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Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Korngutes mitverbesserterFließfähigkeit,
dasmikroskopisch kleine Glasperlen enthält, die normalerweise aus der Atmosphäre
Feuchtigkeit aufnehmen. Sie betrifft insbesondere die Verbesserung und Erhaltung
der Fließfähigkeit von mikroskopisch kleinen Glasperlen, die beispielsweise auf
aus Anstrichmassen bestehende Straßenmarkierungen und auf Schilder aufgetragen oder
als Reinigungs-, Polier-, Perl- oder sonstiges Bearbeitungsmittel von Geräten zum
Strahlputzen von Metallflächen abgegeben werden sollen und die daher selbst bei
hoher Luftfeuchtigkeit fließfähig bleiben müssen, sowie ein leicht und wirtschaftlich
durchführbares Verfahren zur Herstellung eines solchen Korngutes, das zuverlässig
die gewünschten Ergebnisse bringt.
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Es ist bekannt, mikroskopisch kleine Glasperlen mit einem Durchmesser
von bis zu etwa 900 Mikron für die verschiedensten Zwecke zu verwenden. Beispielsweise
werden derartige Perlen auf aus Anstrichmassen bestehende Straßenmarkierungen und
auf Schilder aufgetragen, um deren Oberfläche ein hohes Reflextionsvermögen zu verleihen,
so daß die Markierung oder das Schild in der Nachtbesser zu sehen ist. Zu diesem
Zweck werden die Glasperlen von einem Trichter oder dergleichen abgegeben. Zur Erzielung
einwandfreier Ergebnisse muß diese Aufgabe gleichmäßig erfolgen. Ferner sind kleine
Glasperlen als Reinigungs-, Polier-, Perl- oder sonstiges Bearbeitungsmittel in
Geräten zum Strahlputzen von Metalloberflächen verwendet worden. Dabei werden die
Glasperlen über eine Zuleitung einer Düse zugeführt, von der sie mit Hilfe von Druckluft
abgegeben werden.
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Für diese und andere Anwendungszwecke müssen die Glasperlen unter
dem jeweiligen atmosphärischen Bedingungen frei fließfähig sein. In der Praxis hat
es sich jedoch gezeigt, daß derartige Perlen sehr stark hygroskopisch sind und aus
einer feuchten Atmosphäre so viel Feuchtigkeit adsorbieren oder absorbieren, daß
sie eine schlammartige Masse bilden, sich zusammenballen oder sogar zu einer harten
Masse zusammenbacken.
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Diese Erscheinungen sind auf die physikalischen und " chemischen Eigenschaften
der Glasperlen zurückzuführen, und zwar darauf, daß die Perlen eine sehr große Oberfläche
haben und freies Alkali enthalten, so daß die Oberfläche der Perlen einen hohen
pH-Wert aufweist. Die Erfindung beruht u. a. auf der Erkenntnis, daß dieser hohe
pH-Wert an der Oberfläche von anscheinend trockenen Perlen die Ursache für die zu
beobachtende Ad- bzw. Absorption von Feuchtigkeit aus der Atmosphäre ist, die ihrerseits
dazu führt, daß sich die Perlen zusammenballen und klumpen bzw. eine kittoller schlammartige
Konsistenz annehmen und schließlich beim Trocknen zu einer harten Masse zusammenbacken.
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Diese Erscheinung führt in der Praxis, insbesondere bei einer hohen
relativen Luftfeuchtigkeit von 55 %
oder mehr, zu großen Schwierigkeiten.
Die Ad- bzw. Absorption von Feuchtigkeit aus der Atmosphäre oder der zugeführten
Druckluft kann zur Folge haben, daß sich die Glasperlen im Trichter, den Absperrorganen
i und den Leitungen zusammenballen, so daß das Gerät vollständig ausfällt oder nur
mit Unterbrechungen arbeitet und die zusammengeballten Glasperlen entfernt und durch
andere Glasperlen ersetzt werden müssen, wenn keine Spezialgeräte verwendet werden,
bei denen sichergestellt ist, daß die Glasperlen nur mit im wesentlichen trockener
Luft in Berührung kommen.
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Die Erfindung beruht ferner auf der Erkenntnis, daß die freie Fließfähigkeit
von kleinen Glasperlen selbst bei hoher Luftfeuchtigkeit, hoher Temperatur und hohem
Druck erhalten bleibt, wenn sie mit einer bestimmten Mindestmenge eines feinkörnigen
Gleitmittels mit gewissen physikalischen und chemischen Eigenschaften vermischt
sind. Gegenstand der Erfindung ist daher ein Korngut, das kleine, im wesentlichen
trockene, normalerweise zur Adsorption von Feuchtigkeit neigende, Glasperlen enthält,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß es im Gemisch mit den Glasperlen, bezogen auf
deren Gewicht, mindestens etwa 0,01 Gewichtsprozent mindestens eines feinverteilten,
nichthygroskopischen, anorganischen Stoffes (Gleitmittels) enthält, der wesentlich
feinkörniger als die Glasperlen ist und als Aufschlämmung einen pH-Wert unter etwa
9,0 besitzt. Die verbesserten Fließfähigkeitseigenschaften des erfindungsgemäßen,
hauptsächlich kleine Glasperlen enthaltenden Korngutes sind vermutlich darauf zurückzuführen,
daß der pH-Wert der Oberfläche der Glasperlen durch das das Korngut der Erfindung
kennzeichnende Gleitmittel eingestellt wird, daß Feuchtigkeit an der Oberfläche
der Glasperlen nicht mehr ad- bzw. absorbiert und festgehalten wird, d. h., daß
durch das im erfindungsgemäßen Korngut enthaltene Gleitmittel der pH-Wert an den
Grenzflächen zwischen den einer hohen Luftfeuchtigkeit ausgesetzten Glasperlen kontinuierlich
so gepuffert und eingestellt wird, daß die Hygroskopizität der Perlen beseitigt
oder stark herabgesetzt wird, so daß sie auch in feuchter Atmosphäre fließfähig
bleiben.
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Wie bereits erwähnt, enthalten die den Hauptbestandteil des erfindungsgemäßen
Korngutes bildenden Glasperlen freies Alkali, das in Gegenwart von Feuchtigkeit
kontinuierlich aus den Glasperlen ausgelaugt wird, so daß ihre Oberfläche einen
hohen pH-Wert aufweist, der nicht durch Neutralisieren ein für allemal entsprechend
eingestellt bzw. gesenkt werden kann, wie aus folgendem Versuch zu ersehen ist:
10 g kleine Glasperlen werden mit 10 ml destilliertem Wasser versetzt, wobei man
eine Aufschlämmung mit einem pH-Wert von 10,1 erhält, die mit 1prozentiger Salzsäurelösung
auf einen pH-Wert von 2,0 angesäuert, 5 mal mit destilliertem Wasser gewaschen und
in einem Trockenschrank bei 100°C getrocknet wird. Die getrockneten Glasperlen werden
mit 10 ml destilliertem Wasser versetzt, wobei man eine Aufschlämmung mit einem
pH-Wert von 9,6 erhält.
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Durch das erfindungsgemäß verwendete Gleitmittel wird das von der
Oberfläche von kleinen Glasperlen in Anwesenheit von Feuchtigkeit ausgelaugte Alkali
jedoch kontinuierlich, wie es an die Oberfläche gelangt, neutralisiert, chemisch
verbunden, adsorbiert oder absorbiert, .so daß das Korngut einwandfrei fließfähig
bleibt. Das im Rahmen der Erfindung verwendete Gleitmittel bildet-äuf Werkstücken,
die mit einem erfindungsgemäßen Korngut vermischt wurden, keinen störenden Film.
Das Gleitmittel darf nicht hygroskopisch sein, damit es bei hoher Luftfeuchtigkeit
nicht selbst Feuchtigkeit aus der Atmosphäre ad- oder absorbiert, was zu der vorstehend
beschriebenen Auslaugung beitragen würde. Ferner soll das Gleitmittel feinverteilt
sein und eine wesentlich kleinere mittlere Korngröße als die Glasperlen haben, beispielsweise
einen durchschnittlichen Korndurchmesser von etwa 10 bis 15 Mikron oder weniger.
Vorzugsweise beträgt der durchschnittliche Korndurchmesser des Gleitmittels 5 Mikron
oder weniger. Das verwendete Gleitmittel soll als Aufschlämmung einen pH-Wert unter
etwa 9,0
haben. Dieser pH-Wert wird an einer Aufschlämmung von 10
g Gleitmittel in 10 ml destilliertem Wasser bestimmt.
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Der vorstehend als obere Grenze genannte pH-Wert der wäßrigen Gleitmittelaufschlämmung
von 9,0 stellt naturgemäß nicht einen im Rahmen der Meßgenauigkeit exakten Grenzwert
dar, jenseits dessen der erfindungsgemäße Effekt plötzlich verschwindet, sondern
kennzeichnet anorganische Stoffe, bei deren Verwendung als Gleitmittel im Sinne
der Erfindung der gewünschte Effekt mit Sicherheit auch in erheblichem Ausmaß erzielt
wird.
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Anorganische Stoffe, die die vorstehend angegebenen Eigenschaften
besitzen und sich für die Zwecke der Erfindung als brauchbar erwiesen haben, sind
beispielsweise Magnesiumaluminiumsilikat, Siliciumdioxid, Bariumsulfat, Magnesiumtrisilikat,
Aluminiumsilikat, Titandioxid, Calciumsilikat und Tricalciumphosphat. In der vorstehend
beschriebenen Weise hergestellte Aufschlämmungen dieser Verbindungen weisen]folgende
pH-Werte auf
| Verbindung PH-Wert der |
| Aufschlämmung |
| Magnesiumaluminiumsilikat ...... 7,0 bis 9,0 |
| Siliciumdioxid .................. 3,7 |
| Bariumsulfat ................... 4,2 |
| Magnesiumtrisilikat ............. 8,8 |
| Titandioxid .................... 6,2 |
| Aluminiumsilikat ............... 5,3 |
| Calciumsilikat .................. 8,9 |
| Tricalciumphosphat ............. 6,7 |
Es versteht sich, daß auch andere feinverteilte, nichthygroskopische, anorganische
Stoffe, die als Aufschlämmung einen pH-Wert unter etwa 9,0 haben, sowie Gemische
solcher Stoffe, im Rahmen der Erfindung verwendet werden können.
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Erfindungsgemäßes Korngut enthält, wie bereits erwähnt, bezogen auf
das Gewicht der Glasperlen, mindestens etwa 0,01 Gewichtsprozent Gleitmittel, was
ausreicht, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Wie bereits aus der Angabe »etwa«
zu ersehen ist, handelt es sich bei dem genannten Mindestgehalt an Gleitmittel selbstverständlich
nicht um einen scharfen Grenzwert, sondern um den Gleitmittelgehalt, bei dem der
mit steigendem Gleitmittelgehalt zunehmend deutlicher Effekt unabhängig von etwaigen
sonstigen Einfiußgrößen mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit in ausreichendem
Maß erzielt wird. Die besten Ergebnisse erhält man mit einem Gleitmittelzusatz von
0,01 bis 0,1 Gewichtsprozent. Man kann natürlich auch größere Mengen Gleitmittel
verwenden, doch ist dies nicht notwendig. , Zur Herstellung von erfindungsgemäßen
Korngut kann einer der vorstehend angegebenen Stoffe oder ein Gemisch derselben
kleinen Glasperlen durch einfaches Rommeln oder inniges Vermischen einverleibt werden,
um zu gewährleisten, daß das Gleitmittel im Korngut gleichmäßig verteilt wird. Es
hat sich gezeigt, daß Magnesiumaluminiumsilikat auf einen durchschnittlichen Korndurchmesser
von bis zu 0,32 Mikron gemahlen werden und Siliciumdioxid einen durchschnittlichen
Korndurchmesser von 0,4 bis 5 Mikron oder i weniger haben soll. Gute Ergebnisse
wurden beispielsweise mit Magnesiumaluminiumsilikat erzielt, das einen durchschnittlichen
Korndurchmesser von etwa 0,14 Mikron, ein Schüttgewicht von 304 bis 336 g/1 und
als Aufschlämmung einen pH-Wert von 7,5 bis 9,0 hatte. Gute Ergebnisse wurden auch
mit einer anderen handelsüblichen Form dieses Produktes erzielt, das einen durchschnittlichen
Korndurchmesser von 0,32 Mikron, ein Schüttgewicht von 192 bis 240 g/1 und als Aufschlämmung
einen pH-Wert von 7 bis 8 hatte. Natürlich können auch andere Formen von feinverteiltem
Magnesiumaluminiumsilikat, vorzugsweise mit einem durchschnittlichen Korndurchmesser
von bis zu 0,32 Mikron, verwendet werden. Im Rahmen der Erfindung hat sich auch
Siliciumdioxid in Form eines Aerogels bewährt, das aus 93 bis 96 °/o Si0z besteht
und einen durchschnittlichen Korndurchmesser von 0,4 bis 5 Mikron, ein Schüttgewicht
von 80 bis 96 g/1 und als Aufschlämmung einen pH-Wert von 3,7 hat. Man kann feinverteiltes
Siliciumdioxid aber auch in anderen Formen verwenden, vorzugsweise mit einem durchschnittlichen
Korndurchmesser von bis zu 5 Mikron.
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Gemische aus etwa 60 bis 95 Gewichtsprozent feinverteiltem Magnesiumaluminiumsilikat
und etwa 5 bis 40 GewichtsprozentfeinverteiltemSiliciumdioxidhäben sich als Gleitmittel
für die Zwecke der Erfindung besonders bewährt.
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Die Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel l Zu Glasperlen mit
einem durchschnittlichen Korndurchmesser unter 900 Mikron wurde 0,05 Gewichtsprozent
(50 g pro 100 kg) Magnesiumaluminiumsilikat zugesetzt, das auf einen durchschnittlichen
Korndurchmesser von 0,14 Mikron gemahlen worden war und als Aufschlämmung einen
pH-Wert von 7,5 hatte. Die Glasperlen und das Magnesiumaluminiumsilikat wurden innig
miteinander vermischt. Es hat sich gezeigt, daß das Magnesiumaluminiumsilikat die
freie Fließfähigkeit der Perlen verbesserte und diese frei fließfähig blieben, auch
wenn sie 24 Stunden oder länger einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65 °/a bei
einer Temperatur von 27°C ausgesetzt wurden.
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Beispiel 2 Zu Glasperlen mit einem durchschnittlichen Korndurchmesser
unter 900 Mikron wurde 0,025 Gewichtsprozent (25 g pro 100 kg) Siliciumdioxid zugesetzt,
das einen durchschnittlichen Korndurchmesser von 0,4 bis 5 Mikron und als Aufschlämmung
einen pH-Wert von 3,7 hatte. Die Glasperlen und das Siliciumdioxid wur= den innig
miteinander vermischt. Es hat sich gezeigt, daß das Siliciumdioxid die freie Fließfähigkeit
der Perlen verbesserte und diese frei fließfähig blieben, auch wenn sie 24 Stunden
oder länger einer relativen Luftfeuchtigkeit von. 65 °/o- bei einer Temperatur von
27'C ausgesetzt wurden.
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Beispiel 3 Zu Glasperlen mit einem durchschnittlichen Korndurchmesser
unter 900 Mikron wurde 0,1 Gewichtsprozent (100 g pro 100 kg) Magnesiumtrisilikat
zugesetzt, das einen durchschnittlichen Korndurchmesser von 5 Mikron und als Aufschlämmung
einen pH-Wert von 8,8 hatte. Die Glasperlen und- das Magnesiumtrisilikat wurden
innig miteinander vermischt. Es hat sich gezeigt, daß das Magnesiumtrisilikat die
freie Fließfähigkeit der Perlen verbesserte und diese frei fließ-' fähig blieben,
auch wenn sie 24 Stunden oder länger
einer relativen Luf tfeuchtigkeit
von 65 °/o bei einer Temperatur von 27°C ausgesetzt wurden.
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Beispiele 4 bis 8 Vergleichbare Ergebnisse wurden erzielt, wenn an
Stelle des Magnesiumsilikats Bariumsulfat, Aluminiumsilikat, Titandioxid, Calciumsilikat
bzw. Tricalciumphosphat verwendet wurde.
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Beispiel 9 Ein Gleitmittel zum Aufrechterhalten der freien Fließfähigkeit
von kleinen Glasperlen wurde wie folgt zusammengesetzt
| Bestandteil Gewichtsprozent |
| Magnesiumaluminiumsilikat ...... 90 |
| Siliciumdioxid .................. 10 |
Das verwendete Magnesiumaluminiumsilikat hatte einen durchschnittlichen Korndurchmesser
von 0,14 Mikron und als Aufschlämmung einen pH-Wert von 7,5. Das verwendete Siliciumdioxid
hatte einen durchschnittlichen Korndurchmesser von 0,4 bis 5 Mikron und als Aufschlämmung
einen pH-Wert von 3,7. Diese Bestandteile wurden innig miteinander vermischt. Beispiel
10
Entsprechend dem Beispiel 9 wurde ein Gleitmittel folgender Zusammensetzung
hergestellt:
| Bestandteil Gewichtsprozent |
| Magnesiumaluminiumsilikat ...... 60 |
| Siliciumdioxid .................. |
| 40 |
Das verwendete Magnesiumaluminiumsihkat hatte einen durchschnittlichen Korndurchmesser
von 0,32 Mikron und als Aufschlämmung einen pH-Wert von 7,3. Das verwendete Siliciumdioxid
hatte einen durchschnittlichen Korndurchmesser von 0,4 bis 5 und als Aufschlämmung
einen pH-Wert von 3,7.
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Beispiel
11
Entsprechend dem Beispiel 9 wurde ein Gleitmittel
folgender Zusammensetzung hergestellt:
| Bestandteil ( Gewichtsprozent |
| Magnesiumaluminiumsilikat ...... 95 |
| Siliciumdioxid .................. 5 |
Das verwendete Magnesiumaluminiumsilikat hatte einen durchschnittlichen Korndurchmesser
von 0,14 Mikron und als Aufschlämmung einen ph-Wert von 7,5. Das verwendete Siliciumdioxid
hatte einen durchschnittlichen Korndurchmesser von 5 und als Aufschlämmung einen
pH-Wert von 3,7.
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Beispiel 12 Zu Glasperlen wurde, bezogen auf deren Gewicht, 0,01 Gewichtsprozent
des Gleitmittels nach Beispiel 9 hinzugesetzt. Man erhielt auf diese Weise ein im
wesentlichen trockenes, Glasperlen enthaltendes Gemisch von verbesserter Fließfähigkeit.
Die Glasperlen und das Gleitmittel nach Beispiel 9 wurden innig miteinander vermischt.
Das so erhaltene Gemisch hatte selbst in einer feuchten Atmosphäre eine ausgezeichnete
Fließfähigkeit.
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Beispiel 13
Zu Glasperlen wurde, bezogen auf deren Gewicht,
0,01 Gewichtsprozent des Gleitmittels nach Beispiel 10 hinzugesetzt. Man erhielt
auf diese Weise ein im wesentlichen trockenes, Glasperlen enthaltendes Gemisch von
verbesserter Fließfähigkeit. Die Glasperlen und das Gleitmittel nach Beispiel 10
wurden innig miteinander vermischt. Das so erhaltene Gemisch hatte selbst in einer
feuchten Atmosphäre eine ausgezeichnete Fließfähigkeit.
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Beispiel 14 o Zu Glasperlen wurde, bezogen auf deren Gewicht, 0,01
Gewichtsprozent des Gleitmittels nach Beispiel 11 hinzugesetzt. Man erhielt auf
diese Weise ein im wesentlichen trockenes, Glasperlen enthaltendes Gemisch von verbesserter
Fließfähigkeit. Die Glasperlen und das Gleitmittel nach Beispiel 11 wurden innig
miteinander vermischt. Das so erhaltene Gemisch hatte selbst in einer feuchten Atmosphäre
eine ausgezeichnete Fließfähigkeit.
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Beispiel 15
Zum Nachweis des Einflusses der erfindungsgemäß
verwendeten Gleitmittel auf den Oberflächen-pH-Wert von kleinen Glasperlen wurden
die pH-Werte einer Aufschlämmung von unbehandelten Glasperlen und einer Aufschlämmung
von Glasperlen bestimmt, die mit reichlichen Mengen des Gleitmittels nach Beispiel9
behandelt worden waren. Dabei wurden die pH-Werte nach dem Aufschlämmungsverfahren
bestimmt.
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Eine Aufschlämmung, die gebildet worden war, indem destilliertes Wasser
zu 10 g unbehandelten Glasperlen mit einem Durchmesser von unter 900 Mikron zugesetzt
wurde, hatte einen pH-Wert von 11,5. Eine Aufschlämmung, die gebildet worden war,
indem destilliertes Wasser zu einem Gemisch von 9,5 g Perlen und 0,5 g des Gleitmittels
nach Beispiel 9 zugesetzt wurde, hatte einen pH-Wert von 9,6. Eine Aufschlämmung,
die gebildet worden war, indem destilliertes Wasser zu einem Gemisch von 9 g Perlen
und 1,0 g des Gleitmittels nach Beispiel 9 zugesetzt wurde, hatte einen pH-Wert
von 9,4. Eine Aufschlämmung, die gebildet worden war, indem destilliertes Wasser
zu einem Gemisch von 7,5 g Perlen und 2,5 g des Gleitmittels nach Beispiel 9 zugesetzt
wurde, hatte einen pH-Wert von 8,8.
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Die vorstehenden Versuche zeigen den Einfluß einer reichlichen Menge
des Gleitmittels nach Beispiel 9 auf den pH-Wert von Glasperlen. Eine Wirkung in
der Richtung einer Neutralisierung des an der Oberfläche der Glasperlen vorhandenen,
freien Alkalis und eine Verbesserung der Fließfähigkeit der Perlen wird auch mit
kleineren Mengen von Gleitmitteln erzielt, welche die genannten Eigenschaften haben,
wie aus den Bei= spielen 1 bis 8 und 12 bis 14 hervorgeht.
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Man erkennt daher, daß die Aufgaben der Erfindung gelöst und weitere
vorteilhafte Ergebnisse erzielt werden.
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Die vorstehend angegebenen Maßnahmen und Produkte dienen nur der Erläuterung
des Erfindungsgegenstandes,
ohne daß dieser auf die angegebenen
Beispiele eingeschränkt ist, die im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert werden
können.
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Sämtliche aus der Beschreibung zu entnehmenden Merkmale und Verfahrensschritte
können auch in beliebigen Kombinationen erfindungswesentlich sein.