
von Energie und Daten eingerichtet sein. Es kann hier aber auch
mit getrennten Steckern und Kupplungen gearbeitet werden. Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Fördereinrichtung und
die jeweiligen Bearbeitungsvorrichtungen an einen gemeinsamen Datenbus
angeschlossen sind, der seinerseits Befehle von einer Steueranlage
erhält,
empfängt
und an die Fördereinrichtung
und/oder die Bearbeitungsvorrichtung(en) weiterleitet.
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Das
(mechanische) Verbindungsmittel wird üblicherweise durch von der
Bearbeitungsstation erzeugte Gewichtskraft geschlossen und muss
gegen diese Gewichtskraft geöffnet
werden. Das heißt,
zusätzliche
Verriegelungsmaßnahmen
sind nicht erforderlich, wenngleich denkbar. Dabei ruht die Bearbei tungsvorrichtung
in der Regel mit ihrem Gewicht auf dem wenigstens einen (mechanischen)
Verbindungsmittel und zusätzlich
auf zumindest zwei vorzugsweise verstellbaren Füßen.
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Das
wenigstens eine Verbindungsmittel ist jeweils fußseitig der Fördereinrichtung
und/oder der Bearbeitungsvorrichtung angeordnet. Dadurch kann die
Bearbeitungsvorrichtung gleichsam mit ihrer Aufnahmeschale auf das
Zentrierelement aufgesetzt werden, so dass das mechanische Verbindungsmittel durch
die Gewichtskraft der Bearbeitungsvorrichtung geschlossen wird.
Hierdurch mag auch für
einen lösbaren
Verschluss des elektrischen Verbindungsmittels gesorgt werden.
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Zugleich
sorgt dieser Vorgang dafür,
dass die Bearbeitungsvorrichtung ihre gewünschte Position gegenüber der
Fördereinrichtung
einnimmt. Es ist nur noch erforderlich, die beiden vorzugsweise
verstellbaren Füße gegebenenfalls
in ihrer Höhe
zu verändern.
Auch das elektrische Verbindungsmittel wird vorteilhaft jeweils
fußseitig
der Fördereinrichtung
und der Bearbeitungsvorrichtung platziert. Denn es hat sich bewährt, das
Verbindungsmittel im Ganzen oder das Verbindungselement des Verbindungsmittels
an einem Unterzug eines die Fördereinrichtung
tragenden Rahmens anzubringen. Dieser Unterzug mag in seinem Innern
die Daten- und/oder Energieleitung und auch das elektrische Verbindungselement
bzw. die elektrische Kupplung tragen.
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Zur
wahlweisen und austauschbaren Anbringung einer oder mehrerer Bearbeitungsvorrichtungen
in Ausrichtung zur Fördereinrichtung
hat es sich bewährt,
wenn mehrere Verbindungsmittel in Längsrichtung der Fördereinrichtung
verteilt angeordnet sind. Dabei werden die Verbindungselemente des Verbindungsmittels
vorteilhaft an dem Unterzug angebracht bzw. auf diesen aufgesetzt.
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Hinsichtlich
der Fördereinrichtung
empfiehlt die Erfindung, wenigstens ein an unterschiedliche Führungsstränge angeschlossenes
Greiferpaar zu realisieren. Dabei mag sich das Greiferpaar aus einem
Führungsgreifer
und einem Folgegreifer zusammensetzen, die an die unterschiedlichen
und relativ zueinander bewegbaren Führungsstränge angeschlossen sind. Das
ist jedoch nicht zwingend.
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Im
Ergebnis wird eine Vorrichtung zur Behandlung von flexiblen, schlauchartigen
Gebilden, insbesondere zur Behandlung von Beuteln vorgestellt, die
durch ihre Modulbauweise flexibel an unterschiedliche Füll- und/oder
Behandlungsaufgaben angepasst werden kann. Beispielsweise lassen
sich mit dieser Vorrichtung Fertigsuppenbeutel herstellen, indem
nacheinander verschiedene Suppenkomponenten einzeln in die jeweiligen
Beutel mit Hilfe verschiedener Dosiervorrichtungen im Rahmen des
Füllmoduls
oder der mehreren Füllmodule
eingebracht werden.
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Durch
die Modulbauweise ist es darüber
hinaus möglich
und denkbar, ein defektes Modul kurzfristig und ohne Produktionsunterbrechung
auszutauschen. Das Gleiche gilt, wenn das jeweilige Modul gewartet
werden muss. Schließlich
lassen sich Veränderungen
an den Modulen, wie ein Einrüsten
oder Einstellen gleichsam während
der Produktion vornehmen. Sobald das Modul betriebsbereit ist, wird dieses
an die Fördereinrichtung
lösbar
mit Hilfe des oder der Verbindungsmittel angeflanscht. Bei diesem Vorgang
ist sichergestellt, dass das jeweilige Modul zugleich gegenüber der
Fördereinrichtung
zentriert ist. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert;
es zeigen:
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1 die
erfindungsgemäße Vorrichtung
in schematischer Seitenansicht,
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2 ein
Behandlungsmodul in Gestalt einer Dosiervorrichtung perspektivisch
und
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3 den
Gegenstand nach 2 in schematischer Seitenansicht.
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In
den Figuren ist eine Vorrichtung zur Behandlung von flexiblen, schlauchartigen
Gebilden dargestellt. Bei den schlauchartigen Gebilden handelt es
sich vorliegend und nicht einschränkend um Beutel 1.
Mit der Behandlung ist im Beispielfall das Befüllen der Beutel 1 mit
Hilfe von Dosiervorrichtungen 2 gemeint, wie sie beispielhaft
in der 2 dargestellt ist. Alternativ oder zusätzlich können auch andere
Behandlungsvorgänge
vollzogen werden, wie beispielsweise eine vorgeschaltete aseptische
bzw. sterile Behandlung der Beutel 1, deren Spülen mit Gas,
eine Bestrahlung zur Keimabtötung,
das nach dem Befüllen
der Beutel 1 erforderliche Versiegeln der Öffnung und
schließlich
ihre Entnahme von der Vorrichtung und Verpackung für den anschließenden Transport.
Das ist einleitend im Detail bereits erläutert worden.
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Zusätzlich zu
der dargestellten Dosiervorrichtung respektive Bearbeitungsvorrichtung 2 verfügt die Vorrichtung
in ihrem grundsätzlichen
Aufbau über
eine Fördereinrichtung 3, 4.
Bei der Fördereinrichtung 3, 4 handelt
es sich um einen Führungsgreiferstrang 3 und
einen Folgegreiferstrang 4 an die ein Greiferpaar 5, 6 angeschlossen
ist. Der Führungsgreiferstrang 3 und
der Folgegreiferstrang 4 sind jeweils als umlaufende Zahnriemen,
Ketten, Seile oder dergleichen ausgebildet.
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Das
Greiferpaar 5, 6 setzt sich aus einem an einem
Führungsgreiferstrang 3 angeschlossenen Führungsgreifer 5 und
einem mit einem Folgegreiferstrang 4 verbundenen Folgegreifer 6 zusammen. Die
beiden Führungsstränge 3, 4 sind
relativ zueinander bewegbar und werden mit Hilfe von in der 1 angedeuteten
unterschiedlichen motorischen Antrieben 7, 8 getrennt
voneinander beaufschlagt. Selbstverständlich kann auch nur ein Antrieb 7, 8 realisiert werden
und ist es ebenso möglich,
eine andere Fördereinrichtung 3, 4 vorzusehen.
In jedem Fall werden die Führungsstränge 3, 4 ausweislich
der 1 in Form einer Endlosschleife entlang einer lang
gezogenen Kreisbahn umlaufend bewegt und sorgen durch ihre Relativbewegung
zueinander dafür,
dass das Greiferpaar 5, 6 den Beutel 1 beispielsweise
im Bereich der Bearbeitungsvorrichtung respektive Dosiervorrichtung 2 so
hält und
greift, dass das Innere des Beutels 1 mit dem gewünschten
festen oder flüssigen
Produkt gefüllt
werden kann.
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Die 1 macht
deutlich, dass entlang der Fördereinrichtung 3, 4 mehrere
die Beutel 1 beaufschlagende Bearbeitungsvorrichtungen 2 angeordnet
sind. Die einzelnen Bearbeitungsvorrichtungen 2 sind im
Rahmen der Erfindung jeweils als Behandlungsmodule ausgebildet,
so dass die Fördereinrichtung 3, 4 und/oder
die jeweilige Bearbeitungsvorrichtung 2 modular sowie austauschbar
aufgebaut sind. Zu diesem Zweck ist wenigstens ein Verbindungsmittel 9, 10, 11, 12 realisiert,
welches die Fördereinrichtung 3, 4 mit
der jeweiligen Bearbeitungsvorrichtung 2 lösbar koppelt.
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Im
Rahmen des Ausführungsbeispiels
sind ein mechanisches Verbindungsmittel 9, 10 und
ein elektrisches Verbindungsmittel 11, 12 realisiert,
was nicht einschränkend
zu verstehen ist. Das jeweilige Verbindungsmittel 9, 10; 11, 12 ist
wenigstens zweiteilig mit einem Verbindungselement 9; 12 an
der Fördereinrichtung 3, 4 und
einem Gegenverbindungselement 10; 11 an der Bearbeitungsvorrichtung,
oder umgekehrt, ausgebildet.
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Tatsächlich handelt
es sich bei dem Verbindungselement 9 des mechanischen Verbindungsmittels 9, 10 um
ein Zentrierelement 9, welches vorliegend als Kugelkopf
oder vergleichbares Zentrierelement 9 ausgeführt ist.
Demgegenüber
liegt das Gegenverbindungselement 10 des mechanischen Verbindungsmittels 9, 10 als
zugehörige
Aufnahmeschale 10 vor, so dass die Bearbeitungsvorrichtung
bzw. Dosiervorrichtung 2 beim Anbringen an der Fördereinrichtung 3, 4 mit
Hilfe von zwei an dieser Stelle realisierten mechanischen Verbindungsmitteln 9, 10 zentriert
wird.
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Tatsächlich wird
das mechanische Verbindungsmittel 9, 10 durch
von der Bearbeitungsvorrichtung 2 erzeugte Gewichtskraft
geschlossen und gegen diese Gewichtskraft geöffnet. Dabei ruht die Bearbeitungsvorrichtung
bzw. Dosiervorrichtung 2 mit ihrem Gewicht auf den beiden
Verbindungsmitteln 9, 10 und zusätzlich auf
zwei vorzugsweise verstellbaren Füßen 13, die man am
besten in der 3 erkennt.
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Die
Bearbeitungs- bzw. Dosiervorrichtung 2 lässt sich
manuell oder beispielsweise maschinell mit Hilfe eines Gabelstaplers
gegenüber
der Fördereinrichtung 3, 4 positionieren,
indem die Bearbeitungs-/Dosiervorrichtung 2 auf die Zentrierelemente bzw.
Verbindungselemente 9 aufgesetzt oder aufgehängt wird.
Bei diesem Vorgang sorgt das kugelkopfförmige Zentrierelement 9 an
der Fördereinrichtung 3, 4,
welches in die Aufnahmeschale 10 an der Befestigungs-/Dosiervorrichtung 2 eintaucht,
dafür, dass
die Befestigungs-/Dosiervorrichtung 2 eine fixe und vorgegebene
Position gegenüber
der Fördereinrichtung 3, 4 einnimmt.
Als Folge hiervon ist sichergestellt und gewährleistet, dass ein in den 2 und 3 zu
erkennender Einfülltrichter 14 für den Dosiervorgang
in etwa im Bereich einer Beutelmitte M positioniert ist.
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Sowohl
das mechanische Verbindungsmittel 9, 10 als auch
das elektrische Verbindungsmittel 11, 12 sind
jeweils fußseitig
der Fördereinrichtung 3, 4 und der
Bearbeitungs-/Dosiervorrichtung 2 angeordnet. Das erkennt
man bei einer vergleichenden Betrachtung der 2 und 3.
Tatsächlich
verfügt die
Fördereinrichtung 3, 4 über einen
tragenden Rahmen 15, 16 mit einem Unterzug 16 und
seitlichen Ständern 15.
Der Unterzug 16 mag vorliegend als Hohlprofil ausgeführt sein
und dient im Ausführungsbeispiel
dazu, eine kombinierte Daten-/Energieleitung 17 aufzunehmen.
Diese mündet
in das Verbindungselement 12 des elektrischen Verbindungsmittels 11, 12 an
der Fördereinrichtung 3, 4,
welches als elektrische kombinierte Energie-/Datenkupplung ausgeführt ist.
In diese elektrische Kupplung 12 wird das Gegenverbindungselement 11 des
elektrischen Verbindungsmittels 11, 12 an der
Bearbeitungs-/Dosiervorrichtung 2 eingesteckt und sorgt
so für
die Energie- und Datenversorgung der Bearbeitungs-/Dosiervorrichtung 2.
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Man
erkennt, dass zur wahlweisen und austauschbaren sowie zentrierten
Anbringung einer oder mehrerer Dosier-/Bearbeitungsvorrichtungen 2 eine Vielzahl
von Verbindungsmitteln 9, 10; 11, 12 in Längsrichtung
der Fördereinrichtung 3, 4 verteilt
angeordnet sind. Dabei dient der Unterzug 16 des Rahmens 15, 16 für die Fördereinrichtung 3, 4 sowohl
zur Aufnahme der jeweiligen Verbindungselemente 12 des
elektrischen Verbindungsmittels 11, 12 als auch dazu,
die Verbindungselemente 9 der mechanischen Verbindungsmittel 9, 10 aufzunehmen.
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Tatsächlich sind
die jeweiligen Verbindungselemente 9 der mechanischen Verbindungsmittel 9, 10 kopfseitig
des Unterzuges 16 in dessen Längserstreckung an den Unterzug 16 angeschlossen.
Dadurch können
nicht nur verschiedene Dosiervorrichtungen 2 als gleichsam
Behandlungsmodule flexibel an der Fördereinrichtung 3, 4 angeordnet
bzw. gegenüber
dieser platziert werden, sondern selbstverständlich auch andere Module wie
beispielsweise Füllmodule
oder Verpackungs-/Schlussmodule wie dies einleitend bereits beschrieben
wurde.