DE2331643A1

DE2331643A1 - Waermeschutzschlauch und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2331643A1
Application number: DE2331643A
Authority: DE
Inventors: Kenji Morii; Akio Nagayoshi; Osaka Sakai; Yasunori Sakai
Original assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd; Uc Sangyo Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd; Uc Sangyo Co Ltd
Priority date: 1972-06-24
Filing date: 1973-06-22
Publication date: 1974-01-17
Also published as: DE2331643C3; GB1417897A; US3916953A; DE2331643B2

Description

Andrejewskir Honke & Gesthuysen Anwaltsakte: 41

: th

2331643 Patentanwälte

Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Hans Dieter Gesthuysen

4300 Essen, den 19-Juni 1975 Theaterplatz 3

Patentanmeldung

Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. 5-2, 2-Chome Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan

und

U C Sangyo Co., Ltd. 214-2, Kaminanyo-cho, Higashisumiyoshi-ku, Osaka-City, Osaka-fu, Japan

Warmeschutzschlauch und Verfahren zu seiner Herstellung.

Die Erfindung betrifft einei Warmeschutzschlauch, wie er beispielsweise als Wasserablaßschlauch in Luftkühlern oder als Leitung für das Heizmedium in Heizgeräten verwendet wird. PUr die Leitungen bei Luftkühlern werden Vinylschläuche oder mit vielfach aus Kunststoff bestehendem schwammigem Material beschichtete Schläuche verwendet, wobei derartige Vinylschläuche den Nachteil haben, daß sich im Betrieb infolge des Temperatur-

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Unterschiedes zwischen der Innen- und Außenwandung des Schlauches Wassertröpfchen an seiner Oberfläche bilden. Mit schwammigem Material beschichtete Schläuche besitzen zwar nicht diesen Nachteil, doch ist der Zusammenbau derartiger Schläuche schwierig und die Beschichtung des Schlauches mit dem schwammigem Material ist zeitraubend und mit Schwierigkeiten verbunden, abgesehen davon, daß derartige Schläuche sehr empfindlich sind und unansehnlich aussehen.

> Die Aufgabe der Erfindung besteht angesichts der sich aus den bisherigen Ausbildungen ergebenden Nachteile darin, einen sehr flexiblen, leichten und preiswerten Wärmeschutzschlauch herzustellen, welcher im Betrieb an seiner Oberfläche stets trocken bleibt und infolge seiner großen Flexibilität leicht verlegbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß ein derartiger Wärmeschutzsohlauch aus einem Innenschlauch und einem Außenschlauch mit einem zwischen diesen beiden Schläuchen schraubenförmig verlaufenden flexiblen Band aus wärmedämmendem Material besteht und der Innenschlauch durch den einen Seitenstreifen, der Außenschlauch durch den anderen Seitenstreifen und der Zwischenraum zwischen beiden, in welchem das flexible Band verläuft, durch den Mittelstreifen eines aus Kunstharz bestehenden Bandes gebildet wird.

Ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Wärmeschutzschlauches ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß auf einen in Drehung versetzten und gleichzeitig in axialer Richtung

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vorwärtsgeschobenen langgestreckten Dorn das aus einem Extruder in weichem Zustande austretende Kunstharzband zusammen mit dem ihm gegenüber schmäleren flexiblen Band derart schraubenlinienförmig aufgewickelt wird, daß der eine über das flexible Band überstehende Seitenstreifen des Kunstharzbandes am Dorn anliegt und den innenschlauch bildet, während sein anderer über das flexible Band überstehender Seitenstreifen den Außenschlauch bildet, wobei das Kunstharzband überlappend aufgewickelt wird, wobei dieses Verfahren kontinuierlich und automatisch durchführbar ist.

Nach einer Besonderheit der Erfindung besteht das flexible wärmedämmende Band aus Schaumstoff, wobei auch alternativ anstelle eines durchgehenden flexiblen wärmedämmenden Bandes eine Vielzahl von wärmedämmenden Kügelchen oder Perlen vorgesehen werden kann, wodurch die Flexibilität des Schlauches noch wesentlich erhöht werden kann. Im einzelnen kann die Breite des Kunstharzbandes gleich dem Dreifachen der Steigung der von ihm gebildeten Schraubenlinie und die Breite des flexiblen wärmedämmenden Bandes annähernd gleich der Steigung der von ihm gebildeten Schraubenlinie sein. Andererseitl können auch die Breite des Kunstharzbandes und die Breite des mit ihm zusammen schraubenlinienförmig verlaufenden flexiblen wärmedämmenden Bandes größer sein als die Steigung der Schraubenlinie, wodurch in dem Wärmeschutzschlauch eine Mehrfachschicht aus dem flexiblen wärmedämmenden Band erzielbar ist.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Wärmeschutzschlauches besteht darin, daß seine Bestandteile ohne Verwendung irgendeines Klebmittels fest miteinander verbunden bezw.

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verschweißt sind, sodaß keine Auflösung des Schlauches wegen Nachlassens der Klebfähigkeit eines Klebemittels zu befürchten ist.

Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele sowie eines Durchführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens anhand der beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:

Figur la eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmten Vorrichtung;

Figur Ib den Bereich A aus Fig.la in perspektivischer Darstellung;

Figur Ic einen Schnitt durch Fig.la längs der Linie B-B;

Figur 2 u.5 die Kupplung zwischen zwei Dornlängen von der Seite bezw. in axialer Richtung gesehen;

Figur 4a eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Wärmeschutzschlauches;

Figur 4b ■ einen Schnitt durch die eine Wandung des Wärmeschutzschlauches aus Fig.4a;

Figur 5 einen Schnitt durch die Wandung eines anderen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wärmeschutzschlauches;

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Figur 6 die Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines zum Teil aufgeschnittenen Wärmeschutzschlauchesj

Figur 7a eine nochmalige Abwandlung der Erfindung von der Seite gesehen im Teilschnittj und

Figur 7b zwei Ausführungsbeispiele der als wärmedämmendes Material bei der Ausführung gemäß Fig.7a verwendeten Kügelchen oder Perlen.

Bei der in Figur, la im Ganzen dargestellten Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Wärmeschutzschlauches wird ein Dorn konstanter Länge χ verwendet, welcher eine kegelige Spitze 2 (Fig.2) am einen Ende und eine Bohrung 5 am anderen Ende aufweist. Die kegelige Spitze 2 trägt an ihrem Ansatz zwei diametral abstehende Nasen 3* welche beim Kupplen zweier Dornlängen 1, 1 in entsprechende Ausnehmungen 5 des ausgebohrten Endes 4 der anderen Dornlänge einrasten. Dieser Infolgedessen aus mehreren Dornlängen zusammengesetzter Dorn 1, 1. wird in mehreren Lagern 6, 6, 6 ... abgestützt, deren Abstand voneinander kürzer ist als die einzelnen Dornlängen.

Der gesamte Dorn wird nun mittels zwischen den Lagerungen 6 angeordneten Dreh- und Vorschubeinrichtungen 7 und 8 in Drehung versetzt und vorgeschoben. Beide Einrichtungen 7 und 8 sind im wesentlichen gleich ausgebildet und bestehen aus auf Wellen 10 sitzenden Riemenscheiben 11, welche über ihre Wellen mittels eines Motx>rs 9 In gleicher Richtung angetrieben werden. Von

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den Riemenscheiben laufen Antriebsriemen 12 über den Dorn, während zwischen einer jeden Riemenscheibe 11 und dem Dorn 1 Riemenführungen Ij5 eingesetzt sind, durch welche die Riemen derart verdreht werden, daß der Dorn 1 in Figur la bei gleichzeitiger Verdrehung nach links vorwärtsgeschoben wird. Dabei 1st die Drehzahl der Einrichtung 8 höher als die der Einrichtung 7, während die Vorschubgeschwindigkeit der Einrichtung kleiner ist als die der Einrichtung 7· Die Drehzahl und die Vorschubgeschwindigkeit der Einrichtungen 7 und 8 werden durch die Verdrehung der Antriebsriemen 12 bestimmt und eingestellt. Man kann andererseits die Führungen IJ auch dadurch unnötig machen, daß die Wellen 10 aus der Wagerechten heraus geneigt werden.

Auf den auf diese Weise verdrehten und vorgeschobenen Dorn 1 wird von einer Rolle 14 Klaviersaltendraht oder Stahldraht 14a, welcher mit Kunststoff beschichtet ist oder mit aus Kunststoff bestehenden Fäden oder Fasern umwickelt ist, aufgewickelt, wobei eine Führung 15 verwendet wird, um den Draht 14a mit konstanter Steigung schraubenlinienförmig auf den Dorn aufzuwickeln. Aus einem Extruder 16 wird ein thermoplastisches Kunstharzband 16a in noch weichem, klebfähigem Zustande auf den Dorn 1 aufgegeben, während gleichzeitig von einer Haspel 10 ein dickes flexibles Band 17a aus Schaumstoff als wärmedämmendes Material derart mit dem Kunstharzband 16a auf den Dorn 1 aufgelegt wird, daß das flexible Band 17a auf der Innenseite dieses Kunstharzbandes 16a liegt. Dabei ist das Schaumstoffband 17a schmäler als das Kunstharzband 16a, sodaß letzteres an beiden Seiten über das Schäumstoffband 17a übersteht,

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wie dies in Figur Ic dargestellt ist. In Laufrichtung des Dornes 1 vor dem Extruder 16 ist eine beispielsweise aus einer Gasflamme bestehende Heizeinrichtung 18 angeordnet, welche die Harzbeschichtung des Stahldrahtes 14a anschmilzt, sodaß das anschließend aufgewundene Kunstharzband 16a sich einwandfrei damit verbindet. Im Anschluß an die Aufwickelstelle für das Kunstharzband 16a und das Schaumstoffband 17a ist eine Kühleinrichtung 19 vorgesehen, welche den aufgewickelten Schlauch abkühlt. Zum Einführen einer nachfolgenden Dornlänge 1 sind zwei schräg zur Achse dieser Dornlänge angeordnete Vorschubwalzen 20 vorgesehen, durch welche dieser nachfolgenden Dornlänge eine gegenüber der Einrichtung 7 etwas höhere Vorschubgeschwindigkeit, jedoch etwas geringere Drehzahl erteilt wird. Am Ende der Vorrichtung befindet sich ein Trennmesser 21, um den fertigen Schlauch in der Dornlänge χ entsprechende Längen zu zerteilen. Außerdem ist noch eine Aufnahmeeinrichtung 22 für die abgekuppelte Do&nlänge vorgesehen.

Eine derartige Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Wärmeschutzschlauches arbeitet folgendermaßen: Die Dornlänge 1 wird mittels der Einrichtung 7 in Figur la nach links vorgeschoben und dabei gleichzeitig in Drehung versetzt, während der mit Kunstharz beschichtete Stahldraht 14a von der Haspel 14 ab- und auf diesen Dorn schraubenlinienförmig mit konstanter Steigung aufgewickelt wird. Im Anschluß daran wird mittels der Heizeinrichtung 18 der Kunstharzüberzug des Stahldrahtes 14a zum Schmelzen gebracht und das vom Extruder austretende Kunstharzband 16a zusammen mit dem dicken flexiblen Schaumstoffband 17a schraubenlinienförmig derart auf den mit

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dem Stahldraht I4a bereits umwundenen Dorn 1 aufgewickelt, daß die Ränder des Kunstharzbandes einander überlappen. Dadurch liegt der eine Seitenstreifen a des Kunstharzbandes 16a am Dorn 1 und dem Stahldraht 14a an und bildet dadurch den Innenschlauch, während der andere Seitenstreifen b dieses Kunstharzbandes l6a überlappend den Außenschlauch bildet. Der mit dem Schäumstoffband 17a belegte Mittelstreifen c des Kunstharzbandes 16a verläuft auf diese Weise zwischen dem Außen- und dem Innenschlauch schraubenlinienförmig und grenzt die Zwischenräume zwischen den beiden Schläuchen schraubenlinienförmig ab. Wie aus Figur 4 deutlich zu sehen ist, verläuft das Schaumstoffband 17a in einer Schraubenlinie durch diesen Zwischenraum zwischen den beiden Schläuchen.

Da die Vorschubgeschwindigkeit der Dornlänge 1 in der Einrichtung 8 geringer ist als in der Einrichtung 7 und die Drehzahl der Dornlärge 1 in der Einrichtung 8 höher ist als in der Einrichtung Τ, wird die durch die Einrichtung 8 vorgeschobene Dornlänge 1 in axialer Richtung durch die über die Einrichtung 7 vorgeschobene nachfolgende Dornlänge beaufschlagt, sodaß eine einwandfreie Kupplung zwischen den einzelnen Dornlängen erzielt wird und der Stahldraht 14a fest auf die Dornlänge aufgewickelt werden kann, ohne daß infolge erhöhter Drehzahl die aufgewickelten Bänder 16a und 17a Falten werfen können.

Beim Durchlauf der Dornlänge 1 mit dem aufgewickelten Stahldraht 14a und den darum herumgewundenen.Bändern 16a und 17a durch die vorzugsweise mit Wasser gespeiste Kühleinrichtung 19 wird das noch weiche Kunstharzband 16a abgekühlt und bildet infolgedessen den beispielsweise in Figur 4 dargestellten erfindungsgemäßen Wärmeschutzschlauch.

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Nach dem Abtrennen einer Schlauchlänge χ mittels des Trennmessers 21 löst sich die vorausgehende Dornlänge von der nachfolgenden Dornlange und kann aus dem Schlauch herausgezogen und dem Zuführwalzenpaar 20 erneut zugeführt werden. Da dieses Zuführwalzenpaar 20 die neue Dornlänge 1 schneller vorschiebt als die Einrichtung 7, der neuen Dornlänge dabei jedoch eine geringere Drehzahl erteilt, greift die kegelige Spitze 2 der neuen Dornlänge automatisch in die endseitige Bohrung 4 der vorangehenden Dornlänge ein und rastet mit ihren Nasen 3 in die Ausnehmungen 5 am rückwärtigen Ende der vorangehenden Dornlänge ein.

Bei dem in den Figuren 4a und 4b dargestellten AusfUhrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wärmeschutzschlauches beträgt die Breite des Kunstharzbandes 16a mehr als das Dreifache der Steigung des Klaviersaitendrahtes 14a und die Seitenkanten des Schäumstoffbandes 17a überlappen einander. Als Material für das den Innen- und den Außenschlauch bildende Kunstharzband 16a wird weiches Vinylharz wie beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen, Polyäthylen-Terephthalat, Nylon, Polyvinyl Chlorid ■> Polyvinylidenchlorid, Polystylen oder thermoplastische Harze usw. verwendet. Pur das dicke Schäumstoffband 17a wird vorzugsweise Ureth&nharz, Polyäthylen, Polystyrol, Polypropylen, Polyvinylchlorid oder dgl. verwendet.

Bei diesem Schlauch verläuft das dicke flexible Schaumstoffband 17a zwischen dem Außen- und dem Innenschlauch in Schraubenlinienform, sodaß ein durch diesen Schlauch hindurchfließendes Medium einwandfrei vor Wärmeeinflüssen geschützt wird, ohne daß

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dadurch die Flexibilität des Schlauches leidet. Infolgedessen eignet sich ein derartiger Schlauch sehr gut als Leitung für das Ablaßwasser in Luftkühlern oder für das Heizmedium in Wärmegeräten. Dabei sind die einzelnen Windungen des Kunstharzbandes 16a längs ihren Seitenstreifen fest miteinander verbunden bezw. verschweißt, sodaß unbedingt dichte Innen- und Außenschläuche entstehen, während das Schaumstoffband 17a zwischen den beiden Schläuchen fest mit dem Mittelstreifen c des Kunstharzbandes 16a verbunden ist und dadurch, ohne daß irgendein Klebemittel benötigt würde, in der vorgegebenen Lage fixiert ist. Wie die vorstehende Beschreibung des erfindungsgemaßen Verfahrens anhand der Figur la zeigt, läßt sich der erfindungsgemäße Wärmeschutzschlauch kontinuierlich und automatisch mit sehr hoher Ausbeute herstellen.

Ein Blick auf die Figuren Ib und Ic zeigen, daß durch Veränderung der relativen Lage zwischen dem Kute tharzband 16a und dem Schäumst off band 17a die Wandstärke des Innen- und des Außenschlauches je nach Wunsch verändert werden kann. Wenn man beispielsweise die Breite des Seitenstreifens a des Kunstharzbandes 16a aus Figur Ic verbreitert, so wird die Wandstärke des InnenschTauches vergrößert, während gleichzeitig die Wandstärke des Außenschlauches abnimmt. Eine Verbreiterung des Seitenstreifens b ergibt infolgedessen eine Vergrößerung der Wandstärke des Außenschlauches. Die Schlauchdicke läßt sich durch Veränderung der Dicke oder Breite oder der Steigung des Sohaumstoffbandes 17a verändern. Durch Verbreiterung des Schautnstoffbandes 17a bezw. Erhöhung seiner Steigung zusammen mit der Breite oder ^der Steigung des Kunstharzbandes 16a läßt sich die Anzahl der durch dieses Schäumstoffband 17a gebildeten Lagen vergrößern.

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Bei dem in Figur 6 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wärmeschutzschlauches ist die Breite des Schaumstoffbandes 17b annähernd gleich der Steigung des Stahldrahtes JAa, wobei dieses Band an seiner einen Innenkante entsprechend diesem Stahldraht 14a angefast wurde. Bei diesem Ausführungsbeispiel überlappen die Schaumstoffbänder 17b nicht einander, sodaß sich eine nahezu ebene Außenfläche des Schlauches ergibt. Gleichzeitig wurde hier ein der Breite des Schaumstoffbandes 17b gegenüber sehr breites Kunstharzband 16b verwendet, sodaß sich für den Innen- und den Außenschlauch sehr große Wandstärken ergeben.

Eine weitere Abwandlung eines erfindungsgemäßen Wärmeschutzschlauches ist in Figur 7a dargestellt, wobei anstelle eines Schaumstoffbandes 17a bezw. 17b eine Vielzahl von wärmedämmenden Kügelchen oder Perlen 23 vorgesehen sind. Diese Kügelchen sind entweder hohle Glaskügelchen 23a oder SchaumstoffkÜgelchen 23b, wie sie in Figur 7b dargestellt sind. Da diese Kügelchen oder Perlen 23a bezw· 23b sehr leicht aneinander vorbeigleiten können, ergibt eich bei dieser Ausbildung ein flexiblerer Schlauch als bei den AusfUhrungsbeispielen gemäß Figur 4, 5 und 6. Selbstverständlich ist es auch hier möglich, statt einer Einfachschraubenlinie, wie sie in Figur 7a dargestellt ist, eine doppelte oder Mehrfachschraubenlinie auszubilden.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde unter Einhaltung der in nachstehender Tabelle zusammengestellten Daten ein Wärmeschutzschlauch gemäß Figur 5 mit einem Außendurchmesser von 30 mm, einem Innendurchmesser von 19 mm, einer Wandstärke von 5,5 mm und einer Steigung der Schraubenlinie von 10 mm hergestellt.

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Durchmesser des Domes 1 19 mm,

Länge χ des Domes 1 5 m,

Vorschubgeschwindigkeit des Domes 1 8 m/min,

Drehzahl des Domes 1 8 U/min,

Klaviersaitendraht 14a, * Stahldraht 1 mm

beschichtet mit halbstarrem PVC ...... Stärke 0,5 mm

Extruder liefert flexibles PVC-Band bei 18O°C,

Breite des Bandes 16a 40 mm

Dicke des Bandes l6a 0,3

Schaumstoffband 17a ....... Dehnbares cross linked Polyäthylen

( 20-fach )

Breite von 17a 14 mm

Dicke von 17a 2 mm.

Ansprüche:

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Claims

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Patentansprüche :

1V Wärmeschutzschlauch, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Innenschlauch und einem Außenschlauch mit einem zwischen diesen beiden Schläuchen schraubenförmig verlaufenden flexiblen Band (17a bezw. 17b) aus wärmedämmendem Material besteht und der Innenschlauch durch den einen Seitenstreifen (a), der Außenschlauch durch den anderen Seitenstreifen (b) und der Zwischenraum zwischen beiden, in welchem das flexible Band verläuft, durch den Mittelstreifen (c) eines aus Kunstharz bestehenden Bandes (16a) gebildet wird.

2) Verfahren zur Herstellung eines Wärmeschutzschlauches gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen in Drehung versetzten und gleichzeitig in axialer Richtung vorwärtsgeschobenen langgestreckten Dorn (1) das aus einem Extruder (16) in weichem Zustande austretende Kunstharzband (16a) zusammen mit dem ihm gegenüber schmäleren flexiblen Band (17a) derart schraubenlinienförmig aufgewickelt wird, daß der eine über das flexible Band überstehende Seitenstreifen (a) des Kunstharzbandes am Dorn anliegt und den Innenschlauch bildet, während sein anderer über das flexible Band überstehender Seitenstreifen (b) den Außenschlauch bildet, wobei das Kunstharzband überlappend aufgewickelt wird.

3) Wärmeschutzschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible wärmedämmende Band (17a) aus Schaumstoff besteht.

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^) Wärmeschutzschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er anstelle eines durchgehenden flexiblen wärmedämmenden Bandes (17a-) eine Vielzahl von wärmedämmenden Kügelchen oder Perlen (23a, 23b) enthält.

5) Wärmeschutzschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Kunstharzbandes (16a) gleich dem Dreifachen der Steigung der von ihm gebildeten Schraubenlinie ist.

6) Wärmeschutzschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des flexiblen wärmedämmenden Bandes (17a) annähernd gleich der Steigung der von ihm gebildeten Schraubenlinie ist.

7) Wärmeschutzschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Kunstharzbandes (16a) und die Breite des mit ihm zusammen schraubenlinienförmig verlaufenden flexiblen wärmedämmenden Bandes (17a) größer sind als die Steigung der Schraubenlinie.

Patentanwalt.

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