DE3114127C2

DE3114127C2 - Rollpumpe für medizinische Zwecke

Info

Publication number: DE3114127C2
Application number: DE3114127A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. 6242 Kronberg Faeser; Dieter Ing.grad. 6380 Bad Homburg Mahn
Original assignee: Fresenius SE and Co KGaA
Current assignee: Fresenius SE and Co KGaA
Priority date: 1981-04-08
Filing date: 1981-04-08
Publication date: 1984-06-07
Also published as: DE3114127A1; JPS5813182A; US4544336A; JPS6361507B2

Abstract

Eine Rollpumpe für medizinische Zwecke, insbesondere für die enterale Ernährung, weist einen Elektromotor (13) und eine Tragscheibe (5) auf, deren Achsen einander kreuzen. Dadurch wird erreicht, daß die Hauptabmessung der Tragscheibe (5) in deren Radialrichtung und die Hauptabmessung des Elektromotors (13) in dessen Axialrichtung parallel zueinander liegen oder miteinander fluchten, so daß sich quer hierzu eine besonders flache Bauweise ergibt. Für den Antrieb ist auf die Welle (13a) des Elektromotors (13) ein Ritzel (21) aufgesetzt, welches mit einem in einer Radialebene liegenden Zahnkranz (22) der Tragscheibe (5) kämmt und so ein hohes Untersetzungsverhältnis von 1 : 500 oder mehr ergibt. Die Tragscheibe (5) kann vergleichsweise großen Durchmesser besitzen, daher langsam umlaufen und verursacht so nur geringes Arbeitsgeräusch. Bei entsprechendem Durchmesser der Tragscheibe (5) ergibt sich in einem flach rechteckförmigen Gehäuse (12) zu beiden Seiten des Elektromotors (13), der angesichts des hohen Untersetzungsverhältnisses schnell laufen und daher ein handelsüblicher Serien-Gleichstrom motor geringer Dicke sein kann, ausreichend Raum (14) zur Unterbringung von Batterien. Die Rollpumpe in einem solchen flachen Rechteckgehäuse (12) kann gut am Körper des Patienten mitgeführt werden, ohne wesentlich aufzutragen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollpumpe für medizinische Zwecke, insbesondere eine Enteralpumpe für künstliche Ernährung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechende Rollpumpe ist beispielsweise aus dem DE-GM 11 213 bekannt. Diese bekannte Rollpumpe weist eine Tragscheibe für die Rollkörper auf, deren Drehachse quer zur Achse eines Elektromotores zum Antrieb der Tragscheibe angeordnet ist. Ein Förderschlauch, der über ein Abschnitt seiner Länge von den an der Tragfläche gelagerten Rollkörpern beaufschlagbar ist, wird gegen eine radial außerhalb der Rollkörper angeordnete kreisbogenförmige Abstützwand zusammengedrückt, wodurch der Inhalt des Förderschlauches peristaltisch weitergefördert wird. Zwischen dem Pumpenantrieb und der Tragscheibe ist bei der aus dem DE-GM 80 11213 bekannten Rollpumpe ein Winkelgetriebe vorgesehen, mittels dessen die Antriebskraft von dem Pumpenantrieb auf die Tragscheibe im gewünschten Untersetzungsverhältnis übertragen wird.

Hierbei ist jedoch nachteilig, daß bei der aus dem DE-GM 80 11 213 bekannten Rollpumpe die Welle der Tragscheibe angetrieben wird, wozu ein Winkelgetriebe zwischen Pumpenantrieb und Tragscheibe vergesehen

ίο werden muß. Dies bringt den Nachteil mit sich, d«.3 das Winkelgetriebe ein relativ aufwendiges und störanfälliges Bauteil der Rollpumpe darstellt und zum anderen einen erheblichen Platzbedarf aufweist. Dies macht den Aufbau der gattungsgemäßen Pumpe aufwendig und damit relativ teuer in der Herstellung und außerdem werden die Abmessungen der gattungsgemäßen Rollpumpe durch das zum Antrieb der Tragscheibe erforderliche Winkelgetriebe erheblich vergrößert.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Rollpumpe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 umrissenen Gattung zu schaffen, die eine kompakte und flache Bauweise bei hoher Funktionssicherheit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß die Tragscheibe an ihrem äußeren Umfangsbereich mit einem Zahnkranz versehen ist, ist es möglich, unmittelbar die Tragscheibe für die Rollkörper anzutreiben, anstatt &t Antriebskraft von dem Pumpenantrieb auf die Welle der Tragscheibe übertragen zu müssen. Dadurch kann bei der erfindungsgemäßen Rollpumpe auf das Vorsehen eines aufwendigen Winkelgetriebes verzichtet werden, was insbesondere eine sehr flache Bauweise der erfindungsgemäßen Rolipumpe ermöglicht.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der einfache Aufbau der Antriebsverbindung zwischen Pumpenantrieb und Tragscheibe eine hohe Funktionssicherheit der erfindungsgemäßen Rollpumpe garantiert.

Zwar ist es aus der FR-OS 22 10 416 bekannt, die Tragscheibe für die Rollkörper mit ein.er Verzahnung zu versehen, jedoch ist diese Verzahnung stirnseitig an der Tragscheibe angeordnet. Die Tragscheibe der aus dieser Druckschrift bekannten Rollpumpe wirkt mit einem Stirnzahnrad zusammen, das auf der Antriebswelle eines Getriebemotors angeordnet ist, wobei die Achsen der Tragscheibe und des Getriebemotors parallel zueinander angeordnet sind, weswegen die aus derFR-OS 22 10416 bekannte Rollpumpe gegenüber der erfindungsgemäßen Rollpumpe erheblich größere Abmessungen aufweist.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Rollpumpe, deren Gehäuse nur strichpunktiert angedeutet ist, und

Fi g. 2 einen Schnitt gemäß der Linie H-II in Fig. 1.
Wie die Zeichnung, in der die Rollpumpe etwas vergrößen dargestellt ist, veranschaulicht, weist die Rollpumpe als funktionell wesentliche Teile einen Förderschlauch 1, ein Stiitzteil 2 mit einer Abstützwand 3 und eine um eine Achse 4 drehend antreibbare Tragscheibe 5 auf, an deren Umfang im Beispielsfalle vier gleichmä-Big verteilt angeordnete Rollkörper 6 angeordnet sind. Bei Drehung der Tragscheibe 5 gemäß Pfeil 7 treten die Rollkörper 6 nacheinander mit dem an der Abstützwand 3 anliegenden kreisbogenförmigen, mit 8 bezeichneten

Arbeitsabschnitt des Förderschlauches 1 derart in Wechselwirkung, daß der Förderschlauch 1 von jedem Rollkörper 6 in einem mit dem Rollkörper 6 mitlaufenden Quetschbereich 9 gegen die Abstützwand 3 gedruckt wird, so daß vor dem Quetschbereich 9 liegende Flüssigkeit in einer peristaltischen Bewegung durch den Förderschlauch 1 getrieben wird. Der im Beispielsfalle linke Abschnitt 10 des Förderschlauches 1 ist dabei an einen Vorrat für Flüssigkeit, beispielsweise flüssige Nahrung, angeschlossen, während der in der Zeichnung rechte Endabschnitt 11 gewissermaßen den Druckstutzen der Rollpumpe bildet. Die Endabschnitte 10 und 11 sind in nicht näher dargestellter, geeigneter Weise an dem strichpunktiert angedeuteten Gehäuse 12 der Rollpumpe mittels Manschetten oder dergleichen befestigt, so daß der Förderschlauch 1 sauber zu beiden Seiten seines Arbeitsabschnittes 8 gehalten und im Inneren der Rollpumpe lagegesichert ist. Die Er.dabschnitte 10 und 11 sind dabei über an die Gehäuseaußenseite geführte, nicht näher dargestellte Stutzen an Verbindungsleitungen zum Vorratsbehälter einerseits und zum Körper des Patienten andererseits anschließbar.

Die an der radialen Außenseite der Rollkörp.er 6 liegende Abstützwand 3 besitzt in ihrem wirksamen Bereich eine Kreisbogenform, die im Beispielsfalle über einen Winkel von etwa 100° reichen möge, also geringfügig größer ist als der Teilungsabstand von 90° zwischen benachbarten Rollkörpern 6. Hierdurch wird erreicht, daß der Förderschlauch 1 zu Beginn des Arbeitsabschnittes 8 gequetscht wird, kurz bevor der voranlaufende Rollkörper 6 am Ende des Arbeitsabschnittes 8 aus dem Bereich der Abstützwand 3 gelangt und so die Quetschung des Schlauches aufgehoben ist. Hierdurch ist ein Rückströmen der Förderflüssigkeit ausgeschlossen, andererseits aber auch während des normalen Betriebes praktisch immer nur ein einziger der Rollkörper 6 in seiner Förderstellung am Arbeitsabschnitt 8, so daß unerwünschte Wechselwirkungen zwischen gleichzeitig fördernden Rollkörpern vermieden sind.

Der Antrieb der Tragscheibe 5 für die Rollkörper 6, die ebenso wie die Rollkörper 6 aus Kunststoff bestehen kann, erfolgt von einem Elektromotor 13 aus, der von nicht näher dargestellten Batterien oder dergleichen antreibbar ist, die in dem mit 14 bezeichneten Raum zu beiden Seiten des Elektromotors 13 angeordnet und mit diesem über eine nicht näher dargestellte Steuerschaltung zur Geschwindigkeitseinstellung des Elektromotors 13 verbindbar sind, wie dies an sich bekannt ist. Der Elektromotor 13, die Tragscheibe 5 und das Stützteil 2 sind sämtlich an einer langgestreckt U-förmigen Konsole 15 zweckmäßig aus Mei?ll gelagert. Wie insbesondere in Fig.2 veranschaulicht ist, trägt hierzu der Mittelsteg 16 der Konsole 15 eine beispielsweise angeschraubte oder angepunktete Stützbuchse 17 mit einer Gleitiagerbuchse 18, in der ein Drehzapfen 19 geführt ist, an dem die Tragscheibt 5 befestigt ist. Die Tragscheibe 5 weist eine ausreichende axiale Breite auf, um eine ausreichend momentensichere Abstützung gegenüber dem Drehzapfen 19 zu erzielen. Im Beispielsfalle besteht die Tragscheibe 5 hierzu aus zwei Wandscheiben 5a und 5b, die über konzentrische Distanzringe 5c und 5c/, sämtlich aus Kunststoff, gegeneinander abgestützt sind und in ihrem äußeren Urnfangsbereich an Wellenzapfen 6a die drehbaren Rollkörper 6 beispielsweise aus relativ hart eingestelltem Gummi tragen.

Der in der Zeichnung obere Schenkel 20 der Konsole IS trägt an seiner Außenseite den Elektromotor 13 sowie zu dessen Seiten die nicht näher dargestellten Batterien und wird von der mit 13a bezeichneten Antriebswelle des Elektromotors 13 oder einer Verlängerung hiervon durchsetzt, auf die an der Innenseite des Schenkels 20 ein Kitzel 21 aufgekeilt ist. Das Ritzel 21 kämmt mit einem Zahnkranz 22, der in einer Radialebene zur Drehachse 4 der Tragscheibe 5 an der äußeren Seite der inneren Wandscheibe 5b in deren äußerem Umfangsbereich angeordnet ist Durch eine einfache Geradverzahnung ergibt sich hierdurch eine sichere Kraftübertragung bei hohem Untersetzungsverhältnis zwischen dem Ritzel 21 und dem Zahnkranz 22 von beispielsweise 1 :600, so daß der Elektromotor 13 auch ohne aufwendige Getriebezwischenschaltung mit der hierfür erwünschten hohen Drehzahl umlaufen kann, die in die erheblich geringere Drehzahl der Tragscheibe 5 untersetzt wird. Durch entsprechende Führung der Antriebswelle 13a des Elektromotors 13, beispielsweise in einer nicht näher dargestellten Führungsbuchse oder dergleichen, im Schenkel 20 kann das Ritzel 21 auch ohne zusätzliche Lagerung an der dem Elektromotor 13 gegenüberliegenden Seite problemlos ausreichend momentensicher geführt werden, um L·«. erforderlichen Antriebskräfte auf die Tragscheibe 5 zu übertragen. Die Achse der Antriebswelle 13a und damit· die Längser-Streckung eines handelsüblichen Elektromotors lieg; dabei ebenso wie die Hauptabmessung der zu beiden Seiten des Eidctromotors 13 in den Räumen 14 angeordneten Batterien senkrecht zur Drehachse 4 der Tragscheibe 5, also parallel zu deren Hauptabmessung. Dadurch ergibt sich eine Anordnung sämtlicher großbauender Teile in Parallelrichtung zueinander und ergibt sich selbst bei extrem großem Durchmesser der Tragscheibe 5, wie dies für einen ruhigen Lauf mit geringer Drehzahl erwünscht ist, eine minimale Dicke der Rollpumpe, wie dies in der Zeichnung veranschaulicht ist. Die seitlichen Abmessungen der Rollpumpe werden im wesentlichen entsprechend dem Durchmesser der Tragscheibe 5 zuzüglich der Dicke des Förderschlauches 1 gewählt, so daß sich auch eine in Anbetracht der gewünschten Größe der Tragscheibe 5 minimale Breite ergibt. Insgesamt ermöglicht diese Bauweise, wie die Zeichnung veranschaulicht, die Unterbringung der Rollpumpe in einem flachen Rechteckgehäuse 12. welches sich vorzüglich für eine ständige Mitnahme durch den Patienten eignet und beispielsweise an dessen Gürtel oder dergleichen befestigt werden kann und hierbei nur wenig aufträgt.

Das Stützteil 2, welches an seiner Innenseite die kreisbogenförmige Abstützwand 3 trägt, ist in der durch Doppelpfeil 23 gekennzeichneten Abstützrichtung beweglich an Führungsstiften 24 gehalten, die an dem in der Zeichnung unteren Schenkel 25 der Konsole 15 gelagert sind. Dadurch ist eine Bewegung des Stützteiles 2 gemäß Doppelpfeil 23, also im wesentlichen senkrecht zur Drehachse 4 der Tragscheibe 5, möglich. Zur Erzielun^' dir Quetschung des Fötderschlauches 1 im Quetschbereich 9 an den jeweils in Eingriff stehenden Rollkörpern 6 ist das Stützteil 2 durch Federn 26 in Richtung auf die Drehachse 4 der Tragscheibe 5 mit einem solchen Druck belastet, daß sich die gewünschte, den Durchfluß unterbindende Quetschung des Förderschlauches 1 im Arbeitsabschnitt 8 an den Rollkörpern 6 in Ansehung der Steifheit des Materials des Förderschlauches 1 und des Förderdruckes ergibt. Zweckmäßig wird der Förderschiauch 1 aus Silikon mit einem Innendurchmesser von 3 bis 4 mm und einer Wandstärke von 1 bis 1,1 mm verwendet, mit dem bei einer Kraft der Federn 26 auf das Stützteil 2 zwischen etwa 2 N und 4 N ein Förderdruck von 0,5 bar oder etwas mehr er-

reichbar ist. Dies ergibt bei einer Dteh/ahl der Tragscheibe 5 zwischen 25 und 240 Umdrehungen pro Stunde eine maximale Fördermenge von 250 ml/h, die für alle Anwendungsfälle insbesondere der enteralen Ernährung ausreicht und bei Bedarf bis auf etwa Ά» dieser Fördermenge reduziert werden kann. Unter Berücksichtigung des Untersetzungsverhältnisses von I : 600 zwischen dem Ritzel 21 und dem Zahnkranz 22 ergeben sich in diesem regelbaren Bereich Motordrehzahlen zwischen 180 und 2500 Umdrehungen pro Minute, so daß für den Elektromotor 13 ein beliebiger Serien-Gleichstrommotor verwendet werden kann. Die Geräuschentwicklung liegt dabei in Anbetracht der geringen Umlaufgeschwindigkeit der Tragscheibe 5 mit einem Durchmesser von über 50, im Beispielsfalle etwa 70 mm oder noch mehr, sehr niedrig, etwa bei 2OdB oder noch weniger. Dies bedeutet, daß praktisch nur das leise Summen des Elektromotors 13. zudem durch das Gehäuse 12 abgeschirmt, hörbar ist.

beim Schließen des Gehäuses zu vermeiden, kann das Vorderende 30;i des Freigabeelementes 30 mit einer Auflaufschräge 306 oder dergleichen versehen sein.

Wenn somit der Gehäuseteil 126 abgezogen wird, so wird der Förclerschlauch 1 im Bereich seines Arbeitsabschnities 8 zugänglich. In dieser Stellung kann das Stützten 2 in die Montagestellung abgezogen und über die Rastflächc 29 an der Rastnase 28 selbsttätig verrastet werden. Dabei schiebt die Federzunge 27 das Freigabeelement 30 gemäß F i g. 2 nach links, so daß dessen Vorderende 30;) ausreichend weit vorsteht. Wird sodann der unlere Gehäuseteil 126 wieder angesetzt, so drückt die Gehäusewand 12c/ über die Aiiflaufschrage 306 das Freigabeelement 30 wieder zurück, so daß die Feder

i) zunge 27 unter gleichzeitiger Freigabe der Rastfläche 29 durch die Rastnase 28 atisgebogen und in dieser Stellung gehalten wird. In dieser Betnebsstellung liegt das Stützicil 2 und damit die Abstützwand 3 unter dem wählbaren Druck der Federn 26 am Arbeitsabschnitt 8

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häuseteil 12a und einem unteren Gehäuseteil 126. ausgebildet, die an Griffniulden 12c erfaßt und auseinandergezogen werden können. Bei Abnahme des in der Zeichnung unteren Gehäuseteil 126 wird der Arbeitsabschnitt 8 des Förderschlauches 1 freigelegt und von außen her zugänglich. Wenn das Stütztei! 2 gegen die Kraft der Federn 26 in Richtung auf den unteren Schenkel 25 der Konsole 15 gezogen wird, so wird die Quetschung im Quetschbereich 9 des in Eingriff stehenden Rollkörpers 6 aufgehoben, so daß der Förderschlauch 1 weitgehend lose an der Innenseite der Abstützwand 3 zu liegen kommt. Hierzu ist der gegen die Kraft der Federn 26 mögliche Bewegungsweg des Stützteiles 2 gemäß Doppelpfeil 23 so groß gehalten, daß eine vollständige Druckentlastung des Förderschlauches 1 an der Quetschstelle 9 erfolgen kann, so daß dieser Bewegungsweg etwas größer ist als der Innendurchmesser des Förderschlauches 1.

Um eine problemlose Manipulation des Schlauches etwa zur Auswechselung oder dergleichen bei weggezogenem Stützteil 2 zu ermöglichen, ist das Stützieil 2 in seiner abgezogenen Montagestellung verrastbar. Hierzu ist ^;m Beispielsfalle am Schenkel 25 eine Federzunge 27 befestigt, die eine Rastnase 28 oder dergleichen besitzt und in eine Stellung vorgespannt ist. in der die Rastnase 28 hinter einer Rastfläche 29 des Stützteiles 2 einrastet, um dieses in der abgezogenen Montagestellung zu verriegeln. Wird die Federzunge 27 entgegen ihrer Vorspannung in die Entrastungsstellung bewegt, so gibt die Rastnase 28 wieder die Rastfläche 29 frei und kann das Stützteil 2 unter Einwirkung der Federn 26 in Richtung auf die D; ih ach se 4 der Tragscheibe 5 in die Betriebsstellung zurückschnappen. Zur Durchführung dieser Entrastung ist ein rreigabeelement 30 in Form eines den Stützteil 2 durchsetzenden Stiftes vorgesehen, der von der Vorderseite des Stützteiles 2 aus eingedrückt werden kann und dabei mit seinem gegenüberliegenden Ende die Federzunge 27 zur Entrastung auslenkt. Um zu verhindern, daß die Rollpumpe in Betrieb genommen wird, während das Stützteü 2 in der abgezogenen Montagestellung steht, so daß also keine Förderwirkung erfolgt, ist das mit 30a bezeichnete Vorderende des Freigabeeiementes 30 derart angeordnet, daß es bei geschlossenem Gehäuse durch die benachbarte Gehäusewand 12c/ des im Beispielsfalle unteren Gehäuseabschnittes 126 beaufschlagt und eingedrückt wird, so daß die Federzunge 27 in ihre Freigabestellung gedruckt ist. Um ein Verhaken des Randes der Gehäusewand 12t/ definierter Kraft im Quetschbereich 9. unabhängig von P'ertigungstoleranzen oder dergleichen. Hierdurch wird auf einfache Weise erreicht, daß einerseits zu starke Quetschungen des Förderschlauches 1 im Quetschbereich 9 sicher vermieden sind, andererseits aber in jedem Falle der gewünschte Druck zur Verfugung steht, um den Durchfluß durch den Förclerschlauch 1 im Quetschbereich 9 abzuschließen.

InsgesjT.t ergibt sich durch die Erfindung somit eine Rollpumpe, die geräuscharm arbeitet und geringes Gewicht sowie geringes Volumen besitzt, so daß sie vom beispielsweise enterai ernährten Patenten, ohne diesen wesentlich zu hindern oder zu stören, stets mitgetragen werden kann. Eine Bauform der Rollpumpe mit den weiter oben angegebenen Förderleistungen usw. besitzt Außenabmessungen des Gehäuses 12 von 146 mm · 65 mm · 35 mm und erfüllt dabei alle Anforderungen hinsirhtlich einer drehznhlnhhängigen genau dosierten Zuführung von Nährlösung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. RolJpumpe für medizinische Zwecke, insbesondere Enteralpumpe für künstliche Ernährung, mit einem Förderschlauch, der über einer* Abschnitt seiner Länge von an einer mittels eines Elektromotors umlaufend antreibbaren Tragscheibe gelagerten Rollkörpern beaufschlagbar ist, die den Förderschlauch gegen eine radial außerhalb der Rollkörper angeordnete, kreisbogenförmige Abstützwand zusammendrücken und seinen Inhalt peristaltisch weiterfördern, wobei die Drehachse der Tragscheibe quer zur Achse des Elektromotors angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragscheibe (5) an ihrem äußeren Umfangsbereich mit einem Zahnkranz (22) verbunden ist, daß der Zahnkranz (22) in einer Radialebene zur Drehachse (4) der Tragscheibe (5) angeordnet ist und daß der Elektromotor (13) ein mit dem Zahnkranz (22) kämmendes Ritze! (21/ intreibt

2. RoIIputn|>e nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (13) die Tragscheibe mit einem Untersetzungsverhältnis von mehr als 1 :100, vorzugsweise mehr als 1 :500, antreibt.

3. Rollpumpe nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (21) direkt auf der Welle {i3a)aes Elektromotors (13) sitzt.

4. Rollpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Datterien oder dgl. in einem Raum (14) seitlich des Elektromotors (13) in paralleler Ausrichtung zu diesem angeordnet sind.

5. Rollpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützwand (3) an wenigstens einem in AbstCtzrichtung (Pfeil 23) beweglich geführten Stützteil (2) ang..ordnet ist, das in Richtung auf die Drehachse (4) der Tragscheibe (5) mit einem die gewünschte Zusammendrückung des Förderschlauches (1) ergebenden Federdruck belastet ist.

6. Rollpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehzapfen (19) der Tragscheibe (5) in einem Mittelsteg (16) einer im wesentlichen U-förmigen Konsole (15) gelagert ist, an deren einem Schenkel (20) außen der Elektromotor (13) und innen das Ritzel (21) und an deren anderem Schenkel (25) innen das die Abstützwand (3) tragende Stützteil (2) gelagert ist.