DE2161502A1

DE2161502A1 - Vorrichtung zur Zuführung von Schweißdrähten

Info

Publication number: DE2161502A1
Application number: DE19712161502
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-12-10
Filing date: 1971-12-10
Publication date: 1972-06-22
Also published as: BR7108155D0; FR2117524A5; ES397714A1; ZA717699B; NL7116772A; US3694620A; AU3665871A; IT943733B

Description

PATENTANWALTS
Dr. rcr. Kät. 1""T : ?. i :;'.'! 5
Dipl.-Phy«. νί--^!.^!._·ϊ !"..'::_"./
Dipl.-in«.IRANZ I.O;ar.NVZ

500NURiJBERQ 12557/58 2u/H

KESSLERI^LATZ 1

i; KiCIlAItD GLEaSON, ül Monte, Kalifornien 91732, USA

Vorrichtung zur Zuführung von Schweißdrähten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur wahlv/eisen Zuführung jeweils eines von mehreren unterschiedlichen Schweißdrähten zur Schweißstelle, in der für jeden Schweißdraht eine Schweißdrahtführung vorgesehen ist. Insbesondere befaiit sich die Erfindung mit einer solchen Vorrichtung, mittels der eich verbrauchende Schweißdrähte durch einen Drahthalter hindurch zugeführt werden, wobei zwischen den Ende des jeweils in Betrieb befindlichen Drahtes und der Schweißstelle ein elektrischer Lichtbogen aufrechterhalten wird.

Bei einer ganzen Reihe von Schv/eißarbeiten ist es von Zeit zu Zeit notwendig oder wünschenswert, von einem Schweißdraht, tiit dein eine JUttallschicht bestimmter Härte niedergelegt wird, auf einen anderen Schweißdraht überzuwechseln, uer ii'itulL einer arideren Härte aufbringt. Es ist bereits vor-

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geschlagen worden, zu diesem Zweck zwei Schweißdrahtspulen einzusetzen und für jede eine Vorschubeinrichtung, sowie für jeden Draht einen Drahthalter vorzusehen. Jeweils abhängig davon, welche Vorschubeinrichtung betätigt wird, wird der eine oder andere Schweißdraht Liit aem zugehörigen Drahthalter vorgeschoben. Diese Praxis ergibt jedoch ein langsames Arbeiten und ist etw-uß unbequem.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art, bei der mehrere unterschiedliche Schweißdrahte in zugehörigen Schwel;.jdrahtführungen vorgeschoben werden, so auszubilden, iaß die einzelnen Sehweißdrähte nur über einen einzigen Drahthalter zugeführt werden und daß das Überwechseln auf einen anderen Schweißdraht nur eine unwesentlich kleine Zeitdauer erfordert. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabi dadurch gelöst, daß die einzelnen rchweißdrahtführungen zu einer gemeinsamen Führung mit einer nur für jeweils einen der Fchweißdrähte passierbaren Verengung susainnenlaufen und daß ein reversierbarer Vorcchubantrieb zum walilweisen Vorschieben oder Zurückziehen jeweils eines der Schv*eii3-drähte unabhängig von den übrigen vorgesehen ist.

Die erfinduii£8£eiiHße Vorrichtung und Anordnung es s.B· auf einfache Weise, die Zuführung des jeweils., .ausgewählten Schweißdrahtes ci.ua tier einzigen Zuführviffriuiig des einzigen Drahthalters zu steuern. Dabei ibt jedoch nur eine kurze Zeitdauer erforderlich, uk einen . chweiiS-draht mit einer bestimmten Harte zurückzuziehen und ein«..·!* anderen mit einer anderen Harte, die den jeweiligen \.vfordernissen angepaßt iet, vorzuschieben und aen. ichvjei:,*- Vorgang weiterzuführen.

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Weitere Vorteile und llerkmale der vorliegenden Erfind ting ergeben uieh aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüchen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindun^ßgerillSen Zuführvorrichtung;

pig. 2 einen laittigen Längsschnitt durch eine der beiden Zuführungen und deren Gehäuse, wobei der Schnitt senkrecht zur Antriebswelle für Drahtvorschubrollen geführt ist;

Pig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1, teilweise gebrochen, und

Fig. 4 einen Längsschnitt in vergrößertem Maßstab durch die Schweißdrahtspitze und einen Teil des unteren L^!rahthalterendes.

Gemäß der Darstellung in den Zeichnungen besitzt die Schweißdrahtzuführvorrichtung einen vertikal angeordneten IIotor 10, vorzugsweise einen Wechselstrom-Reihenschlußmotor (obwohl auch ein Gleichstrommotor eingesetzt werden kann), der mit einem Getriebegehäuse 11 verbunden ist, welches seinerseits an einem vertikal stehenden Gestell oder Kähnen 12 befestigt ist. Dieser Rahmen 12 ist mit dem Gestell der nicht dargestellten Schweißmaschine verbunden.

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her Motor 1ü treibt über das Untersetzungsgetriebe 11 eine horizontale Welle 13 an, deren Enden an gegenüberliegenden Seiten des Getriebegehäuses austreten und Vor-Gchubrollen 16 tragen. Die Vorechubrollen 16 besitzen auf ihrem Umfang Nuten 17, von denen der Schweißdraht teilweise aufgenommen wird, um dadurch eine gute Antriebeverbindung zwischen Rolle und Lraht zu erzeugen.

Ein Schweißdraht 19» der von einer nur schematisch angedeuteten Spule 20 abgespult wird, verläuft in vertikaler Kichtung und tangential jeweils zu einer der Vorechubrollen 16. Auf den Schweißdraht 19 drücken Druckrollen 22, die ihn in Antriebsverbindung mit den Vorachubrollen 16 halten. Die Einrichtung, durch die die Druckrollen 22 in Richtung auf die Vorechubrollen 16 gedrückt werden, wird nachfolgend erläutert.

Auf dem Gestell 12, zu gegenüberliegenden Seiten dee Getriebegehäuses 11, sind Tragkonsolen 23 vorgesehen, von denen jede eine relativ tiefe Ausnehmung 24 an dem vorstehenden Ende aufweist. Diese Ausnehmung 24 bildet einen Raum zur Aufnahme der Vorschub- und Druckrollen 16 bzw. Jede Druckrolle 22 ist drehbar in einer von einem Bolzen 26 gehaltenen Gabellagerung 25 gelagert. Der Bolzen 26 besitzt einen nichtkreisfönaigen, vorzugsweise einen sechskantigen Querschnitt und ist verschieblich in einer Bohrung 21 mit entsprechendem Querschnitt aufgenommen, die in einem mit Gewinde versehenen Luftdruckzylinder 28 ausgebildet ist. Der Luftdruckzylinder 28 ist in das innen liegend· Ende der Konsole 23 eingeschraubt. Auf den Bolzen wirkt innerhalb des Luftdruckzylinders 28 ein Kolben 29,

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der im Zylinder gleitend geführt ist. Auch der Kolben 29 und decientsprechend der Zylinderinnenraum können bei Bedarf Sechskantquerschnitt aufweisen. Der Zweck dieses Sechekantquerschnittes besteht darin, die Gabellagerung 25 und die darin gelagerte Druckrolle 22 verschiebbar, jedoch unverdrehbar um die Bolzenachse des Bolzene zu führen, der die Gabellagerung und die Druckrolle hält.

Jeder Schweißdraht 19i der von seiner zugehörigen Schweißdraht Bpule 20 aus zugeführt wird, läuft nach unten durch eine Führungsbohrung 30 einer Büchse 31» die an der Oberseite 32 der Tragkonsole 23 über der Ausnehmung 24 eingesetzt ist. Von dort verläuft der Schweißdraht 19 zwischen Vorschub- und Druckrolle 16 bzw. 22 hindurch und durch eine axiale Führung in einem rohrförmigen Verbindungsstück 36 sowie einem damit verbundenen biegsamen Hohrstück 37. Diese Führungen werden durch biegsame Führungsröhrchen 38 gebildet, die aus einer streng gewickelten Feder bestehen. Die Verbindungsstücke 36 besitzen Ringnuten 37a, in die die Enden von Schrauben 39a hineinragen, die auf dieee Weise die Verbindungsstücke lösbar in dafür vorgesehenen Bohrungen 39 im unteren Abschnitt 40 der Konsolen 23 unterhalb der Ausnehmung 24 halten.

Die biegsamen Rohr&tücke 37, die vorzugsweise mit GuLimi überzogen sind, werden mittels eines Y- oder T-Stückea 42 zusammengeführt, dessen Körper 43 äußerlich mit SechskanttohlUs self lachen versehen ist. Innerlich besitzt der Körper 43 ein Gewinde, in welches dae obere jftide 44 einer elektrisch leitenden Hülse 46, beispielsweise aus Messing, eingeschraubt ist. Diese Hülse 46 weist eine Lasche 48 an

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ihrem oberen Ende auf, an die eine elektrische Leitung 49 angeschlossen ist. Zwischen dieser Lasche und einem mit Außengewinde versehenen unteren Ende 50 der Hülse ist diese von einem nicht dargestellten Isolierblock umschlossen, der auf beliebige V/eise an dem Gestell der Schweißmaschine befestigt 1st. Beispielsweise erfolgt diese Befestigung so, daß eine vertikale Einatellung relativ zur Schweißmaschine als Ganzes möglich ist.

Auf das untere Ende 50 der Hülse 46 iet eine am oberen Ende eines Drahthalters 55 vorgesehene Sehraubkupplung 54 aufgeschraubt.

Die Schweißdrahtführungen 3ü in den beiden Hohrstücien 37 treffen sich in dem Y-Stück 42 und verlaufen von clort aus nebeneinander nach unten durch die läessiiighülse 4£ hindurch, so daß sie satt in die Hülse 46 hi2i<ii2ipassen und einen guten elektrischen Kontakt mit deren Innenseite herstellen. Die Führungen 38 erhalten somit elektrische Energiezufuhr über die Leitung 49» die von den in den Führungen gehaltenen Schweißdrähten aufgenommen wird» Die beiden Führungen 38 enden am unteren Ende der Kontakthülse 46, so daü die schweißdrahte daraus hervortreten und nunmehr Seite an Seite nach unten in den Drahthalter 55 hinein verlaufen.

Der Drahthalter 55 beeteht aus einem Kessin^rohr t>fe, das in einer Ummantelung 57 aus Gummi oder eineiu sonstigen Isoliermaterial eingebettet ißt und dessen oberes Ende in die Kupplung 54 von unten eingeschraubt ist* Die Kupplung 54 besitzt vorzugsweise eine sich nach oben erweiternde

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Auskehlung oder Kegelbohrung 58, die in eine entsprechende Ansenkung 59 am oberen Ende des Braiithalt errohre s 56 übergeht. An der Innenseite des oberen Endes des Drahthalterrohree 56 ist mittels Silberlötung das obere Ende einer einzelnen biegsamen Spiralfeder befestigt, die eine Schweißdrahtftihrung 60 darstellt und sich nahezu bis zum unteren Ende des Halterrohres 56 erstreckt.

Die Ausbildung mit der Auskehlung 58 bzw. der Ansenkung 59 sowie der Anordnung des oberen Endes der Drahtführung 60 und die Verwendung der Silberlötung haben den Zweck, beim Einlauf der Schweißdrähte 19 in die Drahtführung 60 einen glatten Trichter zu bilden, so daß die Drähte leicht in die Führung hinein kommen, ohne an einer Schulter an- oder im Bereich des oberen Endes der Führung 60 anzustoßen. Dies ist 3^e<*^ocn nur eine bevorzugte Ausführungsform, denn die beiden Drähte können von Anfang an von Hand in das obere Ende der führung 60 eingeführt werden und es erwächst keinerlei Problem, wenn sie anschließend nicht über die Kupplung 54 hinaus wieder zurückgezogen werden.

Das Ende einer Schweißspitze 70 ist in einen Gewindeeinsatz 71 am unteren Ende des Drahthalterrohreβ 56 eingeschraubt, so daß es am unteren Ende der Drahtführung 60 anliegt. Diese Sohweißepitze beeitzt eine Längsbohrung 74, die an ihrem eintritteeitigen Abschnitt 7 5 beide ßchweiödrähte auf eine kurze Distanz hinweg aufnehmen kann, die sich aber anschließend bei 76 verengt, so daß nur eine Durchtritteöffnung 78 zur Führung eines einzigen der beiden Drähte verbleibt. In dem dargestellten AusführungHbeispiel konvergiert der eintritt sei tige Endabschnitt der Längsbohrung 75 in der Weise,

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daß sein eines Ende zwar groß genug ist, um beide Drähte aufzunehmen, daß jedoch durch das andere Ende nur einer der Drähte passieren kann· Die Verengung 75 führt zu der Durchtrittsöffnung 78» deren Abmessungen das Passieren nur eines Drahtes erlaubt. Die Verengung kann selbstverständlich auf unterschiedliche Weise zustande kommen und auch bereits an einer höher liegenden stelle des ganzen Systemeβ vorgesehen sein. Vorzugsweise ißt das untere Ende der die Drahtführung 60 bildenden Spiralfeder an seiner Außenseite kegelig angespitzt« beispielsweise durch konisches Anschleifen, wie dies bei 60 gezeigt ist, so daß dieses kegelförmige finde in eine Ansenkung 61 am inneren Ende der Schweißspitze 70 eingesetzt werden kann·

Ein weiteres besonderes Merkmal der dargestellten Aueführungsform besteht darin, daß die Kupplung 54 an oberen Schraubende des Lrahthalterrohre» 56 so eingestellt werden kann, daß das untere Ende der die Drahtführung 60 bildenden Feder gerade in die Aneenkung 81 hinein paßt. Auf diese Welse wird sowohl ein Ausknicken oder Ausbeulen der Drahtführung 60 als auch die Entstehung eines Spaltes zwischen der Drahtführung und deren Bite am oberen Ende der Schweißspitse 70 verhindert.

Ein Steuerschaltkreis zur Betätigung des Zweidraht-Zuführsystemes ist in Fig. 1 angedeutet. Es sei angenommen, daß der Kotor 10 ein reihenschlußgewiekelter Motor alt einer Ankerwicklung 90 und einer Feldwicklung 91 «ei und von einer 110 V-Wechselstromquelle über Anschlüsse 95 und 94 gespeist werde. 96 ist ein zweipoliger Umschalter zum Reversieren des Motors und 97 ein zweipoliger Schalter für Preßluft-

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steuerung und eine Anzeigelampe. Der Aneehlui3 94 führt zu einen regelbaren Widerstand 95» durch den die Motordrehaahl geeteuert wird und anschließend zum einen Ende der Ankerwicklung 90 und von derem anderen Ende zu einem aui3en liegenden Anschluß dee Schalters 96. Der entsprechende äußere Anschluß dieses Schalters ist mit der Leitung 93 verbunden. Die l.'ittelkontakte des Schalters 96 sind über die Feldwicklung 91 verbunden und das verbleibende außen liegende Kontaktpaar steht über die zuerst erwähnten äußeren Anechlüsse in Verbindung. Aus den Vorstehenden ergibt sich, daß durch die Betätigung des Schalters 96 die Polung der Feldwicklung gegenüber der Ankerwicklung und daralt die Drehrichtung des Motors umgekehrt wird. Der Motor treibt somit eine oder die andere der Vorochubrollen 16 an und fördert den zugehörigen Schweißdraht 19» je nach dem, welche der beiden Druckrollen 22 durch Preijluft gesteuert an die zugehörige Vorschubrolle 16 angedrückt wird. Zwei Magnetventile 100 und 101, deren Auslässe mit den Druckluftzylindern 28 der beiden Vorschubeinheiten in Vorbindung stehen, erhalten Druckluft zugeführt. Durch Erregung der Magnetspule 102 eines der beiden Ventile strömt Druckluft in das Innere des zugehörigen Druckluftzylinders 28, die über den darin befindlichen Kolben und den Bolzen 26 die Druckrolle 22 an den Schweißdraht 19 und diesen an die Vorschubrolle 16 andrückt. Auf diese v/eise wird der Vorschub den Schweißdrahtes bewirkt. Es ergibt sich, daß der jeweils ausgewählte Draht vorgeschoben oder zurückgezogen werden kann, was von der Position abhängt, die der Umkehrschalter 96 für den Motor elnniiiir.it.

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Die Magnetspule^! 102 für die Preßluftsteuerung stehen an einem Ende iait der Leitung 94 und an dem anderen Enüe mit den gegenüberliegenden äußeren Anschlüssen des Schalters 97 in Verbindung. Zwischen der Stromleitung 94 (Erde) und den beiden verbleibenden äußeren Anschlüssen des Schalters 97 sind Anzeigelampen 104 vorgesehen. Die eine oder andere dieser Anzeigelampen leuchtet in Abhängigkeit davon auf, welche Position der Schalter 97 einnimmt, und zeigt somit an, welche der Magnetspulen erregt ist und welcher der kchweißdrähte daher bei Schließen des Umkeiirschalters 96 für den Lotor angetrieben wird.

Die Betriebeweise ist folgende:

Der Schweißetromkreis wird durch Anschließen der Laitung 49 an die Kontakt hülse 46 geschlossen und damit Schweii3-ßtrom zu den beiden Spulenförmigen Drahtführungen 58 innerhalb der Hülse zugeführt. Die Schweißdrahte stehen mit der Führung in Berührung und erhalten somit ebenfalls Strom. Von dem vorstehenden äußersten Ende des jeweils ausgewählten Schweißdrahtes 19 aus wird an der bchweißstelle ein Lichtbogen erzeugt, durch den Schweißmetall auf die Schweißstelle Vi aufgelegt wird.

Um den jeweils auegewählten Schweißdraht 19 vorzuschieben, wird der Motor in einer Urehrichtung oder der anderen dadurch in betrieb gesetzt, daß der urakehrschalter 96 in die entsprechende Kontaktsteilung verbracht wird und es wird durch Schließen den Schalters 97 in der einen oder anderen FosLtion die entsprechende hagnotepule erregt. Zuerst wLrd der Schalter 97 geschlossen und dadurch festgelegt, wtiLcher der beiden öchv/elßdrähte vorgeschoben

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werden eoll. Eb wird jedoch der Schaltkreis noch nicht erregt. Zu dieeer Zeit befindet eich der Umkehrschalter für den Motor in seiner offenen Kitteletellung. Um nun den Motor 10 zum Anlaufen zu bringen und gleichseitig die vorgewählte Magnetspule zu erregen, wird der Umkehr-Behalter 96 betätigt. Dadurch werden die Ankerwicklung 90 und die Feldwicklung 91 erregt und der Motor läuft an. Die durch den Schalter 97 ausgewählte Lagnetspule wird durch Schließen des Schalters 96 ebenfalls über einen Schaltkreis erregt, der durch die Anschlußleitung 94 über die Magnetspule und den geschlossenen Hagnetspulenechalter 97 zum hotorschalter und von dort über die Feldwicklung zur Alischlußleitung 93 verläuft. Die erregte Magnetspule öffnet das zugehörige Luftventil 100, ·ο daß Druckluft in den entsprechenden Druckluftzylinder einströmen kann und dadurch der Vorschub des entsprechenden Schweißdrahteβ 19 bewirkt wird. Es sei angenommen, daß der Umkehreehalter 96 in eine Richtung verschwenkt worden ist, die den Vorechub dee Schweißdrahtes und damit dessen Austreten aus der Schweißspitze 70 der Drahthalterung 55 bewirkt. Wenn der Draht ausreichend weit vorgeschoben worden ist, wird der Kotorschalter 96 geöffnet. Dadurch wird augenblicklich der Kagnetspulen-Stromkreie am Motorschalter 96 unterbrochen, so daß der Drahtvorschub augenblicklich aufhört, selbst wenn sich der Motor vor dem endgültigen Anhalten noch geringfügig weiterdreht.

Um den vorstehenden Draht zurückzuziehen, wird der llagnet-Epulen-Schalter in seiner vorherigen Lage belassen, der Kotorschalter jedoch in die gegenüberliegende Kontakteteilung verbracht und geschlossen. Dadurch wird durch die ent-

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sprechend umgekehrte Drehrlchtung des Motors und durch das weiterhin bewirkte Anpressen der Druckrolle an die Vorschubrolle der Draht zurückgezogen.

Der Motorschalter 96 wird wieder geöffnet, wenn der Draht bis über die vorstehend erläuterte Verengung in der Drahthalterung über der Schweißepitze hinaufgezogen worden iet, Um nun den anderen Draht vorzuschieben, wird der Magnetspulen- Schalter in die andere Schaltstellung verbracht und der Ilotorschalter wieder so gestellt, daß der Vorschub erneut, diesmal aber für den anderen Draht, einsetzt.

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Claims

Patent- (Schutz-) Ansprüche

Vorrichtung zur wahlweisen Zuführung jeweils eines von mehreren unterschiedlichen Schweißdrähten zur Schweißstelle, in der für jeden Schweißdraht eine Schweißdrahtführung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schweißdrahtführungen (38) zu einer gemeinsamen Führung (60) mit einer nur für jeweils einen der Schweißdrähte (19) passierbaren Verengung (76, 78) zusammenlaufen und daß ein reversierbarer Vorschubantrieb (10, 16, 22) zum wahlweisen Vorschieben oder Zurückziehen jeweils eines der Schweißdrähte (19) unabhängig von den übrigen vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anepruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengung (76, 7Ö) auf der Ausgangsseite (70) der gemeinsamen Führung (60) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 zum Lichtbogenschweißen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei üjchweißdrahtführungen (38) für zwei Sohweißdrähte (19) in einem ϊ-Ctück (42) zusammenlaufen, dessen Cteg (43) mit der gemeinsamen Führung (60) verbunden ist, daii die gemeinsame '.«'ührung (£>0) eine elektriüch leitende Kontakthülue (46) enthält, die an einem ünde mit dem L^;teg (43) dos Y-Ütückes (42) und am anderen Ende über eine Kupplung (54) mit einem ftnde eines lirahthaltera (56) verbunden ist, dessen arideres Lnde eine Ljohwexßsiitze (70) trägt, und daß sich Lnnerhalb der £chweißdrahtführungen (38) biegsame Rohrführunijen durch

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das ϊ-Stück (42), die Kontakthülse (46) hindurch bis zur Kupplung (54) erstrecken.

4· Vorrichtung nach einem odei* mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der reversierbare Vorschubantrieb einen reversierbaren Motor (10), durch den Vorschubrollen (16) für die Schweißdrahte (19) an£,etrie- W ben werden, Druckrollen (22) für jede Vorschubrolle (16) und wahlweise betätigbare druckEiittelbeaufechl&gte 3ylinder (28) zum Andrücken der Druckrollen (22) und damit einee bestimmten Schweißdrahtes (19) an die zugehörige Vorschubrolle (16) umfaßt.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß jede Druckrolle (22) auf einem in einer Bohrung (27) verechiebbaren Bolzen (26) mit nichtkraißförmigem Querschnitt gelagert ist.

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