DE2624434A1

DE2624434A1 - Vorrichtung zur foerder- und misch- dosierung von festen schuettfaehigen materialien

Info

Publication number: DE2624434A1
Application number: DE19762624434
Authority: DE
Inventors: Claude Bouyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-06-20
Filing date: 1976-06-01
Publication date: 1976-12-30
Also published as: FR2314882B1; US4079863A; FR2314882A1

Description

"Vorrichtung zur Förder-und Mischdosierung von festen
schüttfähigen Materialien" .

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Förder-und Mischdosierung von festen schütt-und rieselfähigen Materialien,
bestehend aus einem Behälter mit zwei geneigten und zwei
etwa senkrechten Seitenwänden, in dem innen mindestens zwei
rotierende Förderschnecken angeordnet sind. Sie betrifft insbesondere eine solche Vorrichtung zur Förderung und Dosierung von festen schattfähigen Gütern mit relativ schlechten Fließe igens chaften.

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Eine Vielsöil von festen Materialien werden in Behältern oder Lagerbunkern gelagert oder aufgearbeitet und von dort aus für nachfolgende Verfahren gefördert, gemischt und dosiert, insbesondere für nachfolgende mechanische oder chemische Behandlungsverfahren. Bestimmte Schüttgüter fließen jedoch relativ schlecht aus den Lagerbehältern, beispielsweise pulverförmige Güter mit geringer Dichte, mehr oder weniger feuchtes faserartiges Material, Granulate unterschiedlicher Größe und Form, alles Güter mit hohem Reibungskoeffizienten oder aus sich beispielsweise unter dem Einfluß der Luftfeuchtigkeit rasch zusammenballenden Stoffen. Unter diesen Produkten sind beispielsweise zu nennen Plättchen, Späne oder Fasern aus Holz für die Papierindustrie und für die Herstellung spezieller Holzfaserplatten; rohes und fasriges vor allem dichtes Asbest; Abfallprodukte aus Asbest und Gummi oder entsprechenden Materialien; Karton- und Papierschnitzel in der Art von Konfetti in verschiedenen Größen; faserartiges Zellulose, wie etwa Vließstoffe und Wollflocken, Kautschukgranulate; bestimmte häufig feuchte Mineralien oder chemische Stcffe wie etwa Sand, Kali, Harnstoffe oder dergleichen; Filmschnitzel; granulatartige Stoffe; zerkleinerte Kieselerde; Abfallschnitzel von Leder; Glasfasern o.dgl.; flockige Materialien usw..

Die Förderung derartiger Materialien mit schlechten Fließeigenschaften aus ihrem Lagerbehälter wirft eine Reihe schwer zu lösender Probleme auf. Hervorgerufen durch die Form des Behälters oder des Lagerbunkers taucht häufig das Phänomen der

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Bildung von Schächten um die Achse der Ausfließöffnung und die Bildung von Materialbrücken auf dem Boden des Behälters oder in einer bestimmten Höhe auf. Wenn der Behälter ausreichend gefüllt ist, stellt sich zunächst ein normaler Ausfluß durch eine oder mehrere Förderöffnungen im unteren Bereich der Behälter ein, die teilweise mit einer Förderschnecke oder einer entsprechenden Einrichtung ausgerüstet sind. Dann stellt man jedoch sehr schnell eine störende Brücken- oder Gewölbebildung am Austritt in dem Moment fest, in dem die Stoffschichten sich in unmittelbarer Nähe der Seitenwände befinden, die die Gleitbewegung nach unten oder die Bildung eines Schachtes über der Austrittsöffnung stören, wobei diese beiden Phänomene nebeneinander bestehen können. Die Fließbewegung, die am Anfang normal ist, wird unregelmäßig und endet gänzlich, obwohl der Behälter noch eine große Menge des zu fördernden Materiales enthält.

Verschiedene Vorrichtungen sind bereits vorgeschlagen worden, um die genannten Schwierigkeiten zu beheben. Beispielsweise hat man am Boden des Lagerbehälters Rührwerksysteme vorgesehen, die mit Abstreifern oder Schaufelblättern unterschiedliche Formen oder mit sich drehenden Fräsern ausgerüstet sind. Diese Einrichtungen arbeiten bei Stoffen mit relativ geringer Dichte und bei denen, bei denen das Phänomen der Brückenbildung festgestellt worden ist, zufriedenstellend. Sie sind jedoch unwirksam im Falle spezifisch dichter Güter und bei Gütern, deren Form zur gegenseitigen Verschachtelung bzw. Verwickelung neigt, so daß sehr feste Brücken oder Gewölbe entstehen, und bei feuchten oder trockenen Stoffen, die leicht zusammenballen. Bei einer verbesserten Ausführungsform

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sind die Schaufeln der Rührwerke in unterschiedlichen Höhen im Lagerbunker oder Behälter angeordnet. Man kann häufig auf diese Weise die Wirksamkeit verbessern, die Unterhaltungskosten steigen jedoch an. Solche Einrichtungen erfordern einen starken Antrieb bereits dann, wenn die Produkte eine hohe oder nur eine mittlere spezifische Dichte aufweisen. Bei anderen Einrichtungen verwendet man einige oder mehrere Vibratoren an den Seitenwänden des Behälters oder einen Vibratorkonus ai der Unterseite des Behälters, wodurch das am Umfang sich befindende Material zwischen dem Konus und der öffnung des Behälters fließt. Diese Systeme haben eine gewisse Wirksamkeit, insbesondere bei pulverförmigen Stoffen mit sehr feinen Körnungen, sie ermöglichen jedoch aus den Behältern nicht die Förderung von Stoffen mit faserartiger Struktur oder von sich zusammenballenden Stoffen. Derartige Vibrationen können sogar die Förderschwierigkeiten erhöhen, da sie die Tendenz zur Z-usammenballung der Stoffe fördern.

Darüberhinaus ist bereits der Einsatz einer oder mehrerer endloser Dosierförderschnecken vorgeschlagen worden, beispielsweise eine Reihe von Spiralförderschnecken, die parallel nebeneinander angeordnet sind im Bereich des gesamten Bodens des Behälters. In diesem Falle wird die anfängliche Fließbewegung beschleunigt, man kann jedoch leinen Einfluß auf das Phänomen der Brückenbildung nehmen, wenn die Schraubenspindeln nur das Material in ihrer unmittelbaren Nähe fördern und nicht das daran angrenzende Material.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die genannten Nachteile zu vermeiden und das schwierige Problem der Förderung mit einem regelmäßigen und vollständigen Ausfluß des in einem Behälter gelagerten Materiales zu lösen.

Die Erfindung schlägt zugleich eine rationelle, wirtschaftliche und wirksame Lösung vor, die es ermöglicht, die Phänomene der Brückenbildung und des Auftretens von Schächten, die bisher unvermeidlich waren, zu unterdrücken und erreicht die gesamte Ausflußförderung des gelagerten Materials bis zur Weiterverwendungs- oder Behandlungseinrichtung dieses Materials. Sie gibt außerdem die Möglichkeit der relativ homogenen Mischung schüttfähiger Güter und der kontinuierlichen Dosierung der Fördergüter aus ihrem Lagervolumen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung macht Gebrauch von der ansich bekannten Förderung mittels einer Förderschnecke oder einer gleichwertigen Einrichtung, jedoch sind die Anwendungsarten verschieden. Die sinnvolle Anwendung auf das anstehende Problem führte zu bisher nicht erreichten Resultaten»

Ausgehend von einer Verrichtung zur Förder-und Mischdosierung von festen schütt- und rieselfähigen Materialien, bestehend aus einem Behälter mit zwei geneigten und zwei etwa senkrechten Seitenwänden, in dem innen mindestens zwei rotierende Förderschnecken angeordnet sind, ist die allgemeine Lösung der Erfindungsaufgabe dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine

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sich über die gesamte Höhe erstreckende Förderschnecke und zu ihren beiden Seiten mindestens eine der Förderrichtung entgegenwirkende Hilfsschnecken vorgesehen sind, wobei die Achsen der Schnecken in einer zur vertikalen Seitenwand des Behälters senkrechten Ebene stehen, derart, daß eine sich in senkrechter Richtung bewegende Grenzschicht gebildet ist, infolge der gleichzeitigen aufwärts und abwärts gerichteten Ströne während der Förderung aus dem Behälter.

Es hat sich gezeigt, daß die gegeneinandergerichteten Bewegungen des zu fördernden Materials nicht nur die Bildung von Agglomeraten hemmen und das Material gleichmäßig verteilen (beispielsweise im Falle der Mischung), sondern daß sie auch ständig die gebildeten Brüttkai zerstören und die Bildung von Schächten über den Materialauslaßöffnungen verhindern. Außerdem begünstigt diese Bewegung in zwei entgegengesetzten vertikalen Richtungen die Regelmäßigkeit des Produktflusses und ermöglicht seine direkte Dosierung am Austritt des Behälters.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die gegeneinandergerichteten Wirkungen der endlosen Schraubenspindeln oder der Spindeln mit spiraligen Schraubenblättern durch einander entgegengerichtete Spindeln, erreicht werden, wobei die Drehbewegung der Schraubenblätter in der gleichen Richtung erfolgt oder durch Spindeln mit gleichen oder unterschiedlichen Steigungen, die gleichgerichtet sind aber in entgegengesetzter Richtung drehen.

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In der Praxis werden eine oder mehrere Schnecken für die Förderdosierung des Materials aus dem Behälter entsprechend der abwärtsgerichteten Bewegung eingesetzt, während die andere oder die anderen als Hilfsschnecken bezeichnet zur Erzielung einer aufwärtsgerichteten Bewegung dienen. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, mindestens eine Förderschnecke und an jeder Seite von dieser Schnecke mindestens zwei Hilfsschnecken anzuordnen mit einem möglichst geringen Abstand von den vertikalen Seitenwänden und der Förderschnecke. Wenn beispielsweise eine vertikal gerichtete Förderschnecke ungfähr im Zentrum des Behälters angeordnet wird, die das Material nach unten zieht, wird man entsprechend in einer zu den senkrechten Seitenwänden des Behälters etwa senkrechten Ebene drei, vier oder noch mehrere Hilfsschneeken entsprechend dem Volumen und der Gestalt des Behälters aufstellen, so daß die von der Gesamtheit der möglichst nah beieinanderliegenden Schnecken erfaßte vertikale Fläche ein Maximum der von den beiden vertikalen Seitenwände begrenzten Fläche erfaßt.

Die genauen Abstände zwischen den Seitenwänden des Behälters und den Hilfsschnecken, zwischen den Hilfsschnecken selber oder den Förderschnecken sole die Durchmesser und die Rotationsgeschwindigkeiten der beiden Schnecken sind Funktionen bestimmter Faktoren, wie etwa der Art der zum Austritt zu befördernden Materialien, des Fassungsvermögens und der Form des Behälters. Die optimalen Parameter sind vom Fachmann als Funktion des jeweiligen Fördergutes zu bestimmen. Was die Rotationsgeschwindigkeiten

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anbetrifft, so kann man beispielsweise die beiden an die Förderschnecke angrenzenden Hilfsschnecken mit einer größeren Geschwindigkeit laufen lassen als die dahinterliegenden. Die Geschwindigkeit der eventuellen anderen Hilfsschnecken, die zur aufwärtsgerichteten Bewegung dienen, sind nicht ausschlaggebend, sie können höher oder niedriger als die Geschwindigkeit der Förderschnecke sein. Man kann die Geschwindigkeit aller Schnecken ebenfalls etwa gleich oder andere unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeiten wählen, wenn die Blätter der Schnecken im gleichen Sinne ausgerichtet sind.

Der Antrieb der Schnecken erfolgt in bekannter Weise mit einem Regelantrieb oder einem Getriebemotor, mit Ketten-oder Riementrieben oder mit anderen gleichwertige Übertragungen.

Alle bekannten endlosen Schnecken können für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden. Es erweist sich als zweckmäßig, schraubenförmige Schnecken zu verwenden, die ein endloses Schraubblatt besitzen, welches fest oder veränderbar auf einer zentralen Welle aufgesetzt ist, die die Rotationsachse darstellt. Nach einer anderen Ausführungsart können die Hilfsschnecken mit Zähnen oder Fräsern anstatt der einfachen Schraubblätter oder Schraubengewinde ausgerüstet sein. Die Erfindung ist nicht durch die Art der verwendeten Schnecken eingeschränkt, sofern nur im Behälter mindestens zwei Schnecken vorgesehen sind, die infolge ihrer Rotationsbewegung gleichzeitig eine aufwärts- und eine abwärtsgerichtete Bewegung erzeugen. Es ist jedoch festgestellt worden, daß es in zahlreichen Fällen vorteilhaft ist,

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Dosierförderschnecken mit einem sehr viel geringerem Durchmesser als dem Durchmesser der Hilfsschnecken vorzusehen; man erreicht auf diese Weise eine bessere Durchmischung des gesamten Schüttgutes, wodurch die Gleichmäßigkeit des Ausflusses zum Förderaustritt begünstigt wird.

Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die geneigten Seitenwände des Behälters gegenüber der Horizontalen einen Winkel von etwa 20 bis 70 °,vorzugsweise 30 bis 60 ° einschließen. Außerdem ist das Verbindungsstück der Seitenwände im unteren Teil/des Behälters so gewählt, daß der Boden des Behälters zwischen den Ausflußöffnungen und den Seitenwänden nur eine minimale Fläche hat. Eine Abflachung am Boden bildet eine Abstützung für das Material, dessen Anhäufung und Absetzung eine Unterbrechung des Austrittsflusses darstellen könnte und einen zusätzlichen manuellen oder mechanischen Eingriff erfordern würde. In Vergleichsversuchen an einem Behälter mit rechteckigem Querschnitt, bei dem eine der beiden geneigten Seitenwände unten auf einer ebenen Fläche endete, ertstand im unteren Bereich dieser Seitenwand eine Materialanhäufung, während das gesamte Material an der anderen Seite, deren unterer Teil einen spitzen Winkel mit der Achse der Förderschnecke und den Hilfsschnecken bildete, herausgefördert wurde.

In der Praxis kann der Behälter verschiedene Formen besitzen, im allgemeinen weist er einen rechteckigen oder kreisförmigen Querschnitt auf. Im letzteren Falle jedoch ist der Querschnitt

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nur im oberen Teil kreisförmig; der Behälter weist am unteren Austritt einen elliptisch langgestreckten Querschnitt auf. Dabei sind zwei Seitenwände in etwa vertikal und die beiden anderen unter einem Winkel geneigt, der dem zu lagernden und zu fördernden Material entspricht und von der oben genannten Gabel eingeschlossen wird. Im besonderen Fall und entsprechend der gewünschten Volumina können die geneigten Seitenwände auf einen vertikalen Teil aufgesetzt sein, um ein größeres verfügbares Volumen zu erreichen.

Im Falle eines Bunkers oder eines geschlossenen Behälters kann der obere Teil aus einem gegenüber dem unteren Teil umgekehrten Pyramidenstunpf bestehen falls der Behälter einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweist. Wenn dieser Querschnitt kreisförmig ist, kann der obere Teil beispielsweise flach oder gewölbt ausgeführt sein.

Anhand eines abgebildeten Ausführungsbexspieles wird die Erfindung im folgenden näher erlätert.

Es zeigt:

Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Förder-und Mischdosierung,

Figur 2 eine schematische Draufsicht zu Figur 1

und
Figur 3 einen weiteren Schnitt durch Figur 1 entsprechend der Linie A-A in Fig. 2.

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Der in den Abbildungen schematisch dargestellt und mit der Ziffer 1 bezeichnete Behälter weist im wesentlichen eine Pyramidenform auf, die auf einen quaderförmigen Abschnitt aufgesetzt ist. Der Behälter besitzt zwei senkrechte und zwei geneigte Seitenwände 2 bzw. 3, die mit ihrem unteren Endabschnitt einen spitzen Winkel mit der vertikalen Achse des Behälters bilden. Im gezeigten Auführungsbeispiel ist etwa in der Mitte im Behälter eine Dosierförderschnecke 5 angeordnet, die mit ihrem unteren Ende in ein Rohrstück 6 mündet, welches einerseits das untere Lager 7 der Schnecke und andererseits die geneigte Ausflußrinne 8 der Einrichtung trägt.

Beiderseits von der zentralen Förderschnecke 5 sind mehrere sogenannte Hilfsschnecken 9 angeordnet mit einem größeren Außendurchraesser. Beim Ausführungsbeispiel sind im Behälter vier Hilfsschnecken 9 vorgesehen, die in einer zu den Seitenwänden des Behälters 1 senkrechten Ebene stehen. Wie aus Figur 2 erkennbar, stehen die Blätter der Hilfsschnecke 9 nah beieinander und haben einen sehr geringen Abstand von den vertikalen Seitenwänden.

Der Antrieb der Förderschnecken 5 wird mit bekannten Mitteln erreicht, beispielsweise mit einem Getriebemotor 10 oder mit einem Motor mit regelbarer Umdrehungszahl. Der Rotationsantrieb der Hilfsschnecken 9 in umgekehrter Richtung wird ebenfalls durch bekannte Mittel erreicht, beispielsweise mit Hilfe eines Umkehrgetriebes 1t mit Transmission über Ketten oder Förderbänder an den Lagern 12 dieser Schnecken 9. Dabei ist es möglich, mehrere Motorgetriebe oder Reduziergetriebe, die von einem Motor angetrieben werden, einzusetzen, um entsprechende Geschwindigkeiten

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einstellen zu können, beispielsweise jeweils zwei für zwei der Hilfsschnecken 9.

Bei der vorherbeschriebenen Einrichtung, bei der sowohl die Förderschnecke 5 als auch die Hilfsschnecken 9 in gleicher Richtung ausgerichtete spiralig angeordnete Schraubenblätter besitzen, kann man die zentrale Schnecke 5 im Uhrzeigersinn rotieren lassen (Pfeil 13 der Figur 2) und die vier Hilfsschnecken im umgekehrten Drehsinn (Pfeil 14 in Figur 2) bei gleichen oder unterschiedlichen Geschwindigkeiten. In diesem Falle hat die zentrale Schnecke eine nach unten gerichtete Bewegung und zieht das Material in Richtung der Austrittsrinne 8, während die Hilfsschnecken eine aufwärtsgerichtete Bewegung ausführen. Wenn der Behälter mit losem zu förderndem und zu dosierendem Schüttgut gefüllt ist, wird der untere Teil des Füllgutes ständig an die Oberfläche gebracht, wodurch das Schüttgut aufgelockert und eine Durchlüftung erreicht wird. Das Umwälzen der Gutteilchen dient dem Füllen der abwärtsgerichteten Förderschnecke und verhindert das Eindringen großer Stücke und die Bildung von Zusammenballungen.

Darüberhinaus werden die kleinen Stücke, die sich unten im Behälter gebildet haben, von den Blättern der Hilfsschnecken durcheinandergewirbelt, die das Material wieder nach oben fördern durch Unterhöhlen des unteren Bereiches an den Seitenwänden. Infolge der sich ständig bewegenden Grenzschicht, die sich durch die Hilfsschnecken zwischen den gegeneinaadergeneigten Seitenwänden bildet, wird das bekannte Phänomen der Verdichtung in Lager-

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und Förderbehältern vermieden. Die Rotation der Schnecken verhindert den Widerstand des Kraftvektors , der durch die Seitenwände verursacht wird und der für die Zusammenballung verantwortlich ist.

Aufgrund eines weiteren sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergebenden Vorteile wird es möglich, wenn die entsprechenden Geschwindigkeiten richtig eingestellt sind, die meisten zu fördernden Schüttgüter kontinuierlich zu dosieren, Es ist jedoch möglich, eine andere Dosiereinrichtung beizustellen, z.B. ein Dosierband, einen Vibrationsdosierer, eine vibrierende Förderschnecke usw.. Die auftretenden geringen Kräfte ermöglichen eine leichte Steuerung der Geschwindigkeit der Dosierförderschnecke mit Hilfe eines entsprechend ausgewählten genauen Dosierinstrumentes.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in vielen Fällen einen Mischer für verschiedene schüttfähige Materialien darstellen, wodurch die Anwendungsbereiche der Vorrichtung erweitert werden. In öilreichen Versuchen ist es erwiesen worden, daß eine solche Vorrichtung zusammengedrücktes Material, wie beispielsweise Ballen aus fasrigem Asbest oder entsprechendem Material, auflockern und durchlüften kann.

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Claims

Patentansprüche

1. J Vorrichtung zur Förder-und Mischdosierung von festen

schüttfähigen und rieselfähigen Materialien, bestehend aus einem Behälter mit zwei geneigten und zwei etwa senkrechten Seitenwänden, in dem innen mindestens zwei rotierende Förderschnecken angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine sich über die gesamte Höhe erstreckende Förderschnecke (5) und zu ihren beiden Seiten mindestens eine der Förderrichtung entgegenwirkende Hilfsschnecke (9) vorgesehen sind, wobei die Achsen der Schnecken (5,9) in einsr zur vertikalen Seitenwand (2) des Behälters (1) senkrechten Ebene stehen, derart, daß eine sich in senkrechter Richtung bewegende Grenzschicht im Behälter (1) gebildet ist infolge der gleichzeitigen aufwäts und abwärts gerichteten Ströme während der Förderung aus dem Behälter (1).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenläufige Effekt der Schnecken durch einander entgegengerichtete Schraubenblätter der Förderschnecke und der Hilfsschnecken erreicht wird bei gleichem Drehsinn aller Schnecken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenläufige Effekt mittels gleichen oder unterschiedlichen in gleicher Richtung ausgerichteten Schraubenblättem erreicht wird, wobei der Drehsinn der Förderschnecke und der Drehsinn mindestens einer der Hilfsschnecken einander entgegengerichtet sind.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsschnecken (9) sich alle im gleichen Sinn drehen.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Förderschnecke (5) kleiner als der Durchmesser der Hilfsschnecken (9) ist, wobei die Hilfsschnecken (9) mit einem sehr geringen Abstand voneinander von den senkrechten Seitenwänden (2) des Behälters (1) angeordnet sind oder der Förderschnecke (5), und wobei der Boden des Behälters (1), der mit einem Rohr (6) verbunden ist, welches zu einer Austrittsrinne (8) für das Material führt, eine möglichst geringe horizontale Oberfläche aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter einen oberen offenen oder verschlossenen Teil besitzt mit rechteckigem oder kreisförmigem Querschnitt, wobei der untere Teil die Form einer langgestreckten Ellipse besitzt wenn der Querschnitt des oberen Teiles kreisförmig ist.

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