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Vorrichtung zum Tränken oder Imprägnieren von zellartigen pflanzlichen
Produkten Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Tränken oder Imprägnieren
von zellartigen pflanzlichen Produkten, die eine Schneckenpresse, welche die Produkte
kontinuierlich fördert, mit einer Förderschnecke und Einrichtungen zur Einleitung
eines Tränk- oder Imprägnierungsmittels, z. B. Leim, aufweist.
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Es ist bereits eine Schneckenpresse bekannt, bei der am Ende eines
Pressenabschnittes ein Querförderabschnitt vorgesehen ist, in dem Einrichtungen
zur Unterteilung des zu behandelnden Materials vorgesehen sind. In diesem Abschnitt
ist eine Anzahl von Zuführungsleitungen angeordnet, die in den Querförderabschnitt
hineinmünden. Diese Leitungen dienen dazu, Dampf unter Druck einzuleiten.
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Wenn man mit derartigen Einrichtungen ein Material, insbesondere
ein zellartiges pflanzliches Produkt, tränken oder imprägnieren will, so ist der
Wirkungsgrad nicht allzu groß. Wollte man eine Verbesserung des Tränkens oder Imprägnierens
mit dieser bekannten Einrichtung dadurch erzielen, daß man den Druck in der Zuführungflüssigkeit
erhöht, so könnte dies zu Verstopfungen führen. Bei der bekannten Einrichtung, die
voneinander axial im Abstand einmündende Leitungen im Querförderabschnitt aufweist,
besteht die Möglichkeit, daß ein großer Teil des zu behandelnden Materials nicht
in ausreichender Weise mit der Tränk- oder Imprägnierflüssigkeit in Berührung gelangt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Tränken
oder Imprägnieren von zellartigen pflanzlichen Produkten zu schaffen, bei der eine
an sich bekannte Schneckenpresse Anwendung findet, wobei jedoch der Wirkungsgrad
der Anlage erhöht wird.
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Erfindungsgemäß ist ein Ring vorgesehen, der in der Schneckenpresse
eingesetzt ist und die Förderschnecke umgibt; am Ort des Ringes ist an der Förderschnecke
ein Bund angeordnet, der zusammen mit dem Ring einen verengten Querschnitt bildet;
im Ring sind Kanäle und Leitungen vorgesehen, die eine Imprägnierungsflüssigkeit
in einen Bereich einleiten, der unmittelbar hinter dem verengten Querschnitt liegt.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann in einfachster Weise bei bereits vorhandenen
Schneckenpressen eingebaut werden, um diese Schneckenpressen zum Tränken oder Imprägnieren
von zellartigen pflanzlichen Produkten verwenden zu können. Mit besonderem Vorteil
wird durch den Ring und den Bund ein verengter Querschnitt geschaffen, durch den
hindurch die Produkte gefördert werden, wobei sie komprimiert und gleich anschließend
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spannt werden. Der Ring ist mit Vorteil derart mit Kanälen versehen, daß die
Tränk- oder Imprägnierungsflüssigkeit unmittelbar in die entspannte Masse eingegeben
werden kann, so daß die Voraussetzung für eine innige Durchmischung gegeben ist.
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Um die Durchmischung der entspannten Produkte mit der Tränk- oder
Imprägnierungsflüssigkeit noch zu verbessern, kann im Einleitungsbereich der Imprägnierungsflüssigkeit
ein Schneckenteil angeordnet sein. Dieser Schneckenteil bildet im Einleitungsbereich
einen weichen Pfropfen aus den zu behandelnden Produkten aus, wodurch eine innige
Durchknetung und Durchmischung möglich ist.
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Der Ring weist einen außerordentlich einfachen Aufbau auf, und zwar
einen äußeren Flüssigkeitseinlaß und eine Anzahl um seinen Umfang herum verteilte
und in den Bereich hineingerichtete Auslaßöffnungen. Während bei der bekannten Beschickungseinrichtung
die Einlaßleitungen an einzelnen Stellen des Querfördererabschnittes radial angeordnet
waren, sind im Ring die Einlaßöffnungen um den Umfang des Ringes herum angeordnet,
so daß die Tränk-oder Imprägnierungsflüssigkeit in Form eines Mantels eines Rotationskörpers
eingegeben werden kann.
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Es kann für bestimmte Produkte zweckmäßig sein, daß der Ring Auslaßkanäle
und Auslaßöffnungen aufweist, die parallel zur Längsachse der Förderschnecke verlaufen.
Für gewisse andere Produkte kann es vorteilhaft sein, daß die Auslaßkanäle derart
im Ring angeordnet sind, daß diese unter einem Winkel zur Längsachse der Schneckenpresse
verlaufen und demzufolge die Tränk- oder Imprägnierungsflüssigkeit unter einem Winkel
zur Längsachse der Schneckenpresse abgeben. In gewissen Fällen kann hierdurch eine
innigere Durchmengung erzielt werden.
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Der Bereich, der hinter der Verengung liegt, die durch den Bund und
den Ring gebildet wird, kann eine Verlängerung des Auslaßendes der Schneckenpresse
sein, wobei diese Verlängerung ein offenes Ende aufweist und eine eingeschlossene
Auslaßzone bildet. Die um den Umfang des Ringes herum angeordneten Auslaßöffnungen
weisen in diese Auslaßzone hinein, so daß die Flüssigkeit in den vorderen Teil der
Auslaßzone hineingesprüht wird, und zwar in Bewegungsrichtung des behandelten Stoffes.
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Der Ring kann um den Umfang herum im Abstand voneinander angeordnete,
nach innen weisende Vorsprünge haben. Diese Vorsprünge bilden mit der Förderschnecke
ein Brechwerk. Bei dieser Ausführungsform sind die Auslaßöffnungen für die Tränk-oder
Imprägnierungsflüssigkeit in diesen Vorsprüngen angeordnet.
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Der Ring kann in einfachster Weise hergestellt und ausgetauscht werden.
Er weist einen Grundkörperteil auf, eine in diesem Körper angeordnete Einsenkung,
wodurch eine Schulter gebildet wird, und einen vorspringenden Hülsenteil. Bei diesem
Aufbau sind die Auslaßöffnungen in der Schulter angeordnet, und zwar zwischen dem
inneren Umfang des Ringkörpers und dem Hülsenteil.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine Teilansicht eines Längsschnittes einer Schneckenpresse, die mit einer
Tränkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem erläuterten Gegenstand der Erfindung
ausgerüstet ist, Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht des Auslaßendes der Presse
nach Fig. 1, F i g. 3 eine Teilansicht eines Längsschnittes eines Flüssigkeitseinlaßringes,
wie er in der Presse nach F i g. 1 und 2 verkörpert wird, Fig. 4 eine Vorderansicht
des Ringes nach Fig. 3, Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 3, die eine abgeänderte
Form eines Flüssigkeitseinlaßringes, der für den Gebrauch in einer Presse, wie sie
in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, darstellt, und F i g. 6 eine Vorderansicht des Ringes
nach F i g. 5.
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Gleiche Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
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In F i g. 1 ist eine Schneckenpresse von bekannter Art dargestellt,
die zur Behandlung von Holzschnitzeln oder anderem zerkleinertem Pflanzenmaterial
vorgesehen ist, wenn dieses Material durch die Presse wandert. Die Presse wird hier
nur in einem breiten Rahmen offenbart, da die Imprägnierungsvorrichtung gemäß der
Erfindung, die vollkommen in die Presse eingesetzt ist, um einen Teil dieser Presse
zu bilden, im wesentlichen eine Vorrichtung darstellt, die als Einheit der Presse
zugefügt oder in sie eingesetzt ist.
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Die Presse besteht aus einem Gehäuse 10 und einer drehbaren Vorschubschnecke
11 in dem Gehäuse.
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Die Holzschnitzel oder das Pflanzenmaterial werden an einem Ende der
Presse durch eine Öffnung 12 in die Presse eingeführt und mittels der Schnecke von
einem Ende zum anderen Ende des Gehäuses 10 gefördert, um an dem der Öffnung 12
gegenüberliegenden Ende herausgeführt zu werden; das behandelte Material wird dann
von der Presse weg über ein Führungsrohr 13 zu einem anderen Arbeitsgang geleitet.
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Das Gehäuse 10 ist von Teilstücken umfaßt, die mit ihren Enden aneinanderliegen,
wodurch am Umfang des Gehäuses eine Serie von im Abstand angeordneten seitlichen
Gitterstäben od. dgl. gebildet wird, die dazu dienen, den Arbeitsstoff in der Presse
einzuschließen, jedoch den Medien, wie Luft und Flüssigkeiten, die Möglichkeit geben,
aus dem Gehäuse auszutreten. Auf diese Weise können eine Mehrzahl von in Längsrichtung
seitlich im Abstand angeordneten zylindrischen Ringen 14, 15 und 16 zwischen einander
zwei Längsreihen von Gitterstäben 17 und 18 tragen; die verschiedenen Ringe 14,
15, 16 und die Gitterstäbe 18 und 17 wirken derart zusammen, daß das Gehäuse und
sein gewöhnlich zylindrischer Innenraum 19 durch sie gebildet werden.
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Die Vorschubschnecke 11 umfaßt eine verlängerte Welle 20, die in Längsrichtung
in dem Kanal 19 angeordnet ist. An der Oberfläche der Welle sind schraubenförmige
Schnecken und Zähne in Kombination befestigt, die dazu vorgesehen sind, eine Be
wegung des zu behandelnden Materials durch die Presse, und zwar bei verschiedenen
Geschwindigkeiten und unter verschiedenen Bedingungen des Druckes und der Zerfaserung
zu bewirken. An der Stelle, die als Einlaßende des Durchlasses oder Kanalsl9 unterhalb
der Einlaßöffnung 12 angesehen werden kann, besitzt die Welle 20 einen Schneckenteil
21 mit relativ großem Durchmesser, jedoch schwacher Steigung, um relativ große Mengen
des eingeführten zu behandelnden Materials aufzunehmen und mit relativ geringer
Geschwindigkeit in die weiteren Bereiche des Durchlasses 19 zu schieben. Hinter
dem Schneckenteil 21 ist an der Welle 20 eine Reihe von Längsrippen befestigt, die
in erster Linie zum Vorschub oder zur Zerfaserung oder für beide geeignet sind.
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Auf diese Weise ist eine Reihe von Längsrippen 22 bis 26 an der Welle
mit einem Längsabstand voneinander befestigt, die Schnecken- oder Teilschnecken
zum Vorschieben des zu behandelnden Materials in den Durchlaß 19 tragen. Zwischen
den Längsrippen 22 und 23 ist ein zylindrischer Ringbund 27 an der Welle vorgesehen,
der in Ausrichtung mit den inneren Längsstreben 28 in dem Gehäuse rotiert. Die Längsstreben
28 verhindern eine Drehung des zu behandelnden Materials mit der Vorschubschnecke
und tragen zur Verfeinerung des zu behandelnden Materials in Verbindung mit dessen
wirksamer Bewegung durch die Schnecke 22 und der Drehung des Ringbundes 27 bei.
Letzterer kann an der Oberfläche Rillen haben, die als Zähne wirken, um den Einfluß
auf das zu behandelnde Material zu verstärken. Zwischen den Längsrippen 23 und 24,
zwischen den Längsrippen 24 und 25 und zwischen den Längsrippen 25-und 26 sind andere
Längsrippen 29, 31 und 32 vorgesehen. Diese sind jeweils mit erhöhten Ansätzen oder
Zähnen 33, 34 und 35 gebildet und in Ausrichtung mit den jeweiligen inneren Gehäuselängsstreben
36, 37 und 38 angebracht. Hinter den verschiedenen beschriebenen Längsrippen und
in Querausrichtung
mit dem zylindrischen Ring 16 besitzt die Welle
20 einen konischen Ringbund 39. Dieser Ringbund schafft in Verbindung mit dem Ring
16 einen ziemlich eingeschnürten Durchlaß 41, der als Auslaß-oder als Ausflußende
des Pressedurchlasses 19 dient und der hinter dem Ringbund 39 mit einem Expansionsraum
42, der durch eine zylindrische Verlängerung 43 gebildet wird, in Verbindung steht.
Die zylindrische Verlängerung 43 steht von dem Ring i6 bis zu einer feststehenden
Endplatte 44 vor, die einen Teil des Pressenrahmens bildet. Die Welle 20 erstreckt
sich durch und über den Expansionsraum 42 hinaus und besitzt innerhalb dieses Raumes
einen Schneckenteil 40, um das zu behandelnde Material durch den Expansionsraum
in das Führungsrohr 13 zu bewegen.
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Holzschnitzel, landwirtschaftliche Rückstände oder ähnliche zusammendrückbare
Materialien werden in passender Weise an die Schneckenpresse herangebracht und durch
die Einlaßöffnung 12 in sie hineingegeben. Das eingeführte Material wird durch die
Schnecke 21 aufgenommen und in Richtung auf den Ring 15 hin gefördert. Die Gitterstäbe
17 bestimmen in diesem Bereich einen allmählich abnehmenden Durchmesser des Durchlasses
19, was zum Ergebnis hat, daß zunehmende Druckkräfte auf das Material wirken, so
daß die in dem Material enthaltene Luft und die Flüssigkeiten allmählich ausgetrieben
oder ausgedrückt werden, welche die Presse durch die Gitterstäbe 17 verlassen. Nachdem
das Material den Schneckenteil 22 erreicht hat, wird es durch den Durchlaß i9 weitergefördert
und durch aufeinanderfolgende Vorschub- und Zerfaserungsstufen, wie sie durch die
verschiedenen Rippen bestimmt werden, auf den Einschnürungs-Ringbund 39 an der Stelle
des zylindrischen Ringes 16 zu bewegt. Indem das Material durch die Schneckengänge
auf der sich drehenden Welle vorgerückt wird, werden fortgesetzt Luft und Flüssigkeiten
ausgetrieben, und es wächst der auf das Material ausgeübte Druck mit zunehmender
Annäherung des Materials an den Bereich des durch die innenliegende konische Fläche
des Ringbundes 39 bestimmten Strömungswiderstandes an. So wird unter den Bedingungen
einer maximalen Zusammendrückung mit einem maximalen Ausschluß von Luft und Flüssigkeit
das zu behandelnde Material durch den eingeschnürten Durchlaß 41 geführt und in
den Expansionsraum 42 hineingetrieben. Dort wird das Material im wesentlichen von
dem Druck befreit und in trockenem, expandiertem, tränkungsfähigem Zustand durch
den Schneckenteil 40 weitergefördert.
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Gemäß der Erfindung wird die Tränkung der sich bewegenden Säule des
zu behandelnden Materials innerhalb des Expansionsraumes 42 ausgeführt, wo - wie
schon bemerkt worden ist - ideale Bedingungen für eine vollkommene Durchtränkung
des Materials vorhanden sind. An diesem Ende ist der zylindrische Ring 16 als ein
Flüssigkeitseinlaßring ausgeführt. Gemäß F i g. 3 und 4 besteht dieser Ring aus
einem ringförmigen Grundkörper 45. Eine zylindrische Bohrung in einem Ende des Grundkörpers
45 bewirkt ein innere zurückspringende Schulter 46. Der Teil des Grundkörpers, der
von der Schulter 46 hervorsteht und diese umgibt, ist ein zylindrischer Hülsenteil47.
Eine schräge Oberfläche 48 wird an der Innenseite des Hülsenteils 47 gebildet. Auf
einem Kreis ist eine Reihe von im Abstand angeordneten Bohrungen 49 vorgesehen.
Diese stehen mit ihren äußeren Enden
durch die ebene Fläche der Schulter 46 in offener
Verbindung, während ihre gegenüberliegenden oder inneren Enden eine gemeinsame Verbindung
mit einer ringförmigen Rille 51 in dem Grundkörper aufweisen. Ein Rohr oder eine
Mehrzahl von Rohren 52 ist am Umfang des Grundkörpers 45 an diesem angebracht und
mit der Rille 51 verbunden. Durch die Rohre 52 gelieferte Flüssigkeiten erreichen
die Rille 51 und durch diese hindurch die öffnungen oder Bohrungen 49. Die letzteren
dienen demgemäß als Flüssigkeitsströmungskanäle und lassen die zugeführte Flüssigkeit
in Strömen nach hinten aus dem Ring und in einer gewöhnlich zu der Längsachse des
Ringes parallelen Richtung aus diesem herausströmen, Bei seinem Einbau wird der
Ring 16 in der Presse mit der eingelassenen Schulter 46 und den l ; ilüssigkeitskanälen
49 so befestigt, daß diese dem Expansionsraum 42 gegenüberliegen. Demgemäß wird
die austretende Flüssigkeit durch den Ring in den Raum 42 geliefert, wo sie in den
Raum in einer nach hinten weisenden Richtung oder in derselben Richtung wie die
Bewegung des zu behandelnden Materials durch den Raum erfolgt, eintritt. Der Schneckenteil
40 hilft mit, einen verhältnismäßig weichen Pfropfen des zu behandelnden Materials
in dem Raum 42 zu bilden, wodurch die Flüssigkeit nicht nutzlos durch und hinter
den Raum gesprüht wird. Die Bohrungen 49 erstrecken sich durch die Schulter 46 und
besitzen ihre Öffnungen an einer Stelle zwischen dem inneren Umfang des Ringes und
dem vorspringenden Hülsenteil 47, und zwar in dem erläuterten Beispiel an einer
Stelle unmittelbar dem Hülsenteil 47 benachbart.
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Wenn diese so liegen, ist der Flüssigkeitsstrom parallel zum Strom
der festen Körper und kann nicht durch ein Ansammeln der festen Körper an den Auslaßöffnungen
der Kanäle unterbrochen werden. Die Flüssigkeit wird durch eine Ecke der abgesenkten
Ringfläche eingeführt und vermöge der Lage der Auslässe der Öffnungen 49 wirksam
durch das zu behandelnde Material umgelenkt, wenn dieses durch den Durchlaß 41 in
den Raum 42 geführt wird. Der Widerstand am Eintritt der Flüssigkeiten ist minimal,
und zwar in der Größenordnung eines Druckes zwischen 0 und 4,5 kp, mit dem Ergebnis,
daß das Volumen der zugeführten Flüssigkeit ohne grundlegende Änderungen der Tränkausrüstung
stark variiert werden kann. Die Flüssigkeit strömt an im Abstand ganz um den Umfang
herum befindlichen Punkten in den Expansionsraum, obgleich die Flüssigkeitsversorgungsleitung
ein einzelnes Rohr am Umfang des Ringes sein kann. Durch die Ringnut 41 wird ein
gleichmäßiger Druck an jeder Mündung des Auslaßkanals 49 vorgesehen.
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Weiterhin bietet der Flüssigkeitseinlaßring eine einfache Vorrichtung,
die an eine Standard-Schneckenpresse zur Flüssigkeitstränkungsbehandlung angepaßt
werden kann, wobei die Elemente des Tränkungssystems nur an der Auslaßzone in der
Presse angebracht oder eingesetzt zu werden brauchen.
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Der Flüssigkeitsring kann auch andere Formen aufweisen. Zum Beispiel
kann der Ring, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt ist, für einen winkligen Flüssigkeitsauslaß
in den Expansionsraum angepaßt sein, und zwar genau so gut, wie innere Ansätze für
die Verwendung als Brecher nach Art der inneren Ansätze 28, 36, 37 und 38 in dem
entsprechenden Gehäuse vorgesehen werden können. Ein Flüssigkeitseinlaßring, wie
in Fig. 5 und 6 gezeigt, besitzt im wesentlichen dieselben
Abmessungen
wie der zylindrische Ring 16, der deswegen in derselben Umgebung eingesetzt werden
kann. Er umfaßt einen Körper 53, eine äußere ringförmige Nut54, die durch eine Leitung
55 versorgt wird, Ausflußmündungsöffnungen 56, einen vorstehenden Hülsenteil 57
und eine eingelassene Schulter 58. In diesem Beispiel jedoch wird die Schulter 58
mit einwärts und radial vorspringenden Teilen 59 gebildet; diese Vorsprünge erstrecken
sich einwärts von der normalen Umfangsebene der Schulter 58 und wirken als Brecher,
wie bekannt ist, um eine größere Kompression des Materials unmittelbar vor der Expansion
zu erhalten und um eine Drehbewegung des Materials vor der Expansion zu verhindern.
Weiterhin sind die Mündungsöffnungen 56 bezüglich der Längsachse des Ringes geneigt,
um in eine Richtung sowohl nach von als auch unter einem Winkel in den Expansionsraum
ausströmen zu lassen.
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Es wird so eine direktere Einspritzung in den Kern der sich bewegenden
Masse des Materials erhalten.
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Die Bildung der Brechervorsprünge 59 ist derart, daß eine Expansion
des Materials in angenäherter 270°-Lage um jede der Mündungsöffnungen 56 möglich
ist.
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Demgemäß tritt der Flüssigkeitsstrahl, der von jeder Einlaßöffnung
ausströmt, in einen kleinen, von der expandierten faserigen Masse gebildeten Hohlraum
ein und schafft so eine schnellere und kontrolliertere Absorption der Flüssigkeit
durch die Faserbündel.
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In Übereinstimmung mit der gewöhnlichen Auffassung des Imprägnierens
oder Tränkens in der Umgebung einer Schneckenpresse arbeitet die Presse so, um ein
teilweises Zerfasern des Materials unter der Behandlung durch Trennen der Faserbündel
ohne merkliches Brechen oder Kürzen der Faserlängen zu bewirken. Luft und Feuchtigkeit
werden durch die Kompression ausgetrieben, und das sich ergebende trockene, tränkungsfähige
Material kann mit seiner bloßgelegten Oberfläche in den Raum 42 expandieren. Wenn
das Material expandiert, werden die Hohlräume in der Masse gleichmäßig mit der zugeführten
Flüssigkeit gefüllt, die gleichförmig und wirksam in die Masse des Materials eindringt,
wodurch der Tränkungsvorgang ohne Veränderung des Druckes und unter feingesteuerten
Volumenstrombedingungen ausgeführt werden kann.