DE102004038165B4 - Use of a roller for spreading a running web - Google Patents
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Abstract
Verwendung einer Walze mit folgenden Merkmalen: – drehbare Spreizwalze, welche auf ihrem Umfang mit Borsten (3.1) besetzt ist, deren über eine Walzenoberfläche ragenden Enden von einer darüber geführten laufenden Bahn (8) berührt werden, wobei – die Borsten (3.1) über ihre ganze aus dem Bürstengrundkörper (2) ragende Länge, von der Breitenmitte aus und in den Axialebenen der Walze betrachtet, schräg nach außen auf den jeweiligen Randbereich der laufenden Bahn (8) mit einem Neigungswinkel („gamma”) weisen, welcher sich unter dem Auflagedruck der laufenden Bahn (8) durch Verformung der Borsten (3.1) vergrößert, wobei – die Borsten (3.1) in den Bürstengrundkörper (2), von der Breitenmitte aus und in den Axialebenen der Walze betrachtet, schräg mit nach außen auf den jeweiligen Randbereich der laufenden Bahn (8) weisendem Neigungswinkel („gamma”) eingesetzt sind, wobei – die Borsten (3.1) zu Borstenbüscheln (3, 10, 11, 12, 23, 24) zusammengefasst auf dem Bürstengrundkörper (2) angebracht sind, wobei – die Spreizwalze aus mehreren einzelnen geraden Bürstengrundkörpern (2) besteht, die auf Mantellinien eines Walzengrundkörpers (1) montiert sind, wobei – der Neigungswinkel („gamma”), der in den Axialebenen der Walze liegt und die Schrägstellung der Borsten (3.1) gegenüber der in dem jeweiligen Radialschnitt des Borstengrundes liegenden Senkrechten nach außen angibt, zwischen 8° und 50° liegt, zum Spreizen einer laufenden Bahn (8) durch Ausübung von Spreizkräften quer zu einer Laufrichtung, wobei die laufende Bahn (8) über die sich drehende Walze geführt wird, welche zumindest an Endbereichen einer Bahnbreite mit Borsten (3.1) besetzt ist, wobei die laufende Bahn (8) berührend oder mit Umschlingung derart unter Druck über die Borstenenden der Walze geführt wird, dass sich der Neigungswinkel („gamma”) unter dem Auflagedruck der laufenden Bahn (8) durch Verformung der Borsten (3.1) vergrößert, wobei die laufende Bahn (8) unter Zugkraft über die Walze geführt wird, wobei die Walze frei drehbar ist und von der darüber geführten laufenden Bahn (8) mitgenommen wird.Use of a roller having the following features: - rotatable spreading roller, which is covered on its circumference with bristles (3.1) whose ends projecting beyond a roller surface are contacted by a running track (8) guided over it, wherein - the bristles (3.1) over their Whole projecting from the brush body (2) length, viewed from the width center and in the axial planes of the roller, obliquely outward on the respective edge region of the moving web (8) with an inclination angle ("gamma"), which is under the bearing pressure the current web (8) by deformation of the bristles (3.1), wherein - the bristles (3.1) in the brush body (2), viewed from the center of width and in the axial planes of the roller, obliquely with outwardly on the respective edge region of the running web (8) pointing angle of inclination ("gamma") are used, wherein - the bristles (3.1) to bristle tufts (3, 10, 11, 12, 23, 24) summarized on the B ürstengrundkörper (2) are mounted, wherein - the expansion roller consists of a plurality of individual straight brush main bodies (2) which are mounted on generatrices of a roller base body (1), wherein - the inclination angle ("gamma"), which lies in the axial planes of the roller and indicates the inclination of the bristles (3.1) relative to the vertical lying in the respective radial section of the bristle base outwards, between 8 ° and 50 °, for spreading a running web (8) by exerting spreading forces transverse to a running direction, wherein the moving web (8) is guided over the rotating roller, which is occupied at least at end portions of a web width with bristles (3.1), wherein the moving web (8) is guided touching or looping under pressure over the bristle ends of the roller, that the Inclination angle ("gamma") under the contact pressure of the moving web (8) by deformation of the bristles (3.1) increased, the current Tray (8) is guided under tension over the roller, wherein the roller is freely rotatable and is carried along by the running track (8) guided over it.
Description
Die Erfindung betrifft eine Verwendung einer Walze zum Spreizen einer laufenden Bahn.The invention relates to a use of a roller for spreading a running web.
Es ist bekannt, eine laufende Bahn, z. B. Papierbahn, Gewebebahn oder Folienbahn, dadurch faltenfrei flachzulegen (in dieser Anmeldung als „Spreizen” bezeichnet), dass senkrecht zur Laufrichtung Spreizkräfte ausgeübt werden. Hierzu sind für Folien aus thermoplastischem Material sogenannte Breitstreckwalzen bekannt.It is known that a moving web, z. As paper web, fabric web or film web, thereby wrinkle free wrinkle (in this application referred to as "spreading") that perpendicular to the running direction spreading forces are exercised. For this purpose, so-called spreader rolls are known for films made of thermoplastic material.
Stand der TechnikState of the art
Eine bekannte für thermoplastische Folien anwendbare Lösung ist die leicht gekrümmte Gummiwalze, die sog. Bananenwalze. Diese Walzen sind etwas schwergängig, da der umgebende Gummimantel ständig verformt wird.One known solution which can be used for thermoplastic films is the slightly curved rubber roller, the so-called banana roller. These rollers are a bit stiff, because the surrounding rubber jacket is constantly deformed.
Eine andere Form der Breitstreckwalze ist der sogenannte Rundschnurbreithalter, bei dem die Folie mit Rundschnüren in Kontakt kommt, die während der Berührung durch einen Mechanismus von außen gedehnt werden und dadurch eine Spreizkraft erzeugen. Diese Walzen sind teuer, hinterlassen unter Umständen Markierungen auf der Folie und benötigen einen zusätzlichen Antrieb.Another form of spreader roller is the so-called Rundschnurbreithalter, in which the film comes into contact with round cords, which are stretched during contact by a mechanism from the outside and thereby generate a spreading force. These rollers are expensive, may leave marks on the film and require additional drive.
Noch andere Breitstreckwalzen bestehen aus vielen Einzelelementen, die während der Kontaktzeit mit der Folie mechanisch nach außen gezogen werden und dadurch die Spreizkraft erzeugen. Diese Breitstreckwalzen sind nur für sehr geringe Geschwindigkeiten geeignet.Still other spreader rolls consist of many individual elements that are mechanically pulled outwards during the contact time with the film and thereby generate the spreading force. These spreader rolls are only suitable for very low speeds.
Die
Die
Die Patentschrift
Die
Aufgabenstellungtask
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das die verschiedenen oben erwähnten Nachteile nicht besitzt, das im wesentlichen wartungs- und verschleißfrei arbeitet und die für beliebige laufende Bahnen und insbesondere auch für klebrige Folien eingesetzt werden kann.The aim of the present invention is to develop a method which does not possess the various above-mentioned disadvantages, which operates substantially maintenance and wear-free and which can be used for any current webs and in particular for sticky films.
Die Lösung ergibt sich aus Anspruch 1 für eine erfindungsgemäße Verwendung.The solution results from claim 1 for an inventive use.
Zwar ist eine Bürstenwalze bereits durch die
Die Erfindung beruht demgegenüber auf der Erkenntnis, dass die verfahrensmäßig und vorrichtungsmäßig schwierige Aufbringung von Querkräften in laufenden Bahnen in sehr einfacher Weise durch die Verwendung einer Bürstenwalze mit den erfindungsgemäßen Modifikationen durchgeführt werden kann. Da die Spreizwalze ohne weiteres über ihre gesamte Länge mit Borsten besetzt werden kann, erübrigt sich eine konstruktive Anpassung der Spreizwalze an die Folienbreite.On the other hand, the invention is based on the finding that the methodically and device-wise difficult application of transverse forces in running webs can be carried out in a very simple manner by the use of a brush roller with the modifications according to the invention. Since the spreader roller can be readily occupied over its entire length with bristles, a constructive adaptation of the spreader roll to the film width is unnecessary.
Da die erfindungsgemäße Breitstreckwalze aus mehreren Einzelbürsten bestehen kann, kann sie sehr einfach zu unterschiedlichen Arbeitsbreiten zusammengesetzt werden.Since the spreader roll according to the invention can consist of several individual brushes, it can be very easily assembled to different working widths.
Diese Breitstreckwalzen können an nahezu jeder Stelle einer Anlage ohne großen Aufwand montiert werden und benötigen keine aufwendige Justage oder Anpassung.These spreader rollers can be mounted at almost any point of a plant without much effort and do not require a complex adjustment or adjustment.
Die überraschend einfache Erkenntnis der Erfindung besteht darin, dass Spreizkräfte senkrecht zur Laufrichtung einer laufenden Bahn in einer sehr einfachen Vorrichtung und einem sehr einfachen Verfahren durch die Borsten einer Bürstenwalze aufgebracht werden können, die in der angegebenen Weise zu den Randbereichen der laufenden Bahn geneigt sind. Dabei ist lediglich erforderlich, die Bahn mit geringem Druck unter Zugkraft über die Borstenenden zu führen.The surprisingly simple realization of the invention is that spreading forces can be applied perpendicular to the running direction of a moving web in a very simple device and a very simple method by the bristles of a brush roller, in the specified Way are inclined to the edge regions of the current path. It is only necessary to guide the web with low pressure under tensile force over the bristle ends.
Es steht die Möglichkeit offen, die Walze anzutreiben. In diesem Falle wird die Antriebsgeschwindigkeit so gewählt, dass die Laufgeschwindigkeit der Bahn im Wesentlichen der Umfangsgeschwindigkeit der Borstenenden in ihrem durch die Bahn verformten Zustand entspricht, und zwar derart, dass keine Relativgeschwindigkeit zwischen Borstenenden und Bahn in Laufrichtung der Bahn besteht, indem die Spreizwalze derart motorisch angetrieben ist, dass die Umfangsgeschwindigkeit der geneigten Borstenenden der Laufgeschwindigkeit der unter Spannung abgezogenen Bahn im wesentlichen entspricht. Eine derartige Anpassung der Drehgeschwindigkeit der Bürstenwalze an die Laufgeschwindigkeit der Bahn und der damit verbundene Steuerungsaufwand werden vermieden durch die Ausführung wie hier im Patentanspruch beansprucht.There is a possibility to power the roller. In this case, the drive speed is selected so that the running speed of the web substantially corresponds to the peripheral speed of the bristle ends in their state deformed by the web, such that there is no relative speed between bristle ends and web in the running direction of the web, by the spreading roller in such a way is driven by a motor, that the peripheral speed of the inclined bristle ends of the running speed of the tension-peeled web substantially corresponds. Such an adjustment of the rotational speed of the brush roller to the running speed of the web and the associated control effort are avoided by the execution as claimed here in the claim.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere dazu, die Bahnen, aus welchem Material sie auch sein mögen, quer zu ihrer Laufrichtung faltenfrei zu spreizen, d. h. flachzulegen.The method according to the invention is particularly suitable for spreading the webs, of whatever material they may be, without wrinkles, transversely to their running direction, d. H. flatten.
Die Erkenntnis, dass bei Auswahl geeigneter Borsten mit hoher Steifigkeit und einer zweckmäßigen Auswahl der Neigung der Borsten thermoplastische Materialien nicht nur verformt, sondern auch leicht verstreckt werden können, ist umsetzbar, wenn die Bahn eine Folie aus thermoplastischem Material ist und die Folie unter der Spreizkraft senkrecht zu ihrer Laufrichtung verformt oder verstreckt wird.The realization that by selecting suitable bristles with high stiffness and proper selection of the inclination of the bristles thermoplastic materials can not only be deformed, but also easily stretched, is feasible if the web is a sheet of thermoplastic material and the film under the spreading force is deformed or stretched perpendicular to its direction.
Die wesentliche Erkenntnis der Erfindung besteht darin, dass die Borsten einer Bürstenwalze in ihrem aus dem Grundkörper herausragenden Bereich an irgendeiner Stelle derart aus der radialen Richtung abweichen, dass durch die Auflagekraft der Bahn auf die aus dem Grundkörper herausragenden Borsten ein Gegenmoment oder eine Knickkraft so ausgeübt wird, dass sich die Borste mit einer Komponente verformt, welche von der Längsmitte der Bürstenwalze aus zu dem jeweiligen Randbereich der Bahn gerichtet ist. Eine Ausführung, bei welcher die Borsten über ihre ganze aus dem Walzengrundkörper ragende Länge – von der Breitenmitte aus und in den Axialebenen der Walze betrachtet – schräg nach außen auf den jeweiligen Randbereich der Bahn mit einem Neigungswinkel weisen, welcher sich unter dem Auflagedruck der Bahn durch Verformung der Borsten vergrößert, hat den Vorteil, dass die aufgebrachten Spreizkräfte beim Überlauf der Bahn einen stetigen Verlauf haben.The essential finding of the invention is that the bristles of a brush roller deviate from the radial direction at any point in its region protruding from the base body in such a way that a counter-moment or a bending force is exerted on the bristles protruding from the base body by the bearing force of the web is that the bristle deforms with a component which is directed from the longitudinal center of the brush roller to the respective edge region of the web. An embodiment in which the bristles over their entire length projecting from the roll main body - viewed from the width center and in the axial planes of the roller - obliquely outward on the respective edge region of the web at an inclination angle, which is under the contact pressure of the web by Enlarged deformation of the bristles, has the advantage that the applied spreading forces have a steady course in the overflow of the web.
Eine Ausführungen mit den Merkmalen, dass die Borsten in den Walzengrundkörper – von der Breitenmitte aus und in den Axialebenen der Walze betrachtet – schräg mit nach außen auf den jeweiligen Randbereich der Bahn weisendem Neigungswinkel eingesetzt sind, oder die Borsten in den Grundkörper senkrecht (radial) eingesetzt werden und danach durch eine mechanische und/oder thermische Behandlung in die Schräglage bleibend verformt werden, haben den Vorteil, dass normale handelsübliche, d. h. gerade, Borsten verwandt werden können und dass die Neigung der Borsten entweder durch die besondere Art ihrer Anbringung auf den Grundkörper (erste Alternative) oder durch nachträgliche Verformung hervorgerufen wird.An embodiment with the features that the bristles in the roll main body - viewed from the center of width and in the axial planes of the roller - are inserted obliquely with outwardly pointing to the respective edge region of the track inclination angle, or the bristles in the body perpendicular (radial) be used and then permanently deformed by a mechanical and / or thermal treatment in the inclined position, have the advantage that normal commercial, d. H. straight bristles can be used and that the inclination of the bristles is caused either by the particular way of their attachment to the body (first alternative) or by subsequent deformation.
Die Ausführung, bei welcher die Borsten zu Borstenbüscheln zusammengefasst auf dem Grundkörper angebracht sind, hat den Vorteil, dass die Borsten sehr dicht gepackt und einfach und dauerhaft auf dem Grundkörper angebracht werden können.The embodiment in which the bristles are combined to form bristle tufts mounted on the base body has the advantage that the bristles can be packed very tightly and easily and permanently mounted on the base body.
Bei einer Ausführung dergestalt, dass die Spreizwalze aus mehreren einzelnen geraden Bürstenkörpern besteht, die auf Mantellinien des Walzenkörpers montiert sind, ergibt sich nicht nur ein fertigungstechnischer Vorteil, sondern auch der Vorteil, dass der Bürstenbesatz einer Spreizwalze bei Verschleiß leicht ausgetauscht werden kann. Insbesondere ist es möglich, den Grundkörper auf seinem Umfang mit Nuten zu versehen, in welche sodann die einzelnen Bürstenleisten eingeschoben und zum Beispiel durch Endflansche festgelegt werden.In one embodiment, such that the expansion roller consists of a plurality of individual straight brush bodies, which are mounted on generatrices of the roller body, not only a manufacturing advantage, but also the advantage that the brushing a spreader roller can be easily replaced when worn. In particular, it is possible to provide the base body with grooves on its circumference, in which then the individual brush strips are inserted and fixed, for example, by end flanges.
Erfindungsgemäß ist der Borstenbesatz der Spreizwalze lediglich in den Randbereichen einer Folienbahn erforderlich. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn sich der Bürstenbesatz über die gesamte Breite der Bahn erstreckt, da dadurch Spreizkräfte über die gesamte Breite der Bahn aufgebracht werden können.According to the bristle stocking of the spreading roller is required only in the edge regions of a film web. However, it is advantageous if the brush trim extends over the entire width of the web, as this spreading forces over the entire width of the web can be applied.
Von besonderem Vorteil ist es auch, wenn die Spreizwalze mit dem Bürstenbesatz länger ist als alle vorkommenden Bahnbreiten. In diesem Falle erübrigt es sich, für unterschiedlich breite Bahnen unterschiedliche Spreizwalzen anzuwenden.It is particularly advantageous if the spreading roller with the brush stocking is longer than all occurring web widths. In this case, it is unnecessary to apply different spreading rollers for different widths of webs.
Eine Ausführung, bei welcher die Borsten die Borsten auf dem Grundkörper in zwei gegenläufigen Spiralen angeordnet sind, welche sich von der Mitte aus in einem mehrgängigen spiralförmigen Verlauf nach außen derart erstrecken, dass sich die von der Bahn berührten Bürstenbereiche bei Rotation der Spreizwalze von innen nach außen bewegen, ermöglicht darüber hinaus eine dynamische Anwendung der Spreizkräfte, welche aus dem mittleren Bereich der Folienbreite zu den Randbereichen hin fortschreiten.An embodiment in which the bristles the bristles are arranged on the base body in two opposing spirals which extend outwardly from the center in a multi-flighted spiral outward such that the brush portions contacted by the web rotate from the inside as the spreader rotates move outside allows moreover a dynamic application of the spreading forces, which proceed from the central region of the film width to the edge regions.
Die aus Kunststoff, vorzugsweise thermoplastischem Kunststoff wie Polyamid oder Polyester, hergestellten Borsten sind so steif, dass sie einen definierten Neigungswinkel haben und halten. Wenn die Borsten zwischen Stegen angeordnet sind, die im Durchmesser um das Maß kleiner sind, das für die Spreizung durch die schräg gestellten Borsten notwendig ist, dann wird es ermöglicht, die Höhe der aufgebrachten Spreizkräfte unabhängig von dem ausgeübten Druck der Bahn zu beschränken. Dadurch können auch Bahnen bearbeitet werden, die empfindlich sind.The bristles made of plastic, preferably thermoplastic material such as polyamide or polyester, are so stiff that they have a have defined inclination angle and hold. If the bristles are arranged between webs which are smaller in diameter by the amount necessary for the spreading by the inclined bristles, then it is possible to limit the height of the applied spreading forces independently of the applied pressure of the web. As a result, even tracks can be processed that are sensitive.
Wenn der Neigungswinkel „gamma”, der in der Axialebenen der Walze liegt und die Schrägstellung der Borsten gegenüber der in dem jeweiligen Radialschnitt des Borstengrundes liegenden Senkrechten nach außen angibt, zwischen 8° und 50°, vorzugsweise zwischen 25° und 30° liegt, dann gibt dies einen geeigneten Neigungsbereich an. Der tatsächlich ausgewählte Neigungswinkel hängt davon ab, welche Art von Bahnen behandelt und welche Spreizkräfte auf die Bahn ausgeübt werden sollen.If the inclination angle "gamma", which lies in the axial planes of the roller and indicates the inclination of the bristles in relation to the perpendicular lying in the respective radial section of the bristle base to the outside, is between 8 ° and 50 °, preferably between 25 ° and 30 °, then this indicates a suitable tilt range. The actual selected angle of inclination depends on which type of webs are being treated and which spreading forces are to be exerted on the web.
Für standardmäßige Anwendungen ist bevorzugt, dass die Neigung der Borsten über die gesamte Breite des Borstenbesatzes konstant ist (indem der Winkel „gamma”, der die Schrägstellung der Borsten gegenüber der senkrechten nach außen angibt, von der Breitenmitte der Spreizwalze nach außen hin gleich ist).For standard applications, it is preferred that the inclination of the bristles be constant over the entire width of the bristle stock (by equating the angle "gamma", which indicates the inclination of the bristles relative to the vertical outwards, from the width center of the spreader roll to the outside) ,
Es werden Mittel angegeben, mit denen die Aufbringung der Spreizkräfte über die Bahnbreite modifiziert werden kann (indem der Winkel „gamma”, der die Schrägstellung der Borsten gegenüber der Senkrechten nach außen angibt, von der Mitte der Breitstreckwalze nach außen hin unterschiedlich ist und vorzugsweise zunimmt; oder die Steifigkeit (Elastizität) der Borsten von der Mitte der Breitstreckwalze nach außen hin variiert und vorzugsweise zunimmt), insbesondere auch vermindert oder verstärkt werden kann (indem die Borsten nicht nur nach außen gerichtet sind, sondern zusätzlich noch unter dem Winkel „alpha” in Bahnlaufrichtung geneigt sind; oder die Borsten nicht nur nach außen gerichtet sind, sondern zusätzlich noch unter dem Winkel „beta” entgegen der Bahnlaufrichtung geneigt sind).Means are provided for modifying the application of the spreading forces across the web width (in that the angle "gamma", which indicates the inclination of the bristles relative to the vertical outward, is different from the center of the spreader roll and preferably increases or the stiffness (elasticity) of the bristles varies from the center of the spreader roll to the outside and preferably increases), in particular also can be reduced or reinforced (in that the bristles are not only directed outward, but additionally at the angle "alpha" are inclined in the web running direction, or the bristles are not only directed outward, but are additionally inclined at an angle "beta" against the web running direction).
Eine Weiterbildung, bei welcher die Borsten zumindest einer Teillänge der Spreizwalze, welche im mittleren Bereich oder in den Randbereichen der Bahnbreite liegt, mit einem schlauchförmigen Überzug, vorzugsweise elastischen schlauchartigen Überzug, versehen ist, wird bei Bearbeitung von empfindlichen Materialien angewandt. Der schlauchartige Überzug, welcher die Verformungen der Borsten mit macht, ohne eine wesentliche zusätzliche Kraft auf die Borsten auszuüben, wird über die Spreizwalze gestülpt und hüllt die Borsten ein. Dadurch werden Beschädigungen der darüber laufenden Bahn vermieden.A further development in which the bristles are provided with a tubular coating, preferably elastic tubular coating, of at least a partial length of the spreading roller which lies in the middle region or in the edge regions of the web width is used in the processing of sensitive materials. The tubular coating, which makes the deformations of the bristles without exerting a substantial additional force on the bristles, is slipped over the spreader roll and envelops the bristles. This avoids damage to the overlying web.
Ausführungsbeispieleembodiments
Anhand von in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung erklärt. Es zeigenWith reference to embodiments illustrated in the accompanying drawings, the invention will be explained. Show it
Die Borstenbüschel
Die verschiedenen Borstenbüschel
Mit einer Fixierschraube
Anstelle der Fixierschraube
In
Die Kraft K kann dadurch ausgeübt werden, dass eine Andruckwalze, ein Andruckbrett oder Andruckkissen auf die Folienbahn
Vorteilhaft bei den erfindungsgemäßen Breitstreckwalzen ist weiterhin, dass die Folienbahn
Aus diesem Grunde ist die erfindungsgemäße Breitstreckwalze besonders geeignet als Breitreckwalze für thermoplastische Folien, aber auch für Papier- und Gewebebahnen. Die aufbringbaren Spreizkräfte reichen aus, die Folien in Richtung der angezeigten, zu den Randbereichen weisenden Pfeilen glatt zu legen und Faltenbildung zu verhindern.For this reason, the spreader roll according to the invention is particularly suitable as a spreader roll for thermoplastic films, but also for paper and fabric webs. The applied spreading forces are sufficient to lay the films in the direction of the indicated, pointing to the edge areas arrows smooth and to prevent wrinkling.
Durch den Überzug
Es ist ersichtlich, dass die Steigung einer Spirallinie
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Liste der verwendeten Winkel
- α (alpha)
- Winkel der Borstenbüschel in Laufrichtung gedreht
- β (beta)
- Winkel der Borstenbüschel entgegen Laufrichtung gedreht
- γ (gamma)
- Neigungswinkel der Borstenbüschel in Richtung Walzenende
- λ (lambda)
- Borstenschnittwinkel
- α (alpha)
- Angle of bristle tufts turned in running direction
- β (beta)
- Angle of bristle tufts turned counter to running direction
- γ (gamma)
- Tilt angle of the bristle tufts towards the end of the roll
- λ (lambda)
- Bristle cutting angle
Claims (1)
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