DE1980402U - Vorrichtung zur herstellung von mit einer fuell-, entleerungs- oder anschlussoeffnung ausgeruesteten hohlkoerpern aus kunststoffen im blasverfahren. - Google Patents

Description

Patentanwalt K A. j (j 5 / 3 5 * ~ I 7

)ipl.-lng. C-H. Huss _ ^{J 1}^

Garmisch - Partenkirchen ^J

RhicSe 14 Garmiseh-Partenkirchen, 28. Juni 1967

Ha/Sob

Gottfried Mehnert, Berlin-Mariendorf, lankwitzerstr. 14-/15

Vorrichtung zur Herstellung von mit einer Füll*-, Ent** leerungs- oder AnschlussSffnung ausgerüsteten Hohlkörpern aus Kunststoffen im Blasverfahren

Der Heuerung liegt die Aufgabe zugrunde, Hohlkörper aus Kunststoffen herzustellen, die einerseits einen sehr dünnwandigen HauptkSrper, beispielsweise einer Wandstärke v©n 0,1 bis 0,5 ra, andererseits aber eine Einfüll-, Entleerungs- oder AnschlussSffnung aufweisen, die im Verhältnis zum übrigen HauptkSrper verhältnismässig dickwandig ist, damit ein ausgeprägtes Gewinde angeformt werden kann, das das Aufschrauben dicht sehliessender Kappen zulässt· Im Rahmen der der Neuerung zu Grunde liegenden Aufgabe liegt ferner die Herstellung von Hohlkörpern der vorstehend bezeichneten Art, deren Boden zur Erhöhung der Standfestigkeit ebenfalls eine im Verhältnis zum Flaschenhauptkörper

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grössere Wandstärke aufweist·

Zm den Hohlkörpern ia Sinne der Neuerung gekoren beispielsweise Flaschen, Kannen, Kanister, Ampullen und sonstige, mit einer Füll-, Entleerungs- ©der Anschluss-Öffnung ausgerüstete Behälter· Da aber Anlass zur Neuerung die Herstellung von sog· Einwegflaschen war, deren Teile aus Gründen der Materialersparnis überall dort, wo irgend möglich und zulässig, möglichst dünnwandig sein sollen, wird die Feuerung nachfolgend, ohne sie hierauf zu "beschränken, am Beispiel der Herstellung einer Flasche "beschrieben, und die Hill-i Entleerungs- oder Anschlussöffnung wird "Flaschenhals" genannt werden.

Es ist bekannt, Flaschen aus Kunststoffen im sog· Blasverfahren in der Weise herzustellen, dass ein aus der Düse eines Extruders ausgepresster schlauehförmiger Vorformling aus thermoplastischem Kunststoff in einer mehrteiligen, geschlossenen Form zu einem Hohlkörper gewünschter Gestalt durch Zuführung eines gasförmigen Mediums aufgeblasen und der Flaschenhals durch einen Blasdorn im Zusammenwirken mit entsprechenden Blasformteilen innen- und aussenkalibriert wird·

Es ist ferner bekannt, zur Lösung der vorstehend umrissenen Aufgabe eine Flasche mit einem im Verhältnis zum Flaschenkörper dickwandigen Flaschenhals aus einem schlauehföraigen thermoplastischen Vorformling in einer geschlossenen Form durch Zuführung eines Druckmediums aufzublasen, die Wandstärke des Vorformling® unter Beachtung der durch das

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Aufblasen hervorgerufenen Reekung nach der Wandstärke des endgültig herzustellenden Hauptkörpers der Flasche auszurichten und den entsprechend dickeren Flaschenhals durch ein Anstauchen des Vorformlingsmaterials im Halsbereich der Blasform zwischen deren. Innenfläche und der Aussenfläche des eingeführten Blasdornes zu erzeugen· Da aber dieses Verfahren "bei der praktischen Durchführung auf Schwierigkeiten stSsst, weil beim Stauchvorgang gewöhnlich eine dem Stauchdruek entgegengerichtete und damit erst eigentlich die Halsverdickung durch Stauchung ermöglichende Zraft fehlt, und weil dieses Verfahren überall dort versagt, wo sog· Weithalsgefässe, also Flaschen, bei denen der Durchmesser des Flaschenhalses im Verhältnis zum Durchmesser des Flaschenkörpers verhältnismäßig gross ist, beschreitet die Feuerung zur Lösung der gestellten Aufgabe einen anderen Weg, nämlich allgemein den, den Teil des Vorformlings, der den im Verhältnis zum Flaschenhals dünnen Flaschenkörper bilden soll, vor dem Schliessen der Blasformteile und vor dem Aufblasen zu recken·

Zwar ist durch die deutsche Patentschrift 973 176 ein Verfahren bekannt geworden, bei dem in eine geschlossene Blasform eine sowohl das plastisch verformbare Material auspressende als auch die Blasluft zuführende, in der Achse der Blasform auf- und abbewegbare Düse bis zu dem den Flaschenboden bildenden Boden der Form eingeführt wird, um zunächst mit dem Ausspritzen des Materials und gleichzeitigem Zuführen von Luft ein sackartiges geschlossenes, den Boden des herzu«

stellenden Hohlkörpers formendes Gebilde zu erzeugen, wonach durch Aufwärt^bewegung der Auspress- und Blasdüse und gleichzeitiger LuftZuführung der übrige Plaschenkörper und sehliesslich der Hals desselben geformt wird. Dabei kann die Aufwärtsbewegung der Auspress- und Blasdüse so vorgenommen werden, dass während der Bildung des Plaschenbodens mehr Material als bei der anschliessenden Ausformung des Ilaschenkörpers aus der Düse ausgespritzt wird. Ausiserdem zeigt und beschreibt die amerikanische Patentschrift 2,288,454 ein dem vorstehend beschriebenen insofern ähnliches Verfahren, als auch nach diesem eine das plastisch verformbare Material auspressende und gleichzeitig Blasluft zuführende Düse zunächst in die geschlossene Porm bis zu deren Unterteil abgesenkt wird. In diesem Pail ist jedoch der Blasformunterteil nicht zur Bildung des Plasehenbodens sondern des Piaschenhalses bestimmt, und die in axialer Richtung ganz abgesenkte Auspress-, Spritz- und Blasdüse dient zunächst dazu, durch Auspressen des plastischen Materials zwischen einen von unten in die geschlossene Porm hineinragenden, den Innendurchmesser des Flaschenhalses bestimmenden Dorn und die den Aussendurchmesser bestimmende Innenwanung des Plaschenhalsbereiches der Blasform in einem Art Spritzvorgang den Piasehenhals herzustellen, nach dessen Erzeugung die Düse aufwärts bewegt wird. Während dieser Aufwärtsbewegung wird fortlaufend plastisches Material ausgespritzt und gleichzeitig Blasluft eingelassen, so dass während der Aufwärtsbewegung der Düse der sich ständig vergrössernde Vorformling durch Anlage gegen die Innenwand der geschlossenen Porm zur

fertigen Flasche ausgeformt wird· Schliesslieh "beschreibt die deutsche Patentschrift §18 105 ein kombiniertes Spritz-Blasverfahren, bei dem auf einem vollständig mit Kunststoff gefüllten Behälter den Hals- oder Gewindeteil eines herzustellenden Hohlkörpers ausformende lOrmteile aufliegen, die von einem Stempel durchragt werden, der mit über seinen Umfang verteilten AustrittsSffnungen für Blasluft versehen ist. Durch das Einführen der Blasluft und durch gleichzeitige Verschiebung des den Kunststoff aufnehmenden Behälters im Verhältnis zu dem den Halsteil aussenfläehig formenden !Formteil* wird ein blasenartiger Kunststoffkörper gebildet, dessen Wandung durch eine Verschiebung des Stempels in der Weise gereckt.werden kann, dass eine Stirnfläche den Boden des blasenartigen Körpers vor sich herschiebt. Die letztbeschriebene und in der Praxis unbekannte Art der Herstellung eines Hohlkörpers ist aaterialaufwendig und die Reckung der Blase durch Druck auf den inneren Teil ihres Bodens unsicher, weil leicht Unregelmässigkeiten in der Wandstärke oder sogar Risse auftreten können·

Im Gegensatz zu den bekannten, die Wandstärke des Hohlkörpers durch eine schnellere oder langsamere Bewegung der Auspressdüse regulierenden Verfahren arbeitet die Vorrichtung nach der Feuerung mit einem von der Herstellung normaler, d.h. nicht besonders dünnwandiger Körper her an sieh bekannten, an einem Ende offenen schlauchförmigen Vorformling, der zwischen die auseinandergefahrenen Teile einer Blasform gebracht wird, die erst dann geschlossen wird, wenn

der Vorformling in der gesamten, etwa der länge des herzustellenden Hohlkörpers entsprechenden länge zur Verfügung steht, wobei der Flaschenhals innenflächig durch einen in den offenen Anfang des Vorformlings eingeschobenen Dorn und aussenflächig durch besondere, im geschlossenen Zustand Teile der Blasform bildende Halsbacken ausgeformt wird· Die Neuerung arbeitet also mit einer stillstehenden, den Vorformling erzeugenden Auspressdüse, was aus mehreren und insbesondere steuerungstechnischen Gründen erhebliche Vorteile gegenüber einer axial beweglichen Auspressdüse mit sich bringt· Ausserdem wird neuerungsgemäss der schlauchförmig© Vorformling erst dann zum Hohlkörper gewünschter Gestalt durch Anlage an die Innenwandung des durch die geschlossene Form gebildeten Formnestes ausgeformt, nachdem diese den schlauchförmigen Vorformling völlig in sich aufgenommen hat, und dies ist deshalb vorteilhaft, weil es sich in der Praxis gezeigt hat, dass die Ausbildung einer Flasche überall gleicher Wandstärke mit einem ebenen Boden aus einem blasenförmigen Vorformling nicht möglich ist· Schliesslich hat sich noch als zweckmässig erwiesen, den sehlauehförmigen Vorformling kontinuierlich aus der Auspressdüse eines Extruders auszustossen, was nur möglich ist, wenn man den Sclauchformungavorgang vom Blas« und d»h· Flaschenformungsvorgang trennt·

Die Neuerung ermöglicht es, mit verhältnismässig einfachen, aber wenig Wartung erfordernden und damit sicheren Mitteln einen Hohlkörper, insbesondere eine Flasche, mit einem Hauptkörper sehr geringer Wandstärke und einem Flaschenhals und gegebenenfalls auch einem Flaschenboden

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im Verhältnis dazu sehr viel grSsserer Wandstärke zu formen, wobei zwischen den Teilen geringerer und den Teilen grösserer Wandstärke plötzliche Wandstärkenunterschiede vermieden werden.

Demnach betrifft die Heuerung eine Vorrichtung zur Herstellung von mit einer !till-, Entlee rungs- oder Anschluss öffnung ausgerüsteten Hohlkörpern aus Kunststoffen, wie Flaschen, Kannen, Kanister^ Ampullen, Büchsen und dgl., mit der ein aus der Düse eines Extruders ausgepresster sehlauehförmiger Vorformling aus thermoplastischem Kunststoff in einer mehrteiligen, geschlossenen Form zum Hohlkörper gewünschter Gestalt durch Zuführen eines gasförmigen Mediums aufgeblasen und die öffnung durch einen ihren Innendurchmesser festlegenden Dorn im Zusammenwirken mit entsprechenden den Aussendurchmesser bestimmenden Blasformteilen kalibriert sowie der verbleibende, den Hauptkörper des Hohlkörpers bildende Teil des Vorformlings gereckt wird. Diese Vorrichtung zeichnet sich aus durch eine, innerhalb der geöffneten Blasform axial selbständig bewegbare HaIsformungs- und Vorformlingsreckeinrichtung mit einem innerhalb dieser selbständig axial bewegliehen Kalibrierdorn und horizontal bewegliehen Halsbacken, die bei geschlossener Form in Ausnehmungen derselben aufgenommen werden.

Mit einer solchen Vorrichtung kann der aus der Düse kontinuierlich austretende Vorformling zusammen mit den Backen schneller aus der Düse abgezogen werden, als der Auspressgeschwindigkeit entspricht, wonach die eigentliche Blasform unter Aufnahme der Halsbacken zusammengefahren und

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durch den Blasdorn das Druckmedium eingelassen wird· Dabei kann zunächst ein Blas- und Kalibrierdorn in den Anfang des Vorformlings eingeschoben werden, wonach die Halsbacken um den Anfang des Vorformlings geschlossen werden, oder man kann auch den Dorn lediglich als Kalibrierdorn benützen, während das den grSssten Teil des Vorformlings in der geschlossenen Porm zum Hohlkörper gewünschter Gestalt aufweitende Druckmedium durch eine in der Achse der Schlauchauspressdüse liegende Düse zugeführt wird. Schliesslich lässt sich mit einer Vorrichtung nach der Feuerung je nach der Lage der Blasform im Verhältnis zur Schlauchauspressdüse auch ein Hohlkörper, insbesondere eine Flasche, herstellen, die nicht nur einen im Verhältnis zum Hauptkörper dickeren Hals, sondern auch einen dickeren Boden aufweist·

Eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Neuerung ist anschliessend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert, in der

fig. 1 eine neuerungsgemässe Vorrichtung mit ihren Teilen in der ersten und

Pig. 2 die gleiche Vorrichtung in einer weiteren Phase darstellen·

In Pig. 1 ist t der einem nicht näher dargestellten Extruder nachgeschaltete Spritzkopf, aus dessen Düse 2 kontinuierlich ein offener, schlauehförmiger, in der Darstellung* teilweise geschnittener Vorformling 3 in Pfeilrichtung A ausgepresst wird. 4a und 4b sind in Pfeilrichtung B-C auf bekannte und deshalb nicht näher dargestellte

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Weise "bewegliche Formtragplatten, an denen die Teile einer mehrteiligen, meist zweiteiligen Form 5a, 5b befestigt sind, die im geschlossenen Zustand ein Formnest 6 herstellen, das die Konfiguration des Hatxptklrpers des herzustellenden Hohlkörpers, ζ·Β. einer Hasche, erzeugt·

Neuerungsgemäss ist eine allgemein mit 7 bezeichnete Halsformungs- und Vorförmlings-Reckeinrichtung vorgesehen, die insgesamt in Pfeilriehtung A-D innerhalb der geöffneten Formhälften 5a, 5b bewegbar, die Elemente für die Ausformung des Flaschenhalses und das Einführen des schlauchförmigen Vorformlings zwischen die geöffneten Formteile enthält. Sie besteht aus einem in einem Lager 8 bewegbaren Stempel 9j der düsenseitig die Halsbacken 10, und 10b sowie den. Blas- und Kalibrierdorn 11 und am entgegengesetzten Ende den Hubmechanismus 12 für diesen Blas- und Kalibrierdorn trägt. Hierzu ist am düsenseitigen Ende des Hubstempels 9 eis. ζ·Β· aus einer Seheibe 13 und Stegen 14 oder aus einem geschlossenei Zylinder? bestehender Tragrahmen vorgesehen, der in sich den Blas- und Kalibrierd©rn 11 in der zurückgezogenen Stellung aufnimmt und der eine Einrichtung 15 trägt, auf oder an der die im einzelnen nicht dargestellten Organe für die Bewegung der Halsbacken 10a, 10b in Pfeilrichtung D bzw, C angebracht sind·

Der Hubmechanismus 12 besteht aus einem Zylinder 16, in dem ein Kolben 17 gleitet, der über eine Kolbenstange 18 mit dem Dorn 11 verbunden ist, und der Einlasse 19 und 20 für das Absenken des Domes in Pfeilrichtung A bzw, das Anheben desselben in Pfeilrichtung D durch Einlassen eines

Druckmediums auf die öfter- oder Unterfläclie des Kolbens aufweist»

Die gesamte Einrichtung 7 kann in axialer Eichtung angehoben oder abgesenkt werden, beispielsweise mittels des in der Zeichnung dargestellten, aus einer am Stempel befindliehen Zahnstange 21 und einem Zahnrad 22 bestehenden Bewegungsmechanlsffius, der selbstverständlich durch gleichwertige Bewegungsmittel, wie einen Kolben-Zylindermechanismus oder einen Schneckentrieb ersetzt werden kann.

In die Formteile 5a und 5b sind Halsteile 23a, 23b mit Ausnehmungen 24a, 24b eingesetzt, in die jeweils eine Halsbacke 10a bzw· 10b passt, die also m.a.W» bei geschlossener form die beiden Halsbacken aufnehmen·

Die Vorrichtung nach der Neuerung arbeitet wie folgts Nachdem der aus der Düse 2 kontinuierlich ausgepresste Vorformling 3 in einer länge ausgespritzt worden ist, die etwas mehr beträgt, als der HShe der Formbacken 10a und 10b entspricht, werden entweder diese Backen zusammengefahren und danach durch Einlassen eines Druckmediums über die Einlassleitung 20 in den Zylinder 1β und damit Anheben des Kolbens 17 über die Kolbenstange 18 der Blas- und Kalibrierdorn in das von den Formbaeken gehaltene offene Ende des Torformlings zur innen- und aussenseitigen Ausformung des Flaschenhalses eingeschossen, oder es wird umgekehrt zunächst der Dorn 11 in das offene Ende des Vorformlings eingefahren und danach die Formbacken 10a, 10b geschlossen. Nachdem auf diese Weise der Flaschenhals ausgeformt worden ist, wird mit Hilfe des

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Bewegungsmechanismus 21, 22 die gesamte Einrichtung 7 in Pfeilriehtung A mit einer Geschwindigkeit bewegt, die grosser ist als die Atispressgeschwindigkeit eines Vorformlings aus der Düse 2, die zu einem Vorformling der durch den Düsenschlitz bestimmten Wandstärke führen würde· Dadurch tritt eine Reckung des sich an den Halsteil 25 anschliessenden Teiles 26 des Vorformlings, also m.a#W« eine Vermindertang dessen Wandstärke ein· Dieser Vorgang kann dadurch unterstützt werden , dass durch einen gekühlten. Dorn 11 und "bzw. oder gekühlte Formbacken 10a und 10b das zwischen den Dorn und Formbacken eingeklemmte Material bereits während der Abwärtsbewegung der Einrichtung 7 in stärkerem Masse durch Erlalten verfestigt, als der sich daran, ansehliessende Teil des Vorformlings·

Die Abwärtsbewegung der Einrichtung 7 endet, wenn die Formbacken sich auf der H©*he ihrer Ausnehmungen. 24 in den F©rmteilen 23 dtr Formhälfte 5 befinden. Auf diese Weise wird ein nach der Herstellung eines im Querschnitt dickeren Hinges, β·Β· Flaschenhalses, ein für die Herstellung eines dünnwandigen FlaschenkSrpers geeigneter Vorformling erzeugt. Htm werden die formteile 5a, 5b zusammengefahren, d»h. die Form geschlossen, die mit ihren Quetschkanten 27 bodenseitig den Vorformling verschliesst, der dann innerhalb'der geschlossenen Form zweckmässig an einer Stelle ausserhalb der Achse

der Düse 2 oder aber auch in dieser Achse, jedoch in. der Gesamtheit soweit entfernt, dass das kontinuierliche Ausspritzen

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eines neuen Vorformlings nicht behindert wird, durch durch den

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Dorn zugeführte Luft zu der durch das Formnest 6 "bestimmten Gestalt aufgeblasen wird.

Wenn die Formteile 5a, 5b in der in Pig· 2 dargestellten Lage im Verhältnis zur Düse 2, also verhältnismassig dicht unterhalb derselben angeordnet sind und die Form durch Zusammenfahren ihrer Teile geschlossen wird, so wird mit den Abquetschkanten 27 der !Formteile ein Schlauchbereioh 28 "beim Sehliessen der Form ergriffen, in dem sich die auf den Teil 26 ausgeübte querschnittsvermindernde Reckung nicht oder nicht im vollen Umfang auswirken konnte, so dass nicht nur ein im Verhältnis zum Hauptkörper des zu erzeugenden Hohlkörpers in der Wandstärke stärkerer Hals, sondern auch ein entsprechend stärkerer Boden erzeugt werden kann» Selbstverständlich kann aber die Form auch entsprechend tiefer liegen, so dass ihre den Vorformling beim Sehliessen schliessenden Quetschkanten 27 einen Teil des Vorformlings ergreifen, der in oder unterhalb der durch die strichpunktierte Linie 29 dargestellten Ebene liegt, um einen Flasehenboden zu erzeugen, dessen Wandstärke der Stärke des übrigen Flasehenko'rpers entspricht.

Die Blasluft zum Aufweiten des Vorformlings kann, wie beschrieben, durch den Dorn 11 in den von der geschlossenen Form aufgenommenen Vorformling eingeführt werden, aber auch durch einen zentralen Kanal der Auspressdüse 12, in welchem Falle der Dorn 11 mit seinem Kalibrierteil 30 und seiner die Randlippe des Flaschenhalses erzeugenden Ringkante 31 ein reiner Kalibrierdorn wäre.

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Claims (4)

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1. Vorrichtung zur Herstellung von mit einer Entleerungs- ©der Anschlussilffnung ausgerüsteten Hohlkörpern, aus Kunst st offen, wie Haschen, Kannen, Kanistern., Ampullen, Büchsen und dgl·, mit der ein aus der D&se eines Extruders ausgepresster sohlauchförmiger Vorformling aus thermoplastischem Kunststoff in einer mehrteiligen, geschlossenen form zum Hohlkörper gewünschter Gestalt durch Zuführen eines gasförmigen Mediums aufgeblasen und die Öffnung durch einen ihren Innendurchmesser festlegenden Dorn im Zusammenwirken mit entsprechenden, den Aussendurchmesser bestimmenden. Blasformteilen kalibriert sowie der verbleibende, den Hauptkirper des Hohlkörpers bildende Teil des Vorformlimgs gereckt wird, gekennzeichnet durch eine, innerhalb der geöffneten Blasform (5a, 5b) axial selbständig bewegbare E'älsformungs- und Vorformlingsreckeinrichtung mit einem innerhalb dieser selbständig axial beweglichen Kalibrierdorn (H) und horizontal beweglichen Halsbacken (10a, 1Ob), die bei geschlossener Porm in Ausnehmungen derselben aufgenommen werden.

2, Torrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η-zeichnet, dass die Halsformungs- und Vorformlingsreckeinrichtung (7) aus einem, durch einen Bewegungsmechanismus, z.B. Zahnstange (21) und Zahnrad (22), heb- und senkbaren Stempel (9) besteht, an dessen einem Ende ein Hubmechanismus, z.B. ein Kolben-Zylindermechanismus (12) be-

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festigt ist, dessen Kolbenstange (18) den Stempel (9) durchsetzt und in dem Kalibrierdom (11) endet und an dessen anderem düsenseitigen Ende auf einem, den Dorn in zurückgezogener Stellung aufnehmenden Tragrahmen (14) eine Einrichtung (15) zur Aufnahme der quer zur Achse der Einrichtung (?) bewegbaren Halsbaeken (10a, 10b) montiert ist·

3· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (9) schneller abwärts bewegbar (Pfeilrichtung A) ist, als der Auspressgeschwindigkeit des Vorformlings (3) aus der Use (2) entspricht ·

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3> dadurch gekennzei eh net, dass die Blasform (5a, 5b) so dicht unterhalb der Auspressdüse (2) angeordnet ist, dass ihre Quetschkanten (27) einen durch die Einrichtung (7) nicht gereckten Teil des Vorformlings beim Schliessen der Blasform erfassen.

5· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3 oder 4» dadurch gekenn zeichnet, dass der Dorn (11) und bzw. oder die lonabaßken (10a, 1Ob) zur Förderung der Reekung des ausserhalb des Halsbereieh.es liegenden Teiles des Vorf©rulings (3) mit einer Kühleinrichtung ausgerüstet sind·

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