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DE2025505A1 - Vorrichtung zum Querschweißen von Kunst Stoffbahnen in Verpackungsmaschinen - Google Patents

Vorrichtung zum Querschweißen von Kunst Stoffbahnen in Verpackungsmaschinen

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Publication number
DE2025505A1
DE2025505A1 DE19702025505 DE2025505A DE2025505A1 DE 2025505 A1 DE2025505 A1 DE 2025505A1 DE 19702025505 DE19702025505 DE 19702025505 DE 2025505 A DE2025505 A DE 2025505A DE 2025505 A1 DE2025505 A1 DE 2025505A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
jaws
carriage
welding
heating element
packs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19702025505
Other languages
English (en)
Inventor
der Anmelder M ist
Original Assignee
Cavanna, Mario Romagnano Sesia Novara (Italien)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cavanna, Mario Romagnano Sesia Novara (Italien) filed Critical Cavanna, Mario Romagnano Sesia Novara (Italien)
Publication of DE2025505A1 publication Critical patent/DE2025505A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Description

Mario Öavanna
Eomagnano Sesia (Novara, Italien)
Vorrichtung zum Querschweißen von Kunststoffbahnen in Verpackungsmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Querschweißen von Kunststoffbahnen für Verpackungsvorgänge, die auf automatischen Verpackungsmaschinen durchgeführt werden·
Es ist bekannt, in Verpackungsmaschinen eine dünne Kunststoffbahn von einer Vorratsrolle abzuziehen, an den Rändern derart zu führen, daß die Bahn ein U-Profil erhält, und an der Verpackungsstelle durch Zusammenschweißen der einander entgegengesetzten Ränder der Bahn diese mit einer längsnaht zu versehen, so daß ein Schlauch entsteht, der schließlich an in gleichen Abständen voneinander liegenden Stellen zwischen den Füllungen für je eine Packung q.uer trenngeschweißt wird.
0098S7/1807
Die Erfindung betrifft nun eine Vorrichtung zum Durchführen des zuletztgenannten Verpackungsvorganges, d» ho des Quer-Trennschweißens zum Abteilen der einzelnen Packungen»
Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, zum Querschweißen eine Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, welche die Verarbeitung von Bahnen aus Kunststoffen gestattet, die einen niedrigen Schmelzpunkt haben und leicht verformbar sind. Diese Kunststoffe, wie z. B. Polyäthylen, haben den Vorteil, daß sie mit hoher Ausbeute und niedrigen Kosten hergestellt werden könne.n» Dagegen treten bei ihrer Manipulation gewisse Schwierigkeiten auf.
Beim Schweißen von dünnen Bahnen aus diesen Kunststoffen dürfen diese sehr heiße Gegenstände nicht einmal während eines sehr kurzen Zeitraums berühren, weil dann anstelle einer Schweißung leicht eine Zerstörung der Bahn eintreten kann«
Wenn zum Querschweißen von Packungen kontinuierlich arbeitende Verpackungsmaschinen verwendet werden sollen, muß die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine auf die Eigenschaften des Verpackungsmaterials abgestimmt werden»
Bei der kontinuierlichen Herstellung von Packungen müssen sehr viele Querschweißungen pro Zeiteinheit hergestellt werden, so daß die zur Inbetriebnahme der gewöhnlich verwendeten Querschweißvorrichtung vor jeder Schweißung sur Verfügung stehende Zeit z» B. bei Cellophanbahnen sehr kurz ist» Da die Berührungszeit zwischen der Schweiß vor richtung und dem zu schweißenden Gut sehr kurz ist, muß die Schweißung bei einer hohen (Temperatur durchgeführt werden» Bei bestimmten Kunststoffen, ζ. B. Polyäthylen, kann diase Arbeitsweise anstatt zu einer Schweißung zu einer Zerstörung des Werkstoffes führen»
009887/1807
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung einer Querschweißvorrichtung, die selbst bei kontinuierlich arbeitenden Verpackungsmaschinen mit relativ langen Schweißzeiten und bei Temperaturen arbeitet, die für den Kunststoff unschädlich sind.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Maschine, welche die Verpackung nicht nur quer schweißt, sondern gleichzeitig zum !rennen der Packungen durchtrennt·
Diese und weitere Aufgaben werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Querschweißen von Kunststoffbahnen dadurch gelöst, daß mindestens ein Sehlitten vorhanden ist, der auf: Führungen parallel zu der Bewegungsbahn der herzustellenden Packungen hin- und herbewegbar ist und einen vorzugsweise im wesentlichen viereckigen Rahmen besitzt, der quer zu der genannten Bewegungsbahn angeordnet ist.und sie umgibt, ferner zwei vorzugsweise horizontal angeordnete Klemmbacken, die auf dem Schlitten im wesentlichen vertikal bewegbar sind, eine Antriebseinrichtung zum Vertikalbewegen der Backen aus einer Schließstellung in eine Offenstellung und umgekehrt, eine mit einer der Backen verbundene Heizeinrichtung, eine weitere Antriebseinrichtung zum Hin- und Herbewegen des Schlittens längs der !Führungen und eine Einrichtung zum Tragen und Fördern der Packungen im Bereich der Backen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Quer schweißen von Kunststoffbahnen hervor, das in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In dieser zeigt
009887/1807
Pig. 1 schaubildlich die erfindungsgemäße Vorrichtung,
Figo 2 sch'aubildlich einen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Pig· 3 die Vorrichtung in einer Vorderansicht,
Pig ο 4 die Vorrichtung in einem Vertikalschnitt, in der Bewegungsrichtung der Packungen gesehen, und
Pig. 5 als Einzelheit einen Teil der Pig. 4 während des Schließens der Klemmbacken0
Das dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt zwei Querschlitten .1 und 2, die je einen viereckigen Rahmen haben und in einer automatischen Verpackun^yiiiaricliine parallel zu der Bewegungsbahn der Packungen hin- und herbewegbar sind ο
Wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, sind diese Schlitten 1 und 2 miteinander verbunden und werden sie mit Hilfe eines geeigneten Mechanismus entlang von zwei Seitenführungen 3 hin- und herbewegt, die im Querschnitt rechteckig sind und auf denen die Schlitten mit Hilfe von kugelgelagerten Rollen 4 gelagert sind. Ein derartiger Mechanismus, der in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, kann von der Art des Mechanismus sein, der in der italienischen Patentschrift 833 der Anmelderin beschrieben ist.
Die Schlitten 1 und 2, deren Rahmen aus U-Profilen bestehen, werden außer von den Führungen 3 auch noch von einer Führung 5 geführt, die ein Kreisprofil besitzt und parallel zu
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_ R —
der Bewegungsbahn der Packungen ortsfest angeordnet ist» Auf der Führung 5 sind zwei Hülsen 6 verschiebbar, die an je einem der Schlitten T und 2 befestigt sind und sich rechtwinklig zu den viereckigen Rahmen erstrecken β
Die Schlitten 1 und 2 sind miteinander durch eine Einstell- · schraube 7 verbunden, mit deren Hilfe der Abstand zwischen den Schlitten entsprechend der länge der zu verpackenden Produkte eingestellt werden kann (Pig* 1).
Jeder Schlitten 1 und 2 trägt eine Trennschweißeinrichtung 8 mit zwei horizontalen Klemmbacken 9» 10, die. an je einem Querglied 11 bzw. 12 befestigt sind«, Die Schlitten 1 und 2 umgeben die Bahn der zu bildenden Packungen derart, daß die Backen 9 und 10 oberhalb bzw« unterhalb dieser Bewegungsbahn angeordnet sind.
Die Querglieder 11 und 12 sind an den Enden von Hülsen 13 angeordnet, die auf zwei vertikalen Stangen 14 hin- und herverschiebbar sind· Je zwei Stangen 14 sind an den Schlitten 1 und 2 befestigt. In jeder Vorrichtung 8 ist das obere Querglied 11 mit der Kolbenstange 15a eines doppeltwirkenden Kolbentriebes 15 befestigt, dessen Zylinder an dem oberen Teil des betreffenden Schlittens befestigt ist. An den Enden der Querglieder 11 und 12 sind Zahnstangen 16 angebracht, die mit Ritzeln 17 kämmen. Auf jeder Seite sind zwei Zahnstangen 16 und ein Ritzel 17 vorgesehen. Das Ritzel ist in dem vertikalen Teil des betreffenden Schlittens frei drehbar ge lagert. Wenn in dieser Anordnung der Kolbentrieb 15 dem Querglied 11 eine Aufwärtabewegung erteilt, bewegt sich das untere Querglied 12 in der entgegengesetzten Richtung, in jedem
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Schlitten können daher die Querglieder 11 und 12 und die von ihnen getragenen Backen 9 und 10 mit Hilfe des Zylinders 15 abwechselnd zueinander hin und voneinander weg "bewegt werden. Wie aus der Pig» 4 hervorgeht, dient zum Tragen und Fördern der zu verpackenden Produkte 19 ein endloses Förderband 18, das von verschiedenen Rollen 20 umgelenkt wird, die mit horizontalen Achsen in den Schlitten 1 und 2 drehbar gelagert sind» Die Anordnung ist so getroffen, daß vertikale Strecken 18 a des Förderbandes unterhalb der Backe 10 um diese herumlaufen, das Band ferner äußere vertikale Strecken 18 b besitzt und die vertikalen Bandstrekken 18 a und 18 b durch horizontale Bandstrecken 18c bzw. 18 d miteinander verbunden sind. Dabei ist die horizontale Strecke 18 d unten angeordnet und fluchtet die horizontale Strecke 18 c mit den vor bzw. hinter den Schlitten 1 und 2 angeordneten Strecken-18 e. Die Packungen 19 werden von den Strecken 18 e und 18 c geförderte Das Band 18 läuft ferner um zwei End-Umlenkrollen 21 herum, von denen mindestens eine angetrieben wird.
Die hin- und hergehende Bewegung der Schlitten 1 und 2 erfolgt derart, daß sie sich in einer ersten Phase mit derselben Geschwindigkeit bewegen wie das Förderband 18 und sioh dann in der zweiten Phase in der entgegengesetzten Richtung bewegen. In der ersten Stufe kann man die Strekken 18 ο und 18 β des Förderbandes 18 als gegenüber den Schlitten 1 und 2 festliegend ansehen* In der zweiten Stufe bewegt sioh das Förderband 18 in derselben Richtung weiter, während sioh die Schlitten 1 und 2 rüökwärtsbewegen, d· ho, daß sioh die End-Umlenkrollen 21 drehen, aber nioht von der Stelle bewegen*
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Man. erzielt auf diese Weise eine kontinuierliche Vorschubbewegung der Packungen 19» während sich die Backen 9 und 10 in der vertikalen Richtung periodisch schließen und öffnen.
Jede Schweißeinrichtung 8 besitzt eine untere Backe 10 mit einer weichen Auflage 10 a, die beispielsweise aus Silikonkautschuk besteht und mit einem Belag 10b aus einem nichtklebenden Stoff, z» B. Glas oder Polytetrafluoräthylen, versehen ist. Die obere Backe 9 besitzt ein prismatisches Element 9 a, das mit einer Heizeinrichtung 9 b versehen ist und an seinem unteren Ende einen schmaleren Teil 9 c hat. Das Element 9 & ist von einem Belag 9 d aus einem nichtklebenden Stoff umgeben, der dem Stoff des Belages" 10 b ähnelt und von dem eine bestimmte Menge auf Rollen 9 e aufgewickelt ist» Während des Betriebes kann man von Zeit zu Zeit den Belag 9 d dadurch bewegen, daß man ihn von der einen Rolle 9 e ab- und auf die andere Rolle 9 e aufwickelt, damit dieser Stoff an dem Teil 9 c nicht zu dünn wird·
Der geheizte Teil 9 c des geheizten Elements 9 a ist von einem Rahmen 22 umgeben, der zwei Stangen 22 a besitzt, die horizontal angeordnet und an den Enden durch Verbindungselemente 22 b verbunden sind, die verschiebbar auf vertikalen Ständern 23 gelagert sind. Diese sind an ihrem oberen Ende mit dem Querglied 11 verbunden. Es sind vier Ständer 23 vorgesehen, auf denen Pedern 23 a gelagert sind, welche die Verbindungselemente 22 b abwärtsbewegen.
In der in Pig. 4- gezeigten Offenstellung der Backen (Pig. 4) befindet eich das Ende des Teils 9 c der Backen 9 in der Mitte zwischen den Stangen 22 a. In der in Pig. 5 gezeigten Schließstellung der Backen ist der Rahmen 22 in einer oberen Stellung, so daß der Teil 9 c den Zwischenraum zwischen den
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Stangen 22 a durchsetzt und infolge der Nachgiebigkeit der unteren Backe 10 etwas abwärts vorsteht. Die Stangen 22 a haben je eine Axialbohrung· Diese Axialbohrungen stehen mit einer Druckluft quelle und durch Kanäle in den Endgliedern 22 b auch miteinander in Verbindung. Man kann daher den Rahmen 22 kühlen ο Dieses hat die Aufgabe, die Kunststoffolien gegeneinanderzupressen, damit sie miteinander verschweißt werden können, und· nach dem Schweißen die Pollen von der Klemmbacke 9 abzuziehen.
Aus der vorstehenden Beschreibung dürfte die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung klar hervorgehen.
Nach Einstellung eines angesichts der Abmessungen der Packungen 19 geeigneten Abstandes zwischen den Schlitten 1 und 2 wird die Vorrichtung in Betrieb gesetzt, so daß mit Hilfe des nicht gezeigten Mechanismus die Schlitten mit einem Hub, welcher der Länge jeder Packung 19 entspricht, hin- und herbewegt werden«
Während des Vorwärtshubes werden die Backen 9 und 10 geschlossen. Am Ende des Vorwärtshubes werden die Backen 9 und 10 geöffnet, so daß die Schlitten 1 und 2 in ihre Ausgangsstellung zurückkehren können.
Während des Schließens der Backen 9 und 10 werden die zu verschweißenden Kunststoffolien dadurch festgelegt, daß die Stangen 22 a des Rahmens 22 mit der weichen Auflage 10 a der Backe 10 zusammenwirken· Wenn sich die Backen weiter schließen, greift der Teil 9 c des geheizten Elements 9 a an den
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Kunst at of folien an, so dai3 dieselben trenngeschweißt werden. Der Teil 9 c tritt dabei zwischen den Stangen 22 a vor, weil sich diese unter Verformung der Federn 23 a aufwärtsbewegen (Pig. 5).
Nach dem Trennschweißvorgang werden die Backen 9 und 10 geöffnet. In der ersten Phase dieser. Öffnungsbewegung wirkt der Rahmen 22 als Auswerfer, indem er unter der Wirkung der Federn 23 a den soeben geschweißten Teil der Packung abwärtsdrückt. Es ist zu beachten, daß trotz des Belages 9 d aus einem nichtklebenden Stoff die Kunststoffolie bei der Schmelztemperatur stark zum Haften an der Backe 9 neigt. '
Durch die in die Hohlräume der Stangen 22 a eingeleitete Druckluft werden die Stangen 22 a gekühlt, so daß der Rahmen 22 auf einer relativ niedrigen Temperatur gehalten wird. Das Trennschweißen der Kunststoffolie erfolgt mit Hilfe des Elements 9a,
Zum ununterbrochenen Tragen der Packungen 19 dient das Förderband 18, das um die untere Backe 10 herumläuft. Zwischen den beiden Schlitten 1 und 2 ruhen die Packungen auf der Strek- ke 18 Ct9 welche im wesentlichen dieselbe "Länge hat wie die Packung 19. Mit Hilfe der Schraube 7 ist der Abstand zwischen den Schlitten so eingestellt, daß die Strecke 18 ο im wesentlichen dieselbe länge hat wie die Packung 19·
Wenn während der Vorwärtsbewegung der Schlitten 1 und 2 die Backen 9 und 10 geschlossen werden, erhält man gleichzeitig zwei Schweißnähte an den Packungen· Wenn danach die Backen
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geöffnet worden sind, kehren die Schlitten in die Ausgangsstellung zurück» Unmittelbar danach wird ein neues Vorschub- und Sohließspiel durchgeführt.
Alle Teile der Vorrichtung sind für einen kontinuierlichen Betrieb eingerichtet. Von Zeit zu Zeit werden die Beläge 9 d aus dem nichtklebenden Stoff von Hand um ein kurzes Stück auf den Rollen 9 e weitergewickelt, damit die Beläge nicht zu dünn werden»
Wenn man nur die Hälfte der Produktionsleistung erzielen will, die mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erhalten werden kann, wird nur ein einziger Schlitten benötigt. In diesem Fall entspricht der Hub des Schlittens etwa der Hälfte der Länge jeder Packung 19» während bei zwei Schlitten der Hub im wesentlichen der Länge einer Packung entspricht. Im übrigen ähnelt die Anordnung bei Verwendung nur eines einzigen Schlittens in ihrem Aufbau und ihrer Wir kungsweise der vorstehend, beschriebenen.
Zum Verändern des Hubes der Schlitten sind natürlich Mittel zum Verstellen des Mechanismus zum Hin* und Herbewegen der Schlitten vorgesehen· Derartige Mittel sind beispieleweise in der italienischen Patentschrift 833 162 beschrieben·
Man erkennt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung ein rationelles Schweißen von Kunststoffbahnen ermöglicht, auch, wenn die Kunststoffe einen niedrigen Schmelzpunkt haben, weil sich die Sohweißeinrichtungen 8 ein Stück mit den herzustellenden Packungen mitbewegen, so daß die Heizeinrichtungen relativ lange einwirken können und daher keine zu hohen Temperaturen erforderlich sind.
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Im Rahmen des Erfindungsgedankens kann das vorstehende Ausfuhrungsbeispiel in verschiedenen Punkten abgeändert werden.
Beispielsweise kann die hin- und hergehende Bewegung der Schlitten 1 und 2 auch durch eine druckmittelbeaufschlagte Einrichtung bewirkt werden· .
In der Praxis kann man alle Werkstoffe und Abmessungen nach den jeweiligen Erfordernissen auswählen und alle Elemente durch technisch gleichwertige Mittel ersetzen·
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Vorrichtung zum Querschweißen von Materialbahnen, gekennzeichnet^ durch mindestens einen Schlitten, der auf Führungen parallel zu der,Bewegungsbahn der herzustellenden Pakkungen hin- und herbewegbar ist und einen vorzugsweise im wesentlichen viereckigen Rahmen besitzt, der quer zu der genannten Bewegungsbahn angeordnet ist und sie umgibt, ferner durch zwei vorzugsweise horizontal angeordnete Klemmbacken, die von dem Schlitten getragen werden und auf dem Schlitten im wesentlichen vertikal bewegbar sind, eine Antriebseinrichtung zum Vertikalbewegen der Backen aus einer Schließstellung in eine Offenstellung und umgekehrt, eine mit einer der Backen verbundene Heizeinrichtung, eine weitere Antriebseinrichtung zum Hin- und Herbewegen des Schlittens längs der Führungen und eine Einrichtung zum Tragen und Fördern der Packungen im Bereich der Backen»
    Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung von Strecken eines Förderbandes gebildet wird, das mit Hilfe von in dem Schlitten frei drehbar gelagerten Rollen um die untere der auf dem Schlitten angeordneten Backen herumgeführt wirdo
    Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Backe mit einer weichen Auflage und die ihr gegenüberliegende Backe mit einem Heizelement versehen ist, mit dessen Hilfe die die Packung bildenden. Kunststoffolien beim Schließen der beiden Backen trenngeschweißt werden, und daß eine Einrichtung zum Festlegen der Folien unmittelbar vor der Schweißeinrichtung vorgesehen ist.
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    Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Pestlegeeinrichtung einen das Heizelement umgebenden Rahmen besitzt, der gegen die Wirkung von'elastischen Rückstellmitteln gegenüber dem Heizelement aufwärtsbewegbar ist«
    5β Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der das Heizelement umgebende Rahmen vorzugsweise im wesentlichen horizontale Stangen besitzt, die innen mit Kanälen für einen Kühlluftstrom ausgebildet sind»
    6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende, des Heizelements im Ruhezustand zwischen den Stangen angeordnet ist und in einer Betriebsphase etwas zwischen den Stäben vorsteht,
    7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen mit Belägen aus nichtklebenden Stoffen, z. B. aus G-las- oder Tetrafluoräthylenfasern, versehen sind,
    8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis I1 dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement von einem Band aus einem nichtklebenden Band umgeben ist, das auf zwei seitlich angeordnete Rollen aufgewickelt ist, mit deren Hilfe es weiterbewegt werden kann, damit das Band nioht zu dünn wird«
    9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,. dadurch gekennzeichnet, daß die Backen auf im wesentlichen horizontalen Quergliedern montiert sind, die vertikalverschiebbar auf Führungen angeordnet und an den- Enden von Zahnstangen angeordnet sind, die mit Ritzeln kämmen, die
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    in dem Schlitten frei drehbar gelagert sind, so daß sich die Querglieder in einander entgegengesetzten Richtungen bewegen, und daß mindestens eines der Querglieder mit einer druckmittelbeaufschlagten Antriebseinrichtung -verbunden ist β
    10ο Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet f daß sie zwei Schlitten besitzt, die parallel zu der Bewegungsbahn der herzustellenden Packungen hin- und herbewegbar miteinander durch entsprechend der Größe der Packungen einstellbare Mittel verbunden und mit je zwei Schweißbacken versehen sind«
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