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Vorrichtung zum Strahlen feinwerktechnischer Werkstücke
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Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Strahlen
feinwerktechnischer Werkstücke nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bestimmte feinwerktechnische Werkstücke, insbesondere Werkstücke der
Dentaltechnik, sind einer Strahlbehandlung zu unterziehen. Dies gilt vorzugsweise
für Prothesen-Gußteile, die nach dem Entformen aus ihrem Gußmodell anhaftende Rückstände
der Modellmasse aufweisen. Diese Reste werden durch eine Strahlbehandlung beseitigt.
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Dazu wird ein festes Strahigut, insbesondere Korund,in einer Düse
mit einem Druckluftstrom vermischt. Das Luft-Strahlgutgemisch tritt aus der Düse
unter hohem Druck auf das zu behandelnde Werkstück gerichtet aus. Üblicherweise
besteht eine Strahlvorrichtung zur Durchführung derartiger Behandlungen aus einem
kastenförmigen Gehäuse.
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Dieses bildet einen geschlossenen Strahlraum, in dem ein Strahlgerät
mit einer Düse zur Bildung des Luft-Strahlgutgemisches angeordnet ist und Zuleitungen
zur Zuführung der Druckluft und des Strahigutes aufweist.
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Das zu behandelnde Werkstück ist in den Strahlraum durch eine verschließbare
Öffnung einzuführen. Dieses wird üblicherweise von Hand im Strahlraum gehalten,
wozu abgedichtete, widerstandsfähige Handschuhe von außen in den Strahlraum geführt
sind. Die Hände sind zum Halten des Werkstücks von außen her in die Handschuhe einführbar
und gegen eine Beaufschlagung durch das Luft-Strahlgutgemisch geschützt.
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Durch die Zufuhr der zum Strahlen notwendigen Druckluft entsteht im
Strahlraum ein Überdruck. Daher muß ständig Luft aus der Strahlvorrichtung austreten.
Diese ist im Strahlraum jedoch durch Staub des Strahlgutes sowie Feststoffpartikel
der vom Werkstück entfernten Rückstände angereichert. Das so aus dem Strahlraum
austretende Gemisch ist vor dem Yerlassen der Strahlvorrichtung zu filtern, so daß
weitestgehend von Feststoffpartikelchen befreite Luft aus der Strahlvorrichtung
austritt.
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Dazu sind die Strahlvorrichtungen herkömmlicher Weise mit einem Absauggebläse
für das Luft-Feststoffgemisch aus dem Strahiraum ausgerüstet. Das aus der Strahlkammer
abgesaugte Gemisch wird dann über einen Filter nach außen abgeführt. Anstelle der
Verwendung eines Absauggebläses ist es ebenfalls bekannt, das Luft-Feststoffgemisch
über eino in Abströmrichtung weisende Druckluftdüse
aus dem Strahlraum
abzuführen. Dazu weist das Gehäuse der Strahlvorrichtung neben dem Strahlraum einen
abgeteilten Schacht auf, in dem die Druckluftdüse angeordnet ist und über den das
Gemisch aus dem Strahl raum herausströmt. Die Druckluftdüse wird dabei von der zur
Speisung des Strahlgerätes dienenden Druckluftleitung gespeist.
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Diese Strahlvorrichtungen haben den Nachteil, daß der vom Luft-Feststoffpartikelgemisch
beaufschlagte Filter einer ähnlichen Beanspruchung ausgesetzt wird wie das zu behandelnde
Werkstück im Strahlraum und dadurch der Filter einem erheblichen mechanischen Verschleiß
ausgesetzt ist.
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Weiterhin ist es bekannt, in dem gemeinsam mit dem Strahlraum im Gehäuse
der Strahlvorrichtung angeordneten Schacht außer der Druckluftdüse eine zusätzliche
Flüssigkeitssprühdüse anzuordnen. Diese hat die Aufgabe, das vom Strahlraum ausströmende
Luft-Feststoffgemisch vorzugsweise mit Wasser anzureichern. Dadurch tritt eine Bindung
der Feststoffpartikel durch Flüssigkeit ein, wodurch diese aus dem Luftgemisch ausgeschieden
und als Wasser-Feststoffpartikelgemisch in Form von Schlamm abführbar sind. Dadurch
finde't bereits eine 'Vorreinigung" des Luft-Feststoffgemisches statt, bevor dieses
den nachgeordneten Filter durchströmt. Zusätzlich ist eine zum Inneren der Strahlvorrichtung
gerichtete Filterwandung ebenfalls vorzugsweise mit Wasser besprühbar (Deutsches
Gebrauchsmuster 80 23 198).
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Durch die hintereinanderliegende Anordnung der Luft- und Flüssigkeitsdüse
im Schacht, der einen relativ großen, rechteckförmigen Querschnitt aufweist, treten
hierin unterschiedliche Strömungen und nur eine unvollständige Benetzung der Feststoffpartikel
mit Wasser auf. Somit kann noch ein Teil des Luft-Feststoffgemischs zur inneren
befeuchteten Filterwand gelangen. Es besteht dann die Gefahr, daß der unmittelbar
vor dem Filter gebildete
Schlamm teilweise in denselben eindringt
und dessen Lebensdauer verkürzt.
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Die durch den Filter hindurchtretende Abluft führt mit der Zeit zur
vollständigen Befeuchtung des ganzen Filters, wodurch dessen Luftdurchlässigkeit
beeinträchtigt wird und damit Störungen an der Strahlvorrichtung entstehen.
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Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Strahivorrichtung
der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln und zu verbessern, daß auf
möglichst einfache Weise eine vollständige Abfuhr der anfallenden Feststoffpartikel
geschieht, insbesondere das aus dem Strahlraum austretende Druckluft- und Feststoffgemisch
vor Erreichen eines nachgeschalteten Filters trennbar ist. Des weiteren soll die
Vorrichtung langfristig ohne Filterwechsel einsetzbar sein und eine leichte Wartung
ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
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Die Besonderheit der Erfindung besteht demnach in der Anordnung einer
definierten Förderstrecke im Gehäuse der Strahlvorrichtung. Dazu ist dieses unterteilt
in den Strahlraum und einen Nebenraum. Diese beiden Räume Snd über eine Förderstrecke
miteinander verbunden, die zur Abfuhr des Lu,i-Feststoffpartikelgemischs aus dem
Strahlraum dient. In der Förderstrecke ist mindestens ein Düsenpaar bestehend aus
einer Druckluft- und einer Flüssigkeitsdüse angeordnet. Diese Düsen erzeugen ein
in Förderrichtung der Förderstrecke gerichtetes Gemisch, vorzugsweise aus Luft und
Wasser. Durch die besondere Ausbildung der Förderstrecke, nämlich vorzugsweise als
Saugrohr mit auf die Strömungsverhältnisse angepaßtem Durchmesser, wird eine vollständige
Vermischung des Luft-Wassergemisches einerseits mit dem Luft-Feststoffgemisch andererseits
erreicht, derart, daß die Feststoffpartikel
eine vollständige Wasserbenetzung
erfahren und als Schlamm abführbar sind, bevor diese den nachfolgenden Filter erreichen.
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Das Saugrohr der Förderstrecke kann beliebige Querschnitte aufweisen.
Diese richten sich nachden Gesichtspunkten, die eine möglichst gleichmäßige Gemischbildung
erwarten lassen.
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Darüber hinaus richtet sich der Verlauf des Saugrohres in der Vorrichtung
nach den Abmessungen derselben. Vorzugsweise ist die im Strahlraum liegende Ansaugmündung
des Saugrohres so gerichtet, daß diese sich im oberen Bereich der Strahlkammer befindet
und der bevorzugten Strahlrichtung des Strahlgerätes entgegengesetzt ist. Zur leichteren
Montage des Strahirohres innerhalb des Gehäuses der Vorrichtung besteht dieses vorzugsweise
aus mehreren ineinandersteckbaren Abschnitten. Bei einfachen Saugrohrformer kann
dieses auch einstückig ausgebildet sein.
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Die Druckluft- und Flüssigkeitsdüsen sind vorzugsweise unmittelbar
nebeneinanderliegend durch eine Bohrung od. dgl.
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in das Saugrohr geführt. Um eine möglichst gleichmäßige Vernebelung
der Flüssigkeit im Druckluftstrom zu erreichen, besitzen die beiden Düsen eine genau
aufeinander abgestimmte Relativlage zueinander. Vorzugsweise liegen beide Düsen
mit geringem Höhenversatz gleichgerichtet unmittelbar nebeneinander. Je nach Strömungsverhältnissen
im Saugrohr kann die Austrittsöffnung der Flüssigkeitsdüse unter der Druckluftdüse
liegen oder auch umgekehrt. Erforderlichenfalls können die beiden Düsen geringfügig
voneinander abweichende Strahlrichtungen aufweisen und gleichhohe Austrittsöffnungen
aufweisen. Zur einfachen Wartung und zum leichten Austausch der Luft- und Flüssigkeitsdüsen
sind diese durch einen herausnehmbaren Dichtsitz an entsprechender Stelle in die
Wandung des Saugrohres eingesetzt. Die Zuleitungen zu den Düsen bestehen aus diesem
Grunde aus flexiblem Material.
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Im Nebenraum der Vorrichtung ist an der Gehäuserückwand ein Filter
angeordnet. Dieser besteht aus mehreren mit Abstand voneinander angeordneten Filterwänden.
Vorzugsweise besteht der Filter aus zwei Filterwänden, deren Grundflächen annähernd
der Rückwand des Gehäuses entsprechen. Zur Verbesserung der Filterwirkung ist die
innere Filterwand mit einer Sprühvorrichtung ausgerüstet, die einen vollflächigen
Flüssigkeitsvorhang vor diesem aufbaut. Hierdurch findet eine zusätzliche Reinigung
der austretenden Luft von den restlichen Feststoffpartikeln statt. Der Zwischenraum
zwischen den beiden Filterwänden ermöglicht ein Abfließen der durch die innere Filterwand
hindurchtretenden Feuchtigkeit und eventuell darin enthaltener Feststoffpartikel.
Dadurch ist gewährleistet, daß die äußere Filterwand völlig trocken bleibt und einen
ungehinderten Austritt der Luft aus der Vorrichtung gestattet. Durch diese Filterkonstruktion
bleibt die äußere Filterwand trocken. Feuchtigkeit bzw. Feuchtigkeitspartikelchen
können somit nicht durch den Filter hindurch aus der Vorrichtung heraustreten.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand
eines Ausführungsbeispiels und Jer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt
eine Vorrichtung zum Strahlen im Vertikalschnitt.
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Die Vorrichtung des gezeigten Ausführungsbeispiels isc durch ein etwa
quaderförmiges Gehäuse 10 bestimmt. In diesem wird ein Strahlraum 11 gebildet, der
nach unten durch einen etwa waagerechten Gitterrost 12 begrenzt ist.
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Unter diesem befindet sich ein Sammelraum 13, der an seiner Unterseite
durch einen schrägliegenden Boden 14 gebildet ist. Der unter dem Boden 14 verbleibende
Restraum 15 an der Unterseite des Gehäuses 10 ist durch eine mit den Seitenwänden
desselben verbundene Bodenplatte 16 verschlossen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist eine Rückseite des Gehäuses 10 mit einer Öffnung 17 verse-hen.
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Dieses erlaubt die Aufnahme eines Kastens 29, der einen rückseitigen
Verschluß des Gehäuses bildet.
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Als Werkstoff für das Gehäuse 10 dient ein Kunststoff, insbesondere
geschäumtes Polyurethan.
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Das in der Vorrichtung zu strahlende Werkstück (nicht dargestellt)
ist über eine dicht abzuschließende Klappe 19 in das Gehäuse 10 einzuführen bzw.
zu entnehmen. Die beispielsweise über ein Scharnier 20 mit dem Gehäuse 10 verbundene
Klappe 19 weist ein Sichtfenster 21 auf. Das Sichtfenster 21 dient dazu, einer an
der Vorrichtung arbeitenden Person den Blick auf das zu strahlende Werkstück zu
ermöglichen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Klappe 19 geneigt im oberen
vorderen Bereich des Gehäuses 10 angeordnet. Gehalten wird das zu bearbeitende Werkstück
im Strahlraum 11 beispielsweise manuell über zwei seitlich anschließende, von außen
zugängliche Handschuhe, die in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellt sind.
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Zum Strahlen des Werstücks dient ein Luft-Strahigutgemisch, das unter
hohem Druck aus der Strahldüse 23 des Strahlgerätes 24 in den Strahlraum 11 gelangt.
Die Versorgung des Strahlgerätes 24 erfolgt über eine Druckluftleitung 25, die im
Strahlgerät 24 einen Unterdruck erzeugt, wodurch über eine Saugleitung 26 Strahlyut
27 aus dem Sammelraum 13 in das Strahlyerät 24 gesaugt wird.
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Als Strahlgut 27 dient vorzugsweise Korund. Das Strahlgut 27 durchläuft
in der Vorrichtung einen Kreislauf, indem es aus dem Sammelraum 13 über die Saugleitung
26 durch das Strahlgerät 24 in den Strahlraum 11 gelangt.
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Nachdem das Strahlgut 27 das zu strahlende Werkstück beaufschlagt
hat, sinkt es durch den Gitterrost 12 hindurch in den Sammelraum 13 ab.
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Zum Auslösen bzw. Unterbrechen des Strahlvorganges befindet sich
vor dem Strahlgerät 24 in der Druckluftzuleitung 25 ein Ventil 28. Dieses kann wie
im Ausführungsbeispiel von Hand betätigbar sein.
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Zum Schutz des Sichtfensters 21 der Klappe 19 am Gehäuse 10 gegen
das Luft-Strahigutgemisch dient ein Gitter 22. Dieses ist strahlraumseitig vor dem
Sichtfenster 21 an der Klappe 19 angeordnet.
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Die Öffnung 17 an der der Klappe 19 gegenüberliegenden Rückseite
des Gehäuses 10 ist durch einen Kasten 29 dicht verschlossen. Dazu ist dieser zwischen
zwei parallelen aufrechten Führungsflächen, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind,
und zwei ebenfalls parallelen waagerechten Führungsflächen 30 des Gehäuses 10 gehalten.
Die zur Klappe 19 gerichtete (aufrechte) Wand des Kastens 29 bildet so die rückseitige
Begrenzung des Strahlraums 11 und des Sammelraums 13. Auf diese Weise bildet diese
Wand des Kastens 29 eine Trennwand 31 im Gehäuse 10, die den Strahlraum 11 und den
Sammelraum 13 von einem im Kasten 29 gebildeten Nebenraum 32 abtrennt.
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Über diesen Nebenraum 32 wird die zum Strahlen über die Düse 23 des
Strahlgeräts 24 dem Strahlraum il zugeführte Druckluft - die mit vom Werkstück entfernten
Feststoffpartieln angereichert ist - der Vorrichtung abgeführt. Hierzu dient eine
Förderstrecke, durch die hindurch das Luft-Feststoffgemisch aus dem Strahlraum 11
in den Nebenraum 32 abgesaugt wird.
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Die Förderstrecke bildet ein Saugrohr 33. Das in der Zeichnung dargestellte
Saugrohr 33 besteht aus drei Rohrabschnitten, nämlich dem Ansaugkrümmer 34, dem
Bogenmittelstück 35 und dem Endrohr 36. Sämtliche Rohrabschnitte weisen einen kreisrunden
Querschnitt auf und
sind durch Zusammenstecken montierbar. Die
Steckverbindungen können wie gezeigt dadurch zustande kommen, daß die einzelnen
Rohrabschnitte unterschiedliche Durchmesser aufweisen und so beispielsweise der
Innendurchmesser des Ansaugkrümmers 34 einen Festsitz-mit dem Außendurchmesser des
Bogenmittelstücks 35 bildet.
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Alternativ können die Enden der Rohrabschnitte Absätze mit verändertem
Durchmesser aufweisen, so daß dadurch ein Saugrohr 33 mit ungefähr gleichem Innendurchmesser
entsteht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Saugrohr 33 einen besonderen
Verlauf auf. Eine in den Strahlraum 11 gerichtete Mündung 18 am freien Ende des
Ansaugkrümmers 34 ist nämlich zur oberen Wand des Gehäuses 10 gerichtet und im oberen
Bereich des Strahlraums 11 in der Nähe derselben angeordnet. Dies bewirkt daß das
Strahlgut 27 im Strahlraum 11 infolge seines Eigengewichts absinken kann und nicht
direkt in das Saugrohr 33 gelangt. An den Ansaugkrümmer 34 schließt sich das B-ogenmittelstück
35 an. Dieses ist durch die Trennwand 31 hindurch in den Nebenraum 32 geführt. Vorzugsweise
besteht das Bogenmittelstück 35 aus elastischem Material wie beispielsweise Gummi,
das -durch seine Eigenelastizität gleichzeitig in der Trennwand 31 zum Dichten und
zum Halten des gesamten Saugrohrs 33 dient. Anstelle des elastischen Gummimaterials
kann das Bogenmittelstück 35 auch aus einem unelastischen Material hergestellt sein.
In diesem Falle ist zur Dichtung und zum Halten ein umlaufender Kragen aus elastischem
Material zwischen dem Bogenmittelstück 35 und der Trennwand 31 anzuordnen. An das
Bogenmittelstück 35 schließt sich das Endrohr 36 an. Dieses ist zylindrisch ausgebildet
und bezüglich seiner Längsrichtung aufrecht im Nebenraum 32 angeordnet . Der Ansaugkrümmer
34 und das Endrohr 36 bestehen aus einem nichtrostenden Material, vorzugsweise aus
schlagfestem Kunststoff. Aus gleichem Material kann auch das Bogenmittelstück 35
hergestellt sein.
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Durch die Wandung des Bogenmittelstücks 35 sind zwei Düsen, nämlich
eine Druckluftdüse 37 und eine Flüssigkeitsdüse 38 in das Saugrohr 33 geführt. Die
Druckluftdüse 37 dient dabei zur Erzielung einer Saugwirkung im Saugrohr 33. Dagegen
hat die Flüssigkeitsdüse 38 die Aufgabe, eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser,
in das Saugrohr 33 gu leiten. Das Wasser dient dazu, die Feststoffpartikelchen des
durch das Saugrohr 33 hindurchströmenden Luft-Feststoffgemisches zu benetzen. Die
so behandelten Feststoffpartikelchen trennen sich bereits innerhalb des Saugrohres
aus der umgebenden Luft, indem sie ein schlammartiges Wasser-Feststoffgemisch bilden.
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Um eine möglichst gleichmäßige Vernebelung des Wassers im Saugrohr
33 herbeizuführen, weisen die Druckluftdüse 37 und die Flüssigkeitsdüse 38 eine
besondere Relativlage zueinander auf. Diese liegen nämlich gleichgerichtet nebeneinander,
wobei die Austrittsöffnung der Flüssigkeitsdüse 38 geringfügig unter der Austrittsöffnung
der Druckluftdüse 37 liegt. Auf diese Weise erzeugen beide Düsen einen Strahl bzw.
einen Strahlkegel, der abwärts in Richtung des Endrohres 36 gerichtet ist. Die Durchführung
der Druckluftdüse 37 und der danebenliegenden Flüssigkeitsdüse 38 geschieht an einer
Stelle des Bogenmittelstücks 35, von wo aus der Strahl bzw. Strahlkegel annähernd
mittig aus den Düsen heraustritt. D-ie Halterung der Druckluftdüse 37 und der Flüssigkeitsdüse
38 geschieht mittels eines an der Trennwand 31 befestigten Klemmhalters 39. Eine
Abdichtung der Düsen am Bogenmittelstück 35 erfolgt je nach Material desselben entweder
selbstdichtend oder durch eine separate Dichtung.
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Die Speisung der Druckluftdüse 37 erfolgt über eine aus flexip,lem
Material bestehende Druckluftleitung 40, die zu einem Absperrorgan, insbesondere
einem Magnetventil a2 führt. Die Druckluftleitung 40 ist über eine
Abzweigung
41 mit der Druckluftleitung 25, die das Strahlgerät 24 speist, verbunden. Die Flüssigkeitsdüse
38 speist eine ebenfalls flexible Wasserleitung 43. Diese führt ebenfalls zu einem
Absperrorgan in Form eines Magnetventils 44. Beide Magnetventile 42 und 44 sind
auf der zum Boden 14 des Sammelraums 13 gerichteten Seite der Bodenplatte 16 angeordnet
und vorzugsweise gemeinsam betätigbar. Erst bei Öffnung der beiden Magnetventile
42 und 44 tritt eine Versorgung des Saugrohrs 33 mit dem Luft-Wassergemisch ein.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist auch dann erst eine Versorgung
des Strahlgeräts 24 mit Druckluft und damit auch mit Strahlgut 27 möglich. Dadurch
ist gewährleistet, daß ein Strahlen nur bei gleichzeitiger Absaugung und Reinigung
des entstehenden Luft-Feststoffgemisches möglich ist. Allerdings kann die Druckluftleitung
25 zum Strahlgerät 24 auch einen unabhängigen Anschluß besitzen, wodurch dann auch
ein Strahlen bei geschlossenen Magnetventilen 42, 44 möglich ist.
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Die aus dem Saugrohr 33 in den Nebenraum 32 austretende Luft ist weitestgehend
von Feststoffpartikeln getrennt, die sich als Flüssigkeits-Feststoffgemisch auf
einem Leitblech 45 am Boden des Kastens 29 niederschlagen. Das Leitblech 45 ist
geneigt zu der der Trennwand 31 gegenüberliegenden Außenwand 46 des Kastens 29 angeordnet.
Dadurch ist der durch das Flüssigkeits-Feststoffgemisch gebildete Schlamm durch
eine in der Außenwand 46 des Kastens 29 angeordnete Ableitung 47 aus der Vorrichtung
abführbar.
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Um die restlichen noch in der aus dem Saugrohr 33 ausströmenden Luft
enthaltenen Feststoffpartikelchen zu elim4i3n?eren> dient ein Filter 48. Dieser
ist im Nebenraum ar der Außenwand 46 des Kastens 29 angeordnet und verläuft annähernd
über die gesamte Fläche derselben.
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Dieser Filter 48 zeichnet sich durch einen besonderen Aufbau aus.
Er besteht nämlich aus zwei mit Abstand voneinander angeordneten Filterwänden 49
und 50. Die (innere) Filterwand 49 ist über ein seitlich an der Oberseite desselben
waagerecht angeordnetes Sprührohr 51 mit einem Flüssigkeitsfilm aus Wasser belegbar.
Die Versorgung des Sprührchrs 51 mit Wasser geschieht über die Wasserleitung 43,
die auch die Flüssigkeitsdüse 38 versorgt.
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Durch die besondere Konstruktion des Filters wird erreicht, daß vor
der (inneren) Filterwand 49 die restlichen Feststoffpartikelchen mit Wasser benetzbar
sind. Der entstehende Schlamm kann an den Wandungen der Filterwand 49 nach unten
zum Leitblech 45 ablaufen. Die (äußere) Filterwand 50 bleibt infolge des Zwischenraums
52 zwischen den beiden Filterwänden 49 und 50 trocken.
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Somit dringt lediglich Luft aus dem Gehäuse 10 der Vorrichtung heraus.
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Bezugszeichenl i ste 10 Gehäuse 11 Strahiraum 12 Gitterrost 13 Sammelraum
14 Boden 15 Restraum 16 Bodenplatte 17 öffnung 18 Mündung 19 Klappe 20 Scharnier
21 Sichtfenster 22 Gitter 23 Strahl düse 24 Strahlgerät 25 Druckluftleitung 26 Saugleitung
27 Strahlgut 28 Ventil 29 Kasten 30 Führungsfläche 31 Trennwand 32 Nebenraum 33
Saugrohr 34 Ansaugkrümmer 35 Bogenmittelstück 36 Endrohr 37 Druckluftdüse 38 Flüssigkeitsdüse
39 Klemmhalter 40 Druckluftleitung 41 Abzweigung 42 Magnetventil 43 Wasserleitung
44 Magnetventil 45 Leitblech 46 Außenwand 47 Ableitung 48 Filter 49 Filterwand 50
Filterwand 51 Sprührohr 52 Zwischenraum