DE9111714U1 - Sealing station - Google Patents
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Description
PATENTANWALTPATENT ATTORNEY
ARNE MISSLING Dipl.-Ing. *s (0641) 71019, 63 GiessenARNE MISSLING Dipl.-Ing. *s (0641) 71019, 63 Giessen
17. September 1991 Mi-Wa/Fl 91.094GMSeptember 17, 1991 Mi-Wa/Fl 91.094GM
Krämer + Grebe GmbH & Co. KG Maschinenfabrik
D-3560 Biedenkopf-WallauKrämer + Grebe GmbH & Co. KG Machine Factory
D-3560 Biedenkopf-Wallau
Be s ehrei bung:Description:
Die Erfindung betrifft eine Siege 1stat ion zum Versiegeln von Sk in-Verpackungen, insbesondere von sogenannten Hoch-Tief-Packungen, bei denen die Oberfolie in einer separaten Formstation vor der Siege 1stat ion verformt wird, der mittels einer oberen Führungskette eine vor dem Versiegeln erwärmbare, thermoplastische Oberfolie und mittels einer unteren Führungskette eine thermoplastische Unterfolie zugeführt wird, wobei in die Unterfolie in einer vorlaufenden Tief&zgr;iehstation Packgut -Auf nahmen eingeformt und diese anschließend mit Packgut gefüllt sind, mit einem evakuierbaren Oberteil zur Aufnahme eines beweglichen Siegelwerkzeuges und einem gleichfalls evakuierbaren Unterteil mit einem in dem dem Oberteil zugekehrten Rand vorgesehenen Siegelgummi, der den Anschlag für das Siegelwerkzeug einschließlich der dazwischen zu versiegelnden Bereiche der Ober- und Unterfolie bilden.The invention relates to a sealing station for sealing skin packages, in particular so-called high-low packages, in which the upper film is formed in a separate forming station in front of the sealing station, to which a thermoplastic upper film that can be heated before sealing is fed by means of an upper guide chain and a thermoplastic lower film is fed by means of a lower guide chain, whereby packaged goods receptacles are formed into the lower film in a preceding deep-forming station and these are then filled with packaged goods, with an evacuable upper part for receiving a movable sealing tool and a likewise evacuable lower part with a sealing rubber provided in the edge facing the upper part, which forms the stop for the sealing tool including the areas of the upper and lower films to be sealed between them.
Eine solche Siegelstation ist bereits in vielfältiger Form bekannt. Sie ist im allgemeinen Bestandteil einer Verpackungs1inie, in der zunächst in einer Tiefziehstation die von einer endlosen Rolle ablaufende und mit Mitnehmerlaschen an einer unteren Führungskette befe-Such a sealing station is already known in many different forms. It is generally part of a packaging line in which the product, which runs from an endless roll and is attached to a lower guide chain with carrier plates, is first
stigten Unterfolie so geformt wird, daß sie der Grobkontur des Packungsgutes entspricht. Danach wird das Packungsgut eingelegt. Anschließend gelangt die beladene Unterfolie in die Siegelstation, in welche ebenfalls die von einer endlosen Rolle ablaufende Oberfolie eingespeist wird, die in ähnlicher Weise mit Mitnehmerlaschen an einer oberen Führungskette befestigt ist. Nachdem die Verpackung in der Siegelstation versiegelt worden ist, gelangt sie schließlich in eine Schneidstation zum Schneiden in Längs- und Querrichtung; die separierten und gefüllten Verpackungen gelangen dann auf ein Ablaufband.The bottom film is formed so that it corresponds to the rough contour of the packaged goods. The packaged goods are then inserted. The loaded bottom film then goes to the sealing station, into which the top film is also fed, which runs from an endless roll and is attached in a similar way to an upper guide chain with carrier tabs. After the packaging has been sealed in the sealing station, it finally goes to a cutting station for cutting lengthwise and crosswise; the separated and filled packages then go onto a discharge belt.
In der Siegelstat ion wird in der Regel die Verpackung evakuiert. Dazu wird, wie das beispielsweise in der EP-Patentschrift 39 056 beschrieben ist, zunächst sowohl das Ober- als auch das Unterteil evakuiert, damit die Oberfolie erst bei der Betätigung des Siegelwerkzeuges mit der Unterfolie in Kontakt kommt. Die Anordnung kann so gestaltet sein, daß das Innere der Verpackung entweder über das Ober- oder über das Unterteil mit evakuiert wird. Eine solche Verfahrensweise erfordert jedoch eine gewisse Evakuierungszeit, die bei Hochleistungs-Verpackungs1 inien störend ist. Auch eine schnelle Befüllung der Verpackung mit einem Schutzgas, beispielsweise Stickstoff, erfordert in solchen Fällen eine gewisse Zei tspanne.In the sealing station, the packaging is usually evacuated. To do this, as described in EP patent specification 39 056, both the top and bottom parts are evacuated first, so that the top film only comes into contact with the bottom film when the sealing tool is activated. The arrangement can be designed so that the inside of the packaging is evacuated either via the top or the bottom part. However, such a procedure requires a certain evacuation time, which is disruptive in high-performance packaging lines. Even a quick filling of the packaging with a protective gas, such as nitrogen, requires a certain amount of time in such cases.
Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, bei einer Siegelstat ion der eingangs näher bezeichneten Art dafür zu sorgen, daß eine sehr rasche Evakuierung und/oder GasbefUllung und eine sichere Versiegelung erfolgen kann, ohne daß eine aufwendige Evakuierungs- und Befüllungseinrichtung vorgesehen werden müßte. VielmehrThe invention therefore has the task of ensuring that a sealing station of the type described above can be used to evacuate and/or fill with gas very quickly and to seal securely without having to provide a complex evacuation and filling device. Rather,
soll ein einfacher Umbau einer vorhandenen Siegelstation für die Lösung dieser Aufgabe ausreichen.A simple conversion of an existing sealing station should be sufficient to solve this task.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen dem Oberteil und dem Unterteil eine Distanzplatte angeordnet ist, die an dem zur Transportrichtung der Ober- und Unterfolie seitlichen Bereich jeweils einstückig mit einer neben der Siegelstation angeordneten Kettenführung für die Führungsketten ist, daß die Oberfolie zwischen dem Oberteil und die Unterfolie zwisehen dem Unterteil und der Distanzplatte geführt sind und daß in den gleichen Bereichen in der Distanzplatte Düsenkanäle angeordnet sind, durch welche der Raum zwischen der Ober- und der Unterfolie evakuierbar ist. Es ist demzufolge nur ein einziges zusätzliches Bauteil erforderlich, das einerseits dafür sorgt, daß die in den Mitnehmerlaschen der FUhrungsketten geführten Folien einen durch die Distanzplatte vorgegebenen Abstand voneinander in der gesamten Siegelstat ion behalten; andererseits kann die Anzahl der Düsenkanäle und ihre Größe so gestaltet sein, daß eine rasche Evakuierung oder Gasbefüllung erfolgen kann. Zusätzliche Drosselstellen treten nicht auf.According to the invention, the object is achieved in that a spacer plate is arranged between the upper part and the lower part, which is in one piece with a chain guide for the guide chains arranged next to the sealing station in the area lateral to the transport direction of the upper and lower film, that the upper film is guided between the upper part and the lower film between the lower part and the spacer plate, and that in the same areas in the spacer plate, nozzle channels are arranged through which the space between the upper and lower film can be evacuated. As a result, only a single additional component is required, which on the one hand ensures that the films guided in the carrier tabs of the guide chains retain a distance from one another predetermined by the spacer plate throughout the entire sealing station; on the other hand, the number of nozzle channels and their size can be designed in such a way that rapid evacuation or gas filling can take place. Additional throttling points do not occur.
In praktischer Weise kann dafür gesorgt sein, daß in der Kettenführung die in Transportrichtung vorlaufenden Bahnen der FUhrungsketten geführt sind. Auf diese Weise trägt die mit der Distanzplatte einstückige Kettenführung zum falten- und verzugsfreien Transport beider Folien bei. Es ist zweckmäßig, wenn der dem Unterteil zugekehrte Rand des Oberteils, der Kontur des Randes des Unterteils folgend, dessen Rand nach außen überragt und nur zum Teil den Siegelgummi überdeckt, wobei die Distanzplatte mit der Innenkontur des Randes des Oberteiles bündig ist. Auf diese Weise verbleibt auf derIn a practical way, it can be ensured that the guide chain tracks that run in the direction of transport are guided in the chain guide. In this way, the chain guide, which is one piece with the spacer plate, contributes to the crease- and distortion-free transport of both films. It is useful if the edge of the upper part facing the lower part, following the contour of the edge of the lower part, protrudes outwards beyond the edge of the lower part and only partially covers the sealing rubber, with the spacer plate being flush with the inner contour of the edge of the upper part. In this way, the
waagerechten Fläche des Siegelgummis genügend Platz, um die Oberfolie mit der Unterfolie zu versiegeln. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn das Siege1 werkzeug mit einer Siegelfläche versehen ist, die der Form der von der Distanzplatte nicht überdeckten Fläche des Siegelgummis etwa entspricht.There is enough space on the horizontal surface of the sealing rubber to seal the top foil with the bottom foil. For this purpose, it is advantageous if the sealing tool is provided with a sealing surface that roughly corresponds to the shape of the surface of the sealing rubber not covered by the spacer plate.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist in jeder Kettenführung ein Strömungskanal vorgesehen, in den alle Düsenkanäle münden. Ein solcher Strömungskanal kann dabei mit der Saugseite einer Vakuumpumpe oder auch mit der Druckseite einer Gas förderpumpe pneumatisch verbunden sein; da die Anordnung symmetrisch ausgeführt sein kann, ist es möglich, daß beiderseits der Verpackungs1inie ein solcher Strömungskanal an das Innere der Verpackung anschließbar ist. Das kann einmal dazu dienen, im Falle einer reinen Vakuumverpackung sehr schnell zu evakuieren; es ist aber auch möglich, auf der einen Seite zu evakuieren und auf der anderen Seite das Innere der Verpackung mit Gas zu befüllen, auch ein solcher Arbeitsprozeß verläuft wegen der Größe und der Anzahl der Düsenkanäle sehr rasch.According to a further advantageous feature of the invention, a flow channel is provided in each chain guide, into which all nozzle channels open. Such a flow channel can be pneumatically connected to the suction side of a vacuum pump or to the pressure side of a gas feed pump; since the arrangement can be symmetrical, it is possible for such a flow channel to be connected to the inside of the packaging on both sides of the packaging line. This can be used to evacuate very quickly in the case of pure vacuum packaging; but it is also possible to evacuate on one side and fill the inside of the packaging with gas on the other side; such a work process also takes place very quickly due to the size and number of nozzle channels.
Es ist ferner zweckmäßig, daß die Führungsketten (in ihrer Gesamtheit) synchronisiert und mit einem einzigen Antrieb angetrieben sind. Dazu ist es günstig, wenn zwischen je einem Kettenrad gleicher Zähnezahl der oberen und unteren Führungskette ein die Kettenräder verbindendes Ritzel vorgesehen ist. Es ist ferner günstig, wenn ein System von Führungsketten beiderseits der Verpackungslinie symmetrisch vorgesehen ist; es ist dann zweckmäßig, wenn eine durchgehende Welle zwei symmetrisch beiderseits der Verpackungs1inie angeordnete Kettenräder miteinander drehfest verbindet. Auf dieseIt is also expedient that the guide chains (as a whole) are synchronized and driven by a single drive. For this purpose, it is advantageous if a pinion connecting the chain wheels is provided between each chain wheel with the same number of teeth on the upper and lower guide chains. It is also advantageous if a system of guide chains is provided symmetrically on both sides of the packaging line; it is then expedient if a continuous shaft connects two chain wheels arranged symmetrically on both sides of the packaging line in a rotationally fixed manner. In this way,
einfache Weise lassen sich Verzerrungen beim Transport der Ober- und der Unterfolie vermeiden.This is a simple way to avoid distortions during transport of the top and bottom films.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail below with reference to an embodiment example and the drawing.
Fig. 1 eine Übersicht über eine Verpackungs1inie mit
einer erfindungsgemäßen Siegelstation,Fig. 1 an overview of a packaging line with
a sealing station according to the invention,
Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt E-F aus Fig. 1,Fig. 2 is an enlarged section E-F of Fig. 1,
Fig. 3 eine Einzelheit G aus Fig. 2, wiederum vergrößert ,Fig. 3 a detail G from Fig. 2, again enlarged,
Fig. 4 eine sinnbildliche Darstellung der Anordnung
der unteren und oberen Führungskette im Bereich der Siegelstation,Fig. 4 a symbolic representation of the arrangement
the lower and upper guide chain in the sealing station area,
Fig. 5 einen Schnitt A-B undFig. 5 a section A-B and
Fig. 6 einen Schnitt C-D aus Fig. 4.Fig. 6 is a section C-D from Fig. 4.
In der Übersicht über die Verpackungs1inie entsprechend Fig. 1 sind zunächst zwei Vorratsrollen Vl und V2 für die für die Verpackung benötigten Folien zu erkennen. Dabei speichert die Vorratsrolle Vl eine Unterfolie 1, die Vorratsrolle V2 hingegen eine Oberfolie 2. Eine un· tere Führungskette 3, an der die Unterfolie 1 in bekannter Weise durch Mitnehmerlaschen 4 (Fig. 2 und 3) gehalten wird, transportiert diese Unterfolie 1 zunächst in eine Tief&zgr;iehstat ion T, in der die Unterfolie 1 zu Packungs-Aufnahmen 5 verformt wird. Nachdem das Packungsgut 6 (Fig. 2 und 3) in die Packungs-Aufnahmen 5 eingelegt ist, gelangen diese nacheinander in den Bereich der Siegelstation S. Dabei wird gleichzeitig von der Vorratsrolle V2 mit Hilfe einer oberen Führungskette 7, die zweckmäßigerweise gemeinsam mit derIn the overview of the packaging line according to Fig. 1, two supply rolls Vl and V2 for the films required for packaging can be seen. The supply roll Vl stores a bottom film 1, while the supply roll V2 stores a top film 2. A lower guide chain 3, on which the bottom film 1 is held in a known manner by means of carrier tabs 4 (Fig. 2 and 3), initially transports this bottom film 1 to a deep-forming station T, in which the bottom film 1 is formed into packaging receptacles 5. After the packaged goods 6 (Fig. 2 and 3) have been placed in the packaging receptacles 5, these are successively moved to the area of the sealing station S. At the same time, the supply roll V2 is fed with the aid of an upper guide chain 7, which is expediently arranged together with the
unteren Führungskette 3 angetrieben wird, die Oberfolie 2 zugeführt. Nach dem Versiegeln der Verpackung in der Siegelstat ion S wird diese von der weiterhin wirksamen unteren Führungskette 3 in eine Schneidstation C transportiert, in der die einzelnen Verpackungen getrennt werden und anschlieBend mit Hilfe eines Ablaufbandes A die Verpackungs1inie verlassen. In Fig. 1 ist zu erkennen, daß ein Unterteil 8 der Siegelstation S mit Hilfe einer preßluftbetriebenen, mit Kniehebeln arbeitenden Hubeinrichtung senkrecht nach unten bewegt werden kann (ähnlich wie das Unterteil der Tief&zgr;iehstation). Die zugehörigen Einrichtungen sind fachüblich und werden deshalb nicht näher erläutert.the lower guide chain 3 is driven, the upper film 2 is fed. After the packaging has been sealed in the sealing station S, it is transported by the still active lower guide chain 3 to a cutting station C, in which the individual packages are separated and then leave the packaging line with the help of a conveyor belt A. In Fig. 1 it can be seen that a lower part 8 of the sealing station S can be moved vertically downwards with the help of a compressed air-operated lifting device working with toggle levers (similar to the lower part of the deep-drawing station). The associated devices are standard in the trade and are therefore not explained in more detail.
In Fig. 2 ist die Siege1stat ion außer der Hubeinrichtung für das Unterteil 8 im vergrößerten Schnitt quer zur Transportrichtung der Verpackungs1inie dargestellt. Ein kastenförmiges Oberteil 9 enthält einen Durchlaß 10, welcher zur Verbindung des Inneren des Oberteils 9 mit einer Vakuumpumpe dient. Ein ähnlicher Auslaß 11 befindet sich im gleichfalls kastenförmigen Unterteil 8. Das Oberteil 9 enthält das eigentliche Siegelwerkzeug 12, das mit Kanälen 13 für eine Heizung versehen ist. Die der Verpackung zugewandte Seite des Siegelwerkzeuges 12 ist domförmig gewölbt, so daß die Oberfolie 2 bei Evakuierung über den Auslaß 10 und die Verbindungsbohrungen 14 ebenfalls diese Gestalt annimmt. Die bereits erwärmte, thermoplastische Oberfolie 2 kann sich deshalb nicht verwerfen, sondern wird später bei Belüftung des Auslasses 10 gleichmäßig an das Packungsgut angelegt. Beiderseits des Oberteiles 9 und des Unterteiles 8 sind die oberen Führungsketten 7 und die unteren Führungsketten 3 angedeutet.In Fig. 2, the sealing station is shown in an enlarged section transverse to the transport direction of the packaging line, apart from the lifting device for the lower part 8. A box-shaped upper part 9 contains a passage 10, which serves to connect the interior of the upper part 9 with a vacuum pump. A similar outlet 11 is located in the likewise box-shaped lower part 8. The upper part 9 contains the actual sealing tool 12, which is provided with channels 13 for a heater. The side of the sealing tool 12 facing the packaging is curved in a dome shape, so that the upper film 2 also takes on this shape when evacuated via the outlet 10 and the connecting holes 14. The already heated, thermoplastic upper film 2 cannot therefore warp, but is later evenly applied to the packaged goods when the outlet 10 is ventilated. The upper guide chains 7 and the lower guide chains 3 are indicated on both sides of the upper part 9 and the lower part 8.
Die Einzelheiten im Verbindungsbereich von Ober- und Unterteil 9; 8 sind in Fig. 3 ausführlich gezeigt. Eine Distanzplatte 15 befindet sich zwischen einem Rand 16 am Oberteil 9, der an der Oberseite der Distanzplatte 15 anliegt, und einem Siegelgummi 17, dessen obere Ebene den Rand 18 des Unterteiles 8 bildet. Zwischen dem Rand 16 und der Distanzplatte 15 ist die Oberfolie 2 und zwischen dem Rand 18 und der Distanzplatte 15 die Unterfolie 1 geführt, die seitlich in entsprechenden Mitnehmerlaschen 4 geklemmt sind. Eine Kettenführung 19 ist einstückig mit der Distanzplatte 15 ausgeführt und enthält einen Strömungskanal 20. Aus dem Strömungskanal 20 zweigen eine Anzahl DUsenkanäle 21 ab, die den Raum zwischen der Oberfolie 2 und der Unterfolie 1 mit dem Strömungskanal 20 pneumatisch verbinden. Es ist leicht zu erkennen, daß das Oberteil 9 mit seinem Rand 16 das Unterteil 8 mit seinem Rand 18 soweit überragt, daß am Siegelgummi 17 eine Restfläche verbleibt, an der die Siegelung mit Hilfe des SiegelWerkzeuges 12 erfolgt.The details in the connection area of the upper and lower parts 9; 8 are shown in detail in Fig. 3. A spacer plate 15 is located between an edge 16 on the upper part 9, which rests on the top of the spacer plate 15, and a sealing rubber 17, the upper level of which forms the edge 18 of the lower part 8. The upper film 2 is guided between the edge 16 and the spacer plate 15, and the lower film 1 is guided between the edge 18 and the spacer plate 15, which are clamped laterally in corresponding driver tabs 4. A chain guide 19 is made in one piece with the spacer plate 15 and contains a flow channel 20. A number of nozzle channels 21 branch off from the flow channel 20, which pneumatically connect the space between the upper film 2 and the lower film 1 to the flow channel 20. It is easy to see that the upper part 9 with its edge 16 extends beyond the lower part 8 with its edge 18 to such an extent that a residual area remains on the sealing rubber 17, where the sealing is carried out using the sealing tool 12.
Dieses wird bei Entlüftung des Auslasses 10 senkrecht nach unten geschlagen, so daß im Bereich des Siegelgummis 17 eine Kantenversiegelung erfolgt. In der Zeichnung ist nur ein einziger Düsenkanal 21 dargestellt; es versteht sich, daß in der gesamten Länge der Verpackung parallel dazu entsprechende DUsenkanäle 21 vorgesehen sein können. In Fig. 2 ist zu sehen, daß die Anordnung symmetrisch erfolgt. Es ist deshalb möglich, einen Strömungskanal 20 zu evakuieren und den anderen Strömungskanal 20 zum Gasbefüllen zu verwenden, wenn die Verpackung nicht nur evakuiert werden soll, sondern mit einem inerten Gas zu befüllen ist.This is struck vertically downwards when the outlet 10 is vented, so that an edge seal is created in the area of the sealing rubber 17. Only a single nozzle channel 21 is shown in the drawing; it is understood that corresponding nozzle channels 21 can be provided parallel to it along the entire length of the packaging. In Fig. 2 it can be seen that the arrangement is symmetrical. It is therefore possible to evacuate one flow channel 20 and use the other flow channel 20 for gas filling if the packaging is not only to be evacuated but is to be filled with an inert gas.
In der Fig. 4 sind obere und untere Führungsketten 3; 7 im Vor-und Rücklauf in ihrer Anordnung kurz nach derIn Fig. 4, upper and lower guide chains 3; 7 in the forward and reverse directions are shown in their arrangement shortly after the
Siegelstat ion vereinfacht dargestellt. Dabei ist ein Kettenrad 22 im Zuge der oberen Führungskette 7 mit einem Kettenrad 23 im Zuge der unteren Führungskette 3 durch ein Ritzel 24 angekoppelt (vergl. auch Fig. 5). Auf diese Weise werden die Oberfolie 2 und die Unterfolie 1 synchron bewegt. Fig. 6 zeigt dazu die Erweiterung der Synchronisierung, wenn FUhrungskettensysteme beiderseits der Verpackungs1inie angeordnet sind. Eine durchgehende Welle 25 verbindet hierbei zwei Kettenräder 26 drehfest.Sealing station shown in simplified form. A chain wheel 22 in the upper guide chain 7 is coupled to a chain wheel 23 in the lower guide chain 3 by a pinion 24 (see also Fig. 5). In this way, the upper film 2 and the lower film 1 are moved synchronously. Fig. 6 shows the extension of the synchronization when guide chain systems are arranged on both sides of the packaging line. A continuous shaft 25 connects two chain wheels 26 in a rotationally fixed manner.
Die Erfindung ist auf das beschriebene Ausführungsbeispiel nicht beschränkt. So ist es beispielsweise im Rahmen der Erfindung durchaus möglich, mehrere Verpackungen gleichzeitig sowohl tiefzuziehen als auch zu versiegeln. Es ist auch denkbar, eine reine Skin-Vakuum-Verpackung vorzusehen, bei der statt der tiefgezogenen Packgut-Aufnahme 5 die Unterfolie 1 ihre glatte Form beibehält, gegebenenfalls an einer Abstützung anliegend, um die Form auch unter dem Gewicht des Packgutes bis zum Versiegeln beizubehalten. Die Einzelheiten dazu sind dem Fachmann geläufig; auf ihre Darstellung im einzelnen kann deshalb verzichtet werden.The invention is not limited to the embodiment described. For example, within the scope of the invention it is entirely possible to both deep-draw and seal several packages at the same time. It is also conceivable to provide a pure skin vacuum package in which, instead of the deep-drawn packaged goods holder 5, the bottom film 1 retains its smooth shape, possibly resting on a support, in order to retain the shape even under the weight of the packaged goods until sealing. The details of this are familiar to the person skilled in the art; their detailed description can therefore be omitted.
Claims (11)
dadurch gekennzeichnet, daß das Siegelwerkzeug (12) mit einer Siegelfläche versehen ist, die der Form der von der Distanzplatte (15) nicht überdeckten Fläche des4. Siege1station according to one of claims 1 to 3,
characterized in that the sealing tool (12) is provided with a sealing surface which corresponds to the shape of the surface of the
dadurch gekennzeichnet, daß ein Strömungskanal (20) mit der Saugseite einer Vakuumpumpe pneumatisch verbunden ist.6. Siege1station according to one of claims 1 to 5,
characterized in that a flow channel (20) is pneumatically connected to the suction side of a vacuum pump.
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