EP0759332A1 - CNC-controlled tube bending machine - Google Patents
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- EP0759332A1 EP0759332A1 EP96111973A EP96111973A EP0759332A1 EP 0759332 A1 EP0759332 A1 EP 0759332A1 EP 96111973 A EP96111973 A EP 96111973A EP 96111973 A EP96111973 A EP 96111973A EP 0759332 A1 EP0759332 A1 EP 0759332A1
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Definitions
- the invention relates to a CNC-controlled pipe bending machine and in particular to the drive for the height adjustment of the slide rail.
- a CNC-controlled pipe bending machine from which the preamble of claim 1 is based, is known for example from DE 33 27 509 A1.
- Pipe bending machines of this type have a bending template against which the pipe is pressed with a clamping jaw. By simultaneously turning the bending template with the clamping jaw, the tube is bent around the bending template.
- a slide rail is provided which has a longitudinal groove adapted to the pipe, which surrounds the pipe about half.
- the bending template can be designed as a multiple bending template, template parts with different bending radii being arranged one above the other.
- the clamping jaw is also designed as a multiple clamping jaw, and a separate slide rail or a section of a multiple slide rail is provided for each of the bending planes arranged one above the other.
- the adjustment of the slide rails requires considerable effort. If the tool set is changed for a tube bending task, the height of the slide rail must be readjusted, which causes a considerable amount of work. In addition, the required height setting depends on the machine design.
- the invention has for its object to design a CNC-controlled pipe bending machine of the type specified in the preamble of claim 1 in such a way that setting up and starting up the machine, in particular when changing the bending tools, are simplified.
- a steplessly positioning drive device is provided for the height adjustment of the slide rail, which is controlled by the control device. This makes it possible to fine-tune the slide rail height and to adjust the slide rail to any desired height.
- stepless means that fine positioning without noticeable height steps is possible.
- the drive device contains, for example, a stepper motor that carries out very small steps, which in this connection are not to be regarded as steps.
- the height data for the setting of the slide rail are supplied by the control device, which controls or regulates the entire process sequence of the pipe bending machine.
- This control device contains, for example, an input device (i.e. keyboard) on which the height value can be entered manually.
- the control device contains the height setting required for the relevant tool group or for the relevant slide rail.
- This stored value is output as a function of the tool data set or the identification to the drive device in order to effect the height adjustment.
- a very important advantage is that an additional one on the slide rail carrier or the slide rail Clamping element can be mounted. This clamping element always holds the pipe the same. So far, such clamping elements could only be used in bending machines with a single bending plane. The same bending quality with regard to tapering of the wall thickness, ovality and arch quality can now also be achieved in machines which have several bending planes, as was possible in bending machines with a single bending plane.
- the position of the bending plane to be approached is defined by the tool data record loaded in the working memory of the control device.
- the work program determines which of the bending planes of the bending tools is to be approached by the slide rail.
- the pipe bending machine has a machine bed 10 on which a transport carriage 11 can be moved horizontally along a guide 12 in the longitudinal direction.
- the transport carriage 11 carries a clamping device 13 for clamping of the pipe 14 to be bent.
- the transport carriage 11 can also be adjusted horizontally in the transverse direction of the pipe 14 and moved in the vertical direction.
- the tube 14 is placed laterally on the bending template 15, which is rotatable about a vertical axis.
- the bending template 15 has a bending groove 16 on its circumference, which receives approximately half the circumference of the tube 14.
- a swivel arm 17 is mounted coaxially with the bending template 15 and carries a clamping jaw 18 which is pressed against the bending template 15 by a piston-cylinder unit 19.
- the clamping jaw 18 also contains a bending groove for receiving the other half of the tube circumference.
- the clamping jaw 18 is first pressed against the bending template 15 and then the bending template 15 and swivel arm 17 are rotated or swiveled together about their axis, the tube being pulled around the bending template.
- the slide rail 20 which is also provided with a bending groove 21, serves to support the unbent pipe section during the bending process. This slide rail moves together with the tube 14, while this is pulled towards the bending template 15 during the bending process.
- All control processes of the pipe bending machine are numerically controlled by the control device 22 and coordinated with one another. This applies not only to the movement sequence of tube bending, but also to the setting up of the positions of the transport carriage 11, Bending tools and the rotation and actuation of the clamping sleeve 13.
- the bending template 15 contains a plurality of bending grooves 16a, 16b, 16c in different bending planes arranged one above the other.
- the diameters of the bending grooves are matched to the diameter of the pipe to be machined. This means that the bending template 15 is exchanged for pipes with a larger or a smaller diameter.
- the slide rail support 25 has a vertical spindle 26 which engages in the spindle nut of a holder 27 to which the slide rail 20 is fastened in an exchangeable manner.
- the spindle 26 is rotated by a drive device 28.
- This drive device has a hydraulic motor 29 with a CNC-controlled output shaft, which drives the spindle 26 via a gear 29a, a synchronous belt drive 30.
- the synchronous belt drive 30 is attached to the upper end of the slide rail carrier 25 as a cantilever arm which projects laterally outwards, on the free end of which the hydraulic motor 29 is fastened with the gear 29a.
- a sensor in the form of a rotation angle encoder 29b is provided, which delivers position signals of the holder 27 to the control unit 22. This actuates then the hydraulic motor 29 in such a way that the holder 27 is moved exactly to the desired position of the slide rail 20 specified by the control device.
- a stepper motor can also be provided as the drive motor, which is actuated in small steps in pulses. The number of step pulses then provides information about the height that the holder 27 occupies.
- the slide rail support 25 is mounted on a slide 31 which can be moved transversely to the longitudinal direction of the slide rail 20 in order to press the slide rail against the tube 14.
- This carriage 31 is driven by a piston-cylinder unit 32 which is supported on a support device 33 which is fixedly connected to the machine bed.
- the carrying device 33 has guide rails 34 for the linear guidance of the slide 31.
- the slide 31 is also provided with a piston-cylinder unit 35 which is aligned parallel to the slide rail 20 and engages with its piston rod 36 on the slide rail carrier 25 in order to displace it parallel to the tube 14.
- the piston-cylinder unit 35 forms a feed drive in order to allow the slide rail 20 to go along with the tube during the bending process, or even to exert a feed force on the slide rail.
- a tensioning element 37 is attached to the slide rail 20, which together with the slide rail tightly encloses and clamps the tube 14, so that the feed force is the force exerted by the piston-cylinder unit 36 is applied, transmitted to the tube 14 via the slide rail 20 and the tube cannot move relative to the slide rail 20.
- the drive device 28 effects a stepless positioning of the slide rail 20 as a function of signals which are supplied by the control device 22.
- the control device 22 determines the working height to which the slide rail 20 has to be moved and monitors compliance with this working height.
- the invention is also applicable if the bending template has only a single bending groove.
- the respective bending plane can vary in height from template to template.
- the control device receives information about the type of the respective bending template, it automatically adjusts the height of the associated slide rail 20 accordingly. This also significantly reduces the time required to set up the pipe bending machine.
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- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine CNC-gesteuerte Rohrbiegemaschine und dabei insbesondere den Antrieb für die Höhenverstellung der Gleitschiene.The invention relates to a CNC-controlled pipe bending machine and in particular to the drive for the height adjustment of the slide rail.
Eine CNC-gesteuerte Rohrbiegemaschine, von der der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgeht, ist beispielsweise bekannt aus DE 33 27 509 A1. Rohrbiegemaschinen dieses Typs haben eine Biegeschablone, gegen die das Rohr mit einer Spannbacke gedrückt wird. Durch gleichzeitiges Drehen der Biegeschablone mit der Spannbacke wird das Rohr um die Biegeschablone herum gebogen. Zur Abstützung des ungebogenen Rohrabschnitts während des Biegevorganges ist eine Gleitschiene vorgesehen, die eine dem Rohr angepaßte längslaufende Nut aufweist, welche das Rohr etwa zur Hälfte umschließt. Die Biegeschablone kann als Mehrfach-Biegeschablone ausgebildet sein, wobei Schablonenteile mit unterschiedlichen Biegeradien übereinander angeordnet sind. In solchen Fällen ist auch die Spannbacke als Mehrfach-Spannbacke ausgebildet und für jede der übereinander angeordneten Biegeebenen ist eine eigene Gleitschiene oder ein Abschnitt einer Mehrfach-Gleitschiene vorgesehen.A CNC-controlled pipe bending machine, from which the preamble of claim 1 is based, is known for example from DE 33 27 509 A1. Pipe bending machines of this type have a bending template against which the pipe is pressed with a clamping jaw. By simultaneously turning the bending template with the clamping jaw, the tube is bent around the bending template. To support the unbent pipe section during the bending process, a slide rail is provided which has a longitudinal groove adapted to the pipe, which surrounds the pipe about half. The bending template can be designed as a multiple bending template, template parts with different bending radii being arranged one above the other. In such cases, the clamping jaw is also designed as a multiple clamping jaw, and a separate slide rail or a section of a multiple slide rail is provided for each of the bending planes arranged one above the other.
Es ist auch möglich, eine einzige Gleitschiene zu verwenden und diese entlang einer Kulissenführung an einem Gleitschienenträger mit Hilfe einer Kolben-Zylinder-Einheit in der Höhe zu verstellen, um sie auf die Höhe der zu benutzenden Biegerille der Biegeschablone einzustellen.It is also possible to use a single slide rail and adjust the height along a link guide on a slide rail carrier with the aid of a piston-cylinder unit in order to adjust it to the height of the bending groove of the bending template to be used.
Bei den bekannten Rohrbiegemaschinen erfordert die Justierung der Gleitschienen einen erheblichen Aufwand. Wenn für eine Rohrbiegeaufgabe der Werkzeugsatz gewechselt wird, muß die Gleitschiene in der Höhe nachjustiert werden, was einen erheblichen Arbeitsaufwand verursacht. Außerdem hängt die jeweils erforderliche Höheneinstellung von der Maschinenkonstruktion ab.In the known pipe bending machines, the adjustment of the slide rails requires considerable effort. If the tool set is changed for a tube bending task, the height of the slide rail must be readjusted, which causes a considerable amount of work. In addition, the required height setting depends on the machine design.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine CNC-gesteuerte Rohrbiegemaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart auszubilden, daß das Einrichten und die Inbetriebnahme der Maschine, insbesondere bei einem Wechsel der Biegewerkzeuge, vereinfacht werden.The invention has for its object to design a CNC-controlled pipe bending machine of the type specified in the preamble of claim 1 in such a way that setting up and starting up the machine, in particular when changing the bending tools, are simplified.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved according to the invention with the features specified in claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Rohrbiegemaschine ist für die Höheneinstellung der Gleitschiene eine stufenlos positionierende Antriebsvorrichtung vorgesehen, die von der Steuereinrichtung aus gesteuert wird. Damit ist es möglich, eine Feineinstellung der Gleitschienenhöhe vorzunehmen und die Gleitschiene stufenlos auf jede gewünschte Höhe einzustellen. Stufenlos bedeutet in diesem Zusammenhang, daß eine Feinpositionierung ohne merkliche Höhenschritte möglich ist. Dies schließt nicht aus, daß die Antriebseinrichtung z.B. einen Schrittmotor enthält, der sehr kleine Schritte ausführt, die in diesem Zusammenhang nicht als Stufen zu betrachten sind.In the pipe bending machine according to the invention, a steplessly positioning drive device is provided for the height adjustment of the slide rail, which is controlled by the control device. This makes it possible to fine-tune the slide rail height and to adjust the slide rail to any desired height. In this context, stepless means that fine positioning without noticeable height steps is possible. This does not exclude that the drive device contains, for example, a stepper motor that carries out very small steps, which in this connection are not to be regarded as steps.
Die Höhendaten für die Einstellung der Gleitschiene werden von der Steuereinrichtung, die den gesamten Verfahrensablauf der Rohrbiegemaschine steuert bzw. regelt, geliefert. Diese Steuereinrichtung enthält beispielsweise eine Eingabeeinrichtung (d.h. Tastatur), an der der Höhenwert manuell eingegeben werden kann. Es ist jedoch auch möglich, der Steuereinrichtung einen Werkzeugdatensatz oder eine Identifikation der verwendeten Gleitschiene einzugeben. In diesem Fall enthält die Steuereinrichtung die für die betreffende Werkzeuggruppe oder für die betreffende Gleitschiene erforderliche Höheneinstellung gespeichert. Dieser gespeicherte Wert wird in Abhängigkeit von dem Werkzeugdatensatz oder der Identifikation an die Antriebseinrichtung ausgegeben, um die Höheneinstellung zu bewirken. Bei der Höheneinstellung kann zugleich auch die betreffende Maschinenkonstruktion bzw. der Typ der Rohrbiegemaschine berücksichtigt werden.The height data for the setting of the slide rail are supplied by the control device, which controls or regulates the entire process sequence of the pipe bending machine. This control device contains, for example, an input device (i.e. keyboard) on which the height value can be entered manually. However, it is also possible to enter a tool data set or an identification of the slide rail used in the control device. In this case, the control device contains the height setting required for the relevant tool group or for the relevant slide rail. This stored value is output as a function of the tool data set or the identification to the drive device in order to effect the height adjustment. When setting the height, the relevant machine construction or the type of pipe bending machine can also be taken into account.
Durch die Erfindung wird die für das Einrichten der Rohrbiegemaschine erforderliche Zeit erheblich verringert. Bei Rohrbiegemaschinen mit mehreren Biegeebenen erfolgt eine schnelle und genaue Positionierung der Gleitschiene auf die jeweils benutzte Biegeebene.The time required for setting up the pipe bending machine is considerably reduced by the invention. In pipe bending machines with several bending levels, the slide rail is quickly and precisely positioned on the bending level used.
Ein sehr wichtiger Vorteil besteht darin, daß an dem Gleitschienenträger oder der Gleitschiene ein zusätzliches Spannelement montiert werden kann. Dieses Spannelement faßt das Rohr immer gleich. Bisher waren solche Spannelemente nur bei Biegemaschinen mit einer einzigen Biegeebene verwendbar. Nunmehr kann auch bei Maschinen, die mehrere Biegeebenen aufweisen, die gleiche Biegequalität hinsichtlich Wandstärkenverjüngung, Ovalität und Bogenqualität erreicht werden, wie dies bei Biegemaschinen mit einer einzigen Biegeebene möglich war.A very important advantage is that an additional one on the slide rail carrier or the slide rail Clamping element can be mounted. This clamping element always holds the pipe the same. So far, such clamping elements could only be used in bending machines with a single bending plane. The same bending quality with regard to tapering of the wall thickness, ovality and arch quality can now also be achieved in machines which have several bending planes, as was possible in bending machines with a single bending plane.
Die jeweils anzufahrende Biegeebene wird durch den im Arbeitsspeicher der Steuereinrichtung geladenen Werkzeugdatensatz in ihrer Position definiert. Vor dem eigentlichen Biegevorgang bestimmt das Arbeitsprogramm, welche der Biegeebenen der Biegewerkzeuge von der Gleitschiene anzufahren ist.The position of the bending plane to be approached is defined by the tool data record loaded in the working memory of the control device. Before the actual bending process, the work program determines which of the bending planes of the bending tools is to be approached by the slide rail.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.In the following an embodiment of the invention will be explained with reference to the drawings.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine generelle perspektivische Darstellung einer Rohrbiegemaschine,
- Fig. 2
- eine Stirnansicht der Biegeschablone und der die Gleitschiene haltenden Vorrichtung und
- Fig. 3
- eine Draufsicht von Fig. 2.
- Fig. 1
- a general perspective view of a pipe bending machine,
- Fig. 2
- an end view of the bending template and the device holding the slide rail and
- Fig. 3
- 2 shows a top view of FIG. 2.
Die Rohrbiegemaschine weist ein Maschinenbett 10 auf, auf dem ein Transportwagen 11 entlang einer Führung 12 in Längsrichtung horizontal verfahrbar ist. Der Transportwagen 11 trägt eine Spannvorrichtung 13 zum Einspannen des zu biegenden Rohres 14. Der Transportwagen 11 kann zusätzlich zu seiner Bewegung entlang der Führung 12 auch in Querrichtung des Rohres 14 horizontal eingestellt sowie in Höhenrichtung bewegt werden.The pipe bending machine has a
Das Rohr 14 wird seitlich an die Biegeschablone 15 angelegt, die um eine vertikale Achse drehbar ist. Die Biegeschablone 15 weist an ihrem Umfang eine Biegerille 16 auf, die etwa den halben Umfang des Rohres 14 aufnimmt. Koaxial mit der Biegeschablone 15 ist ein Schwenkarm 17 gelagert, der eine Spannbacke 18 trägt, welche von einer Kolben-Zylinder-Einheit 19 gegen die Biegeschablone 15 gedrückt wird. Auch die Spannbacke 18 enthält eine Biegerille zur Aufnahme der anderen Hälfte des Rohrumfangs. Beim Biegevorgang wird zunächst die Spannbacke 18 gegen die Biegeschablone 15 gedrückt und dann werden Biegeschablone 15 und Schwenkarm 17 gemeinsam um ihre Achse gedreht bzw. geschwenkt, wobei das Rohr um die Biegeschablone herumgezogen wird.The
Zur Abstützung des ungebogenen Rohrabschnitts während des Biegevorganges dient die Gleitschiene 20, die ebenfalls mit einer Biegerille 21 versehen ist. Diese Gleitschiene bewegt sich zusammen mit dem Rohr 14, während dieses beim Biegevorgang in Richtung auf die Biegeschablone 15 nachgezogen wird.The
Sämtliche Steuervorgänge der Rohrbiegemaschine werden von der Steuereinrichtung 22 numerisch gesteuert und miteinander koordiniert. Dies gilt nicht nur für den Bewegungsablauf des Rohrbiegens, sondern auch für das Einrichten der Positionen des Transportwagens 11, der Biegewerkzeuge und die Drehung und Betätigung der Spannhülse 13.All control processes of the pipe bending machine are numerically controlled by the
Gemäß Fig. 2 enthält die Biegeschablone 15 mehrere Biegerillen 16a,16b,16c in unterschiedlichen übereinander angeordneten Biegeebenen. Die Durchmesser der Biegerillen sind auf den Durchmesser des zu bearbeitenden Rohres abgestimmt. Dies bedeutet, daß bei Rohren mit einem größeren oder einem kleineren Durchmesser die Biegeschablone 15 ausgewechselt wird.2, the
Trotz der mehreren Biegeebenen der Biegeschablone 15 ist nur eine einzige Gleitschiene 20 vorhanden, die entlang eines Gleitschienenträgers 25 vertikal linear bewegt werden kann. Der Gleitschienenträger 25 weist eine vertikale Spindel 26 auf, die in die Spindelmutter eines Halters 27 greift, an welchem die Gleitschiene 20 auswechselbar befestigt ist. Durch Drehen der Spindel 26 wird der Halter 27 mit der Gleitschiene 20 vertikal verfahren. Die Spindel 26 wird von einer Antriebseinrichtung 28 gedreht. Diese Antriebseinrichtung weist einen Hydromotor 29 mit CNC-gesteuerter Ausgangswelle auf, der über ein Getriebe 29a einen Synchronriementrieb 30 die Spindel 26 treibt. Der Synchronriementrieb 30 ist auf dem oberen Ende des Gleitschienenträgers 25 als seitlich schräg nach außen abstehender Ausleger angebracht, auf dessen freiem Ende der Hydromotor 29 mit dem Getriebe 29a befestigt ist.Despite the multiple bending planes of the
Zur Feststellung der vertikalen Position der Gleitschiene 20 ist ein Sensor in Form eines Drehwinkelkodierers 29b vorgesehen, der Positionssignale des Halters 27 an die Steuereinheit 22 liefert. Diese betätigt dann den Hydromotor 29 in der Weise, daß der Halter 27 exakt auf die von der Steuereinrichtung vorgegebene Soll-Position der Gleitschiene 20 gefahren wird. Anstelle einer solchen Rückkopplungsregelung kann als Antriebsmotor auch ein Schrittmotor vorgesehen sein, der impulsweise in kleinen Schritten betätigt wird. Die Anzahl der Schrittimpulse gibt dann Aufschluß über die Höhe, die der Halter 27 einnimmt.To determine the vertical position of the
Der Gleitschienenträger 25 ist an einem Schlitten 31 gelagert, welcher quer zur Längsrichtung der Gleitschiene 20 verfahrbar ist, um die Gleitschiene gegen das Rohr 14 zu drücken. Dieser Schlitten 31 ist von einer Kolben-Zylinder-Einheit 32 angetrieben, welche an einer mit dem Maschinenbett fest verbundenen Tragvorrichtung 33 abgestützt ist. Die Tragvorrichtung 33 weist Führungsschienen 34 für die Linearführung des Schlittens 31 auf.The
Der Schlitten 31 ist ferner mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 35 versehen, die parallel zur Gleitschiene 20 ausgerichtet ist und mit ihrer Kolbenstange 36 an dem Gleitschienenträger 25 angreift, um diesen parallel zum Rohr 14 zu verschieben. Die Kolben-Zylinder-Einheit 35 bildet einen Vorschubantrieb, um die Gleitschiene 20 mit dem Rohr während des Biegevorgangs mitgehen zu lassen, oder sogar noch eine Vorschubkraft auf die Gleitschiene auszuüben.The
An der Gleitschiene 20 ist ein Spannelement 37 angebracht, welches zusammen mit der Gleitschiene das Rohr 14 eng umschließt und einspannt, so daß die Vorschubkraft die Kraft, die von der Kolben-Zylinder-Einheit 36 aufgebracht wird, über die Gleitschiene 20 auf das Rohr 14 überträgt und das Rohr sich relativ zur Gleitschiene 20 nicht verschieben kann.A
Die Antriebseinrichtung 28 bewirkt eine stufenlose Positionierung der Gleitschiene 20 in Abhängigkeit von Signalen, die von der Steuereinrichtung 22 geliefert werden. Bei einem Wechsel der Biegeschablone 15 kann es vorkommen, daß die Biegeebenen, d.h. die horizontalen Mittelebenen der Biegerillen, bei der neuen Biegeschablone eine andere Höhe haben als bei der bisher verwendeten Biegeschablone. Wenn der Steuereinrichtung die Daten der verwendeten Biegeschablone mitgeteilt werden, ermittelt die Steuereinrichtung die Arbeitshöhe, auf die die Gleitschiene 20 gefahren werden muß, und überwacht die Einhaltung dieser Arbeitshöhe.The
Die Erfindung ist auch anwendbar, wenn die Biegeschablone nur eine einzige Biegerille aufweist. Bei solchen Biegeschablonen kann die jeweilige Biegeebene in der Höhe von Schablone zu Schablone variieren. Wenn die Steuereinrichtung eine Information über den Typ der jeweiligen Biegeschablone erhält, stellt sie automatisch die Höhe der dazugehörigen Gleitschiene 20 entsprechend ein. Dadurch wird auch der für das Einrichten der Rohrbiegemaschine benötigte Zeitaufwand erheblich verringert.The invention is also applicable if the bending template has only a single bending groove. With such bending templates, the respective bending plane can vary in height from template to template. When the control device receives information about the type of the respective bending template, it automatically adjusts the height of the associated
Claims (4)
dadurch gekennzeichnet,
daß für die Höheneinstellung der Gleitschiene (20) eine stufenlos positionierende Antriebseinrichtung (28) vorgesehen ist, die die Gleitschiene (20) auf eine von der Steuereinrichtung (22) vorgegebene Höhe einstellt.CNC-controlled pipe bending machine with a bending template (15) which can be rotated by a drive, a clamping jaw (18) pressing the pipe (14) against the bending template (15), a sliding rail (20) which is adjustable in height on a non-bent tube section and which is adjustable on a slide rail carrier (25) ), a feed drive (35) displacing the slide rail (20) in the longitudinal direction during the bending process and a control device (22) controlling the bending process,
characterized,
that a steplessly positioning drive device (28) is provided for the height adjustment of the slide rail (20), which adjusts the slide rail (20) to a height specified by the control device (22).
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