DE1427661A1

DE1427661A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ummantelung von Draht mit Harz

Info

Publication number: DE1427661A1
Application number: DE19651427661
Authority: DE
Inventors: Facer Walter Kiel; Rigo Jane Henrietta May
Original assignee: United States Steel Corp
Current assignee: United States Steel Corp
Priority date: 1964-03-25
Filing date: 1965-03-23
Publication date: 1968-10-31
Also published as: GB1106951A; FR1426803A; NL6503756A; LU48262A1; US3560239A; BE661657A; US3476081A; JPS4430395B1

Description

PATENTANWÄLTE

PATENTANWÄLTE LICHT, HANSMANN, HEKRMANN 8 MÜNCHEN 2 · THERESIENSTRASSE 33

Dipi.-lng. MARTIN LICHT Dr.REINHOLD SCHMIDT DipI.-Wlrtsch.-lng. AXEL HANS MA NN Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANN

1427661 Mönchen, den 23«, V&TZ 1965

Dr. Expl.

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UTTTHD STASIS 311SL üOHPOJiÄTIO:: Pittsburgh 30, Peiinsylvanien William Penn Place 525, V.3t.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Ummantelung von Dralit mit Harz

CO CD O OO

Gegenstand der Drfindung ist ein Verfahren und eine . Vorrichtung aur Ummantelung eines langgestreckten lörpers und.Ina besondere eines Stahldrahtes mit Harz, Diese Art der Ummantelung v/ird bei den verschiedensten Verfahren und ''/orrichtungen verwendet« In der USA-Patentschrift I7r.3_f108,022 ist eine solche Vorrichtung, die Verwendung findet, beschrieben,= ils int jedoch festgestellt V7orden, dass diese Vorrichtung,

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-lng. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÖNCHEN 2, THERES.IENSTRASSE 33 · Telefon: 292102 · Telegramm-Adresse: Upatli/München

Bankverbindungen: Deutsche Bank AG, Filiale München, Dep.-Kasse Viktualienmarkt, Konto-Nr. 716728 Bayer. Vereinsbank München, Zweigst. Oskar-von-Miller-Ring, Kto.-Nr. 882495 · Postscheck-Konto: München Nr. 1633 97

Oppenauer Büro: PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

v/ie auch andere "bekannte Vorrichtungen dieser Art, verschiedene ilaelateile auf v/eis en. So wird die "bei der in 6.QT₁ oben genannten USA-Patentschrift beschriebenen Vorriehtting an den Abdichtungen verwendete Luft nicht gleichraässig verteilt und bewirkt nur ein geringes Fliessen,, Auch rsiss die Kammer, die das FIiess-"bett enthält, relativ luftdicht sein, so dass das Eindringendes Earzes ein Problem darstellt. Auch wurde gefunden, das.o es bei einer Verwendung eines üpliessoettes festliegender Länge s'ehra.erig ist, auf Drähten Kit unterschiedlichen Abmessungen geeignete t-berr.ilge zu-erreichen und die Stärke des Überzugs EU verändern. Als schwierig hat sich auch herausgestellt, auf aeia Draht vor der Ummantelung eine geeignete G-ruiidierung" su erreicher..

Hs ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahrensur Ummantelung oinos laDggesogeneii Gegenstandes Bit Harz su schaffen, αΐΐ Ge;.: verschieden grosso G-agenstände mit geeigneten Übersügen verochieciener Dicke versehen v/erden können* Auch soll bei eineri solchen Verfahren auf Con Gegenstand eine G-rundierung einheitlich aufgetragen werden können, ^irie weitere Srfindungsaufgane beateht dann darin, sur Ausführung dieses '/erfahrene eine geeignete Vorrichtung au schaffen."Diese Vor—, richtung soll kein geschlossenes oder luftdichtes Oberteil benötigen, und sie soll das dem iTliessbett sugeführte Gas

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wirkungsvoll ausnutzen. In der -ielclniun^ Ist ein A o.er !Z-rfincting dargestellt. In ilir sind:

7ig. 1 eine schema ti sehe Ansicht einer' ■ Unman tellings strass e, geraäss π er "Urfindunj,

Ί?1β. 2 eine Ansicht der orfiiiöurigsgeiaässen Grunälermvjs-

einheit, teilweise in Schnitt, · "

Fig· 3 eine Ansicht der erfindnn^sgeoässen Umraanteltingseinheit, toiHweise in ochnitt und

Pi^. 4 eine Schnittansicht einer rjinc-Glheit der Tinman te lungseinheit.

In l^?iß. 1 wird l:ei 2 eine Ablaufspule gezeigt, die eine Holle riit "/raht .7 irl-i^t, der wr-antelt werden soll. Der "Draht ä

Ί läuft durch einen normalen Hollenstrec'raiyparat 3 zu einen Iieiniguniro^OiTalter 4 irgendeines geeigneten. Tjrps und dann durch einen V/asaersptilLeiialter 5. Von hier aus läuft der Draht W hintereinander durcli eine Grimuieriuiyoeinheit 8, eine I einheit 10, eine Vorerhit3un-;r;indu]:tionsnpule 12', eine kamaer 14, ein ο ITacherhitsimgniiidUKtionsnpule 16, eine Schrael',:- 2one 18 und einen A^rschreclibehäJ.ter 20 mit 'Jc'-sser, Ms zv einer Aufnnhnevorrichtun.3 22, vro er aufgespult wird. Obgleich der

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!Erfindungsgegenstand anhand der Ummantelung von Draht beschrieben wird," lassen sich mit nur geringen Abänderungen "Litzen, Schnüre, Seile, Bänder oder ähnliche langgestreokte Gegenstände genauso gut ummanteln. ■ "

Die in !Fig. 2 Grundierüngseinheit 8"weist eine Kammer 24 auf, in der sich eine spiralenförmige Abstreifschnur 26 befindet, durch die der Draht W"läuft. In die Eammer 24 wird ein flüsiges G-rundierungsmittel eingefüllt, das durch eine Leitung 28 auf" den Draht W gerichtet und durch einen Abfluss 28' in ein Reservoir-(nicht gezeigt zurückgeführt wird". Die Ummaiitelungskammer 14 ' v/ei'st ^ wie aus den ßg. 3' und 4 ersichtlich ist, Stirnwände 32 und 34 auf, in denen sich miteinander fluchtende Öffnungen' 36 und 38 befinden. Die fand 32 trägt eine Lufteiηtrittsabdichtung 40 und die Wand 34 eine Luftaustrittsabdichtung 42. Die Dich- ' tung 40 ist mit einem hohlen zylindrischen Glied 44 ausgerüstet, das ' einen äusseren Gewindeteil 46 mit' verkleinert em Durchmesser / und einen Teil 48 mit einem grössereh Durchmesser aufweist. Der Teil 46 besitzt eine axiale Durchbohrung"mit einer Öffnung 50, deren Durchmesser nur wenig' grosser" ist als der Durchmesser To In dem Teil 48 befindet sich oine Öffnung oder Eammer 52, ' die ^%mit" der^Öffnung'50. durch einen abgeschrägten Teil 54' in Verbindung s'teht, der vorzugsweise unter einem Winkel von 60 Grad zur-AchSOaes' Drahtes angeordnet ist. Auf der ilinlassseite . der· Öffnung 32 sind" Gewinde' 56 Vorgeseheh, und in'die Gewinde "' 56 ist eine Düse 58 eingeschraubt» Das vordere Bnde der Düse 58"

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ist in dem selben .Winkel abgeschrägt wie der abgeschrägte Teil 54· Die Düse 58 ist an fler Wand 32 mittels einer auf den Teil 46 geschraubten Mutter 60 befestigt. Zwischen dem Teil 48 und der Aussenseite der Wand 32 ist ein Dichtungsring oder ein anderes Dichtungsglied 62 vorgesehen» Die,Düse 58 ist so weit in die G-ewindegänge 56 eingeschraubt, dass als Luftdurchlass ein konischer Schlitz 64 entsteht. Die Grosse der Öffnung des Schlitzes 64 lässt sich nach Wunsch g einstellen. Eine Feststellnutter 66^ die über die Aussenseite der Düse 58 geschraubt ist und an dem Glied 44 anliegt, hält die Düse in der eingestellten Lage. Durch eine Leitung 68 wird in die Kammer 52 Luft eingeführt. Die Luftdichtung 42 weist im wesentlichen dieselbe Konstruktion auf wie die Luftdichtung 40, und die entsprechenden Einzelteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, die die Einzelteile der Luftdiehtung 40 bezeichnen, ihnen wurde nur ein Strich beigefügt« Die Öffnungen durch die Teile 46· und die Düse 58' sind grundsätzlich langer als die Öffnungen durch den Teil 46 und die Düse 58. In die " Kammer 52· wird an diametral gegenüberliegenden Stellen durch die Leitungen 70 und 72 Luft eingeführt. Etwas oberhalb des Bodens 76 der Kammer 14 ist ein Luftdiffusionsboden 74 angeordnet.

Sine vom Oberteil der Kammer 14 getragene Sammelleitung 78 v/eist rund um ihren Umfang eine Kammer 80 auf» Die InnemTände 82 der Sammelleitung 78 besitzen zu einem Zweck, der später erläutert wird, eng nebeneinanderliegende Bohrungen 84. An die Sammelleitung

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78 ist eine Leitung 86 angeschlossen, die zu einem Absaug— gebläse 88 führt. An jeder Stirnseite ist über der Luftdichtung eine Ablenkplatte 90 befestigt,: die sich, in Richtung nach unten und nach innen erstreckt. Die Platten enden vorzugsweise in geringer Entfernung von jeder Seite der Kammer 14..In der Earamer 14 sind zwei zwischen ihren Und en liegende Trennwände 92 angeordnete Jede Zwischenwand 92 besi.tzt rund um den Querumfang der Eammer 14 Planschteile 94· Der IPlanschteil 94 ist vorzugsweise mit einem nach unten führenden Plansch 95 ausgerüstet, der den Boden 74 in Abschnitte unterteilt. An dem Teil 94 ist eine Platte 96 befestigt, und zwischen beiden befindet sich eine Dichtung 98. Sine Öffnung 100 in jeder Platte 96 fluchtet mit den Öffnungen 36 und 38. Im Speicherraum 104 sind zwischen dem Soden 76 und dem Diffusions "boden 74 liegende Abteilwände 102 vorgesehen. Zwischen dem oberen Flansch der Abteilwand 1^2 und der Unterseite des Bodens 74 befindet sich eine Dichtung 103.

Dem Speicherraum 104 wird von einer luftquelle (nicht gezeigt) durch eine Sammelleitung 106 und Abzweigleitungen 108, 110 und 112 Luft zugeführt. In den Leitungen 108, 110 und befinden sich die Ventile 114, 116 und 118. Ein abnehmbarer Deckel 120 ist vorzugsweise mindestens über einem Teil der Oberseite der Sammelleitung 78 vorgesehen» Durch eine Luftleitung ■ 122 wird der Induktionsspule 12 längs des Drahtes W Luft zugeführt· Die Ventile 124, 126/ 128 und 130 steuern den Luftstrom·

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.durch die Leitungen 68, 70 und 72 in die Luftdichtungen und durch die Leitung 122 hindurch«

Die Anlage wird so betrieben, dass der Draht W durch die Anlage geführt und ein Harzmaterial 132 in Granulatform on die Ummantelungskammer 14 eingefüllt wird. Dieses Harz kann ein thermoplastisches oder wärmehärtbares Kunstharz sein· Der Harztyp ist nicht erfindungswesentlich, aber die folgenden " Harze wurden verwendet:

Chlorierter Polyäther auf Zellulosegrundlage, Epoxydharz, Nylon, Polyester, Polyäthylen, trocken gemischtes Phenyl und vorgesehmolzenes, im erstarrten Zustand gemahlenes Phenyl· Himmt man an, daß der Draht einen kleinen Durehmesser besitzt und daß ein dicker Mantel aufgetragen werden soll, dann wird die Austrittsdichtung 42 an der Stirnwand 34 wie gezeigt befestigt. Die Anlage wird dann durch Öffnen der Yentile 114* 116 und 118 { inbetriebgesetzt. Wenn der gerade gerichtete, saubere Draht ϊλ die Kammer 24 einläuft, wird das flüssige Grundierungsmittel unmittelbar' auf die Drahtoberfläche G gerichtet, und nachdem, ein Teil des Grundierungsmittels abgelaufen Ast,.wird der auf dem Draht haften gebliebene Seil beim .Durchgang dureh das Wollfilzband 26 gleichmäßiger verteilt, -Bei .gegebener Geschwindigkeit, ■■■:· Grunaierungsmittelzufuhr und s_v ■ . , ■; ·_; . .,

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■Drahtdurchmesser lässt sich die Dicke der G-rundi erung durch Veränderung der Wicklungszahl des Bandes 26 um den Draht variieren, Die G-rundi erungsmateri alien sind nicht erfindungswesentlich. Es wurden hierfür das von der Firma Michigan Chrome und Chemical Company verkaufte G-rundi erungsmi ttel MC 1445 und das von der Firma Polymer Processes Incorporated verkaufte G-rundi erungsmi ttel VC verwendet. Die G-rundi erung "wird dann in der Trocknungseinheit- 10 getrocknet und der D^aht W bei seinem Durchgang durch die Induktionsspule 12 vorerhitzt. Es hat sich als ratsam herausgestellt, durch die Leitung .122 einen Lufts trom - durch die Spule 12 zu leiten, um dadurch die G-rundi erungsmi tteldämpfe zu vertreiben und die Spule frei von Ablagerungen zu halten. Die meisten Dämpfe werden durch diesen Luftstrom in die Trocknungskammer 10 zurückgetrieben« Wenn der Draht W durch das FIiess— bett läuft, in dem sich pulverförmiges Harz 132 befindet, nimmt er das Harz auf und ummantelt siehe Das Bett wird mittels der durch den Diffusionsboden 74 und durch die Luftdichtungen strömenden Luft in einem Fliesszustand gehalten. Die Ablenkplatt en 90 verhindern, dass die durch die Luftdiehtungen strömende Luft hochsteigt und direkt zum anderen Ende des Bettes strömte Die Luftbewegung an den Enddichtungen verhütet^ dass sieh Toträume in oder um die Dichtung herum bilden, sowie sie dazu dient,die Agglommeration des Harzes an den Stellen, zu verhindern, "an denen der Draht eintritt und austritt· Die Luft an der Austritts- . ' dichtung bläst überschüssiges Pulver vom Draht und verhütet, dass Harzpulver aus dem Behälter austritt. Der von derümmantelungskapns¹¹

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14 kommende Draht durchläuft die Versehmelzungszone 18, in der die Harzteilchen auf dem Draht zusammenschmelzen und sich mit dem Draht verbinden,vjodureh eine glatte Oberfläche entsteht. In einigen Mllen wird dem Draht W über die Induktionsspule 16 Färme zugeführt. Dies geschieht aber nur dann, wenn eine zusätzliche Wärmemenge auf dem Draht erforderlieh ist, ein Fall, der meistens bei Drähten mit kleinem Durchmesser eintritt. Der Draht mit der verschmolzenen Oberfläche läuft darauf durch den Wasserabsehreckbehälter 20 und dann weiter zur Aufnahmevorrichtung 22, wo er aufgespult wird.

Es wurde gefunden, dass bei der Ummantelung von Drähten mit grossem Durehmesser die länge des Pliessbetts verringert werden sollte. Dies ist auch dann der Pail, wenn eine dünne Harzummantelung gewünscht wird, oder wenn sich der Draht mit niedrigen Geschwindigkeiten durch die Anlage bewegt. Wenn dies der Pail ist, wird die Austrittsdichtung 42 und die Ablenkplatte an einer der Trennwände 92 befestigt, und das pulverfonsige "

Harz wird nur in den Raum zwischen den Dichtungen gefüllt. Fimmt man an, dass die Dichtung 42 und die Ablenkplatte 90 auf der .ersten der Trennwände 92 angeordnet werden, wie dies in unterbrochenen Linien in Pig» 3 gezeigt ist, dann werden die Ventile 116 und 118 geschlossen und das Ventil 114 geöffnet. Auch die Öffnungen 84 zwischen der ersten Trennwand 92 und der

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Stirnwand 34 werden in irgendeiner geeigneten Weise verschlossen» Djgs kann beispielsweise durch bloses Überkleben mit Klebstreifen erfolgen. Der Flansch 95, die Abteilwand 102 und die Dichtung 103 verhindern, dass die Luft aus dem Speicherraum 104 zum Fliessbett in das erste Abteil der Kammer 14 strömt«, Die durch die Öffnungen 84 entweichenden Dämpfe und Luftmengeh werden.durch die Leitung 86 von einem. Sauggebläse 88 abgesaugt.

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Claims

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Dr.REINHOLD SCHMIDT Diph-WHsch.-tng. AXEL HANSMANN 1427661 DipL-Phys. SEBASTIAN HERRMANN

PATENTANWÄLTE LICHT, HANSMANN, HERRMANN 8 MONCHEN 2 · THERES1ENSTRASSE 33

UITITED STATES STEEL COHPOEATIOH München,den 23a März 1965 Pittsburgh 30, Pennsylvanien ihr zeichen

William Penn Place 525, V.St.A.

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Patentanmeldung; Verfahren und Vorrichtung zur Ummantelung

von Draht mit Harz

PATE IJ TAK SPE Ü CH E

O OO Oi O 00

1. Verfahren zur kontinuierlichen Ummantelung eines sich bewegenden Drahtes, einer Litze, eines Bandes oder eines ähnlich langgestreckten Gegenstandes mit Harz, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand, auf dem sich eine getrocknete Grundierung befindet, aufgeheizt wird, dass der aufgeheizte Gegenstand in Längsrichtung durch ein Pliessbett läuft, in dem in einer Kammer ein pulverförmiges Harz gehalten wird, wobei durch das Bett ein der Erzeugung eines Pliesszustandes dienendes Gas aufsteigt, und dass die Harzteilchen, die an dem Gegenstand beim Verlassen der Kammer anhaften, verschmolzen werden«,

Patentanwälte Dipl.-ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-lng. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

2„ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kammer, um den Gegenstand herum, wenn dieser durch eine Öffnung in einer Stirnwand der Kammer eintritt, · Gas eingeleitet wird, um zu verhindern,.- dass pulverförmiges Harz durch die Öffnung entweicht· . >

• 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom durch die Austrittsöffnung des Gegenstandes gesteuert wird, um überschüssiges Harzpulver zu entfernen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die länge des Fliessbetts verändert \vird, um. den Harzmantel bezüglich seiner Dicke, und der Grosse des Gegenstandes, der ummantelt wird, zu steuern.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das den FIiesszustand bewirkende Gas durch öffnungen am oberen Ende der Kammer abgezogen wird, und dass das durch eine Öffnung in der Stirnwand in die Kammer gespeiste · Gas nach unten abgelenkt wird, um das PIi es sen zu unterstützen«

6# Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundierung aufgebracht und getrocknet wird, bevor der Gegenstand in einer Induktionsspule aufgeheizt wird, und * dass zur Reinigung des Drahtes in das Austrittstnde der Spule

Gas eingeblasen wird.

w.JVorrichtung zur kontinuierlichen Ummantelung eines sich bewegenden Drahtes, einer Litze, eines Sandes oder eines ähnlich langgestreckten Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Einrichtungen aufweist, die dazu dienen, auf den G-egenstand ein Grundierungsmittel aufzutragen und das aufgetragene Grundierungsmittel zu ^l trocknen, dass eine Induktionsheizungsspule vorhanden ist, durch die der Gegenstand mit dem auf ihm befindlichen, getrockneten Grundierungsmittel läuft, dass auf der Austrittsseite der Induktionsspule eine Pliesskammer angeordnet ist, in der sich"ein pulverförmiges Harz in einem PIiesszustand befindet, dass in den gegenüberliegenden Stirnwänden der Kammer Eintrittsund Austrittsöffnungen liegen, die als Durchlass für den Gegenstand durch das im ELiesszustand befindliche Harzpulver dienen, und dass Erhitzungseinrichtungen vorhanden sind, die dazu dienen, das an dem Gegenstand haftende Harzpulver zu verschmelzen, nachdem der Gegenstand die Kammer verlassen hat.

8, Vorrichtung nach Anspruch, 7, dadurch gekennzeichnet, · dass den G-egenstand bei seinem Durchtritt durch eine Stirnwand eine Dichtung umgibt, die mit Einrichtungen ausgestattet ist, die dazu dienen, rings um den Gegenstand Gas in die Kammer zu Ii ef ern<x

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung ein hohles zylindrisches G-Iied aufweist, dass nach aussen au einen Seil nit verkleinertem Durchmesser "besitzt, der mit der Durchtrittsöffnung in dichter Berührung steht und einen axialen Durchlass für den .Gegenstand aufweist, und dass in der äusseren Stirnwand des zylindrischen Gliedes eine einen axialen Durchlass für den Gegenstand enthaltende Düse ausgerichtet so angeordnet ist, dass die axialen Durchlässe .miteinander fluchten, dass das hohle zylindrische Glied eine Kammer "bildet, die Einrichtungen aufweist, durch die der Kammer Gas zugeführt wird, und dass die axialen Durchlässe in zusammenpassenden Flächen münden, die innerhalb der Kammer mit Abstand voneinander angeordnet sind, wobei der Abstand dieser Flächen durch den einstellbaren Sitz der Düse veränderlich Ist.

10..'Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung in der Stirnwand der Fliessbettkammer, durch die der Gegenstand austritt, mit Einrichtungen versehen ist_? die dazu dienen, diametral gegenüberliegenden Stellen der Kammer Gas zuzuführen»

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekenn—

ι ·

zeichnet, dass zwischen den Stirnwänden der Fliessbettkammer Trennwände angeordnet sind, die Unterkammern bilden, dass Einrichtungen vorgesehen sind, die dazu dienen einer Unterkammer einzeln der Erzeugung eines FIiesszustandes dienendes Gas zuzu-

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führen und dieses Gas aus ihr abzusaugen, und dass jede
Trennwand eine Dichtung tragen kann.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass über der Dichtung eine 'Ablenkplatte so angeordnet ist, dass sie das durch die Dichtung in das im
PIiesszustand befindliche Harzpulver gelieferte Gas ablenkt.

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