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"Dreidimensionaler Sprühzerstäubungsturm
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Die Erfindung betrifft einen dreidimensionalen Sprühzerstäubungsturm,
welcher verschiebbare Abschirmplatten aufweist, welcher eine gleichförmige Sprühwirkung
auch bei solchen Prüflingen gewährleistet, die unterschiedliche Formen haben oder
eine komplizierte Form besitzen, unabhängig von der Anordnung des Turmes innerhalb
einer Prüfkammer, wobei die Sprühflüssigkeit aus entsprechenden Zerstäubungsöffnungen
dreidimensional verteilt wird, die an einer Vielzahl von Stellen angeordnet sind,
und zwar in der Wand eines aufrecht stehenden Zylinders in dem Turm.
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Der erfindungsgemäße Sprühzerstäubungsturm ist dazu geeignet, einen
Flüssigkeitsnebel oder einen Wassernebel in einer Prüfkammer in gewünschter Weise
zu verteilen, um Korrosionsprüfungcn
oder dergleichen durchzuführen.
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Der erfindungsgemäße Zerstäubungsturm weist eine besonders vorteilhafte
Konstruktion auf, und er hat eine Mehrzahl von Zerstäubungsöffnungen, die auf verschiedener
Höhe eines Zylinders in Reihen angeordnet sind, er weist weiterhin eine Mehrzahl
von Richtungs- oder Ablenkelementen auf, welche zur Ablenkung der Strömung einer
ausgesprühten Flüssigkeit dienen, und er hat zusätzlich zu einer herkömmlichen Luftdüse
und einer entsprechenden Flüssigkeitsdüse verschiebbare Abschirmplatten, welche
in Verbindung mit den übrigen Elementen eine Zerstäubungseinrichtung mit einem kleinen
Öffnungswinkel bilden.
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Der Sprühzerstäubungsturm kann in der Mitte oder in einem seitlichen
Bereich einer Prüfungskammer angeordnet werden. Die Sprühwirkung ist dreidimensional,
und sie kann wahlweise in einer Richtung oder in allen Richtungen gleichförmig gewährleistet
werden, und zwar durch Zerstäubungsöffnungen, welche auf der Oberseite und auf verschiedenen
Höhen des Zylinders angeordnet sind, so daß dadurch eine gleichförmige Anwendung
einer Prüfflüssigkeit auf Prüflinge verschiedener Formen oder komplizierter Formen
möglich ist und somit eine verbesserte Prüfqualität bei solchen Prüflingen, wie
sie bisher mit herkömmlichen Einrichtungen nicht erreicht werden konnte.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben; in dieser zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen herkömmlichen Sprühturm
und durch eine Anordnung für eine Korrosionsprüfung, welche in Verbindung mit dem
herkömmlichen Sprühturm arbeitet, Fig. 2 einen Schnitt durch einen dreidimensionalen
Sprühturm gemäß der Erfindung, Fig. 3 einen Schnitt durch eine Anordnung zur Durchführung
einer Korrosionsprüfungbei Proben mit verschiedenen Formen unter Verwenaung eines
erfindungsgemäßen Sprühturmes, Fig. 4 einen Grundriß der in der Fig. 3 dargestellten
Einrichtung, Fig. 5 einen Schnitt zur Erläuterung der Strömung der zerstäubten Flüssigkeit,
welche durch ein Richtungselement abgelenkt wurde, Fig. 6 einen Schnitt zur Erläuterung
der Strömung der zerstäubten Flüssigkeit, welche im oberen Bereich des Sprühturmes
von einer Ablenkeinrichtung abgelenkt wurde,
Fig. 7 einen Schnitt
entlang der Linie VII-VII in der Fig. 2 Fig. 8 und 9 jeweils einen Schnitt entlang
der Linie VIII-VIIT in der Fig. 2, wobei eine Abschirmplatte jeweils in einer abgesenkten
bzw. in einer angehobenen Stellung dargestellt ist, und Fig. 10 eine perspektivische
Darstellung einer Abschirmplatte.
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Gemäß der Darstellung in der Fig. 1 besteht eine herkömmliche Vorrichtung,
die als Sprüh- und Zerstäubungs-Einrichtung bei entsprechenden Prüfungen verwendet
werden kann, aus einer Zerstäubungseinrichtung B, welche in einer Prüfkammer A angeordnet
ist. Eine Mehrzahl von Proben oder Prüflingen C, die eine flache plattenartige Form
aufweisen, sind durch einen Rahmen auf einem bestimmten Neigungswinkel angeordnet.
Die Prüfflüssigkeit, welche aus einer Flüssigkeitsdüse F ausgesprüht wird, wird
durch I>uft zerstäubt, die aus einer Luftdüse E austritt.
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Die zerstäubte ausgesprühte Flüssigkeit wird dann durch eine Ablenkeinrichtung
G abgelenkt, welche oberhalb der Düsen angeordnet ist, und sie wird dazu gebracht,
gleichförmig um die Zerstäubungseinrichtung herum in der Richtung der Pfeile G verteilt
zu werden, und zwar in der Weise, daß eine ordnungsgemäße Korrosionsprüfung an den
Prüflingen stattfinden kann.
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Diese Ausführungsform einer Vorrichtung ist jedoch nicht für Korrosionsprüfungen
an solchen Prüflingen geeignet, die eine
komplizierte dreidimensionale
Form aufweisen, wenn diese Einrichtung auch für flache Prüflinge geeignet sein mag.
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Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß an denjenigen Stellen
der Prüflinge fast keine Korrosion hervorgerufen wird, welche nicht direkt mit der
zerstäubten Flüssigkeit in Berührung gebracht werden. Zu solchen Stellen gehören
beispielsweise die seitlichen Teile oder die rückwärtigen Teile der Prüflinge, weil
die zerstäubte Flüssigkeit, welche zunächst in radialer Richtung horizontal gerichtet
ist, dann aufgrund der Schwerkraft nach unten geführt wird, wenn auch nach oben
weisende Abschnitte oder Stellen der Prüflinge verhältnismäßig gut korrodiert werden.
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Wenn die Prüflinge daher eine komplizierte Form aufweisen, wie es
bei industriellen Gegenständen der Fall ist, werden nur Teile der Prüflinge wirklich
geprüft.
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Wenn eine Sprüheinrichtung verwendet wird, die keinen Sprühturm aufweist,
so kann die Sprühflüssigkeit nur direkt durch eine entsprechende Zerstäubung auf
die Oberflächen der Prüflinge aufgebracht werden. Eine derartige Einrichtung hat
sich jedoch als unzweckmäßig erwiesen, weil die zur Zerstäubung verwendete Luft
direkt mit dem Prüfling in Berührung kommt, weil weiterhin die Partikelgröße der
zerstäubten Flüssigkeit nachteilig beeinträchtigt wird und weil demgemäß die Aufbringung
der Flüssigkeit ebenfalls nachteilig beeinflußt wird.
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Eine weitere bekannte Einrichtung, bei welcher die zerstäubte Flüssigkeit
durch die Wand der Prüfkammer reflektiert wird, hat sich ebenfalls als nicht zweckmäßig
erwiesen, wenn Prüflinge mit komplizierten Formen einer Prüfung unterzogen werden
sollen.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung weist einen Sprühzerstäubungsturm
auf, der einen Flüssigkeitsbehälter 3 hat, der mit einem Flüssigkeitszuführungsrohr
1 und einem Schwimmerventil 2 verbunden ist. Weiterhin ist eine Deckplatte 6 vorhanden,
welche auf die Seitenwände 4 aufgesetzt ist, um die obere Offnung des Behälters
abzudecken. In seinem mittleren Teil ist ein nach oben ragender Zylinder 5 vorhanden,
und es ist in der Wand des Zylinders 5 auf der einen Seite eine Entlüftungsöffnung
7 angebracht. Eine Mehrzahl von Sprühöffnungen 8, welche in einer Mehrzahl von Stufen
angeordnet sind, welche in der Wand des Zylinders 5 vorgesehen sind, sind über den
Umfang des Zylinders verteilt. Weiterhin sind aufwärts und abwärts bewegbare Abschirmplatten
9 vorhanden, welche an den Zylinder 5 angeschraubt sind. Die Abschirmplatten überdecken
eine Hälfte des Umfanges des Zylinders, und zwar im oberen Bereich und an der Stelle
der Zerstäubungsöffnungen 8. Weiterhin ist ein Ring 11 an dem Zylinder 5 angebracht,
und zwar etwas unterhalb des oberen Endes des Zylinders 5. Auf dem Ring 11 stehen
Stützen 12, die an dem Ring angebracht sind. Eine Ablenkeinrichtung 13, die eine
konkav gekrümmte konische Oberfläche aufweist, ist auf der Stütze 12 befestigt.
Ein Stab 14, welcher
von der Ablenkeinrichtung 13 in deren Mitte
herunterhängt, weist Richtungselemente 15 auf, die jeweils am unteren Ende dieses
Stabes und in einem mittleren Bereich angebracht sind.
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Diese Richtungselemente 15 haben einen Durchmesser, welcher geringer
ist als der Innendurchmesser des Zylinders 5, und sie dienen dazu, diejenige Flüssigkeit
zu verteilen oder zu versprühen, welche aus den Sprühöffnungen 8 austritt. Ein Flüssigkeitsdüsenrohr
16 ist in dem Zylinder an einer Stelle angeordnet, welche unterhalb des untersten
Richtungselementes 15 liegt, und es ist im unteren Bereich des Flüssigkeitsbehälters
3 an diesen Behälter angeschlossen. Weiterhin ist ein Luftdüsenrohr 15 mit seinem
einen Ende an eine Druckluftquelle angeschlossen, und sein anderes Ende weist eine
nach oben gerichtete enge Öffnung auf.
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Der obere Umfangsrand des Zylinders 5 kann sich nach unten und nach
innen verjüngen, wie es bei 18 dargestellt ist, so daB auf dem oberen Umfangsrand
keine Flüssigkeit stehenbleiben kann.
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Das Flüssigkeitsdüsenrohr 16 ist an seinem unteren Ende mit einem
Glasfilter 19 ausgestattet, welches in die Flüssigkeit eingetaucht ist, die sich
in dem Flüssigkeitsbehälter 3 befindet.
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Die Lüftungsöffnung 7 dient dazu, die Strömung der zerstäubten Flüssigkeit
innerhalb des Zylinders 5 dadurch zu glätten, daß Luft eingesaugt wird.
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In den Fig. 5 und 6 ist dargestellt, in welcher Weise der Flüssigkeitsnebel
durch die invertierten konischen Ablenkeinrichtungen und die Richtungselemente 13
und 15 abgelenkt wird. Aus diesen Figuren ist weiterhin ersichtlich, in welcher
Weise der Sprühnebel durch die Sprühöffnungen 8 austritt.
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Weiterhin ist die Anordnung zwischen den Öffnungen 8 und der Ablenkeinrichtung
und den Richtungselementen erkennbar, und es ist ersichtlich, daß der Durchmesser
der Richtungselemente 15 kleiner ist als der Innendurchmesser des Zylinders 5. Die
Durchmesser der Ablenkelemente 13 und der Richtungselemente 15 sind derart gewählt,
daß bei einer dreistufigen Sprüheinrichtung, bei welcher in einem oberen, einem
unteren und in einem mittleren Bereich ein Sprühnebel erzeugt wird, wie es bei der
dargestellten Ausführungsform der Fall ist, ein Drittel der Gesamtmenge an Sprühmittel
aus jeder Stufe austritt.
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Die Krümmung der Richtungselemente 15 ist vorzugsweise kreisförmig,
wie es durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht ist.
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Die von der Zerstäubungseinrichtung abgegebene zerstäubte Flüssigkeit
wird zunächst nach oben in Richtung auf die Richtungselemente 15 gelenkt, so daß
die zerstäubte Flüssigkeit auf diese Elemente auftrifft. Dabei wird die zerstäubte
Flüssigkeit abgelenkt, und zwar in Abhängigkeit von dem Auftreffwinkel, d. h. in
Abhängigkeit von dem Winkel, unter welchem die zerstäubte Flüssigkeit auf die gekrümmte
Oberfläche des
Richtungselementes 15 auftrifft. Somit wird die
zerstäubte Flüssigkeit über einen großen Winkelbereich verteilt, so daß auch ein
Teil der zerstäubten Flüssigkeit entlang der Achsenrichtung der Öffnung 8 und der
anderen Öffnungen austritt, während ein weiterer Teil schräg dazu austritt, und
zwar durch den Randbereich der Öffnung 8.
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Die zerstäubte Flüssigkeit, welche durch den Spalt zwischen dem Richtungselement
15 und der Wand des Zylinders 5 hindurchgeht, wird dann nach oben bewegt, so daß
eine gleichförmige Strömung entlang dem Zylinder 5 entsteht, und sie kommt mit dem
oberen Richtungselement 15 in Berührung. Ein Drittel der Gesamtmenge an Sprühflüssigkeit
wird dann ausgegeben, und zwar durch ein Zusammenwirken des oberen Richtungselementes
15 und der Offnung 8, während die übrige zerstäubte Flüssigkeit durch den Spalt
zwischen dem oberen Richtungselement 15 und der Wand des Zylinders hindurchgeht,
um von der Oberseite des Zylinders aus abgegeben zu werden.
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Der Sprühdurchfluß durch die Oberseite des Zylinders wird dadurch
eingestellt, daß der Spalt zwischen dem Umfangsrand der Oberseite des Zylinders
und der Ablenkeinrichtung 13 entsprechend eingestellt wird, indem die Länge der
Stützsäule 12 entsprechend verändert wird, die an dem Ring 11 angebracht ist, der
seinerseits um den Zylinder 5 herum befestigt ist.
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Die Ablenkeinrichtung 13 hat einen Durchmesser, der größer ist als
derjenige des Zylinders, und die versprühte bzw.
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zerstäubte Flüssigkeit wird in der Weise abgelenkt, daß sie zunächst
gemäß Fig. 6 schräg nach oben geht und dann schließlich nach unten.
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Die Höhe der Richtungselemente 15 auf dem Stab 14 ist einstellbar,
so daß diese Elemente auf entsprechende Höhen eingestellt werden können, in welchen
jeweils eine optimale Verteilung der zerstäubten Flüssigkeit erreichbar ist.
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Es ist ersichtlich, daß mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zerstäubte
Flüssigkeit dreidimensional ausgesprüht werden kann.
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Die Abschirmplatte 9 besteht aus einer Hälfte eines Zylinders, d.
h. sie hat eine halbkreisförmige Form. Jede Abschirmplatte 9 ist mittels Schrauben
10 angebracht, die in einen Langsschlitz 20 eingreifen, der in der Wand des Zylinders
angeordnet ist, so daß die Abschirmplatte nach oben und nach unten bewegbar ist.
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Die Abschirmplatten werden zweckmäßigerweise nach unten geschoben
und in ihrer unteren Position befestigt, wenn der Sprühnebel in alle Richtungen
gehen soll, während dann, wenn der Sprühnebel nur in einer einzigen Richtung austreten
soll, die Abschirmplatten nach oben gehoben werden und in der angehobenen Stellung
arritiert werden.
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Die zerstäubte Flüssigkeit, welche auf die Abschirmplatten 9 aufgetroffen
ist, wird in Form verhältnismäßig großer Partikeln entlang den Abschirmplatten 9
nach unten geführt.
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Die Partikeln gelangen dann in den Zylinder 5 durch dessen obere Öffnung
oder durch die Zerstäubungsöffnungen 8, um sich am Boden des Flüssigkeitsbehälters
3 zu sammeln.
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Um eine Korrosionsprüfung durchzuführen, wird der oben beschriebene
Sprühturm in eine Prüfkammer gebracht, in welcher die einer Prüfung zu unterziehenden
Proben in geeigneter Weise angeordnet sind. Die Raumtemperatur, die Flüssigkeitstemperatur
sowie die Temperatur und die Feuchtigkeit der Druckluft werden während einer vorgegebenen
Zeit während des Sprühvorganges konstant gehalten.
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In der Fig. 4 ist die Installation eines Sprühturmes im Grundriß dargestellt,
die der Sprühturm einnimmt, wenn er in der Mitte der Prüfkammer angeordnet ist.
Die Abschirmplatten 9 werden abgesenkt, um eine gleichförmige Sprühwirkung um den
gesamten Turm herum zu erreichen, wie es durch die in durchgezogenerLinie dargestellten
Pfeile angedeutet ist. Gleichzeitig wird dabei auch eine Sprühwirkung in der vertikalen
Richtung erreicht. Somit wird eine dreidimensionale Sprühwirkung gewährleistet.
In diesem Falle sind die Prüflinge um den Sprühturm herum angeordnet, wie es in
der Fig. 3 dargestellt ist.
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Wenn die Prüfkammer ein großes Volumen hat, können zwei bis bis vier
Sprühtürme auf gleichen Abständen angeordnet werden, während dann, wenn die Kammer
eine langgestreckte Form hat oder wenn der Prüfling eine spezielle Form hat, der
Turm auf einer Seite der Kammer angeordnet werden kann, wie es durch die unterbrochenen
Linien in der Fig. 4 veranschaulicht ist. In diesem letztgenannten Fall werden die
Abschirmplatten 9 nach oben bewegt, so daß eine Hälfte der Zerstäubungsöffnungen
verschlossen werden, um dadurch eine Sprühwirkung nur durch die eine Seite des Turmes
zu erreichen. Die Prüflinge werden dann zwischen dem Turm und der auf größerem Abstand
von dem Turm angeordneten Wand untergebracht. Die zerstäubte Flüssigkeit tritt zunächst
in der Weise aus, daß sie einen Konus oder Kegel bildet, und sie bewegt sich dann
linear und gleichförmig, wenn sie die Prüflinge erreicht, wie es aus den in der
Fig. 4 mit unterbrochenen Linien eingezeichneten Pfeilen ersichtlich ist.
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Es sei daran erinnert, daß bei der Verwendung eines herkömmlichen
Sprühturmes, der auf einer Seite der Prüfkammer angeordnet ist, eine Hälfte der
Sprühwirkung vergeblich angewandt wird, da die entsprechende Sprühflüssigkeit nur
mit der Kammerwand in Berührung kommt und somit vergeudet ist.
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Im Gegensatz dazu wird bei dem erfindungsgemäßen Sprühturm eine hohe
Wirtschaftlichkeit dadurch erreicht, daß die Flüssigkeit in den Flüssigkeitsbehälter
3 zurückgeführt wird.
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Gemäß Fig.t3 werden die Prüflinge 24 und 25 mit verschiedenen Formen
einer Korrosionsprüfung unterzogen. Der Prüfling 24 ist Kokon-förmig ausgebildet,
während der Prüfling 25 ein Block ist, der eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist.
Nur ein Sprühturm wird verwendet, und er ist in der Mitte der Prüfkammer angeordnet,
wobei seine Abschirmplatten 9 abgesenkt ist, um eine dreidimensionale Sprühwirkung
zu erreichen.
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Es sind Abschnitte e, f, g und h auf der Oberfläche des Prüflings
24 festgelegt, während auf der Oberfläche des Prüflings 25 Abschnitte i, j, k, 1
und m festgelegt sind. Somit ist jeweils mit dem Bezugszeichen e bzw. i der oberste
Abschnitt der Prüflinge 24 bzw. 25 bezeichnet.
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Wie aus den Pfeilen der Fig. 3 ersichtlich ist, werden die obersten
Abschnitte e und i mit derjenigen Sprühflüssigkeit beaufschlagt, welche durch die
Oberseite des Sprühturmes austritt, während die auf einer Zwischenhöhe angeordneten
und die unteren Abschnitte f, g, h, i, j, k, 1 und m mit Sprühflüssigkeit beaufschlagt
werden, welche durch die Zerstäubungsöffnungen 8 austritt.
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Da der Durchfluß und die Strömung der Sprühflüssigkeit vorab eingestellt
wurden, wie es oben bereits erläutert wurde, wird etwa die Hälfte der Gesamtoberflächen
des Prüflings mit Flüssigkeit beaufschlagt und wird entsprechend korrodiert, so
daß ein besonders genaues Ergebnis einer Korrosionsprüfunggewährleistet ist.
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Wenn ein herkönlicherSprühturm für diese Prüflinge verwendet würde,
so würden nur die Abschnitte e und i korrodiert, während die Abschnitte g, k, 1
und 1 nie als einer Korrosion ausgesetzt würden.
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Aus der obigen Beschreibung dürfte ersichtlich geworden sein, daß
es gemäß der Erfindung ermöglicht wird, eine Korrosionsprüfung auch für ein dreidimensionales
Teil eines Werkstücks mit einer koapliziertenForm auszuführen, indem ein besonders
vorteilhafter Sprühturm verwendet wird, so daß die mühsame Arbeit entfällt, einen
Teil eines Verkatückesauszuschneiden oder einen speziellen flachen Prüflingaus demselben
Material herzustellen, aus welchem ein Werkstückbesteht, wie es bisher notwendig
war.
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Außerdem läßt sich die erfindungsgemäße Einrichtung leicht entweder
in der Mitte oder auf einer Seite einer Prufkaaier anordnen, so daß der Form und
der Große der Prüfkammer sowie auch anderen Erfordernissen leicht Rechnung getragen
werden kann. Somit lassen sich gemäß der Erfindung wesentliche Vorteile erreichen.
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- Patentanspruch -