Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formkör pers, wobei zuerst kleinstückiges Material mit einem in der Wärme härtbaren Bindemittel vermischt und zu einem Körper geformt und anschliessend das Bindemittel durch Erhitzen ausgehärtet wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Derartige Verfahren sind bekannt und werden insbesondere zur Herstellung von Formkörpern aus kleinstüekigem Material, wie Fasermaterial, Holzabfällen und derglei- elen, welches mit einem Bindemittel zu einer formbaren Masse vermischt ist, angewandt.
Es war dabei üblich, die Masse zwecks Aushärtung des Bindemittels mittels beheiz- ler Formen zu erwärmen. Dieses Verfahren hatte einerseits den Nachteil, dass es sehr lange dauerte, bis bei dickeren Formkörpern die innersten Teile der Masse warm genug wurden, damit auch dort das Bindemittel er- bärtetwurde, und anderseits verursachte die Erwärmung von aussen nach innen einen nachteiligen Feuchtigkeitsstrom gegen das Innere der Masse, wodurch das Abbinden an diesen Stellen erst recht erschwert oder verunmöglicht wurde und im letzteren Falle ein sehlechtes oder unbrauchbares Produkt ergab.
Uni diese Nachteile zu beheben, wurde in neuerer Zeit zur Hochfrequenzheizung des in der Form befindlichen, mit dem Bindemittel gemischten Materials übergegangen, wodurch eine wesentlich raschere und gleichmässigere Abbindung des Bindemittels erzielt wurde. Da die äussern Teile der Masse einer Abküh lung durch die kalte Form unterworfen sind, entstand aber auch hier eine ungleichmässige Erwärmung in umgekehrtem Sinne, indem die innern Masseteile rascher warm wurden als die äussern. Es entstand demzufolge auch hier ein Feuchtigkeitsstrom, und zwar, von innen nach aussen.
Bei Massen, die vollständig aus einer Mischung von Fasermaterial, beispielsweise Holzteilchen, und Bindemittel bestanden, er gaben sich durch diesen Umstand keine be sonderen Schwierigkeiten, da die Feuchtig keit aus der Oberfläche des Formkörpers aus trat und weggeleitet, werden konnte. Immer hin ergab sich auch in diesem Falle eine Qua litätsverminderung in .den Aussenschichten des Körpers.
Wenn aber der Formkörper mit einer praktisch feLichtigkeitsundurehlässigen Deekschieht, beispielsweise einem Furnier oder einer Kunstliarzmasseschieht, bedeckt war, so staute sich die Feuchtigkeit unter dieser Schicht, was ein ungenügendes Erhär ten des Bindemittels unter der Deckschicht und ein mangelhaftes Haften der Deckschicht am Formkörper verursachte.
Gemäss dem erfindungsgemässen Verfah ren lassen sich nun diese Nachteile bekannter Verfahren dadurch vermeiden, dass zwecks Aushärtung des Bindemittels das vorgeformte Materia'1 zugleich durch einen beheizten Kör- per und ein gleichmässig auf die ganze Masse wirkendes Hochfrequenzfeld erhitzt wird. Da bei wird der erwähnte Körper vorzugsweise mittels Dampf oder Heisswasser erhitzt.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand einiger Beispiele zur Herstellung von Platten aus Gemischen von Faserstoffen und Binde mitteln erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Anlage zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer Platten in einer Etagenpresse.
Fig. 2 und 3 veranschaulichen das Füllen der Formen.
Fig. 4 und 5 zeigen Schnitte durch je zwei Elektroden der Etagenpresse mit den zwi schen den Elektroden angeordneten gefüllten Formen.
Fig. 6 zeigt eine Teilansicht der Etagen presse.
In Fig. 1 sind die Backen 1 und 2 einer hydraulischen Presse schematisch dargestellt. Zwischen diesen Backen befindet sich ein Stapel von heizbaren, flachen Elektroden 3 abwechselnd mit schematisch dargestellten ge füllten Formen 4. In den Elektroden 3 sind Heizkanäle 5 vorgesehen, welche bei jeder Elektrode in zwei Anschlussstutzen 6 mün den.
Die Elektroden sind in alternierender Folge mit dem geerdeten Mantel 7 und mit der spannungsführenden Seele 8 eines Hoch- rrequenzkabels 9 verbunden, so dass die Elek troden 3 im Betriebe abwechslungsweise Erd- potential bzw. eine hochfrequente Wechsel spannung führen. Dadurch wird, zwischen je zwei Elektroden 3 ein hochfrequentes elektri sches Feld erzeugt, durch welches das zwi schen den Platten in den Formen befindliche Material erhitzt wird. Das Hochfrequenz kabel führt zu einem Hochfrequenzgenerator 10.
Gegebenenfalls könnte auch nur die in der Mitte angeordnete Elektrode an den Ge nerator angeschlossen sein, wobei sich die Generatorspannung gleichmässig auf die Zwi schenräume zwischen den Elektroden aufteilt. Um asymmetrische Spannungsverhältnisse zu vermeiden, sind die geerdeten Teile der Anlage durch Ausgleichsleiter zu verbinden. Das Heizungssystem für die Elektroden 3 weist einen Dampferzeuger 11 beliebiger Bau art auf. Von diesem strömt der Dampf durch eine Leitung 12 in einen Temperaturregler 13, welcher die Dampftemperatur auf einem praktisch konstanten Wert hält. Der Dampf strömt dann in der durch Pfeile angedeuteten Riehtung weiter durch eine Leitung 14. An die Leitung 14 ist eine erste Verteilleitung 15 direkt und eine zweite Verteilleitung 16 über eine Sehlauchspule 17 angeschlossen.
Die ge erdeten Elektroden 3 sind über biegsame Schlauchstüeke an die V erteilleitung 15, die spannungsführenden Elektroden 3 über gleichartige Schlauehstüeke an die Verteil- leitung 16 angeschlossen. Die am andern Ende der Heizkanäle 5 der Elektroden 3 an geordneten Anschlussstutzen 6 sind bei den geerdeten Elektroden an eine Sammellei- tung 18 und bei den spannungsführenden Elektroden an die Sammelleitung 19 ange schlossen.
Die Sammelleitung 19 ist über eine Schlauelhspule 20 mit der Sammelleitung 18 verbunden, welch letztere den Abdampf einer weiteren Heizvorriehtung oder einem Kon densator zuführt (nicht dargestellt).
Die Sehlauehwenceln in der mit den spannungsführenden Elektroden 3 in Verbin- dung@ stehenden Verteilleitun- 16 und Sam- melleitun, 19 dienen dazu, diesen gemein samen Leitungsteilen, welche durch den Dampfdurchgang elektrisch leitend -erden, eine Induktivität zu verleihen, die da-,
Auftre ten von Eneriev erlusten über das Heizungs system für die Elektroden verunmöglicht.
Die Heizung der Elektroden 3 könnte auch mit einem andern Heizmedium, bei spielsweise Wasser, oder aber mittels eines niederfrequenten Heizstromes erfolgen.
Zur Herstellung einer Formplatte aus Fasermaterial, beispielsweise Sägemehl, zer kleinerten Spänen, Holzstücken, Reisig, Pflanzenhalmen usw. wird folgendermassen vorgegangen: Mit. 100 Gewichtsteilen des Fasermaterials mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 1? /o wer den 2 bis 6 Gewichtsteile eines pulverförmi- gen Bindemittels rare 2 Gewichtsteile Amino-
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plast <SEP> innig <SEP> vermengt. <SEP> Diesen <SEP> Aminoplast <SEP> hat
<tb> man <SEP> unmittelbar <SEP> vorher <SEP> angemacht, <SEP> und <SEP> er
<tb> besteht <SEP> z. <SEP> B.
<SEP> aus <SEP> 100 <SEP> Gewichtsteilen <SEP> Harn stoff, <SEP> 100 <SEP> bis <SEP> 200 <SEP> Gewichtsteilen <SEP> Formalde livd, <SEP> 1 <SEP> Gewichtsteil <SEP> Katalysator <SEP> (z. <SEP> B. <SEP> Zink Chlorid) <SEP> und <SEP> eventuell <SEP> 3 <SEP> Gewichtsteilen
<tb> Streehinittel <SEP> in <SEP> Form <SEP> von <SEP> Kartoffelmehl,
<tb> Roggenmehl, <SEP> Weizenmehl <SEP> usw. <SEP> Die <SEP> Bestand teile <SEP> @ <SEP> des <SEP> Aminoplastes <SEP> wie <SEP> auch <SEP> das <SEP> Streek niittel <SEP> könnten <SEP> andere <SEP> sein <SEP> und/oder <SEP> in <SEP> andern
<tb> Meng-en <SEP> zuge-eben <SEP> werden.
<tb> Diese <SEP> oder <SEP> eine <SEP> andere <SEP> ;
,eeignete <SEP> 11lisehung
<tb> wird <SEP> nun <SEP> in <SEP> eine <SEP> Form <SEP> gebracht, <SEP> deren <SEP> In nenraum <SEP> der <SEP> Form <SEP> des <SEP> zu <SEP> bildenden <SEP> Form körpers <SEP> entspricht <SEP> und <SEP> deren <SEP> äussere <SEP> Gestal ttni;, <SEP> so <SEP> gewählt <SEP> ist, <SEP> dass <SEP> die <SEP> Form <SEP> mitsamt
<tb> dem <SEP> eingefüllten <SEP> Gemisch <SEP> bequem <SEP> zwischen
<tb> (lie <SEP> ebenen <SEP> Elektroden <SEP> 3 <SEP> der <SEP> Etagenpresse
<tb> gebracht. <SEP> werden <SEP> kann.
<tb> Eine <SEP> beispielsweise <SEP> Form <SEP> dieser <SEP> Art <SEP> ist <SEP> in
<tb> den <SEP> Fig. <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> und <SEP> 4 <SEP> dargestellt.
<SEP> Sie <SEP> weist
<tb> einen <SEP> seitlichen <SEP> Stützrahmen <SEP> 20 <SEP> auf, <SEP> welcher
<tb> mit <SEP> einem <SEP> Aluminiumboden <SEP> 21 <SEP> und <SEP> einer <SEP> ein ()('legten <SEP> untern <SEP> Formplatte <SEP> 22 <SEP> aus <SEP> einem <SEP> Iso liermaterial <SEP> verbunden <SEP> ist. <SEP> Zur <SEP> Form <SEP> gehört
<tb> ferner <SEP> die <SEP> in <SEP> den <SEP> Fig. <SEP> 3 <SEP> und <SEP> 4 <SEP> dargestellte
<tb> obere <SEP> Formplatte <SEP> 23, <SEP> weche <SEP> aus <SEP> demselben
<tb> Isoliernxaterial <SEP> besteht <SEP> wie <SEP> die <SEP> untere <SEP> Form platte <SEP> '_'?. <SEP> Diese <SEP> Formplatte <SEP> weist <SEP> eine <SEP> Ah <SEP> uni niuindeeke <SEP> 24 <SEP> auf.
<tb> In <SEP> der <SEP> in <SEP> Fig.
<SEP> 2 <SEP> dargestellten <SEP> Art <SEP> wird,
<tb> nötigenfalls <SEP> unter <SEP> Verwendung <SEP> eines <SEP> Einfüll rahmens <SEP> 25, <SEP> das <SEP> oben <SEP> beschriebene <SEP> Gemisch
<tb> in <SEP> die <SEP> offene <SEP> Form <SEP> eingefiillt <SEP> und <SEP> dann <SEP> mit tels <SEP> eines <SEP> flachen, <SEP> nicht. <SEP> dargestellten <SEP> Druck stempels <SEP> bis <SEP> auf <SEP> die <SEP> strichpunktiert <SEP> angege bene <SEP> Höhe <SEP> 26 <SEP> verdichtet. <SEP> Hierauf <SEP> werden <SEP> an
<tb> den <SEP> Stellen, <SEP> wo <SEP> die <SEP> obere <SEP> Formplatte <SEP> 23 <SEP> Er höhungen <SEP> aufweist, <SEP> Kerne <SEP> 27 <SEP> auf <SEP> die <SEP> flache
<tb> Oberfläche <SEP> des <SEP> Gemisches <SEP> aufgesetzt, <SEP> worauf
<tb> wiederum <SEP> Gemisch <SEP> lose <SEP> bis <SEP> auf <SEP> die <SEP> Höhe <SEP> 28
<tb> nachgefüllt <SEP> wird.
<SEP> Die <SEP> Kerne <SEP> 27 <SEP> werden <SEP> hier auf <SEP> entfernt <SEP> und <SEP> .die <SEP> obere <SEP> Formplatte <SEP> auf
<tb> (las <SEP> Gemisch <SEP> aufgelegt <SEP> und <SEP> anschliessend <SEP> in
<tb> einer <SEP> Hilfspresse <SEP> in <SEP> die <SEP> Form <SEP> eingepresst.
<tb> Dabei <SEP> wird <SEP> das <SEP> nachgefüllte <SEP> Gemisch <SEP> ver dichtet, <SEP> bis <SEP> die <SEP> Form <SEP> mit <SEP> dem <SEP> eingeschlosse nen <SEP> vorgeformten <SEP> Formkörper <SEP> 29 <SEP> in <SEP> den <SEP> in
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Fig. <SEP> 3 <SEP> dargestellten <SEP> Zustand <SEP> gelangt, <SEP> in <SEP> wel chem <SEP> sie <SEP> zum <SEP> Einbringen <SEP> in <SEP> die <SEP> Etagenpresse
<tb> bzw. <SEP> Heizv <SEP> orrielittuig <SEP> befreit <SEP> ist.
<tb> Bei <SEP> Verwendung <SEP> der <SEP> Etagenpresse <SEP> gemäss
<tb> Fia.
<SEP> 1 <SEP> werden <SEP> jeweils <SEP> sechs <SEP> Formen <SEP> in <SEP> der
<tb> soeben <SEP> beschriebenen <SEP> Weise <SEP> vorbereitet <SEP> und
<tb> dann <SEP> von <SEP> einer <SEP> Seite <SEP> zwischen <SEP> die <SEP> Elektroden
<tb> 3 <SEP> der <SEP> gelockerten <SEP> Presse <SEP> eingeschoben, <SEP> nach dem <SEP> die <SEP> Hochfrequenzheizun.g <SEP> ausgeschaltet
<tb> worden <SEP> ist. <SEP> Wie <SEP> Fig. <SEP> 6 <SEP> zeigt, <SEP> ruhen <SEP> die <SEP> Elek troden <SEP> 3 <SEP> bei <SEP> gelockerter <SEP> Presse, <SEP> das <SEP> heisst <SEP> bei
<tb> gesenkter <SEP> Backe <SEP> 1, <SEP> mit <SEP> je <SEP> vier <SEP> Anschlagbolzen
<tb> 31 <SEP> (wovon <SEP> nur <SEP> einer <SEP> dargestellt <SEP> ist) <SEP> auf
<tb> treppenartig <SEP> angeordneten <SEP> Anschlägen <SEP> 32,
<tb> welche <SEP> am <SEP> Pressegestell <SEP> befestigt <SEP> sind.
<SEP> Es
<tb> entstehen <SEP> dabei <SEP> gleichmässige <SEP> Zwischenräume
<tb> zwischen <SEP> den <SEP> Elektroden <SEP> 3, <SEP> die <SEP> ein <SEP> leichtes
<tb> Verschieben <SEP> der <SEP> Formen <SEP> .1 <SEP> gestatten. <SEP> Die <SEP> in
<tb> der <SEP> Presse <SEP> befindlichen <SEP> gefüllten <SEP> Formen
<tb> werden <SEP> durch <SEP> das <SEP> Einschieben <SEP> (in <SEP> Fig. <SEP> 1
<tb> senkrecht <SEP> zur <SEP> Bildebene) <SEP> der <SEP> neuen <SEP> Formen
<tb> auf <SEP> die <SEP> andere <SEP> Seite <SEP> ausgestossen. <SEP> Die <SEP> Elek troden <SEP> 3 <SEP> sind <SEP> in <SEP> nicht <SEP> dargestellter <SEP> Weise
<tb> seitlich <SEP> geführt.
<SEP> Die <SEP> fertigen <SEP> Formkörper
<tb> werden <SEP> hierauf <SEP> aus <SEP> den <SEP> Formen <SEP> herausgenom men <SEP> und <SEP> zum <SEP> Erkalten <SEP> und <SEP> Trocknen <SEP> aufge stellt, <SEP> während <SEP> die <SEP> .Formen <SEP> in <SEP> der <SEP> an <SEP> Hand
<tb> der <SEP> Fig. <SEP> 2 <SEP> und <SEP> 3 <SEP> erläuterten <SEP> Art <SEP> wieder <SEP> ge füllt <SEP> werden.
<tb> Unterdessen <SEP> werden <SEP> die <SEP> neu <SEP> eingeschobe nen <SEP> Formen <SEP> rasch <SEP> unter <SEP> Druck <SEP> gesetzt, <SEP> und
<tb> die <SEP> Hochfreqiienzheizung <SEP> wird <SEP> eingeschaltet.
<tb> Fig. <SEP> 4 <SEP> zeigt <SEP> die <SEP> gemäss <SEP> Fig. <SEP> 3 <SEP> vorbereitete
<tb> Form <SEP> zwischen <SEP> zwei <SEP> Elektroden <SEP> 3 <SEP> der-Eta genpresse.
<SEP> Die <SEP> Wärme <SEP> dringt <SEP> von <SEP> den <SEP> geheiz ten <SEP> Elektroden <SEP> 3 <SEP> rasch <SEP> durch <SEP> die <SEP> Ahuninium cleeke <SEP> 24 <SEP> und <SEP> den <SEP> Aluminiumboden <SEP> 21 <SEP> und
<tb> durch <SEP> die <SEP> Farmplatten <SEP> 22 <SEP> und <SEP> 23 <SEP> der <SEP> Form
<tb> durch <SEP> und <SEP> beheizt <SEP> die <SEP> äussersten <SEP> Schichten
<tb> des <SEP> Formkörpers. <SEP> Gleichzeitig <SEP> wird <SEP> das <SEP> In nere <SEP> des, <SEP> Formkörpers <SEP> durch <SEP> das <SEP> hochfre quente <SEP> elektrische <SEP> Feld <SEP> zwischen <SEP> je <SEP> zwei
<tb> Elektroden <SEP> 3 <SEP> gleichmässig <SEP> durchwärmt.
<SEP> Die
<tb> gleichmässige <SEP> Erwärmung <SEP> verhindert <SEP> wesent liehe <SEP> Feuehtigkeitswandex-Lingen <SEP> innerhalb
<tb> des <SEP> Formkörpers, <SEP> so <SEP> da.ss <SEP> ein <SEP> Werfen <SEP> dessel ben <SEP> oder <SEP> ein <SEP> ungenügendes <SEP> Abbinden, <SEP> gewis ser <SEP> Stellen <SEP> nicht <SEP> vorkommen <SEP> kann. <SEP> Die <SEP> Be- handlungsdauer beträgt rund zwei Minuten. Nach dieser Zeit wird die Presse gelockert und der Hoehfrequenzgenerator 10 abgesehal- tet. Die Formen mit den fertigen Formkör pern werden in oben beschriebener Weise durch das Einschieben neuer Formen ausge stossen, entleert und wieder neu gefüllt.
Die gemäss Fig. 2 und 3 hergestellten Formplatten bestehen ausschliesslich aus dem oben erwähnten Gemisch aus Fasermaterial Lind Bindemittel und andern Zugaben. Für Möbel- und Baliteile ist es jedoch oft er- vünseht, die Platte mit einer Decksehieht, bei spielsweise einem Furnier oder dergleichen, zu versehen. Auch kann es erwünscht sein, in die Masse Massiv holzteile einzubetten.
In Fig. 4 ist beispielsweise angedeutet, wie die Platte mit einer Furniersehieht 30 ver sehen werden kann. Zu diesem Zwecke wird mindestens ein Furnier zuerst in die offene Form eingelegt und dann in der erwähnten Art mit Gemisch bedeckt. Mit der Verdich tung des Gemisches wird das Furnier an die Formplatte angepresst und nimmt die ge wünschte gewölbte Form der Plattenober fläche an. In analoger Weise wird zuletzt, das heisst vor Aufsetzen der obern Formplatte 23, eine Furnierschieht auf das lose Gemisch ge bracht und anschliessend während des Ruf pressens der obern Formplatte an die Form derselben an( epresst.
Zwischen einzelnen Fur- niersehiehten und auf der dem Gemisch zuge kehrten Seite wird natürlich Bindemittel an gegeben, so dass die Furniersehichten unter sich und am Faserkörper der fertigen Platte einwandfrei haften.
Fig. 5 zeigt die Herstellung einer ein facheren Formplatte gleicher Dicke mit je zwei Furnieren auf jeder Seite. Die Form zur Herstellung dieser Formplatte besteht aus einem Seitenrahmen 20 Lind einem Boden 21 aus Aluminiumblech. Das Füllen dieser Fore geht so vor sich, dass zuerst die untern Fur niere mit dem nötigen Leim versehen auf den Boden der leeren Form gelegt werden, worauf gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines Füllrahmens die Faserstoffmischung einge füllt wird. Nach Verdichtung dieser Mischung werden die obern Furniere aufgelegt, und die Form ist nun Einbrie gen in die Etagenpresse bereit. Nötigenfalls kann die Form mit einem Aluniniunblech 24 abgedeckt werden.
Bei der Herstellung flacher Platten ge mäss Fig. 5 werden die Elektroelen 3 auf eine Temperatur von beispielsweise 90 C erwärmt. Die Intensität des Hochfrequenzfeldes wird so gewählt, cass die Temperatur im Platten innern ungefähr 60 bis 70 C erreicht, bei weleher Temperatur eine Abbindung des Bindemittels erfolgt.
Bei der Herstellung von Platten unglei cher Dicke gemäss Fig. 2 bis 4 müssen die Elektroden 3 auf eine höhere Temperatur ge bracht werden, die je naeh der Dicke der Formplatten 22 und 23, die ein Temperatur gefälle bewirken, beispielsweise 100 bis 120 C betragen muss.
Es ist bei kleinen Dickenunterschieden der Platten möglich, die Formplatten 22 und 23 aus einem Mctall herzustellen, un das Wärmegefälle in ihnen herabzusetzen. Bei grossen in der Platte ist dies jedoch nicht möglich, weil dadurch die elektrische Feldstärke innerhalb des Form körpers an den dünnen Stellen wesentlich grösser wäre als an den dicken Stellen dessel ben.
Ans diesem Grunde müssen die Form platten aus einem Isoliermaterial bestehen, dessen dielektrisehe Eigenschaften, insbe sondere die Dielektrizitätskonstante, möglichst gleich sind denjenigen der zu erwärmenden 3lisehttn-. Um dies zu erreichen, werden die Formplatten aus Massivliolz,
aufgeschichte ten und verklebten Kunststoffpapieren oder dergleichen leergestellt. Falls die Dielektrizi- tä.tskonstante der Formplatte praktisch gleich ist wie diejenige des Formkörper., so@ darf angenommen werden,
dass im Formkörper ein homogenes elektrisches Feld herrscht und da.ss alle Teile des Formkörpers gleichmässig. erwärmt werden und daher keine Feuclitig- keitswa.nderntngen und vor allem auch keine Verbrennungen an den dünnen Stellen auf treten.
Ab-eseben von der bereits erwähnten Qualitätsverbesserung der Formkörper er-
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hubt <SEP> das <SEP> erfindungsgemässe <SEP> Herstellungs @errahren, <SEP> die <SEP> Fabrikationszeit <SEP> ue(Yeiiüber <SEP> den
<tb> bekannten <SEP> Verfahren <SEP> zu <SEP> verkürzen. <SEP> Die <SEP> ge messenen <SEP> Heizzeiten <SEP> für <SEP> eine <SEP> ebene <SEP> Platte
<tb> @-on <SEP> .10 <SEP> inin <SEP> Starke <SEP> waren <SEP> wie <SEP> folgt:
<tb> lleizitng# <SEP> mittels <SEP> Platten <SEP> auf <SEP> 1 <SEP> 1-10g <SEP> C, <SEP> 50
<tb> bis <SEP> 60 <SEP> Alinuten.
<tb> llochfrequenzheiznng <SEP> allein <SEP> 6 <SEP> Minuten.
<tb> llochfrcquenzhcizun@@ <SEP> + <SEP> Plattenheizun"#
<tb> (90" <SEP> C') <SEP> ? <SEP> :Minuten.