DE6802018U - Einrichtung zum glaetten von faserstoffbahnen od. dgl. unter hoher temperatur und hohem pressdruck - Google Patents

Description

ap/A 2889 J.M. Voith GmbH

Kennwort: "Heißglättwerk" Heidenheim/Brenz

Einrichtung zum Glätten von Paserstoffbahnen od.dgl. unter hoher Temperatur und hohem Preßdruck

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Glätten von Paserstoff bahnen od.dgl. unter hoher Temperatur und hohem Preßdruck. Solche in der Fachwelt häufig als "Keißglättwerk" bezeichnete Einrichtungen bestehen im wesentlichen aua einem auf hohe Temperaturen beheizbaren Glättzylinder und einer mit einer elastischen Auflage versehenen, gegen den Glattzylinder anpreßbaren Anpreßwalze. Glättzylinder und Anpreßwalze sind in einem geeigneten Gestell drehbar gelagert und mit Einrichtungen zum Einstellen eines längs der Berührungastelle der beiden Walzen im Preßspalt gleichmäßig verteilten Liniendruckes versehen. Wenigstens eine der beiden Walzen ist antreibbar. Der Glättzylinder ist mit einem harten, im Vergleich zur Elastizität der Paserstoff bahn unelastischen Mantel versehen. Es ist bekannt, die elastische Auflage der Anpreßwalze als eine auf einen hohlen oder vollen metallenen Walzenkörper aufvulkaniaierte Gummiauflage von etwa 20 bis 30 mm Stärke auszubilden.

Die Paserstoffbahn, beispielsweise eine Papierbahn, wird durch den Preßspalt so hindurchgeführt, daß die zu glättende Oberfläche unmittelbar auf der heißen,im Vergleich zur Papierbahn unelastischen Mantelfläche des Glättzylinders, die andere Seite der Papierbahn dagegen auf dem Gummiüberzug der Anpreßwalze aufliegt (USA-Patent 3 190 212). Auf diese Weise wird die Papierbahn komprimiert und die am Glättzylinder anliegende Oberfläche

geglättet. Diese bekannte Bauweise der Glatteinrichtung läßt aber nur beschränkte Oberflächentemperaturen des GlattZylinders und beschränkte Liniendrücke im Preßspalt zu, weil die für solche Preßwalzenüberzüge gebräuchlichen Gummisorten hohen Temperaturen bei gleichzeitiger Anwendung hoher Liniendrücke nur kurze Zeit standhalten. Auch die Anwendung hochpolymerer Kunststoffe für die Preßwalzenüberzüge hat keine nennenswerte Steigerung der zulässigen Oberflächentemperaturen und Liniendrücke erbracht.

Es wurde aber durch Versuche festgestellt, daß erst bei gleichzeitiger Anwendung sehr hoher Oberflächentemperaturen des Glättzylinders und sehr hoher Liniendrücke im Preßapalt die papiertechnologischen Effekte soweit gesteigert werden können, um eine Glätte zu erreichen, welche der im Satinierkalander erreichbaren Glätte ebenbürtig ist. Dabei wurde festgestellt, daß dieser Glätte ein weitaus höherer Glanz der heißgeglätteten Oberfläche zugeordnet ist, ale mit den bekannten Verfahren erreicht wird, und diese Oberfläche eine wesentlich verbesserte Bedruckbarkeit aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist demgemäß eine solche Ausbildung eines Heißglättwerkes zu finden, daß die Oberflachentemperaturen des Glättzylinders und gleichzeitig die Liniendrücke im Preßspalt beträchtlich über den bisher bekannten und im Hinblick auf die Standfestigkeit der Überzugswerkstoffe der Anpreßwalze als höchstzulässig erachteten Werte, nämlich über etwa 300⁰C bzw. etwa 150 kp/cm hinaus, ohne Gefahr für einen einwandfreien Dauerbetrieb, gesteigert werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zum Glätten von Faserstoffbahnen od.dgl. unter hoher Temperatur und hohem Preßdruck mit einem zwischen c'sm unelastischen, von der Pas erst off bahn berührten Mantel eines beheizten Glättzylinders und einer mit einer elastischen Auflege versehenen Anpreßwalze gebildeten Preßspalt dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung die elastische Auflage als ein in sich geschlossenes, die Anpreßwalze und wenigstens eine weitere, im Abetand von der Anpreßwalze angeordnete Leitwalze umschlingendes, elastisch zusammendrückbares Band ausgebildet ist.

Durch den Einsatz eines solchen Bandes wird die Verwendung einer überzugslosen Anpreßwalze in dem Heißglättwerk ermöglicht. Damit entfallen alle Beschränkungen hinsichtlich der Höhe der Oberflächentemperatur des Glattzylinder8 und der Höhe des Liniendruckee im Preßspalt, welche durch die Empfindlichkeit der aufvulkanisierten elastischen Überzüge der Anpreßwalze verursacht sind. In der Tat kann die Oberflächentemperatur des Glättzylinders für einwandfreien Dauerbetrieb auf über 400⁰C gesteigert und gleichzeitig können die Liniendrücke verdoppelt, nämlich auf 300 kp/cm angehoben werden.

Außerdem kann die Arbeitsgeschwindigkeit der Heißglätteinrichtung auf 800 bis 1000 m/min, gesteigert werden, so daß der Einbau in moderne sehneHäufende Papiermaschinen möglich ist, weil das umlaufende Band ein Vielfaches der Lebensdauer eines aufvulkanisierten Walzenbezuges erreicht. Diese Verlängerung der Lebensdauer beruht einerseits auf der größeren Länge des umlaufenden Bandeβ und der dadurch bewirkten Verminderung der auf die Zeiteinheit bezogenen Zahl der Durchgänge durch den Preßspalt verbunden mit einer wesentlich wirksameren Kühlung und damit niedriger Oberflächentemperatur, andererseits auf der geringeren Dicke des Bandes im Vergleich zum Überzug und damit Verminderung der beim Durchgang durch den Preßspalt im Band erzeugten Walkarbeit, welche ebenfalls Temperaturerhöhung zur Folge hat. Schließlich ist auch die Gefahr völlig beseitigt, daß die Anpreßwalze durch Loslösen des Überzugs unbrauchbar wird und eine Betriebsunterbrechung zur Auswechslung verursacht.

Es ist zwar eine Einrichtung mit mehreren einander zugeordneten Preßwalzen zum Behandeln einer Faserstoffbahn bekannt, bei weleher die Faserstoffbahn durch einen zwischen einer harten Stahl-

. walze und einer weichen aus axial nebeneinander aufgereihten

und fest zusammengepreßten Faserstoffscheiben gebildeten Wals« vorhandenen Preßspalt zusammen mit einem in der Hegel aus

_v. gewebe bestehenden Mitläuferband hindurch und außerdem über zwei

von den Preßwalzen abstehende Leitwalzen in geschlossenem geführt wird (USA-Patent 2 878 778). Bei dieser bekannten Ein-

richtung werden auch gummierte oder geleimte Mitläuferbänder benutzt, wenn die zu behandelnde Faseratoffbahn bedruckt oder gefärbt iat, um ein Schmieren der Farbe auf den Walzen zu verhüten. Diese bekannte Bauweise hat aber mit dem Gegenstand unserer Erfindung nur die Art der Führung des Mitläuferbandes in einer geschlossenen Sohlaufe gemeinsam. Bereits in der Ausbildung der Preßeinrichtung und in der Führung des Mitlauferbendes durch diese, vor allem aber bezüglich des Verwendungszweckes bestehen jedoch grundsätzliche Unterschiede. Die von dem Mitläuferband nicht berührte Walze ist bei der bekannten Bauweise eine weiche Walze, nicht aber ein harter, auf hohe Oberflächentemperaturen beheizbarer Glattzylinder. Das Band ist ein normales, nur in besonderen Fällen ein gummiertes Textilgewebe, nicht aber ein in Richtung seiner Dicke elastisch zusammendrückbares Gummiband. Zweck der bekannten Einrichtung ist das Auspressen von Flüssigkeit aus einer nassen oder einer Behandlung mit Flüssigkeit ausgesetzten Faserstoffbahn, nicht aber das Erzeugen einer hohen Glätte bei gleichzeitig hohem Glanz der Oberfläche einer Papierbahn. Daher ist d^e bekannte Einrichtung weder zur Erzielung hoher Oberflächentemperaturen noch zur Anwendung hoher Liniendrücke vorgesehen oder geeignet.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung wird zum Erzielen einer Dehnbarkeit einer Papierbahn unter Vermeidung von Kreppwirkungen ein in Richtung seiner Dicke elastisches Band zusammen mit der Papierbahn durch einen Preßspalt zwischen einer Trommel mit harter, unnachgiebiger Mantelfläche und einem das elastische Band an die Trommel anpressenden undrehbaren Stab von im Verhältnis zum Trommeldurchmesser sehr kleinem Krümmungshalbmesser hindurchgeführt (deutsches Patent 1 097 249). Der vom Stab auf die Papierbahn übertragene Druck braucht dabei nicht größer zu sein als zum Verhindern des Kreppens oder Kräuseins der Bahn erforderlich ist, nämlich nicht größer als 36 kp/cm. Lediglich um unterschiedliche Schrumpfungen zu erhalten, sind bereits Drücke bis 90 kp/cm angewandt worden. Wesentlich über 100⁰C hinausgehende Temperaturen kommen bei dieser Einrichtung nicht vor. Der Stab ist in einer das Auftreten von Durchbiegungen verhindern-

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den Weise im Maschinengestell abgestützt. Auch diese bekannte Einrichtung dient einem völlig anderem Zweck als die Einrichtung gemäß der Erfindung und vermag zu deren Gestaltung keine brauchbaren Hinweise zu geben.

In der beigefügten Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt und im folgenden näher erläutert.

Pig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Heißglättwerk,

Pig. 2 eine andere Bauweise eines Heißglättwerkes, beide in schematischer Darstellung.

In den Figuren und in der zugehörigen Beschreibung sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit gleichen Beztigszahlen versehen.

Bei dem Ausführungsbeisp^el nach Pig. 1 besteht das Heißglättwerk im wesentlichen aus einem oberhalb der horizontal geführten Paserstoffbahn oder Papierbahn 1 angeordneten, in einem nicht dargestellten Maschinengestell drehbar gelagerten und durch einen nicht dargestellten Motor antreibbaren, heizbaren Glättzylinder 2 und einer senkrecht unter dem Glättzylinder angeordneten Anpreßwalze 3> welche in einer im einzelnen nicht dargestellten Weise mit einer Einrichtung zum Korrigieren der Durchbiegung ausgestattet ist. Die gegebenenfalls ebenfalls antreibbare Anpreßwalze 3 ist im Maschinengestell nachgiebig gelagert und mit einer Anpreßvorrichtung bekannter und deshalb ebenfalls im einzelnen nicht dargestellter Bauart versehen, um in dem zwischen dem Glättzylinder 2 und der Anpreßwalze 3 gebildeten Preßspalt den gewünschten hohen Liniendruck ausüben zu können. Zwischen der Faserstoffbahn oder Papierbahn 1 und der Anpreßwalze ist durch den Preßspalt ein elastisch zusammendrückbares Band 4 geführt, welches ausserdem über zwei von der Anpreßwalze 3 abstehende Leitwalzen 5, 6 läuft. Eine dieser Leitwalzen ist mit einer bekannten, im einzelnen nicht dargestellten Einrichtung zum Spannen, die andere mit einer ebenfalls wohlbekannten und

deshalb nicht nailer dargestellten Einrichtung zum Geradeführen des elastischen Bandes 4 versehen. Das elastische Band 4 besitzt mindestens die gleiche Breite wie die Faserstoffbahn oder die Papierbahn 1, deren Breite etwas geringer als die in Axialrichtung gemessene Länge des Glättzylindermantels bzw. der Anpreßwalze ist. Die dem Glättzylinder 2 zugewandte Oberfläche des elastischen Bandes 4 ist glatt. Die Dicke des elastischen Bandes 4 hängt von dessen Breite und Länge ab und kann zwischen 3 und 30 mm betragen. Bei Verwendung von Gummi als Weik stoff für das Band wird die Härte zwischen etwas über 0 bis zu ca. 20 Punkten nach Pusey & Jones gewählt. Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit des elastischen Bandes kann ein Stützgewebe oder ein Stützband, beispielsweise ein Faser- oder Drahtgewebe oder ein Stahlband, in das Gummituch eingearbeitet sein. Anstelle von Gummi können auch andere elastische, temperatur- und druckbeständige Werkstoffe zur Herstellung des elastischen Bandes verwendet werden. Der Einfachheit halber wird in der folgenden Beschreibung ein Gummiband vorgesehen.

Da das Gummiband 4 nur auf der äußerst kurzen, der Breite des Preßspaltes in Bandlaufrichtung gesehen entsprechenden Strecke der heißen Mantelfläche des GlattZylinders so nahekommt, daß es in nennenswertem Maße aufgeheizt wird und die Erwärmung des Gummibandes durch Kühlmittel begrenzt werden kann, ist die thermische Beanspruchung des Gummibandes im Dauerbetrieb niedrig, so daß das Gummiband eine lange Lebensdauer hat. Die durchschnittliche Bet .'iebstemperatur des Gummibandes 4 kann auch bei der höchsten angegebenen Oberflächentemperatur des Glättzylinders und dem höchsten Liniendruck ohne Schwierigkeit unter 100⁰C gehalten werden. Auch die im Gummiband 4 auftretenden Zugspannungen sind verhältnismäßig niedrig, so daß die Dicke des Bandes gering gewählt werden kann. Dadurch iat auch die infolge der Walkarbeit im Preßspalt im Gummiband erzeugte zusätzliche Erwärmung schwach.

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Zur Kühlung des Gummibandes 4 sind längs dessen iauf es B^äa^p; _"/3 düsen 7 vorgesehen,, durch welche Kühlgas, beispielsweise lufirV auf die Oberfläche des Gummibandes 4 geblasen wird. Vorteil* . haft wird dieses Kühlgas In die Zwickel am Auslauf aus dem Preßspalt eingeblasen. Dadurch wird sowohl das Gummiband 4 als auch die Faser bahn bzw. Papierbahn 1 wirksam gekühlt. Man kann natür* lich das Gummiband auch durch ein Kühlbad hindurchführen, das aus einem mit der Kühlflüssigkeit gefüllten Behälter und den zum Herein- und Herausführen des Gummibandes erforderlichen Einrichtungen besteht. Eine besonders wirksame Kühlung wird auch dadurch erzielt, daß man die Anpreßwalze selbst mit einer ':-■:.■ Kühleinrichtung versieht. Dadurch wird - ohne Beeinträchtigung der Glättwirkung der Papierbahnoberfläche - die Temperatur des Gummibandes auch im Preß spalt niedrig gehalten. Um die der heißen Oberfläche des Glättzylinders 2 zugewandte Seite des Gummibandes wirksam zu kühlen, ordnet man außerhalb der Bandschlaufe eine Kühleinrichtung an, beispielsweise eine an dem Band anliegende, im Maschinengestell drehbar und nachgiebig gelagerte kühlbare Walze. Eine andere Möglichkeit, das Gummiband zu kühlen, besteht darin, daß man Kühlwasser oder eine andere geeignete Flüssigkeit auf die Oberfläche des Bandes aufsprüht. Durch diese Maßnahme wird die hohe Verdampfungswärme des Wassers zur Kühlung ausgenutzt .

Um eine über die Bahnbreite gleichmäßige Glätte und hohen Glanz zu erhalten, ist die dem Glättzylinder 2 zugewandte Oberfläche des Gummibandes glattzumachen. Um diese glatte Oberfläehe des Gummibandes von Beschädigungen, Riefen, Löchern od.dgl.

freizuhalten, und um zu vermeiden, daß wegen einer solchen Be-

} Schädigung des Gummibandes die Heißglätteinrichtung vorüberge-

hend stillgesetzt werden muß, ist dem umlaufender. Gummiband 4

' eine Einrichtung 8 zum Glattschleifen der dem Glättzylinder 2

zugewandten Oberfläche zugeordnet. Dadurch kann diese Oberfläche, welche im Preßspalt an der Faserstoffbahn oder Papierbahn anliegt, ohne Unterbrechung des Betriebes der Heißglätteinrichtung von etwaigen Unebenheiten, Riefen, Vertiefungen und anderen Unregelmäßigkeiten befreit werden. Der beim Abschleifen

der Oberfläche des Gummibandes entstehende Schleifstaub wird durch eine der Abschleifvorrichtung 8 unmittelbar nachgereihte Absaugvorrichtung 9 beseitigt. Anstelle einer Absaugvorrichtung kann auch eine Vorrichtung zum Abbürsten, Abblasen oder eine ähnliche Vorrichtung zum Staubabführen vorgesehen werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Pig. 2 ist der Preßspalt zwischen dem wiederum oberhalb der horizontal verlaufenden Paserstoffbahn oder Papierbahn 1 in gleicher Weise wie gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 angeordneten und ausgebildeten Glättzylinder 2 und einer vollen oder hohlen, im Maschinengestell in vertikaler Richtung verschieblichen Anpreßwalze 3' vorgesehen. Die Anpreßwalze 3' ist senkrecht unter dem Glattzylinder 2 angeordnet, besitzt aber wesentlich kleineren Durchmesser als die Anpreßwalze 3 des Ausführungsbeispieles gemäß Pig. 1 und ist - im Gegensatz zu dieser - nicht mit Einrichtungen zur Durchbiegungskorrektur versehen. Das Gummiband 4 ist zwischen der Faserstoff bahn oder Papierbahn 1 und der Anpreßwalze 3' durch den Preßspalt hindurchgeführt und läuft außerdem über die beiden Leitwalzen 5_f 6. Diese Leitwalzen 5, 6 können in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Pig. 1 als Spann- bzw. Führungswalzen ausgebildet und kühlbar sein. Auch die Anpreßwalze 3' kann kühlbar ausgebildet sein.

Zur Vermeidung der Durchbiegung der Mantellinien der Anpreßwalze 3' im Preßspalt ist dieser auf der dem Preßspalt diametral gegenüberliegenden Seite eine im Maschinengestell in vertikaler Richtung verschieblich angeordnete und mit Einrichtungen zur Durchbiegungskorrektur versehene Abstützwalze 10 zugeordnet. Diese Abstützwalze 10 ist außerdem mit Einrichtungen zum Aufbringen des im Preßspalt gewünschten Liniendruckes auf die Anpreßwalze 3' versehen. Solche Einrichtungen sind in der Regel als hydraulische oder pneumatische Zylinder oder als Druckdosen ausgebildet. Auf jeder Stirnseite der Abstützwalze 10 ist zwischen dem Maschinengestell und der Abstützwalze selbst oder einem mit dieser verbundenen Bauteil ein solcher Druckzylinder oder eine, gegebenenfalls auch mehrere Druckdose(n) angeordnet. Durch diese Ausbildung der Heißglätteinrichtung wird eine Stei-

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gerung des Höchstwertes des Preßdruckes im Preßspalt erreicht, weil bei vorgegebenem Liniendruck die Breite des Preßspaltes kleiner ist als bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

Anstatt die Faserstoffbahn oder Papierbahn 1 horizontal in den Preßspalt einzuführen, kann diese zum Vorheizen bereits vor dem Preßspalt auf die Mantelfläche des Glättzylinders 2 aufgebracht werden.

Die in den Ausführungsbeispielen dargestellte und beschriebene Einrichtung ermöglicht es in der Tat, der Oberfläche einer Faserstoffbahn oder Papierbahn eine bisher nur in Satinierkalandern erreichbare Glätte bei sogar noch wesentlich höherem Glanz und wesentlich besserer Bedruckbarkeit zu verleihen. Der Einbau einer solchen Heißglätteinrichtung in der Papiermaschine selbst ist möglich, weil das verwendete umlaufende Gummiband mechanisch und thermisch niedrig beansprucht ist und die Heißglätteinrichtung deshalb mit der Arbeitsgeschwindigkeit moderner schnelllaufender Papiermaschinen betrieben werden kann und weil ferner bei Bahnabrissen in der Papiermaschine das Einfädeln der Einführzunge des neuen Bahnenfanges durch den Preßspaltbereich der Heißglätteinrichtung ebenso bequem und rasch erfolgen kann, wie durch irgendeinen Preßspalt der Pressenpartie der Papiermaschine. Somit entfallen bei Anwendung der Heißglätteinrichtung außer dem Satinierkalander alle mit dessen Aufstellung zusätzlich erforderlichen Einrichtungen.

Heidenheim, den 7.10.1968
T)rBi/Srö

68020Ϊ8

Claims (10)

Il > ■> > 1 1> 1 > ' I Jl I » · » /[ 2 ap/A 2889 J-M. Voith GmbH Kennwort: "Heißglättwerk11 Heidenheim/Brenz Ansprücl cafcasprücne

1. Einrichtung ziun Glätten von Pas er st off bannen od.dgl. unter hoher Temperatur und hohem Preßdruck mit einem zwischen dem unelastischen von der Paserstoffbahn berührten Mantel eines heizbaren Glattzylinders und einer mit einer elastischen Auflage versehenen Anpreßwalze gebildeten Preßspalt, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Auflage als ein in sich geschlossenes, die Anpreßwalze (3, 3') und wenigstens eine weitere, im Abstand von der Anpreßwalze angeordnete Leitwalze (5, 6) umschlingendes, elastisch zusammendrückbares Band (4) ausgebildet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Band (4) eine Kühleinrichtung (7) zugeordnet ist.

3· Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der von dem Band (4) umschlungenen Walzen (3, 5, 6; 3')» beispielsweise die Anpreßwalze (3; 3'), mit einer vorzugsweise eingebauten Kühleinrichtung (7) versehen ist.

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• ·

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet^ / daß eine dem Band (4) zugeordnete Kühleinrichtung außerhalb der Bandschlaufe angeordnet ist, beispielsweise sine an des Band anliegende kühlbare Walze.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßwalze (3) oder eine dem Preßspalt diametral gegenüberliegende Stützwalze (10) der Anpreßwalze (3*). als eine mit einer Einrichtung zum Korrigieren der Durchbiegung ausgestattete Walze ausgebildet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Band (4) eine Einrichtung (8) zum Glattschleifen der dem Glättzylinder (2) zugekehrten Oberfläche zugeordnet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der

Einrichtung (8) zum Glattschleifen der Oberfläche des Bandes

(4) eine Säuberungseinrichtung (9) zur Beseitigung des

Schleifstaubes (Absaugeinrichtung, Bürsten od.dgl.) zugeordnet

* ist.

•

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet

P durch die Verwendung eines Bandes (4), dessen Stärke beträchtlich kleiner ist als die Stärke der bei Preßwalzen üblichen elastischen Walzenbezüge und beispielsweise 3 bis 10 mm beträgt .

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (4) als Gummi- oder Kunststoffband mit einer Stützeinlage, beispielsweise aus Paser- oder Drahtgewebe oder aus Stahlband, ausgebildet ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch den Einbau in eine Papiermaschine, Kartonmaschine oder dergleichen.

Heidenheim, den 7.10.1968
DrBi/Srö