DE1679925A1

DE1679925A1 - Formwerkzeug fuer Kunststoff-Formmaschinen

Info

Publication number: DE1679925A1
Application number: DE19671679925
Authority: DE
Inventors: Brown Gaylord W
Original assignee: Brown Machine Company of Michigan Inc
Current assignee: Brown Machine Company of Michigan Inc
Priority date: 1966-04-11
Filing date: 1967-04-07
Publication date: 1971-04-22
Also published as: CH464502A; BE696904A; NL6704951A; US3406428A; GB1150684A

Description

Brown Machine Company of Michigan, Inc., Michigan, U.S.A.

Formwerkzeug für Kunststoff'-Formmaschinen.

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Herstellung von Kunststoffgegenständen aus thermoplastischen Bahnen mittels Differentialdruck-Formmaschinen und betrifft insbesondere die Formkastenanordnung bei derartigen Maschinen. Solche Maschinen können dazu verwendet werden, eine größere Anzahl geformter Gegenstände gleichzeitig aus einer thermoplastischen Kunststoffbahn herzustellen und sind unter anderem durch das USA-Patent 2 967 323 bekannt geworden, wobei ein in liöhren umlaufendes Kühlmittel in den Wänden der Halteblöcke für die Hohlform vorgesehen ist, damit Wärme ständig von den Formblöcken abgeführt wird. Dabei sind in den die Hohlform umgebenden Blöcken Kühlschlangen vorgesehen, so daß das Kühlmittel die Hohlformen nicht direkt kühlen kann.

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Eines der Hauptziele der Erfindung besteht darin, eine Werkzeuganordnung dieser Art zu schaffen, die wirtschaft-Iich und mit einem guten Wirkungsgrad aus Aluminium hergestellt werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer gleichmäßig gekühlten Hohlformanordnung für schnell arbeitende Maschinen, bei denen Kühlrohre nicht Verwendung finden.

Ein darüber hinaus gehendes Ziel der Erfindung wird darin gesehen, eine Formwerkzeuganordnung mit Teilen zu schaffen, in denen Kühlkanäle netzartig Torgesehen sind, die leicht gefertigt werden können und dann mittels eines hochwirksamen Klebstoffes miteinander verbindbar sind.

Ein anderes Ziel der Erfindung bezweckt die Schaffung eines Formwerkzeuges, bei dem voneinander getrennte Kühlmittelpystf.me in wirksamer Weise vorgesehen sind und wobei auch ein Abstreifer-Teil vorgesehen ist, das im Bedarfsfall auf einer anderen Temperatur gehalten werden kann, um den erwünschten Temperaturausgleich zu erzielen.

Me Erfindung ist ferner darauf gerichtet, eine Formwerkzeuganordnung mit einer neuen einstellbaren Dichtung zum Abdichten der Kunststoffbahn zu schaffen, die nicht ständig entfernt werden muß, um die Maschine betriebsbereit zu halten.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß Vertiefungen zur Führung des Kühlmittels in einer Fläche der Plattenan-

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Ordnung verzweigt ausgebildet und mit der Kühlmittelzufuhr verbunden sind, und daß Kanäle zu den Vertiefungen sowie zu der Hohlform führen. Hierdurch werden die bereits erwähnten erstrebten Vorteile gegenüber dem Stand der Technik erzielt.

V&tere Ziele, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung einiger Äusführungsbeispiele unter Hinweis auf die Zeichnung: In dieser zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Formwerkzeuganordnung;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2

der Fig. 1 mit der Darstellung der Anordnung, wenn der Rahmen die Oberforia eingespannt hat, wobei die Kunststoffbahn zwischen den Werkzeugen der Klarheit wegen weggelassen ist;

Fig. 3: eine Draufsicht auf die Hohlform-Stützplatte als Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 eine Draufsicht nach der Linie 4-4 der Fig. 2;

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5

der Fig. 2;
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6

der Fig. 1;

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Pig. 7 einen vergrößerten Teilschnitt mit einer Darstellung einer Einzelheit der Hohlformanordnung;

Fig. 8 eine Einzelheit als Schnitt nach der Linie 8-8 der Fig. 7;

Fig. 9 eine vergrößerte Teilansicht der Innenseite einer der Schienen des Positivwerkzeugs;

Fig. 10 einen Schnitt der Einzelheit nach Fig. und

Fig. 11 eine Draufsicht auf eine Ecke der Kastenanordnung des Positivwerkzeugs.

Die veranschaulichte Formwerkzeuganordnung besteht aus einem oberen Hohlformwerkzeugkasten 10 und einem unteren Formkasten 11 als Positivwerkzeug. Die oberen und unteren Formkästen 10 und 11 können mit nicht veranschaulichten Luftdruckzylindern miteinander verbunden sein, um sie anzuheben und abzusenken.

Wie insbesondere den Figuren 2 und 3 zu entnehmen ist, zeigt der obere Formkasten 10 mit den Hohlformen eine Stützplatte 12, die eine flache obere Fläche 12 a aufweist, und auf gegenüberliegenden Seiten sind Ein- und Ausflußkanäle 13 und 14 mit Abzweigungen vorgesehen, die durch Leitungen 15 und 16 mit einem flexiblen Kühlmittelzulaufschlauch 17 und einem gleichfalls flexiblen Kühlmittelablaufschlauch 1<J verbunden sind. Querliegende

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Vertiefungen 19 sind in die. Fläche 1Sa eingeformt, um eine Verbindung mit dem -Einfluß 13 herzustellen, und weitere querliegende Vertiefungen 20 sind mit der Ausflußleitung 14 verbunden. Wie später noch gezeigt wird, ist die Platte 12 aus einer vorgeformten Aluminiumwerkzeugplatte hergestellt, und ein hochwirksames Klebmittel ist zur Befestigung einer flachen Aluminiumdeckplatte C an der Platte 12 bei 12b verwendet, siehe Fig. 7»

Die Anordnung der Leitungen 19 und 20 ist, wie sich der Zeichnung ohne weiteres entnehmen läßt, derart getroffen, daß das Kühlmittel zugeleitet und von den Blöcken 21 mit den Hohlformen abgeleitet wird, wobei die Blöcke unterhalb der Platte 12 durch die Bolzen 22 befestigt sind. Dabei sind ringförmige Vertiefungen 23 in.den Blöcken 21 vorgesehen, die mit den leitungen 19 und 20 in einer noch zu beschreibenden V/eise in Verbindung stehen. Zwischen den mit den Hohlräumen versehenen Blöcken 21 und der Platte 12 sind ringförmige Platten 24 in der veranschaulichten V/eise angeordnet, die Kanäle 25 und 25a, siehe insbesondere Fig. 4, zur Verbindung mit den Kanälen 23 und den Leitungen 19 und 20 über die Kanäle 26 und 27 aufweisen, siehe Fig. O-Singe 2b, siehe Fig. 7 und ö, sind in ringförmigen Vertiefungen 2ö in der Platte 12 die Öffnungen 26 und 27 umgebend vorgesehen, damit die Kanäle 26 und 27 gegen ein Entweichen des Kühlmittels gesichert sind. Ferner ist ein O-Eing mit rechteckigem Querschnitt in einer durchgehenden rechteckigen Vertiefung 30a angeordnet, welche den Umfang der Platte 10 ummantelt und eine Vakuumdichtung zwischen der Platte 12 und einer Abstreifplatte herstellt, die

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allgemein mit S bezeichnet ist.

Wie in 'Fig. 4 veranschaulicht ist, zeigt die Abstreifplatt enanordnung S eine Abdeckung 31 für eine Abstreifplatte 32, an der sie bei 33, siehe Fig. 7_f angeklebt ist, Kühlkanäle sind in der Abstreifplatte 32 verzweigt angeordnet, siehe insbesondere Fig. 5. Ein Kühlmttelsanunelrohr 34 und ein Abflußsammelrohr 35 sind durch die Kanäle 36 und 37 mit einem Kühlmittelzulauf schlauch 38 und einem Ablaufschlauch 39 verbunden, und diese Leitungen 34 und 35 können durch querlaufende Saale 40 verbunden sein.

Die Aluminiumplatten 31 und 32 sind mit einer Reihe von in längs- und Querrichtung fluchtenden Öffnungen 41 und 42 geformt, damit die einzelnen Hohlformen 21, siehe Fig. 2, aufgenommen werden, wobei die oberen Teile der Formen 21 wie bei 21a einen reduzierten Durchmesser zeigen, um einen die Formen 21 umgebenden Ringkanal 43 für das Vakuum zu bilden, wobei die Kanäle 43 nach oben mit den Ringkanälen 43a fluchten, welche zwischen der Passung der Blöcke 24 und der oberen Abstreifplatte 31 ausgebildet sind. Die Kanäle 44 in den Hohlformblöcken 21 stellen die Verbindung mit den Kanälen 43 und 43a her, und durch diese Ringkanäle ist eine weitere Verbindung mit einem mittleren Vakuumdurchgang 44 durch die Stützplatte 12 geschaffen. In der Deckplatte C für die Platte 12 ist ein Kanal -45 zur Aufnahme einer Armatur 46 eines Vakuumschlauches 47 geschaffen, der zu einer geeigneten Vakuumpumpe oder dergleichen führt.

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Wie bereits erläutert wurde, sind die Platten 5 und sowie deren Deckplatten C und 31 aus einer vorgefertigten Aluminiumwerkzeugplatte hergestellt, die an beiden Seiten sehr flach ist. Vertiefungen 13, 14, 19 und 20 sind netzartig in der Platte 12 angeordnet, siehe Fig. 4, und die durch die Vertiefungen 34, 35 und 40 in der Abstreifplatte 32 gebildeten Kanäle können, wie in Fig. veranschaulicht, leicht in diese Platten hineingefräst werden, und es ist dann anschließend eine verhältnismäßig einfache Angelegenheit, die Platten C und 31 in ihre Lage über den verzweigten Kühlleitungen durch Kleben zu befestigen. Weiterhin ist es verhältnismäßig einfach, die Bingnuten 23 in den Blöcken 21 zu schneiden, und, natürlich, die Kanäle 25 und 25a in die Grundplatten sowie die Verbindungskanäle 26 und 27 in die Platte zu bohren.

TJr die Deckplatten C und 31 zu kleben, kann ein bekannter wariahärtbarer Klebstoff ohne flüchtige Bestandteile verwendet werden. Ein geeigneter Klebstoff wird bei Aluminiumplatten eine Festigkeit von 210 - 350 kg/cm² (3.000 5.000 Piund/Quadratzoll) nach einer Härtezeit von 45 Hinuten bei etwa 110° C (240° F) zeigen.

Es ist somit klar, daß da.s beschriebene Formwerkzeug verhältnismäßig einfach gebaut und wirtschaftlich herstellbar ist, wohingegen die bekannten Werkzeuge dieser Art so konstruiert waren und montiert werden mußten, daß hierzu viel Zeit und große Kosten aufgewendet werden mußten.

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Um die Abstreif-Plattenanordnung S mit der Kunststoffbahn P in Eingriff zu halten, wenn der Hohlformkasten 10 und der Kasten 11 von der Bahn abgezogen v/erden, können doppelt wirkende druckmittelbetätigte Abstreifzylinder 48 an der Deckplatte C, wie bei 49, angeschraubt sein, wie dies in Fig. 6 veranschaulicht ist. Die Bolzen 49 sind dabei in den Flanschen 50 des Zylinders 48 angeordnet, und Abstandsringe 41 durchdringen die Deckplatte C und sind in den Öffnungen 52 verschraubt, die in der Platte 12 vorgesehen sind. Die Kolbenstangen 53 gehen durch die Öffnungen 54 in den Abdeckplatten C und 55 nach unten in die Platte 12 und zeigen reduzierte Enden 53a, welche in den Kanälen 56 mit den Schlitzen 40 ausgerichtet sind. Da die Öffnungen 56, in denen die Kolben 53 durch das gleiche erwähnte oder ein anderes Klebmittel befestigt sein können, nicht bis zu dem Fuß der Schlitze 40 reichen, sind die Verbindungskanäle 40 nicht blockiert, siehe Fig. 5. Wenn der Formwerkzeugkasten 10 nach oben bewegt wird_? wird die Druckluft auf das obere Ende des Zylinders 48 mit den Kolbenstangen 53 übertragen, und daher geht die Abstreifplattenanordnung S in ihre untere Lage, obschon die Zylinder 48 sich nach oben mit der Werkzeuganordnung 10 bewegen. Nach einer gewissen Zeit kann die Luft zu den unteren Enden der Zylinder 43 geleitet werden, damit die Kolbenstangen 53 und die Abstreifplattenanordnung S angehoben werden.

Wie insbesondere in den Fig. 2 sowie 9 bis 11 veranschaulicht ist, zeigt die Kastenahordnung 11 Seitenschienen

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5ö und Endschienen 59, die die untere Platte 60 umgeben, die die Werkzeuge 61 hält, welche sich in einer derartigen Lage befinden, daß sie beim Anheben in die entsprechenden V/erkzeughohlräume 21 in der üblichen Weise eindringen. Während nach dem Stande der Technik eine Gummidichtung für die Kunststoffbahn und ein sogenannter "Schlagkasten" (blow box) vorgesehen wurde, der mit Luftdruck zur Unterstützung der Kunststofformung zur Anwendung gelangen kann, wird durch die Erfindung die Verwendung einer rechteckig geformten am Umfang angeordneten Metalldichtung 62 vorgeschlagen, die nicht ständig ausgewechselt werden muß, wie die bekannten Gummidichtungen nach dem Stande der Technik. Die Metalldichtung 62 kann aus einem durchgehenden Streifen eines bandförmigen Materials bestehen, das in den Vertiefungen

63 angeordnet ist, die in die Seiten- und die Endschienen 5ö und 59 eingeschnitten sind. Zur leichteren Herstellung werden Sacklochbohrungen 65 angeordnet und in die Verbindung der Vertiefungen 64 sowie die Endschienen 5ö und 59 gebohrt, so daß die Metalldichtung 62 an den Ecken der Kurvenform des Außendurchmessers der Bohrung 65 wie bei 62a erfolgen kann.

In den Schienen 5<-> und 59, siehe insbesondere die Figuren 9 und 10, in dem unteren Ende der Vertiefungen

64 sind Sacklochbohrungen 66 zur Aufnahme von Betätigungszylindern 61 angeordnet, die wie bei 68 mit exzentrischen iiuten zur Aufnahme der unteren Kante des endlosen MetalldichtungsStreifens 62 versehen sind,

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Die Stößel 67 sind darüber hinaus bei 69 zur Aufnahme von O-Ringen 70 genutet, die eine unbeabsichtigte Drehung verhindern und darüber hinaus bei 71 derart geschlitzt sind, daß sie mit einem herkömmlichen Schraubenzieher betätigt werden können. Es ist klar, daß bei einer Drehung der Bolzen 71 die exzentrisch genuteten Teile desselben ein Anheben oder Absenken zum Einstellen der Lage der Dichtung 62 bewirken. Daher kann die Metalldichtung 62 zu der horizontalen Lage des Abstreifringes S eingestellt werden und die gewünschte Parallelität bei hohen Temperaturen aufrecht erhalten. Im allgemeinen wird die Dichtung 62 nach oben aus den Schlitzen verstellt, so daß bei einer Einstellung der Werkzeuganordnung 10 in die untere Lage und bei der angehobenen Lage der Anordnung 11 die Metalldichtung 62 etwa um die halbe Wandstärke der Plastikbahn P eindringt, welche sich zwischen den beiden Anordnungen 10 und 11 befindet. Weil die Bolzen 71 in verhältnismäßig geringem Abstand an den Schienen 58 und 59 angeordnet sind, sind sehr geringe Verstellungen der Dichtung 62 möglich. Damit die Dichtung 62 nicht nach oben aus dem Schlitz 64 gezogen werden kann, sind Haltestifte 72 vorgesehen, die in Durchgänge 73 in den Schienen 58 und 59 eingeschraubt werden. Diese Stifte 72 liegen in senkrechten vergrößerten Öffnungen 74 in der Dichtung 62, welche das gewünschte Spiel zur senkrechten Verstellung ermöglicht.

Ein herkömmlicher Spannrahmen 32 kann darüber hinaus wie bei 75 vorgesehen sein und das obere Formteil 32 halten,

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und er kann dabei mit druckmittelbetätigten Zylindern 76 versehen sein. Öffnungen 77 sind am Umfang des Spannrahmens 75 mit den Öffnungen 66 ausgerichtet vorgesehen, um den Zugang zu den Stellgliedern 67 zu gestatten, und es können auch Aufnahmen 7S zur Verbindung des Kahmens 75 mit den Kolbenstangen 76a der Zylinder 76 vorgesehen sein.

Der Metalldichtstreifen 62 wird versuchsweise eingestellt, und ein Fehler der Formkästen und der Wandstärke der Plastikbahn kann solche Einstellungen notwendig machen. Bei der Bewegung der Kästen 10 und 11 auf die Bahn P wird der Spannrahmen 75 etwa zu der Zeit mit der Plastikbahn P in Berührung kommen, zu der der Hohlformkasten 10 mit der erwärmten Plastikbahn zusammengebracht wird, und zu diesem Augenblick ist die Plastikbahn P auch zwischen den Positivformen 61 erfaßt worden. Kurz danach wird die Saugpumpe mit der Hohlformänordniffig 10 in Verbindung gebracht, und die erwärmte Plastikbahn, die teilweise durch die Positivformen in die Hohlräume hinein&earückt wurde, wird nunmehr in diese stark hineingesaugt. Der Formkasten 11 ist vorzugsweise ein Druckkasten, und Luftdruck wird zur Unterstützung der Sai^raft verwendet. Danach wird die Saugpiunpe von hrer Verbindung mit der Leitlang 47 gelöst, -'/eiche anschließend zum Abbau des Vakuums ontriitat wild, und die Foriakäsieji 10 und 11 v.^rerden gleichzeitig nach oben in entgogengesetster dichtung bewegt. Gleichzeitig wird den Sylindom 48

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Luft zugeführt, so daß die Abstreifeinrichtung S in Berührung mit der Plastikbahn bleibt. Bei dem in der Platte 12 und dem Streifen 32 umlaufenden Kühlmittel handelt es sich vorzugsweise um Wasser.

Alle beschriebenen und veranschaulichten Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung*

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Claims

Patentansprüche

Formwerkzeug für Kunststoff-Formmaschinen zum thermoplastischen Verformen einer Plastikbahn mit einer Hohlformanordnung, die eine Kühleinrichtung aufweist, wobei eine Plattenanordnung mit der Hohlform verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß Vertiefungen (19, 20) zur Führung des Kühlmittels in einer Fläche (12a) der Plattenanordnung verzweigt ausgebildet und mit der Kühlmittelzufuhr verbunden sind, und daß Kanäle (26, 27, 25a, 25) zu den Vertiefungen sowie zu der Hohlform führen.

2. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß die Hohlformanordnung mehrere Einzelvertiefungen (21) in Reihen aufweist, und daß die Vertiefungen (19, 20) auf gegenüberliegenden Seiten der Hohlräume (21) verzweigt' angeordnet sind.

3. Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Vertiefungen (19, 20) mit einem Einlaufsammelrohr (13) auf der

einen Seite und einem Ablaufsammelrohr (14) gegensind
überliegend versehen is·*, und daß die Vertiefungen (19, 20) abwechselnd mit dem Einlaß (13) und dem Auslaß (145 verbunden sind.

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4. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Hohlformanordnung aus mehreren Einzelblöcken (21) besteht und eine Abstreifplattenanordnung (S) mit Öffnungen (42) zur Aufnahme der Blöcke (21) vorgesehen ist, wobei die Blöcke mit Innenteilen (21a) mit verkleinertem Durchmesser zur Bildung der Vakuum-Kanäle (43) die Blöcke ummantelnd versehen sind, und daß Kanäle (44) durch die Blöcke zu den Hohlräumen führen, wobei Vakuum-Leitungen (47, 44) mit den Vakuum-Kanälen (43) verbunden sind.

5. Formwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Abstreifplattenanordnungen (S) aus einer ersten Platte (32) mit einer Arbeitsfläche auf der einen Seite und einer aufgeklebten Abdeckplatte (3D besteht, wobei die erste Platte (32) mit den verzweigt angeordneten, das Kühlmittel aufnehmenden Vertiefungen (34, 40,

35) versehen ist, welche diese Fläche öffnen, und wobei eine Kühlmittelzuleitung (3^) und eine Ableitung (39) mit den Vertiefungen -in der ersten Platte (32) verbunden ist.

6. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (C) an die Platte (12) angeklebt ist.

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7. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, did die Abstreifplatteneinrichtung (32) eine Öffnungseinrichtung (42) zur Aufnahme der Formwerkzeuganoronung aufweist und druckmittelbetätigte Abstreifsylinder (4ö) mit Kolbenstangen (53, 53a) vorgesehen sind, welche die Platte (12) zur Verbindung mit der Abs treifplat teileinrichtung (32) durchdringen.

o, Formwerkzeug nach Anspruch 1, ds, durch gekennzeichnet , daß die Hohlformeinrichtung aus mehreren Eohlformblöcken (21) in lieihen besteht und Arbeitsflächen (21a) mit ßingkanälen (43) aufweist, wobei die Formplaiten (24) zwischen jedem Block (21) und der Pia τ; teileinrichtung (12) angeordnet sind und wobei ein Durchgang mit 2in- und Auslaßkanälen (25, 25a) in den Platten (24) zur Verbindung nit den Hingkanäler. (43) angeordnet ist.

S. Formwerkzeug nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeic h net, daß eine Formeinrichtung (11) dem Hohlv/erkzeug gegenüberliegend angeordnet ist, und daß zv,^risehen diesem und dem Hohlformwerkzeug eine Piastirbahn angeordnet ist; wobei eine Dichtung (62) durch eine dieser Einrichtungen auf der Kante die Plastikbahn erfassend getragen ist, und daä drehbare Glieder (6?) mit exsentrisehen Ausnehmungen (67) auf der Dichtung (62)

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einstellbar angeordnet sind, um die Lage der Dichtung zu ändern.

10. Formwerkzeug nach Jinspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtung (62) aus einem endlosen Metallstreifen besteht und die eine Formhälfte einen Schlitz (64) der anderen Formhälfte gegenüberliegend zur Aufnahme des Streifens aufweist, wobei Ori-e- drehbaren Teilen (6?) drehbare Bolzen zur Drehung um eine Achse quer zu dem Schlitz in Abständen am Umfang der einen Formwerkzeughälfte (11) angeordnet sind, wobei die Bolzen (67) mit exzentrischen Nuten versehen sind, so daß die Hüten (6c·) unter dem Schlitz (64) liegen und den Streifen (62) aufnehmen, damit durch eine Drehung der Bolzen die Höhenlage des Streifens (62) änderbar ist, und daß eine Einrichtung (72) vorgesehen ist, welche den Streifen daran hindert, vollständig aus dem Schlitz (64) herauszugleiten.

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