DE1810599A1

DE1810599A1 - Fontaenenbeschichter

Info

Publication number: DE1810599A1
Application number: DE19681810599
Authority: DE
Inventors: Coghill James Tucker
Original assignee: Black Clawson Co
Current assignee: Black Clawson Co
Priority date: 1967-12-18
Filing date: 1968-11-23
Publication date: 1969-09-18
Also published as: GB1246679A; FR1597926A; FI51390C; FI51390B; US3521602A; JPS4945709B1

Description

Prioritätt vom 18. Dezember 1967 aufgrund der USi Patentanmeldung 691 297

Die Erfindung stellt eine Weiterentwicklung des fontänenbeschichters dar, der in der USA Patentanmeldung No. 408 163» eingereicht am 2. November 1964, beschrieben ist.

Die Erfindung betrifft die Beschichtung mit aufsteigendem Beschichtungsgut, die sogenannte Fontänenbeschichtung, und insbesondere einen lOntänenbeschichter derart, der in der vorstehend genannten Patentanmeldung beschrieben ist." In dieser Anmeldung ist ein Fontänenbeschichter beschrieben und der Fontänenkopf befindet sich für den Beshhichtungsvorgang unterhalb einer Stützrolle, über die die Materialbahne läuft und die Fontäne oder auch Quelle wird in Richtung auf die Walzen mit einer Kraft gedrückt, die die hydrodynamischen Kräfte ausgleicht, die das Bestreben haben, den Fontänenkopf von der

Solle wegzudrücken.

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Die vorliegende Erfindung betrifft nun einen verbesserten Fon- ' tänenkopf für einen Fontänenbeschichter. Der Fontänenkopf gemäß der Erfindung ist besonders zur Beschichtung von Papierbahnen oder ähnlichen mit flüssigem Beschichtungsmaterial ge-¹ eignet und dies bei hohen Bahngeschwindigkeiten in der Größenordnung von 1.000 m pro Minute (5.000 Fuß pro Minute) und mehr»

Eine auflaufende oder aufstromseitige Fläche bildet mit der Papierbahn in Richtung mit der Bähnbewegung einen konvergierenden Spalt» In Bezug auf den Beschichtuiigsbehälter divergiert die aufstromseitige Fläche von der Papierbahn wegj wodurch ein Ausdehnungsgebiet gegeben ist, das"die"-Ausdehnung υηά Freisetzung νου. manchmal teilweise gelöster luuf t-und &ase innerhalb des Be-Schichtungsmaterials selbst gestattet, wodurch solche Gase vor der Beschichtung frei gesetzt werden» .' "Weit-erain ist nahe der aufstromseitigen Fläche ein·, nach unten "divergierender .Abschnitt vorgesehen der zusätzlich dazu beiträgt$ die'%e^eibung. eftf-*· lang der Oberfläche der Papierbahn mitgenoiBmene" Ijuft- abzustrei- fen, bevor diese in den. Seschichtungsbeaälter.'eingezogen-wird« Eine sich in Abstromrichtung in Querabstand befindende Ablauffläche mit in Richtung auf die Papierbahn konvergierenden Einzugsspalt ist vorgesehen, die einen relativ kleinen Teil der entsprechenden Seite des Behälters darstellt. Zusätzlich befindet sich die Abstromfläche zur leichten Auswechslung im Falle der Abnutzung auf einem entfernbaren Arbeitskopf. i

Ein sich in Längsrichtung erstreckender BeSchichtungsbehälter befindet sich in dem Fontänenkopf₉ der sowohl relativ tiöf als

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auch weit im Verhältnis zu den Auflauf- und Ablaufflächen ist und der "vom Boden her über eine Mehrzahl von Einlaßkanälen aufgefüllt wird, so daß ein im wesentlichen gleichförmiger Beschichtungsdruck in Längsrichtung des Kopfes besteht, so daß durch die Ablauffläche eine gleichförmige Auftragung mit Beschichtungsmaterial gegeben ist. Der Behälter ist mit einem Volumen, das größer ist als das zwischen der Auflauf- und Ablauffläche und der sich nahe diesen befindenden Papierbahn, auegestattet.

Die relativ schmale BeSchichtungsfläche :an _:. der Ablaufseite des Troges oder auf dem entfernbaren Arbeitskopf ist mit einer Weite versehen, die von dem Pumpdruck und der Bahngeschwindigkeit abhängt, um aufgrund des hydraulischen Keiles zwischen der Beschichtungsfläche und der Bahn zur innigen Auftragung des BeSchichtungsmaterials auf die Oberfläche der Bahn einen hohen Flächendruck zu erzeugen. Dadurch, daß die Weite der ablaufenden Fläche relativ eng gemacht wird, werden die Gesamtkräfte auf den Fontänenkopf herabgesetzt, während der Flächendruck beibehalten oder gesteigert wird. I

In der bevorzugten Ausführungsform ist das entfernbare Arbeitskopf-Stück in einer Rinne und gegen die Ablaufseitenwandung des Troges an seinem Platz selbst haltend, und zwar aufgrund des Besehichtungsdruckes,der auf den Fontänenkopf ausgeübt wird.

Andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der Be-

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Schreibung der bevorzugten Ausführungsform und den Ansprüchen ersichtlich.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert und es stellen dart

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen verbesserten Fontänenkopf auf einer Fontänenhalterung, die zeigt wie die Halterung auf einen sich in Querrichtung erstreckenden ^ Rahmenteil des Beschichters befestigt ist;

Fig. 2 einen weiteren Schnitt durch den Fontänenkopf, die die Art zeigt, in der der Fontänenkopf an die Zufuhrleitung für das Beschichtungsmaterial angeschlossen ist;

Fig. 3 einen vergrößerten Vertikalschnitt durch den Fontänenkopf, mit einem Teil der gummiüberzogenen Stützwalze und der darauf aufliegenden Bahn; und

Fig. 4 eine Teilperspektivansicht des Fontänenkopfes mit seinem Versorgungsrohr.

Gemäß den Fig. 1 und 2 bildet der Fontänenkopf TO., gemäß der Erfindung einen Teil der Fontänenbaugruppe 12. Der allgemeine Aufbau und die Baugruppe 12 sind, wie eingehend in der vor- ' stehend genannten Patentanmeldung beschrieben, ausgebildet. Die Baugruppe 12 befindet sich auf einem Fontänenstützbalken 15, der einen im allgemeinen rechtwinkligen Querschnitt aufweisen kann und der sich im wesentlichen quer zu der Weite des

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Beschichters erstreckt. I¹Ur eine Beschichtung einer Papierbahn 16 oder einer ähnlichen Bahn, die von der Rolle 15 geführt wird, , ist die Baugruppe 12 und der abgestützte Kopf über nicht gezeig- · te Stützarme, die in entsprechenden !Beilen des Beschichters aufgenommen sind, für eine begrenzte Schwimmbewegung in Sichtung auf und von der gummiüberzogenen Stützwalze 15 (3?ig. 3) fort, befestigt.

Die Baugruppe 12 weist ein sich in Querrichtung erstreckendes im allgemeinen zylindrisches Rohr 18 zur Zufuhr von Überzugma- (j terial auf, das sich unterhalb des Fontänenkopfes 10 befindet und die Einrichtung zur Zufuhr flüssigen Beschichtungsmateriales zu dem Kopf 10 darstellt. Zu diesem Zweck kann das Rohr an seinen gegenüberliegenden Seiten offen sein, um es an passende Rohrverbindungen für den Zulauf flüssigen Beschichtungsmaterials anschließen zu können.

Der Fontänenkopf 10 befindet sich oberhalb des Rohres 18 und ist gegen dieses mit Hilfe einer Yielzahl identischer Klammern 20, die in Iiängsrichtung nebeneinander und in Abstand zueinander entlang dem Rohr 18 angeordnet sind, abgedichtet. Eine der Klammern 20 ist in Seitenansicht in 3?ig. 2 gezeigt und sie weist ein Paar identischer sfah gegenüberliegender Klammerteile 21 und 22 auf.

Die oberen Enden 21. der Klammern sind einander gegenüberliegend in dem Kopf 10 innerhalb entsprechender sich in Längsrichtung erstreckender Rinnen 23 und 24, die sich in den gegenüberliegenden Seiten des Kopfes 10 befinden, aufgenommen. Die Klammer-

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teile 22 und 21 umgreifen das.: Röhr 18 und weisen untere JLb- *; schnitte 25 auf, die über einen Querbolzen 26, der sich unter-·, halb des Rohres 18 und zwischen den Klammerteilen 22_; und21 erstreckt, gegeneinander gehalten sind. Jedes der Klammer- _; teile 22 und 21 ist auch mit einem Paar sick nach. auien oder in Querrichtung erstreckender Ohren 27 versehen. Ealblcreisf Örmige Kragen sind vorgesehen, die den Boden des llölirea-^i-B/iis^jei'fePi. und mit sich nach außen erstreckenden lasen versehen sind, gegen die mit Gewinde versehene Bolzen 32 stoßeii, dieihrerseits durch die Ohren 27 verlaufen. Wenn die Bolzen 32.angezogen werdenj, ziehen die Klammern 22 und 21 den iOntäneiikopf 10 fest gegen die obere Oberfläche des Eohres 18 und haltern so alle Seile der Baugruppe so gegeneinander fest«. fassender"elastomere; Dichtstreifen 33 und 34 sind zwischen/ die olaei?«'Ola-erf-läcSe.---,des." RoIa-7.""■■ res 18 und die untere flache Oberfläetie äes. £öpfes;-1ö um .mit dem Kopf eine

Die Fontänenbaugruppe 12«ist auch Fanger sur Abstütaung des . Rohres 18 und des" "Fontänenkopfas 10 auf₉ &emStützbalken 13 auf und einer dieser Hänger ist in'iig» 1 bei 40 gezeigt,: Sine, Mehrzahl dieser Hänger 40 sind in iängsrichtung der iOntänenbaugruppe 12 wechselnd zu den Klaaimereinrichtungen--2O der S¹Ig. 2 vorgesehen. Die Hänger 40 lagern den iOntänenkopf 10 und das Rohr 18 auf dem Träger 13 bewegbar und schaffen so eine · vertikale Nachstellbarkeit des lontänenkopfes 10»

Ein Hänger 40 weist ein Paar fester senkrechter Stützteile 42 und 43 auf, die in Abstand zueinander auf die obere

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des Trägere 13 aufgeschweißt sind und die über einen umgekehrt U-fÖrmigen Abstandsblock 44ran den sie angeschweißt sind, in festem Abstand zueinander gehalten werden. Ein Paar identischer Hälte-bügel 45 und 46 weisen untere Enden auf, die einstellbar an den entsprechenden aufrecht stehenden Stützteilen 42 und 43 über Bolzenpaare 47 angelenkt sind. Die Bolzen 47 verlaufen durch aufgebohrte öffnungen in den Halterbügeln 45 und 46 und erstrecken sich in mit Gewinde versehene Bohrungen in den Stützteilen 42 und 43 und lassen eine begrenzte vertikale Einstellbarkeit der Bügel zu.

Die oberen Enden 48 der Halterbügel 45 und 46 sind aufeinander zu nach innen gerichtet und in den Seitenrinnen 23 und 24 des Fontänenkopfes aufgenommen. Federn 50 und 51 sind entsprechend innerhalb passender in horizontaler Richtung angeordneter Federschlitzen aufgenommen, die sich in den Halterbügeln 45, 46 und in den vertikalen Stiitzteilen 42 und 43 befinden. Die Federn sind mit zusammenwirkendem abgeschrägtem und ineinander passenden Zungen und Rinnen versehen und quer zueinander innerhalb ihrer entsprechenden Federschlitze bewegbar um eine feine vertikale Einstellbarkeit der Halterbügel 45 und 46 in Bezug auf den Querbalken 13 zu ermöglichen.

Der verbesserte Fontänenkopf 10 gemäß der Erfindung ist genauer in den Fig. 3 und 4 gezeigt und weist Einrichtungen auf, die einen im allgemeinen rechteckigen Beschichtungsbehälter 60 bilden, der in der oberen Oberfläche vorgesehen ist und sich teilweise in den Kopf 10 erstreckt. Der Behälter 60 ist an seiner

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Oberseite offen und weist eine vertikale Auflaufseite 61, einen Boden 62 und eine gegenüberliegende Seite 63 auf. Der Behälter 60 kann mit einer Tiefe ausgestattet sein, die gleich oder etwas größer als seine Weite ist, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.

Die Einrichtungen zur Zufuhr von flüssigem Beschxchtungsmaterial in das Innere des Behälters weisen eine Mehrzahl von Einlaßoder Zulauföffnungen 64 auf mit einer Weite im wesentlichen gleich der effektiven Weite des Behälters und sie erstrecken . sich vertikal von der Bodenfläche des Behälters durch den Boden des Kopfes 10 und sind mit entsprechend ausgerichteten Öffnungen 64^f in dem Rohr 18 achsgleich. Der Abstand der Fontänenkopfeinlasse 64 ist so gewählt, daß dem Fontänenbehälter 60 flüssiges Beschxchtungsmaterial in solchen Mengen zugeführt wird, daß sich ein im wesentlichen gleichförmiger Druck des Beschichtungsmaterials quer zu dem Behälter 60 ausbildet. Als ein spezifisches Beispiel kann der Abstand der Öffnungen 64 1,27 cm (1/2 inch) oder weniger bis 3,81 cm (1 1/2 inch) oder mehr betragen, wobei 1,9 cm (3/4 inch) Abstand für die Löcher mit 1,1 cm Durchmesser typisch ist .

Die Einlaßseite des Behälters ist an einer im allgemeinen planaren Auflauffläche 65 beendet, die vorzugsweise rechtwinklig zu der Seite 61 des Behälters 60 verläuft. Die Auflauffläche weist vorzugsweise eine Querweite auf, die einen kleinen Teil der entsprechenden Weite des Troges bildet und sie erstreckt sich gemäß Fig. 3 entlang einer Strecke, die ungefähr die Hälfte der effektiven Behälterweite beträgt.

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Vorzugsweise ist der Fontänenkopf 10 zur vertikalen Mittellinie der Stützrolle, wie in Pig. 3 gezeigt, versetzt und in dieser Lage bildet die Auflauffläche 65 mit einer Tangente an die Bahn . ' an der Öffnung des Behälters 60 einen konvergierenden Spalt.

Die Auflauffläche 65 stößt mit einem nach unten abfallenden Oberflächenabschnitt 66 zusammen, der sich zur Seitenwandung 67 des Kopfes 10 erstreckt und der einen etwas größeren Winkel mit der auflaufenden Bahn bildet, als der der durch die Fläche 65 gebildet wird. Der Abschnitt 66 kann zu der Fläche 65 ungefähr 15° betragen, wie dies bei 68 in Fig. 3 angedeutet ist und dient dazu, die mitgerissene luft vor Eintritt in den Behälter 60 zu scheiden. Die Oberfläche 66 dient auch dazu, daß im Falle eines Bahnbruches die Walze 15 und der Kopf 10 nicht beschädigt werden.

Der Fontänenkopf weist auch weiterhin eine sich in Abstromrichtung befindende Ablauf- oder bemessende Planarflache 70 auf, die sich im Abstand von der Fläche 65 befindet. Die Fläche 70 ist vorzugsweise entlang der oberen Oberfläche eines im wesentlichen rechteckigen entfernbaren Arbeitskopfes 72 angebracht, dessen I innere Oberfläche die sich in AbStromrichtung befindende Wandung des Behälters 60 bildet.

Der Arbeitskopf 72 weist eine untere Kante auf, die innerhalb einer Rinne 74 aufgenommen ist, die in längsrichtung des Kopfes 10 entlang dem Boden des Behälters 60 und nahe der sich in Abstromrichtung befindenden Wand 63 des Troges verläuft. Auf diese Art und Weise sitzt der Kopf 72 von selbst fest und ist in der Ausnehmung 74 und gegen die sich in Abstromrichtung be-

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findende Wandung 63 selbst haltend aufgrund des Beschichtungsdruckes und aufgrund der Kräfte, die auf die freiliegenden Flächen des Arbeitskopfes 72 einwirken. Hur dazu, daß"absolut sichergestellt ist, daß der Arbeitskopf 72 sich in seiner EIn-' setzlage befindet, kann eine Mehrzahl von Schrauben 76 vorgesehen sein, die sich durch entsprechende Öffnungen in der Wandung 63 in achsgleiche mit Gewinde versehene Löcher erstrecken, die sich im Arbeitskopf 72 befinden. Jedoch sind die Schrauben 76 nicht unumgänglich notwendig, um den Arbeitskopf in seiner Lage zu halten, da er während des Beschichtungsvorganges fest in seinem Sitz gehalten wird durch die Kräfte, die dazu neigen, den Arbeitskopf in seinen Schlitz 74 und gegen die Oberfläche der Wandung 63 zu drücken.

Die vertikale Höhe der Wandung 63 ist im Verhältnis zu der Behälterwandung 61 etwas vermindert, so daß sich der Arbeitskopf 72 etwas über die Wandung 63 ₅ wie bei 77 angedeutet, erstrecken kann. Während somit die Ablauf- oder bemessende Fläche 70 sich in ungefähr der gleichen Höhe wie die Auflauffläche 65 befindet, |l ist sie etwas oberhalb der nächstliegenden Fläche des Kopfes selbst angeordnet.

Die Fläche 70 ist gemäß Fig. 3 vorzugsweise, wie bei 80 angedeutet, mit einem gleichförmigen Winkel versehen, so daß wäh>rend sich die scharfe anlaufende Seite 82 der Fläche 70 direkt gegenüber von der entsprechenden Kante der Fläche 65 befindet, die ablaufende Kante 84 etwas in Richtung auf die Bahn 16 angehoben ist. Die Schräge, die so durch den Winkel 80 gebildet

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wird, bildet mit der Bahn einen konvergierenden Spalt in Richtung auf die Bahnbewegung. Zusätzlich wurde gefunden, daß der größere Verschleiß an der ablaufenden Kante 84 des Arbeitskopfes eintritt und, indem eine leichte Abschräge in der Größenordnung zwischen zwei bis sechs Grad vorgesehen wird, kann ein Ausgleich für diese Abnutzung in dem Kopf'72 eingebaut werden, wodurch die effektive Lebensdauer des Arbeitskopfes erhöht wird, während über eine längere Zeitperiode hinweg eine bestmögliche Arbeitsweise gegeben ist.

Die Querweite der fläche 70 stellt auch einen relativ kleinen Teil der entsprechenden Weite des Behälters 60 dar und kann beispielsweis/gleich der der Auflauffläche 65 sein. Der Abstand zwischen der Fläche 70 und der zu beschichtenden Oberfläche der Bahn bildet einen konvergierenden Spalt aufgrund der versetzten Lage des Fontänenkopfes in AufStromrichtung in Bezug auf die Mittellinie der Walze und aufgrund der Abschrägung bei 80. Dementsprechend ist dieser Raum erheblich geringer als der Raum zwischen der Fläche 65 und der Bahn 16 mit der Folge, daß die Fläche 65 ein Gebiet mit verhältnismäßig niedrigerem Druck bildet. Da sich dieses Gebiet in Richtung von dem Behälter 60 weg ausdehnt, dient es der Beseitigung von eingeschlossener Luft und anderen Gasen aus dem Beschichtungsmaterial, indem es die Ausdehnung solcher Gase gestattet wenn ein Beschichtungsmaterial die Auflauffläche 65 und die nach unten geneigte Fläche 66 überströmt. Weiterhin bewirken diese Oberflächen eine Beseitigung der von der Bahn aufgrund der Reibung mitgerissenen Luft in Richtung auf den Behälter, die im anderen Falle in den Behälter

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getragen würde,

Die Anwendung einer bemessenden Fläche 70, die mit relativ enger Querweite ausgebildet ist, hat eine hohe Flächenpressung in·bezug auf die Papieroberfläche zur Folge und kann sogar eine Deformation des Gummibezuges der Walze in einem Gebiet des Spaltes bewirken, mit der Folge, daß ein Eindringen und eine gute Verbindung des flüssigen Überzuges mit der Bahnoberfläche sogar bei hohen Bahngeschwindigkeiten eintritt, wobei kein Überlauf von BeSchichtungsmaterial auf die -.Ablauf seite der Fontäne erfolgt. Die Verwendung einer solchen relativ schmalen Beschichtungsflache hat zur Folge, daß die auf den Fontänenkopf einwirkenden Gesamtkräfte im Verhältnis zu den Köpfen, bei denen breitere Ablaufflächen benutzt werden, geringer sind, wodurch die Gesamtkräfte, die den Kopf zu verbiegen oder auszulenken suchen wie auch die Gesamtkräfte vermindert werden, die notwendig sind, um den Kopf in einer Beschichtungsstellung zu der Bahn zu halten.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung stellt eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung dar, aber die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform der Vorrichtung beschränkt und es können. Abwandlungen vorgenommen werden ohne daß der allgemeine Erfindungsgedanke, wie in den Ansprüchen niedergelegt, verlassen wird.

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Claims

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- 13 Patentansprüche

1. Fontänenbe schicht er, bei dem flüssiger Beschichtungsstoff zur Auftragung auf eine von einer Stützwalze getragene· Materialbahn, einem lOntänenkopf zugeleitet wird, der lOntäneiikopf einen sich im wesentlichen quer zu der zu beschichtenden Bahn erstreckenden, sich an der Oberseite nahe einer freiliegenden Fläche der Bahn öffnenden Beschichtungsstoff -Aufnahmebehälter mit einer sich an dem Beschichtungsstoff -Aufnahmebehälter anschließenden, sich in Querrichtung erstreckenden und entlang einer vorbestimmten Breite in Sichtung der Bahnbewegung verlaufenden Ablauffläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Ablauffläche geringer ist als die Breite des Beschichtungsstoff-Aufnahmebehälters, sich eine Auflauffläche aufstromseitig von der gegenüberliegenden Kante des Behälters und quer gegenüber der Ablauffläche von der Bahn divergierend erstreckt und die Auflauffläche ein der Beseitigung des in dem Besßhiehtungsmaterial eingeschlossenen Gases und der von der Bahn mitgerissenen Luft dienendes Gebiet bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich an die Auflauffläche anschließender, mit "einem Winkel größer als der der Auflauffläche von der Bahn weg geneigter Abschnitt an dem Pontänenkopf vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablauffläche an einem eiefe in dem Fontänenbehälter lösbar aufgenommenen Arbeitskopf vorgesehen ist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der -Arbeitskopf einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, nahe einer abstromseitigen Wandung der Fontäne und die Ablauffläche an der oberen freiliegenden Oberfläche des Arbeitskopfes angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablauffläche in Form einer unter 2° - 6° verlaufenden einen konvergierenden Spalt mit der Bahn bildenden Schräge

™ · an der oberen Oberfläche des Arbeitskopfes ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fontänenkopf eine in seinen Boden eingebrachte sich in Längsrichtung nahe der Ablaufwandung erstreckende Rinne aufweist, in die ein Bodenabschnitt des Arbeitskopfes in Anlage an die Ablaufwandung einlegbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß fc die Auflauf- und Ablaufflächen gleiche Breiten aufweisen, die kleiner sind als die Breite des Behälters.

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