EP0193085A2 - Auftragevorrichtung zum Auftragen einer zähen Flüssigkeit - Google Patents

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EP0193085A2
EP0193085A2 EP86102103A EP86102103A EP0193085A2 EP 0193085 A2 EP0193085 A2 EP 0193085A2 EP 86102103 A EP86102103 A EP 86102103A EP 86102103 A EP86102103 A EP 86102103A EP 0193085 A2 EP0193085 A2 EP 0193085A2
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EP
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adjusting piston
counterpart
application device
nozzle groove
nozzle
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Asea GmbH
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Definitions

  • FIG. 1 shows the configuration of the nozzle arrangement in a known application device.
  • a displaceable in the longitudinal direction of the axis a, at its tip conical nozzle needle 1 cooperates with a circular outlet channel 3, so that the passage cross section 5 determining the liquid flow has the shape of a circular ring.
  • the viscous liquid is fed to a chamber 7 of a body 6 of the application device via a channel 8 and leaves the chamber 7 via the outlet channel 3.
  • the disadvantage of an application device according to Figure 1 is the heavy wear at the inlet end of the outlet channel. Since the annular passage cross section has a relatively long boundary line in relation to the cross section 5, the cross section / edge ratio of the passage cross section is very small. This means that the liquid also has a relatively high flow velocity in the edge zone of the passage cross section, which results in high abrasion and wear on the edge 4 of the outlet channel, even then; if the outlet pipe is lined with a ring 9 made of hard special material at this point. As a result of this wear, the average cross section and thus the amount applied by the application device per unit of time, that is to say the flow, of the viscous liquid changes for a given position of the nozzle needle 1.
  • the invention has for its object to develop an application device of the type mentioned, in which the risk of clogging of the flow path through deposits is eliminated.
  • Another advantage of the application device according to the invention is that the passage cross-section is adjusted by a rotary movement of the adjusting piston. This is drive-related and can be better controlled with regard to the accuracy of the setting, which is very advantageous for control purposes.
  • the application device is designed in such a way that there is a large cross-sectional edge ratio at all points of the flow path and that, especially with a small stroke of the nozzle needle, a linear relationship between the stroke and outlet volumes is achieved.
  • the nozzle groove is preferably designed so that its width for all cross sections perpendicular to the longitudinal direction of the nozzle groove is not less than at any other point in the cross section in question.
  • the cross-section of the nozzle groove in the radial direction can be, for example, V-shaped, semicircular or in another suitable manner.
  • the nozzle arrangement according to FIGS. 2a and 2b comprises a cylinder 62 which is arranged in a counterpart designed as a cylinder block 66.
  • An adjusting piston 61 which can be rotated about the axis a is arranged in this cylinder.
  • the viscous liquid is fed in at point A and arrives via an inlet line 64, which penetrates cylinder block 66, into an annular nozzle groove 65, which is machined in the circumferential direction into the jacket wall of adjusting piston 61.
  • the outlet line 63 opens at the level of the nozzle opening in the cylinder 62. It is offset in the circumferential direction from the Neuetwa line 64 by the angle ⁇ . In the exemplary embodiment shown, the offset is approximately 90 degrees.
  • the nozzle opening has a practically constant cross section, which is, however, not absolutely necessary.
  • adjoining angular section is the nozzle opening with a changing cross-section formed, this change can be achieved by a converging side walls 65a and 65b and / or by varying the depth of the nozzle groove.
  • the cross section of the nozzle groove 65 in the radial direction can be, for example, V-shaped, semicircular or in another suitable manner.
  • the cross-section mentioned is dimensioned so that the cross-sectional edge ratio is as large as possible.
  • the stroke-volume characteristic can be influenced in the desired manner by selecting the angle alpha, the radial depth and the axial width of the nozzle groove. Thanks to the design of the passage cross-section that determines the passage volume of the viscous liquid, an approximately linear stroke-volume characteristic can be achieved over a wide range.
  • Figures 2a and 2b show the nozzle arrangement in the position with the largest possible opening. To reduce the opening, the adjusting piston 61 is rotated clockwise in FIG. 4b.
  • basically two or more nozzle grooves 65 working in parallel with one another in the circumferential direction of the adjusting piston and / or one above the other in the axial direction of the adjusting piston can also cooperate with corresponding inlet and outlet lines, insofar as the peripheral / taking into account that for the adjustment required angle of rotation or the axial space allows this without collision.
  • the embodiment according to FIG. 2 can be modified such that the nozzle groove is not arranged in the wall of the adjusting piston 61, but in the wall of the cylinder 62. However, the outlet line or the inlet line must then run through the adjusting piston 61. This can be done in that the outlet line or the inlet line is connected to an annular groove in the adjusting piston, which in turn is connected to the nozzle groove via a channel or an axially extending longitudinal groove, the connection opening between the longitudinal groove or the longitudinal channel and the Nozzle groove is adjusted in size.
  • FIGS. 3a and 3b show a modification of the embodiment according to FIG. 2, which is characterized by a particularly simple design. To the extent that the same reference numerals as in FIG. 4 are used in FIGS. 3a and 3b, these are the corresponding parts.
  • the peculiarity of this embodiment is that the outlet line 63 is arranged centrally in the adjusting piston 61. This considerably reduces the dimensions of the cylinder block 66. The outlet line 63 has practically no corners in which deposits could possibly still form to a small extent.
  • the viscous liquid enters the cylinder block 66 via the inlet channel 64 and is connected via the nozzle groove 65 to the horizontal bore 63a, which opens into the central outlet line 63.
  • a further bore 80 can be provided in the nozzle arrangement according to FIG. 3 in relation to the inlet line 64 and is connected hydraulically to the inlet line 64.
  • the material in this bore does not flow, but merely exerts pressure on the adjusting piston 61, causing the adjusting piston to be tilted avoided and the torque required to rotate the adjusting piston reduced,
  • FIG 3a is also indicated how the other parts of the application device can be designed.
  • a gear 71 is arranged, which is driven by two motors 72, each via a pinion 73.
  • the motors 72 are fastened to a supporting part 74 not participating in the rotation, and the adjusting piston 61 is rotatably mounted in this part 74.
  • a position measuring arrangement for the position of the adjusting piston 61 is indicated at 75. It can be used to measure the actual value of the nozzle opening and thus, under other conditions, the actual value of the liquid flow.

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  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

Auftragevorrichtung zum Auftragen einer zähen Flüssigkeit, zum Beispiel eines Klebers, einer Dichtungsmasse oder einer Kunststoffmasse, bei der die zähe Flüssigkeit über den Durchtrittsquerschnitt einer Düsenanordnung auspreßbar ist, welcher Durchtrittsquerschnitt von einem Verstellkolben (61) und einem mit diesem zusammenwirkenden Gegenstück (66), weiches eine den Verstellkolben aufnehmende Bohrung hat, gebildet wird, wobei im Verstellkolben oder im Gegenstück mindestens eine sich in ihrer Längsrichtung im Querschnitt verändernde Düsennut (65) vorhanden ist, die mit dem Gegenstück einen Durchtrittsquerschnitt für die zähe Flüssigkeit bildet, desen Größe durch Verstellung des Verstellkolbens veränderlich ist. Gemäß der Erfindung ist der Verstellkolben drehbar in der Bohrung des Gegenstücks angeordnet, und die Düsennut verläuft senkrecht zur Längsachse des Verstellkolbens. Die Düsennut kommuniziert mit einer im Gegenstück (66) angeordneten Eintrittsleitung (64) und einer Austrittsleitung (63), wobei die Anschlußstellen dieser Leitungen (64, 63) an die Düsennut in Umfangsrichtung des Verstellkolbens gegeneinander versetzt sind. Durch die Konstruktion nach der Erfindung werden Ablagerungen im Durchflußweg der Auftragevorrichtung vermieden und eine für Regelungszwecke erforderliche leichte und exakte Verstellbarkeit erreicht (Figur 2b).

Description

  • Figur 1 zeigt die Ausbildung der Düsenanordnung bei einer bekannten Auftragevorrichtung. Eine in Längsrichtung der Achse a verschiebbare, an ihrer Spitze kegelförmige Düsennadel 1 arbeitet mit einem kreisförmigen Austrittskanal 3 zusammen, so daß der den Flüssigkeitsstrom bestimmende Durchtrittsquerschnitt 5 die Form eines Kreisringes hat.
  • Die zähe Flüssigkeit wird einer Kammer 7 eines Körpers 6 der Auftragevorrichtung über einen Kanal 8 zugeführt und verläßt die Kammer 7 über den Austrittskanal 3.
  • Der Nachteil einer Auftragevorrichtung nach Figur 1 besteht in dem starken Verschleiß am Eintrittsende des Austrittskanals. Da der kreisringförmige Durchtrittsquerschnitt eine relativ lange Begrenzungslinie im Verhältnis zum Querschnitt 5 hat, ist das Querschnitt-Randverhältnis der Durchtrittsquerschnitts sehr klein. Das bedeutet, daß die Flüssigkeit auch in der Randzone des Durchtrittsquerschnittes eine relativ hohe Strömungsgeschwindigkeit hat, was hohen Abrieb und Verschleiß an der Kante 4 des Austrittskanals zur Folge hat, und zwar auch dann; wenn das Austrittsrohr an dieser Stelle mit einem Ring 9 aus hartem Spezialmaterial ausgekleidet ist. Durch diesen Verschleiß ändert sich bei gegebener Stellung der Düsennadel 1 der Durchschnittsquerschnitt und damit die pro Zeiteinheit von der Auftragevorrichtung aufgetragene Menge, also der Fluß, der zähen Flüssigkeit.
  • Zur Beseitigung dieses Nachteils ist es aus der Druckschrift von Perry, "Chemical Engineers' Handbook" 1950, Seite 1327, Figur 237, bekannt, die Düsennadel 1 so auszubilden, daß sie als Kolben in dem Austrittskanal 3 läuft, wobei die Düsennadel 1 mit in Achsrichtung verlaufenden V-förmigen Düsennuten versehen ist, deren Querschnitt sich nach unten erweitert. Auf diese Weise kann durch axiale Verschiebung der Düsennadel in relativ feiner Dosierung eine Düsenöffnung eingestellt werden, bei der das Querschnittss-Randverhältnis der Düsenöffnung auch bei kleiner Öffnung relativ groß ist.
  • Ein weiterer Nachteil der in Figur 1 dargestellten Auftragevorrichtung, der auch der aus der vorgenannten Druckschrift bekannten Auftragevorrichtung anhaftet, besteht darin, daß es in den Ecken bzw. an Innenkanten der Kammer 7 (siehe beispielsweise b in Figur 1) zu Ablagerungen der zähen Flüssigkeit kommt, die zu einer mehr oder weniger starken Blockierung des Strömungsweges führen können. Diese Ablagerungen lassen sich auch nur unvollkommen durch Spülen der Kammer nach Benutzung der Auftragevorrichtung beseitigen. Insbesondere bei Verwendung eines Zweikomponentenklebers kommt es daher bald zu einer Verstopfung des Durchflußweges durch die Kammer 7.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Auftragevorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei welcher die Gefahr einer Verstopfung des Durchflußweges durch Ablagerungen beseitigt ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird aine Auftragevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welche erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen genannt.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Auftragevorrich, tung werden die bei den bekannten Auftragevorrichtungen vorhandenen toten Ecken vermieden, so daß es während des Betriebes praktisch nicht zu Ablagerungen kommt. Außerdem läßt sich durch Spülen des Durchflußweges nach erfolgter Benutzung eine gründliche Reinigung erreichen, da das Spülmittel alle Teile des Durchflußweges mit hoher Strömungsgeschwindigkeit durchströmt.
  • Ein weiterer Vorteil der Auftragevorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß die Verstellung des Durchtrittsquerschnitts durch eine Drehbewegung des Verstellkolbens erfolgt. Diese ist antriebsmäßig und hinsichtlich der Genauigkeit der Einstellung besser zu beherrschen, was für Regelungszwecke sehr vorteilhaft ist. Zugleich ist die Auftragevorrichtung so beschaffen, daß ein großes Querschnittss-Randverhältnis an allen Stellen des Durchflußwegs vorhanden ist und daß insbesondere bei kleinem Hub der Düsennadel eine lineare Beziehung zwischen dem Hub- und Austrittsvolumen erreicht wird.
  • Die Düsennut ist vorzugsweise so ausgebildet, daß ihre Breite für alle Querschnitte senkrecht zur Längsrichtung der Düsennut nicht kleiner ist, als an jeder anderen Stelle des betreffenden Querschnittes. Der Querschnitt der Düsennut in radialer Richtung kann beispielsweise V-förmig, halbkreisförmig oder in einer anderen geeigneten Weise ausgebildet sein. Eine besonders günstige Form für den Durchtrittsquerschnitt erhält man, wenn die Wände der Dusennut mit der Man- telfläche eines (gekrümmten) Kegels zusammenfallen.
  • Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
    • Figur 1 die Düsenanordnung einer bekannten Auftragevorrichtung,
    • Figur 2a ein erstes Ausführungsbeispiel der Düsenanordnung einer Auftragevorrichtung gemäß der Erfindung im Axialschnitt,
    • Figur 2b einen Schnitt längs der Linie I - I in Figur 2a,
    • Figur 3a ein zweites Ausführungsbeispiel einer Auftragevorrichtung gemäß der Erfindung teilweise im Axialschnitt,
    • Figur 3b einen Schnitt längs der Linie I - I in Figur 3a,
  • Die Düsenanordnung gemäß Figur 2a und 2b umfaßt einen Zylinder 62, der in einem als Zylinderblock 66 ausgebildeten Gegenstück angeordnet ist. In diesem Zylinder ist ein um die Achse a drehbaren Verstellkolben 61 angeordnet. Die zähe Flüssigkeit wird an der Stelle A zugeführt und gelangt über eine den Zylinderblock 66 durchdringende Eintrittsleitung.64 in eine ringförmige Düsennut 65, die in Umfangsrichtung in die Mantelwand des Verstellkolbens 61 eingearbeitet ist. Die Austrittsleitung 63 mündet in Höhe der Düsenöffnung im Zylinder 62. Sie ist in Umfangsrichtung gegenüber der Einetwa trittsleitung 64 um den Winkel δ versetzt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Versetzung etwa 90 Grad. Sie kann kleiner aber auch größer als dargestellt gewählt werden. In dem Winkelbereich 6 hat die Düsenöffnung praktisch einen konstanten Querschnitt, der jedoch nicht zwingend notwendig ist. In dem. sich daran anschließenden Winkelabschnitt ist die Düsenöffnung mit sich veränderndem Querschnitt ausgebildet, wobei diese Veranderung durch ein Konverg Seitenwände 65a und 65b und/oder durch veränderliche Tiefe der Düsennut erzielt werden kann.
  • Der Querschnitt der Düsennut 65 in radialer Richtung, also senkrecht zur Längsrichtung der Düsennut, kann beispielsweise V-förmig, halbkreisförmig oder in einer anderen geeigneten Weise ausgebildet sein. Der genannte Querschnitt ist so bemessen, daß das Querschnitts-Randverhältnis möglichst groß ist. Durch Drehung des Verstellkolbens 61 wird ein mehr oder weniger großer Durchtrittsquerschnitt freigegeben. In der Figur 2 ist eine mittlere Stellung des Verstellkolbens 61 dargestellt.
  • Die Hub-Volumen-Charakteristik kann durch Wahl des Winkels Alpha, die radiale Tiefe und die achsiale Breite der Düsennut in gewünschter Weise beeinflußt werden. Dank der Ausbildung des das Durchtrittsvolumen der zähe Flüssigkeit bestimmenden Durchtrittsquerschnittes kann in weiten Bereichen eine annähernd lineare Hub-Volumen-Charakteristik erreicht werden.
  • Die Figuren 2a und 2b zeigen die Düsenanordnung in der Stellung mit der größtmöglichen Öffnung. Zur Verkleinerung der Öffnung wird der Verstellkolben 61 in Figur 4b im Uhrzeigersinn gedreht.
  • Es können bei der Ausführungsform nach Figur 2 grundsätzlich auch in Umfangsrichtung des Verstellkolbens hintereinander und/oder in Achsrichtung des Verstellkolbens übereinander zwei oder mehrere parallel arbeitende Düsennuten 65 mit entsprechenden Eintritts- und Austrittsleitungen zusammenarbei- ten, soweit der periphere/unter Berücksichtigung des für die Verstellung erforderlichen Drehwinkels beziehungsweise der achsiale Raum dies kollisionsfrei gestattet.
  • Die Ausführungsform gemäß Figur 2 kann derart abgewandelt werden, daß die Düsennut nicht in der Wand des Verstellkolbens 61, sondern in der Wand des Zylinders 62 angeordnet ist. Die Austrittsleitung oder die Eintrittsleitung muß dann jedoch durch den Verstellkolben 61 verlaufen. Dies kann dadurch geschehen, daß die Austrittsleitung oder die Eintrittsleitung an eine Ringnut im Verstellkolben angeschlossen ist, die ihrerseits über einen Kanal oder eine axial verlaufende Längsnut mit der Düsennut in Verbindung steht, wobei durch Drehung des Verstellkolbensdie Verbindungsöffnung zwischen der Längsnut oder dem Längskanal und der Düsennut in ihrer Größe verstellt wird.
  • Die Figuren 3a und 3b zeigen eine Abwandlung der Ausführungsform nach Figur 2, die sich durch besondere konstruktive Einfachheit auszeichnet. Soweit in den Figuren 3a und 3b gleiche Bezugszeichen wie in Figur 4 verwendet werden handelt es sich um die entsprechenden Teile. Die Besonderheit dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Austrittsleitung 63 zentral in dem Verstellkolben 61 angeordnet ist. Dadurch reduzieren sich die Abmessungen des Zylinderblocks 66 erheblich. Die Austrittsleitung 63 weist praktisch keine Ecken auf, in denen sich eventuell noch Ablagerungen im geringen Umfange bilden könnten. Die zähe Flüssigkeit tritt über den Eintrittskanal 64 in den Zylinderblock 66 ein und wird über dieDüsennut 65 mit der horizontalen Bohrung 63a verbunden, die in die zentrale Austrittsleitung 63 mündet.
  • Zur Druckentlastung kann in der Düsenanordnung nach Figur 3 gegenüber der Eintrittsleitung 64 eine weitere Bohrung 80 vorgesehen werden, die mit der Eintrittsleitung 64 hydraulisch verbunden ist. Das Material in dieser Bohrung fließt nicht, sondern übt lediglich einen Druck auf den Verstellkolben 61 aus, wodurch ein Verkannten des Verstellkolbens vermieden und das zur Drehung des Verstellkolbens erforderliche Drehmoment verkleinert wird,
  • In Figur 3a ist zugleich angedeutet, wie die übrigen Teile der Auftragevorrichtung ausgebildet sein können. Auf dem Verstellkolben 66 ist ein Zahnrad 71 angeordnet, daß Von zwei Motoren 72 über je ein Ritzel 73 angetrieben wird. An einem an der Rotation nicht teilnehmenden tragenden Teil 74 sind die Motoren 72 befestigt, und der Verstellkolben 61 ist drehbar in diesem Teil 74 gelagert. Mit 75 ist eine Lagemeßanordnung für die Stellung des Verstellkolbens 61 angedeutet. Mit ihr kann der Istwert der Düsenöffnung und damit, bei im übrigen gegebenen Verhältnissen, der Istwert des Flüssigkeitsflusses gemessen werden.

Claims (9)

1. Auftragevorrichtung zum Auftragen einer zähen Flüssigkeit, zum Beispiel eines Klebers , einer Dichtungsmasse oder einer Kunststoffmasse, bei der die zähe Flüssigkeit über den Durchtrittsquerschnitt einer Düsenanordnung auspreßbar ist, welcher Durchtrittsquerschnitt von einem Verstellkolben (61) und-einem mit diesem zusammenwirkenden und relativ zum Verstellkolben stationären Gegenstück (66), welches eine den Verstellkolben aufnehmende Bohrung hat, gebildet wird, wobei im Verstellkolben oder im Gegenstück mindestens eine sich in ihrer Längsrichtung im Querschnitt verändernde Düsennut (65) vorhanden ist, die mit dem Gegenstück beziehungsweise mit dem Verstellkolben einen Durchtrittsquerschnitt für die zähe Flüssigkeit bildet, dessen Größe durch Verstellung des Verstellkolbens veränderlich ist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verstellkolben drehbar in der Bohrung des Gegenstücks angeordnet ist, daß die Düsennut im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Verstellkolbens verläuft und daß die Düsennut mit einer im Gegenstück (66) beziehungsweise im Verstellkolben angeordneten Eintrittsleitung (64) und einer Austrittsleitung (63) für die zähe Flüssigkeit kommuniziert, wobei die Anschlußstellen dieser Leitungen (64, 63) an die Düsennut in Umfangsrichtung des Verstellkolbens gegeneinander versetzt sind.
2. Auftragevorrichtung nach einem der Ansprüche 1,
dadurch gekennzeichnet , daß in der Mantelfläche des Verstellkolbens (61) in Umfangsrichtung eine Düsennut (65) angeordnet ist und daß die Austrittsleitung (63) und die Eintrittsleitung (64) in Höhe der Düsennut, jedoch in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt, in der Bohrung des Gegenstücks (Zylinders) (62) münden (Figur 2).
3. Auftragevorrichtung nach einem der Ansprüche 1,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Man- telfläche des Verstellkolbens in Umfangsrichtung eine Dusennut (65) angeordnet ist, daß die Eintrittsleitung (64) in Höhe der Düsennut in der Bohrung des Gegenstücks (Zylinders) (62) mündet und daß die Austrittleitung (63) im wesentlichen zentral in dem Verstellkolben (61) angeordnet ist und in ihrem oberen Bereich direkt oder über eine Hilfsbohrung (63A) mit dem querschnittsstarken Ende der Düsennut (65) verbunden ist (Figur 3).
4. Auftragevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand des Gegenstücks (66) gegenüber der Eintrittsleitung (64) eine weitere durchgehende Bohrung (80) vorhanden ist, die hydraulisch mit der Eintrittsleitung (64) verbunden ist.
5. Auftragevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Düsennuten parallel zueinander in dem Durchtrittsweg durch die Auftragevorrichtung angeordnet sind.
6. Auftragevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Düsennut in Richtung ihrer Längskoordinate (x) linear oder nach einer anderen Funktion zunimmt.
7. Auftragevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Düsennut in Richtung ihrer Längskoordinate (x) linear oder nach einer anderen Funktion zunimmt.
8. Auftragevorrichtung nach Anspruch (7), dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Düsennut an allen Stellen ihrer Längskoordinate (x) im wesentlichen halbkreisförmig oder V-förmig ist.
9. Auftragevorriciituhg nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Verstellkolben ein Zahnrad (71) festaufgesetzt ist, welches an zwei diametral gegenüber liegenden Stellen von je einem Elektromotor, vorzugsweise einem impulsgespeisten Gleichstrommotor, angetrieben wird.
EP86102103A 1985-02-22 1986-02-18 Auftragevorrichtung zum Auftragen einer zähen Flüssigkeit Withdrawn EP0193085A3 (de)

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