DE2054999A1 - Verfahren zum Einstellen eines Überzuges und Vorrichtung zur Durch fuhrung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Einstellen eines Überzuges und Vorrichtung zur Durch fuhrung des VerfahrensInfo
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Description
2 Hamburg 70 · Postfach 10914
Fernruf: 6529707
Verfahren zum Einstellen eines Überzuges und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Jones & Laughlin, Steel Corporation, 3 Gateway Center
Pittsburgh, Pa. 15250
(Vereinigte Staaten von Nordamerika)
Biese Erfindung bezieht eich allgemein auf Verfahren und
Vorrichtungen zu» Einstellen dee Überzuges auf einem !Präger
und genauer ausgedrückt auf die Verwendung von FlüssigkeitsabstreifBittein
zum Einstellen des Gewichtee und der Verteilung eines Überzuges, der auf einen sioh bewegenden Träger
aufgebracht wurde« Die Erfindung findet ihre spezielle Anwendung bei Heißtauchüborzugsverfahrcn, wie bei dor
Fouorversinkung von Stahlbändern.
3s ist boroits bekannt gewesen, Überzugsrollen zu verwenden,
um die Dicke eines im flüssigen Zustand aufgebrachten
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Überzuges auf einem Träger zu steuern. Beispielsweise v/urden
bei der Herstellung von feuerverzinkten Stahlblechen angetriebene Austrittsrollen verwendet, die etwa zur Hälfte in
das Zinküberzugsgefäß eingetaucht sind und zur Steuerung der Schichtdicke des auf das Stahlband aufgebrachten Überzuges
verwendet werden, wobei das Stahlband dazwischen geführt wird und zwar unter Einstellung des Druckes zwischen den
Rollen und der relativen Stellung der Rollen in Bezug auf die Oberfläche des Zinkschmelzbades. Die Verwendung von
Überzugsrollen zum Einstellen der Überzugsschichtdicke ist nicht vollständig zufriedenstellend, jedoch wurden andere
Techniken angepaßt· Sine solche Technik ist die Flüssigkeitsabstreifung. In einem Flüssigkeitsabstreifungsverfahren wird
ein gasförmiges Material wie Dampf, Luft oder ein anderes gasförmiges Medium durch eine enge, schlitzförmige Öffnung
in einer Düse geführt und gegen den gerade überzogenen Träger gerichtet, während das Überzugsmaterial noch flüssig
ist, um überschüssiges Überzugsmaterial zu entfernen und so den flüssigen Überzug gleichförmig anzuordnen. Solche Düsen
werden als Gasmesser oder, wenn Luft als Abstreifmedium
verwendet wird, als Luftmesser bezeichnet.
Während die Flüssigkeitsabstreiftechniken viele der Nachteile
überwinden, die mit der Verwendung von Überzugsrollen zusammenhängen, ist es erforderlich gewesen, den Wirkungsgrad
solcher Techniken zu verbessern. Beispielsweise hat unsere Erfahrung gezeigt, daß für übliche Arbeitsgeschwindigkeiten
die Verwendung eines Luftmessers mit planarer, rechteckig
geformter Öffnung, um die Schichtdicke des Überzuges in
einem Tauchfeuerverzinkungsverfahren einzustellen, wie es
in der britischen Patentschrift 588 281 beschrieben ist,
folgende Nachteile besitzt:
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1) Es wird ein nicht gleichförmiger Überzug gebildet, wobei der zentrale Abschnitt des Bandes ein niedrigeres Überzugsgewicht
besitzt als die Eckabschnitte.
2) Die Bildung von einer benachbarten "stärkeren Umrandung" oder Wulsten des Zinküberzuges innerhalb von 12,7 mm bis
6,35 mm der Bandkanten·
Diese Merkmale ergeben sich an aufgespulten Bändern oder Spulen mit Pormproblemen. Bevorzugte Überzugsprofile sind solche
mit einem gleichmäßigen Überzugsgewicht über das ganze Band oder einem etwas stärkeren Überzugsgewicht im Zentrum des
Bandes und dann entlang den Kanten. Die bevorzugten Profile besitzen eine verbesserte Bandflächengleichheit, die das
Aufrollen erleichtert, besonders in Bezug auf dünnwandige Produkte.
Wir haben gefunden, daß die unerwünschten Überzugsprofile,
die sich durch die Verwendung von planaren, rechteckig geformten Düsenöffnungen ergeben, auf solchen Düsen beruhen,
die das Abstreifmedium auf das Band in einer solchen Weise
auftreffen lassen, daß höhere Aufpralldrucke entlang des Zentralteils des Bandes und ale entlang den Kanten des
Bandes gebildet werden und als Folge mehr Überzugsmaterial dazu neigt, vom Bandzentrum entfernt zu werden, als von den
Bandkanten. Wir haben auch gefunden, daß eine Aufpralldruckverteilung oder Profil, welches die tatsächliche Gleichförmigkeit
von den Kanten des Trägers zu dem Zentrum des (Prägers herabsetzt, hervorgerufen werden kann durch Verwenden einer
Düse mit einer öffnung oder einem Schute, der sich tatsächlich
gleichförmig von ihrem äußeren Rand bis zu ihrem Mittelpunkt erstreckt. Solch ein Aufpralldruckprofil kann entweder
ein gleichförmiges Überzugsprofil oder ein Überzugsprofil liefern, welches etwas stärker entlang seinem Zentrum als
entlang seinen Kanten ausgebildet ist. Das erhaltene exakte Überzugsprofil ergibt sich allgemein aus der Zunahmerate des
Aufpralldruckes vom Zentrum des Trägers zu den Kanten und das
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Aufpralldruckprofil ist eine Teilfunktion der Düsenöffnungscharakteristiken,
z.B. der Ausbildung der Steigungerate der
Düse oder des Düsenprofils. Demgemäß bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Einstellen des Überzugsprofils
durch Einstellen der DüsenöffnungsCharakteristiken. Wir haben
auch gefunden, daß eine Steigung der Düsenöffnung oder eine Düse des beschriebenen Typs die Bildung von stärkeren
Kanten verhindert, vorausgesetzt, daß die Steigung der Düsenöffnung ganz gleichförmig ausgebildet ist. Zusätzlich
zu den vorstehenden Ausführungen haben wir auch gefunden, daß bei einem kontinuierlichen Überzugsvorgang wie dem
kontinuierlichen Tauchfeuerverzinken von Stahlbändern, das Überzugsgewicht in erster Linie eine Punktion der Transportgeschwindigkeit,
der Bandbreite und Oberflächenrauhigkeit, Badtemperatur der Zinkschmelze, der Entfernung zwischen Düse
und Band, der Luftdurchflußrate durch die Düse und dor Düsencharakteristiken
ist. Genauer ausgedrückt kann das Überzugsgewicht angenähert durch eine lineare Gleichung der folgenden
Formel ausgedrückt werden:
Überzugsgewicht - CL + C2 (Luftdurchflußrate) + CU (Entfernung
zwischen Düse und Band) + C^ (Transportgeschwindigkeit)
+ Cc (Bandbreite) + Cg (Bandoberflächenrauhigkeit) + CU (Badtemperatur)
+ Cg (DüsenöffnungsCharakteristiken).
Die Ausdrücke C^ bis Cq stellen konstante Ausdrücke dar, welche
für Jedes besondere Überzugsverfahren gleich sind. Demgemäß trägt die vorliegende Erfindung nicht nur dem Wechsel der
Steigung der Düsenöffnung Rechnung, um das Überzugsprofil einzustellen, sondern zusätzlich trägt es auch Rechnung beim
Wechseln der Steigung der Düsenöffnung im Ansprechen auf Variationen in den anderen Arbeitsbedingungen, welche das
Überzugsgewicht beeinflussen, um dabei das Überzugsgewicht einzustellen. Die Erfindung gestattet ferner beides, um solche
Wechsel schnell durcheufuhren, wie auch Arbeitsgesohwindig-
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keitsverzögerungen und Ausbeuteverluste zu vermindern und zur
Aufrechterhaltung eines gewünschten Überzugsprofils beizutragen,
wenn das Band seitlich von seinem vorbestimmten Transportweg läuft.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gasabstreifverfahren
und Apparaturen zum Einstellen des Gewichtes und der Verteilung für einen im flüssigen Zustand auf einen bewegten
Träger aufgebrachten Überzug zur Verfügung zu stellen. Ein anderes Ziel der Erfindung ist et, eine solch« Steuerung
für ein kontinuierliches Feuerversinkungsverfahren unter
Verwendung von Luft als Abstreifmedium zu verwenden· Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine solche
Steuerung unter Verwendung eines Luftmessers mit einer steigend ausgebildeten öffnung zur Verfügung zu stellen, wobei
die Steigungsrate der öffnung im Ansprechen auf Wechsel der
anderen Variablen, die das Überzugsgewicht und Profil beeinflussen, angepaßt wird. Ein noch weiteres Ziel der Erfindung
ist es, Mittel für das sehr schnelle Wechseln in der Steigungsrate der Luftmesseröffnung zu ermöglichen, um Verzögerungen in der Arbeitsgeschwindigkeit und Ausbeuteverlust·
su verringern. Ein noch weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, eine solche Steuerung zur Verfügung su stellen, welche
Unregelmäßigkeiten beim Trägertransport kompensiert,
Diese und andere Ziele und Vorteile dieser Erfindung werden im Verlaufe der ausführlichen Beschreibung einer hier bevorzugten
Ausführungsforra erscheinen. Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird jetzt die Erfindung erläutert\
Fig. 1 ist ein schematischer Vertikalechnitt eines
Abschnittes aus der Tauchfeuerverzinkungsanlage, die
ein Luftabstreifsystem besitzt, um die Schichtdicke ·
des auf einem Stahlband abgeschiedenen Zinküberzuges gemäß dieser Erfindung zu steuern.
BAD ORIGINAL
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Fig, 2 ist eine grafische Darstellung der Aufpralldruckverteilung,
die sich über einem Träger ausbreitet, die bei Anwendung eines Luftabstreifsystems gemäß dieser Erfindung
auftritt und wobei sich die Aufpralldruckverteilung
über einem Träger ausbreitet, wenn dieser einem Luftabstreifsystem unterworfen wird, welches
unerwünschten ÜberzugsCharakteristiken Rechnung trägt·
Fig, 2 ist eine Vorderansicht des Gasmessers der Erfindung·
Fig· 4 ist eino Teilaniicht des Gaaaessera entlang der Linie
IV - IV in Pig· 5.
Die Erfindung wird hier besonders in Verbindung mit der
kontinuierlichen Tauchfeuerverzinkung von Stahlband beschrieben,
aber es sei vermerkt, daß die Erfindung auf verschiedene Überzugsverfahren Anwendung finden kann, in denen ein Überzugsmittel
in flüssiger Fora auf einen Träger aufgebracht wird.
Fig. 1 verdeutlicht senematiech einen Abschnitt aus einer
Tauchfeuerverzinkungsanlage, wobei ein Stahlband 10
nach dem Auetritt aus einer Oberflächonbehandluneeanlage
(nicht dargestellt) abwarte durch einen Schutzkanal 11 in ein Zinkschmelzbad 12 läuft, im die Badrolle
13 geführt wird und sich dann aufwärts im Kontakt
mit der Stabilisierrolle 14 bewegt und nach Durchlaufen
der Luftmesser oder Düsen 15 - 15 zu einem Kühlturm
mit einer geeigneten, nicht dargestellten Rücklaufvorrichtung weiterbewegt wird,
Preßluft wird von einer nicht dargestellten Quelle geliefert und zu den Verteilungsdruckkesseln 16 - 16 geführt und von
dort zu den Düsen 15 - 15 mittels einer Serie flexibler Metallschläuche 17 - 17 weitergeleitet, um eine gleichmäßige
Druckverteilung zu den Düsen und durch die Düsen zu dom Band
sicherzustellen. Der Luftdurchfluß durch die Düsen wird durch
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geeignete Hähne in den Leitungen eingestellt, welche die Luftquelle und die Verteilungsdruckkessel verbinden. Die
Düsenöffnungen oder Schlitze, durch welche die Luft auf das Band gerichtet wird, erstreckt sich mindestens über die Breite
des Bandes und vorzugsweise erstreckt sie sich über dia Bandkanten. Die aus den Düsen austretende Luft prallt auf das
Band auf und entfernt daran überschüssiges geschmolzenes. Zink und glättet ganz allgemein das geschmolzene Zink auf dem
Bard, wodurch das Überzugsgewicht und die Verteilung eingestellt
wird. Die Stabilisierrolle 14 ist querlaufend auf dem
Aufwärtsweg des Bandes justierbar, um das Band im wesentlichen senkrecht zu halten und die Umgebungsfläche des Bandes,
am Aufprallpunkt genau parallel zu den Düsenvorderseiton zu halten. Die Düsen sind ebenfalls seitlich auf dem Aufwärtswog
des Bandes justierbar, um die Einstellung der richtigen Stellung des dazwischen befindlichen Bandes zu ermöglichen.
Wie vorstehend erläutert, haben wir gefunden, daß in Bezug auf die Düsenöffnungsausbildung bei herkömmlichen Arbeitsgeschwindigkeiten
ein^planarer, rechteckiger Schlitz des Typs,
wie er in der schon genannten britischen Patentschrift 588 281 beschrieben ist, ein Überzugsprofil ergibt, wobei
der Überzug entlang des Zentralteils des Bandes dünner ist als entlang den Kantenteilen. Zusätzlich werden dickere
Kanten oder Randwulste des Überzugsmaterials an den benachbarten Bandkanten gebildet. Der Grund hierfür ist darin zu
suchen, daß eine Düsenöffnung eine Aufpralldruckverteilung, welche sich auf dem Band ausbreitet, verursacht, die von
einem Maximum am Zentrum des Bandes bis zu einem Minimum an den Kanten des Bandes variiert. Hieraus ergibt sich das
Resultat, daß mehr Überzugsflüssigkeit vom Zentrum des Bandes entfernt wird, als von den Kanten. Diese Aufpralldruckvertöilung
ist grafisch als durchgehende Linie in Fig. 2 dargestellt.
Wir haben gefunden, daß eine gleichförmige
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Überzugsdicke auf dem Band oder eine Überzugsschichtdicke
leicht höher entlang des Zentralteils des Bandes und dann entlang den Kanten durch Düsen bewirkt wird, welche Öffnungen
besitzen, die gleichförmig von ihrem Rand zu ihrem.tatsächlichen Mittelpunkt spitz zulaufen, wie dies in Fig. 3
dargestellt ist. Solche Düsenöffnungen ergeben Aufpralldruckverteilungen, welche sich über das Band erstrecken und
welche sehr gleichförmig von einem Minimum im Zentrum des Bandes bis zu einem Maximum an den Kanten des Bandes variieren,
wie es grafisch in der gestrichelten Linie in Fig. 2 dargestellt ist. Ebenso ist das Gebiet des Abstreifgasaufpralls
auf dem Träger größer entlang den Kanten des Trägers, als an dessen Zentralabschnitten. Die exakte Aufpralldruckverteilung,
welche sich auf einem Band ausbreitet, ist eine Teilfunktion der Düsenöffnungsausbildung oder der Verjüngungsrate
der Öffnung und des Typs der Aufpralldruckverteilung, welche durch die sich verjüngende Düsenöffnung
der Erfindung entweder in der Bildung einer gleichförmigen Überzugsdicke oder einer leicht erhöhteran Überzucjschicbt-
dicke im Zentrum des Bandes als an den Kanten des Bandes sich äußert und zwar in Abhängigkeit von der Größe
der Differenz zwischen dem Maximum und Minimum der Aufpralldrucke. So wie sich die Größenordnung dieser Differenz
erhöht, so ergibt sich die Größenordnung der Differenz zwischen der Überzugsschichtdicke entlang dem Zentralteil
des Bandes und der Überzugsschichtdicke entlang den Bandkanten. Dadurch, daß das Überzugsprofil nicht exakt dem
Aufpralldruckprofil entspricht, ergibt die Aufpralldruckverteilung über einem Band eine Steuerung des Überzugsprofils
in einer allgemeinen Weise.
Fig. 3 und Fig. 4- verdeutlichen ein Gasmesser oder eine Düse,
welche die Lehren dieser Erfindung verwirklichen. Das Gasmesser besitzt eine Düsenöffnung 20, die sich gleichförmig
von ihren Enden bis zu ihrem tatsächlichen Mittelpunkt
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verjüngt. Das Gasmesser enthält eine Oberlippe 21 und eine
Unterlippe 22, welche in geeigneter Weise durch Bolzen 23 - 23 am Düsenkörperteil 24 gehalten wird. Eine Vielzahl
von Durchgängen 25 - 25 sind auf der Rückseite des Düsenkörperteils
24 angebracht. Wenn das Gasmesser in Betrieb ist, führen flexible Metallschläuche 17 - 17 zu dem Druckverteiler
16, mit dem sie verbunden sind. Die Durchgänge 25 führen in die Kammer 26 des Düsenkörperteils 24. Eine Leitfläche
27 ist im Düsenkörperteil 24 durch die Kammer 26 angeordnet, um die Luft oder ein anderes Abstreifgas zu
verteilen, welches zu der Kammer 26 von dem Druckverteiler 16 geführt wird. Zusätzlich ist ein Sieb 28 durch die Kammer
26 gehend angeordnet, um als weiteres Hilfsmittel zur Verteilung des Abstreifgases zu wirken. Oberlippe 21 und
Unterlippe 22 bilden eine sich längsseits erstreckende Kammer 29, durch welche das Abstreifgas geleitet wird, be
vor es aus der Düse durch die Öffnung 20 austritt.
Das Gasmesser oder die Düsenöffnung 20 besitzt eine planare Oberfläche 30 auf der Oberlippe 21 und eine sich verjüngende
Oberfläche 31 auf-einem Einsatzglied 32, welches auf der
Unterlippe 22. gleitbar angebracht ist. Die Oberfläche 31
verjüngt sich gleichförmig zur Oberfläche 30 von den Enden
des Einsatzgliedes 32 bis zum tatsächlichen Mittelpunkt des
Einsatzgliedes 32« Ein sich längsseits erstreckender Schlitz
33 ist in der Unterlippe 22 angebracht und ein vollständiges Keilstück 34 ist am Einsatzglied 32 angebracht, wodurch das.
Einsatzglied 32 gleitbar in der Unterlippe angeordnet ist.
Das Einsatzglied 32 ist lösbar an der Unterlippe befestigt
und zwar mittels Haltevorrichtungen in Form eines herkömmlichen Kugel-Fedorventils 35 - 35 verschraubbar an der
Unterlippe befestigt. Um das Einsatzglied zu wechseln, um
Überzugsgewicht und Verteilung zu steuern, ist es in einfacher Weise nur erforderlich, das Einsatzglied von dem einen
Ende der Unterlippe wegzuziehen, welches sich am Platz
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- ίο -
befindet, während gleichzeitig von dem anderen Ende der Unterlippe ein Einsatzglied eingegliedert wird, welches eine
andere Verjüngung auf der Oberfläche 31 besitzt.
Bei den verschiedenen Überzugsverfahren, so wie bei dem beschriebenen Tauchfeuerverzinkungsverfahren, neigt das
Band von Zeit zu Zeit dazu, zu treideln oder sich seitlich £ von seiner Bewegungsbahn zu bewegen. Wenn das Treideln erfolgt,
ist das Zentrum der Düsenöffnung nicht auf das Zentrum des Bandes ausgerichtet und demgemäß wird im Zentrusa ein dikkerer
Überzug aufgebracht und die dicker überzogenen Gebiete wandern vom Zentrum des Bandes weg,so wie das Band treidelt.
Dies ist unerwünscht, denn das vermindert die Qualität des überzogenen Produktes und macht es schwieriger, es gleichmäßig
aufzuspulen. Demgemäß, wie in Pig. 3 dargestellt t
erstreckt sich vorzugsweise das Einsatzglied 32 über beide Enden der Düse« Ifenn das Band dazu neigt, bei seiner Aufwärtsbewegung
ouerlaufend zu treideln, kann jedoch der Einsatz entsprechend einJustiert werden, um den Mittelpunkt .
der Düse tatsächlich im Mittelpunkt des Bandes anzuordnen.
Es sei bemerkt, daß die Charakteristiken der verschiedenen Überzugsverfahren und Überzugsvorrichtungen voneinander
abweichen, so daß eine Düsenöffnungsneigung, welche das gewünschte Überzugsprofil unter spezifischen Arbeitsbedingungen
liefert, in einem Überzugsvorgang nicht ein ähnliches gewünschtes Überzugsprofil unter den gleichen Bedingungen
in einer zweiten Überzugsanlage liefert. Jedoch auf der Basis der vorliegenden Beschreibung kann ein Fachmann
auf diesem Gebiet leicht für einen besonderen Überzugsvorgang oder eine Überzugsvorrichtung die Beziehungen
zwischen Düsenöffnungsneigung und Arbeitsbedingungen, welche spezifisch gewünschte überzugsprofile und Gewichte liefern,
bestimmen.
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Claims (1)
- Patentansprüche:Verfahren zum Einstellen des Überzuges auf einem Träger, gekennzeichnet durch Abscheiden eines Überzugsnaterials als Flüssigkeit auf dem Träger, Bewegen des Trägers auf einem Längsweg hinter eine Düse mit einer verlängerten Öffnung, welche sich mindestens über die Breite des Trägers erstreckt, wobei die Öffnungssteigung im wesentlichen gleichförmig von ihren Enden im wesentlichen bis zu ihrem Mittelpunkt ansteigt und ein gasförmiges Medium durch die Öffnung gezwungen wird und das gasförmige Medium auf den Träger durch Anpassen der Steigung der Düsenöffnung gerichtet wird, um das gasförmige Medium auf den Träger, aufprallen zu lassen, wodurch eine gewünschte Überzugsmittelschichtdicke, ein Überzugsmittelprofil und ein Überzugsmittelgewicht gebildet wird und als Folge auf dia Wechsel in den Variablen die Überzugsmitteldicke, das Überzugsmittelprofil und das Überzugsmittelgewicht bewirken.2.) Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einjustieren der Stellung des Mittelpunktes der Düsenöffnung, um tatsächlich gegenüber dem Mittelpunkt des Trägers angeordnet zu sein, wenn der Träger seitlich zu seinem Langsweg treidelt.J.) Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwenden von Zink als Überzugsmittel, Stahl als Träger und Luft als gasförmigem Medium»109821/18074-.) Verfahren nach Anspruch 3* gekennzeichnet durch Einjustieren der Stellung des Mittelpunktes der Düsenöffnung, um tatsächlich gegenüber dem Mittelpunkt des Trägers angeordnet zu sein, wenn der Träger seitlich zu seinem Längsweg treidelt.5·) Apparatur als Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4-, gekennzeichnet durch Mittel zum Einstellen der Überzugsmitteldicke und des Überzugsmittelprofils auf einem Träger durch Verwenden einer Gasabstreifdüse mit einer verlängerten Öffnung, die. tatsächlich gleichförmig von ihren Enden bis zu ihrem tatsächlichen Mittelpunkt ansteigt.6.) Apparatur nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Düse erste und zweite Düsenlippen und ein verschiebbares Einsatzstück aufweist, welches durch die zweite Düsenlippe getragen wird und die erste Düsenlippe und das Einsatzstück erste und zweite auseinanderliegende überflächen besitzt bzw. die öffnung bilden, wobei die erste Oberfläche im wesentlichen planar ist und die zweite Oberfläche gegen die erste Oberfläche von ihren Enden bis zu ihrem Mittelpunkt geneigt ausgebildet ist«7.) Apparatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Düsenlippe eine verlängerte Ausnehmung enthält und das Einsatzstück ein komplementär verlängertes, in der Ausnehmung gleitbares Keilstück aufweist·109821/1807Leerseite
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