DE2602669A1

DE2602669A1 - Vorrichtung mit einem misch- und spritzkopf

Info

Publication number: DE2602669A1
Application number: DE19762602669
Authority: DE
Inventors: Alain Felten; Daniel Laurent
Original assignee: SECMER SA
Current assignee: SECMER SA
Priority date: 1975-01-28
Filing date: 1976-01-24
Publication date: 1976-07-29
Also published as: FR2299578B1; IT1054989B; DE2602669C3; GB1488632A; US4068829A; FR2299578A1; DE2602669B2; JPS51100169A

Description

PATENTANWALT ** ^

WOLFGANG SCHÖNHERR Φτ-i pt dpn ?1 1 1

0 55TRiE₈-HAWSTRASSE₂₉ ΪΠΘΓ, den <Π . 1 . I

TEL. 06 51-3-48 88

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Secmer S.Ao
La iDronche - Prankreich

Vorrichtung mit einem Msch- und Spritzkopf

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Misch- und Spritzkopf zum Mischen mindestens zweier Stoffe unter Druck und zum Ausspritzen des Gemische aus mehreren Komponenten.

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Es ist "bekannt, daß insbesondere "bei der Verarbeitung von sehaumförmigen Stoffen mindestens zwei Komponente sehr innig miteinander vermischt werden und das erhaltene Gemisch anschließend in eine Druckform gespritzt wird. Hierzu weist der Mischkopf Einspritzdüsen für Jede Stoffkomponente auf, die mit Hilfe einer Pumpe und eines Verteilers von einem Speicherbehälter zum Kopf gelangen. Die Pumpe arbeitet dabei im Dauerbetrieb, wobei bei geschlossener Einspritzdüse, d.h. während des ITichtausspritzens, die Stoffe in den Speicherbehälter zurückgeleitet werden.

Die Reinigung derartiger Mischköpfe ist sehr schwierig, insbesondere, da die Verteiler der verschiedenen Sehaltorgane vollkommen synchron zueinander arbeiten müssen, damit das Mengenverhältnis der verarbeiteten Stoffe genau stimmt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Mischkopf der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß er selbst die Verteiler umfaßt, obgleich kein weiteres Element in die die Pumpe und den Kopf verbindende leitung eingefügt ist«

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Vorteilhaft ist der Kopf aus nichtrostendem Material, wodurch große Vorteile "beim Verarbeiten von ätzenden Stoffen erzielt werden.

Der erfindungsgemäße Kopf weist ebensoviele Verteilerventile wie zu mischende Stoffkomponente auf, wobei die Ventile mit SteuerOrganen zu ihrem synchronen Öffnen und Schließen in Abhängigkeit von der Stellung eines Schiebers verbunden sind, der zur Reinigung der Mischkammer dient.

Vorteilhaft beginnt beim Verarbeiten von Stoffen, deren Massenverhältnis verschieden von eins ist, das Öffnen der beiden Ventile zur gleichen Zeit ebenso, wie ihr Sehließen im gleichen Augenblick erfolgt, wobei die Ventile verschiedene Öffnungswege durchlaufen haben, d.h. die Öffnungsgeschwindigkeiten der Ventile sind vorteilhaft verschieden voneinander.

Vorteilhaft sind die Kippachsen der Kipphebel zur Betätigung der Ventile verschieden zueinander angeordnet, und vorteilhaft sind die Angriffspunkte der dem Schieber zugeordneten Zapfen auf den Kipphebeln verschiedene

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Vorteilhaft weist der Kipphebel zur Betätigung jedes Yentils einen in axialer Sichtung verstellbaren Anschlag auf, der mit einem Pendelhebel zusammenwirkt, der sich gegen den entsprechenden Steuerzapfen abstützt.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Mischkopf im längsschnitt j,

lig. 2 einen Querschnitt nach II-II der Mg. T durch den Mischkopf mit geschlossenen Ventilen,

lig. 3 eine andere Ausfuhrungsform eines Mischkopfes im Längsschnitt.

Der Misch- und Spritzkopf nach Pig. 1 hat einen Hauptkörper 1, auf dem ein Zylinder 2 aufgesetzt ist. In dem Zylinder ist ein Kolben 3 verschiebbar geführt, dessen Kolbenstange 4 durch einen Schieber 5 verlängert ist. Der Schieber 5 durchquert den

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Hauptkörper 1 in einer Mittelbohrung 1a. Der Zylinder 2 ist durch geeignete Mittel mit dem Hauptkörper 1 verbunden. Zwischen "beiden Teilen ist eine Dichtung 6 vorgesehen. Der Drucktopf aus dem Zylinder 2 und dem Kolben 3 ist doppelseitig wirkend, d_oh.

er führt entgegengesetzte Bewegungen aus, je nachdem, ob eine Druckflüssigkeit durch eine Leitung 7 oder durch eine leitung 8 eingespeist wird. Die Leitungen 7 und 8 sind jeweils durch Anschlußstücke 9 und mit dem Zylinder 2 verbunden.

Im Hauptkörper 1 sind einander diametral gegenüberliegend zwei Buchsen 11 eingesetzt. An jede Buchse 11 schließt sich eine Muffe 13 an, die seitlich am Hauptkörper vorsteht. Die Muffen 13 sind in bekannter Art durch nicht gezeigte Mittel am Hauptkörper befestigte

Jede Buchse 11 weist eine axiale Bohrung 11a auf, an die sich zur Mitte hin ein kegelförmiger Ventilsitz 11b anschließt. Die Buchsen 11 haben an ihrem Ende eine Öffnung 11c, die schräg nach oben gerichtet

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ist. Die zum Innern des Hauptkörpers gerichteten Enden jeder Buchse 11 enden außerdem in der Innenwandung einer Mittelbohrung 1a des Hauptkörpers, die die Mischkammer bildet.

Ein Stöpsel 15 ist in ein Innengewinde 13a jeder Muffe 13 geschraubt. Der Stöpsel 15 hat einen Portsatz 15b, der dicht an einem Bundring 13b der Muffe anliegt. Er weist weiterhin eine zylinderförmige Klemmhalterung 15c auf, die mit der Innenwandung der axialen Bohrung 11a der Buchsen 11 in Eingriff ist.

Jede Halterung 15c hat eine Bohrung 15d, die in

einen Ventilsitz 15e am freien Ende der Halterung

übergeht. Die Bohrung 15d steht mit dem Äußeren

durch mehrere radiale Öffnungen 15f in Verbindung.

In einer Mittelbohrung 15g jedes Stöpsels 15 ist ein Stempel 16 eingesetzt, dessen inneres Ende ein Kugelgelenk 17a bzw. 18a eines Ventils 17 bzw* umgreift. Jedes Ventil 17 weist eine Sitzfläche 17b

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bzw. 18b auf, mit der es diclit auf dem Ventilsitz 15e des entsprechenden Stöpsels aufsitzt. Jedes Ventil hat ferner an seinem freien, dem Kugelgelenk abgewandten Ende eine Ventilsitzflache 17c bzw. 18c, mit der die konischen Ventilsitze 11b jeder Buchse dicht verschließbar sind. Die Sitzfläche 17b bzw. 18b jedes Ventils ist zur Ventilsitzfläche 17c bzw. 18c entgegengesetzt gerichtet, so daß das eine Ventil geöffnet ist, wenn das andere geschlossen ist.

Die radialen Öffnungen 15f jedes Stöpsels 15 münden in eine, in jeder Muffe 13 angeordnete, ringförmige Kammer (Fig. 2). Diese ringförmige Kammer steht mit einer Bohrung 21 mit Innengewinde in Verbindung, in die ein .Anschluß stück 23 bzw. 24 einer Eückflußleitung 25 bzw. 26 eingeschraubt ist. Der Baum 27 zwischen dem Ventilsitz 15e jedes Stöpsels 15 und dem Ventilsitz 11b jeder entsprechenden Buchse steht durch eine Bohrung 29 mit einem gewinkelten, im Hauptkörper 1 angeordneten Kanal 31 bzw. 32 in Verbindung. Zufuhrleitungen 35 bzw. 36, die durch Anschlußstüeke 33 bzw. 34 an jede Muffe 13 angesehraubt

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sind, sind mit den Räumen 27 verbunden. Jede der Zufuhrleitungen führt dem Kopf einen Stoff zu, der mit mindestens einem anderen Stoff im Kopf unter Druck
gemischt wird. Anschließend wird das Gemisch ausgespritzt.

Im Schieber 5 ist eine umlaufende, kegelstumpfartige Abschrägung 5a vorgesehen, an die sich ein zylindrischer Abschnitt 5b mit einem kleineren Durchmesser
als dem des Schiebers anschließt. In höchster Stellung des Schiebers 5, dem zylindrischen Abschnitt 5b des Schiebers gegenüberliegend angeordnet, sind in
dem Hauptkörper 1 zwei diametral zueinander angeordnete Bohrungen 1b und 1c vorgesehen, die vom Äußeren des Hauptkörpers bis zur Mittelbohrung 1a führen. In den Bohrungen sind Zapfen 37, 38 eingesetzt, die mit ihrem Kopf 37a, 38a den Hauptkörper 1 seitlich überragen. Auf den Köpfen 37a, 38a stützen sich Stellschrauben 39» 4-0 mit ihrem einen Ende ab. Die Stellschrauben 39> 40 sind mit ihrem anderen Ende in Kipphebeln 41, 42 eingeschraubt, die um an den Muffen 13

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angeordnete Achsen 43, 44 drehbar sind. Das gabelförmig ausgebildete andere Ende jedes Hebels greift in eine umlaufende Ausnehmung 16a in den die Stöpsel 15 überragenden Enden der Stempel 16„

In jeder Muffe 13 ist ein Bolzen 45 bzw. 46 eingesetzt,-der von einer Druckfeder 47 bzw. 48 gegen die Unterseite jedes Kipphebels 41, 42 gehalten ist. Somit wird der andere Arm jedes Hebels gegen den Zapfen 37 bzw. 38 gehalten. Ist der Kolben 3 in seiner oberen Stellung (Pig. 1), so liegen die Zapfen 37, 38 an dem zylindrischen Abschnitt 5b des Schiebers an, so daß über die Kipphebel 41, 42 die Sitzflächen 17b, 18b der Ventile gegen die entsprechenden Ventilsitze 15e jedes Stöpsels gedruckt sind. Somit gelangen die Stoffe durch die Zufuhrleitungen 35, 36 in die Mittelbohrung 1a. Sie werden zur Mischung gegen das konkav gewölbte Ende des Schiebers 5 geschleudert und dann durch eine Düse 49 am unteren Ende des Hauptkörpers 1 ausgespritzt.

Der Spritzvorgang wird durch die Zufuhr eines Druckmediums durch die leitung 7, wodurch der Kolben 3 bewegt wird, beendet. Die Abschrägung 5a schiebt die

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beiden Zapfen 37, 38 gleichzeitig nach außen, wodurch die Kipphebel 41, 42 bewegt werden, so daß die Stempel 16 nach innen geschoben werden. Dadurch werden die Ventilsitzflächen 17c, 18c der Ventile 17 und gegen die Ventilsitze 11b jeder Buchse 11 gedruckt und somit geschlossen. Dagegen werden die Sitzflächen 17b, 18b von den ihnen zugeordneten Ventilsitzen 15e wegbewegt, so daß die Kammern 19, 20 mit dem Raum und damit mit den entsprechenden Rückflußleitungen 25, 26 in Verbindung stehen. Die im Mischkopf vom Speicherbehälter ankommenden Stoffe werden daher zum Speicherbehälter zurückgeleitet.

Jedem Speicherbehälter ist eine Pumpe mit veränderbarem Durchsatz zugeordnet, deren Einflußseite am Boden des Behälters angeordnet ist und deren Ausflußseite mit einer der ZufuhrIeitungen 35, 36 verbunden isto Da die Rückflußleitungen einen anderen Querschnitt als die Zufuhrleitungen aufweisen, ändert sich der Äusgangsdruck jeder Pumpe gleichzeitig mit ihrem Durchfluß. Dazu ist vorteilhaft in jeder Rückflußleitung eine Drossel mit geeignetem Durch-

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messer eingesetzt. Weiter ist es möglich, die Stellung jedes Stöpsels in axialer Richtung derart zu verändern, daß sich die Ventilflächen 17c, 18c in geöffneter Stellung mehr oder weniger weit von den ihnen zugeordneten Ventilsitzen "befinden. Somit ist der KLießdruck veränderbar und damit selbsttätig und in einem proportionalen Verhältnis der Rückflußdruck, der durch die Stellung des Ventils, das den Rückflußquerschnitt zwischen seinen Sitzflächen 17"b "bzw. 18b und den Sitzflächen 15e der Muffe "bestimmt, gleichmäßig verringert. Die Zuflußmenge hat daher in jeder axialen Stellung des Stöpsels 15 den gleichen Wert wie·die Rückflußmenge_o Dadurch wird eine Unabhängigkeit der Durchflußmenge und des Rückflußdruckes erzieltο

Bereits vor Beginn der Bewegung des Kolbens 3 ist der maximale Durchfluß der Pumpe und damit deren höchster Druck eingestellt, so daß vor dem Öffnen der Ventile "beim Beginn des Spritzens der Druck im Raum 27 bereits den Wert hat, der während des Spritzens notwendig ist. Weiterhin ist dieser Druck nur einen kurzen Augenblick nach dem Ende des Spritzens reduziert.

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Vorzugsweise arbeitet jede Pumpe mit zwei vorgegebenen Durchflußmengen, einer geringen und einer hohen Ourchflußmenge, die dem Rückfluß und dem Spritzfluß entsprechen.

In jedem der Kipphebel 41» 42 ist eine Schraube 50 bzw. 51 eingesetzt, mit denen die Wirkung der Zapfen 37 bzw. 38 aufhebbar ist, indem sich ein Ende der Schraube gegen den Zylinder 2 abstützt, wodurch der entsprechende Kipphebel derart gehalten ist, daß das entsprechende Tentil geschlossen ist. Somit ist durch Betätigung einer der Schrauben 50 bzw. 51 lediglich ein Produkt ausspritzbar_o Dabei wird eine bestimmte Menge während einer Torgegebenen Zeit ausgespritzt. Wird die betötigte Schraube freigegeben und die andere dafür betätigt, so wirkt das andere Ventil entsprechend. Es ergibt sich wiederum in der gleichen Zeit eine bestimmte Menge eines zweiten Stoffes, wobei außerdem die Menge des Stoffes veränderbar ist.

Bei der Ausführungsform nach Mg. 3 ist jeder Kipphebel nach oben durch eine Gewindestange 52 bzw. 53 verlängert, auf der eine Mutter 54, deren kreisför-

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miger Umfang nach außen gewölbt ist, aufgeschraubt ist. Diese Mutter wirkt mit einem Pendelhebel 55 bzw. 56 zusammen, dessen oberes Ende an einer horizontalen Achse 57 bzw. 58 angelenkt ist, die in einem am Zylinder 2 befestigten Gabelgelenk 59 bzw. 60 sitzt. Der Pendelhebel weist vorzugsweise die Form eines'Bügels mit mindestens zwei einander abgewandten parallelen Flächen auf. Eine der Flächen 55a bzw. 56a jedes Pendelhebels stützt sich gegen die entsprechende Mutter 54 ab, während auf der anderen Fläche 55b bzw. 56b das äußere Ende der entsprechenden Zapfen 37 bzw. 38 wegen der Wirkung der Bolzen 45 bzw. 46 aufliegt.

Das freie Ende der Gewindestangen 52, 53 der Kipphebel 41, 42 trägt eine Kappe 61, in der eine Stellschraube 50 zur Terhinderung der Wirkung der Zapfen 37, 38 eingesetzt ist_o

Die Kappe auf der Gewindestange 53 ist nicht dargestellt. Jeder Kipphebel ist von einer Schutzhaube 62 umgeben (nur bei Hebel 42 dargestellt).

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Durch Verändern der Stellung jeder Mutter 54, indem sie mehr oder weniger heraus- oder hereingeschraubt wird und anschließend an der gewünschten Stelle mit Hilfe einer Gegenmutter 63 festgelegt wird, ist die Geschwindigkeit des Öffnens oder des Sohließens der Ventile 17, 18 einstellbar, so daß die Veränderung der Stellung der Ventile gleichzeitig erfolgt. In der Zeichnung ist der Mischkopf mit geöffneten Ventilen dargestelltο Aus den verschiedenen Stellungen der Muttern 54 auf jedem Hebel 41 , 42 ergibt sich, daß das Ventil 17 viel näher an seinem Ventilsitz steht als das Ventil 18, so daß die Durehflußmenge der beiden Stoffe verschieden ist.

Zur Beendigung des Spritzvorganges wird der Schieber 5 nach unten bewegt, wodurch die Zapfen 37, 38 aufgrund der Abschrägung 5a nach außen bewegt werden. Dadurch werden die beiden Pendelhebel 55, 56 ebenfalls nach außen bewegt, so daß sie die Kipphebel 41, 42 derart schwenken, daß die Ventile geschlossen werden. Dabei erfolgt der Beginn und das Ende der Bewegung der Ventile gleichzeitig, jedoch

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ist die Geschwindigkeit der Ventile ungleich, da sie in gleicher Zeit verschiedene Wege durchlaufen.

Die Pendelhebel 55» 56 sind durch-eine andere Anordnung ersetzbar,.die ebenfalls synchron zur Stellung des Schiebers 5 ist.

Der beschriebene Misch- und Spritzkopf ist für das Verarbeiten zweier Stoffe vorgesehen, jedoch ist er auch zum Mischen¹ und Spritzen einer beliebigen Anzahl von Stoffen geeignet, indem die entsprechende Anzahl Ventile am Eopf angeordnet wird.

Der beschriebene Kusch- und Spritzkopf ist vorteilhaft zur Verarbeitung von Polyurethan geeignet.

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Claims

Patentansprüche

ο/ Vorrichtung mit einem Kopf zum Mischen mindestens zweier Stoffe unter Druck und zum Spritzen des Gemischs aus mehreren Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kopf Klappenventile (17, 18) für die einzelnen Stoffe angeordnet sind, die mit Vorrichtungen zum synchronen Öffnen oder Schließen in Abhängigkeit von der Stellung eines Schiebers (5) zum Reinigen der Mischkammer verbunden sind.

2„ Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kopf ein Schieber (5) mit einer Abschrägung (5a) angeordnet ist, an der sich eine der Zahl der Ventile entsprechende Zahl Zapfen (37, 38) mit einem Ende abstützt, deren anderes Ende an einem Arm eines Kipphebels (41, 42) anliegt, dessen anderer Arm auf einen mit jedem Ventil verbundenen Stempel (16) workt, wobei der Kipphebel durch eine auf ihn ausgeübte Vorspannung gegen den Zapfen gehalten is to

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (5) zur Reinigung mit einer Vorrichtung zur Steuerung des Rückflusses der
Stoffe "bei geschlossenen Ventilen verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, -daß jedes Ventil (17, 18) in Spritzstellung
die Rückflußleitung verschließt und daß jedes
Ventil in Niehtspritzstellung die Rückflußleitung frei gibt.

5ο Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ventil (17, 18) eine Ventilsitzfläche (17c, 18c) und eine Sitzfläche (17b, 18b)
aufweist, die in entgegengesetzte Richtungen wirkend, aneinanderliegend angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ventil (17, 18) mit einer in axialer Richtung derart wirkenden Regelvorrichtung versehen ist, daß der Durchgangsquerschnitt für den Stoff in Ausspritzrichtung ebenso wie der in Rückflußrich-

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tung veränderbar ist, so daß eine Veränderung des Druckes des ankommenden Stoffes selbsttätig eine proportionale Veränderung des Rückflußdruckes bewirkt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Kopf Rückflußleitungen (25, 26) verbunden sind, von denen jede eine Drosselung aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kopf eine Vorrichtung zum Öffnen eines einzigen Ventils zum Ausspritzen eines Produktes zugeordnet ist, so daß nach Schließen dieses Ventils und Öffnen eines anderen Ventils ein anderer Stoff zum Messen des genauen
Mengenverhältnisses in der gleichen Zeit ausspritzbar ist.

9e Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Speicherbehälter, die über im Durchsatz regelbare Pampen mit den Ventilen verbunden sind, und durch eine Regelvorrichtung zur Einstellung des Spritzdruckes bereits vor der Öffnung des Ventils, während der Rückflußdruck nur einen kurzen Augenblick nach Schließen des Ventils eingestellt ist.

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10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kopf eine Steuervorrichtung der Ventile zugeordnet ist, "bei der die Verstellgeschwindigkeit der Ventile verschieden, jedoch der Beginn und das Ende ihrer Bewegung genau gleichzeitig 'ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Ventil (17, 18) ein Kipphebel (41, 42) zugeordnet ist, der mit einem axial verstellbaren Anschlag versehen ist, der mit einem Pendelhebel (55, 56) zusammenwirkt, der sich gegen einen entsprechend zugeordneten Zapfen (37, 38) abstützt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelhebel (55, 56) einen vertikalen Bügel aufweist, der an seinem oberen Ende an einer horizontalen am Gehäuse (2) angeordneten Achse (57, 58) angelenkt ist.

13o Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Anschlag eine Mutter (54)

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auf einer Gewindestange (52, 53) aufweist, die den Kipphebel (41 j 42) nach oben verlängert, wobei die Mutter auf der Stange festlegbar ist.

14o Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende jeder Gewindestange (52, 53) eine Kappe (61) aufgeschraubt ist, in der eine Stellschraube (50) zur Verhinderung der Wirkung des dem Hebel (41» 42) zugeordneten Zapfens (37> 38) eingesetzt ist.

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