DE2165189A1 - Zerstäuberkopf - Google Patents

Description

H A*M B U R G 1

Ballinda-.rirti 15
Tel. 33 5115 2 8.DaZ. 1971

Meine Akte: 5536/71

S* Κ· Μ* S·A»

150 Avenue de Stalingrad

93 - Stains

(Frankreich)

Zerstäuberkopf«

Bekannte Ausführungen von Zerstäuberköpfen insbesondere für Farben weisen eine mittige Düse für Farbe auf, die durch einen konzentrischen, kreisförmigen Luftstrahl mitgerissen wird. Der aus Farbe und Druckluft gebildete Axialstrahl wird dabei vermittels zweier» entgegengesetzt gerichteter seitlicher Luftstrahlen abgeflacht, wodurch die Farbe in der Form eines flachen Strahls zerstäubt wird, der sur Erzielung einer schnellen Beschichtung der zu behandelnden Oberfläche zweek»ä£iger 1st*

In bekannten Zerstäuberköpfen werden die seitlichen Luftstrahlen duroh in dem Zerstäuberkopf ausgebildete Öffnungen abgegeben, welche zu diesem Zweck mit Mündungen versehen sind. Trotz dieser verhältnismäßig einfachen Anordnung ist eine genaue Ausbildung der öffnungen .erforderlich.

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Außerdem eignet sich diese Anordnung nur für verhältnismäßig kleine Farbauftragsgeschwindigkeiten und Strahlbreiten. Für große Strahlbreiten und hohe Farbauftragsgeschwindigkeiten bei einwandfreier Zerstäubung ist diese Anordnung jedoch unzureichend, und die Wirkung der Hauptöffnungen muß durch mehrere Hilfsstrahlen unterstützt werden, welche im allgemeinen von viel kleiner ausgebildeten und daher eine noch höhere Genauigkeit erforderlich machenden Durchbrechungen abgegeben werden. Die Herstellung der LuftÖffnungen ist nicht nur schwierig und erfordert den Einsäte besonderer, großer Präzisionsmasohinen, sondern es kommt auch häufig zu einem Verstopfen der Offnungen, wodurch das Strahlgleichgewicht gestört, die Qualität des Farbauftrags beeinträchtigt, eine Unterbrechung notwendig gemacht und die Leistung dementsprechend herabgesetat wird.

In eine» Zerstäuberkopf, der den Gegenstand der älteren französischen Patentschrift Nr. 1 473 093 bildet, sind die vorgenannten Nachteile bereits su einen großen Teil beseitigt, indem an dem Zerstäuberkopf statt Luftöffnungen auf dessen Vorderseite Nuten ausgebildet sind, durch welche die tangential an der Aufstromseite der Nuten eintretenden seitlichen Luftstrahlen unter Ausnutzung des Wandeffekts gegen den axialen Farbstrahl gerichtet sind.

Wenngleich es bei diesen Nuten nicht wie bei den Luftöffnungen zu Verstopfungen kommen kann, ist ein Absetzen

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von Farbe auf dem Zerstäuberkopf nicht ganz ausgeschlossen. Derartige Farbablagerungen können jederzeit von dem Luftstrom mitgerissen und gegen den Gegenstand, auf den gerade Farbe aufgebracht wird, geschleudert werden, so daß dieser unter Umständen unbenutzbar wird oder zumindest eine erhebliche Qualitätseinbuße erleidet.

Das Absetzen von Farbe auf dem Zerstäuberkopf ist auf das Zusammentreffen der beiden seitlichen Luft-ströme zurückzuführen, die sich vom Ausgang der Luftöffnungen oder Nuten aus frei in der Luft fortbewegen und Verwirbβlungeη oder sogar einen zur Vorderseite des Zerstäuberkopfes hin gerichteten Rückstrom bilden, durch den die Farbe mitgerissen und auf dem Kopf abgelagert wird. Zur Veranschaulichung dieses Vorgangs sei an den Schmetterlingsbrenner einer Autogengas-Schweißvorrichtung erinnert. Genau wie die von den seitlichen Luftöffnungen des Spritz- oder Zerstäuberkopfes abgegebenen seitlichen Luftströme treffen bei diesem Brenner zwei konvergierende Azetylengasströme aufeinander, wobei die Flamme des Schmetterlingsbrenners der Formgebung des durch die Konvergenz der beiden elementaren Ströme erhaltenen Strahls weitgehend entspricht. Dabei läßt sich feststellen, daß ein großer Teil des Azetylengases aufgrund der von den beiden Strahlen erzeugten Verwirbelung hinter den Aufprallpunkt zurückgedrüokt wird.

Die gleiohe Erscheinung kann, wenn auch in einem geringeren Ausmaß, an den Nuten des in der vorgenannten Patentschrift

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1 473 093 beschriebenen Zerstäuberkopfes auftreten.

Durch die Erfindung soll daher ein Zerstäuberkopf des in der älteren Patentschrift der Anmelderin beschriebenen Typs in der Weise verbessert werden, daß das Auftreten von Verschmutzungen oder Ablagerungen an dem Zerstäuberkopf völlig ausgeschlossen ist.

Ein Zerstäuberkopf, bei dem die seitlichen Luftstrahlen unter Ausnutsung des Wandeffekts gegen den axialen Farbstrahl gerichtet sind, ist erfindungsgemäß in der Weise ausgebildet, daß der Zerstäuberkopf eine solche Formgebung aufweist, bei der wenigstens ein Teil der seitlichen Strahlen auf der KopfVorderseite symmetrisch in bezug auf die den axialen Farbstrahl begrenzende mittige Öffnung und den Strahl völlig umgebend xur Ausbildung bringbar ist.

Auf diese Weise wird «ine einwandfrei symmetrische Umhüllung des axialen Farbstrahls erreicht, vermittels welcher nicht nur jede Verschmutzung des Zerstäuberkopfes verhindert, sondern auch der Strahl in geeigneter Weise abgeflacht, im Oleichgewicht gehalten und die Farbe innerhalb des Strahls regelmäßig verteilt wird, so daß die Strahlenden gut ausgebildet und fein zerstäubt sind.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die seitlichen Strahlen vermittels Nuten zur Ausbildung gebracht, die zu diesem Zweck an der Vorderseite des Zerstäuberkopfes ausgebildet sind. Dabei können

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sieh die Enden der Nuten in einem verhältnismäßig großen Abstand von der mittigen öffnung befinden, die Nuten können eine größere Breite als die mittige öffnung aufweisen und ihre Tiefe kann sich in Richtung der mittigen öffnung verringern. Die Nuten sind in jedem Falle so ausgebildet und angeordnet, daß sich die von diesen abgegebenen Strahlen über die Vorderfläche des Zerstäuberkopfes ausbreiten und die in diesem befindliche mittige öffnung vollkommen umgeben.

Entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die seitlichen Strahlen auch vermittels Luftöffnungen erhalten werden, welche in einem verhältnismäßig großen Abstand von der Achse des Zerstäuberkopfes symmetrische Luftstrahlen in Richtung der Vorderfläche des Zerstäuberkopfes entweder tangential zu dessen Vorderseite oder unter kleinen Winkeln su dieser abgeben, so daß diese Luftstrahlen die Vorderseite bestreichen. Die Ausbildung eines abgeflachten Farbstrahls wie auch dessen Umhüllung kann auch noch dadurch verbessert werden, daß statt eines Paares zueinander symmetrischer Nuten oder öffnungen swei oder mehrere Nuten- oder Öffnungepaare vorgesehen werden.

Versuche haben gezeigt, daß ein Zerstäuberkopf mit zwei Nutenpaaren unter jeweils einem Winkel 2a von 30° einen sehr gut zerstäubten flaohen Farbstrahl abgibt, in dem die Farbe gut verteilt ist und keine Verschmutzung des Kopfes auftritt. Ein solcher Kopf ist gleichwertig bekannten

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Zerstäuberköpfen, wobei die Einhüllung des mittigen Strahls durch Ausbreitung eines Teils der Luft auf der Oberfläche des Kopfes wesentlich stärker in Erscheinung tritt als bei einem einsigen Nutenpaar.

Ohne weitere Korrektionsnuten vorzusehen lassen sieh unterschiedliche Merkmale durch Wahl entsprechender ParaBieter der Doppelnuten wie b.B. der Breite der Nut 21, dem von swei Nuten eingeschlossenen Winkel 2a, der Abweichung d des Konvergenzpunktes von der Mittelachse des Zerstäuberkopfes ersielen. Bei beispielsweise gleichen Abmessungen der Austritt«öffnungen wird für d * 0 ein dichterer und weniger breiter Strahl erhalten, wenn der Winkel 2a statt 30° den Wert 45° erhält. Wenn der Winkel 2a den Wert 15° beträgt, ist der Strahl weniger dicht und breiter, neigt jedoch sum Abreißen.

In einem anderen Fall ließ sich feststellen, daß der Farbstrahl für hohen Zerstäubungsdruck dasu neigte, sich In drei Teile aufsuspalten· Diese Erscheinung tritt auch bei bekannten Zerstäuberköpfen auf, wobei der Strahl in der Mitte und an seinen Enden einen Oberdruck aufweist· In einem derartigen Fall läßt sich der Strahl durch Vergrößerung von 1, Verringerung von α und durch Wahl eines Wertes für d kleiner als null verbessern. Weitere heranslehbare Paraneter sind die Krümnungen am Boden der Nut in der Nähe der mittigen öffnung und im Zwiechenbereioh, die Größe und die Formgebung des Nutenquersohnitts wie auch der

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Verlauf von Breite und Höhe der Nuten von der Aufstrom-Eur Abstromseite derselben.

Bei Zerstäuberköpfen für Strahlen großer Breite und die mit hohem Zerstäubungsdruck arbeiten, lassen sich durch Verwendung von drei Nutenpaaren ebenfalls bessere Ergebnisse ersielen.

Da die Abstromseiten der Nuten, durch welche die seitlichen Luftstrahlen zugeführt werden, sich in einem verhältnismäßig großen Abstand von der Achse des Zerstäuberkopfes befinden, können anstelle der Nuten, die aus seitliche Begrensungen bildenden Ausnehmungen in der Kopfvorderfläche bestehen, auch Ausfräsungen an dem sur Befestigung des Kopfes an einer Spritspistole oder einer anderen, die hintere Verlängerung des Kopfes bildenden Sprühvorrichtung dienenden Befestigungsring in der Weise ausgebildet sein, daß die seitlichen Luftstrahlen gegen die Oberfläche des Spritskopfes gerichtet sind, wobei in diesem Falle die Kopfvorderseite eine rein konvexe Formgebung wie ein Drehkörper aufweisen kann und damit leichter und preiswerter heriustellen ist.

Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert .

Fig. 1 ist ein teilweise im Schnitt gehaltener

seitlicher Aufriß einer Spritspistole mit einem Zerstäuberkopf nach der Erfindung, 2098 3 2/0648
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Fig. la ist eine Draufsicht auf den Zerstäuberkopf,

Fig. Ib ist eine seitliche Ansicht des Zerstäuberkopfes ,

Fig. 2 ist ein Schnitt in einem größeren Mafistab durch eine weitere Ausführungsform des Zerstäuberkopfes,

Figuren 2a, 2b und 2c sind jeweils stirnseitige

Ansichten verschiedener AusfUhrungsformen eines Zerstäuberkopfes,

Fig. 3 ist ein Schnitt in einem größeren Mafistab durch eine weitere Ausführungsform,

Figuren 4 und 4a zeigen jeweils einen Schnitt bzw. eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform,

Figuren 5 und 5a zeigen jeweils einen Schnitt bzw. eine Draufsicht auf eine weitere AusfUhrungsform ,

Figuren 6 und 6a aeigen jeweils einen Schnitt bzw. eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsfor»,

Fig. 7 ist ein Schnitt durch eine noch andere Ausführungsform.

Die in Fig. 1 dargestellte Spritzpistole 1 herkömmlicher Ausführung weist eine mittige Vorrichtung 2 auf, durch welche Farbe zugeführt wird, die durch einen bei 3 um die Vorrichtung 2 herum zugeführten konzentrischen Luftstrahl mitgerissen wird und durch die zu der Vorrichtung 2 kon-

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sentrisohe, mittig·, ringförmige öffnung des Zerstäuberkopfes 4 austritt, welcher vermittels des Rings 5 an einem vorderen Teil der Spritzpistole gehalten ist.

Der in den Figuren la und Ib dargestellte Zerstäuberkopf 4 weist eine Verbreiterung 4a auf, in weicher sioh diametral gegenüberliegend ein £u@inander symmetrisches Nutenpaar 6 und 7 ausgefräst ist, deren Enden sioh in einem verhältnismäßig großen Abstand 6 von der mittigen öffnung 8 befinden, durch welche der die Farbe mitreißende Luftstrahl austritt. Da der Wandeffekt bis aur Achse des Zerstäuberkopf es reiaht-, breiten sich die seit liehen Strahlen über den Kopf aus und umgeben ganz den mittigen Farbstrahl un die mittige öffnung herum, wobei sie diesen in einen flachen Strahl umbilden, bei dem es auch nicht eur Ablagerung von Farbspuren auf dem Zerstäuberkopf kommt. Der Strahl ist sehr regelmäßig und weist eine hohe Homogenität auf, wenn die zur Zerstäubung verwendeten Luftdrücke verhältnismäßig niedrig sind.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Ergebnis dadurch verbessert, daß der Zerstäuberkopf 10 ein Paar sich diametral gegenüberliegender Nuten 11 und 12 aufweist, deren seitliche Begrensungswände eine vom Ausgangs- bis sum Endpunkt der Nuten fortschreitend kleinere Höhe aufweisen, wobei die Nuten an einer verhältnismäßig weit von der mittigen öffnung 13 entfernten

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Stall« auslaufen. Diese Anordnung gestattet die Ausbildung eines regelmäßigen und homogenen Strahls bei höheren Zerstäuberdrücken, da ein geringeres Luftvolumen an den Wänden surüokgehalten wird und der Einfluß der seitlichen Strahlen auf den mittigen Strahl im Vergleich «ur Anordnung der Fig. 1 abgeschwächt ist. Der Zerstäuberkopf 10 ist in einen Zwischenring 14a eingesetzt, der Radialspiel in besug auf den Befestigungsring 14 aufweist und gestattet, eine ggf. vorhandene Exeentrieität des Spritι Pistolengewindes in besug auf die nicht dargestellte Düse auszugleichen, auf welche der Zerstäuberkopf aufgesetzt wird. Der Zwischenring 14a ist im Innern des Befestigungsrings 14 vermittels eines elastischen Klemmrings 15 gehalten, der in eine Nut 16 eingreift.

Die in den Figuren 2a, 2b und 2c dargestellten Zerstäuberkopfe unterscheiden sich von dem der Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daft sie anstelle eines eincigen Nutenpaares 11, 12 jeweils swei Nutenpaare 17, 18 und 19, 20 aufweisen, die in besug auf eine diametrale Symmetrieebene des Zerstäuberkopfes symmetrisch ausgerichtet sind. Die Nutenpaare können entsprechend der Darstellung der Fig. 2a in vor der Achse der mittigen, ringförmigen Öffnung 21 des Zerstäuberkopfes 22 liegenden Funkten konvergieren (d > ⁰^, oder entsprechend Fig. 2b in der Achse konvergieren (d * 0) oder entsprechend Fig. 2e an hinter der Achse liegenden Punkten konvergieren (d < 0).

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Der in Fig. 3 dargestellte Zerstäuberkopf unterscheidet sich von dem der Fig. 2 darin, daß die Höhe der Nutenwände nur langsam abnimmt und diese erst in verhältnismäßig kleinen Abständen von der mittigen Öffnung auslaufen. Diese Anordnung wird voreugsweise dann verwendet, wenn der Durohmesser der mittigen Öffnung kleiner ist als die Breite der Nuten, damit eine einwandfreie Ausbreitung der seitlichen Luftstrahlen ganz um die mittige öffnung herum gewährleistet ist.

Wenn die Nuten wesentlich breiter als der Durchmesser der mittigen öffnung ausgebildet sind, können die Nuten auch bis sur mittigen öffnung durchgeführt sein, so daß sie an dieser ineinander übergehen und in der Vorderfläche des Zerstäuberkopfes eine von der einen but anderen Seite desselben durchgehende Nut bilden, die in ihrer Mitte von der mittigen öffnung durchbrochen ist* In dieeem Falle muß die Nut in der Mitte eine geringere Höhe aufweisen, damit die Abflachung des Strahls in einer senkrecht sur Nut stehenden Axialebene nicht beeinträchtigt wird.

Bei dem in den Figuren 4 und 4a dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Zerstäuberkopf 23 ganz die Form eines Drehkörpers und weist keine Nut auf. In diesem Fall sind die Nuten durch sich diametral gegenüberliegende Ausfräsungen 24 und 25 ersetzt, die in dem äußeren Ringkörper 26 ausgebildet sind, welcher die rückwärtige Verlängerung des Zerstäuberkopfes bildet. Der Ringkörper 26 wird in seiner

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Lage vermittelt ein·· Befestigungsrings 27 und eines elastisch federnden Klemrarings 28 gehalten*

Anstelle des in den Figuren 4 und 4a dargestellten Paares von Ausfräsungeη in dem äußeren Ringkörper 26 kann der Zerstäuberkopf 29 entsprechend den Figuren 5 und 5a in seinem äußeren Ringkörper 29a auch zwei zueinander symmetrische Paare von Ausfräsungen 24, 25 und 24a, 25a aufweisen, die jsur Achse der mittigen öffnung 30 hin konvergieren. In gleicher Weise wie in den Figuren 2a - 2c kann auch hier der Konvergenzpunkt vor, hinter oder in der Achse der mittigen öffnung liegen. Gggf. können auch mehr als beispielsweise drei Nuten oder Ausfräsungen, die jeweils symmetrisch zu einem mittigen Nuten- oder Ausfräsungspaar angeordnet sind, vorgesehen sein.

Bei dem in den Figuren 6 und 6a dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Zerstäuberkopf 31 ebenfalls als reiner Drehkörper ohne Nut ausgebildet und die bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen in dem äußeren Ringkörper 26 bsw. 29a ausgebildeten Ausfräsungen sind durch Luftöffnungen ersetzt, bei welchen nicht die Gefahr einer Verstopfung wie bei bekannten Zerstäuberköpfen besteht. Das ist darauf zurückzuführen, daß einerseits diese öffnungen in einem großen Abstand von der ndttigen Zerstäuberöffnung angeordnet sind, und andererseits die von den beiden, durch den Ringkörper 34 durchgeführten Luftöffnungspaaren

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32, 32a und 33, 33a abgegebenen Luftstrahlen unter einem bestimmten Einfallswinkel oder zumindest tangential auf die konvexe Vorderfläche des Zerstäuberkopfes 31 auftreffen. Daher ergibt sich wie im Falle der Fig. 5 und 5a eine gute Verteilung der seitlichen Strahlen über die Oberfläche des Kopfes ganz um die mittige öffnung herum, so daß der aus Luft und Farbe bestehende Axialstrahl bereits bei seiner Entstehung von einem Luftmantel völlig eingehüllt wird, welcher den Zerstäuberkopf vor Verschmutzung schützt»

Wenn die von den Luftöffnungen zugeführte Luftmenge nicht ausreichen sollte, können ggf. entsprechend Fig. 7 mehrere Luftstrahlen abgegeben werden, die teilweise in der bereits beschriebenen Weise tangential oder unter einem kleinen Winkel auf die Vorderfläche des Zerstäuberkopfes auftreffen und teilweise in einem bestimmten Abstand von dem Scheitel des Zerstäuberkopfes aufeinandertreffen.

- Ansprüche i

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Claims (11)

PatentansprUche :

1. Zerstäuberkopf, bei dem seitliche Luftstrahlen unter Ausnutzung de3 Wandeffekts gegen den axialen Farbstrahl gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäuberkopf (4, 10, 22, 23, 29, 31) eine solche Formgebung aufweist, bei der wenigstens ein Teil der seitlichen Strahlen auf der Kopfvorderseite symmetrisch in bezug auf die den axialen Farbstrahl begrenzende mittige öffnung (13. 21, 30) und diesen Strahl völlig umgebend zur Ausbildung bringbar ist.

2. Zerstäuberkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Strahlen vermittels Nuten (6, 7i 11, 12; 17, 18, 19, 20) ssur Ausbildung bringbar sind, die an der KopfVorderseite ausgebildet sind.

3. Zerstäuberkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Enden der Nuten in einem verhältnismäßig großen Abstand von der mittigen Öffnung befinden,

H. Zerstäuberkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten eine größere Breite (21) als die mittige öffnung aufweisen.

5. Zerstäuberkopf nach einem der Ansprüche 2 - M, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Tiefe der Nuten in Richtung der mittigen Öffnung verringert.

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6. Zerstäuberkopf nach einem der Ansprüche 2-5» dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei zueinander symmetrische und in bezug auf die mittige öffnung (21) symmetrisch angeordnete Nutenpaare (17» 19» 18, 20) vorgesehen sind.

7. Zerstäuberkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutenpaare zur Achse des Zerstäuberkopfes konvergieren und die Nuten eines Paares einen Winkel (2a) von 30° miteinander einschließen.

8. Zerstäuberkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, die Nutenpaare zu einem vor der Zerstäuberkopfaohse liegenden Funkt konvergieren (Fig. 2a).

9. Zerstäuberkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutenpaare zu einem hinter der Zerstäuberkopfachse liegenden Punkt konvergieren (Fig. 2c).

10. Zerstäuberkopf nach einem der Ansprüche 2-9» dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Nuten zur Ausrichtung seitlicher Luftstrahlen gegen die Vorderfläche des Spritzkopfes dienende Ausfräsungen (24, 25; 24a, 25a) an dem zur Befestigung des Kopfes (23, 29) an einer Spritzpistole (1) oder einer anderen, die hintere Verlängerung des Kopfes bildenden Sprühvorrichtung dienenden Befestigungsring (27) ausgebildet sind und der Zerstäuberkopf eine rein konvexe Formgebung wie ein Drehkörper aufweist.

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11. Zeretäuberkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daft anstelle der Ausfräsungen in dem Befestigungsring für den Zerstäuberkopf zur Abgabe von den Kopf einhüllenden und tangential zu dessen Vorderseite gerichteten oder unter kleinen Winkeln auf diese auftreffenden Luftstrahlen dienende Luftöffnungen (32, 32a, 33» 33a) vorgesehen sind.

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