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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entzundern einer Bramme, insbesondere aus Stahl sowie ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung.
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Vorrichtungen und Verfahren zum Entzundern von Brammen sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, so z. B. aus der
DE 199 38 705 A1 oder der
KR 102 45 80 B1 . Beide Druckschriften sehen Düsen vor, welche so angeordnet sind, dass sie zum Entzundern der Unterseite einer Bramme diese Unterseite mit einer Flüssigkeit, die unter hohem Druck steht, bespritzen können. Oberhalb der zu entzundernden Bramme sind im Bereich der Strahlkegel der Düsen Auffangbehälter vorgesehen zum Auffangen des Hochdruck-Flüssigkeitsstrahles der Düsen, wenn der Flüssigkeitsstrahl nicht (mehr) auf die Unterseite der Bramme trifft, weil die Bramme z. B. die Düse bereits passiert hat.
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Weiterhin sind in beiden Druckschriften auch Düsen oberhalb der Bramme angeordnet zum Aufspritzen des Hochdruck-Flüssigkeitsstrahles auf die Oberseite der Bramme, um diese zu entzundern. Für den Fall, dass dieser Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl nicht mehr auf die Oberseite der Bramme trifft, weil die Bramme z. B. die Düse bereits passiert hat, trifft der Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl ungehindert auf Teile der Maschine, in welcher die Vorrichtung zum Entzundern der Bramme montiert ist, oder auf deren Fundamente. Aufgrund des hohen Drucks, mit welchem der Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl dann auf die Maschinenteile oder die Fundamente auftrifft, entsteht an diesen traditionell ein hoher Verschleiß bzw. ein erheblicher Schaden. Die Fundamente und Maschinenteile im Strahlbereich einer Entzunderungsdüse müssen deshalb traditionell sehr kostenaufwendig regelmäßig instand gesetzt werden, was mitunter auch zu Produktionsausfällen führt.
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Ein weiterer Stand der Technik wird durch die europäische Patentanmeldung
EP 0 640 413 A1 gebildet. Zu erkennen ist dort insbesondere in den Figuren eine Rotor-Entzunderungseinrichtung zum Auftragen einer Entzunderungsflüssigkeit unter hohem Druck auf die Oberseite einer zu entzundernden Bramme. Die eigentlichen Düsen an der Rotor-Entzunderungseinrichtung sind gegenüber der Oberfläche der Bramme geneigt angeordnet und spritzen deshalb, je nach Winkelstellung der Rotordüse zeitweise mit einer Komponente entgegen der Förderrichtung der Bramme auf deren Oberfläche und zu anderen Zeiten auch mit einer Komponente in Förderrichtung der Bramme auf deren Oberfläche. Das Aufspritzen der Flüssigkeit mit einer Komponente in Förderrichtung der Bramme ist im Hinblick auf die gewünschte Entzunderungswirkung ineffektiv. Deswegen ist zwischen den Rotordüsen und der zu entzundernden Bramme eine sich quer zur Förderrichtung der Bramme erstreckende Flüssigkeitsableitrinne vorgesehen; diese Ableitrinne ist derart angeordnet, dass sie einerseits die mit der Komponente entgegen der Bewegungsrichtung auf die Oberfläche der Bramme auftreffenden Strahlen nicht behindert, aber andererseits die Strahlen mit der Richtungskomponente in Richtung der Bewegung der Bramme auffängt, bevor diese auf die Oberfläche der Bramme auftreffen.
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Das Vorsehen einer derart angeordneten Auffangrinne löst jedoch nicht das oben beschriebene Problem, dass die tatsächlich auf die Oberseite der Bramme unter Hochdruck aufgespritzten Flüssigkeitsstrahlen bei Wegfall der Bramme einen erheblichen Schaden an Maschinenteilen, Fundamentauskleidungen oder Fundamenten anrichten, wenn sie ungehindert auf diese auftreffen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Vorrichtung zum Entzundern einer Bramme sowie ein bekanntes Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass die Energie der Hochdruck-Flüssigkeitsstrahlen, wie sie zum Entzundern auf die Oberfläche einer Bramme aufgespritzt werden, vor dem Auftreffen auf Fundamente oder Maschinenteile absorbiert wird.
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Diese Aufgabe wird vorrichtungstechnisch durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Dieser ist dadurch gekennzeichnet, dass der Auffangbehälter soweit unterhalb der Düse angeordnet ist, dass die Bramme zwischen der Düse und dem Auffangbehälter hindurchführbar ist und dass der Auffangbehälter mit einer zweiten Flüssigkeit befüllbar ist.
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Hochdruck meint im Rahmen der vorliegenden Beschreibung Drücke von bis zu 400 bar.
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Zunder bildet sich typischerweise auf der noch warmen Oberfläche eines frisch gegossenen Gießstrangs oder beim Warmwalzen der Bramme zum Band oder Blech. Der Begriff Bramme umschließt deshalb einen Gießstrang und insbesondere ein Stück des Gießstranges mit ein, aber auch ein sich im Walzprozess befindliches Warmband oder Blech.
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Die beanspruchte Anordnung des Auffangbehälters sowie dessen Befüllung mit einer zweiten Flüssigkeit stellt sicher, dass die Energie einer ersten Flüssigkeit absorbiert wird, wenn diese mit Hochdruck in die zweite Flüssigkeit hineingespritzt wird, wenn sie nicht von der Oberseite der Bramme absorbiert wird, weil sich die Bramme nicht mehr in dem Strahlkegel der Düse befindet. Die hohe Energie der ersten Flüssigkeit wird dann vorteilhafterweise von der zweiten Flüssigkeit absorbiert. Auf diese Weise wird verhindert, dass der Strahl der ersten Flüssigkeit einen Schaden an den Fundamenten, Fundamentauskleidungen oder an Maschinenteilen anrichtet. Auch wenn die Energie des Strahls der ersten Flüssigkeit nicht immer vollständig von der zweiten Flüssigkeit absorbiert wird und der Auffangbehälter auf Dauer beschädigt werden sollte, so kann dieser kostengünstig als Verschleißteil ausgetauscht werden. Dieser Austausch des Auffangbehälters ist in jedem Fall deutlich kostengünstiger als die Reparatur von Fundamenten, Fundamentauskleidung oder anderer Maschinenteile.
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Weil die vorliegende Erfindung vorsieht, dass der Auffangbehälter mit einer zweiten Flüssigkeit gefüllt ist, muss der Auffangbehälter zwangsläufig unterhalb der Düse angeordnet und zu deren Strahlkegel nach oben hin geöffnet sein, um ein Auslaufen der zweiten Flüssigkeit zu verhindern. Aus diesem Grund betrifft die vorliegende Erfindung ausschließlich das Entzundern von Oberseiten von Brammen, wobei die Düse oberhalb der Bramme angeordnet ist.
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Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel kann eine Mehrzahl von Düsen in Form einer Düsenreihe an einem Spritzbalken oder in Form einer Anzahl von rotierenden Strahldüsen angeordnet sein, die sich quer zur Transportrichtung der Bramme über deren Breite erstrecken. Der Auffangbehälter ist dann in Form einer Auffangrinne ausgebildet, welche in den Strahlkegeln der Mehrzahl von Düsen angeordnet und zu den Düsen hin geöffnet ist.
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Vorteilhafterweise ist die zweite Flüssigkeit identisch mit der ersten Flüssigkeit; das erspart das Vorsehen und die Handhabung der zweiten Flüssigkeit.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Öffnung des Auffangbehälters größer gleich, vorzugsweise jedoch nur gleich dem Durchmesser des Strahlkegels der zugeordneten Düse ist. Der Strahlkegel bzw. die Flüssigkeit kann dann vollständig in das Innere des Auffangbehälters eintreten. Indem die Öffnung des Auffangbehälters jedoch auf den Querschnitt und insbesondere den Durchmesser des Strahlkegels bei Eintritt in den Auffangbehälter begrenzt wird, wird vorteilhafterweise verhindert, dass diese zweite Flüssigkeit bei Eintritt der ersten Flüssigkeit in den Auffangbehälter allzu leicht verdrängt wird oder gar in größeren Mengen aus dem Auffangbehälter austritt.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn ein Anteil der zweiten Flüssigkeit, bei Erfordernis, dem Auffangbehälter zugeführt wird, um ausgetretene Flüssigkeit zu ersetzen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Drucksteuerungseinrichtung zum Einstellen des Druckes der von der Düse ausgegebenen ersten Flüssigkeit. Konkret ist die Drucksteuerungseinrichtung und damit die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Hochdruck-Betriebsart betreibbar, in welcher die erste Flüssigkeit mit einem Hochdruck-Wert auf die Oberseite der Bramme aufgespritzt wird zum Entzundern der Oberseite der Bramme. Alternativ kann die Drucksteuerungseinrichtung und insbesondere die Vorrichtung in einer Niederdruck-Betriebsart betrieben werden, bei welcher die Flüssigkeit die Düse lediglich mit einem Niederdruck-Wert verlässt, welcher kleiner ist als der Hochdruck-Wert. Bevorzugt liegt der Niederdruckwert bei weniger als 30 bar, besonders bevorzugt bei weniger als 10 bar.
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Während die Hochdruck-Betriebsart ein Entzundern der Bramme ermöglicht, ermöglicht die Niederdruck-Betriebsart vorteilhafterweise ein Befüllen des Auffangbehälters mit der Flüssigkeit.
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Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird bezüglich des beanspruchten Verfahrens durch das im Anspruch 6 beanspruchte Verfahren gelöst. Die Vorteile dieser Lösung entsprechen den oben mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung beanspruchten Vorteilen. Nur dann, wenn die Vorrichtung bzw. der Auffangbehälter bereits vor der Aktivierung der Hochdruck-Betriebsart mit der zweiten Flüssigkeit befüllt wird, kann sichergestellt werden, dass die Energie der ersten Flüssigkeit während der Phase der Hochdruck-Betriebsart durch die zweite Flüssigkeit in dem Auffangbehälter absorbiert werden kann, wenn dies nicht durch die zu entzundernde Bramme erfolgen kann.
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Um sicherzustellen, dass die erste Flüssigkeit auch tatsächlich in dem Auffangbehälter von der zweiten Flüssigkeit absorbiert wird, wenn das Ende der Bramme zwischen der Düse und der Auffangbehälter hindurchläuft, ist es erforderlich, dass der Auffangbehälter mit der zweiten Flüssigkeit gefüllt wird, spätestens bevor die Bramme den Strahlkegel verlässt, d. h., bevor die Hinterkante der Bramme in den Strahlkegel der Düse eintritt. Vorzugsweise erfolgt die Befüllung des Auffangbehälters jedoch schon früher, nämlich bevor die Vorderkante der Bramme in den Strahlkegel der Düse eintritt.
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Die zweite Flüssigkeit kann grundsätzlich in beliebiger Weise in den Auffangbehälter eingebracht werden. Eine vorteilhafte Möglichkeit besteht jedoch darin, dass die zweite Flüssigkeit, wenn sie mit der ersten Flüssigkeit identisch ist, von der Düse in den Auffangbehälter hineingespritzt wird. Kombinationen mit weiteren Befüllmethoden sind ebenfalls geeignet. Dazu ist es jedoch erforderlich, dass die Düse bzw. die Vorrichtung in einer Niederdruck-Betriebsart betrieben wird, bei der die zweite Flüssigkeit mit einem Niederdruck-Wert, welcher deutlich kleiner ist als der Hochdruck-Wert, in den Auffangbehälter hineingespritzt wird. Dies gilt, weil bei zu hohem Druck die zweite Flüssigkeit nicht in dem Auffangbehälter verbleiben würde, sondern weggespritzt werden würde. Schließlich sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass die Flüssigkeit von der Düse mit dem Hochdruck-Wert in den Auffangbehälter mit der darin befindlichen zweiten Flüssigkeit hineingespritzt wird, solange und soweit die Flüssigkeit noch nicht oder nicht mehr auf die Bramme auftrifft. Dabei bezieht sich der Begriff „noch nicht“ auf den Zeitraum, bevor die Bramme in den Flüssigkeitsstrahl eintritt, und der Ausdruck „nicht mehr“ auf die Zeit, nachdem die Bramme den Strahl passiert hat. Der Begriff „solange“ spielt dabei auf die genannten zeitlichen Aspekte ab. Demgegenüber meint der Begriff „soweit“ räumliche Aspekte; insbesondere meint der Begriff „soweit“ auch die Stelle, wo der Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl über den rechten und linken Rand der Bramme hinaus in den Auffangbehälter gespritzt wird.
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Der Beschreibung sind zwei Figuren beigefügt, wobei
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1 die erfindungsgemäße Vorrichtung; und
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2 den Einbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zeigt.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiden genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In beiden Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zum Entzundern einer Bramme 200, insbesondere aus Stahl. Die Vorrichtung umfasst eine Spritzeinrichtung in Form eines Düsenbalkens 115 mit typischerweise einer Mehrzahl von Düsen 110. Die Düsen sind innerhalb des Balkens in einer Reihe angeordnet, die sich in 1 in die Zeichenebene hinein erstreckt und deshalb in 1 nicht erkennbar sind. Die Düsenreihe erstreckt sich quer zur Transportrichtung der Bramme 200, die in 1 durch den Pfeil nach rechts angedeutet ist. Die Düsen 110 dienen zum Aufspritzen einer Flüssigkeit 130, z. B. Wasser in Form eines Strahlkegels unter Hochdruck auf die Oberseite der Bramme 200, um diese zu entzundern. Alternativ kann auch eine sich quer zur Transportrichtung erstreckende Anzahl von rotierenden Strahldüsen als Düsenbalken verwendet werden, wobei diese Ausführungsform bildlich nicht dargestellt ist. Unter Hochdruck meint hier beispielhaft Drucke von bis zu 400 bar.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst weiterhin einen Auffangbehälter 120, welcher typischerweise als Auffangrinne gestaltet ist und sich im Wesentlichen ebenfalls senkrecht zur Zeichenebene und damit in Breitenrichtung der Bramme erstreckt. Der Auffangbehälter 120 bzw. die Auffangrinne umfasst eine Öffnung bzw. bei Ausbildung als Auffangrinne einen Öffnungsspalt, welcher zu der Düse hin geöffnet ist zum Auffangen von zumindest einem Teil der von der Düse 110 ausgespritzten Flüssigkeit 130. Vorzugsweise wird die Flüssigkeit vollständig durch den Auffangbehälter aufgefangen.
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Wie in 1 zu erkennen ist, ist der Auffangbehälter soweit unterhalb der Düse 110 angeordnet, dass die Bramme zwischen der Düse 110 und dem Auffangbehälter 120 hindurchführbar ist. Dies hat zur Folge, dass die von der Düse 110 ausgespritzte Flüssigkeit 130 nur dann in den Auffangbehälter 120 trifft und von diesem aufgenommen wird, wenn, wie in 1 gezeigt, die Bramme 200 noch nicht in den Strahlkegel der Flüssigkeit eingetreten ist.
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Erfindungsgemäß ist der Auffangbehälter 120 bzw. die Auffangrinne mit einer zweiten Flüssigkeit gefüllt, welche typischerweise identisch mit der von der Düse 110 ausgespritzten ersten Flüssigkeit 130 ist. Dies hat den Vorteil, dass die hohe Energie der von der Düse 110 ausgespritzten ersten Flüssigkeit 130 im Inneren des Auffangbehälters 120 von der dort befindlichen zweiten Flüssigkeit im Wesentlichen absorbiert wird und deshalb keinen großen Schaden mehr anrichten kann, insbesondere nicht an einem Maschinenfundament oder dessen Auskleidung. Allenfalls der Auffangbehälter 120 kann im Laufe der Zeit bei der allzu langer Bestrahlung mit der ersten Flüssigkeit Schaden nehmen; er muss deshalb von Zeit zu Zeit als Verschleißteil ausgewechselt werden.
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Zum Betrieb des Spritzbalkens 115 bzw. der Düsen 110 umfasst die Vorrichtung weiterhin eine Drucksteuerungseinrichtung 140 zum Einstellen des Druckes in der von der Düse 110 ausgegebenen ersten Flüssigkeit 130. Zu unterscheiden ist eine Hochdruck-Betriebsart der Vorrichtung, bei welcher die erste Flüssigkeit von der Düse unter Hochdruck auf die Oberfläche der Bramme 200 herausgespritzt wird, um diese zu entzundern. Alternativ kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Hilfe der Drucksteuerungseinrichtung 140 in einer Niederdruck-Betriebsart betrieben werden. Die Flüssigkeit im Inneren des Düsenbalkens 115 bzw. wie sie von der Düse 110 ausgegeben wird, steht dann lediglich unter einem niedrigeren Druck, welcher deutlich kleiner ist als der Hochdruck-Wert, der beispielsweise bei 400 bar liegt. Die Niederdruck-Betriebsart kann beispielsweise dazu verwendet werden, den Auffangbehälter 120 mit der zweiten Flüssigkeit zu füllen, in dem dann die Düse die Flüssigkeit mit dem niedrigen Druck in den Auffangbehälter hineinspritzt. Für die Befüllung des Auffangbehälters 120 darf der Druck der Flüssigkeit nicht zu groß sein, um ein Herausspritzen der Flüssigkeit aus dem Auffangbehälter zu verhindern.
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2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie soeben unter Bezugnahme auf 1 erläutert, in einer Einbausituation. Die Bramme 200 wird in 2 in Pfeilrichtung von rechts nach links auf einem Rollgang gefördert. Oberhalb der Bramme sind zwei Düsenbalken 115 mit jeweils einer Mehrzahl von Düsen 110 erkennbar, wobei sich die Düsenbalken senkrecht zur Zeichenebene erstrecken.
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Unterhalb der Düsen 110, aber in Richtung von deren Strahlkegeln sind die Auffangbehälter 120 zu erkennen, die hier mit der zweiten Flüssigkeit 130 befüllt sind. Die Öffnungen 125 der Auffangbehälter 120 sind jeweils zu den Ihnen zugeordneten Düsen 110 hin geöffnet. Der von den Düsen 110 herausgespritzte Flüssigkeitsstrahl trifft deshalb durch die Öffnung 125 in das Innere der Auffangbehälter 120; seine Energie wird von der dort befindlichen zweiten Flüssigkeit 130 absorbiert. In 2 gilt dies für die rechte Düsen-Auffangbehälter-Anordnung, weil bei dieser Anordnung die Verbindung zwischen Düse und Auffangbehälter nicht durch eine dazwischen befindliche Bramme unterbrochen ist.
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Bei der in 2 gezeigten linken Düsen-Auffangbehälter-Anordnung befindet sich die Bramme 200 dagegen noch zwischen der Düse und dem Auffangbehälter; dies hat zur Folge, dass der von der Düse 110 ausgespritzte Flüssigkeitsstrahl auf die Oberfläche der Bramme 200 trifft, um diese zu entzundern. An der Oberfläche wird die Flüssigkeit reflektiert und nach Reflektion von einem weiteren Auffangbehälter 150 absorbiert bzw. aufgefangen.
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Damit der erfindungsgemäße Effekt der Energieabsorption durch die zweite Flüssigkeit in dem Auffangbehälter 120 greift, ist es erforderlich, dass der Auffangbehälter bevor oder spätestens während die Vorrichtung in die Hochdruck-Betriebsart geschaltet wird, zumindest teilweise mit der Flüssigkeit gefüllt wird. Wenn der Auffangbehälter 120 bereits vor Einschaltung der Hochdruck-Betriebsart mit Flüssigkeit gefüllt ist, hat dies den Vorteil, dass auch bereits dann die Hochdruck-Flüssigkeitsstrahlen von der Flüssigkeit in dem Auffangbehälter aufgefangen werden können, wenn die Hochdruck-Betriebsart bereits zum Entzundern der Bramme aktiviert wurde und die Bramme dann erst mit ihrer Vorderkante 210 einige Zeit verzögert in den Strahl der Flüssigkeit 130 eintritt. Damit die hohe Energie der Flüssigkeitsstrahlen in der Hochdruck-Betriebsart auch dann absorbiert wird, wenn die Hinterkante 220 der Bramme 200 den Strahlkegel verlässt, ist es erforderlich, dass der Auffangbehälter spätestens vor diesem Zeitpunkt mit der zweiten Flüssigkeit gefüllt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Vorrichtung
- 110
- Düse
- 115
- Spritzeinrichtung
- 120
- Auffangbehälter
- 125
- Öffnung des Auffangbehälters
- 130
- erste Flüssigkeit
- 130
- zweite Flüssigkeit
- 140
- Drucksteuereinrichtung
- 200
- Bramme
- 210
- Vorderkante der Bramme
- 220
- Hinterkante der Bramme
- d
- Durchmesser des Strahlkegels der Düse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19938705 A1 [0002]
- KR 1024580 B1 [0002]
- EP 0640413 A1 [0004]
