DE7128231U - Reinigungsmolch fuer rohrleitungen - Google Patents

Description

DIPL-CHEM. DR. ELISABETH JUNG 8 MÖNCHEN 23. Q

DIPL-CHEM. DR. VOLKER VOSSIUS ™*™ΙΙ£*^{Ε 3}°

DIPL.-PHYS. DR. JÖHGEN SCHIRDEWAHN telegramm-adbesse: invent/monchen

TELEX 5-29€8β

PATENTANWÄLTE

G 344 K' + _a (Dr.Fi/Dr.S/Kl.) 22. Juli 1971

Harry J. G i r a r d Houston, Texas, USA

rei": ^i ngsstück sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rohrreinigungsstüclc, das durch einen Druckgradienten im Jlohr komprimier bar und längs— bewegbar ist, bestehend aus einem insbesondere zylindrischen Körper aus einem schwammartigen geschäumten Kunststoff mit auf seiner Mantelfläche in einem schraubenförmigen oder ^ Kreuzmuster, das freie Bereiche für den Durchtritt und das fluiddichte Anliegen des schiirammartigen Materials des Körpers an der Rohrinnenwand läßt, angeordneten Hülle aus einem elastischen, undurchlässigen Kunststoff.

Derartige Einrichtungen werden zum Reinigen von Rohren verwendet, indem sie unter dem Einfluß eines Druckgradienten in der Rohrleitung vorwärtsbewegt werden und dabei im Kontakt

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mit der Rohrinnenwand diese reinigen. Gleichzeitig liegt dabei das Rohrreinigungsstück als Trennpfropfen an der Rohrinnenwand fluiddicht an, so daß das Fluid in Bewegungsrichtung vor dem Pfropfen von dem Fluid hinter dem Pfropfen getrennt bleibt.

Es ist bereits ein Rohrreinigungsstück bekannt, das aus einem flexiblen elastischen Material hergestellt ist und zylinderförmig ausgebildet ist. Bei der Herstellung dieses Körpers wird im Abstand von der Oberfläche koaxial eine Verstärkung in Form eines zylindrischen, aus einem Netz bestehenden Körper eingebettet, wobei das Netz durch Änderung der Maschenform verformbar ist (US-PS 3 277 508).

Ein derartiges Rohrreinigungsstück kann sich zwar Rohrkrümmern und dergleichen anpassen, ist jedoch einem hohen Verschleiß und der Gefahr der Rißbildung durch Vorsprünge an der Rohrwand ausgesetzt, so daß die fluiddichte Vorwärtsbewegung ab einer bestimmten Einsatzzeit nicht mehr gewährleistet ist.

Ein weiteres bekanntes Rohrreinigungsstück besteht ebenfalls aus einem zylindrischen Körper aus elastischem Kunststoff, beispielsweise geschäumtem Polyurethan, der von einer Hülle umgeben ist, die freie Räume aufweist, durch welche sich der Schaunikörper hindurch infolge der Kompression während der Vorwärtsbewegung durch den Druckgradienten gegen die Rohrinnenwand abdichtend anlegt.. Die Hülle kann dabei aus schraubenförmig oder kreuzweise gelegten Kunststoffstreifen bestehen, die ein Abriebsmaterial enthalten können (US-PS 3 3^9

Diese bekannten Rohrreinigimgsstücke können, sich zwar durch Krümmer und Rohrdeformationen Mndurchbewegen, haben jedoch den Nachteil, daß ihre Lebensdauer immer noch unzureichend ist.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Rohrreinigungsstück der eingangs genannten Art zu schaffen, das in hohem Maße widerstandsfähig gegenüber Einreißen und Abrieb ist, ohne daß dadurch die Flexibilität, Elastizität und Abdichtwirkung verringert werden»

Diese Aufgabe wird bei dem Rohrreinigungsstück der eingangs beschriebenen Art durch eine in die Hülle eingebettete Verstärkung und durch den zylindrischen Mantel des Körpers stirnseitig ganz umschließende breite Ringteile der Hülle gelöst.

Das erfindungsgemäße Rohrreinigungsstück hat einer, insgesamt zylindrischen Körper aus schwammartigem, geschäumten Kunststoff, beispielsweise Polyurethan, der an einem Ende eine Sperrschicht aufweist, die aus einem haltbareren, ungeschäumten Kunststoff besteht, der das Ende des Körpers gegenüber dem Fluiddurchtritt verschließt und mit der Innenfläche des Rohres in abdichtendem Eingriff steht. Die Außenhülle des Rohrreinigungsstückes besteht aus einem nicht geschäumten Kunststoff hoher Lebensdauer, in den ein Verstärkungsmaterial, beispielsweise ein Drahtnetz oder ein Glasgewebe, eingebettet ist. In der Hülle sind Öffnungen vorgesehen, durch welche das schwammartige Material hindurchtreten kann, so daß es mit der Innenfläche des Rohres infolge des Zusammendrückens des Reinigungsstückes in Längsrichtung durch den Druckgradienten im Rohr in Wischkontakt kommt. Infolge der äußerst haltbaren, verstärkten Außenhülle ist das Rohrr-einigungs stück gegenüber Einreißen und Verschleiß infolge der Rohrrauhigkeit äußerst widerstandsfähig.

Ein besonderes Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Rohrreinigungskörpers besteht darin, daß auf dem zylindrischen Körper an den die Öffnungen bildenden Stellen

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eine entfernbare Schicht und an den die Hülle bildenden Teilen die Verstärkung aufgebracht, der ganze Körper mit härtbarem Kunststoff überzogen und nach teilweisem Aushärten des Kunststoffs die entfernbare Schicht mit dem darauf befindlichen Kunststoff abgezogen wird.

Dadurch wird ein gutes Einbetten des Verstärkungsmaterials in der Hülle erreicht, wobei jedoch auch die Verstärkung vor dem Aufbringen auf den Schaumstoffkörper bereits in das Füllmaterial eingebettet werden kann.

Eine besonders geeignete Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Rohrreinigungsstücke besteht aus einer zweiteiligen Form mit einer Einfüllöffnung, radial nach innen vorstehenden, den Öffnungen der Hülle entsprechenden Teilen sowie aus den Hüllteilen entsprechenden Ausnehmungen. In dieser Form kann zuerst das Verstärkungsmaterial in den nicht geschäumten Kunststoff der Hülle eingebettet werden, wonach der Schaumstoffkörper in der verstärkten Hülle ausgebildet wird. Die Form eigent sich jedoch auch dazu, einen bereits eingebrachten Schaumstoffkörper mit der verstärkten Umhüllung zu überziehen.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen werden beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert.

Fig."1 zeigt in einem axialen Längsschnitt die Anordnung einer Ausführungsform eines Rohrreinigungsstückes in dem Rohr.

Fig. 2 zeigt das Rohrreinigungsstück von Fig. 1 in einer Seitenansicht.

Fig. 3 zeigt in einer Ansicht wie Fig. 2 eine abgeänderte Ausführungsform des Rohrreinigungsstückes.

Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 von Fig. 2.

Fig. 5 zeigt ein Rohrreinigungsstück in einer bestimmten Herstellungsstufe.

Fig. 6 zeigt in einer Ansicht wie Fig. 5 das Rohrreinigungsstück in einem weiteren Fertigungsstadium.

Fig. 7 zeigt das Rohrreinigungsstück von Fig. 6 in der nächsten Fertigungsstufe.

Fig. 8 zeigt das Rohrreinigungsstück von Fig. 7 in der' sich daran anschließenden Fertijungsstufe.

Fig. 9 zeigt das Rohrreinigungsstück in einem Herstellungsstadium, das auf das von Fig. 8 folgt.

Fig. Io zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht einen Teil einer zweiteiligen Form für die Herstellung des Reinigungsstückes sowie ein Herstellungsstadium des Reinigungsstückes.

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Fig« 11 zeigt in einer Seitenansicht den anderen Teil der Form und deren Innenaufbau.

Das Rohrreinigungsstück bzw. der Trennpfropfen kann die Form eines insgesamt zylindrischen Körpers Io aus einem geeijgneten elastischen flexiblen Material haben, beispielsweise geschäumtem Kunststoff mit schwammartigen Eigenschaften. Der Durchmesser des Körpers ist etwas größer als der Innendruchmesser des Rohres, in dem er eingesetzt wird, so daß das Reinigungsstück beim Einsetzen in die Rohrleitung zusammengedrückt -werden muß. Dadurch wird in dem Rohr ein fest anliegender bzw. dichter Sitz geschaffen, wobei sich der Körper entsprechend ausdehnen kann.

An einem Ende des Körpers sitzt eine Sperrschicht bzw. ein Abdeckteil 12 aus flexiblem Material, beispielsweise aus nicht geschäumtem Polyurethankunststoff oder dergleichen, das so angeordnet ist, daß es das Ende des Körpers abschließt und eine Fluiddichtung mit der es umgebenden Rohrwand bildet. Dadurch wird ein Vorbeilecken von Fluid an dem Reinigungsstück während des Vortriebs durch das Rohr infolge eines darin herrschenden Druckgradienten verhindert. Die Sperrschicht kann einen Teil einer äußeren, am Umfang aufgebrachten Abdeckung oder eines Überzugs um die Außenseite des Körpers bilden, der sich im wesentlichen von einem Ende zum anderen Ende des Körpers erstreckt und die Form eines schraubenförmigen Bandes Ik aus geeignetem Kunststoff haben kann. Dabei verbleiben zwischen dem gelegten Streifen schraubenförmige Öff~ mungsbereiche l6, durch die hindurch sich das Material des Körpers expandieren kann, wodurch es in Eingriff mit der Innenwand des Rohres, wie in Fig. 1 gezeigt, kommt, wenn das Reinigungsstück in der Rohrleitung einem Druckgradienten ausgesetzt ist, der es in Längsrichtung zusammenpreßt.

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Das Reinigungsstück kann einen Eiidkappenteil l8 an seinem anderen Ende aufweisen, dessen Durchmesser wesentlich geringer ist als der des Körpers, wobei ein Öffnungsbereich 2o verbleibt- An den Enden des Körpers kann die äußere Abdeckung aus Ringteilen 22 und 2k bestehen, die sich um den ganzen Umfang des Körpers herum erstrecken, was in Fig. 2 zu sehen ist.

Eine etwas modifizierte Ausführungsform eines Reinigungsstücks bzw. eines Trennpfropfens ist in Fig. 3 gezeigt. Dabei ist die Außenabdeckung Ik* so geformt, daß mehr oder weniger polygonale oder rautenförmige Öffnungen Io* anstelle der schraubenförmigen Öffnungsbereiche Io gebildet werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Außenhülle in Form einer einzigen Schicht aufgebracht werden oder gewünschtenfalls aus getrennten Bändern aus Kunststoff hergestellt werden, die schraubenförmig um den Körper in entgegengesetzter Richtung gewickelt werden, wodurch man ein die Öffnungen lo¹ schaffendes Kreuzmuster erhält. Die Abdeckung bzw. Hülle ist ebenfalls mit Ringteilen 22¹ bzw. 2k' an den Enden versehen, die sich ganz um den Umfang des Körpers herum erstrecken. Eie übrigen Teile des in Fig. 3 gezeigten Reinigungsstückes entsprechen denen der Fig. 1 und 2.

Um den Widerstand r> jr Hülle gegenüber Zerreißen und Abrieb zu erhöhen, die infolge der Berührung mit rauhen Teilen der Innenfläche des Rohres oder mit nach innen stehenden Vorsprüngen, die durch Schveißablagerungen an Verbindungsstellen gebildet sind, oder dergleichen entstehen, kann die Hülle mit Verstärkungen versehen sein, die darin eingebettet oder darauf aufgebracht, wie in Fig. k gezeigt, sind. Die Verstärkung ist als ein eingebettetes Band bzw. als Element 26 gezeigt, das aus geeignetem Material, beispielsweise aus einem Drahtnetz, besteht. Das V^rerStärkungsband bz\*. ' das Verstärkungselement kann in dem Material des Kunststoffstreifens Ik eingebettet werden, bevor das Band auf den Körper aufgebracht wird. Die Verstärktmg

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kann jedoch auch zuerst auf den Körper aufgebracht uerden, vonach anschließend die Kunststoffabdeckung darumherum gelegt wird und so das Verstärkungsmaterial umschließt oder einbettet. " Anstelle des Drahtnetzes können auch andere geeignete Stoffe verwendet werden, beispielsweise Glasgewebe, flache Metallbänder oder dergleichen.

Im Gebrauch wird das Reinigungsstück bzw. der Trennpfropfen in die Rohrleitung rrangsweise eingesetzt, so daß eine Abdichtung zwischen dem Reinigungsstück und der Innenfläche des Rohres gebildet wird, wobei der Körper Io während des Einsetzens mehr oder weniger komprimiert bzw. zi-.rammengedrückt j- wird. Dann wird das Reinigungsstück durch die Leitung durch

:· einen darin herrschenden Druckgradienten vorwärtsgetrieben.

ί Das Fluid vor dem Reinigungsstück in der Rohrleitung wird dabei

durch die Sperrschicht 12 von dem Fluid hinter dem Reinigungsstück äußerst wirksam getrennt gehalten, während der durch die Öffnungen Io vorstehende Körper und die angrenzenden Teile der Umhüllung lk die Innenfläche des Rohres reinigen, wenn das Reinigungsstück durch das Rohr hindurchgeht. Infolge der relativen Haltbarkeit des Hüllmaterials und dessen Verstärkung ist der Körper gegen ein Einreißen und einen Abrieb wirksam geschützt, was durch die Berührung mit rauhen Stellen in dem Rohr oder mit nach innen stehenden Vorsprüngen hervorgerufen werden kann, die durch Schweißablagerungen oder dergleichen gebildet"werden können. Gleichzeitig ist das Reinigungsstück ausreichend flexibel und elastisch, so daß es sich leicht der Form von Biegungen anpassen und durch Verengungen oder deformierte Teile der Leitung hindurchgehen kann, ohne zu zerbrechen bzw. zerstört zu werden.

In der Leitung befindliches Fluid kann in den schwammartigen Körper des Reinigungsstückes eintreten, so daß es nicht zusammenfällt oder auf einen Durchmesser zusammengedrückt wird,

der kleiner ist als der des Rohres, während gleichzeitig der Druckgradient in dem Rohr eine in Längsrichtung wirkende Druckkraft auf das Reinigungsstück ausüben kann, was dazu führt, daß es in abdichtender Berührung mit der Innenfläche des Rohres gehalten wird.

Bei dem in den Figuren 5 bis 9 gezeigten Herstellungsverfahren des Reinigungsstückes bzw. Trennpfropfens wird zuerst der Körper Io aus geschäumtem Kunststoff hergestellt. Auf der Außenseite des Körpers wird ein Band 3c» aus einem Material, beispielsweise ein Klebeband, aufgebracht, das schraubenförmig um den Körper, wie in Fig. 5 gezeigt, gelegt wird, wobei das Band kurz vor den Enden des Körpers endet, so daß auf ihm freie Ringendteile 32 bzw. Jk verbleiben. Gleichzeitig werden zwischen den Wicklungen des Bandes freie SchraubenteiIe 36 gebildet. Auf das vordere Ende des Körpers kann ein schmaler Ring 38 des Bandes aufgebracht werden, dessen Außendurchraesser kleiner ist als der Durchmesser des Körpers, so daß ein freies Ringendteil 4o und ein freier, kreisförmiger, mittlerer Endbereich h.2, verbleiben.

Wenn die Bereiche des Kö—pers, die unbedeckt bleiben sollen, jetzt mit dem Band überzogen sind, wird das ganze Teil mit einem nicht geschäumten Kunststoff, wie in Fig. C gezeigt, überzogen, den man teilweise abbinden bzw. aushärten läßt, worauf man das Band, wie in Fig. £ gezeigt, entfernt, so" daß freie Bereiche verbleiben, die denen des Reinigungsstückes von Fig. 2 entsprechen.

Um ein Reinigungsstück, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, herzustellen, wird der umhüllte Körper gemäß Fig. 7j bei welchem das Band 30 entfernt ist, wiederum mit einem Streifen oder einem Band 30'in einer Richtung entgegengesetzt zu der des

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Bandes 3° umwickelt, wodurch das in Fig. 8 gezeigte Kreuzmuster entsteht. Der auf diese Weise umwickelte Körper wird dann wiederum mit einem Kunststoff umhüllt bzw. überzogen,

wobei das Band davon entfernt wird, bevor der Kunststoff vollständig abgebunden hat bzw. ausgehärtet ist. Dabei bleiben die in Fig. 9 gezeigten Offnungsbereiehe 16*.

Das anhand von Fig. 5 bis 9 erläuterte Verfahren kann auch dadurch ausgeführt werden, daß das Band 3° auf den Körper gewickelt wird, wobei ein Verstärkungsbandmaterial, beispielsweise ein Netz 26, Glasgewebe oder dergleichen, auf den Körper an den von dem Band £i (.igelassenen Bereichen gewickelt ist. Danach wird das ganze Stück mit Kunststoff überzogen, wodurch die Verstärkung eingebettet wird. Anschließend entfernt man das Band, bevor sich der Kunststoff verfestigt hat, so daß auf dem Körper die Schraubenlinie aus verstärkten! Kunststoff und dazwischen die schraubenförmigen freien Körperflächenbereiche verbleiben.

Das in Fig. 3 gezeigte Reinigungsstück kann auch durch kreuzweise angelegte, verstärkte Kunststoffstreifen hergestellt werden, wobei Öffnungen 16' bleiben. Dies erfolgt durch geeignetes Wickeln des Verstärkungsmaterials in einem Kreuzmuster bezüglich des vorher aufgebrachten Verstärkungsstreifens aus Kunststoff, wobei in gleicher Weise zwischen der so aufgebrachten Verstärkung ein Band schraubenförmig aufgelegt wird. Danach kann das ganze Stück wieder beschichtet und das Band entfernt werden, bevor die Aushärtung stattfindet, so daß Öffnungen l6' bleiben.

Die Außenhülle des Reinigixngsstückes kann natürlich aus einer einzigen Schraubenlinie oder aus mehreren Schraubenlinien bestehen, die kreuzweise angeordnet sind. Wenn mehr als eine

Schraubenlinie vorhanden ist, können diese verschiedene Ganghöhen haben, so daß Nuten gebildet werden. Dies führt infolge der Drehung des Reinigungsstückes bei seiner Bewegung längs der Rohrleitung dazu, daß Stoffe wie Paraffin oder dergleichen, die auf der Innenfläche des Rohres sitzen, durch die Schraubenlinie unterschiedlicher Ganghöhe abgeschabt oder weggeschert werden, wenn sich das Reinigungsstück im Rohr bewegt.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Reinigungsstücken wird anhand einer in den Figuren Io und 11 gezeigten Vorrichtung erläutert. Die Vorrichtung besteht aus einer Form, die zweckmäßigerweise zwei Teile 44 und 46 aufweist, die zusammengefügt ein hohles, insgesamt zylindrisches Gehäuse bilden, in welches Kunststoffschaum, beispielsweise Polyurethan gefüllt wird. Die Formteile haben entsprechend geformte und angeordnete innere Vorsprünge 48 sowie Innenflächenteile 5°j die auf einer gemeinsamen zylindrischen Fläche liegen und dazwischen Ausnehmungsbereiche oder Durchlässe 52 bilden. Die die Ausnehmungen an den Enden der Form bildenden Teile sind ringförmig, was bei 54 und 56 gezeigt ist, während die Ausnehmungen bildendenTeile zwischen den Endteilen schraubenförmig angeordnet werden können.

Bei dieser Anordnung können auch Verstärkungen als Bandmaterial in den Ausnehmungen bildenden Teilen 5²j 54 und 56 angeordnet werden, was in Fig. Io gezeigt ist. Nach dem Schließen der Form wird nicht geschäumter Kunststoff in die Form durch eine entsprechende Öffnung 58 eingeführt j, so daß die Ausnehmungen bildenden Teile 52, 54 und 56 gefüllt werden und dadurch das Verstärkungsmaterial eingebettet wird. Wenn die Verstärkung auf diese Weise eingebettet ist, kann das Innere der Form mit geschäumtem Kunststoff zur Bildung des Innenkörpers des Rei— Digungsstücks gefüllt werden, an dem das Verstäarkungsband fest anhaftet. Die Innenflächen 5o der Vorsprünge 48 sind so

angeordnet, daß sie Öffnungen bilden, die beispielsweise den Öffnungen l6' von Fig. 3 entsprechen, in denen die Außenseite des geschäumten Körpers freiliegt.

Das Verstärkungsmaterial kann zuerst in nicht geschäumtem Kunststoff zur Bildung von Streifen eingebettet werden, was nicht gezeigt ist, die schraubenförmig kreuzweise oder auf andere Weise in der Form angeordnet sind, was ebenfalls nicht gezeigt ist. Die Innenfläche der Form ist zylindrisch und hat keine Ausnehmungen 52, 5^ und 56 bzw. Vorsprüage *t8. Der geschäumte Kunststoff kann dann zum Füllen der Form eingegossen werden.

Die Formvorrichtung kann auch so verwendet werden, daß das Verstärkungsmaterial in die Ausnehmungen der Form eingesetzt wird, in welcher innerhalb des Verstarkungsmaterials ein vorgeformter Kunststoffschaumkörper angeordnet ist. Danach wird nicht geschäumter Kunststoff in die Ausnehmungen außerhalb des Körpers eingeführt, so daß die Verstärkung eingebettet und der Überzug oder die Hülle auf dem Körper ausgebildet wird.

Erfindungsgemäß wird somit ein Rohrreinigungsstück bzw. ein in ein Rohr einsetzbarer Trennpfropfen geschaffen, dessen Aufbau eine lange Lebensdauer zuläßt, der ausreichend flexibel und elastisch ist, um sich leicht den Unregelmäßigkeiten der Eohrform anzupassen und leicht durch Biegungen und Verengungen des Rohres hindurchzugehen, während er einen wirksamen Widerstand, gegenüber Abrieb und Einreißen bzw. Zerreißen bildet, was durch die Rauhigkeit oder durch Vorsprünge in der Rohrleitung erfolgen könnte. Weiterhin läßt sich das erfindungsgemäße Reinigungsstück ohne großen Aufwand mit einer einfachen Vorrichtung herstellen.

Sehutzansorüche

Claims (1)

1. G 71 23 231.O

   H.J. GIRÄRD u.Z.: G 344 Ma (Dr.S/we)

   Schutzansprüche

   1. /" Reinigungsmolch^Cür Rohrleitungen^der durch einen Druckgradienten im Rohr im gestauchten Zustand verschiebbar ist« »it einem im ungestauchten Zustand zylindrischen Grund körper aus verformbarem geschäumtem Kunststoff, mit einer auf Teilbereichen der Mantelfläche des Grundkörpers vorgesehenen Bulle aus undurchlässigem Material, und mit einer Deckschicht auf einer Stirnfläche des Grundkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle und die Deckschicht (12;12') aus einem einzigen flexiblen Stück bestehen.

   2 · Reinigungsmolch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- j

   net» daß die beiden Enden der zylindrischen Mantelfläche des , Grundkörpers (10; 10') je von einem mit dem flexiblen Stück ein- j stückig verbundenen Ringteil (22,24; 22',24') bedeckt sind.

   3. Reinigungsmolch nach Anspruch 2, bei dem die Hülle mit einer Einlage versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ringteile (22,24; 22',24¹) ebenfalls mit einer Einlage versehen sind und daß die Einlagen in der Hülle und in den Ringteilen Verstärkungseinlagen (26) sind.

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   4. Reinigungsmolch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinlage (26) aus einem Drahtnetzband oder einen Glasgewebestreifen besteht.

   5. ReinigungsmoIch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Stück aus dem gleichen Kunststoff wie der schwanunart.ig verformbare Grundkörper/ jedoch in ungeschäumtem, elastisch flexiblem Zustand besteht.

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