DE3328449A1

DE3328449A1 - Vorrichtung zum strecken aus schaeren von thermoplastischen kettfaeden und verfahren zum betrieb dieser vorrichtung

Info

Publication number: DE3328449A1
Application number: DE19833328449
Authority: DE
Inventors: Bogdan Dipl.-Ing. 6050 Offenbach Bogucki-Land
Original assignee: MAYER FA KARL; Karl Mayer Textilmaschinenfabrik GmbH
Current assignee: MAYER FA KARL; Karl Mayer Textilmaschinenfabrik GmbH
Priority date: 1983-08-06
Filing date: 1983-08-06
Publication date: 1985-02-21
Also published as: JPH0151572B2; DE3328449C2; JPS6099037A; US4669159A

Description

KARL MAYER TEXTILMASCHINENFABRIK GMBH

Vorrichtung zum Strecken und Schären von thermoplastischen Kettfäden und Verfahren zum Betrieb dieser

Vorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Strecken und Schären von thermoplastischen Kettfäden, insbesondere aus Polyester, mit einem Zufuhrwalzensatz, einer Heizvorrichtung und einem Abzugswalzensatz, der mit größerer Umfangsgeschwindigkeit als der Zufuhrwalzensatz angetrieben ist sowie auf ein Verfahren zum Betrieb dieser Vorrichtung.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (FR-OS 77 29 618) werden die vorgestreckten Polyester-Fäden aus einem Spulengatter abgezogen und zu einer Fadenschar vereinigt. Diese wird durch einen zwischen Zufuhrwalzensatz und Abzugswalzensatz angeordneten Ofen geleitet und anschließend geschlichtet oder auf einem Kettbaum gewickelt. Da die freie Fadenlänge zwischen den beiden Walzensätzen ein bestimmtes Maß nicht überschreiten kann, weil sonst die Fadenschar im Ofen keine definierte Bahn durchläuft, ist auch die Ofenlänge begrenzt. Um den Fäden ausreichend Wärme zuzu-20

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führen, muß der Ofen eine verhältnismäßig hohe Temperatur haben. Bei einem Stop der Vorrichtung, z.B. in Folge eines gebrochenen Fadens, wird die Fadenschar im Ofen überhitzt. Auch wenn dies nicht zum Reißen der Fäden führt, ergibt sich jedoch eine Inhomogenität in der Fadenschar, die beispielsweise in einen späteren Färbeprozeß zu einer anderen Anfärbbarkeit führt.

Es ist ferner eine Einrichtung zum Bilden und Liefern von verstreckten Kunststoffolienbändchen bekannt (DE-OS 27 25 348), bei der eine von einer Vorratsrolle abgezogene Folie in Längsrichtung geschnitten wird, die so gebildeten Bändchen zwischen zwei Walzensätzen durch ein Warmstreckwerk geführt werden und anschliessend die Verarbeitung in einer Textilmaschine erfolgt. Das Warmstreckwerk besteht aus drei beheizbaren Walzen, über deren Umfang die Bändchen teilweise umgelenkt werden. Bei einem Stop tritt eine Überhitzung der Bändchen im Warmstreckwerk auf.

Bekannt ist es auch ("Kettenwirk-Praxis" 3/76, S. 15-17), eine Kunststoffolie in Längsrichtung zu schneiden, die so gebildeten Bändchen zwischen zwei Walzensätzen mittels einer Heizplatte zu beheizen und zu strecken und anschließend die gestreckten Bändchen auf einen Kettbaum zu schären. Die Heizplatte kann aus einer Be- triebsstellung in eine von den Bändchen abgehobene Ruhestellung verlagert werden. Die Bändchen haben eine Breite von mindestens 1 mm, so daß der Abstand zwischen den beiden Walzensätzen etwas größer gewählt werden darf als bei einer Streckvorrichtung für vorgestreckte Kunststoffäden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der die sich zwischen Zufuhr- und Abzugswalzensatz erstreckende Länge der Fadenschar größer gehalten

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werden kann, ohne daß die Fäden beim Stoppen der Maschine beeinträchtigt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den Walzensätzen mindestens eine Umlenkwalze angeordnet ist, die in Umfangsrichtung einen beheizbaren und einen nichtbeheizbaren.Flächenteil aufweist und aus einer Betriebsstellung, in der die Umlenkstelle durch den beheizbaren Flächenteil gebildet ist, in eine Ruhestellung, in der die Umlenkstelle durch den nichtbeheizbaren Flächenteil gebildet ist, verdrehbar ist.

Durch die Verwendung von mindestens einer Umlenkwalze wird die Fadenschar zwischen Zufuhrwalzensatz und Abzugswalzensatz abgestützt. Die Fadenschar ist sicher geführt, kann aber der Wärmeeinwirkung über eine grössere Länge ausgesetzt werden. Außerdem erfolgt auf der beheizbaren Fläche der Umlenkwalze eine intensive Wärmeübertragung durch Wärmeleitung, weil die Fäden beim Umlenken fest an diese Fläche gepreßt werden. Trotzdem ist beim Stoppen keine Gefahr für die Fäden gegeben, weil die Umlenkwalze in die Ruhestellung gedreht wird und weil die Fadenschar auf einem nichtbeheizten Flächenteil abgestützt ist. Die größere Länge der Fadenschar zwischen den Walzensätzen erlaubt es, entweder die Fadenschar mit größerer Geschwindigkeit durch die beheizbare Streckzone laufenzulassen oder aber unter Beibehaltung der üblichen Geschwindigkeit mit geringeren Heiζtemperatüren zu arbeiten, so daß unter Umständen eine Überhitzung beim Stillstand der Vorrichtung vermieden werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der beheizbare Flächenteil eine so rauhe Oberfläche, daß zwischen ihr und den über sie laufenden Kettfäden Reibungswärme entsteht. Dies trägt zu der Beheizung

der Kettfaden bei, ohne daß die Heiztemperatur erhöht werden müßte.

Umgekehrt sollte der nichtbeheizbare Flächenteil aus einem reibungsarmen Material bestehen, so daß schon beim Verdrehen in die Ruhestellung die Reibungswärmeerzeugung nachläßt.

Zweckmäßigerweise ist der mindestens einen Umlenkwalze je mindestens eine flächige Heizvorrichtung vorgeschaltet und nachgeschaltet, die aus einer Betriebsstellung nahe der Kettfadenschar in eine von der Kettfadenschar abgehobene Ruhestellung verstellbar ist. Eine Überhitzung der Fäden bei einem Vorrichtungsstop wird hierdurch vermieden.

Mit Vorteil ist dafür gesorgt, daß mindestens eine flächige Heizvorrichtung derart verschwenkbar gelagert ist, daß sie in Betriebsstellungen mit unterschied-

20. licher Wärmeübertragung auf die Kettfadenschar verstellbar ist. Auf diese Weise läßt sich die der Fadenschar zugeführte Wärme sehr genau dosieren, um beispielsweise das Fadenmaterial und dessen Geschwindigkeit zu berücksichtigen.

Vorzugsweise ist die vorgeschaltete Heizvorrichtung so ausgelegt, daß die Kettfaden kurz hinter der letzten Umlenkwalze die Verstreckungstemperatur erreichen. Für das Strecken steht dann nahezu der gesamte Abschnitt zwischen dieser Umlenkwalze und dem Abzugswalzensatz zur Verfügung. Dieses langsame Strecken führt zu einer wesentlich besseren Molekülorientierung als ein schnelleres Strecken und daher zu verbesserten Fadeneigenschaften.

Die.nachgeschaltete Heizvorrichtung sollte auf etwa die doppelte Heizleistung der vorgeschalteten Heiz-

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Vorrichtung ausgelegt sein. Das eigentliche Strecken erfolgt daher unter weiterer intensiver Wärmezufuhr.

Der Zufuhrwalzensatz hat vorteilhafterweise mindestens eine beheizbare Walze. Die Kettfäden sind daher schon vorgewärmt, bevor sie die eigentliche Heizzone erreichen. Andererseits kann die Temperatur aber so niedrig gehalten werden, daß bei einem Stillstand der Vorrichtung keine Schädigung der Fäden auftritt. · Günstig ist es auch, wenn der Abzugswalzensatz mindestens eine kühlbare Walze aufweist. Die Beheizung der Fäden kann daher bis unmittelbar vor dem Abzugswalzensatz erfolgen; trotzdem steht hinter diesem Walzensatz eine Schar stabiler Fäden zur Verfügung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß ein mit einer Pumpe versehener Wärmetrager-Kreislauf vorgesehen ist, der eine Heizvorrichtung, mindestens eine Zufuhrwalze, eine Kühlvorrichtung und mindestens eine Abzugswalze umfaßt. Auf diese Weise können die für Beheizung und Abkühlung erforderlichen Energiemengen klein gehalten v/erden.

Günstig ist es ferner, wenn die mindestens eine Umlenkwalze so mit Bezug auf die Walzensätze angeordnet ist, daß die zu- und ablaufende Fadenschar einen Winkel miteinander bilden. Diese Winkelbildung ergibt eine platzsparende Heizzone. Außerdem ergibt sich kein glatter Durchfluß der von der Fadenschar mitgerissenen Luft, so daß entsprechende Abkühlungsverluste vermieden werden.

Eine besonders platzsparende Anordnung ergibt sich, wenn der Winkel zwischen der zu- und ablaufenden Fadenschar kleiner als 90° ist.

Günstig ist es auch, wenn die Walzensätze und die Schärvorrichtung einen gemeinsamen Antrieb aufweisen. Bei einem Abschalten der Schärvorrichtung, beispielsweise wegen Fadenbruch, bleiben auch die Zufuhr- und Abzugswalzen stehen.

Ein Verfahren zum Betrieb der beschriebenen Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Stoppen der Schärmaschine die Walzensätze gestoppt, die mindestens eine Umlenkwalze in ihre Ruhestellung gedreht und die flächigen Heizvorrichtungen in ihre Ruhestellung verlagert werden. Auf diese Weise ist auch bei sehneHäufenden und daher mit hoher Heiztemperatur arbeitenden Vorrichtungen sichergestellt, daß bei einem plötzlichen Stop keine Überhitzung der Fäden erfolgt.

Es empfiehlt sich, daß zur Inbetriebnahme zunächst die Heizung der beheizbaren Teile eingeschaltet wird, nach einer Verzögerungszeit der Walzensätze in Gang gesetzt werden und dann in Abhängigkeit von der zunehmenden Geschwindigkeit der Fadenschar die mindestens eine Umlenkwalze allmählich in ihre Betriebsstellung gedreht wird und die flächigen Heizvorrichtungen allmählich in ihre Betriebsstellung verlagert werden. Auf diese Weise sind bereits die zunächst langsam anlaufende Fadenschar auf die zum Strecken erforderlichen Temperaturen beheizt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Streck- und Schärvorrichtung,

Fig. 2 die Streckzone während des Laufs der Schärvorrichtung,

Fig. 3 die Streckzone beim Stop der Vorrichtung, Fig. 4 eine Umlenkwalze in perspektivischer Darstellung,

Fig. 5 eine andere Ausführungsform der Streckvorrichtung beim Lauf der Vorrichtung, 10

Fig. 6 die Streckvorrichtung der Fig. 4 beim Stop der Vorrichtung,

Fig. 7 eine schematisches Bild eines.Wärmeträger-Kreiβίο laufs und

Fig. 8 eine schematische Darstellung des Antriebs der Streck- und Schärvorrichtung.

Gemäß Fig. 1 werden vorgestreckten Kunststoffäden 1, z.B. aus Polyester, von einem Spulengatter 2 abgezogen und zu einer Fadenschar 3 zusammengefaßt. Die Fäden werden in einer Streckzone 4 beheizt und dabei verstreckt und schließlich in einer Schärvorrichtung 5 auf einen Baum 6 gewickelt.

In der Streckzone 4 gibt es einen Zufuhrwalzensatz 7 und einen Abzugswalzensatz 8. Ein gemeinsamer Antriebsmotor 9 dient dem Antrieb des Baumes 6 und der beiden Walzensätze 7 und 8.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, besteht der Zufuhrwalzensatz aus den Zufuhrwalzen 10, 11 und 12, während der Abzugswalzensatz aus den Abzugswalzen 13, 14 und 15 besteht. Zwischen diesen beiden Sätzen ist eine Umlenkwalze 16 vorgesehen, so daß sich zwischen dem Walzen-

satz 7 und der Umlenkwalze 16 ein erster Abschnitt 17 der Fadenschar und zwischen der Umlenkwalze 16 und dem Walzensatz 8 ein zweiter Abschnitt 18 der Fadenschar ergibt. Jedem Abschnitt ist eine flächige Heizvorrichtung 19 bzw. 20 zugeordnet. Diese Heizvorrichtungen könne mit Hilfe der Stellvorichtungen 21 bzw. 22 aus ihrer Betriebsstellung, in der die Fadenschar an ihnen anliegt, in die in Fig. 3 veranschaulichte abgehobene Ruhestellung verschwenkt werden. 10

Die Umlenkwalze 16 besitzt, wie sich auch aus Fig. 4 ergibt, eine mit einer Heizvorrichtung 23 versehene obere Hälfte, die einen beheizbaren Oberflächenteil 24 besitzt, und eine nichtbeheizbare untere Hälfte mit einem nichtbeheizbaren Flächenteil 25. Die Heizung kann beispielsweise durch einen Wärmeträger erfolgen, der über eine Leitung 26 an einem Ende zugeführt und am anderen Ende wieder abgeführt wird. Zur thermischen Isolierung sind die beiden Walzenhälften durch einen Spalt 27 getrennt, der ein Wärmeisolationsmaterial aufweisen kann. Der beheizbare Flächenteil 24 ist rauh und besteht vorzugsweise aus Chrom oder Keramik, während der nichtbeheizbare Flächenteil 25 glatt ist. Diese Umlenkwalze kann mit Hilfe einer Stellvorrichtung 28 um 180° gedreht werden, so daß sie aus der Betriebsstellung der Fig. 2 in die Ruhestellung der Fig. 3 verdreht wird.

Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, können auch mehrere Umlenkwalzen 16a bis 16d hintereinander von der Fadenschar 3 teilweise umschlungen werden, um die gewünschte Erwärmung der Fadenschar 3 zu erreichen. Bei einem Stop müssen dann sämtliche Umlenkwalzen gleichzeitig aus der Betriebsstellung der Fig. 5 in die Ruhestellung der Fig. 6 gedreht werden.

Die Zufuhrwalzen 10 und 12 werden beheizt, die Abzugswalzen 13 und 15 werden gekühlt. Zu diesem Zweck ist ein gemeinsamer Wärmeträger-Kreisiauf 43 vorgesehen, in welchem eine Flüssigkeit, wie Wasser oder Öl, durch eine Pumpe 29 umgewälzt wird. Der Kreislauf umfaßt eine Heizvorrichtung 30. Es folgen die Innenräume der Walzen 12 und 10. Anschließend ist eine Kühlvorrichtung 31 vorgesehen. Es folgen die Innenraäume der Abzugswalzen 15 und 13. Ein Fühler 32 am Eingang der Walze 12 steuert einen Regler 33 für die Heizvorrichtung 30. Ein Fühler 34 am Eingang der Walze 15 steuert einen Regler 35 für die Kühlvorrichtung 31. Auf diese Weise werden die Heiztemperaturen und die Kühltemperaturen der genannten Walzen konstant gehalten.

Der Antrieb kann, wie es schematisch in Fig. 8 angegeben ist, erfolgen. Der Motor 9 treibt über ein Getriebe 36 den Abzugswalzensatz 8, der seinerseits über ein Untersetzungsgetriebe 37 mit dem Zufuhrwalzensatz 7 derart verbunden ist, daß letzterer etwa um 50 % langsamer läuft als der Abzugswalzensatz. Über ein stufenlos regelbares Getriebe 38 wird der Kettbaum 6 der Schärvorrichtung 5 angetrieben. Zu Beginn des Schärprozesses ist die Drehgeschwindigkeit der Schärvorrichtung höher als beim Ende des Schärprozesses, wenn der Kettbaumdurchmesser am. größten ist, damit die Fadenaufwickelgeschwindigkeit konstant ■ bleibt. Die Regelung erfolgt über eine Tastbarre 39, die über einen Regler 40 mit dem Stellglied 41 des stufenlos regelbaren Getriebes 38 verbunden ist. Stattdessen kann die Wickelgeschwindigkeit auch mit Hilfe einer Andruckwalze 42 geregelt werden, wie sie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist. Die 5 charge sch *rindigkeit kann bis zu 800 m/min betragen.

Im Betrieb wird die vom Gatter 2 kommende Fadenschar 3 durch die Zufuhrwalzen IO und 12 vorgewärmt und dann an der flächigen Heizvorrichtung 19 aufgeheizt. Der höchsten Temperatureinwirkung wird die Fadenschar an der Umlenkwalze 16 ausgesetzt, wo eine Beheizung durch die Heizvorrichtung 23 und die Reibungswärme wegen des Rutschens der Fäden auf der rauhen Oberfläche erfolgt. An der Umlenkwalze 16, vorzugsweise aber kurz danach, beginnt die eigentliche Verstreckung.

Diese Verstreckung erfolgt unter weiterer Wärmeeinwirkung durch die flächige Heizvorrichtung 20, deren Abstrahlwärme etwa doppelt so hoch ist wie diejenigen der Heizvorrichtung 19. Durch einen eingebauten Temperaturregler kann die Temperatur .dieser Heizvorrichtung konstant gehalten werden. Die so gestreckten Fäden werden dann in den Abzugswalzen 13 und 15 gekühlt und können dann ohne weiteres auf dem Kettbaum 6 aufgewickelt werden. Die Strecke zwischen den Abzugswalzen 8 und dem Kettbaum 6 dient der weiteren Abkühlung.

Wenn die Vorrichtung plötzlich stoppen muß, wird der Motor 9 angehalten. Die Walzensätze 7 und 8 sowie der Kettbaum 6 bleiben stehen. Gleichzeitig wird die Umlenkwalze 16 um 180° gedreht. Die beiden flächigen Heizvorrichtungen 19 und 20 werden in die Stellung der Fig. 3 abgehoben. Auf diese Weise wird die auf die Fäden wirkende Abstrahlwärme um ca. 90 % reduziert. Die Fäden können daher nicht überhitzt werden.

Bei der Wieder-Inbetriebnahme werden die flächigen Heizvorrichtungen 19 und 20 an die Fadenschar 3 herangefahren und die Umlenkwalze 16 wird um 180° zurückgedreht. Diese Teile werden dann auf die erforderliche Temperatur erhitzt. Erst dann wird der Motor 9 wieder eingeschaltet.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Strecken und Schären von thermoplastischen Kettfäden, insbesondere aus Polyester, mit einem Zufuhrwalζensatz, einer Heizvorrichtung und einem Abzugswalzensatz, der mit größerer Umfangsgeschwindigkeit als der Zufuhrwalzensatz angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Walzensätzen (7, 8) mindestens eine Umlenkwalze (16, 16a, 16b, 16c, 16d) angeordnet ist, die in Umfangsrichtung einen beheizbaren (24) und einen nichtbeheizbaren Flächenteil (25) aufweist und aus einer Betriebsstellung, in der die Umlenkstelle durch den beheizbaren Flächenteil gebildet ist, in eine Ruhestellung, in der die Umlenkstelle durch den nichtbeheizbaren Flächenteil gebildet ist, verdrehbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der beheizbare Flächenteil (24) eine so rauhe Oberfläche besitzt, daß zwischen ihr und den über sie laufenden Kettfäden Reibungswärme entsteht.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtbeheizbare Flächenteil (25) aus einem reibungsarmen Material besteht.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens einen Umlenkwalze (16) je mindestens eine flächige Heizvorrichtung (19, 20) vorgeschaltet und nachgeschaltet ist, die aus einer Betriebsstellung nahe der Kettfadenschar (3) in eine von der Kettfadenschar abgehobene Ruhestellung verstellbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine flächige Heizvorrichtung (19,

20) derart verschwenkbar gelagert ist, daß sie in Betriebsstellungen mit unterschiedlicher Wärmeübertragung auf die Kettfadenschar verstellbar ist.
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6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeschaltete Heizvorrichtung (19) so ausgelegt ist, daß die Kettfäden kurz hinter der letzten Umlenkwalze (1.6) die Verstreckungstemperatur erreichen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschaltete Heizvorrichtung (20) auf etwa die doppelte Heizleistung der vorgeschalteten Heizvorrichtung (19) ausgelegt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufuhrwalzensatz

(7) mindestens eine beheizbare Walze (10, 12) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzugswalzensatz

(8) mindestens eine kühlbare Walze (13, 15) aufweist.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Pumpe (29) versehener Wärmetrager-Kreisiauf (28) vorgesehen ist, der eine Heizvorrichtung (30), mindestens eine Zufuhrwalze (10, 12), eine Kühlvorrichtung (31) und mindestens eine Abzugswalze (13, 15) umfaßt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Umlenkwalze (16). so mit Bezug auf die Walzensätze (7, 8) angeordnet ist, daß die zu- und ablaufende Fadenschar (3) einen Winkel miteinander bilden.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel kleiner als 90° ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzensätze (7, 8) und die Schärvorrichtung (5) einen gemeinsamen Antrieb (9) aufweisen.
14. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Stoppen der Schärmaschine . die Walzensätze gestoppt, die mindestens eine Umlenkwalze in ihre Ruhestellung gedreht und die flächigen Heizvorrichtungen in ihre Ruhestellung verlagert werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Inbetriebnahme zunächst die Heizung der beheizbaren Teile eingeschaltet wird, nach einer Verzögerungszeit die Walzensätze in Gang gesetzt werden und dann in Abhängigkeit von der zunehmenden Geschwindigkeit der Fadenschar die mindestens eine Umlenkwalze allmählich in ihre

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Betriebsstellung gedreht wird und die flächigen Heizvorrichtungen allmählich in ihre Betriebsstellung verlagert werden.