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Langsiebmaschine zum Herstellen von Papier- od. dgl. Faserstofbahnen
Die Erfindung betrifft eine Langsiebmaschine zum Herstellen von Papier-, Karton-
oder dergleichen Faserstoflbahnen aus wäßrigem Papierstoff mit einem oberhalb des
Langsiebes angeordneten endlosen Siebgewebe od. dgl., dessen unteres Trum sich in
der gleichen Weise wie das obere Trum des Langsiebes bewegt, um den umfangreichen
Papierstoff gegen das Langsieb zu drücken und so das Entwässern des Papierstoffes
zu unterstützen.
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Es ist eine Langsiebmaschine der genannten Art bekannt, bei der das
untere Trum des oberen Siebgewebes unter einem spitzen Winkel auf das Langsieb zugeführt
wird. Innerhalb des oberen Siebgewebes sind Führungsmittel in Form einer schräg
nach hinten ansteigenden Leitfläche angeordnet, welche das untere Trrum des oberen.
Siebes gegen das Langsieb drücken, so daß an dieser Stelle eine Abbiegung dieses
Trums erfolgt. Hinter der Abbiegung laufen die beiden Siebe im wesentlichen parallel
zueinander.
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Die durch die oben bezeichnete Vorrichtung auf den wäßrigen Papierstoff
ausgeübte Quetschwirkung führt dazu, daß das freie Strömen des wäßrigen Papierstoffes
auf dem Langsieb bzw. - bei der Herstellungvon mehrschichtigem Papier- auf einer
schon vorgeformten Papierstoffschicht eingeschränkt wird, so daß sich in dem durch
die beiden Siebe gebildeten Spalt ein turbulenter Papierstoffstau bildet. Durch
die in dem Stau herrschende Turbulenz werden die in dem Papierstoff suspendierten
Feststoffe aufgerührt, so daß die Fasern dazu neigen, sich in den verschiedensten
Richtungen zu orientieren und abzulagern.
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Bei einer solchen Vorrichtung erstreckt sich der erwähnte turbulente
Stau vom vorderen Ende des keilförmigen Spaltes aus entgegen der Strömungsrichtung
des Stoffes nach hinten, und das Ausmaß der Erstreckung desselben richtet sich nach
der Geschwindigkeit des Langsiebes.
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Wenn sich dieses Sieb beispielsweise schnell bewegt, so ist es möglich,
daß die nach hinten gemessene Länge des Staues nur etwa 25 mm oder noch weniger
beträgt, und in diesem Falle setzt das Formen des Papierstoffes auf dem Sieb längs
einer Strecke von im wesentlichen gleicher Länge ein. Wenn das Sieb dagegen nur
mit einer Geschwindigkeit von etwa 60 min der Minute oder darunter läuft, so kann
sich der Stau über eine Strecke von etwa 0,6 bis etwa 0,9 m nach hinten erstrecken,
und der Vorgang des Formens beginnt auf einem erheblich längeren Abschnitt des Siebes.
Man erkennt,- daß die Höhe des Staues dann, wenn dieser eine geringe Länge aufweist,
entsprechend klein ist, daß die Höhe desselben jedoch bei größerer Länge ebenfalls
größer ist, so daß der Papierstoff längs einer größeren Strecke in Richtung auf
den Spalt der beiden Siebe strömt.
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Das aus dem Stau nach oben durch das obere Siebgewebe hinausgeschleuderte
Wasser besitzt bei dieser bekannten Einrichtung dann, wenn die Langsiebmaschine
mit hoher Geschwindigkeit läuft, eine ausreichende kinetische Energie, um die schräggestellten
Führungsflächen heraufzulaufen und über eine am Ende dieser Fläche angeordnete Rinne
abgeführt zu werden.
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Es ist weiterhin eine Langsiebmaschine bekannt, bei der der Spalt
zwischen den beiden miteinander umlaufenden Sieben über die ganze Preßpartie allmählich
abnimmt, so daß ein Anstauen und Abschleudern des Suspensionswassers hierbei nicht
eintreten kann. Die Siebe laufen dabei über gelochte Umlenkwalzen, die auch als
Saugwalzen ausgebildet sein können. Außerdem können zusätzliche Absaugmittel innerhalb
des oberen Siebgewebes vorgesehen sein.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Langsiebmaschine der
eingangs beschriebenen, d. h. mit Suspensionswasserstau arbeitenden Art zu schaffen,
bei der die Entwässerung nach oben noch weiter verbessert wird und ein zuverlässiges
Abführen der Suspensionsflüssigkeit gewährleistet ist. Dieses Ziel wird dadurch
erreicht, daß das Führungsmittel für das untere dem Langsieb unter spitzem Winkel
sich
nähernde Trum des oberen Siebgewebes aus einem durchlässigen
Zylinder besteht, welcher das obere Siebgewebe an einer solchen Stelle gegen das
obere Trum des Langsiebes preßt, daß dieses unter dem Preßdruck nach unten ausweichen
kann, und daß die Einrichtung zum Abziehen des Suspensionswassers nach oben in geringem
Abstand hinter dem Zylinder angeordnet ist. Infolge des Preßdruckes und des in den
zwischen Zylinder und Langsieb gebildeten spitz zulaufenden Spalt einströmenden
Papierstoffes ist das Langsieb also bestrebt, nach unten auszuweichen. Hierdurch
bildet sich an der Abbiegestelle des oberen Siebgewebes eine bogenförmig nach unten
durchgewölbte Führung für die Faserstoffsuspension. Hinter dieser Abbiegestelle
besitzt die Suspension eine nach oben gerichtete Strömung, welche den Durchtritt
des Wassers durch das obere Siebgewebe sowie die Formung der Fasern an diesem Siebgewebe
merklich unterstützt. Außerdem wird in einfacher Weise der Flüssigkeit ein zusätzlicher
Impuls nach oben gegeben, welcher ein sicheres Abführen des Wassers auch bei niedrigeren
Arbeitsgeschwindigkeiten der Langsiebmaschine gewährleistet.
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Der Zylinder kann wie bei der eingangs an zweiter Stelle erläuterten
bekannten Maschine mit einer Saugeinrichtung versehen sein, die es ermöglicht, Wasser
durch in dem Zylinder vorgesehene Öffnungen oder auch mittels Zellen, die durch
eine Anzahl von in Querrichtung und in Umfangsrichtung verlaufenden Stegen gebildet
werden, hindurchzusaugen.
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Gegebenenfalls können die sich in. Querrichtung erstreckenden Stege
unter einem Winkel zum Radius des Zylinders angeordnet sein, so daß sie bei der
Drehbewegung des Zylinders Wasser, das in die Zellen eintritt, auffangen und es
zu dem Wasserabführungskanal schleudern.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine- Vorrichtung zum Entwässern einer
einzigen Papierstoffschicht; diese Vorrichtung kann die erste Entwässerungseinrichtung
einer mit mehreren Papierstoffschichten arbeitenden Maschine bilden; Fig. 2 ist
ein Stück einer im Vergleich zu Fig. 1 in größerem Maßstab gezeichneten Stirnansicht
einer Ausbildungsform eines Zylinders, der die obere Begrenzungsfläche des spitz
zulaufenden Spaltes bildet; Fig. 3 zeigt die Anordnung nach Fig. 2 von links und
läßt den teilweise weggebrochen gezeichneten Drahtsiebüberzug erkennen: Fig. 4 und
5 sind Fig. 2 und 3 entsprechende Darstellungen einer abgeänderten Ausbildungsform;
Fig. 6 und 7 entsprechen ebenfalls Fig. 2 und 3 und zeigen eine weitere Ausbildungsform
des Zylinders; Fig. 8 ist eine Fig. 1 entsprechende Darstellung, die weitere Abänderungen
erkennen läßt.
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Die Vorrichtung umfaßt am Boden befestigte Füße 9, die als
Unterstützung für eine Rahmenkonstruktion 3 dienende Säulenteile 2 tragen.
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In den Säulenteilen 2 ist eine Brustwalze 4 drehbar gelagert, und
über diese Brustwalze läuft ein Langsieb 5; außerdem läuft dieses Sieb über weitere
hier nicht gezeigte Walzen oder Rollen, so daß es ein im wesentlichen waagerechtes
oberes Trum 6 bildet. Bei 7 und 8 sind Tragrollen für dieses obere Trum 6 angedeutet.
Der Rahmen 3 ist mit Lagern als Unterstützung für ein endloses Siebgewebe 9 od.
dgl. ausgerüstet, dessen unteres Trum 10 sich im wesentlichen parallel zu
dem oberen Trum 6 des Langsiebes 5 bewegt. Das Sieb 9 läuft über Rollen 11 bis 16
sowie einen Zylinder 11, der mit Öffnungen versehen ist. Der Zylinder 17 ist so
angeordnet, daß er das untere Trum 10 des oberen Siebgewebes 9 nach unten gegen
das obere Trum 6 des Langsiebes 5 drückt. Auf diese Weise liegt derjenige Quadrant
des Zylinders, der sich von der Uhrzeigerstellung VI bis zur Uhrzeigerstellung IX
erstreckt, oberhalb des Trums 6, und der spitz zulaufende Spalt, in dem das Formen
des Papierstoffes beginnt, wird durch die Umfangsfläche des Zylinders 17 innerhalb
des erwähnten Quadranten und den Barunterliegenden Abschnitt des oberen Trums 6
des Langsiebes 5 gebildet.
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Wie man in Fig. 1 erkennt, hat der Zylinder 17 einen verhältnismäßig
großen Durchmesser, so daß er zusammen mit dem oberen Trum 6 einen geeignete Abmessungen
aufweisenden, zum Formen dienenden Bereich in Gestalt eines sich verengenden Spaltes
bildet. Jenseits des gelochten Zylinders ist ein geneigter Abstreifer 19 so angeordnet,
daß das während des Betriebes durch die Umfangsfläche des Zylinders hindurchtretende
und auf das obere Trum des Siebes 9 gelangende. Wasser längs des Abstreifers nach
oben in den Kanal 20 strömt.
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Die vorstehend beschriebene Einrichtung eignet sich zur Herstellung
eines nur eine Schicht umfassenden Papiers od. dgl., ihre Arbeitsweise ist nachstehend
beschrieben.
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Eine Schicht aus in Wasser aufgeschwemmtem Papierstoff wird durch
einen Auflaufkasten 21 auf das Langsieb 6 aufgegeben, und dieser Papierstoff wird
in den erwähnten spitz zulaufenden Spalt 22 hineinbewegt. Dort, wo das obere Sieb
gegen das Trum 6 gedrückt wird, d. h. an einem der Uhrzeigerstellung VI entsprechenden
Punkt, wird der freie Strom des Papierstoffes eingeschnürt, so daß er in dem sich
verengenden Spalt 22 einen turbulenten Stau 23 bildet. Durch diese Turbulenz werden
die in dem Papierstoff enthaltenen Feststoffe aufgerührt, so daß sich die Fasern
in den verschiedensten Richtungen orientieren und gegen das obere Sieb geschwemmt
werden. Aus dem Stau 23 tritt Wasser durch das obere Sieb hindurch, um in den Zylinder
17 zu gelangen, aus dem es durch dessen Öffnungen wieder austritt und auf das obere
Trum 10 des Siebes 9 gelangt, woraufhin sich das Wasser längs des Abstreifers 19
nach oben zu dem Kanal 20 bewegt, während die in dem Papierstoff enthaltenen Fasern
beginnen, sich zwischen den Sieben abzulagern und zu verfilzen. Ein Teil des Wassers
zieht aus dem Papierstoff auch nach unten ab, so daß der Papierstoff auch auf dem
Langsieb 6 entwässert wird.
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Wenn der Papierstoff das konvergierende Ende des spitz zulaufenden
Spaltes 22 passiert, wobei das untere Trum 10 und das obere Tram
6 aufeinandergedrückt werden, tritt weiterhin Wasser nach oben,
10,
hindurch, und auch dieses Wasser strömt über den Abstreifer 19 nach oben
zu dem Kanal 20, von wo aus es abgeführt wird.
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Es ist einleuchtend, daß bei einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden
Maschine das den durchlässige Zylinder passierende Wasser in den Löchern desselben
festgehalten und danach aus ihm wieder herausgeschleudert wird, während sich sein
Mantel
an dem verengten Ende des keilförmigen Spaltes vorbeibewegt.
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An Stelle eines gelochten Zylinders kann man einen mit Zellen versehenen
Zylinder benutzen; eine Ausbildungsform eines solchen Zylinders ist in Fig. 2 und
3 veranschaulicht. Dieser Zylinder besteht aus einer nicht gelochten Trommel 24,
die querliegende sowie sich in Umfangsrichtung erstreckende Leisten oder Stege 25
A und 25 B trägt, welche jeweils eine radiale Tiefe von etwa 25 bis etwa
50 mm aufweisen; diese Stege sind sowohl in Querrichtung als auch in Umfangsrichtung
in Abständen von etwa 50 mm angeordnet, so daß man einen Zylinder erhält, dessen
Umfangsfläche eine Anzahl von rechteckigen Zellen 26 aufweist, die bei einer Tiefe
von etwa 50 mm einen Flächeninhalt von etwa 50 - 50 mm aufweisen. Die Umfangsfläche
des Zylinders ist vorzugsweise gemäß Fig. 2 und 3 mit einem Drahtgewebe 27 überzogen.
Im vorliegenden Falle strömt das das Drahtsieb passierende Wasser in die Zellen
und wird durch diese an der Durchlaufstelle, die der Uhrzeigerstellung VI entspricht,
vorbeibewegt, woraufhin das Wasser durch Fliehkräfte in Richtung auf die Wasserrinne
19 wieder herausgeschleudert wird. Um die Mitnahme- und Schleuderwirkung der Zellen
zu verstärken, kann man die querliegenden Leisten 25A
unter einem Winkel zum
Radius des Zylinders anordnen, so daß die Zellen das das Drahtsieb passierende Wasser
auffangen und es in Richtung auf die Wasserrinne 19 wieder herausschleudern. Diese
geneigte Anordnung der Querleisten ist in Fig. 4 und 5 veranschaulicht; Fig. 5 zeigt
ferner eine weitere Abwandlung, bei der die in Umfangsrichtung verlaufenden Leisten
25B nach Fig. 3 durch eine durchlaufende spiralförmige Leiste 25C ersetzt
sind.
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Bei einer weiteren Ausbildungsform, die in Fig. 6 und 7 veranschaulicht
ist, wurde eine gelochte Trommel 34 mit einem Drahtgitter überzogen, das
Leisten 35 umfaßt, die hochkant in geschlitzte Querrippen 36 eingesetzt sind. Gegebenenfalls
kann der Zylinder 17 in Form einer Skelettkonstruktion ausgebildet sein, d. h. aus
kreisrunden Stirnplatten bestehen, die durch sich in der Querrichtung der Maschine
erstreckende Stäbe miteinander verbunden sind; auf diese Skelettkonstruktion kann
ein Drahtgewebe od. dgl. aufgezogen sein. Diese Ausbildungsform des Zylinders ist
in den Zeichnungen nicht dargestellt.
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Wenn man die oben beschriebene Vorrichtung zum Entwässern einer zweiten
oder nachfolgenden Schicht von Papierstoff, d. h. einer Papierstoffschicht benutzt,
die man auf eine bereits vorgeformte Schicht, die von dem Langsieb mitgeführt wird,
aufbringt, ist die Arbeitsweise ähnlich, abgesehen davon, daß der Stau 23 größere
Abmessungen annehmen kann, denn dieser Stau wird nahezu von der gesamten Wassermenge
gebildet, die in der zweiten oder nachfolgenden Schicht enthalten ist, und die darunterliegende,
bereits geformte Schicht wird nur eine kleine Wassermenge aufnehmen. Es kann daher
vorteilhaft sein, einen größeren Zylinder 17 für die zweite bzw. nachfolgende Schicht
vorzusehen, um einen größeren Bereich bzw. sich verengenden Spalt zu schaffen, in
dem das Formen der Schicht einsetzt.
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Weitere Abänderungen der Erfindung, die sich als besonders vorteilhaft
bei einer Maschine erweisen, die mit einer niedrigeren Geschwindigkeit von z. B.
etwa 60 min der Minute oder darunter arbeitet, sind in Fig. 8 veranschaulicht. Beispielsweise
kann man in dem einen großen Durchmesser aufweisenden Zylinder 17 einen Saugkasten
28 anordnen, denn im vorliegenden Falle besteht die Möglichkeit, daß die Geschwindigkeit
des Langsiebes nicht ausreicht, um dem Papierstoff eine solche Bewegungsenergie
mitzuteilen, daß das Wasser längs der Wasserrinne 19 nach oben strömt. Hier wird
somit Wasser durch das obere Sieb hindurch in den Saugkasten 28 hineingesaugt. Der
Saugkasten kann sich über einen Teil der unteren Hälfte des Zylinders 17 erstrecken,
und er kann aus einer Anzahl von Abschnitten 29, 30 und 31 bestehen, die mit unterschiedlichem
Unterdruck arbeiten; an der engsten Stelle des Spaltes, d. h. unter dem Abschnitt
31, kann z. B. ein stärkerer Unterdruck erwünscht sein als an anderen Stellen, so
daß mit dem Fortschreiten des Formens der Papierstoffschichten, währenddessen Wasser
durch bereits vorgeformte Fasern hindurchgesaugt werden muß, auf den Stau ein stärkerer
Unterdruck zur Einwirkung gebracht wird.
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Bei einer anderen Abwandlung für eine mit niedriger Geschwindigkeit
arbeitende Maschine - d. h. etwa 60 m in der Minute - die der Anordnung nach Fig.
8 ähnelt, ist ein Saugkasten 32 in Bewegungsrichtung hinter dem großen Zylinder
angeordnet, und zwar entweder an Stelle der Wasserrinne 19 oder zusätzlich zu dieser.
Der Saugkasten 32 beeinflußt den Papierstoff, nachdem dieser die Durchlaufstelle
passiert hat. Wenn sowohl eine Wasserrinne als auch ein Saugkasten verwendet werden,
kann der Saugkasten 32 vor oder hinter der Wasserrinne bzw. dem Abstreifer 19 angeordnet
sein, und bei einer alternativen Ausbildungsform kann man einen Saugkasten verwenden,
an dessen vorderem Ende eine Wasserrinne 33 vorgesehen ist. Diese Rinne ist dann
geneigt ausgebildet und mit einem ein kurzes Stück oberhalb der Unterkante derselben
liegenden Schlitz versehen, so daß das die geneigte Rinne hinaufströmende Wasser
in den Schlitz hineingesaugt wird.
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An Stelle des bei 19 angedeuteten einfachen Abstreifers kann
auch ein Abstreifer vorgesehen sein, der mit Unterdruck beaufschlagt wird.
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Weiter oben wurde davon gesprochen, daß der Zylinder 17 einen verhältnismäßig
großen Durchmesser besitzt, und es sei bemerkt, daß dies bedeutet, daß die Abmessungen
des Zylinders so gewählt sind, daß sich ein ausreichende Abmessungen aufweisender
Bereich bzw. ein genügend großer, spitz zulaufender Spalt für die turbulente Stau
bildet, dessen Abmessungen auf die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine sowie auf
die Eigenschaften und Konsistenz des zu entwässernden Papierstoffes abgestimmt sind.
Ferner sei bemerkt, daß sich das Verhalten des turbulenten Staues in Abhängigkeit
von den Eigenschaften und der Konsistenz des Papierstoffes ändert. Beispielsweise
kann schmierig gemahlener Papierstoff, der das darin enthaltene Wasser nicht leicht
abgibt, einen höheren und längeren Stau erforderlich machen, als es bei Papierstoff
der Fall ist, der sein Wasser leicht abgibt.
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Bei einer schnell laufenden Maschine, bei der sich der Stau z. B.
über etwa 50 mm erstreckt, würde wahrscheinlich ein Zylinderdurchmesser von etwa
125 mm ausreichen. Wenn die Maschine dagegen langsam läuft und sich der Stau z.
B. über etwa 0,6 m erstreckt, kann es zweckmäßig sein, mit einem Zylinder zu arbeiten,
dessen Durchmesser bis zu etwa
0,9 m beträgt. Man könnte annehmen,
daß bei einem Stau mit einer Länge von etwa 0,6 m ein Zylinder erforderlich wäre,
dessen Durchmesser mindestens etwa 1,2 m beträgt, doch ist dies nicht der Fall,
denn die Höhe des Staues vergrößert sich nicht unmittelbar proportional zu ihrer
Länge, und daher würde ein ziemlich großer Teil eines Zylinders mit einem Durchmesser
von etwa 1,2 m unbenutzt bleiben; es liegt auf der Hand, daß es nicht erwünscht
ist, einen unnötig großen Zylinder zu verwenden, da hierdurch größere Kosten verursacht
werden.
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Es ist natürlich erwünscht, einen Zylinder vorzusehen, der für sämtliche
Bewegungsgeschwindigkeiten des Langsiebes geeignet ist und sich bei Papierstoff
der verschiedensten Konsistenz verwenden läßt, so daß sich eine vorhandene Maschine
leicht verschiedenen Betriebsbedingungen anpassen läßt; es wurde festgestellt, daß
sich für diesen Zweck am besten ein Zylinder eignet, dessen Durchmesser etwa 0,9
m beträgt.
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In manchen Fällen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, in der Bewegungsrichtung
hinter dem Zylinder 17 einen umschlossenen Raum vorzusehen, der sich bis zu der
Wasserrinne 19 erstreckt, denn auf diese Weise läßt sich das Aufbringen von
Unterdruck genauer kontrollieren.
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Zwar wurde weiter oben festgestellt, daß der Zylinder 17 das
obere Sieb 10 und das Langsieb 6 aufeinanderdrückt, doch sei bemerkt,
daß dies möglicherweise nur dann der Fall ist, wenn sich die Maschine in Betrieb
befindet.