DE2210099C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Ausformung von Gegenständen aus wärmehärtenden Werkstoffen, insbesondere von Fahrzeugluftreifen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Ausformung von Gegenständen aus wärmehärtenden Werkstoffen, insbesondere von FahrzeugluftreifenInfo
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Description
von Gegenständen aus wärmehärtenden Werkstoffen,
insbesondere von Fahrzeugluftreifen, bei dem durch
einen Evakuiervorgang zwischen dem auszuformenden
die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens gerichtet.
aushärtenden Werkstoffen ist es zur vollständigen
forderlich, der zwischen Form und Gegenstand
eingeschlossenen Luft ein Entweichen zu ermöglichen.
öffnungen vorgesehen.
Das Vorhandensein derartiger Entlüftungsöffnungen hat jedoch zur Folge, daß sich durch in diese
Entlü/tungsöffnungen nachströmende Werkstoffmengen, welche in diesen öffnungen aushärten, am fertigen
Gegenstand Austriebe ergeben, die einerseits in einem unerwünschten zusätzlichen Arbeitsgang entfernt werden
müssen und andererseits einen nicht mehr verwendbaren Werkstoffabfall darstellen, der in gewissen
Fällen 1 Gew.-% des fertigen Gegenstandes betragen kai;/» und somit auch bei Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
nicht mehr außer Acht gelassen werden kann.
Zur Vermeidung von Lufteinschlüssen zwischen Form und auszuformendem Gegenstand ist es bereits
bekannt, den zwischen der noch nicht geschlossenen Preßform und dem als Rohling zu bezeichnenden
zugeführten Gegenstand befindlichen Raum zu evakuieren und auf diese Weise eine einwandfreie Ausformung
zu erhalten. Diese Methode konnte sich in der Praxis jedoch nicht durchsetzen, da die dazu benötigten
Einrichtungen äußerst kompliziert und wartungsanfällig waren.
Es wurde auch bereits versucht, durch Anbringung von Entlüftungskanälen in der Preßform und Anordnung
spezieller Einsätze in diesen Entlüftungsöffnungen zu erreichen, daß die sich ergebenden Austriebe beim
Ausformen selbständig abreißen. Dabei stellte sich jedoch heraus, daß die mit Einsätzen versehenen
Entlüftungsöffnungen bereits nach sehr kurzer Zeit durch abgerissene Austriebe verstopft wurden, wodurch
beim nachfolgenden Ausformvorgang eine Formentlüftung nicht mehr möglich war und umfangreiche
zeitraubende und kostspielige Reinigungsarbeiten notwendig wurden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ausformung von Gegenständen aus
wärmehärtenden Werkstoffen, insbesondere von Fahrzeugluftreifen, der angegebenen Gattung zu schaffen,
bei dem das Auftreten von störenden Austrieben und to damit auch das Austreten von unerwünschten Werkstoffabfällen
in für die Praxis ausreichendem Maße vermieden wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß nach dem Schließen der Preßform zwischen
wenigstens einem außerhalb des Forminnenraumes gelegenen Sammelraum und dem zwischen Rohling und
Formwandung verbleibenden Restraum in einer Mehrzahl von Verbindungskanälen ein die rechtzeitige
Evakuierung des Restraumes gewährleistendes Druckgefälle mit einem Maximum in Restraumnähe erzeugt
wird.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf folgender Funktionsweise: Die Erzeugung eines definierten
Druckgefälles in den Verbindungskanälen und das durch die Verwendung eines Sammelraumes
ermöglichte schlagartige Anlegen von Vakuum ermöglichen einerseits trotz des Beginns der Entlüftung erst
nach dem Schließen der Form eine einwandfreie Entlüftung; andererseits kann durch Wahl eines
gewissen definierten Druckgefälles innerhalb der Verbindungskanäle erreicht werden, daß in diese
Kanäle nur eine ganz geringe Werkstoffmenge einfließt, die sofort vulkanisiert und praktisch nicht als Austrieb
betrachtet werden kann. Der unter Umständen auftretende, minimale Austrieb stört in der Praxis außerdem
nicht, da er weitgehend am ausgeformten Gegenstand, beispielsweise einem Fahrzeugreifen, bleibt.
Die Gefahr, daß vulkanisierter Werkstoff in den düsenartigen Offnungen zurückbleibt und diese verstopft,
ist außerordentlich gering.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß der
außerhalb des Forminnenraumes gelegene Sammelraum nach dem Schließen der Preßform an eine
Vakuumquelle angeschlossen und das Vakuum zumindest über einen wesentlichen Teil der Heizzeit
aufrechterhalten wird.
Vorzugsweise wird der außerhalb des Forminnenraumes gelegene Sammelraum zwischen aufeinander
folgenden Ausformvorgängen an eine Preßluftquelle angeschlossen. Auf diese Weise wird jeweils eine
Reinigung der Form erzielt und vermieden, daß in den
Entlüftungskanälen Rückstände verbleiben.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der außerhalb des Forminnenraumes
gelegene Sammelraum beim öffnen der Form an eine Preßluftquelle angeschlossen. Dadurch kann der ausgeformte
Gegenstand mittels eines Luftpolsters abgedrückt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kennzeichnet sich
dadurch, daß die Preßform in den Bereichen, die den auszuformenden Gegenstand umschließen, mit düsenartigen
öffnungen versehen ist, die einerseits in den Forminnenraum münden und andererseits mit wenigstens
einem an eine Vakuumquelle anschließbaren Sammelraum in Verbindung stehen, und daß der
Strömungswiderstand der düsenartigen Öffnungen so groß ist, daß zur vollständigen und rechtzeitigen
Entlüftung des zwischen Rohling und Formwandung verbleibenden Restraumes die Verbindung des Sammelraumes
mit der Vakuumquelle erforderlich ist.
Zweckmäßigerweise ist der Sammelraum als Ringraum ausgebildet und weist wenigstens zwei diametral
gegenüberliegende Anschlüsse auf. Auf diese Weise wird eine besonders schnelle Evakuierung des Ringraumes
gewährleistet.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die düsenartigen öffnungen
von in Bohrungen eingesetzten Düsen gebildet, die in Nähe der Formraum-Innenwand eine Drosselstelle
aufweisen.
Das Vorhandensein dieser Drosselstelle begrenzt das Eindringen von Werkstoff in die Düse und gewährleistet
bei Anlegen von Preßluft eine sichere Reinigung, wenn tatsächlich einmal ein Rückstand in der Düse zurückbleiben
sollte.
Der bevorzugte Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Vorrichtung betrifft die Ausformung von
Fahrzeugluftreifen, wobei in diesem Falle zweckmäßigerweise sowohl in einer oberen Formhälfte als auch
in einer unteren Formhälfte ein Ringraum ausgebildet ist. Diese beiden Sammelringräume führen einerseits zu
einer konstruktiven Vereinfachung und ermöglichen andererseits ein getrenntes Beaufschlagen der oberen
und unteren Formhälfte mit Druckluft, so daß beispielsweise nach Abschluß des Heizvorgangs Ober-
und Unterschale anfangs gemeinsam und dann getrennt belüftet werden können und nach dem Abheben der
Oberschale nur noch der Unterschale Preßluft zum Ausheben des Reifens zugeführt werden kann. Diese
Maßnahmen tragen zu einem leichten Ausbrechen der Decke aus der Form und zur Beschleunigung des
Klärungsvorgangs bei.
Es ist auch möglich, Ober- und Unterschale mit
unterschiedlichen Drücken zu beaufschlagen und beispielsweise für die Unterschale einen größeren
Druck zu verwenden. Außerdem kann die zeitliche Beaufschlagung mit Preßluft variiert werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung münden die düsenarti).1 η öffnungen zum Teil direkt in einem
Ringraum uiu. /um Teil in mit einem Ringraum
verbundene Stichbohrungen. Diese Stichbohrungen erstrecken sich zweckmäüigerweise über den Seitenwandbereich
von Fahrzeugluftreifen und ermöglichen einen in einfacher Weise zu erreichenden Anschluß der
Innenseitenwandbereichen vorhandenen Entlüftungskanille
an Vakuum.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der erfiridungsgemä'ßen Vorrichtung ist zumindest ein Teil
der düsenartigen öffnungen in den Profilsegment-Teilungsebenen vorgesehen. Dabei können die aneinanderliegenden
Wandungen relativ rauh ausgebildet sein, so daß mittels des anliegenden Vakuums ein Abziehen von
Luftpolstern möglich ist, aber es können auch in diese Profilsegmentflächen Phasen eingefeilt sein, die sich in
Richtung des Forminnenraums verjüngen.
Im Falle der Verwendung von in Bohrungen eingesetzten Düsen ist es wesentlich, daß diese Düsen
bündig mit der Formraum-Innenwand abschließen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Düsen einen sich vom
Fonninnenraumseitigen Ende aus verjüngenden ersten Kanalabschnitt aufweisen, der in einen als Drossel
ausgebildeten zweiten Kanalabschnitt mit vergleichsweise geringer Querschnittsfläche übergeht, und daß auf
den Drosselkanal ein dritter Kanalabschnitt mit im Vergleich zum Drosselkanal deutlich größerer Querschnittsfläche
folgt
Diese Ausgestaltung der Düsen führt dazu, daß der Werkstoff, d. h. im Falle der Ausformung von Fahrzeugluftreifen
der Gummi, im Düseneingang komprimiert wird und sich dadurch den weiteren Weg in die Düse
selbst versperrt. Außerdem wird durch diese Düsen die Verschmutzungsgefahr wesentlich verringert und die
Reinigung mittels Preßluft erleichtert
Der erste Kanalabschnitt ist vorzugsweise konisch ausgebildet, wobei sich der größte Durchmesser zum
kleinsten Durchmesser etwa wie 8 :1 verhält und die Länge dieses ersten Abschnittes etwa 4 mm beträgt
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der erste Kanalabschnitt halbkugelförmig und der
Übergang vom Drosselkanal zum dritten Kanalabschnitt sprungartig ausgebildet
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert; in der Zeichnung
zeigt
F i g. 1 eine schematische Schnittansicht eines Teiles einer Preßform für Fahrzeugluftreifen, und die
F i g. 2, 3 und 4 Ausfuhrungsformen von für Entlüftungskanäle bestimmten Düsen.
F i g. 1 zeigt eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 versehene Preßform zur Ausfonnung von Fahrzeugluftreifen. Diese Preßform besteht aus einem Oberteil 2
und einem Unterteil 3 und weist im Bereich der Reifenlauffläche Segmente 4, 5 auf, welche in den
Preßforminnenraum 6 ragende Profüelemente 7 besitzen.
Um das Oberteil 2 erstredet sich ein Ringraum 9 mit
vorzugsweise mehreren einander diametral gegenüberliegenden Anschlüssen 11, und ein entsprechender
Ringraum 10 mit ebenfalls entsprechenden Anschlüssen 12 ist auch am Unterteil vorgesehen. Zweckmäßigerweise werden die Ringräume 9, 10 von Ausnehmungen
im Ober- und Unterteil gebildet, die mittels eines Ringes geschlossen sind.
Von den Ringräumen 9,10 erstrecken sich Bohrungen ■j wie 13 direkt durch die Segmente 4, 5 in den
Preßforminnenraum oder es gehen entsprechende Bohrungen, wie 14, 15 von Stichbohrungen 20 aus, die
wiederum mit den Ringräumen 9, 10 in Verbindung stehen. Stichbohrungen werden natürlich zweckmä-
H) ßigerweise für die Entlüftungsbohrungen in den
Seitenwandbereichen verwendet, da auf diese Weise die Fertigung der Preßform vereinfacht und erleichtert
werden kann.
Von den Ringräumen 9, 10 führen ferner Anschlußbohrungen 16, 17 zu den Segment-Teilungsebenen 18,
19. Die aneinander liegenden Flächen der Segmente können relativ rauh ausgebildet sein, so daß es möglich
ist über die Bohrungen 16,17 bei Anlegen von Vakuum Luft aus dem Forminnenraum 6 abzuziehen, aber es
können auch in diese Wände Phasen eingefeilt sein, um den Luftaustritt zu erleichtern. Diese Phasen sind
vorteilhafterweise konisch ausgebildet, wobei im Bereich der Formrauminnenwand 8 eine kleine Erweiterung dieser Phasen vorgesehen sein kann, in denen der
Gummi beispielsweise in Form einer Noppe aushärtet und dadurch ein weiteres Eindringen von Gummi
verhindert wird.
In den Bohrungen wie 13, 14, 15 befinden sich am formraumseitigen Ende Düsen 21, deren Ausgestaltung
jo im einzelnen in den F i g. 2,3 und 4 dargestellt ist
F i g. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Düse 21, die einen ersten konischen Kanalabschnitt 22
aufweist, der in einen Drosselkanal 23 übergeht, auf den
nach einer sprunghaften Erweiterung ein zylindrischer
dritter Kanalabschnitt folgt. Der erste konische
Kanalabschnitt verringert seinen Durchmesser in dem gezeigten Ausführungsbeispiel von 23 auf 03 mm und
besitzt dabei eine Länge von etwa 4 mm. Die Länge der einen Durchmesser von 03 mm besitzenden Drossel
stelle beträgt etwa 1 mm, und der sich an die
Drosselstelle anschließende zylindrische dritte Kanalabschnitt mit einem Durchmesser von etwa 13 mm weist
eine Länge von etwa 5 mm auf. Selbstverständlich stellen die angegebenen Zahlenwerte nur Beispiele dar,
wobei jedoch zu bemerken ist, daß sich Düsen mit diesen Abmessungen bewährt haben.
Die Ausführungsform der Düsen 21 nach Fig.3 unterscheidet sich von der Düse nach F i g. 2 vor allem
im ersten Kanalabschnitt Bei dieser Ausführungsform geht ein kurzer konischer Abschnitt mit einem
öffnungswinkel von etwa 60° in einen zylindrischen Abschnitt 25 über, auf den dann der Drossclkäftäi fölgL
Die Länge des konischen Teils und des sich daran anschließenden zylindrischen Teils beträgt uiwa 2 nun,
und der Drosselkanal, dessen Durchmesser etwa 03 mm beträgt, besitzt eine Länge von etwa 3 mm.
Bei der Ausführungsform nach Fig.4 wird der erste
Kanalabschnitt der Düse 21 von einem halbkugelförmigen Bereich mit einem Radius von etwa 1 mm gebildet
und auf diesen Bereich folgt ein zylindrischer Abschnitt 25 von etwa 2 mm Länge,derinden:DrosseIkanal23 mit
einem Durchmesser von etwa 03 mm übergeht.
Bei allen Ausführungsformen von Düsen ist wichtig,
daß der erste Kanalabschnitt so ausgebildet ist, daß eine
partielle Aushärtung des eintretenden Werkstoffes erfolgen kann, so daß sin rechtzeitiges VerschBeBen des
Düsenkanals gegenüber dem dem abfließenden gasförmigen Medium folgenden Werkstoff bewirkt wird.
Außerdem soll die I orm so gewählt sein, daß bei
Beaufschlagung des Düsenkanals mit Preßluft eventuell zurückgebliebene Rückstände leicht ausgeblasen werden
können.
Die Preßform nach F i g. 1 wird in folgender Weise beschrieben:
Nach dem Schließen der Form werden die Ringräume 9, 10 mit Vakuum beaufschlagt, wodurch in den
Bohrungen 13, 14, 15 ein Druckgefälle entsteht, das es ermöglicht, die zwischen einem Rohling und der
rormrauminnenwand 8 eingeschlossene Luft vollständig abzuziehen. Der Vakuumanschluß wird zumindest
während eines Teils der Heizzeit aufrechterhalten. Aufgrund der Formgebung der Düsen 21 tritt in diese
Düsen nur eine sehr geringe Menge an Gummi ein, die sofort vuikanisieri und die Dusenöffnung verschließt.
Auf diese Weise werden Austriebe verhindert.
Nach Beendigung des Ausformvorganges können die Ringräume 9, 10 mittels geeigneter Umschaltventile an
Preßluft gelegt werden, wodurch es möglich ist, die Reifendecke mittels eines Luftpolsters abzudrücken.
Dabei kann auch taktweise gearbeitet werden, um beispielsweise mittels eines Preßluftstoßes die Decke
von der Form zu trennen und mit einem anderen Preßluftstoß das Ausheben der Decke aus der
Unterschale zu erleichtern.
Diese zusätzlichen Maßnahmen müssen jedoch nicht notwendigerweise getroffen werden. Die Beaufschlagung
der Ringräume mit Preßluft kann auch allein dazu dienen, eventuell in den ersten Kanalabschnitten der
Düsen 21 zurückbleibende Gummireste zu entfernen.
Zweckmäßigerweise erfolgt der Anschluß der Ringräume 9, 10 an die Vakuumquelle derart, daß die
Ringräume schlagartig evakuiert werden. Auf diese Weise kann die Zykluszeit günstig beeinflußt oder eine
einwandfreie Entlüftung begünstigt werden. Durch die Erfindung ist es möglich geworden, die bisher nach der
Ausformung des Reifens erforderlichen Putzvorgänge praktisch zu vermeiden und das Auftreten von durch die
Austriebe bedingten Abfällen zu beseitigen. Außerdem treten bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
im Vergleich zu bisher üblichen Ausformverfahren weniger Fehler wie Schwindstellen, Blasen und dergleichen
auf.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (19)
1. Verfahren zur Ausformung von Gegenständen aus wärmehärtenden Werkstoffen, insbesondere
von Fahrzeugluftreifen, bei dem durch einen Evakuiervorgang zwischen dem auszuformenden
Rohling und der ihn aufnehmenden mehrteiligen Preßform eingeschlossene Luft entfernt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Schließen der Preßform zwischen wenigstens einem
außerhalb des Forminnenraumes gelegenen Sammelraum und dem zwischen Rohling und Formwandung verbleibenden Restraum in einer Mehl zahl von
Verbindungskanälen ein die rechtzeitige Evakuierung des Restraumes gewährleistendes Druckgefälle
mit einem Maximum in Restraumnähe erzeugt wird.
2.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb des Forminnenraumes
gelegene Sammelraum nach dem Schließen der Preßform an eine Vakuumquelle angeschlossen und
das Vakuum zumindest über einen wesentlichen Teil der Heizzeit aufrechterhalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb des Forminnenraumes gelegene Sammelraum nach der Ausformung des Gegenstandes an eine Preßluftquelle
angeschlossen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb des Forminnenraums gelegene Sammelraum
beim öffnen der Form an eine Preßluftquelle angeschlossen wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vulkanisierform (1) in den Bereichen, die den auszuformenden Gegenstand umschließen, mit düsenartigen
Öffnungen (13, 14, 15) versehen ist, die einerseits in den Forminnenraum (6) münden und andererseits
mit wenigstens einem an eine Vakuumquelle anschließbaren Sammelraum (9, 10) in Verbindung
stehen, und daß der Strömungswiderstand der düsenartigen Öffnungen so groß ist, daß zur
vollständigen und rechtzeitigen Entlüftung des zwischen Rohling und Formwandung (8) verbleibenden Restraumes die Verbindung des Sammelraums
(9,10) mit der Vakuumquelle erforderlich ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum (9, 10) als Ringraum
ausgebildet ist und wenigstens zwei diametral gegenüberliegende Anschlüsse (11,12) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die düsenartigen Öffnungen durch in Bohrungen eingesetzte Düsen gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (21) in der Nähe der
Formraum-Innenwand (8) eine Drosselstelle (23) aufweisen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7 zur Ausformung von Fahrzeugreifen, dadurch
gekennzeichnet, daß sowohl in einer oberen Formhälfte (2) als auch in einer unteren Formhälfte
(3) ein ringförmiger Sammelraum (9,10) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die düsenartigen öffnungen (13,14,15)
zum Teil direkt in den ringförmigen Saimmelraum (9, 10) und zum Teil in mit dem Sammdraum (9, 10)
verbundene Stichbohrungen (20) münden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der düsenartigen Öffnungen in den Profilsegment-Teilungsebenen (19) vorgesehen ist
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei sich die
düsenartigen öffnungen in Richtung des Forminnenraumes verjüngen, dadurch gekennzeichnet, daß die
düsenartigen Öffnungen aus in die aneinanderliegenden Profilsegmentflächen eingefeilten Phasen bestehen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die in Bohrungen (13, 14, 15) eingesetzten Düser. (21) bündig mit der Formraum-Innenwand (8) abschließen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Düsen einen sich vom Forminnenraum-seitigen
Ende aus verjüngenden ersten Kanalabschnitt aufweisen, der in einen zweiten Kanalabschnitt
übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß der als Drossel ausgebildete zweite Kanalabschnitt (23) eine
vergleichsweise geringe Querschnittsfläche hat, und daß auf den zweiten Kanalabschnitt (23) ein dritter
Kanalabschnitt (24) mit im Vergleich zum zweiten Kanalabschnitt (23) deutlich größerer Querschnittsfläch·; folgt
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß der erste Kanalabschnitt (22) in
ansich bekannter Weise konisch ausgebildet ist
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich der größere Durchmesser
des ersten Kanalabschnittes zum kleinsten Durchmesser etwa wie 8 :1 verhält und die Länge dieses
ersten Abschnittes etwa 4 mm beträgt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanalabschnitt (22)
halbkugelförmig ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet daß zwischen dem ersten
und dritten Kanalabschnitt ein zylindrischer Kanalabschnitt (25) vorgesehen ist
18. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang vom zweiten, als
Drossel dienenden Kanalabschnitt (23) zum dritten Kanalabschnitt (24) sprungartig ausgebildet ist
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Sammelräume (9, 10) in
ansich bekannter Weise auf einen Preßluftanschluß umschaltbar sind.
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1972
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Also Published As
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