DE3236576A1

DE3236576A1 - Luftleitkasten fuer die trockenpartie einer papiermaschine

Info

Publication number: DE3236576A1
Application number: DE19823236576
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Fissmann; Manfred 7921 Nattheim Kemmer; Albrecht Dr.-Ing. 7920 Heidenheim Meinecke
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1982-10-02
Filing date: 1982-10-02
Publication date: 1984-04-05
Also published as: FI833550A0; JPS6348996B2; SE8304603L; CH663042A5; FI72547B; US4502231A; AT385062B; BR8305469A; JPS59130395A; DE3236576C2; ATA308583A; SU1384211A3; SE455106B; SE8304603D0; FI72547C; FI833550A

Description

P 3967 J.M-. Voith GmbH

Kennwort: "Bahnstabilisator II" Heidenheim

Luftleitkasten für die Trockenpartie einer Papiermaschine

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Luftleitkasten für die Trockenpartie einer Papiermaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. In einer solchen Trockenpartie sind mehrere Trockenzylinder in zwei übereinanderliegenden Reihen angeordnet. Am Anfang der Trockenpartie ist ein Stützband vorgesehen, welches mäanderförmig über die Trockenzylinder verläuft. Dabei liegen die Trokkenzylinder der einen Reihe (vorzugsweise der unteren Reihe) im Inneren der Stützbandschlaufe und die Trockenzylinder der anderen (vorzugsweise der oberen Reihe) außerhalb der Stützbandschlaufe. Das Stützband läuft zusammen mit der feuchten, eine geringe Festigkeit aufweisenden Papierbahn durch den Anfangsbereich der Trockenpartie. Dabei stützt es die Papierbahn insbesondere an den freien Strecken zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Trockenzylindern-. Außerdem drückt das Stützband die Papierbahn an die außenliegenden Trockenzylinder an. Im Bereich

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der innenliegenden Zylinder befindet sich dagegen das Stützband zwischen der Zylindermantelfläche und der Papierbahn.

Bei Papiermaschinen mit besonders hoher Arbeitsgeschwindigkeit (größer 850 m/min) treten in der Trockenpartie Schwierigkeiten bei der Führung der Papierbahn auf. Die Papierbahn hebt nämlich beim Ablaufen von der Mantelfläche eines außenliegenden Trokkenzylinders vom Stützband ab. Die dabei zwischen die Papierbahn und das Stützband eingezogene Luft verhindert im weiteren Verlauf der Bahnführung weitgehend den Kontakt zwischen der Papierbahn und dem Stützband. Es kommt daher zu einem instabilen Laufverhalten der Papierbahn, insbesondere zu einem Wedeln, Flattern und sogar Umschlagen des Papierbahnrandes. Beim Auflaufen der Papierbahn auf den folgenden, innenliegenden Trokkenzylinder wird erneut Luft zwischen die Papierbahn und das Stützband gepreßt. Während des Umlaufes um diesen Trockenzylinder bleibt die Papierbahn vom Stützband abgehoben, so daß die Bahnführung auch hier instabil wird. Dieses unerwünschte Verhalten der Papierbahn hat eine erhebliche Qualitätsminderung des Papiers und während der Bahneinführung in die Trockenpartie eine gesteigerte Abrißgefahr zur Folge.

Stand der Technik

1. WO 81/01428

2. DE-OS 31 48 578

Aus der Druckschrift 1 ist in Figur 6 ein Luftleitkasten bekannt, der sich mit einer ebenen Viand entlang dem Stützband zwischen dem Auslaufzwickel eines außenliegenden Trockenzylinders und dem Einlaufzwickel eines innenliegenden Zylinders erstreckt. Eine zweite Wand des Kastens verläuft entlang der freien Mantelfläche des innenliegenden Trockenzylinders. An den zulaufseitigen Rändern dieser Wände sowie im Einlaufzwickel ist der Luftleitkasten jeweils mit Luftabstreifleisten versehen. Diese sollen das Einschleppen von Luft in die von den beiden Wänden des Kastens begrenzten Spalte am Stützband und am

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Zylindermantel weitgehend unterbinden. An den Kasten ist außerdem eine Luftsaugeinrichtung angeschlossen. Diese steht mit Öffnungen sowohl am zulaufseitigen Rand der entlang dem S tutzband verlaufendend Kastenwand als auch am zwickelseitigen Rand der dem Zylinder zugeordneten Wand in Verbindung. Durch diese Ausgestaltung soll die trotz der Luftabstreifleisten vom Stützband und dem Zylindermantel in die jeweiligen Spalte eingetragene Luft abgesogen werden. Zusätzlich steht der entlang dem Stützband verlaufende Spalt, der zulauf- und zwickelseitig durch weitere gegen das Stützband gerichtete Luftabstreifleisten begrenzt ist, durch an seinem dem Einlaufzwickel zugewandten Ende einmündende Kanäle mit der Atmosphäre in der Trokkenpartie in Verbindung. Mit diesem bekannten Luftleitkasten soll erreicht werden, daß die Papierbahn zwischen den beiden erwähnten Trokkenzylindern stets am Stützband anliegt. Die bekannte Ausführungsform ist jedoch wenig wirkungsvoll, als zum einen die Luft aus dem stützbandseitigen Spalt nur in geringer Menge durch die engen Kanäle des Kastens abfließen wird; zum anderen ist der Luftleitkasten betriebsunsicher, da die Gefahr besteht, daß die mit der Trockenluft angesaugten Staubteilchen und Fasern in kurzer Zeit die Ansaugöffnungen des Kastens und seine Strömungswege verstopfen.

Die Druckschrift 2 zeigt dagegen in den Figuren 6 bis 8 Luftleitkästen, bei denen durch den Einsatz von Blasluft das Abheben der Papierbahn vom Stützband im Bereich des Einlaufzwickeis vermieden werden soll. Hierzu wird bei einer Ausführungsform der unmittelbar vor dem Einlaufzwickel angeordneten Luftleitkästen Blasluft sowohl entgegen der Laufrichtung des Stützbandes als auch entgegen der Drehrichtung des angrenzenden Trokkenzylinders ausgestoßen. Bei einer anderen Ausführungsform wird nur am Stützband Blasluft eingesetzt, während gegen die freie Mantelfläche des zugeordneten Trockenzylinders eine Luftabstreifleiste gerichtet ist. Die Blasluft bzw. die Luftabstreifleiste haben den Zweck, die vom Stützband bzw. vom Trockenzylinder mitgeführte Luftgrenzschicht abzustreifen und

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am Eindringen in den Einlaufzwickel zu hindern. Versuche haben aber ergeben, daß dies nur unvollkommen gelingt. Lediglich in einem eng begrenzten Bereich entlang dem bandseitigen Blasluft*· ausstoß liegt die Papierbahn am Stützband an. In den Einlaufzwickel trotz des Luftleitkastens eingedrungene Luft verursacht auch hier ein Abheben der Papierbahn vom Stützband. Bei diesen bekannten Ausführungsformen ist der hohe Blasluftbedarf besonders nachteilig. Dieser ist bedingt durch die dem Blasluftstrom einen erheblichen Widerstand entgegensetzende Oberfläche des Stützbandes. Außerdem greift die Blasluft häufig in unerwünschter Weise in den Wärmehaushalt der Trockenpartie ein.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung geht aus von der bekannten Konstruktion eines Luftleitkastens gemäß Figur 6 der Druckschrift 1. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftleitkasten zu schaffen, der die Papierbahn sicher bis in den Einlaufzwickel hinein am Stützband hält, gegen Verschmutzung unempfindlich ist und einen besonders geringen Blasluftbedarf hat. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Diese besagen mit anderen Worten: Abweichend von Druckschrift 2 wird Blasluft allein in den zylinderseitigen Spalt abgegeben. Die Lösung ist insofern vorteilhaft, als die glatte Mantelfläche des Trockenzylinders der Blasluft nur einen geringen Widerstand entgegensetzt, so daß zum Abstreifen der Luftgrenzschicht von der Zylinderoberfläche auch nur ein geringer Luftbedarf entsteht. Zusammen mit der Abstreifwirkung der dem Stützband zugeordneten Luftabstreifleiste und der Ejektionswirkung des Blasluftstromes auf die stützbandseitig in den Einlaufzwickel eingedrungene Luft wird in diesem ein Unterdruck erzeugt, der auch in diesem besonders kritischen Bereich die Papierbahn sicher am Stützband hält.

Eine verbesserte Führung der Papierbahn entlang dem Stützband läßt sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch

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erzielen, daß der stützbandseitige Spalt in Laufrichtung des Bandes divergiert. Durch das Abstreifen der Luftgrenzschicht am Stützband wird nämlich im Spalt ein Unterdruck erzeugt, der bei in Bandlaufrichtung erfolgender Querschnittsvergrößerung des Spaltes ein verstärktes Ansaugen von Luft durch das Stützband bewirkt. Dies hat eine verbesserte Anlage der Papierbahn am Stützband zur Folge.

Bei einem Luftleitkasten mit einem aus der Druckschrift 1 bekannten, von der ersten Wand ausgehenden Kanal für den Durchtritt von Luft aus dem stutzbandseitigen Spalt läßt sich eine erhebliche Steigerung der bahnstützenden Wirkung des Kastens gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielen, daß der Kanal auch die zweite Wand durchdringt und am zylinderseitigen Spalt mündet. Diese Wirkung ist darauf zurückzuführen, daß die mit hoher Geschwindigkeit durch den Spalt strömende Blasluft durch diesen Kanal hindurch auch eine Ejektionswirkung auf die Luft im stutzbandseitigen Spalt ausübt. Für eine sichere Funktion dieser Wirkung ist es zweckmäßig, daß gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Kanal - in Laufrichtung des Zylinders gesehen - vor der schlitzförmigen Öffnung am zylinderseitigen Spalt endet.

Die Ejektionswirkung der Blasluft durch den Kanal hindurch in den stutzbandseitigen Spalt wird auch dadurch unterstützt, daß die zweite Wand zwischen der Öffnung und der Kanalmündung gegen letztere hin zurückweichend abgesetzt ist. Hiermit wird eine Strömungswiderstände vermeidende Schichtung der beiden Luftströmungen, nämlich der Blasluft und der aus dem Kanal austretenden Luft erzielt.

Bei der Zuleitung der Blasluft in den Luftleitkasten ist zur gleichmäßigen Druckverteilung über die Kastenlänge in diesem im Strömungsweg der Luft ein vor der schlitzförmigen Öffnung sitzender Staukörper angeordnet.

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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine wirkungssteigernde Führung der Blasluft im Kasteninnern dadurch erzielt, daß der Staukörper zusammen mit der zweiten Wand einen im Querschnitt düsenförmigen Raum begrenzt, der in die schlitzförmige Öffnung übergeht.

Schließlich ist eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin zu sehen, daß endseitig am Luftleitkasten gegen das Stützband gerichtete und in dessen Laufrichtung sich bis in die Zwickelspitze erstreckende Luftsperrleisten angeordnet sind. Hierdurch wird erreicht, daß auch von den Endseiten des Kastens her der Einzug von Luft in den stützbandseitigen Spalt und in den Einlaufzwickel weitgehend unterbunden ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einer Trockenpartie einer Papiermaschine.

In Fig. 2 ist ein Luftleitkasten im Querschnitt mit gegenüber Figur 1 vergrößertem Maßstab dargestellt.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Die in Figur 1 dargestellten fünf Trockenzylinder 10 bis 14 bilden eine Trockengruppe einer Trockenpartie. Ein weiterer, mit 15 bezeichneter Trockenzylinder ist Bestandteil einer nachfolgenden Trockengruppe. Die Trockenzylinder 10, 12 und 14 sind in einer oberen Reihe, die Zylinder 11, 12 und 15 dagegen in einer unteren Reihe angeordnet. Die zu trocknende Papierbahn 16 läuft in Richtung der Pfeile 17 mäanderförmig über die Trockenzylinder. Dabei wird sie innerhalb der ersten Trockengruppe 10 bis 14 ständig von einem endlosen luftdurchlässigen Stützband 18 begleitet. Die Trockenzyinder 10, 12 und 14 der oberen Reihe liegen außerhalb der vom Stützband 18 gebildeten Schlaufe, die Zylinder 11 und 13 der unteren Reihe liegen dagegen innerhalb derselben. Hierdurch verläuft die Papierbahn 16 im Bereich der

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oberen Zylinder 10, 12 und 14 zwischen, deren Mantelfläche und dem Stützband 18. Im Bereich der untenliegenden Zylinder 11 und 13 befindet sich die Papierbahn 16 dagegen auf der Außenseite des an diesen Zylindern anliegenden Stützbandes 18. An den freien Strecken zwischen den Zylindern 12 bis 14 wird die Papierbahn 16 durch das Stützband 18 geführt. Erstmals zwischen den Zylindern 14 und 15 ist ein freier Papierzug vorhanden. In den folgenden Trockengruppen hat jede Zylinderreihe ein eigenes Stützband 19.

Am gemeinsamen Laufweg der Papierbahn 16 und des Stützbandes 18 von einem oberen Trockenzylinder 10 bzw. 12 zu einem unteren Zylinder 11 bzw. 13 ist auf der Seite des Stützbandes je ein Luftleitkasten 20 vorgesehen. Jeder dieser biegesteif ausgebildeten, bahnbreiten oder eine geringere Länge aufweisenden Luftlei tkästen 20 erstreckt sich quer durch die Trockenpartie. Kürzere Luftleitkästen ordnet man vorzugsweise in den Randbereichen der Papierbahn an. Ein solcher Luftleitkasten 20 ist nachfolgend näher beschrieben:

Der im wesentlichen allseitig geschlossene Luftleitkasten 20 hat eine erste Wand 21, die sich - im Querschnitt des Kastens gesehen - entlang dem Stützband 18 bis in den von diesem und der freien Mantelfläche des Trockenzylinders 11 bzw. 13 gebildeten Einlaufzwickel 22 erstreckt (Figur 2). Dabei verbleibt zwischen dieser Wand 21 und dem Stützband 18 ein Spalt 23, der zum Einlaufzwickel 22 hin divergiert. Am zulaufseitigen Rand 24 der ersten Wand 21 ist eine sich zum Stützband 18 hin erhebende Luftabstreifleiste 25 angeordnet. Diese aus einem Filzstreifen oder aus einer Kunststoffbürste bestehende Luftabstreifleiste 25 erstreckt sich bis nahe an die kastenseitige Oberfläche des Stützbandes 18 und dient zum Abstreifen der vom Band mitgeführten Luftgrenzschicht. Geeignet ist auch ein gegen das Stützband gerichteter Blasluftstrahl (Luftschaber).

Der Luftleitkasten 20 hat außerdem eine zweite Wand 26, welche unter Bildung eines Spaltes 27 zur Mantelfläche des Trockenzy-

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linders 11 bzw. 13 hin im Einlaufzwickel 22 mit der ersten Viand 21 zusammentrifft. Zwickelseitig ist der Luftleitkasten in Verlängerung der ersten Wand 21 mit einer weit vorspringenden nasenförmigen Leiste 28 versehen.

Die zweite Wand 26 weist in ihrer zwickelseitigen Hälfte eine schlitzförmige Öffnung 29 für den Druchtritt von Luft auf. Die Öffnung 29 erstreckt sich in Längsrichtung des Luftleitkastens 20. Gegebenenfalls ist die Öffnung 29 durch in ihrem Verlauf mit Abstand angeordneten Stegen überbrückt, um bei sehr langen Luftleitkästen 20 die Stabilität der zu beiden Seiten der Qf fnung gelegenen Abschnitte der zweiten Wand. 26 zu sichern. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, verläuft die Achse der Öffnung in einem spitzen Winkel zur Wand 26.

Der Luftleitkasten 2O ist ferner stirnseitig an eine Blasluftzuleitung 30 angeschlossen. Im Innern des Luftleitkastens 20 sitzt im Verlauf des Strömungsweges der Blasluft von der Zuleitung 3O zur schlitzförmigen Öffnung 29 ein Staukörper 31. Dieser erstreckt sich über die gesamte Kastenlänge und begrenzt zusammen mit der zweiten Wand 26 einen im Querschnitt düsenförmigen Raum 32, der in die schlitzförmige Öffnung 29 übergeht. Zwischen der ersten Wand 21 und der zweiten Wand 26 ist außerdem ein Kanal 33 vorgesehen, der den stutzbandseitigen Spalt und den zylinderseitigen Spalt 27 miteinander verbindet. Der Kanal 33 ist - um nicht die Strömung der Blasluft von der Zuleitung 30 zur schlitzförmigen Öffnung 29 zu unterbinden - als eine sich in Längsrichtung des Kastens 2O erstreckende Reihe von querverlaufenden Rohren 34 ausgebildet. Das stützbandseitige Ende des Kanals 33 befindet sich im mittleren Drittel der ersten Wand 21. In Laufrichtung (Pfeil 35) des Trockenzylinders 11 bzw. 13 gesehen liegt die zylinderseitige Mündung des Kanals 33 nahe vor der schlitzförmigen Öffnung 29. Die zweite Wand 26 ist zwischen der Öffnung 29 und der Mündung des Kanals 33 in Form einer Stufe 36 zurückweichend abgesetzt, so daß der Spalt 27 in Gegenlaufrichtung eine sprunghafte Querschnittserweiterung erfährt. Schließlich ist der Luftleitkasten 20 in nicht dargestellter Weise endseitig mit Luftsperrleisten aus

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Filz- oder Bürstenstreifen ausgestattet, die - gegen das Stützband 18 gerichtet - sich entlang der ersten Wand 21 bis in die Spitze des Einlaufzwickeis 22 erstrecken. Zweckmäßigerweise ist auch die zweite Wand 26 mit derartigen, gegen die Mantelfläche des Trockenzylinders 11 bzw. 13 gerichteten Luftsperrleisten versehen.

Die dem Luftleitkasten 2O stirnseitig zufließende Blasluft überwindet auf ihrem Weg zur schlitzförmigen Öffnung 29 einen von der ersten Wand 21 und dem Staukörper 31 begrenzten Drosselspalt 37, durch den der Druck der Luft gleichmäßig über die Kastenlänge verteilt wird. Im düsenförmigen Raum 32 erfährt die Blasluft eine Beschleunigung, so daß sie mit hoher Geschwindigkeit entgegen der Laufrichtung (Pfeil 35) des Trockenzylinders 11 bzw. 13 in den Spalt 27 eintritt. Im Verlauf ihres Strömungsweges durch den zylinderseitigen Spalt 27 und auch bereits vor dem Spalt löst die Blasluft die vom Trockenzylinder mitgeführte Luftgrenzschicht ab und verhindert somit deren Einschleppen in den Einlaufzwickel 22. Die Lüftabstreifleiste 25 am zulaufseitigen Rand 24 der ersten Wand 21 leitet einen Teil der Luftgrenzschicht am Stützband 18 ab. Durch die Divergenz des stutzbandseitigen Spaltes 22 zum Einlaufzwickel 21 hin wird im Spalt ein Unterdruck erzeugt. Dieser sucht sich durch das Ansaugen von Luft durch das Stützband 18 hindurch auszugleichen, was die bezweckte Anlage der Papierbahn 16 am S tützband zur Folge hat. Außerdem tritt noch eine wesentliche Steigerung des Effektes durch die Ejektorwirkung der Blasluft im zylinderseitigen Spalt 27 ein. Mit dieser Blasluft wird nämlich so-'wohl Luft tief aus dem Einlaufzwickel 22 als auch durch den Kanal 33 hindurch aus dem stutzbandseitigen Spalt 23 abgesogen. Die in Fig. 2 der Zeichnung eingetragenen Pfeile geben deutlich die beschriebenen Luftströmungen wieder.

Heidenheim,. _t 30.09.82 .

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Claims

P 3967

Kennwort: "Bahnstabilisator II"

J.M. Voith GmbH Heidenheim

Patentansprüche

Luftleitkasten (20) für die Trockenpartie einer Papiermaschine, bei der die zu trocknende Papierbahn (16) zusammen mit einem Stützband (18) mäanderförmig über Trockenzylinder (10 bis 14) läuft, wobei der sich quer durch die Trockenpartie zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zylindern (10, bzw. 12, 13) erstreckende und entlang dem Stützband bis in den Einlaufzwickel (22) ■ zwischen diesem Band und einem Zylinder (11 bzw. 13) reichende Kasten folgende Merkmale umfaßt:

a) eine erste Wand (21), die sich - im Querschnitt des Kastens (20) gesehen - entlang dem Stützband (18) bis in den Einlaufzwickel (22) erstreckt, wobei zwischen der Wand und dem Stützband ein Spalt (23) verbleibt;

b) eine am zulaufseitigen Rand (24) dieser Wand (21) angeordnete und gegen das Stützband (18) wirkende Luftabstreifeinrichtung (25);

c) im Bereich der Mantelfläche des Zylinders (11 bzw. 13) eine zweite Viand (26), die unter Bildung eines Spaltes (27) zur Mantelfläche hin im Einlaufzwickel (22) mit der ersten Wand (21) zusammentrifft;

d) die zweite Wand (26) ist zwickelseitig mit einer Öffnung (29) für den Durchlaß von Luft versehen;

dadurch gekennzeichnet, daß

e) der Luftleitkasten (20) an eine Blasluftversorgung angeschlossen und

f) die Öffnung (29) zur Abgabe von Blasluft in den zylinderseitigen Spalt (27) entgegen der Zylinderlaufrichtung (Pfeil 35) ausgebildet ist.

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2. Luftleitkasten nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß der stützbandseitige Spalt (23) in Laufrichtung (Pfeil 17) des Bandes (18) divergiert.

3. Luftleitkasten nach Anspruch 1 oder 2, mit einem von der ersten Wand (21) ausgehenden Kanal (33) für den Durchtritt von Luft aus dem stutzbandseitigen Spalt (23), dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (33) die zweite Wand (26) durchdringt und am zylinderseitigen Spalt (29) mündet.

4. Luftleitkasten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (33) - in Laufrichtung (Pfeil 35) des Zylinders (11 bzw. 13) gesehen - vor der schlitzförmig ausgebildeten Öffnung (29) am zylinderseitigen Spalt (27) endet.

5. Luftleitkasten nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wand (26) zwischen der Öffnung (29) und der Mündung des Kanals (33) gegen letztere hin zurückweichend (Stufe 36) abgesetzt ist.

6. Luftleitkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser eine Zuleitung (30) für die Blasluft und in deren Strömungsweg im Kasteninnern einen vor der schlitzförmigen Öffnung (29) sitzenden Staukörper (31) aufweist.

7. Luftleitkasten nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Staukörper (31) zusammen mit der zweiten Wand (26) einen im Querschnitt düsenförmigen Raum (32) begrenzt, der in die schlitzförmige Öffnung (29) übergeht.

8. Luftleitkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß endseitig an diesem gegen das Stützband gerichtete und in dessen Laufrichtung sich bis in die Zwikkelspitze erstreckende Luftsperrleisten angeordnet sind.

30.09.82 HKa/GKü
0002k/0025k

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