EP0456962B1 - Vorrichtung zum Ausräumen des Presskopfs einer keramische Massen verarbeitenden Strangpresse - Google Patents
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Definitions
- a mouthpiece is placed on the outlet end of the press, the so-called press head, which determines the shape of the compact formed (cf. e.g. DE-C-520917).
- the press head has the shape of a rectangular shaft, the outlet mouth of which is designed as a mouthpiece plate, to which the mouthpiece is attached, is generally screwed on.
- a special mouthpiece is provided for each brick model. The mouthpiece attached to the mouthpiece plate engages in the mouth of the press head, generally to a depth of 200 to 300 mm and more.
- the object of the present invention is therefore to provide a way of being able to carry out the removal of the press head effortlessly and as quickly as possible.
- the solution to this problem according to the invention is achieved by a device consisting of a base frame which can be attached to the press head when the mouthpiece is removed, a screw frame which can be displaced linearly in the base frame, at least one clearing screw which is rotatably mounted on the screw frame, with several clearing screws these being mounted parallel to one another, and one Motorized drive to move the auger frame and to turn the auger or auger.
- This device is attached to the press head after removal of the mouthpiece to be replaced and clears the press head effortlessly and cleanly to the desired depth in a short time. The time saved compared to previous manual clearing is around 2/3.
- the device has a base frame 11, for example from rectangular tubes, in which a screw frame 12 is mounted so as to be linearly displaceable by means of recirculating ball bushings 12a.
- the displacement of the screw frame 12 in the base frame 11 takes place by means of feed spindles 13, which are non-rotatably attached to the base frame 11.
- the screw frame 12 On its front side, the screw frame 12 has bearings 14 (flange bearings) in which broaching screws 15 with a drilling tip 15a are mounted.
- the broaching augers 15 extend parallel to one another and are driven (rotated) by worm spindles 16 which are rotatably connected to them and are rotatably mounted in the worm frame 12 at the rear end.
- a drive motor 17 with three sprockets 17a, 17b and 17c is arranged on the screw frame 12.
- the sprockets 17a, 17b serve to advance the frame 12, for which purpose they are each connected to a sprocket 18 seated on each feed spindle 13 via drive chains.
- the chain wheels 18 have an internal thread which engages in the spindle thread of the feed spindles 13; With hub extensions 18a on both sides, each chain wheel 18 engages with the worm wheel 12 (FIG. 3), guide bushes being provided.
- the sprocket 17c of the drive motor 17 serves to rotationally drive the worm spindles 16, for which purpose the sprocket 17c is in drive connection via a drive chain with sprockets 19 assigned to each worm spindle 16.
- FIG. 4 shows a diagram of this drive for four broaches or for their worm spindles 16. It can also be seen from this that all worm spindles 16 and thus worms 15 rotate in the same direction of rotation.
- the small chain wheels 28 are deflection wheels.
- the sprocket 17c is provided with a freewheel such that when the screw carriage 12 returns, the screw spindles 16 and the screws 15 do not rotate.
- the motor drive allows the screw carriage 12 in its entirety to be moved back and forth linearly with screws and drive motor, and that those which move together with the screw frame 12 move Screws 15 can be rotated.
- this must understandably be brought up to the mouth of the extrusion press head to be cleared. This can be done, for example, in such a way that the base frame 11 is designed as a movable carriage or is suspended from a ceiling construction in a lowerable manner.
- the device is articulated on the extrusion press so as to be pivotable by 90 °.
- the base frame 11 has a swivel arm 11a which is pivotally attached to a holding device 21 which is fixedly arranged on the press head 20.
- the clearing device In normal operation (working mode) of the extrusion press, the clearing device is pivoted away (upwards in FIG. 1), and a mouthpiece (not shown) is attached to the mouthpiece plate 20a forming the end of the press head 20.
- the mouthpiece is first removed from the plate 20a, whereupon the removal device is pivoted into the removal position shown in FIG. 1, in which the removal screws 15 are in front of the mouth of the press head.
- a bolt lock 22 ensures that the removal device is held securely in its removal position.
- the feed spindles 13 are set in rotation via the chain drives described, with the result that the screw frame 12 moves in the direction of the press head 20 (feed) and the broaching screws 15 mounted on it penetrate into the interior of the press head.
- the broaching augers 15 are rotated via the chain drive, which is also described. But so that the augers 15 drill with their tip 15a into the mass located in the press head 20, cut chip-like parts from the mass with their screw flights and convey these parts of the mass backwards out of the press head 20, where these mass parts then fall off. In this way, the press head 20 is quickly cleared out.
- the drive is switched over so that the feed spindles 13 rotate in the opposite direction and the screw frame 12 with the screws 15 move out of the press head 20 again.
- the entire clearing device is again pivoted away, and the new mouthpiece can be placed on the press head 20.
- the coordination between feed and screw rotation must be such that the screws 15 are able to convey the material out properly, so that the screw flights are not "overfilled".
- the hardness of the compressed material to be cleared will also be taken into account when dimensioning the feed rate.
- scraper blades can be arranged at the screw end, as indicated schematically at 23, which in the manner of "chip breakers" detach the material from the screws 15 and ensure that cleaning of the screws after the removal process is unnecessary.
- FIG. 5 shows an embodiment with six clearing screws 15 for clearing a rectangular press head.
- 15 deflectors 24 are provided centrally for four screws.
- the deflectors 24 are fixedly attached to the screw frame 12, for example have the Shape of a cone and are set back with their cone tip relative to the screws 15, preferably by 1/2 screw flight, so that material can be fed to the screws.
- a knife frame 25 surrounding the outline of the screws 15 is indicated in FIG. Additional deflectors 26, which feed material to the screws 15, can be attached to this knife frame 25.
- Fig. 6 shows a modification which shows that arrangements are also possible in which the augers 15 have different diameters.
- a broaching auger 15 of large diameter is provided centrally, which is surrounded by four broaching augers 15 of smaller diameter.
- a small press head with a circular cross-section one single auger would be sufficient.
- comparatively large press heads with a rectangular cross section are much more common in practice.
- a single drive motor is provided as the motor drive for feed and screw rotation. But it is also possible to feed and assign a separate motor to the screw rotation. It should be pointed out that the requirements for the drive power can be reduced considerably by the fact that the individual screws 15 are somewhat offset with respect to their pitch. This means that the screws penetrate the material "softer" and there is no high-performance start-up tip. The size of the displacement depends on the number of screws used; it is best to move evenly over a full pitch according to the number of screws.
- the control of the device that is to say the control of feed, screw rotation and time of reversal, can take place electronically, for example via a microprocessor. Safety is guaranteed by slip clutches or torque monitoring combined with the electronic control.
- the device according to the invention not only results in an effortless and exact clearing process, but also a substantial reduction in clearing time is achieved, which represents only a fraction of the time required for manual clearing.
- the device can be used in various types of ceramic mass-processing extrusion presses, a preferred example for the production of clay bricks.
- “Ceramic masses” are to be understood here in particular as loam and clay, with and without additives.
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Description
- Bei keramische Massen verarbeitenden Strangpressen wird auf das austrittsseitige Ende der Presse, dem sogenannten Preßkopf, ein Mundstück aufgesetzt, welches die Form des entstehenden Preßlings bestimmt (vgl. z.B. DE-C-520917). So hat beispielsweise beim Pressen von Ziegeln der Preßkopf die Form eines Rechteck-Schachts, dessen Austrittsmündung als Mundstückplatte ausgebildet ist, an welcher das Mundstück befestigt, im allgemeinen angeschraubt wird. Für jedes Ziegelmodell ist ein besonderes Mundstück vorgesehen. Das an der Mundstückplatte befestigte Mundstück greift dabei in die Mündung des Preßkopfs hinein, im allgemeinen bis in eine Tiefe von 200 bis 300 mm und mehr.
- Bei jedem Modellwechsel muß das Mundstück ausgetauscht werden und, weil das Mundstück - wie erwähnt - in den Preßkopf hineingreift, ist vor dem Aufsetzen des neuen Mundstücks dafür Sorge zu tragen, daß dieser Eingriffsbereich frei ist. Dies bedeutet, daß bei jedem Modellwechsel der vordere Schachtbereich des Preßkopfs ausgeräumt werden muss, d.h., die in diesem Schachtbereich vom vorhergehenden Preßvorgang noch befindliche keramische Masse muss entfernt werden. Aufgrund der Tatsache, daß die auszuräumende keramische Masse hoch verdichtet ist, stellt das Ausräumen, meist durchgeführt mit einem Spaten, eine sowohl mühsame als auch zeitraubende Arbeit dar; man setzt heute für einen Mundstückwechsel etwa 30 Minuten an, wobei nahezu die Hälfte der Zeit das Ausräumen beansprucht. Insbesondere bei häufigem Modellwechsel hemmt somit das Ausräumen die Produktivität nicht unbeträchtlich.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Möglichkeit zu schaffen, das Ausräumen des Preßkopfs mühelos und möglichst schnell durchführen zu können. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe wird erreicht durch eine Vorrichtung, bestehend aus einem bei abgenommenem Mundstück an den Preßkopf ansetzbaren Grundrahmen, einem im Grundrahmen linear verschiebbaren Schneckenrahmen, mindestens einer am Schneckenrahmen drehbar gelagerten Räumschnecke, wobei bei mehreren Räumschnecken diese zueinander parallel gelagert sind, und einem motorischen Antrieb zum Verschieben des Schneckenrahmens und zum Drehen der Räumschnecke bzw. Räumschnecken. Diese Vorrichtung wird nach Abnahme des auszuwechselnden Mundstücks an den Preßkopf angesetzt und räumt den Preßkopf in kurzer Zeit mühelos und sauber bis in die gewünschte Tiefe aus. Die Zeitersparnis gegenüber dem bisherigen manuellen Ausräumen liegt bei etwa 2/3.
- Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Auf der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Ansicht der Ausräumvorrichtung in Draufsicht,
- Fig. 2
- einen Schnitt nach der Linie A-B von Fig. 1,
- Fig. 3
- einen Schnitt nach der Linie C-D von Fig. 1,
- Fig. 4
- ein Schema des Schneckenantriebs,
- Fig. 5
- eine Vorderansicht auf die Schnecken und
- Fig. 6
- eine Ansicht gemäß Fig. 5 einer weiteren Ausführungsform.
- Gemäß den Fig. 1 bis 3 weist die Vorrichtung einen Grundrahmen 11, beispielsweise aus Rechteckrohren auf, in welchem ein Schneckenrahmen 12 mittels Kugelumlaufbüchsen 12a linear verschiebbar gelagert ist. Die Verschiebung des Schneckenrahmens 12 im Grundrahmen 11 erfolgt mittels Vorschubspindeln 13, die am Grundrahmen 11 undrehbar befestigt sind. An seiner Vorderseite weist der Schneckenrahmen 12 Lager 14 (Flanschlager) auf, in denen Räumschnecken 15 mit Bohrspitze 15a gelagert sind. Die Räumschnecken 15 erstrecken sich parallel zueinander und werden durch mit ihnen drehfest verbundene, am hinteren Ende drehbar im Schneckenrahmen 12 gelagerte Schneckenspindeln 16 angetrieben (gedreht). Weiterhin ist am Schneckenrahmen 12 ein Antriebsmotor 17 mit drei Kettenrädern 17a, 17b und 17c angeordnet. Die Kettenräder 17a, 17b dienen zum Vorschub des Rahmens 12, zu welchem Zweck sie jeweils mit einem auf jeder Vorschubspindel 13 sitzenden Kettenrad 18 über Antriebsketten verbunden sind. Die Kettenräder 18 weisen ein Innengewinde auf, welches in das Spindelgewinde der Vorschubspindeln 13 eingreift; mit beidseitigen Nabenverlängerungen 18a greift jedes Kettenrad 18 am Schneckenrad 12 an (Fig. 3), wobei Führungsbuchsen vorgesehen sind. Das Kettenrad 17c des Antriebsmotors 17 dient zum Drehantrieb der Schneckenspindeln 16, zu welchem Zweck das Kettenrad 17c über eine Antriebskette mit jeder Schneckenspindel 16 zugeordneten Kettenrädern 19 in Antriebsverbindung steht. Zum leichteren Verständnis zeigt Fig. 4 ein Schema dieses Antriebs für vier Räumschnecken bzw. für deren Schneckenspindeln 16. Man erkennt daraus auch, daß alle Schneckenspindeln 16 und damit Schnecken 15 im gleichen Drehsinn umlaufen. Bei den kleinen Kettenrädern 28 handelt es sich um Umlenkräder. Das Kettenrad 17c ist mit einem Freilauf versehen, derart, daß beim Rücklauf des Schneckenwagens 12 die Schneckenspindeln 16 und die Schnecken 15 keine Drehung ausführen.
- Aus den obigen Erläuterungen ist verständlich, daß durch den Motorantrieb der Schneckenwagen 12 in seiner Gesamtheit mit Schnecken und Antriebsmotor linear hin- und herbewegt werden kann und daß die sich zusammen mit dem Schneckenrahmen 12 verschiebenden Schnecken 15 in Umdrehung versetzt werden können. Für den Betrieb der Vorrichtung muß diese verständlicherweise an die Mündung des auszuräumenden Preßkopfs der Strangpresse herangeführt werden. Dies kann beispielsweise so erfolgen, daß der Grundrahmen 11 als verfahrbarer Wagen ausgebildet oder absenkbar an einer Deckenkonstruktion aufgehängt ist. Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung an der Strangpresse um 90° schwenkbar angelenkt. Zu diesem Zweck weist der Grundrahmen 11 einen Schwenkarm 11a auf, der schwenkbar mit einer fest am Preßkopf 20 angeordneten Halterungseinrichtung 21 befestigt ist. Im Normalbetrieb (Arbeitsbetrieb) der Strangpresse ist die Ausräumvorrichtung weggeschwenkt (in Fig. 1 nach oben), und auf der den Abschluß des Preßkopfs 20 bildenden Mundstücksplatte 20a ist ein - nicht gezeichnetes - Mundstück befestigt. Für einen Mundstückwechsel wird nun zunächst das Mundstück von der Platte 20a abgenommen, worauf dann die Ausräumvorrichtung in die in Fig. 1 gezeigte Ausräumposition geschwenkt wird, in welcher die Ausräumschnecken 15 vor der Mündung des Preßkopfs stehen. Eine Bolzenarretierung 22 sorgt für einen sicheren Halt der Ausräumvorrichtung in ihrer Ausräumposition. Durch Einschalten des Motors 17 werden über die beschriebenen Kettentriebe die Vorschubspindeln 13 in Umdrehung versetzt, mit der Folge, daß sich der Schneckenrahmen 12 in Richtung zum Preßkopf 20 hin bewegt (Vorschub) und die an ihm gelagerten Räumschnecken 15 in das Innere des Preßkopfs eindringen. Zugleich werden über den ebenfalls beschriebenen Kettentrieb die Räumschnecken 15 in Umdrehung versetzt. Damit aber bohren sich die Räumschnecken 15 mit ihrer Spitze 15a in die im Preßkopf 20 befindliche Masse hinein, schneiden mit ihren Schneckengängen spanartige Teile aus der Masse und fördern diese Teile der Masse nach hinten aus dem Preßkopf 20 heraus, wo diese Masseteile dann abfallen. Auf diese Weise erfolgt ein schnelles Ausräumen des Preßkopfs 20. Haben die Räumschnecken 15 eine vorgegebene Tiefe im Preßkopf 20 erreicht, d.h., ist der Preßkopf bis in die vorgegebene Tiefe ausgeräumt, dann wird der Antrieb umgeschaltet, so daß sich die Vorschubspindeln 13 in umgekehrter Richtung drehen und den Schneckenrahmen 12 mit den Schnecken 15 wieder aus dem Preßkopf 20 herausfahren. Nach Lösen der Bolzenarretierung 22 wird die gesamte Ausräumvorrichtung wiederum weggeschwenkt, und das neue Mundstück kann auf den Preßkopf 20 aufgesetzt werden.
- Die Abstimmung zwischen Vorschub und Schneckendrehung hat so zu erfolgen, daß die Schnecken 15 in der Lage sind, das Material einwandfrei rauszufördern, die Schneckengänge also nicht "überfüllt" werden. Dies bedeutet, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Schneckenrahmens 12 im Vergleich mit der Drehgeschwindigkeit der Schnecken 15 klein sein soll, beispielsweise nur 1/5 oder 1/10 beträgt. Darüberhinaus wird man bei der Bemessung der Vorschubgeschwindigkeit auch die Härte des auszuräumenden verdichteten Materials berücksichtigen. Weiterhin soll sichergestellt sein, daß das aus dem Preßkopf 20 in den Schneckengängen herausgeförderte Material einwandfrei abfällt; zu diesem Zweck können am Schneckenende Schabmesser, wie schematisch bei 23 angedeutet, angeordnet sein, die in Art von "Spanbrechern" das Material von den Schnecken 15 ablösen und dafür sorgen, daß eine Reinigung der Schnecken nach dem Ausräumvorgang unnötig ist.
- Um ein besonders sauberes und schnelles Ausräumen des Preßkopfs zu gewährleisten, können zusätzlich Maßnahmen getroffen werden, wie sie aus Fig. 5 hervorgehen. Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit sechs Räumschnecken 15 zum Ausräumen eines rechteckförmigen Preßkopfs. Um nun zu verhindern, daß zwischen den Schnecken 15 Material stehen bleibt, sind zentral zu jeweils vier Schnecken 15 Abweiser 24 vorgesehen. Die Abweiser 24 sind feststehend am Schneckenrahmen 12 angebracht, weisen beispielsweise die Form eines Kegels auf und sind mit ihrer Konusspitze gegenüber den Schnecken 15 zurückversetzt, vorzugsweise um 1/2 Schneckengang, um so den Schnecken Material zuführen zu können. Weiterhin ist in Fig. 5 ein den Umriß der Schnecken 15 umgebender Messerrahmen 25 angedeutet, der ebenfalls am Schneckenrahmen 12 befestigt ist und mit seiner scharfen Aussenkante an der Innenfläche von Mundstückplatte 20a und Preßkopf 20 entlang gleitet und so an der Innenwandung haftendes Material absticht. An diesem Messerrahmen 25 können zusätzliche Abweiser 26, die Material den Schnecken 15 zuführen, angebracht sein.
- Fig. 6 zeigt eine Abwandlungsform, die zeigt, daß auch Anordnungen möglich sind, bei denen die Räumschnecken 15 unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. In Fig. 6 ist also zentral eine Räumschnecke 15 großen Durchmessers vorgesehen, die von vier Räumschnecken 15 kleineren Durchmessers umgeben ist. Dies erhellt, daß viele Möglichkeiten der Ausbildung und Anordnung der Räumschnecken 15 gegeben sind, je nach Grösse und Form (rechteckig, quadratisch, rund) des auszuräumenden Preßkopfs; dies gilt selbstverständlich auch für die Anordnung von Abweisern. Im Extremfall wäre sogar bei einem kleinen Preßkopf mit kreisrundem Querschnitt mit einer einzigen Räumschnecke auszukommen. Wesentlich häufiger in der Praxis sind jedoch vergleichsweise große Preßköpfe rechteckigen Querschnitts. Aus diesem Grund ist es besonders vorteilhaft, den Schneckenrahmen 12 mit rasterartig angeordneten Schneckenaufnahmen zu versehen, wobei dann für grosse Strangpressen eine volle Bestückung mit Räumschnecken erfolgt, für kleinere Strangpressen dagegen ein Teil der Räumschnecken weggelassen wird. Eine solche modulartige Bauweise senkt die Herstellungskosten der Vorrichtung.
- Bei der beschriebenen Ausführungsform ist als motorischer Antrieb für Vorschub und Schneckendrehung ein einziger Antriebsmotor vorgesehen. Es ist aber auch möglich, dem Vorschub und der Schneckendrehung jeweils einen gesonderten Motor zuzuordnen. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß die Anforderungen an die Antriebsleistung dadurch beträchtlich gesenkt werden können, daß die einzelnen Schnecken 15 bezüglich ihrer Steigung gegeneinander etwas versetzt sind. Damit dringen die Schnecken "weicher" in das Material ein und es kommt nicht zu einer leistungsmässigen Anfahrspitze. Die Größe der Versetzung hängt von der Zahl der verwendeten Schnecken ab; am besten ist eine gleichmässige Versetzung über eine volle Steigung entsprechend der Schneckenzahl.
- Die Steuerung der Vorrichtung, also die Steuerung von Vorschub, Schneckendrehung und Umkehrzeitpunkt, kann elektronisch, etwa über einen Mikroprozessor, erfolgen. Die Sicherheit wird durch Rutschkupplungen oder eine mit der elektronischen Steuerung kombinierte Drehmomentüberwachung gewährleistet.
- Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ergibt sich nicht nur ein müheloser und exakter Ausräumvorgang, sondern es wird eine wesentliche Verminderung der Ausräumzeit erreicht, die nur ein Bruchteil derjenigen Zeit darstellt, die für das manuelle Ausräumen erforderlich ist. Anwendbar ist die Vorrichtung bei keramischen Massen verarbeitenden Strangpressen der verschiedensten Art, wobei eine solche für die Herstellung von Ziegeln aus Ton ein bevorzugtes Beispiel ist.
- Unter "keramische Massen" sollen hier insbesondere Lehm und Ton, mit und ohne Zusätze, verstanden werden.
Claims (8)
- Vorrichtung zum Ausräumen des mundstücknahen Bereichs des Preßkopfs einer keramische Massen verarbeitenden Strangpresse, auf deren Preßkopf (20) ein in diesen hineinragendes Mundstück lösbar aufsetzbar ist, bestehend aus einem bei abgenommenem Mundstück an den Preßkopf (20) ansetzbaren Grundrahmen (11), einem im Grundrahmen (11) linear verschiebbaren Schneckenrahmen (12), mindestens einer am Schneckenrahmen (12) drehbar gelagerten Räumschnecke (15), wobei bei mehreren Räumschnecken diese zueinander parallel gelagert sind, und einem motorischen Antrieb (17) zum Verschieben des Schneckenrahmens (12) und zum Drehen der Räumschnecke bzw. Räumschnecken (15).
- Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch am Grundrahmen (11) gelagerte Vorschubspindeln (13) zum Verschieben des Schneckenrahmens (12), am Schneckenrahmen (12) gelagerte Schneckenspindeln (16) zum Drehen der Räumschnecken (15) und durch zumindest einen die Spindeln (13, 16) drehenden, am Schneckenrahmen (12) sitzenden Antriebsmotor (17), wobei die Antriebsübersetzungen so gewählt sind, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Schneckenrahmens (15) wesentlich geringer ist als die Drehgeschwindigkeit der Räumschnecken (15).
- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumschnecken (15) Bohrspitzen (15a) aufweisen und bezüglich ihrer Steigung gegeneinander versetzt sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Schneckenrahmen (12) feststehende Abweiser (24) vorgesehen sind, die sich parallel zu den Räumschnecken (15) in Lücken derselben erstrecken und mit ihrer Spitze gegenüber den Räumschnecken (15) zurückversetzt sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Schneckenrahmen (12) ein Messerrahmen (25) befestigt ist, dessen messerartiger Aussenumfang der Innenwand des auszuräumenden Preßkopfs (20) angepasst ist und der an seiner Innenseite Abweiser (26) trägt.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Räumschnecken (15) lösbar am Schneckenrahmen (12) angebracht ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundrahmen (11) einen abstehenden Arm (11a) zur schwenkbaren Befestigung am Preßkopf (20) aufweist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schnecken (15) Messerschaber (23) zum Ausräumen der Schneckengänge vorgesehen sind.
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