DE1479496A1

DE1479496A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ausformung einer Fuell- und Entleerungsoeffnung an einem im sogenannten Blasverfahren hergestellten Hohlkoerper aus Kunststoff

Info

Publication number: DE1479496A1
Application number: DE19651479496
Authority: DE
Inventors: Horst Mehnert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-11-27
Filing date: 1965-11-27
Publication date: 1969-07-03
Also published as: BE690105A; GB1142344A; FR1502313A; AT298783B; SE308396B; NL6616694A; US3531556A; ES333741A1; JPS4932780B1; CH441719A; DK123153B

Description

Dr

r.

Horst M e η η e r t _t Berlin 42, Forddamm 91

Verfahren und Vorrichtung zur Ausformung einer Füll- λ

und Entleerungsöffnung an einem im sog. Blasverfahren hergestellten Hohlkörper aus Kunststoff=

Die Erfindung betrifft im weiteren Sinne ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von mit einer Öffnung versehenen Hohiicörpern aus thermoplastischem Kunststoff, Z=Bc Flaschen und Kanister, und im engeren Sinne die Ausformung einer solchen ilinfüll- und Üntlee rungs öffnung, "beispielsweise die Ausformung eines Flaschenhalses -

Es ist "bekannt, bei der Herstellung eines Hohlkörpers aus Kunststoff so zu verfahren, dass zunächst aus einem das Kunststoff-Rohmaterial erwärmenden und damit plastif!zierenden Extruder ein Strang gebildet wird, der als schlauchförmiger Vorformling - oder seltener auch in Form mehrerer paralleler Folienbaxinen - aus . einer dem Extruder nacngeschaltenen Exiigduse senkrecht nach unten

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zwischen die auseinandergef ahrenen Hälften einer Blasform austritt, die iim nach dem Zusammenfahren in sicn aufnehmen» Dies geschient in der v/eise, dass das eine Ende des Vorformlings geschlossen und das anaere jände in dem den llascüenhals bildenden Teil der gescialos3enen Form für die Einführung einer Blas- und Kalibrierdüse offen gehalten wird» Beim Einführen der Düse in das offene Ende des Vorformlings, der zu diesem Zweck nach Abtrennen vom Nachschub am Extruder in eine Stellung ausserhalb der durch die Eingdüse des Extruders gehenden Senkrechten und unter eine Blasstation gebraent wird, wird durcn radiale Verdrängung des Materials des Yorformlings gegen die Wandung der Form in diesem Bereica die Öffnung bzw. der Hals des iioalicorpers geformt» ünseh-Liessend wird durch Aufblasen, d.n„ durch Zuleitung eines gasförmigen Medium durch einen Kanal"in der Bias- und Kalibrierdüse der verbleibende Teil des Vorformlings zum Hauptteil des HonlJsörpers, ζ <, Bo IM-ascnenJcorper, ausgeformt.

Da aber bei diesem Malsformungsvorgang nicht nur durch die Blasform der äussere Durchmesser des ilLascnenhalses und durcn die Blas- und Kalibrierdüse sein innerer Durchmesser festgelegt werden muss, sondern aueii seine genaue Höhe und eine genau pxane obere ötirnfläcne, wird zur Anwendung eines bekannten. Verfahrens die Blas- und Kalibrierdüse mit einer Verdicüung, beispielsweise in Gestalt einer aufgezogenen Hülse, versehen, deren untere

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Stirnfläche die Höiie des Flaschenhalses bestimmt und seine obere Stirnfläche, auch Lippe genannt, ebnet»

Damit die Höhe des Flaschenhalses genau stimmt und das nach oben überstehende überschüssige Material des Vorformlings entfernt werden kann, muss der Durohmesser der Hülse auf den Innendurchmesser der Form an dieser Stelle so abgestimmt sein, dass der axiale Vorschub der Blas- und Kalibrierdüse in dein Moment sein Ende findet, in dem die untere Stirnfläche der Hülse o.dgl» Verdicfcung an der Düse genau der vorgeschriebenen Lage der oberen Stirnfläche des Flaschenhalses entspricht» Wenn der hier liegende, "Einlauf" genannte Teil der Form richtig gestaltet und dimensioniert ist, wird dabei gleich zeitig der überschüssige Teil des Vorformlings nahtlos abgetrennt.

Das vorstehend umrissene Verfahren nat sich in der Praxis gut oewä-irx und gestattet es im allgemeinen aucii, für die rientire Abstimmung aer Wandstärke des Halses im Verhältnis zu der des üorigen Flaschenkörpers zu sorgen, weil die Pressung des tnermopiastisehen Materials zwiscnen der Blas- und Kaiibrierdäse und der Wä-idung in lialsbereicn der Form an dieser Stelle die Wa.idstärke des Vorformlings weniger verringert, als die durcü Aufblasen verursacnte Reokung seines verbleibenden, den ■flasciienicörper bestimmenden Teiles (vö.rgJU DBGM 1 885 678)

Dieses Vespfaoren, ■ das heutzutage zu den bei weite^i an: Häufigsten angewandten gehört', versagt aber in den

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fällen, in denen an dem Hohlkörper Bereiche eines Querschnitts angeformt werden sollen, der grosser als die Wandstärke des Vorformlings ist ο Der an sich zunächst naheliegend erscheinende Ausweg, sich dann eines dickeren Vorformlings zu bedienen, ist meist nicht gangbar, weil es unwirtschaftlich ist, die Wandstärke des Vorformiings nicht nach der verlangten Wandstärke des Hauptkörpers ^ des Hohlkörpers, sondern nach der des Halses ο ο dgl* Öffnungsbereichen zu berechnen.

Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, auf der Blas- und Kalibrierdüse eine feste oder axial verschiebbare Hülse oder Muffe anzuordnen, deren Aussendurchmesser kleiner als der Aussendurchmesser des Flaschenhalses bzw. der Innendurchmesser des Halsbereiches der IOrnTist, so dass die in den offenen Vorformling eingestossene Düse, deren Aussendurcnmesser wiederum kleiner als der Innendurchmesser des Vorformlings ist, das Material desselben in einem vom Vorformling nicht ausgefüllten Ringraum zwischen der Blasdüse und der w'andung im Halsbereich der form zusammenstaucht und den Ringraum ausfüllt. Damit soll ein yiascnenhals erzeugt werden, der dicker als der scniauchförmige Vorformling ist. Dieses Verfahren konnte aber iceinen Eingang in die Praxis finden, weil sicn in "Wirklichkeit ein plastisch verformbares Kunststoffmaterial auf diese Weise nicnt stauchend verformen lässt, i'atsäcnlioh nämlich sciiieot die Hülse auf der Blas- und Kaiiorierdüse

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den Vorformling im Halsbereich der Form mangels Gegendruck nur vor sion her und in den Körperteil des in der Ausformung "befindlichen Kohlkörpers hinein (DAS 1 109 353)»

Hier setzt die Erfindung'ein, die Ton dem allgemeinen Gedanken ausgeht, dass die Anformung eines die Wandstärke des Vorformlings übersteigenden Teiles in aller Regel nur in einem gewissen Bereich der Füll- und Entleerungsöffnung eines Hohlkörpers, z.Bo eines Flaschen- ^ halses, verlangt wird, und dass dieser Bereich dann durch Anstauchung 'und Verdichtung erzielt werden kann, wenn der sicn an diesen Bereich anschliessende Teil des Vorformlings daran gehindert wird, in Richtung der Anstauchung fortbewegt zu werden.

Demnaoh betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ausformung einer Füll- und Entleerungsöffnung an einem Hohlkörper aus Kunststoff, z,B. eines Flaschenhalses, bei dem in das offene Ende eines von einer geschlossenen Blas- j form aufgenommenen Vorformlings aus thermoplastischem Kunststoff eine Blas- und Kalibrierdüse eingeführt wird, die durch radiale Verdrängung die Öffnung formt, im Zusammenwirken mit der Blasform hinsichtlich Innen- und Aussendurchinesser festlegt und mit einer Verdickung die Randlippe gestaltete Dieses zeicnnet sich dadurch aus, dass aer im Halsbereich der Blasform befindliche Teil des Vorformlings längs einer Ringfläcne mit der Aussenfläche der a- und Kalibrierdüse festgeklemmt und der sich in Rich-

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tung auf die Öffnung ansehliessende Teil in Bichtung auf die Ring&lemmflache in den an dieser Stelle zwischen Form und Düse befindlichen, die Gestaltung der Öffnung bestimmenden Hohlraum angestaucht wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Ausführung des durch den vorstehenden Absatz definierten Yerfahrensο

Einige nur beispielsweise aufzufassende Möglichkeiten der Ausbildung von Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und anxiand dieser nachfolgend besenrieben« Es stellen dar:

Pig. 1 Den erfindungsgemäss ausgebildeten Halsbereich einer Blasform im VertiJcaisciinitt mit dem offenen Ende eines von ihr aufgenommenen Vorformlings und einen in das offene Ende eindringenden erfindungsgemäss ausgebildeten Blas- und Kalibrierdorn,

Fig. 2 den formteil nach Fig» 1 bei Beginn der Klemmpnase,

Fig» 5 den Formteil nach den Fig« 1 und 2 nach Beendigung der Anstauchphase,

Fig» 4 eine abgewandelte Ausbildung einer Form zur Herstellung eines Flaschenhaxses nach den Fig» 1 bis 3,

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Pig. 5 eine weiter abgewandelte Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung einer von den fig. 1 bis 4 abweichenden Hialsf orm in zwei verschiedenen Bewegungsphasen, jeweils im Halbschnitt.

In den iig. 1 bis 3 ist die Herstellung eines Flaschenhalses mit einer Handlippe dargestellt, die zum Aufsetzen eines sog. Kronenkorken geeignet ist, wie er ZoB. zum Verschluss von Bier- und Idmonadef laschen viel "

verwendet wird. Da mit den bisher angewandten in der Einleitung beschriebenen Methoden die Ausformung einer Kandlippe für das Aufsetzen eines Kronenkorkens nicht in befriedigender Weise möglich war, und die Erfindung gerade aus diesem Problem heraus entstand, ist sie zunächst unter Bezugnahme hierauf beschrieben, obwohl auch andere Flasehenhalsausbildungen, sofern sie eine gegenüber dem Vorformling grössere Wandstärke voraussetzen, sich mit

aem erfindungsgeinässen Verfahren herstellen lassen. *

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J?ig. 1 stellt den oberen Teix einer aus den Hälften la und Ib bestellenden Blasform ißt geschlossenen Zustand dar« In diese Bias foramäxi teil sind Mandungsbacken 2a, 2b eingesetzt, die die Fora i*ur üe.* riaxsoereicii des herzustellenden Hohlkörpers augeben«. In der ^esciilossenen Form ist der aus einem Extruder ausgespritzte und von Nacnec.iuD abgetrennte scriXaucnförißi^e tfori'oratxing ^ gexagert, der, was niciit dargestexxt ist, an den seinen offenen iiade

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entgegengesetzten Ende durch eine entsprechende Ausbildung der Form an dieser Stelle zusammengequetscht und verschlossen ist. In das offene Ende 4 des Vorformiings wird In Pfeilrichtung eine allgemein mit 5 bezeichnete Blas- und Kalibrierdüse eingeführt, die so bezeichnet ist, weil durch einen Kanal ö das den Vorformling zum Hohlkörper aufweitende Blasmedium, meist Il luft, eingeführt wird und durch die Wahl ihres Aussendurchmessers im Verhältnis zu dem Durchmesser der Form im Haisbereien der Hals des Hohlkörpers - im folgenden ist als Hohlkörper stets eine Flasche angenommen - hinsicntlich des Aussen- und Innendurchmessers festgelegt, d.n, kalibriert wird»

Erfindungsgemäss ist der Innendurchmesser jenes Teiles 7 des allgemein mit 8 bezeichneten Halsbereiches der Form, über welenem eine Stelle des Flaschenhalses mit grösserer Wandstärke als der Wandstärke des Vorform-

lings entspricht, z.B. eine Kronenkorkenlippe entstehen soll, im Verhältnis zum Kalibrierteil 9 der Blasdüse so bemessen, dass der Vorformling nier festgeklemmt wird* Wenn dann die Bias- und KaiiDrierdüse beim weiteren Eindringen in die Blasform mit der Unterfläche 1U einer Hülse 11 den überstellenden Teil 12 des Vorformiings erfasst und in Richtung auf die Ringklemmfläcne 7 drücket, so kann das Kunststoffmaterial des Vorformiings nicht einfacn vor sich her geschoben werden, sondern das über der Ringklemmfläcne

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stehende Kunststoffmaterial kann angestaucht und ver-'dickt werden« pabej. wird der zwischen der Unterfläche 10 der Hülse und der lippenhöhlung 13 eingeschlossene Raum vollständig ausgefüllt und damit das Material an dieser.Stelle gleichzeitig verdichtet. Es entsteht mithin eine besonders feste und stabile Lippe 14, deren Querschnitt dicker ist als der schlauchförmige Vorformling an dieser Stelle war« Me Hülse ist zweckmässig, wie λ dargestellt, mit einer ringförmigen Schneidkante 15 ausgerüstet, die die form der Lippe 14 begrenzt, das überschüssige Material 16 abschneidet und mit ihrem Rücken in den hierfür vorgesehenen Raum abdrängt« In den Zeich-· nwagen ist die Begrenzung der geformten Lippe und Abtrennen des überschüssigen Kunststoffmaterials mit Hilfe einer ringförmigen an. der Hülse befindlichen sich gegen eine ebensolche Kante der Mündungsbacken andrückende Kante dargestellte Selbstverständlich kann aber auch entweder · nur an der Hülse oder nur in der Blasform bzw.. deren Backen ™ eine solche Ringkante vorgesehen sein,- die sich zum Abtrennen des überschüssigen Materials gegen eine fläche am jeweils anderen Teil abstützte

Die Klemmung zwischen der Mantelfläche der Düse und der gegenüberliegenden Ringfläche im Halsbereich der Blasform kann durch eine geeignete, den Aufbau eines mit dem Biasmedium geschaffenen Gegendruckes fördernde formgebung des sich an die Ringklemmfläche in Richtung

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auf den Flasehenkörper anschliessenden Teiles verstärkt werden. Die Fig. 1 bis 5 lassen erkennen, dass sich, bei einer typischen Halsbildung für den Verschluss mit einem Kronenkorken ein die Klemmung verstärkender, durch die Pfeile Gr angedeuteter Gegendruck erzeugen lässt, falls gleichzeitig mit dem Binstossen der Blasdüse und damit der Ausformung des Flaschenhalses Blasluft in den Vorformling eingelassen wird·

Die Klemmwirkung kann weiterhin durch einen radial in Richtung auf die Ringklemmflache wirkenden Druck verstärkt werden, der sich in vielfacher Weise erzielen lässt. Ein Ausführungsbeispiel für die Durchführung dieser Verfahrensabwandlung ist in Fig. 4 zur Anschauung gebracht«. Hierzu sind die sog« Mündungsbacken 17 mit rechtwinklig zur Achse der Form beweglichen teilen 1b, wie Schiebern, Stösseln, Sektoren- oder Ringteilen, ausgerüstet, die mittels einer sich gegen eine Schulter 19 in den Backen 17 und den Kolben 20 der Schieber 18 abstützenden Feder 21 bei geöffneter Form in zurückgezogener Stellung geüalten werden» Ürst wenn in der geschlossenen Fora der Vorformling aufgenommen ist, wird durch eine Druckleitung der Schieber gegen den Druck der Feder 2Λ in Richtung auf den Vorform ι ing verschoben. Diese Bewegung kann kurz vor oder kurz nach dem Einsüossen. der Blas- und Kaübrierüüse geschehen.

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Fig. 4 soUL ferner veranschaulichen, dass die die fiandiippe formende und das überschüssige Material abquetschende Hülse 23 auf der Blas- und Kalibrierdüse auch axial beweglich geführt sein kann. Dies ist durch den Spalt 24 veranseäauiicht« Bei dem Beispiel gemass Pig. 4 würde also z.B. der- Yerfanrensablauf so sein, dass zunächst in das offene Ende des Yorformlingsjdie eigentliche Bxas- und Kaxitarierdüse 2b eingeschossen, danach die Schie- Λ Der 18 einwärts Bewegt und anscjaliessend die Hülse 23 abwärts bewegt werden. Diese Vorgänge wurden sieh natürlich, ebenso wie der Yerfahrensäblauf gesiäss den Fifo. 1 bis 3, praktiscn in einer mit deit biossen Auge nicnt erkennbaren Zeitverschiebung vollzienen und die die Klemmung unter*- stützende iSinwärtsbewegung der Schieber braucht nur ganz gering zu sein, z«,B«> nur wenige Zehntel Millimeter zu betragen« -■..··

Während also bei dem aniiand der Fig. 1 bis 3 er-

xäuteruen Beispiel die der RingKJLenaafläche in den Mündungsbacken gegenüberliegenden Hingfiäche an der Blasdüse bei der 3inwärtsbewegung dieser Düse ständig eine andere ist und aucii zur 2eit*des Anstaucnens nicht fixiert ist, sondern vieiseiir vom Beginn der Formung der Lippe an bis zu aereii Yoliehdung an die ÜLissii gewissenaassen hoch

utsc-it, iiaun bei aeai Anstaue ..en '^it axxal beweglicher ;ivij.se iia.3-1 iio* 4 wäüraaa aes Ansüaucrivorganges die Blasti ic e ui'i-α «iaait auc-i dx3 äurci- sie dargebotenen Ringjcle

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Sciiliesslich veranschaulicht Fig» 5 noch, eine andere Ausbildung eines Flaschenhalses, wie sie sich ebenfalls mit den bisner praktizierten Verfahren nicht herstellen lässt. Auch hier ist in die Mündungsbacken 2b eine Klemmringfläche 27 eingearbeitet, zwischen der und der entsprechenden Fläche der Düse 28 der Vorformling 29 eingeklemmt und in der Bewegung nach unten bei axial auf ihn von oben ausgeübtem Drucic gehindert wirde Man ernennt also, dass sich mit der Erfindung auch Halsteiie, insbesondere Lippen, der vielfachen Stärke des Vorformlings ausformen lassen. Auch hier kann durcn die Halsausbildung des zu fertigenden Hohlkörpers bei gleichzeitigem Lufteinlass während des Anstauchens für eine Gegendruckunterstützung, veranscnaulicnt durch die Pfeile G, gesorgt werden.

Für die Abfünrung der bei dem "blitzschnellen" iCinstossen der Bias- und Kalibrierdüse von dieser mitgerissenen und zwiscnen inrer Mantelfläcne und der Innenwandung des Vorformlings eingeschlossenen Luft ist zwecicriässig ein nicnt besonders dargestellter ringförmiger Luftspalt zwiscnen der auf der Düse aufgezogenen Hülse o. dgl ο Verdickung und α ein Kaxibrierteil vorgesehen.

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Claims

Patentansprüche :

ίΐ .J Verfahren zur Ausformung einer füll- und Entleerungsöffnung an einem Hohlkörper aus Kunststoff, z.B. eines Flaschenhalses, bei dem in das offene Ende eines von einer geschlossenen Blasform aufgenommenen Vorform- ' lings aus thermoplastischem Kunststoff eine Blas- und Kalibrierdüse eingeführt wird, die durch radiale Verdrängung die Öffnung formt, im Zusammenwirken mit der Blasform hinsichtlich Innen- und Aussendurchmesser festlegt und mit einer Verdidcung die Randlippe gestaltet, dadurch gekennzeichn et , dass der im Halsbereich der Blasform befindliche Teil des Vorformlings längs einer Hingfläche mit der Aussenfläche der Blas- und Kalibrierdüse festgeklemmt und der sicn in Ricntung auf die Öffnung anscnliessende Teil in Richtung auf die Ring- { klemmfiäcne in den an dieser Stelle zwischen i'orm und Düse befindlichen die Konfiguration der Öffnung bestimmenden Hohlraum angestaucht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e Kennzeichnet , dass die das Gegenlager zur Ringkiemmfiäcne in der Blasform bildende Ringfiäcne an der Bias- und Kalibrierdüse während des Anstauchvorganges von unten nach oben verscnoben wirdo

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3» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e kenn ζ ei chnet , dass die Anstauehung der Klemmung zwischen einer Mngklemmflache in der Blasform und einer feststehenden Bingfläche an der Blas- und Kalibrier düse folgt«

4« Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 oder 3,. dadurch gekennzeichnet , dass die KLeiümung durch einen im Inneren des aus dem Vorformling entstehenden Honlkörpers erzeugten LuftdrucJc verstärkt

5"» Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, bestellend aus einer geteilten Blasform mit einem zur Ausformung einer I¹UlI- und Entleerungsöffnung bestimmten Malsbereich und einer in das offene Ende eines in der 3?orm gelagerten scnlauchförmigen Vorformling einzuführenden Blas- und Kalibrierdüse mit einer die Randlippe des herzustellenden Hoxllk körpers ausformenden Verdickung, dadurch gekennzeichnet , dass längs einer fiingflache (7» 27) im Halsbereicii der Blasform der iüngspalt zwischen dieser und dem Mantel der Blas- und Kaliorierdüse (y, 25, 28) geringer ist als der Wandstärke des in dieser iOna verarbeiteten sciaxauciiförißigen Vorfomalings entspricüt»

b, Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurcii g e kennzeicünet , dass die untere Stirnfläene (10) der Verdickung (11) mit einer dxe obere Stirnfläche der

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Randlippe des herzustellenden Hohlkörpers formenden ringförmigen Hohlkehle versehen ist*

7ο Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurcii gekennzeichnet , dass die äussere Begrenzung der Hohlkehle als eine Schneidkante (15) ausgebildet ist· .

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 Ms 7» da-

durcii gekennzeichnet _} dass für die äussere Begrenzung der angestauchten Randlippe an der unteren Stirnfläche der Verdickung der Blas- und Kalibrierdüse eine sich gegen eine Pläcne der Blasform abstützende Schneidkante vorgesehen ist. ·

9, Vorrichtung nach den Ansprüchen b bis 7» dadurch gekennzeichnet , dass für die äussere Begrenzung der arigestaucnten Randlippe an der Blasform eine sicn gegen die untere Stirnfläcne der

Vercticicung der Blas- und Kalibrierdüse abstützende g

Schneidkante vorgesehen ist«

10. Vorricntung nacii den Ansprüchen 5 bis 9> aadurcn gekennzeicnnet , dass auf der

o- und Kaiibrierdüse als Anstaucnwerkzeug eine Hülse axial gleitoar angeordnet ist.

11« Vorricxituiig nach den Ansprüchen 5 bis 10, a-j.^:;.rcii ζ e ^c e r. η z e i c η η e t , dass im Bereicx: der rän.r£iej£infläCiie quer zur Acase aer Bias- urxd Kaiioriero-..ίΐο t;CWe^iIοiie öc::i.eoer, btössei, Segmente (18) u»dglo ^:..Λοΐ·Λ,ιοΰ 3LiL^ 903827/1233

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