DE1575043C3 - Strömungsmitteldüse mit Stellvorrichtung für Streich- und Beschichtungsmaschinen - Google Patents

Description

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tritt gelangen kann. Der durch diese bekannte Strö- der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe weiter

mungsmitteldüse erzeugte Linienstrahl ist entlang des gefördert wird.

Düsenschlitzes nicht hinreichend gleichmäßig, son- Dadurch, daß die verengten Öffnungen in den im dem weist an den den einzelnen Austrittsöffnungen wesentlichen im Schnitt gleichen Hälften der Verunmittelbar gegenüberliegenden Stellen deutliche In- 5 teilerkammern die gleiche Größe besitzen, wird eine tensitätsmaxima auf. In der Ausgleichskammer findet optimale Gleichmäßigkeit des Strömungsmittelstrahzwar ein geringfügiger zeitlicher Ausgleich der aus les in der Ausgleichskammer auch in der senkrecht den einzelnen Austrittsöffnungen austretenden Strö- zur Aufprallinie liegenden Ebene erreicht,
mungsmittelstrahlen statt, jedoch ist dieser Ausgleich Dem Ziel, einen möglichst gleichmäßigen Liniennicht so groß, als daß hierdurch ein entlang des Du- ao strahl zu erhalten, ist es auch förderlich, wenn, wie senschlitzes gleichmäßiger Strömungsmittelstrahl er- erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen wird, die zeugt werden könnte. Strömungsmittelzufuhr zu etwa gleichen Teilen an

Auch bei einer anderen Strömungsmitteldüse, den beiden Enden des Düsenkörpers erfolgt,

welche durch die USA.-Patentschrift 3 141 194 be- In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Aus-

kanntgeworden ist, wird kein über die Breite des Du- 15 führungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeich-

senschlitzes gleichmäßiger Linienstrahl erzielt, wel- nung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt

eher es ermöglichte, Ungleichmäßigkeiten auf der zu Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfmdungsge-

behandelnden Oberfläche zu vermeiden. Dies ist un- mäßen Strömungsmitteldüse in Teildraufsicht, wobei

ter anderem darauf zurückzuführen, daß bei der einzelne Teile weggelassen und andere im Schnitt ge-

durch diese Druckschrift bekanntgewordenen Strö- 20 zeigt sind,

mungsmitteldüse nicht einmal eine Aufteilung des Fig. 2 einen teilweise in Draufsicht gezeigten Teil-Düsenkörpers in eine Ausgleichskammer und eine schnitt in Richtung der Pfeile II-II von Fig. 1, in Verteilerkammer vorgesehen ist. Auch bei der Strö- vergrößertem Maßstab,

mungsmitteldüse nach der britischen Patentschrift F i g. 3 einen teilweise in Draufsicht gezeigten

667 646 ist keine Trennwand vorgesehen, durch 25 Schnitt in Richtung der Pfeile III-III von Fig. I₃

welche eine Verteilerkammer und eine Ausgleichs- ebenfalls in vergrößertem Maßstab, und

kammer gebildet werden, ohne welche sich von vorn- F i g. 4 einen teilweise in Draufsicht gezeigten Teil-

herein keine hinreichende Vergleichmäßigung des Li- schnitt in Richtung der Pfeile IV-IV von Fi g. 1.

nienstrahles über die gesamte Düsenlänge erreichen Obwohl bereits erwähnt wurde, daß sich die erfin-

läßt. 30 dungsgemäße Strömungsmitteldüse für Anwendun-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gen unterschiedlicher Art und in Verbindung mit un-

Strömungsmitteldüse der eingangs genannten Gat- terschiedlichen Strömungsmitteln eignet, gleichgültig,

tung zu schaffen, bei welcher der aus der Düse aus- ob diese in gasförmiger oder flüssiger Form vorlie-

tretende Strömungsmittelstrahl eine maximale gen, ist in der Zeichnung die Anwendung einer erfin-

Gleichmäßigkeit besitzt und verhältnismäßig frei von 35 dungsgemäßen Strömungsmitteldüse als sogenannte

Turbulenz-oder Wirbelerscheinungen ist. Luftschneide veranschaulicht, wobei als Strömungs-

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer mittel vorzugsweise Luft und als Schichtträger vorVorrichtung der eingangs genannten Gattung da- zugsweise Papier in Frage kommt, das sich entgegen durch gelöst, daß der Verteilerraum aus zwei Ver- dem schräg auftreffenden, aus der Strömungsmittelteilerkammern besteht und daß von den durch die 40 düse austretenden Linienstrahl fortbewegt und über verengten Öffnungen bestimmten Strömungsrichtun- eine Stützwalze läuft.

gen jeweils zwei in einer quer zur Aufprall-Linie lie- Wie die Fig. 1 bis4 zeigen, sind im Düsenkörper

genden Ebene verlaufen und sich innerhalb der die 10 jeweils eine obere und eine untere Verteilerkam-

Austrittsöffnung speisenden Kammer treffen. mer 14 bzw. 15 vorgesehen, die zusammen den Ver-

Dadurch, daß sich bei der erfindungsgemäßen 45 teilerraum bilden. Diese Kammern sind vorzugsweise Strömungsmitteldüse je zwei Strömungsmittelstrahlen im Querschnitt gleich und erstrecken sich in Querin der Ausgleichskammer schneiden, so daß im we- richtung über die gesamte Länge des Düsenkörpers, sentlichen Sprühgut nur auf indirektem Weg von der Die Verteilerkammern 14, 15 sind im Düsenkörper Verteilerkammer zum Austritt gelangen kann, gelingt mit Abstand von dem Austrittsschlitz 16 angeordnet, es in überraschender Weise, einen entlang der Aus- 50 der durch eine obere und eine untere Düsenlippe 17 trittsöffnung völlig gleichmäßigen Linienstrahl zu er- bzw. 18 gebildet ist.

zielen. Innerhalb der Ausgleichskammer wird durch Wie am besten aus F i g. 3 zu entnehmen ist, ist das paarweise Aufeinandertreffen der einzelnen Strö- der Düsenkörper 10 in Form zweier in Querrichtung mungsmittelstrahlen eine erhebliche Querströmung durchgehender Düsenkörperteile, vorzugsweise Hälf- und Vermischung des Sprühgutes erreicht, wodurch 55 ten, ausgebildet, von denen die obere Hälfte bei 20 aus dem Austrittsschlitz in der Tat ein allen Anfor- und die vorzugsweise identisch ausgebildete und entderungen hinsichtlich der Gleichmäßigkeit in Quer- gegengesetzt angeordnete untere Hälfte bei 21 gerichtung genügender Strömungsmittelstrahl austritt. zeigt ist. Die obere Verteilerkammer wird dabei in

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung der oberen Düsenkörperhälfte 20 durch eine querzeichnet sich dadurch aus, daß die verengten Öffnun- 60 verlaufende Trennwand 22 und die untere Verteilergen mindestens über jeweils eine Hälfte der quer zur kammer 15 in der unteren Düsenkörperhälfte durch Austrittsrichtung des Strömungsgutes gemessenen eine ebenfalls querverlaufende Trennwand 23 gebil-Erstreckung der gemeinsamen Ausgleichskammer det. Die Ausgleichskammer 19 und die Ausgleichsund der Austrittsöffnung in ungleichen und sich nicht Öffnung 16 werden zusammen von der oberen und wiederholenden Längsabständen angeordnet sind. 65 der unteren Düsenkörperhälfte 20 und 21 gebildet, Hierdurch wird in vorteilhafter Weise jede Ausbil- wobei sich die Düsenlippe 17 am Wandungsteil 20 a dung stehender, harmonischer Wellen in der Aus- des Düsenkörpers und die Düsenlippe 18 am Wangleichskammer verhindert, wodurch die Lösung der dungsteil 21 α des Düsenkörpers befindet. Hierdurch

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wird erreicht, daß der Düsenkörper 10 entlang einer sen Verteilerkammern vorgesehen sind, wie insbe-

querverlaufenden Ebene auseinandernehmbar ist, sondere aus F i g. 2 deutlich wird. Außerdem sind die

welche neben den Verteilerkammern 14 und 15 zwi- obere und die untere Verteilerkammer 14 und 15 um

sehen den entsprechenden Trennwandungen 22 und die Zuleitungsöffnungen 30 herum mit Hilfe her-

23 und in der Mitte durch die Ausgleichskammer 19 5 kömmlicher, elastischer Dichtungen 31 dichtend ab-

sowie die zwischen den Düsenlippen 17 und 18 gebil- geschlossen, so daß das Strömungsmittel bei seinem

dete Austrittsöffnung 16, den Austrittsschlitz, hin- Durchtritt zwischen den beiden Verteilerkammern

durchverläuft. Diese Ebene fällt gleichzeitig mit der nicht nach außen abströmen kann.

Ebene des Aufprallwinkels zusammen, mit dem der Auf diese Weise werden den Verteilerkammern

Luftstrahl aus der Austrittsöffnung 16 austritt, und _l0 14, 15 von den Endseiten her im wesentlichen

verläuft durch die Aufprallinie, wie nachstehend gleiche Strömungsmittelmengen zugeführt, wodurch

noch im einzelnen beschrieben ist. sich in den Verteilerkammern ein gleichmäßiger

In den abgewinkelten Wandungsabschnitten 22α Strom ergibt und die Teilströme etwa in der Mitte und 23 α der oberen und der unteren Trennwand 22 des Düsenkörpers 10 zusammenlaufen. Aus der obe- bzw. 23 sind jeweils verengte öffnungen vorgesehen. i₅ ren und der unteren Verteilerkammer 14 bzw. 15 Diese verengten Öffnungen bestehen aus einer Reihe strömt die Luft dann nach vorn durch die jeweiligen von in Querrichtung mit Abstand angeordneten, vor- verengten Öffnungen 24 und 25, so daß sie entlang zugsweise im wesentlichen kreisrunden Ausnehmun- der gesamten Länge der Verteilerkammern in die gegen 24 und 25, durch die eine Strömungsmittelver- meinsame Ausgleichskammer 19 eintritt,
bindung zwischen den Verteilerkammern 14, 15 und ₃₀ Wie insbesondere die Fig. 3 und 4 zeigen, wird der gemeinsamen Ausgleichskammer 19 gewährlei- der Strömungsmittelstrom durch die die Verbindung stet ist. Die Ausgleichskammer 19 wird durch die zwischen den Verteilerkammern 14 und 15 und der Trennwandungsabschnitte 22 α und 23 α sowie durch gemeinsamen Ausgleichskammer bildenden verengdie Wandungsbereiche 20 α und 21 α des Düsenkör- ten Öffnungen 24 und 25 derart gelenkt, daß die beipers gebildet, wie im einzelnen aus F i g. 3 und 4 zu 25 den Strömungsmittelstrahlen hinter der Austrittsöfferkennen ist. Wie in Fig.4 durch die Luftströ- nung 16 des Düsenkörpers 10 in der vorgeschriebemungspfeile 26 und 27 angedeutet ist, sind die nen Weise zusammenfließen und sich miteinander Trennwandungen 22 und 23 in den Bereichen 22 a vermischen. Dann wird die Luft aus dem gemeinsa- und 23 α bei den verengten Öffnungen 24 und 25 ab- men Ausgleichsraum 19 durch die Austrittsöffnungewinkelt. Diese verengten öffnungen sind dabei 30 gen 16 ausgestoßen, so daß ein Linienstrahl entsteht, derart ausgebildet und angeordnet, daß die aus den der entsprechend auf den in Form des Papiers 12 gevoneinander getrennten Verteilerkammern 14, 15 gebenen Schichtträger auftrifft. Dadurch, daß die austretende Luft in der Ausgleichskammer 19 ent- Luft jeweils zu gleichen Teilen an den Endseiten der lang einer Querlinie zusammentrifft, die in bestimm- Verteilerkammern 14 und 15 eintritt, wird bereits die tem Abstand vor der Austrittsöffnung 16 liegt. Die 35 Erzeugung übermäßig starker Wirbelerscheinungen aus den verengten Öffnungen 24, 25 austretenden im Strömungsmittelfluß vermieden. Treten dann Strömungsmittelstrahlen sind also auf die Bereiche trotzdem noch Wirbelbildungen auf, so werden diese 21 α und 20 α der Düsenkörperwandung gerichtet, dadurch zunichte gemacht, daß das Strömungsmittel wie in Fig.4 durch die Pfeile 26 und 27 verdeutlicht gezwungen ist, von den Verteilerkammern 14 und 15 ist. Die in der oberen Trennwand 22 vorgesehenen 40 aus durch die verengten öffnungen 24 und 25 in die verengten Öffnungen 24 und die in der unteren gemeinsame Ausgleichskammer 19 zu strömen, wo Trennwand 23 vorgesehenen verengten Öffnungen 25 sich die Strömungsmittelstrahlen — in Strömungssind vorzugsweise gleich groß, fluchten miteinander richtung gesehen — vor der Austrittsöffnung 16 mit- und sind in ungleichen, sich nicht wiederholenden einander vermischen. Da die verengten Öffnungen 24 Abständen mindestens jeweils über die Hälfte der 45 und 25 jeweils in gleicher Anzahl vorgesehen sind Querausdehnung des Düsenkörpers 10 angeordnet. und miteinander in einer senkrecht zur Aufprallinie

Der Düsenkörper 10 hat im wesentlichen über liegenden Ebene paarweise fluchten, wird die Luft

seine gesamte Quererstreckung die gleiche Quer- der gemeinsamen Ausgleichskammer 19 vollkommen

schnittsausbildung, wobei die beiden Hälften der vergleichmäßigt und in der erforderlichen Richtung

Düse von der Quermitte aus bis zu den äußeren En- 50 zugeführt, welche im wesentlichen senkrecht zur

den im wesentlichen identisch sind. Wie am besten Quererstreckung der Austrittsöffnung 16 verläuft, so

aus den Fig. 1,2 und3 hervorgeht, wird das Strö- daß die Luft aus der Austrittsöffnung 16 über die ge-

mungsmittel den beiden Düsenseiten in gleichen An- samte Quererstreckung der Austrittsöffnung in einem

teilen über Zuleitungen 28 zugeführt, aus welchen es vollkommen gleichmäßigen und einheitlichen, wir-

endseitig in die untere Verteilerkammer 15 eintritt, 55 beifreien Strom austritt, der sich durch ein Höchst-

wie am deutlichsten aus F i g. 2 hervorgeht. maß an Richtungseinheitlichkeit oder Laminarität

An den Endseiten der unteren Verteilerkammer 15 auszeichnet.

ist jeweils unmittelbar an der Eintrittsstelle der Zu- Da der Strömungsmitteldurchtritt — das Strö-

führungsleitungen 28 eine Leit- oder Umlenkplatte mungsmittel wird im folgenden auch abgekürzt als

29 derart angeordnet, daß sie den eintretenden Strö- 60 Luft bezeichnet — zwischen den Verteilerkammern

mungsmittelstrom im wesentlichen in zwei Hälften 14 und 15 und der gemeinsamen Ausgleichskammer

zerteilt. Die Anordnung ist dabei derart getroffen, 19 über die mit Abstand voneinander angeordneten

daß die eine Hälfte des Strömungsmittelstrahles un- verengten Öffnungen 24, 25 erfolgt, ist es zweckmä-

mittelbar in die untere Verteilerkammer 15 eintritt, ßig, zur Vermeidung der Bildung stehender Wellen

während die andere Hälfte des Stromes umgelenkt 65 im Luftstrom oder auch zur Vermeidung der Bildung

wird, so daß sie nach oben in die obere Verteiler- stehender Schallwellen, die ihrerseits ebenfalls wie-

kammer 14 gelangt, indem sie durch die rechteckigen der stehende Wellen im Luftstrom erzeugen würden,

Zuführungsöffnungen 30 fließt, welche zwischen die- die Anordnung derart zu treffen, daß bei den quer-

verlaufenden Öffnungsreihen 24 und 25 die verengten öffnungen mindestens jeweils über die Hälfte der Quererstreckung des Düsenkörpers 10 in ungleichen und sich nicht wiederholenden Abständen zueinander angeordnet sind, wie dies bereits vorstehend ausgeführt wurde. Auf diese Weise wird jede Möglichkeit der Bildung von harmonischen Oberwellen ausgeschlossen, die ihrerseits wiederum zu Turbulenzerscheinungen in dem aus der Austrittsöffnung 16 austretenden Linienstrahl führen könnte.

Wie vorstehend beschrieben wurde, besteht der Düsenkörper 10 aus gesondert voneinander ausgebildeten, sich in Querrichtung erstreckenden oberen

und unteren Hälften 20 und 21. Wie insbesondere die F i g. 1 und 3 veranschaulichen, ist die obere Düsenkörperhälfte 20 am inneren Ende von Drehwellen 32 unter Zuhilfenahme zweier Halteplatten 33 befestigt, während die untere Düsenkörperhälfte 21 mit dem inneren und dem äußeren Ende dieser Drehwellen 32 durch Zapfen und mit einer in Querrichtung durchgehenden Handradwelle 34 durch vier Halteoder Verbindungsplatten 35 verbunden ist. Diese Teile bilden zusammen mit weiteren, in der Zeichnung teilweise gezeigten, hier jedoch nicht näher beschriebenen Bauteilen die Stellvorrichtung für die Strömungsmitteldüse nach der Erfindung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

1 2 gen Strömungsmittels, beispielsweise Luft, unmittel- Patentansprüche: bar auf eine flüssige oder halbflüssige Substanz ein zuwirken, die in Form eines Überzuges auf die Ober-

1. Strömungsmitteldüse mit Stellvorrichtung fläche eines beliebigen Trägers, z.B. Papier, Film, für Streich- und Beschichtungsmaschinen zur Be- 5 Folie, Tuch, Gewebe oder Metallstreifen, aufgearbeitung von beschichteten Oberflächen entlang bracht wurde. Der Strömungsmittelstrahl dient dabei einer quer zur Austrittsrichtung des Strömungs- dazu, überschüssige Beschichtungssubstanzen von gutes verlaufenden Aufprall-Linie auf den zu be- der beschichteten Oberfläche abzustreifen. Bei diehandelnden Oberflächen, mit einem Düsenkör- sem Abstreif- oder Abstreichvorgang kann die Ströper, der eine querliegende, langgestreckte Aus- io mungsmitteldüse entweder nach Art einer »Luftbürtrittsöffnung aufweist, mindestens einer im Du- ste« oder nach Art einer »Luftschneide« wirken, senkörper vorgesehenen, querverlaufenden Wird die Düse als »Luftbürste« eingesetzt, so wird Trennwand zwischen einem sich in Querrichtung sie in eine derartige Relativstellung zu einem sich geüber die Länge der Austrittsöffnung erstrecken- gebenenfalls über eine Unterlage bewegenden den Verteilerraum für das Strömungsmittel und 15 Schichtträger gebracht, daß der aus der Düse austreeiner sich in Strömungsrichtung anschließenden, tende Luft- oder Gasstrom ungefähr in rechtem Windie Austrittsöffnung speisenden Ausgleichskam- kel auf die Oberfläche des Schichtträgers auftrifft, mer, und in der Trennwandung vorgesehenen Hierdurch wird erreicht, daß die auf den Schichtträverengten öffnungen, dadurch gekenn- ger aufgebrachte flüssige Substanz oberhalb der Düse zeichnet, daß der Verteilerraum aus zwei 20 durch eine Art Luftdamm, welcher durch den auf die Verteilerkammern (14, 15) besteht und daß von Schichtträgeroberfläche auftreffenden Luftstrom geden durch die verengten Öffnungen (24, 25) be- bildet wird, gleichmäßig verteilt wird. stimmten Strömungsrichtungen jeweils zwei in Bei der Verwendung der Düse als »Luftschneide«,

einer quer zur Aufprall-Linie liegenden Ebene wie sie insbesondere bei Überzugs- oder Beschichverlaufen und sich innerhalb der die Austrittsöff- 25 tungssubstanzen hoher Viskosität eine Rolle spielt, nung (16) speisenden Kammern (19) treffen. ist die Düse in einem kleinen, spitzen Winkel zur

2. Strömungsmitteldüse nach Anspruch 1, da- Ebene des Schichtträgers derart ausgerichtet, daß der durch gekennzeichnet, daß die Verteilerkammern aus der Düse austretende Luftstrahl in einem Winkel (14, 15) durch im wesentlichen im Schnitt gleiche von etwa 45° zur Schichtträgeroberfläche entgegen Hälften (20, 21) mit gleichen verengten Öffnun- 30 der Bewegungsrichtung des Schichtträgers, der gegegen gebildet sind. benenfalls über eine Stützrolle bewegt wird, auf die-

3. Strömungsmitteldüse nach Anspruch 1 oder sen auftrifft. Hierdurch wird die auf die Schicht-2, dadurch gekennzeichnet, daß die verengten trägeroberfläche aufgebrachte flüssige Überzugssuböffnungen (24, 25) mindestens über jeweils eine stanz durch die Einwirkung des aus der Strömungs-Hälfte der quer zur Austrittsrichtung des Strö- 35 mitteldüse austretenden Strahles gleichsam abgemungsgutes gemessenen Erstreckung der gemein- schert oder abgequetscht.

samen Ausgleichskammer (19) und der Austritts- Eine weitere Einsatzmöglichkeit für Strömungsöffnung (16) in ungleichen und sich nicht wieder- mitteldüsen der eingangs genannten Art besteht holenden Längsabständen angeordnet sind. darin, daß solche Düsen auch als eine Art »Stützvor-

4. Strömungsmitteldüse nach einem der voran- 40 richtung« verwendet werden können. In diesem Fall gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, wird der aus Luft oder einem anderen gasförmigen daß die Strömungsmittelzufuhr zu etwa gleichen Strömungsmittel gebildete Düsenstrahl auf die RückTeilen an den beiden Enden des Düsenkörpers sehe des sich bewegenden Schichtträgers, beispielserfolgt, weise Papier, gerichtet, um auf diese Weise das Pa-

45 pier od. dgl. kontinuierlich mit einem bestimmten

Druck an ein feststehendes Messer oder eine feststehende Schneide anzudrücken, um so auf der beschichteten Oberfläche des Papiers od. dgl. einen gleichmäßigen Überzug zu erhalten. Außerdem las-

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmitteldüse 50 sen sich Strömungsmitteldüsen der genannten Art in mit Stellvorrichtung für Streich- und Beschichtungs- der Metallbeschichtungstechnik als Abstreicheinrichmaschinen zur Bearbeitung von beschichteten Ober- tungen für geschmolzenes Metall, z.B. Aluminium, flächen entlang einer quer zur Austrittsrichtung des verwenden, das in Form eines Überzuges auf einen Strömungsgutes verlaufenden Aufprall-Linie auf den Stahlstreifen aufgebracht wird.

zu behandelnden Oberflächen, mit einem Düsenkör- 55 Generell haben die bekannten Strömungsmitteldüper, der eine querliegende, langgestreckte Austritts- sen der eingangs genannten Art den Nachteil, daß öffnung aufweist, mindestens einer im Düsenkörper das Strömungsmittel aus der Strömungsmitteldüse vorgesehenen, querverlaufenden Trennwand zwi- nicht über die gesamte Düsenlänge hinreichend sehen einem sich in Querrichtung über die Länge der gleichmäßig austritt. Vielmehr treten innerhalb der Austrittsöffnung erstreckenden Verteilerraum für das 60 Düse starke Turbulenz- oder Wirbelerscheinungen Strömungsmittel und einer sich in Strömungsrichtung auf, die zu Unregelmäßigkeiten der zu behandelnden, anschließenden, die Austrittsöffnung speisenden gestrichenen oder beschichteten Oberflächen führen. Ausgleichskammer, und in der Trennwandung vorge- So ist durch die USA.-Patentschrift 2 940 418 eine

sehenen verengten öffnungen. Strömungsmitteldüse der eingangs genannten Gat-

Strömungsmitteldüsen dieser Art, die zur Vertei- 65 tung bekanntgeworden, bei der die diskontinuierlich lung von gasförmigen Strömungsmitteln verwendet gespeiste Ausgleichskammer einen kontinuierlichen werden, dienen einmal dazu, mittels des aus der Düse Linienstrahl abgibt, wobei jedoch das Sprühgut auf austretenden Strahles des für gewöhnlich "asförmi- direktem Wege von der Verteilerkammer zum Aus-