Bedienungsanleitung Schwingungssensor VNB /00 07/2015

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1 Bedienungsanleitung Schwingungssensor DE VNB /00 07/2015

2 Inhalt 1 Vorbemerkung Hinweise zu diesem Dokument Verwendete Symbole Sicherheitshinweise Allgemein Mtage und Anschluss Eingriffe in das Gerät Bestimmungsgemäße Verwendung Mtage Elektrischer Anschluss M8/USB-Schnittstelle Historiendaten Echtzeituhr Funktien Eingangsfunkti Ausgangsfunkti Schaltausgang und Analogausgang Unterschreitungswächter Anwendungsbeispiel eines Unterschreitungswächters Schaltlogik der Ausgänge Anzeige- und Bedienelemente LED Anzeige Segment-Anzeige Betriebsmodus Beispiele im Betriebsmodus Betriebsmodus Externer Prozesswert Beispiel Anzeigewechsel (v rms - externer Prozesswert) Parametrieren Schwinggeschwindigkeit Externer Prozesswert Selbsttest Mittelung Berechnung

3 8.4.2 Einstellungen Diagramm Mittelung Menü Menü-Erläuterung Parametriervorgang allgemein Wechsel v Menüebene 1 zum Untermenü Verriegeln / entriegeln Menüstruktur...19DE Menüebene Untermenü Erweiterte Funktien Untermenü Externer Sensor Technische Daten Datenblätter Software Wartung, Instandsetzung und Entsorgung Zulassungen/Normen Maßzeichnung Zeitdiagramme Schaltverzögerung beim Überschreitungswächter Schaltverzögerung beim Unterschreitungswächter Mittelung beim Unterschreitungswächter Werkseinstellung

4 1 Vorbemerkung 1.1 Hinweise zu diesem Dokument Das Dokument gilt für Geräte des Typs Schwingungssensor (Art.-Nr.: VNB001). Es ist Bestandteil des Geräts und enthält Angaben zum korrekten Umgang mit dem Produkt. Dieses Dokument richtet sich an Elektrofachkräfte. Dabei handelt es sich um Persen, die aufgrund ihrer Ausbildung und ihrer Erfahrung befähigt sind, mögliche Gefährdungen zu erkennen und zu vermeiden, die der Einsatz des Gerätes verursachen kann. Dieses Dokument vor dem Einsatz des Gerätes lesen. Dieses Dokument während der Einsatzdauer des Gerätes aufbewahren. 1.2 Verwendete Symbole 4 Handlungsanweisung > Reakti, Ergebnis Querverweis LED an LED blinkt Wichtiger Hinweis Fehlfunktien oder Störungen sind bei Nichtbeachtung möglich. Informati Ergänzender Hinweis. 2 Sicherheitshinweise 2.1 Allgemein Angaben dieser Anleitung befolgen. Warnhinweise dieser Anleitung beachten. Nichtbeachten der Hinweise, Verwendung außerhalb der nachstehend genannten bestimmungsgemäßen Verwendung, falsche Installati oder Handhabung können die Sicherheit v Menschen und Anlagen beeinträchtigen. 2.2 Mtage und Anschluss Das Gerät darf nur v einer Elektrofachkraft eingebaut, angeschlossen und in Betrieb gesetzt werden, da die sichere Funkti des Gerätes und der Anlage

5 nur bei ordnungsgemäßer Installati gewährleistet ist. Mtage und Anschluss müssen den gültigen natialen und internatialen Normen entsprechen. Die Verantwortung trägt derjenige, der das Gerät installiert. 2.3 Eingriffe in das Gerät Eingriffe in das Gerät sind nicht zulässig und führen zu Haftungs- und Gewährleistungsauschluss. Eingriffe in das Gerät können die Sicherheit v Menschen und Anlagen beeinträchtigen. 3 Bestimmungsgemäße Verwendung Überwachung v DE Schwinggeschwindigkeit v rms oder v peak Prozesswertüber- oder Unterschreitung Visualisierung v Prozesswerten Schaltzuständen 4 Mtage Achten Sie bei der Mtage auf folgende Punkte: Mtage nur in massiver Gehäusewand (z.b. Kranhakengewinde). Mtage senkrecht zur Maschinenoberfläche über den Distanzadapter in Richtung der stärksten Schwingungen. In der Regel ist dies die radiale Richtung. Ziehen Sie die M5 Schraube mit einem Drehmoment v 7 Nm fest an. 5

6 Achten Sie auf sichere Schwingungsübertragung und lassen Sie keine elastischen Zwischenschichten zu : Messachse 2: M5 Schraube 3: Federscheibe 4: Adapter M8 x M5 5: Maschinenoberfläche 5 Elektrischer Anschluss Das Gerät darf nur v einer Elektrofachkraft installiert werden. Befolgen Sie die natialen und internatialen Vorschriften zur Errichtung elektrotechnischer Anlagen. Spannungsversorgung nach EN50178, SELV, PELV. Schalten Sie die Anlage vor dem Anschließen spannungsfrei. M M Pin 1: L+ 9, V DC Pin 2: Out 1 Schaltausgang oder Stromausgang ma (parametrierbar) Pin 3: L - Pin 4: Out 2 Schaltausgang Pin 5: IN Stromeingang ma Pin 1: VCC (5 V) Pin 2: USB D- Pin 3: L- Pin 4: USB D+ 6

7 5.1 M8/USB-Schnittstelle Das Schnittstellenkabel zuerst mit dem Gerät und anschließend mit der USB- Schnittstelle des Computers verbinden. Die Geräte erhalten eine Seriennummer, auslesbar über die Historiensoftware VNS003. Die Sensorversorgung ist auch über die USB-Schnittstelle möglich. Historiendaten auslesen und zurücksetzen. Schalt- und Analogausgänge werden bei USB-Stromversorgung nicht unterstützt. DE 5.2 Historiendaten Das Gerät zeichnet Historiendaten auf. Das Speicherintervall beträgt 5 min., der V eff -Maximalwert in diesem Zeitbereich wird mit Zeitstempel aufgezeichnet. Aufzeichnungsdauer ca. 3 Jahre, danach werden die ältesten Werte überschrieben (Ringspeicher). Die Historie kann mit der Software VNS003 ausgelesen und zurückgesetzt werden Kapitel 10.2 Software. 5.3 Echtzeituhr Das Gerät verfügt über eine integrierte Echtzeituhr inklusive Pufferbatterie für den Zeitstempel im Historienspeicher. 6 Funktien 6.1 Eingangsfunkti Parametrierbar über die Mode/Enter und Set-Taste. Externer Messwertaufnehmer für beliebigen Prozesswert (typischerweise Temperatur ( C, F)) skalierbarer Eingang ( ma) Bewertung der Messergebnisse wie bei Schwingungsobjekten --Schaltpunkte Voralarm und Hauptalarm einstellbar --bei Hauptalarm < Voralarm Unterschreitungswächter --einstellbare Hysterese 7

8 6.2 Ausgangsfunkti Schaltausgang und Analogausgang Parametrierbar über die Mode/Enter und Set-Taste. OU1 Analogausgang ma skalierbarer Messbereich der Schwinggeschwindigkeit --Mittelungen einstellbar --22 ma bei Systemfehler Schaltausgang --Voralarm --SP 1 --Schließer / Öffner einstellbar --Einschalt- und Ausschaltverzögerung einstellbar --1 Hz-pulsen bei Systemfehler OU2 Schaltausgang --Hauptalarm --SP 2 --Schließer / Öffner einstellbar --Einschalt- und Ausschaltverzögerung einstellbar Unterschreitungswächter Hat der Schaltpunkt Voralarm SP1 einen größeren Wert als der Schaltpunkt Hauptalarm SP2, sind diese als Unterschreitungswächter parametriert. Ist ein Unterschreitungswächter parametriert, hat dies folgenden Einfluss auf Voralarm OU1 und Hauptalarm OU2: -- ist der Wert größer als SP1, sind OU1 und OU2 inaktiv. -- liegt der Wert zwischen SP1 und SP2, ist nur OU1 aktiv. -- liegt der Wert unter SP2, sind OU1 und OU2 aktiv. Das gleiche gilt für den externen Sensor Anwendungsbeispiel eines Unterschreitungswächters Der Sensor soll bei Unterschreitung einer minimal zulässigen Temperatur warnen. 8

9 6.2.4 Schaltlogik der Ausgänge Die Prozesswerte "Schwinggeschwindigkeit" und "Externer Messwertaufnehmer" werden mit einem logischen ODER verknüpft und am Schaltausgang ausgegeben. 1 process value vibrati velocity example: 1 OR example: 1 3 OU DE 2 process value external sensor example: 0 1: Prozesswert Schwinggeschwindigkeit 2: Prozesswert Externer Messwertaufnehmer 3: Schaltausgang 9

10 7 Anzeige- und Bedienelemente 7.1 LED Anzeige Mode/Enter Set : LED-Anzeige / Balkendiagramm 1: LED grün a = nicht verwendet 2: LED grün v = Schwinggeschwindigkeit v [mm/s] oder [in/s] 3: LED grün d = nicht verwendet 4: LED grün RMS = Mittelwert 5: LED grün Pk = Peak-Wert 6: LED grün Ext = Prozesswert des externen Messaufnehmers 7: LED gelb OU1 = Voralarm aktiv 8: LED rot OU2 = Hauptalarm aktiv 9: 7-Segment-Anzeige grün, gelb und rot, 4-stellig --Anzeige der Messwerte 10: Punkte --untere Punkte als Dezimalseparatoren 11: Taste Set Parametriermodus --Einstellen der Parameterwerte --Anzeigewechsel externer Prozesswert und Schwinggeschwindigkeit 12: Taste Mode/Enter --Anwahl der Parameter und Bestätigen der Parameterwerte. 10

11 7.2 7-Segment-Anzeige Anzeige des Schadenslevels (grün, gelb, rot) Beim Farbwechsel der Segmentanzeige bleiben Ein- und Auschaltverzögerung oder Hysterese unberücksichtigt. Anzeige der aktuellen Schwinggeschwindigkeit oder des aktuellen externen Prozesswerts 7.3 Betriebsmodus Dem Bediener müssen die im Schwingungssensor ([mm/s] oder [in/s]) und die im externen Sensor verwendeten Einheiten ( C, F, mbar) bekannt sein. DE Beispiele im Betriebsmodus Farbe Segmentanzeige: gelb a v d RMS Pk Ext OU1 OU2 Aktueller Messwert der Schwinggeschwindigkeit v rms = 17,35 mm/s. Parameter --Voralarm SP1 = 10 mm/s --Hauptalarm SP2 = 20 mm/s > > Ausgang OU1 ist aktiv Beim Farbwechsel der Segmentanzeige bleibt die Ein- und Ausschaltverzögerung unberücksichtigt. Bei OU1 und OU2 wird die Ein- und Ausschaltverzögerung berücksichtigt. Farbe Segmentanzeige: rot a v d RMS Pk Ext OU1 OU2 Aktueller Messwert Unwucht (v peak ) hat 1,252 in/s erreicht. Parameter --Einheit uni = in/s --Voralarm SP1 = 0,5 in/s --Hauptalarm SP2 = 1 in/s > > Ausgänge OU1 und OU2 sind aktiv 11

12 Farbe Segmentanzeige: rot a v d RMS Pk Ext OU1 OU2 Der externe Sensor hat 95 C erreicht. Parameter --Voralarm ESP1 = 50 C --Hauptalarm ESP2 = 90 C > > Ausgänge OU1 und OU2 sind aktiv Beim Farbwechsel der Segmentanzeige bleibt die Hysterese unberücksichtigt. Bei OU1 und OU2 wird die Hysterese berücksichtigt. Die LEDs OU1 und OU2 zeigen den Alarmzustand an, nicht den Spannungspegel (High, Low) am Ausgang. Der Pegel kann durch die Parameter OU1 und OU2 invertiert werden (Öffner, Schließer). 7.4 Betriebsmodus Externer Prozesswert Im Betriebsmodus "Externer Prozesswert" werden Messwerte angezeigt, z.b. Druckwerte (mbar, hpa...), Temperaturen ( C, F). Die erfassten Werte werden über den Messwert-Eingang (Pin 5) übertragen. > > LED "Ext" leuchtet Beispiel Anzeigewechsel (v rms - externer Prozesswert) a v d RMS Pk Ext OU1 Set OU2 Betriebsmodus Schwinggeschwindigkeit 17,35 mm/s v rms [Set] Betriebsmodus Externer Prozesswert z. B. Temperatur 42,61 C [Set] Betriebsmodus Schwinggeschwindigkeit 17,35 mm/s v rms a v d RMS Pk Ext OU1 OU2 Die Anzeige wechselt im Alarmfall automatisch zum zuletzt überschrittenen Wert. 12

13 8 Parametrieren Schwinggeschwindigkeit, externer Prozesswert und der Selbsttest sind über die Mode/Enter- und Set-Taste parametrierbar. 8.1 Schwinggeschwindigkeit Folgende Parameter sind für den Betriebsmodus Schwinggeschwindigkeit einstellbar --Messmethode (rms oder Peak) DE -- Anzeige in mm/s oder in/s --Schaltpunkte -- untere Grenzfrequenz (2 Hz oder 10 Hz) parametrierbar -- Mittelung -- Ein- und Ausschaltverzögerung -- Schaltausgänge (Schließer, Öffner oder analog bei OU1) Ist OU1 als analog gewählt : Stromausgang skalieren. 8.2 Externer Prozesswert Folgende Parameter sind für den externen Prozesswert einstellbar -- Skalierung 4 ma (EASP), 20 ma (EAEP) -- Schaltpunkte -- Hysterese --Schaltausgänge (Schließer oder Öffner) 8.3 Selbsttest Selbsttest auslösen und durchführen. Der Selbstest wird beim Einschalten durchgeführt und kann zusätzlich manuell ausgelöst werden [test]. Selbsttest bestanden [PASS], Selbsttest nicht bestanden [FAIL] > > LED OU1 pulst (blinkt) > > Ausgang OU1 -- pulst bei digital (nc, no) -- liefert 22 ma bei analog 13

14 8.4 Mittelung Berechnung Formel zur Ermittelung des neuen Diagnosewerts: ("vorheriger Diagnosewert" x (1 - Mittelung)) + ("neue Messung" x Mittelung) = neuer Diagnosewert Beispiel Mittelung 0,25 ; "vorheriger Diagnosewert" 17,3 mm/s ; "neue Messung" 14,7 mm/s (17,3 mm/s x (1-0,25)) + (14,7 mm/s x 0,25) = 16,65 mm/s Beim VNB001 beträgt die Messzeit zwischen "vorheriger Diagnosewert" und "neue Messung" 0,25 s Einstellungen Mittelung = 1: Mittelung ist ausgeschaltet Mittelung = 0,01: starke Mittelung Diagramm Mittelung : Diagnose 2: AVE (1/8) 14

15 9 Menü 9.1 Menü-Erläuterung Menüebene 1 EUAL Evaluati - Auswahl der Messmethode rms r oder Peak P uni Einheit - in/s oder mm/s SP1 Schaltpunkt Voralarm Ist der Schaltpunkt überschritten, dann --schaltet OU1, wenn dieser digital no, nc ist --leuchtet die gelbe LED OU1 --wechselt der Messwertanzeige auf gelb SP2 Schaltpunkt Hauptalarm Ist der Schaltpunkt überschritten, dann --schaltet OU2 --leuchtet die rote LED OU2 --wechselt der Messwertanzeige auf rot Die angezeigten Werte für die Schaltpunkte SP1 und SP2 ändern sich, wenn die Einheit oder die Messmethode nachträglich umgestellt werden. EF_i Untermenü Erweiterte Funktien EHt_i Untermenü Externer Sensor test Selbsttest - (PASS oder FAIL) wird beim Einschalten des Sensors automatisch durchgeführt Untermenü Erweiterte Funktien EF_i LFCO Einstellung Untere Grenzfrequenz (2 Hz oder 10 Hz) AUER Average - Mittelung Kapitel 8.4 ds1 Einschaltverzögerung für OU1 ( s) dr1 Ausschaltverzögerung für OU1 ( s) ds2 Einschaltverzögerung für OU2 ( s) dr2 Ausschaltverzögerung für OU2 ( s) ou1 Schaltlogik OU1 no, nc, I (Schließer, Öffner, Stromausgang) ASP Skalierung Stromausgang bei entsprechender Parametrierung (mm/s oder in/s) bei 4 ma. rms oder Peak wird beachtet. Nur relevant bei OU1 = I AEP Skalierung Stromausgang bei entsprechender Parametrierung, (mm/s oder in/s) bei 20 ma. rms oder Peak wird beachtet. Nur relevant bei OU1 = I DE 15

16 ou2 Schaltlogik OU2 no, nc (Schließer, Öffner) Untermenü Externer Sensor EHt_i EASP Skalierung externer Sensor, Messbereichsanfang bei 4 ma EAEP Skalierung externer Sensor, Messbereichsende bei 20 ma ESP1 Schaltpunkt Voralarm Ist der Schaltpunkt überschritten, dann --schaltet OU1, wenn dieser digital no, nc ist --leuchtet die gelbe LED OU1 --wechselt der Messwertanzeige auf gelb Eh1 ESP2 Eh2 Hysterese Voralarm Absoluter Abstand zwischen Schaltpunkt und Rückschaltpunkt Schaltpunkt Hauptalarm Ist der Schaltpunkt überschritten, dann --schaltet OU2 --leuchtet die rote LED OU2 --wechselt der Messwertanzeige auf rot Hysterese Hauptalarm Absoluter Abstand zwischen Schaltpunkt und Rückschaltpunkt Fehlermeldung Err1 Der anzuzeigende Wert ist kleiner -999 oder größer Skalierung des Stromausgangs (ASP, AEP) überprüfen und neu einstellen. 16

17 9.2 Parametriervorgang allgemein Während des Parametriervorgangs bleibt die Überwachungsfunkti des Geräts erhalten. Es führt seine Überwachungsfunktien mit den bestehenden Parametern weiter aus, bis die Parametrierung abgeschlossen ist. Jede Parametereinstellung benötigt 3 Schritte: 1 Parameter wählen [Mode/Enter] drücken, bis gewünschter Parameter angezeigt wird. Mode/Enter Set DE 2 Parameterwert einstellen [Set] drücken. > > Aktueller Einstellwert des Parameters wird angezeigt. [Set] 3s drücken. Einstellung der Kommastelle (cc.cc) und des Vorzeichens durch mehrmaliges Drücken v [Set]. [Mode/Enter] zur Bestätigung drücken. Einzelne Ziffer mit [Set] einstellen und mit [Mode/Enter] bestätigen. Vorgang für alle Ziffern wiederholen. Mode/Enter Set 3 Parameterwert bestätigen [Mode/Enter] drücken. > > Der Parameter wird wieder angezeigt. Der neue Einstellwert ist Mode/Enter Set gespeichert. Weitere Parameter einstellen Wieder beginnen mit Schritt 1. Wechsel in den Betriebsmodus [Mode/Enter] so oft drücken, bis der aktuelle Messwert angezeigt wird. > > Das Gerät wechselt in den Betriebsmodus zurück. Erfolgt innerhalb v 30 s keine Tastenbetätigung, wechselt das Gerät automatisch in den Betriebsmodus zurück. 17

18 9.2.1 Wechsel v Menüebene 1 zum Untermenü [Mode/Enter] drücken, bis [EF ] angezeigt wird. Mode/Enter Set Kurz [Set] drücken. > > Der erste Parameter des Untermenüs wird angezeigt (hier: [LFCO]). Mode/Enter Set Verriegeln / entriegeln Das Gerät lässt sich elektrisch verriegeln, so dass unbeabsichtigte Fehleingaben verhindert werden. Sicherstellen, dass das Gerät im normalen Arbeitsbetrieb befindet. [Mode/Enter] + [Set] 10 s lang Mode/Enter Set drücken. > > [Loc] wird angezeigt. Während des Betriebs: [Loc] wird kurzzeitig angezeigt, wenn versucht wird, Parameterwerte zu ändern. Zum Entriegeln: [Mode/Enter] + [Set] 10 s lang drücken. Mode/Enter Set > > [uloc] wird angezeigt. Auslieferungszustand: Nicht verriegelt. 18

19 9.3 Menüstruktur Menüebene 1 Vibrati Operating mode Ext. input DE 19

20 9.3.2 Untermenü Erweiterte Funktien 20

21 9.3.3 Untermenü Externer Sensor DE 10 Technische Daten 10.1 Datenblätter Datenblätter sind abrufbar unter: Datenblattsuche VNB Software Historientool inkl. Treiber ist abrufbar unter: Service Download Systeme zur Zustandsüberwachung v Maschinen VNS003 21

22 11 Wartung, Instandsetzung und Entsorgung Das Gerät gemäß den natialen Umweltvorschriften entsorgen. 12 Zulassungen/Normen EG-Kformitätserklärung und Zulassungen sind abrufbar unter: Datenblattsuche VNB001 Weitere Informatien Zeugnisse 13 Maßzeichnung 62, M12x ,3 20 M5 4 37,6 10 M8x1 5 5,3 22

23 14 Zeitdiagramme 14.1 Schaltverzögerung beim Überschreitungswächter Das Zeitdiagramm zeigt, wie sich die Schaltverzögerung bei einem Überschreitungswächter (ESP1 < ESP2) am analogen Eingang auswirkt. Die Ausgänge sind als Öffner parametriert (OU1 und OU2 nc). ESP2 Eh2{ Eh1{ ESP1 Analogue In [ C] DE t [s] 24 V 0 V OU 1 (n.c.) ds1, ds2, dr1, dr2 = 0 s OU 2 (n.c.) t [s] 24 V 0 V t [s] 24 V 0 V 24 V 0 V OU 1 (n.c.) ds1, ds2 = 2 s / dr1, dr2 = 3 s 2 s OU 2 (n.c.) ds1, ds2 = 2 s / dr1, dr2 = 3 s 2 s 3 s s t [s] 2 t [s] 1: Kein Ausschalten, da die Schaltverzögerung zu kurz gewählt ist (< 3 s). 2: Kein Einschalten, da die Schaltverzögerung zu kurz gewählt ist (< 2 s). 23

24 Sind die Schaltverzögerungen v Voralarm und Hauptalarm unterschiedlich eingestellt, --kann der Hauptalarm bereits eingeschaltet und der Voralarm noch nicht eingeschaltet sein --kann der Voralarm bereits ausgeschaltet und der Hauptalarm noch nicht ausgeschaltet sein 24

25 14.2 Schaltverzögerung beim Unterschreitungswächter Das Zeitdiagramm zeigt, wie sich die Schaltverzögerung bei einem Unterschreitungswächter (ESP1 > ESP2) am analogen Eingang auswirkt. Die Ausgänge sind als Öffner parametriert (OU1 und OU2 nc). Analogue In [ C] Eh1{ ESP1 DE Eh2{ ESP t [s] 24 V OU 1 (n.c.) ds1, ds2, dr1, dr2 = 0 s 0 V OU 2 (n.c.) t [s] 24 V 0 V t [s] 24 V 0 V 24 V 0 V OU 1 (n.c.) ds1, ds2 = 2 s / dr1, dr2 = 3 s 2 s 3 s OU 2 (n.c.) ds1, ds2 = 2 s / dr1, dr2 = 3 s 3 s 2 s 2 s s 1 t [s] t [s] 1: Kein Einschalten, da die Schaltverzögerung zu kurz gewählt ist. 25

26 14.3 Mittelung beim Unterschreitungswächter Das Zeitdiagramm zeigt, wie sich die Mittelung bei einem Unterschreitungswächter (SP1 > SP2) auswirkt. Die Ausgänge sind als Öffner parametriert (OU1 und OU2 nc), AUER = 0,25 Mittelung vrms [mm/s] SP1 1 2 SP t [s] 24 V 0 V OU 1 (n.c.) ds1, ds2, dr1, dr2 = 0 s OU 2 (n.c.) t [s] 24 V 0 V t [s] 1: Rohsignal 2: Gemitteltes Signal 26

27 15 Werkseinstellung Werkseinstellung Benutzer-Einstellung EUAL rms uni mm/s SP1 2,8 [mm/s] rms [mm/s oder in/s] SP2 4,5 [mm/s] rms [mm/s oder in/s] LFCO 10 [Hz] [Hz] AUER 0,125 ds1 0 [s] [s] dr1 0 [s] [s] ds2 0 [s] [s] dr2 0 [s] [s] ou1 nc ASP 0 [mm/s] rms [mm/s oder in/s] AEP 25 [mm/s] rms [mm/s oder in/s] ou2 nc DE EASP 0 Beispiel: [ C] [ ] EAEP 100 Beispiel: [ C] [ ] ESP1 10 Beispiel: [ C] [ ] Eh1 1 Beispiel: [ C] [ ] ESP2 20 Beispiel: [ C] [ ] Eh2 1 Beispiel: [ C] [ ] 27