DE1813960A1 - Method and apparatus of nonwoven fibrous webs - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung nichtgewebter FaserbahnenMethod and device of non-woven Fiber webs

Die krfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung nichtgewebter Faserbahnen.The invention relates to a method and a device for Manufacture of non-woven fiber webs.

Nichtgewebte Faserbahnen sind seit langem bekannt, beispielsweise werden sie in der Weise hergestellt, daß vorgefomte Fasern in einer Lage angeordnet und dann die angeordneten Fasern gegeneinander in gewissen Abständen verbunden werden. Ein solches Vorgehen verlangt eine entsprechende Ausbildung und Behandlung der vorgeforinten Fasern, die nicht nur kostenaufwendig ist, sondern auch «u Beeinträchtigungen der Faser selbst führen kann. Demgemäß sind zahlreiche Vorschläge für die Herstellung: nicht gewebt er Faserbahnen durch Extrusion gemacht worden, wie durch Niederlegung extrudlerter Ströise aus strangbildenten Material längs sich überechneidenter oder kreuzender Wege.Nonwoven fibrous webs have long been known, for example they are made in such a way that vorgefomte Fibers arranged in a layer and then the arranged fibers are connected to one another at certain intervals. Such a procedure requires a corresponding training and treatment of the preformed fibers, which is not only expensive, but also affects the fiber can lead yourself. Accordingly, numerous proposals for manufacture have been made: non-woven fiber webs by extrusion made as by laying down extruded currents made of strand-forming material overlapping along its length or crossing paths.

Diese vorgeschlagenen Verfahren haben sich jedoch nicht mvtt breiter Basis einführen können, da diese Extrusionsverfahren zu keinen großen Uurchaatzleietungen führen und demgemäß unwirtschaftlich sind. In anderen Fällen lassen derartig hergestellte Gebilde eine ausreichende Festigkeit und/oder Gleichförmigkeit und/oder gewünschte Steifigkeit bzw. Flaxiblitttt in gewisse Richtungen vermissen.These proposed methods, however, can not introduce mvtt broad-based, as these extrusion processes do not lead to large Uurchaatzleietungen and are therefore uneconomical. In other cases, structures produced in this way lack sufficient strength and / or uniformity and / or desired stiffness or flaxiblitttt in certain directions.

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Dengenäß liegt dor Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Herstellung nichtgewebter Faserbahnen aus kontinuierlich erzeugten Fasersträngen gleichzeitig mit deren Extrusion zu schaffen, bei Gewährleistung von wirtschaftlichen Durchsatsiaengen, guter Festigkeit, befriedigenden Steifigkeitseigenschaften bei ausreichender Porösität und sicherer Heftung bzw, Festlegung der Einzelfäden bei Vermeidung von lose und ungebunden liegenden Fäden. Dengenäß dor invention has for its object to provide a method and an apparatus for the manufacture of non-woven fibrous webs from continuously produced fiber strands to create simultaneously with the extrusion, while safeguarding economic Durchsatsiaengen, good strength, satisfactory stiffness properties with sufficient porosity and safer stitch or, determining the Single threads while avoiding loose and untied threads.

Diese Aufgabenstellung ist mit einem Verfahren und einer Vorrichtung gelöst, wobei Reihen von im wesentlichen parallelen Strömen aus fließfähigem, strangbildenden Material kontinuierlich in einer Mehrzahl von übereinander bzw· nebeneinander liegenden Ebenen auegedü-st werden und wobei ferner gleichzeitig mit der Extrusion die Ströme jeder Reihe mit den Strömen jeder anderen Reihen gegeneinander in Abständen verbunden werden. Vorzugsweise erstrecken sich diese Bindungsbereiche an den Strömen nur teilweise über die Gesamtextrusionsbreite und sind gegeneinander versetzt. Demgemäß bieten . diese benachbarten und versetzten Bereiche in ihrer Ziisnmmenwirkung eine Bindung' der Ströme über die ganze Extrusionsebene. Nach der gewünschten Abbindung der Ströme werden diese ausgehärtet, um eine gleichförmige, in sich einheitliche Faserbahn zu erhalten.This task is with a method and a device dissolved, with rows of substantially parallel streams of flowable, strand-forming material continuous in a plurality of one above the other or next to one another lying levels are auegedü-st and, furthermore, at the same time with the extrusion the streams of each row are connected with the streams of every other row at a distance from each other will. These bonding areas on the streams preferably extend only partially over the total extrusion width and are offset from one another. Offer accordingly. these neighboring and offset areas in their mutual effect a binding 'of the streams over the whole extrusion plane. After the streams are set as desired, they are cured to form a uniform, uniform fiber web to obtain.

Bei dem beschriebenen Verfahren verlaufen die Ebenen, längs der die Reihe von Strömen extrudiert werden, vorzugsweise parallel zu einander, und die Ströme jeder Reihe.sind zu den Strömen der benachbarten Reihen versetzt. Demgemäß besetzen die Ströme, wenn sie in Distanzen miteinander gebunden werden, wie durch Pressung gegeneinander, die Zwischenräume zwischen den anderen StrUM«n und kMaiaen gewissermaßen miteinander.In the method described, the planes along which the series of streams are extruded are preferably parallel to one another, and the streams in each row are offset from the streams in the adjacent series. Accordingly, when the currents are bound to one another at a distance, as if by pressing against one another, they occupy the spaces between the other currents and kmaiaen, as it were, with one another.

Die Bindungsbereiche der verschiedenen Reihen von Strömen er strecken sich vorzugsweise quer, ganz oder teilweise über dl· Extrusionseben«. Eine Bindung der Ström· über TeilbereicheThe binding areas of the various series of streams preferably extend transversely, wholly or partially over the extrusion plane. A binding of the currents over partial areas

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quer über die Extrusionsebene ist zu bevorzugen, da das sich dann ergebende Gebilde einen höheren Grad von Flexsibilität in Längsrichtung hat. In Übereinstimmung mit der bevorzugten Verfahrensweise überlappen sich die Verbindungebereiche etwas mit denen, die dazu versetzt sind. Während der Bindung der Ströme, wie oben beschrieben, wird die Extrusion der Ströme aus strangbildenden Material nicht unterbrochen und es ergibt sich auch keine Schwächung dieser Ströme in den Bindungsbereichen·across the extrusion plane is preferable because that is then resulting structures a higher degree of flexibility has in the longitudinal direction. In accordance with the preferred practice, the connection areas overlap something with those who are added to it. During the binding of the streams, as described above, the extrusion of the streams of strand-forming material is not interrupted and it is there is also no weakening of these currents in the binding areas

Eine teilweise Aushärtung der Ströme von der Bindung 1st nicht nachteilig, es ist aber doch wesentlich, daß die zu verbindenden Ströme verbunden werden, wenn sie sich noch in einem plastischen oder klebrigen Zuβtändlefinden und demgemäß die Ströme sobald wie möglich nach ihrer Extrusion verbunden werden. Die Aushärtung der extrudierten und verbundenen Ströme aus fließfähigem, strangbildenden Material wird in herkömmlicher Veise erreicht, wie durch Kühlung, Lösungsmittelentsug oder chemische Umwandlung und zwar abhängig vom jeweilig benutzten, strangbildenden Matermal·A partial hardening of the currents from the bond 1st not disadvantageous, but it is essential that the flows to be connected are connected when they are still in one plastic or sticky conditions and, accordingly, the Streams are connected as soon as possible after their extrusion. The curing of the extruded and connected streams of flowable, strand-forming material is achieved in conventional ways, such as by cooling, solvent evacuation or chemical conversion, depending on the strand-forming material used

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrene besteht im wesentlichen aus Elementen zur Extrusion einer Reihe von Im wesentlichen parallelen Strömen aus strangbildenden Material in einer Mehrzahl von übereinander bzw· nebeneinander verlaufenden Ebenen, Elementen zur Aushärtung der extrudierten Ströme und aus Elementen, die zwischen den Extrusions- und Aushärtungeelementen angeordnet sind für die Zusammenpressung der Stromreihen, um diese in längsdistanzierten Interwallen in Kontakt zu bringen. Vorzugsweise erstrecken sich die Verbindungebereiche der Ströme nur teilweise quer über die Extrusionsebene pnd sind zueinander versetzt angeordnet·The apparatus for carrying out the process consists essentially of elements for the extrusion of a series of Im substantial parallel flows of strand-forming material in a plurality of planes running one above the other or next to one another, elements for curing the extruded streams and elements disposed between the extrusion and curing elements for compressing the stream series to contact them at longitudinally spaced intervals bring to. The connecting areas of the streams preferably extend only partially across the extrusion plane pnd are offset from each other

Eine zufriedenstellende Verbindung der Ströme in gewünschtenA satisfactory connection of the currents in desired

B'reichen kann durch Walzen erreicht werden, die sich quer zu ^!deii l.xtrusionsebenen zu deren beiden Seiten erstrecken· Eine jede solcher Walze ist mit Reihen von Vorsprüngen versehen, dieReach can be reached by rollers that run across ^! The planes of extrusion extend on both sides of each of these. Each such roller is provided with rows of projections which

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Im allgemeinen parallel zur, Waisenachse ausgerichtet und auf den Walsenumfang zueinander dlstanftiert angeordnet sind. Die Vorsprung« Jeder Reihe erstreckt «ich nur teilweise über die' WalsenlMng· und eind Bu«in«nder rennetst angeordnet. Die Waisen werden beide alt der gleichen Geschwindigkeit in Extrueionerlchtung gedreht, und die Vorsprünge sind so auf ihnen Angeordnet« daß sieh jeweils swei Vorsprung« der swel Waisen unter Einschluß der- Streue bei« Drehen gegenüberstehen·Generally aligned parallel to the, orphan's axis, and on the whale circumference are arranged in a dlsted manner to one another. the Advance "Each row extends" I only partially over the ' WalsenlMng · and a Bu «in« nder rennetst arranged. The orphans are both turned at the same speed in extrusion direction old, and the projections are so on them Arranged "that you see two ledges" of the swel orphans including the litter when "turning face to face"

Die erfindungsgeaäfie Lösung 1st für die verschiedesten Mate« rlalen anwendbar« die plastisch bew. strangblldungafShig sein Müssen, und «war kann es sich dabei na thermoplastische Hate» rlalien handeln, wie Polyamide, Superpolyaiaide, Polyester, Polyvinyl Chloride uad deren Kopylnere, Polyolefine, Cellulose Acetate, Metalle und Glitesr, natürliche oder synthetische GuandLs, wlmeaushärtende Materialien oder naß «planbare Materialien, wie Viscose, Kupfer^Aanoniun Cellulose oder Carboxy« ■ethyl Cellulose· Derartige Materialien können die verschie« desten Zuschläge haben, wie Stabilisatoren, Farbstoffe und VerschäuMungsaittel« wenn erwünscht«The solution according to the invention is for the most varied of materials. Rlalen applicable «which are plastically moved Must, and "what can it be thermoplastic hate" act like polyamides, superpolyaiaide, polyester, Polyvinyl chlorides and their copolymers, polyolefins, cellulose acetates, metals and glites, natural or synthetic GuandLs, thermosetting materials or wet, predictable materials, such as viscose, copper, cellulose or carboxy. ■ ethyl cellulose · Such materials can least have additives, such as stabilizers, dyes and Foaming equipment "if desired"

Weitere Einselheiten werden nachfolgend anhand der zeichne«Further details are shown below with the aid of the drawing «

rlschen Darstellung ein«« Aueführungsbelspieles näher er»red representation of a «« execution game closer » läutert.purifies.

In dieser Darstellung seigt «chematischIn this representation it appears “chemically Vlgur 1 eine Seitenansicht der erfindungsgewäßen Vorrichtung|.FIG. 1 shows a side view of the device according to the invention.

Figur 2 eine Frontansieht der Forrichtung gen&ß Figur 1 undFIG. 2 is a front view of the direction shown in FIG. 1 and

Figur 3 eine perspektivisch® DArffitttlitang des alt der Vorrichtung erxielliaren Gebildes«Figure 3 is a perspective view of the old device erxielliaren structure "

j£ Die Verrlektung 1! ist als Extruder für die Erseugung einerj £ The traction 1! is used as an extruder for a

toto Reihe von 1» wesentlichem parallelen Strömen 13 aus strangbil«Series of 1 "substantial parallel streams 13 from strangbil"

^ . denAen Material in einer Mehrsahl ^en nebeneinander verlaufen^^. denAen material in a Mehrsahl ^ s running side by side ^

£ ^£ ^ den £fe»n*i» mu»^hlltUt_t 41® «1* 15» 17* 19, 21» 23-und 25 inden £ fe »n * i» mu »^ hlltUt _t 41®« 1 * 15 »17 * 19, 21» 23- and 25 in

-*" ' Flewr 1 be-aeleSmefc »!«Λ* Die «xfnadlerten &&r$m<®- bestehen bei« -α .- * "'Flewr 1 be-aeleSmefc»! «Λ * The« xfnadlerten && r $ m <®- exist at «-α.

ttg»i«itiw«i0· au· tA«nN»plas^i«eh«a .f^iyeeren'Material« das »4t •in«HB XültLlgtts« wie Luft» gel»ftrt»t wird« die mus Düsen 27 aus«ttg »i« itiw «i0 · au · tA« nN »plas ^ i« eh «a .f ^ iyeeren'Material« das »4t • in "HB XltLlgtts" like air "gel" ftrt "t is" the nozzles 27 off "

geblasen wird, die unterhalb des Extruders 11 und auf beiden Seiten der Sxtrusionsebenen angeordnet sind·is blown, which are arranged below the extruder 11 and on both sides of the extrusion levels

Zwischen dem Extruder 11 und den Düsen 27 sind Walzen 29, 31 angeordnet, die mit Wellen 33 in einem Maschinenraum gelagert sind (nicht dargestellt). Ebenfalls nicht dargestellt sind entsprechende Antriebsmittel für die Drehung umr Waisen 29,31 mit gleicher Geschwindigkeit in Richtung der Pfeile 35 undBetween the extruder 11 and the nozzles 27, rollers 29, 31 are arranged, which are mounted with shafts 33 in a machine room (not shown). Corresponding drive means for rotating around orphans 29, 31 at the same speed in the direction of arrows 35 and are also not shown

Die Walzen 29 und 31 entsprechen sich in ihrer Form und jede weist Vorsprünge 39 auf_t die parallel zur Walzenachse ausgerichtet und auf der Umfangsflache gleichmäßig verteilt sind· Xm bevorzugten Ausführungsbeispiel gemKß Figur 2 erstreckt sich jeder Vorsprung 39 nur lings eines Teiles der Lange der beiden Walzen. Ferner sind die Vorsprung« 39 untereinander versetzt angeordnet, d.h. ein Vorsprung 39 in einer Reihe erstreckt sich jeweils zwischenVlen Enden der benachbarten Vorsprünge 39 in der anderen Reihe, wodurch die versetzt« Anordnung zustand« kommt*The rollers 29 and 31 correspond in shape and each includes projections 39 _t which are aligned parallel to the roll axis and evenly distributed on the peripheral surface · Xm preferred embodiment gemKß Figure 2 extends each projection 39 only astride of a part of the length of the two rolls . Furthermore, the projections 39 are offset from one another, ie a projection 39 in one row extends between each of the ends of the adjacent projections 39 in the other row, which results in the offset arrangement *

Im Betrieb werden die Walzen 29 und 31 i« Sinne der Pfeil« 35 und 37- gedreht, und -eine Reihe von im allgemeinen parallelen Strömen aus thermoplastischen Material wird aus dem Extruder in jede der Ebenen 15, 17» 19» 21, 23 und 25 ausgedüst. Wahrend ihrer Passage durch die drehenden Walzen 29, 31 werden dl« Ströme gegeneinander in distanzierten Bareichen durch di« Zu as mm» η wirkung jeweils zweier Vorsprünge 39 der beiden Waisen gedrückt«In operation, rollers 29 and 31 are rotated in the direction indicated by arrows 35 and 37, and a series of generally parallel streams of thermoplastic material is emitted from the extruder in each of planes 15, 17, 19, 21, 23 and 25 exhausted. During their passage through the rotating rollers 29, 31, the currents are pressed against each other in distanced areas by the "Zu as mm" η effect of two projections 39 of the two orphans "

_(O. Vorzugswelse sind die Extrusionsöffnungen im Extruder 11 gegen- ° einander versetzt, so daß die extrudierten Strom« 13 jeder _(O. Preferably the extrusion openings in the extruder 11 are offset from one another so that the extruded streams 13 each

oo Reihe zu denen der benachbarten Reihen versetzt sind· Wenn dem-oo row are offset from those of the neighboring rows

_» gemäß die Strom« durch dl« Walzenvorsprüng« gegeneinander ge—_ "According to the current" through the "roll protrusion" against each other

^ drückt werden, so nehmen die St ans thermoplastischen Mat·— o> rial jeder Reihe die Distanz zwischen den·« der anderen Reihe ,o ein, Die Distanz <t«r St« der verschiedenen Reihen muss selbstverständlich derart bemessen sein, daß ein Kontakt der Ström« miteinander sichergestellt ist, wenm si« doroh dl«^ are pressed, so take the st ans thermoplastic mat - o> rial of each row the distance between the · «of the other row The distance between the various rows must be of course be dimensioned such that a contact of the It is guaranteed with each other if you are "doroh dl"

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Walzenvorsprünge zusammengedrückt werden.Roll projections are pressed together.

Venn die Ströme durch die Walzen 29» 31 verbunden sind, werden sie durch die Kühlluft ausgehärtet, die aus den Düsen 27» austritt» um ein einheitliches nicht gewebtes Gebilde 41 gemäß Figur 3 zu erhalten. Im fertigen Gebilde 41 sind die Verbindungsbereiche mit kj bezeichnet und es ist erkennbar» daß die Bereiche 43 in versetzter Anordnung vorliegen. Während die Verbindungsbereiche 43 eine reduzierte Dicke haben» zeigen die unverbundenen Bereiche der Stränge eine flauschige Beschaffenheit und ein entsprechendes Erscheinungsbild. Venn gewünscht, kann das nichtgewebte Gebilde 41 in Längsrichtung gedehnt werden, um eine Molecularorientierung der Faser zu erreichen und die Festigkeitseigenschaften zu beeinflussen, When the flows through the rollers 29 »31 are connected, they are hardened by the cooling air which» exits »from the nozzles 27 in order to obtain a uniform non-woven structure 41 according to FIG. In the finished structure 41, the connecting areas are denoted by kj and it can be seen that the areas 43 are in a staggered arrangement. While the connecting areas 43 have a reduced thickness, the unconnected areas of the strands show a fluffy texture and a corresponding appearance. If desired, the nonwoven structure 41 can be stretched in the longitudinal direction in order to achieve a molecular orientation of the fiber and to influence the strength properties,

Während die Verbindungsbereiche 43 im fertigen Gebilde 4i im wesentlichen gerade verlaufen und sich quer zur Extrusionsebene erstrecken, so kann die Form dieser Bereiche 43, ebenso wie ihre Zuordnung zu den Strängen selbstverständlich ohne Schwierigkeiten variiert werden.While the connecting areas 43 in the finished structure 4i are essentially straight and extend transversely to the extrusion plane, the shape of these areas 43, as well as their assignment to the strands, can of course be varied without difficulty.

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Claims (1)

Patentanspruch·Claim 1. Verfahren zur Herstellung nichtgewebter Gebilde, gekennzeichnet durch kontinuierliches Extrudieren von Reihen paralleler Ströme aus strangbildenden Material in eine Mehrzahl von Ebenen und gleichzeitig mit der Extrusion durch Verbindung der Ströme der einzelnen Reihen mit den Strömen der anderen Reihen in Längsinterwallen, wobei sich die Verbindungsbereiche mindestens teilweise über die Extrueionsebenen erstrecken, und durch ausschließender Aushärtung der Ströme aus strangbildenden Material.A method of making nonwoven structures characterized by continuously extruding series of parallel streams of strand-forming material into a plurality of planes and simultaneously with the Extrusion by connecting the flows of the individual rows with the flows of the other rows in longitudinal intervals, the connecting areas at least partially over extending the extrusion planes, and by exclusive curing of the streams of strand-forming material. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ströme im wesentlichen parallel zueinander in die Extrusionsebenen und die Ströme Jeder Iteihezueinander in versetzter Anordnung zu den Strömen der anderen Reihen ausgedUst werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the currents are substantially parallel to one another in the extrusion planes and the streams of each row to one another in a staggered arrangement to the streams of the other series. 3· Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ströme in Verbindungsbereichen verbunden werden, die sich im wesentlichen quer iur Kxtrusionsebene erstrecken.3. Method according to claims 1 or 2, characterized in that the streams are connected in connection areas which extend essentially transversely Extend the extrusion plane. k» Verfahren nach den Ansprüchen 1- 3t dadurch gekennzeichnet, daß die Ströme längs Bereichen gebunden werden, die sich nur teilweise über die txtruaionsebene erstrecken und die zueinander versetzt angeordnet sind. k » Process according to claims 1 to 3, characterized in that the streams are bound along areas which only partially extend over the extrusion plane and which are arranged offset to one another. * f* f 9 0 9 8 31 / f 3 1 79 0 9 8 31 / f 3 1 7 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-4, bestehend aus einem Extruder sur Extrusion einer Reihe voa Sti'össen au» strangtolldenden Material in einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Ebenen und aus Elementen in Distanz zu den AusdüsiSffnungen für die Aushärtung d«s extrudierten Materialβ, gekennzei cfane t durch Elemente zwischen Aen Extruder und den Elementen zur Aushärtung für die Zusammenpressung der Ströme der einzelnen Reihen gegeneinander in längedistanzierten Intervallen.5. Apparatus for carrying out the process according to claims 1-4, consisting of an extruder on the extrusion of a number of stems from the material in a large number of planes arranged next to one another and of elements at a distance from the nozzle openings for curing. s extruded materialβ, gekennzei cfane t by elements between Aen extruder and the elements for curing for the compression of the flows of the individual rows against each other at length-spaced intervals. 6· Vorrichtung nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet» daß die Druckelenente aus einem Paar von Walzen (29»31) bestehen» die sich quer zur Extrusioneehene erstrecken und die beidseitig der Ströme (i5, 17* 19« 21, 23» 25) angeordnet sind und die femer VorsprUnge (39) aufweisen die auf den Walzenunfang verteilt und die kürzer als die Waleenlänge sind und die schließlich zueinander versetzt sind und ferner» dadurch» daß ein Antrieb für den gemeinsamen Antrieb der Walzen (29,31) vorgesehen ist.6 · Device according to claim 5t characterized by » that the pressure elements consist of a pair of rollers (29 »31) which extend across the extrusion line extend and on both sides of the streams (i5, 17 * 19 «21, 23 »25) are arranged and the further projections (39) which are distributed over the circumference of the rollers and which are shorter than the length of the whale and which ultimately relate to each other are offset and further "by" that a drive is provided for the common drive of the rollers (29, 31). 7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihen der Vorsprünge (39) im wesentlichen parallel zu den Walzenachaen (33) angeordnet sind und entsprechende Vorsprünge (39) der beiden Walzen (29,31) sich beim Drehen der Walzen jeweils gegenüberstehen.7. Device according to claim 6, characterized in that that the rows of projections (39) are arranged essentially parallel to the Walzenachaen (33) are and corresponding projections (39) of the two rollers (29,31) face each other when the rollers rotate. 909831/1317 bad original909831/1317 bad original 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß die versetzt angeordneten Vorsprünge (39) mit sich überlappenden Enden auf den Walaen (29t31) angeordnet sind.8. Apparatus according to claim 6 or 7 »characterized in that the offset projections (39) are arranged with overlapping ends on the Walaen (29t31). 909831/1317909831/1317 LeerseiteBlank page