EP3833816B1 - Pressanordnung - Google Patents
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- EP3833816B1 EP3833816B1 EP19748821.6A EP19748821A EP3833816B1 EP 3833816 B1 EP3833816 B1 EP 3833816B1 EP 19748821 A EP19748821 A EP 19748821A EP 3833816 B1 EP3833816 B1 EP 3833816B1
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- D21F5/042—Drying on cylinders on two or more drying cylinders in combination with suction or blowing devices
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- D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
- D21F7/00—Other details of machines for making continuous webs of paper
- D21F7/04—Paper-break control devices
Definitions
- the invention relates to a press arrangement for dewatering a paper or cardboard web with a basis weight between 60 and 250 g/m 2 and at a machine speed of up to 1800 m/min, consisting of four press rollers for forming three press nips through which the web runs together with at least one endlessly rotating, water-absorbing dewatering belt.
- the fibrous webs produced from them lead to greater contamination of the elements coming into contact with them, especially if these elements have a relatively high adhesion, in particular a smooth surface.
- the press nips often have two separate dewatering belts so that the fibrous web can be safely guided between the two.
- this is also associated with high costs and a high level of remoistening of the fibrous web after the press nips.
- the object of the invention is therefore to enable high dry contents with safe web guidance and the lowest possible costs.
- Figures 1 and 2 show two differently designed press arrangements for dewatering a paper or cardboard web 1 with a basis weight between 60 and 250 g/m 2 at a web speed of up to 1800 m/min in a schematic representation.
- the fibrous web 1 is transferred from a forming screen 19 of an upstream former to a water-absorbing, upper dewatering belt 7 of the press arrangement.
- This dewatering belt 7 then guides the web 1 together with a water-absorbing dewatering belt 6 running beneath the web 1 through a first press nip of the press arrangement.
- This press nip is extended and is formed by a lower shoe press roll 2 and an upper, vacuum-operated press roll 3.
- Shoe press rolls 2, 5 have a flexible roll shell that is pressed by a press shoe with a concave pressing surface to the cylindrical counter press roll 3, 4 to form an extended press nip. Due to the extended residence time of the web 1 in the press nip, they enable intensive but gentle dewatering.
- the web in the first press nip has a relatively high moisture content, it is sufficient to preserve the volume if the shoe length of the corresponding shoe press roll 2 is less than 270 mm, preferably less than 220 mm and in particular less than 140 mm.
- the line load in the first press nip should be greater than 100 kN/m, preferably greater than 150 kN/m and in particular greater than 175 kN/m.
- the shoe press roll 2 of the first press nip has several, preferably three, pressure zones arranged next to one another transversely to the web running direction 20 and which can be controlled separately.
- the suction-fed press roller 3, like the suction guide rollers 10, which are wrapped around by an air-permeable dewatering belt 6, 7, 9 of the press arrangement, has a perforated roller shell, the interior of which is at least partially connected to a vacuum source.
- the cylindrical, vacuum-operated press roller 3 of the first extended press nip should have a shell thickness of at least 40 mm.
- the negative pressure not only supports the drainage of the water pressed out of the web 1, but also the adhesion of the web 1 to the corresponding dewatering belt 7, so that the lower dewatering belt 6 can be easily guided away from the web 1 after the first press nip.
- the web 1 runs together with the upper dewatering belt 7 through a second press nip of the press arrangement, which is formed by the vacuumed press roll 3 and a further cylindrical press roll 4 with a smooth outer surface.
- the web 1 is then guided solely on the smooth outer surface of the press roll 4 to a third press nip, which is also extended and is formed for this purpose by the further, cylindrical press roll 4 and a further shoe press roll 5 arranged above the web 1 and wrapped by a water-absorbing dewatering belt 9.
- the moisture content in the first extended press nip is significantly higher than in the second extended press nip, it is sufficient to protect the web volume if the first extended press nip is at most as long as the second extended press nip and/or the line load in the first extended press nip is at most as large as in the second extended press nip.
- the web 1 within the press arrangement can be exposed to hot steam via one or more steam blow boxes 11.
- the areas between the first and second and between the second and third press nips are particularly suitable for this.
- the web guidance in the region of the extended press nip is improved in that the web 1 wraps around the corresponding cylindrical press roller 3, 4 before and after each extended press nip with at least 20 mm.
- the water-absorbing drainage belts 6,7,9 are designed as press felts.
- the upper dewatering belt 9 is guided away from the web 1 after the third press nip and the web 1 is guided alone on the jacket of the smooth cylindrical press roll 4 until it is transferred to a drying screen 12 of a subsequent drying unit for drying the web 1.
- Figure 2 the cylindrical press roller 4 of the second extended press nip is wrapped by an endlessly rotating, semi-permeable or an impermeable and smooth transfer belt 8, which accordingly runs below and together with the web 1 through the second and third press nip.
- the web 1 is then transferred without free tension from the transfer belt 8 to the drying fabric 12 of the following drying unit.
- the cylindrical press roller 4 according to Figure 1 and the transfer belt 8 according to Figure 2 are so smooth that there is sufficient adhesion of the web 1 to the press roller 4 or the transfer belt 8 and the dewatering belt 9 after the third Press nip can be guided away from the web 1.
- this adhesion is further strengthened by a short subsequent wrap around the lower press roller 4 by the upper dewatering belt 9.
- the latter wraps around a suction guide roller 21 during the transfer, the vacuum of which, however, is not greater than 20 kPa when removed from the press roller 4.
- the suction guide roller 21 When removing the web from the transfer belt 8 according to Figure 2 the suction guide roller 21 should have several separate suction zones, wherein to realize a high vacuum zone the vacuum of a suction zone is at least 20 kPa, preferably at least 25 kPa and in particular at least 30 kPa.
- the web 1 is supported by the drying fabric 12 and guided in a meandering pattern alternately over heated drying cylinders 15 and suction guide rollers 16.
- a removal scraper 17 and possibly also a subsequent cleaning scraper are assigned to the first drying cylinder 15 of the following drying group.
- the removal scraper 17 separates the web 1 from the drying cylinder 15 during transfer and then guides it into a pulper 18 located below and between the first drying cylinder 15 and the following guide roller 16.
- the axis of the first drying cylinder 15 with the removal scraper 17 and the axis of the following, suction-carried guide roller 16 are offset vertically from one another.
- these axes have a horizontal distance from one another that is greater than 80%, preferably greater than 90% and in particular greater than 95% of the sum of the radii of this drying cylinder 15 and this guide roller 16.
- a cleaning unit 13 for applying fluid to the transfer belt 8 and at least one scraper 14 are assigned to the transfer belt 8 after the web 1 has been delivered.
- This cleaning device 13 directs a cleaning fluid, here water, at a pressure of at least 50, in particular at least 100 and preferably at least 120 bar onto the web-guiding side of the transfer belt 8.
- the fluid is applied via at least one, preferably at least two, rows of nozzles, which are preferably aligned obliquely and advantageously oppositely inclined to the belt surface.
- nozzles with a small opening diameter of less than 0.9, preferably less than 0.7 and in particular no more than 0.5 mm are used.
- the dissolved contaminants are removed from the transfer belt 8 by the following scraper 14.
- the transfer belt 8 is supported on at least one guide roller in the area of the cleaning device 13 and the scraper 14.
Landscapes
- Paper (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft eine Pressanordnung zur Entwässerung einer Papier- oder Kartonbahn mit einem Flächengewicht zwischen 60 und 250 g/m2 und bei einer Maschinengeschwindigkeit von bis zu 1800 m/min bestehend aus vier Presswalzen zur Bildung von drei Presspalten, durch welche die Bahn gemeinsam mit jeweils wenigstens einem endlos umlaufenden, wasseraufnehmenden Entwässerungsband läuft.
- Derartige Anlagen sind seit langem bekannt, wobei die aus Altpapier hergestellten Faserstoffsuspensionen einen erhöhten Anteil an Verunreinigungen aufweisen.
- Dementsprechend führen die daraus hergestellten Faserstoffbahnen zu einer stärkeren Verschmutzung der damit in Kontakt kommenden Elemente, insbesondere wenn diese Elemente eine relativ hohe Adhäsion, insbesondere eine glatte Oberfläche haben.
- Aus diesem Grund besitzen die Pressspalte häufig zwei separate Entwässerungsbänder, so dass die Faserstoffbahn sicher zwischen den beiden geführt werden kann. Allerdings ist dies dann auch mit hohen Kosten sowie einer hohen Rückbefeuchtung der Faserstoffbahn nach den Pressspalten verbunden.
- Zur Minderung dieser Rückbefeuchtung ist es auch bekannt, durch den zweiten Pressspalt nur ein, meist oberes Entwässerungsband zu führen. Die Faserstoffbahn haftet dann nach dem zweiten Pressspalt an der glatten Manteloberfläche der entsprechenden Presswalze und wird mit offenem Zug an ein Band einer folgenden Maschineneinheit übergeben.
- Problematisch sind hierbei die Übergabe der Faserstoffbahn mittels offenem Zug, besonders bei hohen Maschinengeschwindigkeiten und das aufwändige Überführen. Eine Pressanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in
DE 10 2005 036903 A1 offenbart. - Die Aufgabe der Erfindung ist es daher hohe Trockengehalte bei sicherer Bahnführung und möglichst geringen Kosten zu ermöglichen.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführung finden sich in den Unteransprüchen.
- Anhand von zwei Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Die genannten Merkmale können nicht nur in der dargestellten Kombination vorteilhaft umgesetzt werden, sondern auch einzeln untereinander kombiniert werden. Die
Figuren 1 und 2 zeigen zwei unterschiedlich gestaltete Pressanordnungen zur Entwässerung einer Papier- oder Kartonbahn 1 mit einem Flächengewicht zwischen 60 und 250 g/m2 bei einer Bahnlaufgeschwindigkeit von bis zu 1800 m/min in schematischer Darstellung. - Nachfolgend werden diese detaillierter beschrieben.
- Die Faserstoff-Bahn 1 wird bei beiden Ausführungen von einem Formersieb 19 eines vorgelagerten Formers an ein wasseraufnehmendes, oberes Entwässerungsband 7 der Pressanordnung übergeben.
- Dieses Entwässerungsband 7 führt die Bahn 1 anschließend gemeinsam mit einem unter der Bahn 1 verlaufenden, wasseraufnehmenden Entwässerungsband 6 durch einen ersten Pressspalt der Pressanordnung.
- Dieser Pressspalt ist verlängert ausgebildet und wird hierzu von einer unteren Schuh-Presswalze 2 und einer oberen, besaugten Presswalze 3 gebildet.
- Schuhpresswalzen 2, 5 besitzen einen flexiblen Walzenmantel, der von einem Pressschuh mit konkaver Pressfläche zur Bildung eines verlängerten Pressspaltes zur zylindrischen Gegen-Presswalze 3,4 gedrückt wird. Sie ermöglichen wegen der verlängerten Verweilzeit der Bahn 1 im Pressspalt eine intensive und dennoch schonende Entwässerung.
- Da die Bahn im ersten Pressspalt einen relativ hohen Feuchtegehalt hat, genügt es zur Schonung des Volumens, wenn die Schuhlänge der entsprechenden Schuh-Presswalze 2 kleiner als 270 mm, vorzugsweise kleiner als 220 mm und insbesondere kleiner als 140 mm ist.
- Dabei sollte die Linienlast im ersten Pressspalt größer 100 kN/m, vorzugsweise größer als 150 kN/m und insbesondere größer als 175 kN/m sein.
- Um die Entwässerung über die Bahnbreite besser beeinflussen zu können, ist es ebenso von Vorteil, wenn die Schuh-Presswalze 2 des ersten Pressspaltes mehrere, vorzugsweise drei quer zur Bahnlaufrichtung 20 nebeneinander angeordnete und separat steuerbare Druck-Zonen besitzt.
- Die besaugte Presswalze 3 besitzt ebenso wie die von einem luftdurchlässigen Entwässerungsband 6,7,9 der Pressanordnung umschlungenen Saug-Leitwalzen 10 einen perforierten Walzenmantel, dessen Innenraum, zumindest teilweise mit einer Unterdruckquelle verbunden ist.
- Wegen der erhöhten Belastung im ersten Pressspalt sollte allerdings die zylindrische, besaugte Presswalze 3 des ersten verlängerten Pressspaltes eine Mantelstärke von zumindest 40 mm aufweisen.
- Dabei ist es außerdem vorteilhaft, wenn mindest eine der, von einem der Entwässerungsbänder 6,7,9 gemeinsam mit der Bahn 1 umschlungenen, besaugten Walzen 3,10 mit einem Antrieb gekoppelt ist.
- Der Unterdruck unterstützt hier nicht nur die Abführung des aus der Bahn 1 gepressten Wassers, sondern auch die Haftung der Bahn 1 am entsprechenden Entwässerungsband 7, so dass das untere Entwässerungsband 6 nach dem ersten Pressspalt problemlos von der Bahn 1 weggeführt werden kann.
- Nach dem ersten Pressspalt läuft die Bahn 1 gemeinsam mit dem oberen Entwässerungsband 7 durch einen zweiten Pressspalt der Pressanordnung, welcher von der besaugten Presswalze 3 und einer weiteren zylindrischen Presswalze 4 mit einer glatten Mantelfläche gebildet wird.
- Anschließend wird die Bahn 1 allein an der glatten Mantelfläche der Presswalze 4 zu einem dritten Pressspalt geführt, der ebenfalls verlängert ausgebildet ist und hierzu von der weiteren, zylindrischen Presswalze 4 und einer weiteren, über der Bahn 1 angeordneten und von einem wasseraufnehmenden Entwässerungsban 9 umschlungenen Schuh-Presswalze 5 gebildet wird.
- Da der Feuchtegehalt im ersten, verlängerten Pressspalt wesentlich größer als im zweiten verlängerten Pressspalt ist, genügt es zur Schonung des Bahnvolumens, wenn der erste verlängerte Pressspalt höchstens so lang wie der zweite verlängerte Pressspalt und/oder die Linienlast im ersten verlängerten Pressspalt höchstens so groß wie im zweiten verlängerten Pressspalt ist.
- Zur Intensivierung der Entwässerung kann die Bahn 1 innerhalb der Pressanordnung über einen oder mehrere Dampfblaskästen 11 mit heißem Dampf beaufschlagt werden. Hierfür eignen sich besonders die Bereiche zwischen dem ersten und dem zweiten sowie zwischen dem zweiten und dem dritten Pressspalt.
- Erfindungsgemäß ist die Bahnführung im Bereich der verlängerten Pressspalte verbessert, indem die Bahn 1 die entsprechende zylindrische Presswalze 3,4 vor und nach jedem verlängerten Pressspalt mit wenigstens 20 mm umschlingt.
- Die wasseraufnehmenden Entwässerungsbänder 6,7,9 sind als Pressfilze ausgebildet.
- Bei
Figur 1 wird das obere Entwässerungsband 9 nach dem dritten Pressspalt von der Bahn 1 weg und die Bahn 1 allein am Mantel der glatten zylindrischen Presswalze 4 bis zur Übergabe an ein Trockensieb 12 einer folgenden Trockeneinheit zur Trocknung der Bahn 1 weitergeführt. - Im Unterschied hierzu ist bei
Figur 2 die zylindrische Presswalze 4 des zweiten verlängerten Pressspaltes von einem endlos umlaufenden, semipermeablen oder einem impermeablen und glatten Transferband 8 umschlungen, welches dementsprechend unterhalb und gemeinsam mit der Bahn 1 durch den zweiten und dritten Pressspalt läuft. - Nach dem dritten Pressspalt und einer Nachumschlingung deren unterer Presswalze 4 wird die Bahn 1 dann ohne freien Zug vom Transferband 8 an das Trockensieb 12 der folgenden Trockeneinheit übergeben.
- Die zylindrische Presswalze 4 gemäß
Figur 1 und das Transferband 8 gemäßFigur 2 sind so glatt, dass es zu einer ausreichenden Haftung der Bahn 1 an der Presswalze 4 bzw. am Transferband 8 kommt und das Entwässerungsband 9 nach dem dritten Pressspalt von der Bahn 1 weggeführt werden kann. Verstärkt wird diese Haftung jedoch noch durch eine kurze Nachumschlingung der unteren Presswalze 4 durch das obere Entwässerungsband 9. - Um die Übergabe an das luftdurchlässige Trockensieb 12 zu unterstützen, umschlingt diese während der Übernahme eine Saug-Leitwalze 21, deren Vakuum bei Abnahme von der Presswalze 4 jedoch nicht größer als 20 kPa ist.
- Bei der Abnahme der Bahn vom Transferband 8 gemäß
Figur 2 sollte die Saug-Leitwalze 21 mehrere separate Saugzonen besitzen, wobei zur Realisierung einer Hochvakuum-Zone das Vakuum einer Saugzone mindestens 20 kPa, vorzugsweise wenigstens 25 kPa und insbesondere zumindest 30 kPa beträgt. - In der Trockeneinheit wird die Bahn 1 vom Trockensieb 12 gestützt, mäanderförmig abwechselnd über beheizte Trockenzylinder 15 und Saug-Leitwalzen 16 geführt.
- Dabei sind dem ersten Trockenzylinder 15 der folgenden Trockengruppe ein Abnahme-Schaber 17 sowie eventuell auch noch ein folgender Reinigungs-Schaber zugeordnet. Der Abnahme-Schaber 17 trennt die Bahn 1 beim Überführen vom Trockenzylinder 15 und leitet diese dann in einen unter und zwischen dem ersten Trockenzylinder 15 und der folgenden Leitwalze 16 befindlichen Pulper 18.
- Um dies beim bahnbreiten Überführen der Bahn 1 sicher und stabil zu gestalten, sind die Achse des ersten Trockenzylinders 15 mit dem Abnahme-Schaber 17 und die Achse der folgenden, besaugten Leitwalze 16 vertikal zueinander versetzt. Darüber hinaus haben diese Achsen einen horizontalen Abstand voneinander, der größer als 80%, vorzugsweise größer als 90% und insbesondere größer als 95% der Summe der Radien dieses Trockenzylinders 15 und dieser Leitwalze 16 ist.
- Auf Grund ihres hohen Anteils an Verunreinigungen ist durch den Kontakt der Bahn 1 mit dem Transferband 8 mit einer relativ starken Verschmutzung desselben zu rechnen. Um dennoch einen möglichst langen und zuverlässigen Betrieb zu ermöglichen, sind dem Transferband 8 nach der Abgabe der Bahn 1 ein Reinigungsaggregat 13 zur Fluidbeaufschlagung des Transferbandes 8 sowie wenigstens ein Schaber 14 zugeordnet.
- Diese Reinigungsvorrichtung 13 richtet ein Reinigungsfluid, hier Wasser mit einem Druck von mindestens 50, insbesondere wenigstens 100 und vorzugsweise zumindest 120 bar auf die bahnführende Seite des Transferbandes 8. Die Fluidbeaufschlagung erfolgt über wenigstens eine, bevorzugt mindestens zwei, vorzugsweise schräg und dabei mit Vorteil entgegengesetzt geneigt zur Bandoberfläche ausgerichtete Düsenreihen.
- Zur Intensivierung kommen dabei Düsen mit kleinem Öffnungsdurchmesser von unter 0,9, vorzugsweise weniger als 0,7 und insbesondere höchstens 0,5 mm zum Einsatz.
- Nach der Fluidbeaufschlagung werden die gelösten Verunreinigungen von dem folgenden Schaber 14 vom Transferband 8 entfernt.
- Wegen des hohen Drucks stützen sich das Transferband 8 im Bereich der Reinigungsvorrichtung 13 sowie des Schabers 14 auf wenigstens einer Leitwalze ab.
Claims (13)
- Pressanordnung zur Entwässerung einer Papier- oder Kartonbahn (1) mit einem Flächengewicht zwischen 60 und 250 g/m2 und bei einer Maschinengeschwindigkeit von bis zu 1800 m/min bestehend aus vier Presswalzen (2,3,4,5) zur Bildung von drei Presspalten, durch welche die Bahn (1) gemeinsam mit jeweils wenigstens einem endlos umlaufenden, wasseraufnehmenden Entwässerungsband (6,7,9) läuft, wobei der erste und der dritte Pressspalt jeweils über das Zusammenwirken einer Schuh-Presswalze (2,5) mit einer zylindrischen Presswalze (3,4) verlängert ausgebildet sind und die erste Schuh-Presswalze (2) unter und die zweite Schuh-Presswalze (5) über der Bahn (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn (1) die entsprechende zylindrische Presswalze (3,4) vor und nach jedem verlängerten Pressspalt mit wenigstens 20 mm umschlingt.
- Pressanordnung nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bahn (1) durch mindestens einen verlängerten Pressspalt gemeinsam mit beidseitig je einem Entwässerungsband (6,7,9) läuft. - Pressanordnung nach Anspruch 1 oder 2
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste verlängerte Pressspalt höchstens so lang wie der zweite verlängerte Pressspalt ist. - Pressanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass die Linienlast im ersten verlängerten Pressspalt höchstens so groß wie im zweiten verlängerten Pressspalt ist. - Pressanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Schuh-Presswalze (2) mehrere, quer zur Bahnlaufrichtung (20) nebeneinander angeordnete und separat steuerbare Druck-Zonen besitzt. - Pressanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass die zylindrische Presswalze (3) des ersten verlängerten Pressspaltes besaugt ist und vorzugsweise eine Mantelstärke von zumindest 40 mm aufweist. - Pressanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass die Entwässerungsbänder (6,7, 9) gemeinsam mit der Bahn (1) besaugte Walzen (3,10) umschlingen, von denen mindestens eine angetrieben ist. - Pressanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bahn (1) innerhalb der Pressanordnung zumindest ein Dampfblaskasten (11) zur Dampfbeaufschlagung der Bahn (1) zugeordnet ist. - Pressanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass die zylindrische Presswalze (4) des zweiten verlängerten Pressspaltes von einem endlos umlaufenden, semipermeablen oder einem impermeablen Transferband (8) umschlungen ist, welches die Bahn (1) ohne freien Zug an ein Trockensieb (12) einer folgenden Trockeneinheit zur Trocknung der Bahn (1) übergibt. - Pressanordnung nach Anspruch 9
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Transferband (8) nach der Abgabe der Bahn (1) ein Reinigungsaggregat (13) zur Fluidbeaufschlagung des Transferbandes (8) sowie wenigstens ein Schaber (14) zugeordnet sind. - Pressanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bahn (1) innerhalb der auf die Pressanordnung folgenden Trockeneinheit vom Trockensieb (12) mäanderförmig abwechselnd über beheizte Trockenzylinder (15) und Leitwalzen (16) geführt wird, wobei dem ersten Trockenzylinder (15) wenigstens ein Schaber (17) zugeordnet ist. - Pressanordnung nach Anspruch 11
dadurch gekennzeichnet,
dass unter und zwischen dem ersten Trockenzylinder (15) und der folgenden Leitwalze (16) ein Pulper (18) angeordnet ist. - Pressanordnung nach Anspruch 11 oder 12
dadurch gekennzeichnet,
dass die Achse des ersten Trockenzylinders (15) und die Achse der folgenden Leitwalze (16) vertikal zueinander versetzt sind und einen horizontalen Abstand voneinander haben, der größer als 80%, vorzugsweise größer als 90% und insbesondere größer als 95% der Summe der Radien dieses Trockenzylinders (15) und dieser Leitwalze (16) ist.
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