EP1106718A1 - Luftleitkasten - Google Patents

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EP1106718A1
EP1106718A1 EP00122659A EP00122659A EP1106718A1 EP 1106718 A1 EP1106718 A1 EP 1106718A1 EP 00122659 A EP00122659 A EP 00122659A EP 00122659 A EP00122659 A EP 00122659A EP 1106718 A1 EP1106718 A1 EP 1106718A1
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EP
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air guide
guide box
plastic body
box according
plastic
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EP00122659A
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Dietrich Menzel
Urs Ewald
Robert Kamprath
Heinz-Werner Naumann-Burghardt
Thomas Maurer
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Xperion GmbH
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
Xperion GmbH
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G15/00—Carding machines or accessories; Card clothing; Burr-crushing or removing arrangements associated with carding or other preliminary-treatment machines
    • D01G15/02—Carding machines
    • D01G15/12—Details
    • D01G15/46—Doffing or like arrangements for removing fibres from carding elements; Web-dividing apparatus; Condensers
    • D01G15/465—Doffing arrangements for removing fibres using, or cooperating with, pneumatic means

Definitions

  • the invention relates to an air guide box, which - viewed in cross section - in is essentially wedge-shaped for a carding machine.
  • Such a control box is known from DE 33 15 839 C2.
  • Carding machines are used for the production of nonwovens from fibrous materials and have several pairs of rollers, the rollers of the pairs of rollers during the production of fleece at high speeds around its own axis rotate.
  • the rotation of the rollers results in the fleece formation triangle of a pair of rolls of turbulence caused by the arrangement of the Air guide box in the fleece formation triangle and its design targeted can be used to determine the nature of the final product and thereby beneficially influencing its properties.
  • the invention has for its object an air guide box at the beginning mentioned type to develop such that this is a very large Has dimensional stability even with a very long length and therefore with a correspondingly long pair of rollers or a correspondingly long one Roller can be used and that the gap dimensions between the Air guide box and the pair of rollers or the roller over their entire Length are consistently accurate and closely tolerated.
  • the air guide box through a plastic body is formed.
  • the advantage here is that the Air guide box, even with long lengths, compared to air guide boxes that consist of a metallic material, only a low weight has, so that, for example, a weight-related deflection of the Luftleitkastens between his bearings during the Intended use of the carding machine safely. is excluded. Due to the low weight of the air guide box its storage is significantly simplified and it is only a small one Adjustment power required to position the air control box in its relative position to the pair of rollers to adjust in a short time. The gaps between the Surfaces of the guide box and the roller pair can because of the low weight and great dimensional stability of the air guide box if necessary, be chosen very small.
  • Nonwovens are characterized by a, even with very large web widths particularly uniform texture.
  • the air guide box can be in a fleece formation triangle of a pair of rollers of a carding machine arranged or assigned to a single roller.
  • a plastic body has particularly advantageous usage properties on, which consists of a composite fiber material.
  • a Composite fiber material made of fiber-reinforced epoxy resin has the advantage that distinguish themselves through the use of this high-strength material thin-walled air guide boxes with an excellent one mechanical and dynamic resistance.
  • the thermal stability of the air guide box results from the use of fiber reinforced materials, making the gap setting as constant can be viewed.
  • a combination of fibers is preferred Carbon fibers and aramid fibers for use.
  • the carbon fibers can be in the form of fiber strands or fabrics or a prepreg embedded in the plastic. Through this configuration and / or in that the carbon fibers in a prestressed state in the plastic are embedded, there is a further improvement in mechanical and dynamic properties of the air guide box. Next good flexural strength can result in good damping of Natural vibrations can be achieved, which is producing an even one procured fleece favored. Natural vibrations of the air guide box can, for example, by the air turbulence and / or the Vibrations of the roller pair are excited when the rollers rotate.
  • the carbon fibers preferably extend essentially in Axial direction of the pair of rollers, the carbon fibers are biased to deflect between its bearings in Counteract the direction of the nip.
  • the one facing the nip of the pair of rollers, in the nonwoven triangle arranged front edge of the plastic body is preferably by a separately produced, wear-resistant ledge formed, which has a higher resistance against abrasive wear than the rest of the plastic body. This keeps the shape of the leading edge for a long time Preserve service life even if, for example, for the production of nonwovens not just fibrous materials but also powder, for example or granules are introduced into the nonwoven formation triangle in order to produce the To provide the fleece with the required properties.
  • the powder or granules can have a greater hardness than that Have fiber itself.
  • the front edge is particularly wear-resistant when the bar is made from one ceramic material.
  • the bar can be non-positively and / or positively with the plastic body be connected.
  • the bar can be placed in a dovetail-shaped undercut of the plastic body insert and / or glue in the undercut.
  • advantageous performance characteristics is Plastic body preferably hollow. Inside the cavity If necessary, reinforcements such as CFRP rods be arranged, the forces introduced into the air guide box at least partially absorbed by the bars.
  • the Possibility that the plastic body has a compressed air connection can have and air outlet openings at least in the direction of one Nip-limiting roller.
  • the turbulence in the fleece triangle can be influenced directly and advantageously.
  • the compressed air additives for example in the form of particles, in order to the performance characteristics and / or the nature of the to be manufactured to the respective circumstances of the To be able to adapt the application better.
  • the Plastic body is at least partially filled with a foam.
  • a pair of rollers 2 of a carding machine is shown, the Roll pair 2 is formed by the rolls 3 and 4.
  • the two rollers 3, 4 each rotate about their axes 13, 14, the direction of rotation of the rollers, depending on the respective Manufacturing process, in the same direction or in opposite directions to each other.
  • the air guide box 5 is in the fleece formation triangle 1 of the pair of rollers 2 arranged and consists of a plastic body 5.
  • a plastic body 5 Carbon fibers 6 reinforced epoxy resin, the Carbon fibers 6 in the form of fiber strands 7 in the plastic are embedded.
  • the front edge 9 of the plastic body 5 is produced by a separately Formed bar 10, which consists of a ceramic material and therefore extremely good resistance to abrasive wear having.
  • the plastic body 5 protrudes with its front edge 9 in the Roller gap 8 of the roller pair 2, the air guide box in the here
  • the exemplary embodiments shown are provided with a compressed air connection 12 is to have additional influence on those in the fleece formation triangle turbulence and / or around the To be able to add powder or granules to fibrous materials as required.
  • FIG. 2 the air guide box from Fig. 1 is a cross-sectional view shown.
  • the epoxy resin reinforced with carbon fibers 6 forms one high-strength material, which is therefore particularly thin-walled can be an excellent and despite its light weight Has dimensional stability.
  • the detail x from FIG. 2 is enlarged shown.
  • the strip 10, which consists of a ceramic material, is in this embodiment, non-positively and positively with the Plastic body 5 connected.
  • the bar 10 is in cross section in essentially dovetail-shaped and congruent designed recess of the plastic body 5 enclosed.
  • the leading edge 9 of such an air guide box is particularly durable.
  • Fig. 3 the air guide box from Fig. 1 is shown as a single part.
  • the fiber materials further Materials such as powders or granules to feed the Use properties of the nonwoven fabric better to the to be able to adapt to the respective circumstances of the application.
  • the materials mixed with the blown air flow pass through the Air outlet openings 12 together with the compressed air in the Fleece formation triangle 1 and later form part of the fleece.
  • Fig. 4 is the air guide box of Fig. 1 in a longitudinal section shown.
  • the plastic body 5 is hollow and consists of Carbon fiber 6 reinforced epoxy resin.
  • the fiber strands 7 are in pre-stressed state embedded in the plastic. This results in a further improvement in mechanical and dynamic Characteristics of the air guide box. In addition to good flexural strength thereby good damping of natural vibrations can be achieved favors the production of a uniformly procured fleece.
  • the Carbon fibers 6 extend essentially in the axial direction of the Roller pairs 2, the carbon fibers 6 or fiber strands 7 such are biased to deflect between the bearings of the Counteract air guide box in the direction of the nip 8.

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Abstract

Luftleitkasten, der - im Querschnitt betrachtet - im wesentlichen keilförmig ausgebildet ist, für eine Krempelmaschine Der Luftleitkasten ist durch einen Kunststoffkörper (5) gebildet. <IMAGE>

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Luftleitkasten, der - im Querschnitt betrachtet - im wesentlichen keilförmig ausgebildet ist, für eine Krempelmaschine.
Stand der Technik
Ein solcher Leitkasten ist aus der DE 33 15 839 C2 bekannt. Krempelmaschinen gelangen zur Vliesherstellung aus Faserstoffen zur Anwendung und weisen mehrere Walzenpaare auf, wobei die Walzen der Walzenpaare während der Vliesherstellung mit hohen Drehzahlen um ihre eigene Achse rotieren. Durch die Rotation der Walzen entstehen im Vliesbildungsdreieck eines Walzenpaars Turbulenzen, die durch die Anordnung des Luftleitkastens im Vliesbildungsdreieck und dessen Ausgestaltung gezielt genutzt werden können, um die Beschaffenheit des Endprodukts und dadurch seine Gebrauchseigenschaften vorteilhaft zu beeinflussen.
Dabei ist allerdings zu beachten, daß für eine möglichst gleichmäßige Beschaffenheit des Endprodukts bei der Vliesherstellung sehr geringe und gleichmäßige Toleranzen im Bereich des Vliesbildungsdreiecks des Walzenpaars einzuhalten sind, was speziell bei Verwendung langer Luftleitkästen im Vliesbildungsdreieck langer Walzenpaare problematisch ist.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftleitkasten der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß dieser eine sehr große Formstabilität auch bei einer sehr großen Länge aufweist und dadurch mit einem entsprechend langen Walzenpaar oder einer entsprechend langen Walze zur Anwendung gelangen kann und daß die Spaltmaße zwischen dem Luftleitkasten und dem Walzenpaar oder der Walze über ihre gesamte Länge gleichbleibend genau und eng toleriert sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß der Luftleitkasten durch einen Kunststoffkörper gebildet ist. Hierbei ist von Vorteil, daß der Luftleitkasten, auch bei großen Längen, im Vergleich zu Luftleitkästen, die aus einem metallischen Werkstoff bestehen, nur ein geringes Eigengewicht aufweist, so daß beispielsweise eine gewichtsbedingte Durchbiegung des Luftleitkastens zwischen seinen Lagerstellen während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Krempelmaschine sicher. ausgeschlossen ist. Durch das geringe Eigengewicht des Luftleitkastens wird dessen Lagerung wesentlich vereinfacht und es ist nur eine geringe Verstelleistung erforderlich, um den Luftleitkasten in seiner Position, relativ zum Walzenpaar, in kurzer Zeit zu justieren. Die Spaltmaße zwischen den Oberflächen des Leitkastens und des Walzenpaars können wegen des geringen Eigengewichts und der großen Formstabilität des Luftleitkastens bedarfsweise sehr klein gewählt werden. Relaxaktionserscheinungen auch sehr langer Luftleitkästen sind auf ein vernachlässigbares Minimum begrenzt. Die unter Verwendung des zuvor beschriebenen Luftleitkastens hergestellten Vliese zeichnen sich, auch bei sehr großen Bahnbreiten, durch eine besonders gleichmäßige Beschaffenheit aus. Der Luftleitkasten kann in einem Vliesbildungsdreieck eines Walzenpaars einer Krempelmaschine angeordnet oder einer einzelnen Walze zugeordnet sein.
Besonders vorteilhafte Gebrauchseigenschaften weist ein Kunststoffkörper auf, der aus einem Verbundfaserwerkstoff besteht. Speziell ein Verbundfaserwerkstoff aus faserverstärktem Epoxidharz hat den Vorteil, daß sich durch die Verwendung dieses hochfesten Werkstoffs besonders dünnwandige Luftleitkästen bei Gewährung einer ausgezeichneten mechanischen und dynamischen Beständigkeit herstellen lassen. Die thermische Stabilität des Luftleitkastens ergibt sich durch den Einsatz von faserverstärkten Werkstoffen, wodurch die Spalteinstellung als konstant betrachtet werden kann. Als Fasern kommt bevorzugt eine Kombination aus Kohlenstoffasern und Aramidfasern zur Anwendung.
Die Kohlenstoffasern können in Form von Fasersträngen oder Gewebe oder einem Prepreg in den Kunststoff eingebettet sein. Durch diese Ausgestaltung und / oder dadurch, daß die Kohlenstoffasern in vorgespanntem Zustand in den Kunststoff eingebettet sind, ergibt sich eine weitere Verbesserung der mechanischen und dynamischen Eigenschaften des Luftleitkastens. Neben einer guten Biegefestigkeit kann dadurch eine gute Dämpfung von Eigenschwingungen erreicht werden, was die Herstellung eines gleichmäßig beschaffenen Vlieses begünstigt. Eigenschwingungen des Luftleitkastens können zum Beispiel durch die Luft-Turbulenzen und / oder die Schwingungen des Walzenpaars bei Rotation der Walzen angeregt werden. Bevorzugt erstrecken sich die Kohlenstoffasern im wesentlichen in Achsrichtung des Walzenpaars, wobei die Kohlenstoffasern derart vorgespannt sind, daß sie einer Durchbiegung zwischen seinen Lagern in Richtung des Walzenspalts entgegenwirken.
Die dem Walzenspalt des Walzenpaars zugewandte, im Vliesbildungsdreieck angeordnete Vorderkante des Kunststoffkörpers ist bevorzugt durch eine separat erzeugte, verschleißfeste Leiste gebildet, die eine höhere Beständigkeit gegen abrasiven Verschleiß aufweist, als der übrige Kunststoffkörper. Dadurch bleibt die Formbeständigkeit der Vorderkante während einer langen Gebrauchsdauer auch dann erhalten, wenn beispielsweise zur Vliesherstellung nicht nur Faserstoffe sondern beispielsweise zusätzlich Pulver oder Granulate in das Vliesbildungsdreieck eingebracht werden, um das herzustellende Vlies mit den erforderlichen Gebrauchseigenschaften zu versehen. Die Pulver oder Granulate können dabei eine größere Härte als der Faserstoff selbst aufweisen.
Besonders verschleißfest ist die Vorderkante, wenn die Leiste aus einem keramischen Werkstoff besteht.
Die Leiste kann kraft- und / oder formschlüssig mit dem Kunststoffkörper verbunden sein. Es besteht beispielsweise die Möglichkeit, die Leiste in einen schwalbenschwanzförmigen Hinterschnitt des Kunststoffkörpers einzuführen und / oder im Hinterschnitt zu verkleben.
Um ein möglichst geringes Gewicht des Luftleitkastens und die zuvor beschriebenen, vorteilhaften Gebrauchseigenschaften zu erreichen, ist der Kunststoffkörper bevorzugt hohl ausgebildet. Innerhalb des Hohlraums können bedarfsweise Verstärkungen beispielsweise Stäbe aus CFK angeordnet sein, wobei die in den Luftleitkasten eingeleiteten Kräfte zumindest teilweise von den Stäben aufgenommen werden.
Außerdem ist bei einem hohl ausgebildeten Luftleitkasten von Vorteil, daß die Möglichkeit besteht, daß der Kunststoffkörper einen Druckluftanschluß aufweisen kann und Luftaustrittsöffnungen zumindest in Richtung einer den Walzenspalt begrenzenden Walze. Durch die Druckluftbeaufschlagung des Inneren des Kunststoffkörpers und das Entweichen der Druckluft durch die Luftaustrittsöffnungen, können die Turbulenzen im Vliesbildungsdreieck direkt und vorteilhaft beeinflußt werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, in die Druckluft Additive einzubringen, beispielsweise in Form von Partikeln, um die Gebrauchseigenschaften und / oder die Beschaffenheit des herzustellenden Vlieses an die jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalles besser anpassen zu können.
Nach einer anderen Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, daß der Kunststoffkörper mit einem Schaum zumindest teilweise ausgefüllt ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Luftleitkastens wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis Fig. 4 näher erläutert. Diese zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
Fig. 1
einen Luftleitkasten, der im Vliesbildungsdreieck eines Walzenpaars angeordnet ist,
Fig. 2
den Luftleitkasten aus Fig. 1 in quergeschnittener Darstellung,
Fig. 3
den Luftleitkasten aus Fig. 1 als Einzelteil und
Fig. 4
einen Längsschnitt durch den Luftleitkasten aus Fig. 1.
Ausführung der Erfindung
In Fig. 1 ist ein Walzenpaar 2 einer Krempelmaschine gezeigt, wobei das Walzenpaar 2 durch die Walzen 3 und 4 gebildet ist. Während der Vliesherstellung rotieren die beiden Walzen 3, 4 jeweils um ihre Achsen 13, 14, wobei die Drehrichtung der Walzen, in Abhängigkeit vom jeweiligen Herstellungsverfahren, gleichsinnig oder gegensinnig zueinander ist.
Der Luftleitkasten 5 ist im Vliesbildungsdreieck 1 des Walzenpaars 2 angeordnet und besteht aus einem Kunststoffkörper 5. In den hier gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Kunststoffkörper 5 aus einem durch Kohlenstoffasern 6 verstärkten Epoxidharz gebildet, wobei die Kohlenstoffasern 6 in Form von Fasersträngen 7 in den Kunststoff eingebettet sind.
Die Vorderkante 9 des Kunststoffkörpers 5 ist durch eine separat erzeugte Leiste 10 gebildet, die aus einem keramischen Werkstoff besteht und deshalb eine außerordentlich gute Beständigkeit gegen abrasiven Verschleiß aufweist. Der Kunststoffkörper 5 ragt mit seiner Vorderkante 9 in den Walzenspalt 8 des Walzenpaars 2, wobei der Luftleitkasten in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen mit einem Druckluftanschluß 12 versehen ist, um zusätzlich weiteren Einfluß auf die im Vliesbildungsdreieck entstehenden Turbulenzen nehmen zu können und / oder um den Faserstoffen bedarfsweise Pulver oder Granulate zusetzen zu können.
In Fig. 2 ist der Luftleitkasten aus Fig. 1 in quergeschnittener Darstellung gezeigt. Das mit Kohlenstoffasern 6 verstärkte Epoxidharz bildet einen hochfesten Werkstoff, der deshalb besonders dünnwandig ausgeführt werden kann und trotz seines geringen Gewichts eine ausgezeichnete Formbeständigkeit aufweist. Die Einzelheit x aus Fig. 2 ist vergrößert dargestellt. Die Leiste 10, die aus einem keramischen Werkstoff besteht, ist in diesem Ausführungsbeispiel kraft- und formschlüssig mit dem Kunststoffkörper 5 verbunden. Die Leiste 10 ist im Querschnitt im wesentlichen schwalbenschwanzförmig ausgebildet und von einer kongruent gestalteten Ausnehmung des Kunststoffkörpers 5 umschlossen. Die Vorderkante 9 eines solchen Luftleitkastens ist besonders haltbar.
In Fig. 3 ist der Luftleitkasten aus Fig. 1 als Einzelteil dargestellt. Durch den Druckluftanschluß 11 besteht die Möglichkeit, den Faserstoffen weitere Materialien, wie beispielsweise Pulver oder Granulate, zuzuführen, um die Gebrauchseigenschaften des herzustellenden Vlieses besser an die jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalls anpassen zu können. Die in den eingeblasenen Luftstrom beigemischten Materialien treten durch die Luftaustrittsöffnungen 12 gemeinsam mit der Druckluft in das Vliesbildungsdreieck 1 aus und bilden später einen Bestandteil des Vlieses.
In Fig. 4 ist der Luftleitkasten aus Fig. 1 in längsgeschnittener Darstellung gezeigt. Der Kunststoffkörper 5 ist hohl ausgebildet und besteht aus durch Kohlenstoffasern 6 verstärktem Epoxidharz. Die Faserstränge 7 sind in vorgespanntem Zustand in den Kunststoff eingebettet. Dadurch ergibt sich eine weitere Verbesserung der mechanischen und dynamischen Eigenschaften des Luftleitkastens. Neben einer guten Biegefestigkeit kann dadurch eine gute Dämpfung von Eigenschwingungen erreicht werden, was die Herstellung eines gleichmäßig beschaffenen Vlieses begünstigt. Die Kohlenstoffasern 6 erstrecken sich im wesentlichen in Achsrichtung des Walzenpaars 2, wobei die Kohlenstoffasern 6 oder Faserstränge 7 derart vorgespannt sind, daß sie einer Durchbiegung zwischen den Lagern des Luftleitkastens in Richtung des Walzenspalts 8 entgegenwirken.

Claims (11)

  1. Luftleitkasten, der - im Querschnitt betrachtet - im wesentlichen keilförmig ausgebildet ist, für eine Krempelmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitkasten durch einen Kunststoffkörper (5) gebildet ist.
  2. Luftleitkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkörper (5) aus einem Verbundfaserwerkstoff besteht.
  3. Luftleitkasten nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundfaserwerkstoff aus einer Kombination von Kohlenstoffasern (6) und Aramidfasern besteht.
  4. Luftleitkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffasern (6) in Form von Fasersträngen (7) in den Kunststoff eingebettet sind.
  5. Luftleitkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffasern (6) in vorgespanntem Zustand in den Kunststoff eingebettet sind.
  6. Luftleitkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Walzenspalt (8) des Walzenpaars (2, 3, 4) zugewandte, im Vliesbildungsdreieck (1) angeordnete Vorderkante (9) des Kunststoffkörpers (5) durch eine separat erzeugte, verschleißfeste Leiste (10) gebildet ist, die eine höhere Beständigkeit gegen abrasiven Verschleiß aufweist, als der übrige Kunststoffkörper (5).
  7. Luftleitkasten nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (10) aus einem keramischen Werkstoff besteht.
  8. Luftleitkasten nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (10) kraft- und / oder formschlüssig mit dem Kunststoffkörper (5) verbunden ist.
  9. Luftleitkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkörper (5) hohl ausgebildet ist.
  10. Luftleitkasten nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkörper (5) einen Druckluftanschluß (11) aufweist und mit Luftaustrittsöffnungen (12) zumindest in Richtung einer der den Walzenspalt (8) begrenzenden Walzen (3, 4) versehen ist.
  11. Luftleitkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkörper (5) mit einem Schaum zumindest teilweise ausgefüllt ist.
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