DE2548463A1

DE2548463A1 - Sprueheinrichtung fuer pulvermaterialien

Info

Publication number: DE2548463A1
Application number: DE19752548463
Authority: DE
Inventors: Charles H Otterstetter
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1974-11-04
Filing date: 1975-10-29
Publication date: 1976-05-06
Also published as: DE2548463C2; JPS5168647A; JPS5941784B2; GB1475046A; CA1061536A; US3924810A

Description

Sprüheinrichtung für Pulvermaterialien<

Die Erfindung betrifft eine Sprüheinrichtung zum zeitlich aufeinanderfolgenden Versprühen mehrerer fluidisierter Pulvermaterialien_o

Besonders in der Automobilindustrie entspricht es seit längerem der allgemeinen Praxis_f ganze Fahrzeugkarosserien oder Teile davon mittels fluidisierter Pulvermaterialien elektrostatisch zu besprUhen_o Dabei kommen häufig verschiedene Schutzbeschichtungen in Frage, die an einer Sprühstation kurz aufeinander oder auch in längeren Zeitabständen an den zu schützenden Gegenständen anzubringen sind, die

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im übrigen besonders dann häufig wechseln können, wenn es sich bei der Sprühstation um eine zentralisierte Einrichtung handelt, zu der die von verschiedenen Fertigungsstraßen kommenden Gegenstände beispielsweise mittels Förderbändern gefördert werden.

Es ist folglich wichtig, daß in einer solchen Sprühstation eine Sprüheinrichtung bereitsteht, die ein mehr oder weniger rasches Überwechseln auf andere zu versprühende Materialien erlaubt· Diese Aufgabe wurde bis jetzt meistenteils so gelöst, daß für alle in Frage kommenden Materialien eine separate Sprüheinrichtung, meistens eine Sprühpistole, bereitgestellt wurde, was besonders dort einen ziemlich hohen Aufwand brachte, wo elektrostatisch gesprüht wurde und daher eine gleiche Anzahl von elektrostatischen Hilfseinrichtungen bereitgestellt werden mußte wie Sprüheinrichtungen vorhanden waren. Diese auch in der Unterhaltung ziemlich aufwendige Praxis hat augenscheinlich eine sehr große Anzahl von Fehlerquellen, unter welchen sich auch eine auf eine entsprechende Fahrlässigkeit zurückzuführende Vertauschung der zu versprühenden aterialien einreiht, die beispielsweise bei einer ließbandarbeit wegen der dabei häufig vorherrschenden Schnelligkeit der zu verrichtenden Arbeiten überhaupt nicht oder zu spät erkannt wird_o Weiterhin kommt es dabei häufig vor, daß längere Zeit unbenutzte Sprüheinrichtungen mangels einer vorausgegangenen Säuberung gerade dann nicht gebrauchsfähig sind, wenn sie schnell benötigt werden, oder aber vom vorhergegangenen Gebrauch für ein anderes Sprühmaterial noch so verschmutzt sind, daß anfänglich Teilmengen des neuen Sprühmaterials durch eine entsprechende Verunreinigung unbrauchbar sind. Diese Fehlerquelle ist besonders in den Anwendungsfällen entsprechend häufig, wo die Anzahl eingesetzter Sprüheinrichtungen reduziert ist bei einer gleichzeitig größeren Anzahl verschiedener Sprühmaterialien, die häufiger gewechselt werden.

uer Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftlicher zu betreibende Sprüheinrichtung mit weniger Fehlerquellen bereitzustellen, die ein zeitlich aufeinanderfolgendes Versprühen verschiecbner fluidisierter Pulvermaterialien erlaubt, wobei insbesondere davon ausgegangen werden soll_f daß für das Überwechseln von einem zum anderen Sprühmaterial nur relativ kurze Zeiträume zur Verfügung stehen können_o Die neue Sprüheinrichtung soll dabei auch unter dem Gesichtspunkt entwickelt werden, daß sie sich für ein elektrostatisches Sprühverfahren eignen sollte, weil dafür bis jetzt besonders in der Äutomobilindustrie die besten Erfahrungswerte für das Aufbringen von Schutzüberzügen auf Karosserieteile gewonnen wurden_o

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine aus zwei relativ zueinander beweglichen Platten bestehende Ventilanordnung vorgesehen ist, bei welcher die eine Platte mehrere über eine jeweilige Schlauchverbindung an die Vorratsbehälter für die verschiedenen Pulvermaterialien angeschlossene Einlaßkanäle hat sowie wenigstens einen weiteren Kanal mit einer Schlauchverbindung zu einer Druckluftquelle od.dglo und bei welcher die weitere Platte wenigstens einen mit einer Sprühdüse verbundenen Durchflußkanal hat, der mittels einer Schrittschalteinrichtung od_odgl_o zu den Kanälen der einen Platte über einen zwischen den beiden Platten angeordneten Dichtungskörper ausrichtbar ist.

Erfindungsgemäß wird damit eine Sprüheinrichtung bereitgestellt, die wegen des dauerhaften Anschlusses aller Vorratsbehälter für die verschiedenen, in Frage kommenden Sprühmaterialien an die eine, zweckmäßig stationär angeordnete Platte der Ventilanordnung beim Überwechseln auf ein anderes Sprühmaterial rasch betriebsbereit ist_o Es braucht dazu nur der Durchflußkanal der weiteren Platte zur axialen

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Ausrichtung mit dem betreffenden Einlaßkanal gebracht zu werden, der an den Vorratsbehälter für das maßgebliche Sprühmaterial angeschlossen ist, wobei die bei der Herbeiführung dieser Verbindung beteiligte Schrittschalteinrichtung zweckmäßig so ausgelegt ist, daß dieser Durchflußkanal der weiteren Platte zu Säuberungszwecken zuvor mit dem an die Druckluftquelle angeschlossenen Kanal ausgerichtet wird. Um dabei dann eine optimale Säuberung zu erhalten, wobei anstelle von

ruckluft ohne weiteres auch andere geeignete Reinigungsmittel eingesetzt werden können, ist zweckmäßig vorgesehen, daß die beiden Platten erst voneinander weg bewegt werden müssen, ehe es möglich ist, die vorteilhaft zur Drehung um eine zu den Achsen aller Kanäle der beiden Platten parallele Achse angeordnete weitere Platte in die zur Ausrichtung ihres Durchflußkanals mit dem ausgewählten Einlaßkanal der einen Platte zu bewegen.

Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung sind in den einzelnen Unteransprüchen erfaßt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschriebene Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Ventilanordnung einer Sprüheinrichtung gem. Erfindung,

Fig. 2 eine Stirnansicht dieser Ventilanordnung,

Fig. 3 eine Schemadarstellung der gesamten Sprüheinrichtung gem. Erfindung,

Fig₀ 4 eine Schemadarstellung einer für diese Sprüheinrichtung geeigneten Steuervorrichtung und

Fig₀ 5 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer solchen Ventilanordnung gem. einer alternativen AusfUhrungsform₀

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Die in der vorliegenden Ausführungsform zum Versprühen mit verschiedenen Farbstoffen versetzter fluidisierter Pulvermaterialien ausgebildete Sprüheinrichtung macht Gebrauch von der elektrostatischen Sprühtechnik und ist angepaßt an die Verhältnisse, die in der Automobilindustrie beim Überziehen von Fahrzeugkarosserien oder Teilen davon mit Schutzanstrichen vorliegen. Zu diesem Zweck umfaßt die Sprüheinrichtung eine insgesamt mit 10 bezeichnete Ventilanordnung, die aus einer stationär angeordneten Platte 12 und einer beweglichen Platte 14 besteht, die um eine Achse 16 drehbar ist. Die Platte 12 hat eine von der Platte 14 abgewandte Oberfläche 18 und eine gegenüberliegende Oberfläche 20, die beide über mehrere Kanäle 22 miteinander verbunden sind. Die Kanäle 22 haben auf der Seite der Oberfläche 18 eine jeweilige Schlauchverbindung 24 mit einem zugeordneten Vorratsbehälter 76 bzw. 78 für die Sprühmaterialien, während ein einziger weiterer Einlaßkanal 22* über eine eigene Schlauchverbindung 26 an eine Druckluftquelle oder an einen anderen geeigneten Vorratsbehälter für ein Reinigungsmittel angeschlossen ist.

An der Platte 12 ist weiterhin koaxial zu der Drehachse 16 der Platte 14 ein Druckzylinder 28 angeordnet, in welchem ein doppelt wirkender Kolben 30 verschieblich ist. An dem mittels O-Ringen 40 an der Innenwand 32 des Zylinders 28 abgedichteten Kolben 30 ist ein mit der weiteren Platte 14 fest verbundener Stößel 34 angeordnet, wodurch es möglich ist, die Platte 14 in Richtung der Drehachse 16 von der Platte 12 zu entfernen und wieder zu dieser zurückzuholen, in Abhängigkeit davon, welche der beiden Stirnseiten 46 bzw. 48 des Kolbens 30 mit dem Druckmittel, beispielsweise Druckluft, beaufschlagt werden«, An der Stirnseite 46 des Kolbens 30 ist eine Druckkammer 42 ausgebildet, die an eine Zuleitung 36 für das Druckmittel angeschlossen ist, während eine entsprechende Druckkammer an der anderen Stirnseite 48 des KoI-

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bens 30 an eine entsprechende Zuleitung 38 angeschlossen ist.

In der weiteren Platte 14 der Ventilanordnung 10 ist nur ein einziger Durchflußkanal 54 ausgebildet, dessen Achse von der parallelen Drehachse 16 einen gleichen Radialabstand hat wie die Kanäle 22 und 22* der Platte 12, sodaß er zu jedem einzelnen dieser Kanäle in einer entsprechenden Drehstellung der Platte 14 ausgerichtet werden kann«, An der der Platte 12 zugewandten Seite ist die Platte 14 mit einer Ringdichtung 60 versehen, die eine mit dem Durchflußkanal 54 fluchtende Bohrung 58 hat, deren Durchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser von beflanschten Dichtungsbuchsen 50 sind, welche jeweils von der Oberseite 20 her in die einzelnen Kanäle 22, 22' der Platte 12 eingesteckt sind. An dem Flansch jeder Dichtungsbuchse 50, die aus Metall sein kann, ist ein koaxialer Ringwulst 52 ausgebildet, sodaß im zusammengeschobenen Zustand der beiden Platten 12 und 14, wo dann dieser Ringwulst in den weicheren Dichtungsring 60 der Platte 14 eingedrückt ist, eine absolut dichte Verbindung zwischen dem an der Platte 12 ausgewählten Kanal 22 oder 22' und dem Durchflußkanal 54 der Platte 14 besteht,, Dieser Durchflußkanal 54 ist Über eine Schlauchverbindung 56 an die Sprühdüse 88 einer Sprühpistole 66 angeschlossen, für deren elektrostatische Aufladung eine Leiterverbindung 70 mit einem elektrostatischen Ladegerät 68 besteht, welches ein übliches Anschlußkabel 72 zum Anschluß an eine Wechselstromquelle hat_o In Fig. 3 ist im übrigen noch mit 74 die der Sprühdüse 88 gegenüberliegende Oberfläche eines elektrostatisch zu beschichtenden Gegenstandes bezeichnet, der dabei wie üblich eine von der Sprühdüse abweichende Polarität hat_o

Für die Drehung der Platte 14 um die Achse 16 ist ein Schrittschaltmotor 64 vorgesehen, der eine nicht näher gezeigte Antriebsverbindung

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mit einem am Kolben 30 noch befestigten Uellenstumpf 62 hat. Durch Anschalten des Motors 64 ist es folglich möglich, die Platte 14 schrittweise zu drehen, sodaß also ihr Durchflußkanal 54 nacheinander an den einzelnen Kanälen 22, 22' der Platte 12 vorbeibewegt wird und vor dem Kanal 22' angehalten werden kann, der als nächstes mit dem Duchflußkanal 54 ausgerichtet werden soll. Dabei ist zweckmäßig vorgesehen, daß diese Drehung der Platte 14 nur in deren von der Platte 12 entfernter Lage möglich ist, d.h_o es ist zu diesem Zweck eine geeignete Steuervorrichtung 84 vorgesehen, die eine Betätigung des Schrittschaltmotors 64 erst dann zuläßt, nachdem von ihr die Betätigung des Druckzylinders 28 gesteuert worden ist.

Beim Vorhandensein einer solchen Steuervorrichtung 84 besteht zweckmäßig über eine jeweilige Steuerleitung 90 auch eine Verbindung mit den in den einzelnen Vorratsbehältern 76 und 78 angeordneten Förderpumpen 80 und 82, die beispielsweise nach dem Venturi-Prinzip arbeiten, um nach erfolgter Betätigung aus dem zugeordneten Vorratsbehälter das betreffende Sprühmaterial über die angeschlossene Schlauchverbindung 24 der Ventilanordnung 10 zuzuführen_o Die Steuervorrichtung 84 ist dann selbstverständlich auch an die Druckluftquelle angeschlossen, um zum maßgeblichen Zeitpunkt die Zuleitung von Druckluft über die Schlauchverbindung 26 zu steuern, sodaß auf diese Weise über die angeschlossene Schlauchverbindung 56 die Sprühpistole 66 immer dann mittels Druckluft gesäubert werden kann, wenn anschließend auf ein anderes Sprühmaterial übergewechselt wird. Im übrigen sind für die Axialbewegung der Platte 14 noch zweckmäßig ebenfalls mit der Steuervorrichtung 84 über Steuerleitungen 98 verbundene Grenzschalter 86 vorgesehen, die in den beiden Extremlagen der Platte 14 ein jeweiliges Steuersignal zur Unterbrechung einer weiteren Druckluftzufuhr an den Druckzylinder 28 liefern, sowie ein Folgesignal, das bei ausge-

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schobener Platte 14 von der Steuervorrichtung 84 zum Einschalten des Schrittschaltmotors 64 verwertet wird, während es bei zurückgezogener Platte 14 zur Betätigung entweder der an die Schlauchverbindung 26 angeschlossenen Druckluftquelle oder der maßgeblichen Förderpumpe 80 bzw. 82 verwertet wird, die das erwünschte Sprühmaterial aus dem zugeordneten Vorratsbehälter zur Sprühpistole 66 hin fördern soll₀

In Fig. 4 ist noch schematisch gezeigt, daß die Steuervorrichtung 84 einen Speicher 90' mit angeschlossener Programmsteuerung haben kann, der durch Wähltasten 92 bedienbar ist, von denen je eine je vorhandenem Sprühmaterial vorgesehen ist. An die Programmsteuerung 90' sind die Steuerungen 94 für die verschiedenen Geräte angeschlossen, so die Pumpen 80 und 82 in den Vorratsbehältern 76 und 78 und die Druckluftquelle 96 sowie der Druckzylinder 28 der Ventilanordnung 10, deren Schrittschalteinrichtung 64 im übrigen direkt von der Programmsteuerung 90' gesteuert wird_o Sofern auch die Pumpen 80 und 82 mittels Druckluft betrieben werden, handelt es sich bei den Steuerungen 94 um einfache Wegeventile, die dann wie der Druckzylinder 28 ebenfalls an die Druckluftquelle 96 angeschlossen sind, um so wahlweise den Weg zu den Pumpen 80 und 82 bzw. dem Druckluftzylinder 28 freizugeben.

Die Platten 12 und 14 der Ventilanordnung 10 sind innerhalb der vorbeschriebenen Sprüheinrichtung kreisförmig gestaltet, sodaß die einzelnen Kanäle auf einer zu der Drehachse 16 konzentrischen Kreislinie liegen. Die zwischen den Platten angeordneten Dichtungskörper sind so angeordnet und ausgebildet, daß jeweils nur der ausgewählte Einlaßkanal 22, 22,· der Platte 12 mit dem Durchflußkanal 54 der Platte 14 ausgerichtet werden kann. Alternativ dazu ist auch eine Ausbildung denkbar, bei der gleichzeitig zwei in der Platte 14 ausgebildete Durchflußkanäle mit zwei entsprechenden Einlaßkanälen der Platte 12

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ausgerichtet werden, um so gleichzeitig mittels einer jeweiligen Sprühpistole 66 zwei verschiedene Sprühmaterialien versprühen zu können, für die dann aber ebenfalls nicht die Gefahr einer Vereinigungsmöglichkeit noch im Bereich der Ventilanordnung 10 besteht. Was die Ausbildung der zwischen den Platten angeordneten Dichtungskörper anbetrifft, welche effektiv eine solche Vereinigungsmöglichkeit verhindern, sind Abänderungen denkbar, wofür nachfolgend noch kurz die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform beschrieben werden soll_o

Bei der in Fig. 5 gezeigten alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäß besonders interessierenden Ventilanordnung sind ebenfalls eine stationär angeordnete Ventilplatte 12 und eine drehbare Platte 14 vorhanden, zwischen denen ein insgesamt mit 102 bezeichneter Dichtungskörper angeordnet ist. Dieser Dichtungskörper umfaßt einzelne Dichtungsscheiben 110, die in die aufgebohrten Enden der Einlaßkanäle 122 eingesetzt sind, und eine an der Platte 14 angeordnete Ringscheibe 112, welche auch hier nur eine mit deren Durchflußkanal 54 fluchtende Bohrung 158 aufweist. In dem Durchflußkanal 54 der Platte 14 ist nun unterschiedlich zu der vorbeschriebenen Ausführungsform ein Ventilstössel 114 angeordnet, der beim Schließen der beiden Platten 12 und 14 die durch eine Feder 108 belastete Kugel 104 eines Rückschlagventils 100 von ihrem Ventilsitz 106 abhebt, von denen je eines in den einzelnen Kanälen 122 angeordnet ist. Mit dieser Ausbildung wird sichergestellt, daß immer nur dasjenige Rückschlagventil 100 geöffnet wird, das in dem Einlaßkanal 122 der Platte 12 angeordnet ist, der über seine Schlauchverbindung 24 an den Vorratsbehälter mit dem ausgewählten Sprühmaterial angeschlossen ist_o Die Rückschlagventile 100 in den restlichen Einlaßkanälen 122 bleiben dagegen verschlossen und unterstützen damit die Dichtwirkung des Dichtkörpers 102, wobei die Druckbelastung der Kugeln 104 durch die jeweils zugeordnete Schließfeder

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es eigentlich überflüssig macht, daß die beiden Platten 12 und 14 unter einer erhöhten Andrückkraft stehen, wie es bei der vorbeschriebenen Ausführungsform als zweckmäßig angesehen wird_o Sobald die Platte 14 für das Überwechseln auf ein anderes Sprühmaterial von der Platte 12 entfernt wird, wird dabei auch der Stößel 114 von der Kugel 104 des bis dahin geöffneten Rückschlagventils 100 zurückgezogen, sodaß dann deren Feder 108 die Kugel 104 in ihre Sitzstellung am zugeordneten Ventilsitz 106 drücken kann. Für die Drehung der Platte 14 kann im übrigen auch hier ein Schrittschaltmotor vorgesehen sein, dessen gesteuerte Betätigung dabei dann zweckmäßig an die Bewegung des Ventilstößels 114 gekoppelt ist.

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Claims

Ansprüche

1 _o^Sprüheinrichtung zum zeitlich aufeinanderfolgenden Versprühen mehrerer fluidisierter Pulvermaterialien, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus zwei relativ zueinander beweglichen Platten (12, 14) bestehende Ventilanordnung vorgesehen ist, bei welcher die eine Platte (12) mehrere über eine jeweilige Schlauchverbindung (24) an die Vorratsbehälter (76, 78) für die verschiedenen Pulvermaterialien angeschlossene Einlaßkanäle (22) hat sowie wenigstens einen weiteren Kanal (22¹) mit einer Schlauchverbindung (26) zu einer Druckluftquelle od.dgl., und bei welcher die weitere Platte (14) wenigstens einen mit der Sprühdüse verbundenen Durchflußkanal (54) hat, der mittels einer Schrittschalteinrichtung (64) od.dgl. zu den Kanälen (22, 22') der einen Platte (12) über einen zwischen den beiden Platten angeordneten Dichtungskörper (50, 60; 102) ausrichtbar ist.

Sprüheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Durchflußkanal (54) versehene weitere Platte (14) zur Drehung um eine zu den Achsen aller Kanäle (22, 22', 54) der beiden Platten (12, 14) parallelen Achse (16) angeordnet isto

3. Sprüheinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß-die beiden Platten (12, 14) in Richtung der Drehachse (16) der weiteren Platte (14) relativ zueinander verstellbar sind.

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4. Sprüheinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur relativen Bewegung der beiden Platten (12, 14) in der Richtung der Drehachse (16) der weiteren Platte (14) ein Druckzylinder (28) mit Druckkolben (30) vorgesehen ist.

5. Sprüheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittschalteinrichtung (64) nur betätigbar ist, wenn die beiden Platten (12, 14) voneinander entfernt sind_o

Sprüheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittschalteinrichtung (64) einen Schrittschaltmotor umfaßt.

7. Sprüheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den beiden Platten (12, 14) angeordnete Dichtungskörper in die Kanäle (22, 22') der einen Platte (12) gesteckte Buchsen (50, HO) und eine an der weiteren Platte (14) befestigte Ringscheibe (60, 112) umfaßt, die eine mit deren Durchflußkanal (54) fluchtende Bohrung (58) hat.

8. Sprüheinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüber der Ringscheibe (60) härteren Dichtungsbuchsen (50) einen an einem Ringflansch koaxial ausgebildeten Ringwulst (52) haben.

9. Sprüheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in den Einlaßkanälen (122) für die Pulvermaterialien der einen Platte (12) jeweils ein gegen die weitere Platte (14) schließendes Rückschlagventil (lOO) angeordnet ist.

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lOo Sprüheinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (100) durch einen im Durchflußkanal (54) der weiteren Platte (14) angeordneten Ventilstößel (114) betätigbar sind.

11. Sprüheinrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rückschlagventil (lOO) eine durch eine Schließfeder (108) gegen ihren Sitz (106) vorgespannte Ventilkugel (104) umfaßt.

12. Sprüheinrichtung nach den Ansprüchen 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (106) an der zugeordneten Dichtungsbuchse (HO) ausgebildet ist.

13. Sprüheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung (84) vorgesehen ist, die mit einem Speicher und einer Programmsteuerung (90¹) für die Schrittschalteinrichtung (64), in den Vorratsbehältern (7ό, 78) für die Pulvermaterialien angeordnete Förderpumpen (80, 82) und die Druckzylinder-üruckkolben-Anordnung (28, 30) ausgerüstet ist.

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