DE6605542U - Spruehdosenventilanordnung - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE

Dipl. Ing. E. Eder Djpl. ing. K. Schieschke

EDWAEB HOWARD GREEN Addison/ 111., U.S.A.

Sprülido senvent ilan Ordnung

Die Neuerung betrifft eine Sprühdosenventilanordnung, mit einem zwischen einer öffnungs- und einer Schließstellung längsverschieblichen, eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Sprühkopfschaftes aufweisenden Ventilkolben, der unter Federspannung steht und in der Schließstellung mit einem Yentilsits as. einer Dic-htun⁰" mit der Ρίϊτ ί Sffnimg für· des. Durchtritt von Sprühmiifeeln dichtend anliegt, wobei bei vorschriftsmäßiger gegenseitiger Zuordnung die Ausnehmung im wesentlichen koaxial zu der Füllöffnung ausgerichtet ist und der Ventilsitzt die Füllöffnung im wesentlichen konzentrisch umgibt.

Bei einer bekannten Ventilanordnung dieser Art wird der Ventilkolben durch den Fülldruck gegen Wirkung einer Feder aus der Schließstellung nach unten gedrückt und die Füllung mit Sprühgut vorgenommen. Nach Aufhebung des Fülldruckes, d.h. nach Beendigung des Abfüllvorganges, drückt die Feder den Ventilkolben wieder in die Schließstellung. Hierbei ergibt sich die nachteilige Möglichkeit, daß der Ventilkolben gegenüber der Füllöffnung nicht genau zentriert ist. Wird

IiIHWEIS: Diese Unterlage (Beschreibung und Schvlzanspr.) ist die zuletzt eingereichte; sie weicht von der WortfaXÄg Wtß \P mg _t] /■ vnprönglich eingereichten Unterlagen ab. Die rechtliche Sedsutuns der Abweichana ist nicht geprüft. Die ursprünglich ein- * J Vf *=*

gereichten Unterlagen befinden sich in den Amisakten. Sie können jederzeit ohne Nachweis eines iichtl -HenJnteruses gebüh- ♦

renfrei eingesehen werden. Auf Antrag werden hiervon auch Fotokopien oder Filmnegative zu den übtiuien Preisen geliefert GOU (4 69) DeahdMi Patentamt,

nun der Sprühkopfschaft in den Ventilkolben eingesetzt, so ergibt sich bei Exzentrizität beider Längsachsen eine kurzfristige öffnung der Dose, wodurch eine gewisse Sprühgutmenge unerwünscht versprüht wird. Das führt im Montagebetrieb bei Zusammenbau vieler Sprühdosen zu einer gefährlichen Anreicherung der Luft mit Sprühgut und weiterhin bei jeder einzelnen Sprühdose zu einem Bückstand im Bereich des Sprühkopfschaftes, welcher die Dose verschmutzt und wenig Verkaufsfördernd wirkt.

Weiterhin ist eine andere Sprühventilanordnuaag bekannt, wo während des Abfüllvorganges über den gesamten FüllZeitraum der Ventilkolben durch den Füllstutzen zentriert ist. Damit muß mit dem Abfüllen zunächst gewartet werden, bis sich der Füllstutzen in den Ventilkolben einlagert und wieder beide Teile aus der Schließstellung heruntergedrückt sind. Sind durch mehrmaliges Füllen und Versprühen Sprühmittelrückstände im Ventilkolben zörückgeblieben, so ist der Eingriff des Füllstutzens in den Ventilkolben zur Durchführung des Abfüllvorganges in Frage gestellt.

Die Aufgabe der vorliegenden Neuerung besteht nun darin, eine Sprühventilanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen. welche so ausgebildet ist^ dsB bei späterer Montage des Sprühkopfschaftes ein unerwünschtes Austreten von

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Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine erste Führungsfläche an dem längsbeweglichen Kolben und mindestens eine im Verhältnis zur öffnung feststehende, mit der ersten Führungsfläche zusammenwirkende zweite Führungsfläche an einem einführbaren Füllstutzen für die selbsttätige Zentrierung des Kolbens in Bezug auf die öffnung vorgesehen ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil eines einwandfreien Fluchtens von Füllöffnung und Ventilkolben in Schließstellung, so daß bei Montage des Sprühkopfschaftes die Nachteile eines unerwünschten Austretens von Spi^ihmitteln mit Sicherheit vermieden wird.

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Die Neuerung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch den oberen Teil einer handelsüblichen Sprühdose, die mit einer bekannten Ventilanordnung ausgestattet ist;

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine bekannte in einer

Sprühdose montierte Ventilanordnung bei Ablauf des Füllvorgangs;

Fig. 3 eine Teilansicht des oberen Bereiches einer Sprühdose mit einer Ventilanordnung nach der Neuerung in Verbindung mit einem einen Füllstutzen aufweisenden Werkzeug für die Befüllung der Sprühdose;

Zig. 4 eine Ansicht von unten auf das in !"ig. 3 gezeigte Füllwerkzeug;

Fig. 5 «in Teilschnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 4;

Fig. 6 einen Teil schnitt durch das Füllwerkzeug und die Tcn.vXlSSoruS.ufi

Füllvorganges;

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Fig. 7 einen Teilschritt ähnlich Fig. 6 während der Befüllung;

Fig. 8 einen weiteren Teilschnitt ähnlich den Fig. 6 und 7, unmittelbar nach Beendigung des Füllvor ganges für die Ventilanordnung.

Fig. 1 steULt seine bekannte,Ventilanordnung 20 dar, die an eines Sprühdosenbehälter 10 angebracht ist. Von dem Behälter 10 ist nur der obere Bereich wiedergegeben.

Der Behälter 10 weist_an seinem oberen Ende eine verhältnis-

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mäßig große öffnung auf, die von einen umgebördelten Rand ii begrenzt ist. In diese öffnung 9 ist ein Deckelteil 12 eingesetzt, das mit seiner Wulst 13 den Rand 11 dicht übergreift. Eine Dichtungsschicht 14, die sich zwischen dem Rand 11 und der Wulst 13 befindet, unterstützt den Dichtungseffekt. In der Mitte des Deckelteils 12 ist ein topfartiger Vorsprung 15 vorgesehen, der in seiner oberen Wandung 17 ein Mittel= loch 16 aufweist. Mn Ventilgehäuse 21 besitst einea seitlich abgebogenen Flansch 22. Zwischen der oberen Wandung 17 und dem Flansch 22 ist eine Dichtung 23 eingespannt und dabei ist das Gehäuse 21 in seiner Lage durch eine ringförmige Einkerbung 18 gehalten, womit gleichzeitig die Dichtung 23 unter einer bestimmten Vorspannung festgelegt ist. Die Dichtung 23 besitzt eine zentrale öffnung 24, deren Längsachse im wesentlichen mit der Längsachse des Mittelloches 16 zusammenfällt. Der Durchmesser des Loches 16 ist nur wenig großer als der Durchmesser der öffnung 24.

Am unteren Ende des Gehäuses 21 ist der Durchmesser geringer als im oberen Bereich, so daß eine Schulter 30 gebildet wird, auf der sich eine zylindrische Spiralfeder 28 abstützen kann.

ist zwischen dem oberen Ende der Feder 28 und der Dichtung unter Vorspannung gehalten.

Der Kolben 27 besitzt einen kranzartigen Vorsprung 34-_ dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Ventilgehäuses 21 im wesentlichen entspricht. An der in der Zeichnung unteren Seite des Vorsprunges 34- kann sich die Feder 28 mit ihrem oberen Ende anlegen. Eine Ausbuchtung 39, deren größter Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser der Feder 28 entspricht, graft in die Feder 28 ein und begrenzt die seitliche tferschiebbarkeit von Kolben und Feder im Verhältnis zueinander.

Oberhalb des Vorspru_iges 3^ ist eine zylindrische ausgebildete Tasche 33 vorgesehen. Der obere Rand des Kolbens 27 bildet einen Ventilsitz 36, der im Ruhezustand der Ventilanordnung

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unter der Ei-ηwirkung der Feder 28 dicht an der Unterseite der Dichtung 23 anliegt und dadurch verhindert, daß Sprühstoff ams des Behälter 10 nach außen treten kann. Die die Tasche 33 ein= schließende Kolbenw&ndung weist in der Hähe des oberen Bandes, d.h. des Ventilsitzes 36, eine geringere Stärke als in ihrem unteren Bereich auf. Dadurch ist eine ringförmige Galerie 37 gebildet.

Die Tasche 33 dient zur späteren Aufnahme eines hohlen Schaftes 70 eines Sprühkopfes 73. Sprühkopf 73 und Schaft 70 sind in Fig.1 mit strichpunktierten Linien angedeutet. Der Innendurchmesser der Tasche 33 und der Außendurchmesser des Schaftes 70, in dessen Wandung sich ein Dosierschlitz 71 für den Sprühstrahl befindet, sind so aufeinander abgestimmt, daß der ebenso wie der Kolben vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Schaft 70 mit leichter Vorspannung in die Tasche 33 eingepaßt, bei Bedarf jedoch ohne weitere Mühe wieder herausgezogen werden kann.

Es ist ferner ein Steigrohr 32 vorgesehen, das mit seinem oberen Ende am unteren Ende des Gehäuses 21 mittels einer ringförmigen Einkerbung 31 festgehalten ist. An seinem unteren Ende reicht das Steigrohr 32 im wesentlichen bis zum Boden des Behälters.

Am unteren Ende des Kolbens 27 ist eine Quernut 38 vorgesehen, die sich über den gesamten Durchmesser des Kolbens erstreckt.

Zentrisch im Innern der Tasche 33 befindet sich weiterhin ein unmittelbar in den Boden der Tasche 33 übergehender Führungszapfen 40, dessen größter Außendurchmesser gerade dem Innendurchmesser des hohlon Schaftes 70 entspricht, so daß der Führungszapfen 40 zusammen mit der Innenwandung der Tasche 53 einen passenden Hohlraum 41 für die Aufnahme des Endes des Schaf-

Fig. 2 zeigt die Ventilanordnung 20 in einem Zustand, wenn ein Füllstutzen 50 durch das Mittelloch 16 und durch die zen-

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t ♦ · ♦ · ·

trale Öffnung 24 hindurch in den Behälter eingeführt ist und Sprühmittel aus dem Füllstutzen in das Innere des Behälters 10 entlassen wird. Dabei stehen die Düsenöffnungen 53 in unmittelbarer Verbindung mit dem Innenraum des Gehäuses 21 und mit dem Inneren des Behälters 10. Der Füllstutzen 50 ist hohl ausgebildet und besitzt einen Kanal 51, der seinerseits eine Verbindung zwischen den Düsenoffnungen 53 und einem Vorratsbehälter herstellt, der das unter Druck stehende Sprühmiifcel enthält, mit dem der Behälter 10 gefüllt werden soll.

Der Druck, mit dem Sprühaiittel bei 5* in die Ventilanordnung eindringt, reicht aus, um die Kraft der Feder 28 zu überwinden und den Kolben 27 in seine untere, aus Fig. 2 ersichtliche Endlage zu verbringen.

Nach ausreichender Befüllung des Behälters 10 wird die weitere Zufuhr von Sprühmittel unterbrochen, demzufolge auch der von oben auf den Kolben 27 wirkende Druck aufgehoben. Die Feder zwingt den Kolben 27 in seine Schließstellung zurück, in der er mit dem Ventilsitz 36 dicht an der Dichtung 23 anliegt und das soeben eingefüllte Sprühmittel daran hindert, den Behälter 10 wieder zu verlassen. Der Füllstutzen 50 kann hierauf abgezogen werden, und nach Einsatz eines Sprühkopfes 73 läßt das unter Druck stehende Sprühmittel sich nach Bedarf verteilen.

Der Innendurchmesser des Gehäuses 21, dessen Innenwandung die Führung für den Kolben 27 bildet, ist etwas größer gewählt als der Durchmesser des kranzartigen Vorsprunges 34·» der Kolben 27 ist daher bis zu einem gewissen Grad gegenüber dem Behause 21 seitlich verschiebbar, so daß einmal geringe Reibung entsteht, und weiterhin große Fertigungstoleranzen anwendbar sind.

Das Auftreten eines Zwischenraumes 56 kann damit nicht unter»

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im Zusammenhang mit dem Fullpvorgang praktisch regelmäßig zu einer seitlichen Auslenmng des Kolbens, wie sie mit dem Zwi-

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schenraum 56 andeutet ist. !Erotz der genannten seitlichen Auslenkung legt sich jedoch der Kolben 27 mit seinem Ventilsitz 36 voll an die Dichtung 23 an und verhindert ein Austreten des unter Druck stehenden Erzeugnisses.

Im Handel wird die Sprühdose 10 mit dem darin eingesetzten Sprühmittel 70 zusammen angeboten. Im Anschluß an den Füllvorgang muß daher der Sprühkopf montiert werden, was im allgemeinen mittels automatischer Maschinen am Fließband erfolgt. Es sei angenommen, daß ein Sprühkopf 73 la eine bekannte Ventilanordnung 20 eingeführt werden soll, bei der sich der Kolben 2? in der in Fig. 1 gezeigten, nach links ausgelenkten Lage befindet.

Da der Kolben eine Abdichtung des Behälterinnenraumes nur solange gewährleistet, wie sich der Ventilsitz 36 parallel zu der Dichtung 23 erstreckt und über seinen Umfang an dieser Dichtung 23 anliegt, entsteht zwangsläufig beim Einsetzen des Schaftes 20 eine Undichtigkeit, sobald der Kolben auch nur geringfügig ausgekippt wird. In diesen Moment kann also unerwünschterweise Sprühmittel aus dem Behälter durch die mittlere öffnung 24 austreten.

Nachdem es zu dem anfänglichen Kippen des Kolbens gekommen ist, bewirkt die Anwendung weiteren Druckes auf den Sprühkopf eine Längsverschiebung des Kolbens 27·, bis sich der Ventilsitz 36 völlig von der Dichtung 23 getrennt hat. Erst wein dieser Zustand erreicht ist, kann die Feder 28 den Kolben 27 in seine koirekte Lage zurückverbringen, in der sich seine Längsachse parallel zurLängsachse des Gehäuses 21 erstreckt. Der Schaft 70 kann dann in das Innere der Tasche 33 eindringen, bis die untere Kante 72 den Boden des Ringraumes 41 erreicht. Erst dadurch wird der Kolben 27, da der Schaft in der zentralen öffnung 24 genau zentriert ist, in die gewünschte Lage zurückgeholt, in der seine Längsachse in der erforderlichen Weise koaxial zur Längsachse der öffnung 24 verläuft. Anschließend kann der Kolben zusammen mit dem Schaft 70 und dem Sprühkopf 73 in seine Schließstellung zurückkehren, wobei er

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nun die koaxiale Zuordnung zu der öffnung 24 beibehält; das so unerwünschte Entweichen von Sprühmittel hält jedoch an, bis der Kolben 27 sich endgültig wieder in der Schließstellung befindet.

eine genauere Torstellung davon zu vermitteln, wie das Einführen des Füllstutzens 50 erfolgt, ist er in Fig. 3 nochmals in Verbindung mit einer zugehörigen Konstriktion 60 gezeigt. Man erkennt einen Stützring 61, mittels dessen die Konstruktion 60 auf der oberen Abdeckung des Behälters 10 aufliegt. Durch Bolzen 63 ist ein Kopfteil 62 längsverschieblich geführt, das durch Federn 65 (Vgl. Fig. 5) ia Buhezustand in seiner oberen Endlage gehalten ist, wobei es an den Bolzenköpfen 69 unter Vorspannung ansehlägt. Der Einfüllstutzen 50 geht in einen Einsatzkörper 65 übe:?, der von dem Kopfteil 62 aufgenommen ist. Fig. 4 veranschaulicht die Unteransicht der Konstruktion 60·

Der Führungszapfen 4O¹ (Fig. 3, 6-8) ist mit einer Ausnehmung 58 versehen. Diese Ausnehmung 58 öffnet sich zu der gegenüberliegenden Spitze 55 des Füllstutzens 50 hin und ist bezüglich der Längsachse des hier mit 27* bezeichneten Kolbens symmetrisch ausgebildet. Die Ausnehmung 58 formt in dem Führungs zapf en 40* praktisch eine Tasche von sich zum Inneren des Kolbens 27' hin verjüngender Form.

Wenn sich nun der Füllstutzen 50 im Verlaufe des Befüllungsvorganges dem Kolben 27' nähert, gleitet die Spitze 55« die ebenfalls sich verjüngend ausgebildet ist und deren Konturen im wesentlichen denen der Tasche 58 entsprechen, in die Tasche 58 hinein (Fig. 6). Damit wird unter Druck stehendes Sprühmittel durch den Kanal 51 des Füllstutzens in Richtung des Pfeils M geleitet, so daß er durch die Düsenöffnung 53 (Fig. 7) austritt. Ahnlich wie in Fig. 2, entfernt sich der Kolben 27* von der Dichtungsscheibe 23 und dem Füllstutzen 50, sobald der Fülldruck die angreifende Federspannung übersteigt.

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Nach ausreichender Befüllung de» Sprühdose wird die Zufuhr von Sprühstoff wiederum unterbrochen. Wie in Fig. 8 wiedergegeben, sucht die Feder 28 den Kolben 27' in Richtung des Pfeils P in seine Schließstellung zurückzubringen. Wenn nun, eine seitliche Verschiebung des Kolbens 27' eingetreten ist, so wird der Kolben 27' bei seiner Aufwärtsbewegung sich zunächst mit seiner Ausnehmung 58 einseitig an die Spitze 55 des Stutzens 50 anlegen. Damit führt eine weitere Aufwärtsbewegusg des Kolbens 27' zwangsläufig dazu, daß der noch nicht wieder an der Dichtung 23 anliegende und daher seitlich frei bewegliche Kolben 27' solange nach rechts verschoben wird, bis die Ausnehmung 58 und der Füllstutzen 50 einander koaxial zugeordnet sind, d.h. der Kolben 27' nun in der gewünschten Weise in Bezug auf die öffnung 24 zentriert worden ist. In dieser gewünschten zentrierten Lage ist die Spitze ^ gerade voll in die Ausnehmung 58 eingedrungen. Durch die Konstruktion 60 ist dabei gewährleistet, daß der Füllstutzen 50 sich jederzeit gerade in der richtigen Höhe befindet, τ?χ© sis ür ©ine saubere Zentrierung erforderlich ist.

Sobald der Kolben 27' seine Mittellage eingenommen hat, legt sich auch der Ventilsitz 36 an die Sichtung 23 an und verschließt den Behälter.

Damit läßt sich nun der abwärtsragende Schaft 70 eines Sprühkopfes 73 mühelos in die Tasche 33' einführen. Die untere Kante 72 des Sprühkopfschaftes 70 vermag den unteren Ringraum 4-1' unmittelbar zu erreichen, ohne daß zuerst eine seitliche Verschiebung des Kolbens erfolgen müßte, die zu dem nachteiligen, vorübergehenden Entweichen einer Sprühmittelmenge führen würdÄ.

Nach einer anderen Ausführung der Neuerung kann etwa an der Unterseite der Dichtungsscheibe 23 eine Leitfläche oder eine Aussparung vorgesehen sein, die sich nach unfeen kegelartig erweitert und deren Innendurchmesser gerade dem Außendurchmesser des Kolbens entspricht, so daß dieser bei seiner Rückkehr

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in die obere Schließstellung von der Leitfläche bzw. Aussparung aufgefangen und somit zwangsläufig zentriert wird (nicht näher dargestellt). Ebenso brauchten die zusammenwirkenden Führungsflächen an Füllstutzen und Ventilkolben nicht gerade kegelförmig ausgebildet zu sein, sondern die Zentrierung könnte prinzipiell auch von einer Reihe anderer Oberflächenformen bewirkt werden. Zum Beispiel könnte die Spitze des Füllstutzenss pyramidenförmig und die Ausnehmung 58 entsprechend gestaltet sein. Ferner könnte in dem Führungszapfen 40 eine Ringnut von V-förmigem Querschnitt vorgesehen sein, deren Form wiederum die Spitze des Füllstutzens 50 angepaßt wäre.

PATENTANWÄLTE

Dipl. Ing. E. Eder DJpL Ing. K. Schieschke

Claims (6)

PATENTANWÄLTE Dip!, ing. L Eder / j Dipl. Ing. K. Schieschke S c h u t zansprüche

1. Sprühdosenventilanordnung, mit einem zwischen einer öffnungs- und einer Schließstellung längsverschiebliehen, eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Sprühkopfschaftes aufweisenden Ventilkolben, der unter Federspannung steht und in der Schließstellung mit einem Ventilsitz an einer Dichtung mit der Füllöffnung für den Durchtritt von Sprühmittel

dichtend anliegt, wobei bei vorschriftsmäßiger gegenseitiger Zuordnung die Ausnehmung im wesentlichen koaxial zu der Tüllöffnung ausgerichtet ist und der Ventilsitz die Füllöffnung im wesentlichen konzentrisch umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine erste Führungsfläche an dem langsbeweglichen Kolben (27') und mindestens eine im Verhältnis zur öffnung (24) feststehende^, mit der ersten Führungsfläche zusammenwirkende zweite Führungsfläche an einem einführbaren Füllstutzen (50) für die selbsttätige Zentriertung des Kolbens (27') in Bezug auf die öffnung (24) vorgesehen ist.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Führungsfläche eine an der dem Füllstutzen (50) gegenüberliegenden Seite deis Kolbens (27') befindliche zur Längsachse des Kolbens (27') im wesentlichen koaxiale Ausnehmung (58) zur Aufnahme des Füllstutzens (50) ist.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Führungsfläche an der dem Kolben bei Befüllung gegenüberliegenden Seite des Füllstutzens vorgesehen ist.

4. Ventilanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß di_e Ausnehmung (58) sich von innen Gacb. außen erweitert .

5· Ventilanordnung nach Anspruch 1und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (58) sich nach außen kegelförmig erweitert.

6. Ventilanordnung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung und das davon I aufzunehmende Ende des Füllstutzens in Bezug auf ihre je-

I «eilige Längsachse im wesentlichen den selben öffnungswin-

i kel aufweisen.

I 7· Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

I · daß die erste Führungsfläche eine am Umfang des Kolbens

f (2?) and an der der Dichtung (23) gegenüberliegenden Band

I des Kolbens umlaufende erste Kegelfläche ist, und daß die

ι zweite Führungsfläche als an der Dichtung vorgesehene, im

j Bezug auf die öffnung koaxiale, sich zum Kolben hin öffnen-

j de und mit der ersten Kegelfläche korrespondierenden zwei-

: te Kegelfläche ausgebildet ist.

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