DE2442064A1

DE2442064A1 - Maschine zur herstellung von einseitiger wellpappe

Info

Publication number: DE2442064A1
Application number: DE2442064A
Authority: DE
Inventors: John H Osgood
Original assignee: Harris Corp
Current assignee: Harris Corp
Priority date: 1973-09-04
Filing date: 1974-09-03
Publication date: 1975-03-20
Also published as: FR2242237B1; JPS5050198A; IT1020709B; US3919029A; FR2242237A1

Description

Maschine zur Herstellung von einseitiger Wellpappe

Dia vorliegende Erfindung bezieht sich auf sine Maschine zur Herstellung von einseitiger Wellpappe. Die erfindungsgemäße Maschine ist ein Bestandteil einer Wellpappenmaschine Sie wird bei der Herstellung von einseitiger Wellpappe verwendet. Bei einer herkömmlichen Maschine dieser Art weisen zwei parallele Walzen ineinandergreifende Rillen auf, die eine Bahn aus Pappe so verformen, daß Querwellan in ihr geoildet werden. Ein Klebstoff wird auf den Scheitellinien der Wellen auf der gewellten Pappbahn aufgetragen, und eine Ver-

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Stärkungsbahn wird mittels einer Druckwalze mit glatter überfläche daran angearückt. üie Längsachse der Druckwalze verläuft parallel zu den Längsachsen der die Wellenform erzeugenden Walzen.

Die Druckwalze wird im allgemeinen an dem Umfang der unteren We llenf onnwalze durch eine Einrichtung gehalten, die eine nachgiebige Kraft ausübt, wie zum Beispiel Federn, Strömungsmittelzylinder usw. Die untere Wellenfοrmwalze wird im allgemeinen direkt durch eins Drehzahluntersetzung und einen Elektromotor angetrieben. Für gewöhnlich wird die obere Wellenfarmwalze von der unteren Wellenformwalze durch den Eingriff der Rillen auf den Oberflächen der Walzen angetrieben. Die Druckwalze wird "für gewöhnlich von der unteren Wellenformwalze durch beliebige zweckmäßige Mittel angetrieben, wie zum Beispiel Zahnräder, Reibung usw.

Die Oberflächen der Wellenforrnwalzen sind mit zusammenpassenden, in gleichen Abständen ausgebildeten Rillen versehen. Die Rillen werden für gewöhnlich je nach ihren Abmessungen und der Anzahl von Wellen pro Längeneinheit in der von ihnen hergestellten Wellpappe mit den Buchstaben A, B, C oder E bezeichnet.

Die Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung einseitiger Wellpappe ist so ausgebildet, daß der hohe Geräuschpegel derartiger Maschinen bei Betrieb im wesentlichen herabgesetzt oder gedämpft wird. Diese Herabsetzung des Geräuschpegels wird dadurch erzielt, daß die Längsachsen der oberen Wellenformwalze und der Druckwalze gegenüber der Längsachse der unteren WeI lenformwalze schräg angeordnet werden.

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Beispielsweise kann diese Schräge zwischen etwa ü~,2 und 3 betragen, so daß mehr als eine Welle auf jeder Wellenfonnwalze zur Lastübertragung in Berührung miteinander stehen Ferner ist die Fläche der oberen WeI lenformwalze konvex, wobei die Enddurchmesser der Walze kleiner sind, als der Jurchmesser an der Mitte, wenn die obere WeIlenformwalze unter keiner Last steht. Wenn eine normale Last auf die
bnden der oberen WeIlenformwalze ausgeübt wird, nimmt sie an den ineinandergreifenden Rillen eine konkave Form an, so daß, da sich die WeI lenf ormwa lzen unter Druck drehen,
die gewünschte Berührung entlang der wirksamen Länge der ineinandergreifenden Rillen erzielt wird. Zweckmäßigerweise kann die obere WeIlenformwalze eine leicht konkave Fläche aufweisen, um die gewünschte Berührung unter leichten Belastungen zu erzielen.

Bisher hielten es die Konstrukteure von Wellenformwalzen einer Maschine zur Herstellung einseitiger Wellpappe für wesentlich, daß die Längsachsen der Walzen parallel zueinander verlaufen. Dieses Verhältnis wurde vermutlich für wichtig gehalten, da die Last von einer Walze auf die .andere an den Füßen der Rillen wie bei Zahnrädern übertragen wird, bei denen die Last an den Zahnflanken übertragen wird. Überraschenderweise ist nur eine sehr geringe Schrägstellung erforderlich, um das Betriebsgeräusch herabzusetzen, und überraschenderweise beeinträchtigt eine derartige Schrägstellung einer Wellenformwalze die Übertragung einer Last an den Füßen der Rillen der Wellenformwalzen nicht nennenswert.

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Bei einer herkömmlichen Maschine zur Herstellung einseitiger Wellpappe schwankt der Abstand zwischen der Längsachse der unteren Wellenformwalze und der Längsachse der druckwalze. Diese Schwankung wird durch die geometrische Form der Rillen und ihrer Berührung mit der Druckwalze hervorgerufen, wodurch ein hoher Geräuschpegel erzeugt wird. Der Radius zu der Spitze einer einzigen Rille auf der Wellenformwalze ist nämlich größer als der Radius zu einer Linie, die tangential zu zwei benachbarten Rillenspitzen verläuft. Infolgedessen bewegt sich der Bogen des Umfanges der Druckwalze abwechselnd in den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Rillenspitzen und bewegt sich dann zurück, wenn die Spitze der Rille sich in eine Stelle auf der gemeinsamen Mittellinie zwischen der unteren Wellenforrnwalze und der Druckwalze bewegt. Diese periodischen Schwankungen des ADstandes zwischen den Mitten der unteren Wellenformwalze und der Druckwalze führt dazu, daß die Rillen auf der unteren Wellenformwalze periodisch auf die gehärtete Fläche der Druckwalze auftreffen. Dieses schnell aufeinanderfolgende Auftreffen erzeugt einen Geräuschpegel, der bis zu 11U bis 120 Dezibel bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten betragen kann. Derartig hohe Geräuschpegel haben schädliche Auswirkungen auf das Gehör von in der Nähe befindlichen Personen und bilden eine Quelle für Lärmbelästigung über einen weiten Bereich.

Die erfindungsgemäße Maschine zur Herstellung einseitiger Wellpappe ist so ausgebildet, daß sie den hohen Geräuschpegel derartiger Maschinen im Betrieb wesentlich herabsetzt oder dämpft. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Maschine zur Herstellung einseitiger Wellpappe mit einer Druckwalze

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ausgerüstet, die in der Lage ist, während des größten Teils des normalen Betriebs einen konstanten Abstand zwischen den Längsachsen der unteren We llenforrnwalze und der Druckwalze aufrechtzuerhalten. Dieses Verhältnis wird dadurch erzielt, daß die Langsachse der Druckwalze schräg angeordnet ist. Beispielsweise kann die durch die Schrägs teilung hervorgerufene Verschiebung etwa ein Vielfaches oder mehrere Vielfache der Zahnteilung der Rillen auf der unteren Wellenformwalze betragen. Ferner ist die Druckwalzenfläche konkav, wobei die Enddurchmesser um einen bestimmten Betrag größer s'ind, als der Mitteldurchmesser der Druckwalze, so daß bei Drehung dieser Walzen unter Druck immer Berührung zwischen einer Spitze einer Rille und dem Umfang der Druckwalze besteht.

Zusätzlich zu der Geräuschdämpfung weist dieses bauliche Verhältnis zwischen der unteren Wellenforrnwalze und- der Druckwalze weitere Vorteile auf. Der Rahmen der Maschine zur Herste llung,einsei tiger Wellpappe kann aus leichteren und/ oder billigeren Stoffen bestehen, da auf die Druckwalze geringere Lagerlastsn und Vibrationskräfte ausgeübt werden.

Zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform gezeigt, wobei jedoch daraufhinzuweisen ist, daß die Erfindung nicht auf die in den Zeichnungen gezeigten genauen Anordnungen und Einzelteile beschränkt ist.

In den Zeichnungen sind

Fig. 1 eine teilweise als Schnitt gezeigte Seitenrißansicht einer erfindungsgemäßen Maschine zur Herstellung einseitiger Wellpappe,

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Fig. 2 eine vereinfachte ijuers chnittsansich t der Maschine an der Druckwalze,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der axialen Verhältnisse zwischen den Wellenformwalzen und der Druckwalze,

Fig. 4 eine vereinfachte Quers chnittsansich t der erfindungsgemäSen Maschine an der oberen Wellenformwalze, gesehen von der unteren Wellenformwalze,

Fig. 5 eine Querschnittensicht einer Einrichtung zur Lagerung der Enden der oberen Wellenformwalze,

Fig. 6 eine schematische Ansicht der Wellenformwalzen bei belasteter oberer Walze,

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Enden der Lager der in Fig. S gezeigten Wellenformwalzen und der Druckwalze, wobei die dem Betrachter nahegelegenen Enden in durchgehenden Linien und die entfernten Enden in gestrichelten Linien gezeigt sind.

In den Zeichnungen, auf die nunmehr ausführlich Bezug genommen wird, sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen. In Fig. 1 ist eine mit der allgemeinen Bezugszahl 1ü bezeichnete Maschine zur Herstellung einseitiger Wellpappe gezeigt, die mit Ausnahme der nachstehend beschriebenen Merkmale in herkömmlicher Weise ausgebildet sein kann. Eine Bahn aus Papps 12, die gewellt werden soll, verläuft in bekannter Weise

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über eine Leerlaufwalze und eine zweite Leerlaufwalze, die in bekannter Weise in einem Rahmen 29 gelagert sind. Danach verläuft die Hahn 12 in Berührung mit einer Dampfbrause 14, die die Pappbahn anfeuchtet, um sie für die Wellenformung biegsamer zu machen. Danach wird die Pappbahn 12 zwischen einer oberen WeI lenformwalze 16 und einer unteren Wellenformwalze 2ü hindurchgeführt. In der vorliegenden Beschreibung befindet sich die Walze 18 über der Walze 20. Für denFachmann ist es jedoch ersichtlich, daß die Rolle 18 auch neben oder unter der Rolle 2J angeordnet sein kann.

Nachdem die Pappbahn durch die Formwalzen 18 und 20 gewellt worden ist, wird sie an der unteren Wellenf ormwa Ize 20 durch mehrere Halbmonde 22 festgehalten, die in Abständen entlang der Formwalze 20 angeordnet sind. Ein Verbindungsmittel,, wie zum Beispiel Stärke, die durch Gelatinisierung zu Leim gemacht worden ist, wird auf die Spitzen der Wellen der gewellten Pappbahn durch eine Auftragswalze 24 aufgetragen, die teilweise in die Stärkelösung in einer Leimpfanne 26 ■eingetaucht ist und sich dreht.

Auf eine Druckwalze 30 kann eine Kraft ausgeübt werden, mit der sie gegen die untere WellenformwaIze 20 vorgespannt wird. Diese Vorspannkraft auf die Walze 30 kann durch einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder oder durch mechanische Teile erzielt werden. Die Walze 30 ist vorzugsweise in dem Rahmen 29 durch beweglich angebrachte Arm- oder Lenkerteile 34 gelagert, über die die Vorspannkraft ausgeübt wird. Die Teile 34 sind durch einen Drehzapfen 33 an dem Rahmen 29 der Maschine 10 schwenkbar gelagert. 3ede der Wellenformwalzen 16 und 20 ist hohl und kann durch Dampf, Öl oder andere Mittel beheizt werden. Eine Unterlagenbahn. 28

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verläuft um Vorheizwalzen 3d und 3d und dann um die Druckwalze 30. Die Unterlagenbahn berührt das Verbindungsmittel an den Wellen der gewellten Pappbahn und wird mit der gewellten Pappbahn 12 zu einer einseitigen Wellpappe 35 ve rb unden .

Die obere Wellenformwate 18 ist gegen die untere Wellenformwalze 20 vorgespannt und in Richtung auf diese und von ihr hinweg verstellbar. Um also den Eingriff zwischen den Walzen 18 und 20 für den Durchgang der Bahn 12 und zur Ausübung einer Last auf die Walze 18 zu verstellen, so daß sie in der gewünschten Weise die Walze 2G berührt, ist die Walze 18 durch Arm- oder Lenkerteile 32 gelagert, die ihrerseits an einem Drehzapfen 40 in dem Rahmen 29 schwenkbar gelagert sind. Die Verstellung der Teile 32 und die Ausübung einer Last auf die Enden der Walze 1B können in jeder geeigneten Weise erzielt werden, wie zum Beispiel durch Strömungsmittelzylinder 37 oder mechanische Teile, die mit den Teilen 32 verbunden sind.

In Fig. 4 ist die von den Teilen 32 getragene Wellenformwalze 1d in gegenüber der Fig. 1 vergrößertem Maßstab gezeigt. Die Linie AB in Fig. 3 stellt die Längsachse der unteren Wellenformwalze 20 dar, die Linie CD stellt die Längsachse der oberen Wellenformwalze 18 dar und die Linie EF stellt die Längsachse der Druckwalze 30 dar. Der zwischen den Linien AB und CD oder zwischen den Linien AB und EF eingeschlossene Winkel kann zwischen 0,2 und 3 betragen und wird hier als der Winkel 9L bezeichnet. Dieses schräggestellte Verhältnis zwischen den Walzen kann durch viele mögliche Ausbildungen erzielt werden, wie zum Beispiel durch selbstausrichtende

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Lager in einer schrägen oder nichtfluchtenden Bohrung in den Teilen 32 oder 34. Üie wirksamen Längen der Lenkerteile 32 und/oder 34 brauchen nicht die gleichen zu sein.

In Fig. 5 ist eine Ausfüh rungs form einer Lagerstützausbildung 42 gezeigt, bei der die Enden der oberen Wellenformwalze 1o von dem Rahmen 2y getragen werden. Die Druckwalze 30 kann in der gleichen Weise gelagert sein. Die Arm- oder Lenkerteile 32 weisen eine Bohrung 39 auf, in der die Lagerstützeinrichtung 42, die ein selbstausrichtendes Lager enthält, angebracht ist. Die Lagerstützanordnung umfasst erste und zweite äußere Laufringe 40, 41.

Uer äußere Laufring ist in der Bohrung 39 durch Preßsitz oder in sonstiger Weise befestigt. Die äußeren Laufringe 40, 41 weisen zusammenpassende gekrümmte Flächen auf. Hin innerer Laufring 44 ist auf dem Wellenzapfen der Walze 16 durch Preßsitz oder in sonstiger Weise befestigt. Zylindrische Lagerrollenteile 45 sind zwischen dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring 41 angeordnet. Durch eine Verstellung der Lage der Teile 32 wird die Längsachse der Walze 18 nach Bedarf schräg gestellt, wie es weiter oben beschrieben worden ist. Die Schrägstellung der Walze 10 wird dadurch erleichtert, daß sich die zusammenpassenden Flächen an den äußeren Laufringen 40, 41 selbst ausrichten. Die Umfangsflache der oberen WeI lenf orrnwalze 13 ist konvex, wobei die Enddurchmeg3er 46, 46 um etwa 0,25 mm bis etwa 1,75 mm kleiner sind, als der Mittelaurchmesser 50.

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Die Rillen auf der oberen Wellenformwalze 1ö verlaufen spiralförmig um die Walze, und daher gegenüber der Längsachse der Walze 18 schräg, so daß sie irn wesentlichen parallel zu den Rillen auf der unteren Wellenformwalze 20 verlaufen. Der Neigungswinkel zwischen den Rillen'auf der Walze 1d und der Längsachse der Walze 18 ist also gleich dem Neigungswinkel PO . Die auf den Walzen 18 und 20 in Berührung miteinander stehenden Rillenflächen verlaufen rechtwinkelig zu der Bewegungsrichtung der Bahn 12, so daß die in der Bahn 12 geformten Wellen rechtwinkelig zu den Seitenrändern der Bahn 35 verlaufen.

Durch die verschiedenen Durchmesser 46, 48, 50 erhält die Wellenformwalze 18 eine konvexe Form. Sihe Fig. 4. Wenn auf die Enden der Walze 18 eine Last ausgeübt wird, um zu gewährleisten, da3 die Walzen 16 und 2Ü in inniger Berührung entlang ihrer gesamten wirksamen Länge stehen, ist die Walze 18 an den miteinander in Eingriff stehenden Rillen leicht konkav, wie es in Fig. B angedeutet ist. Die Schrägstellung der Achsen AB und CD gewährleistet eine ständige Berührung zwischen mehr als einer Rille auf jeder Wellenf ormwalze, wie es etwa bei der Berührung zwischen miteinander in Eingriff stehenden, schräg verzahnten Zahnrädern und/oder einer Schnecke und einem Zahnrad der Fall ist. Bekannterweise übertragen die Wellenforrnwalzen von Maschinen zur Herstellung einseitiger Wellpappe die Lasten nicht in derselben Weise wie schräg verzahnte Zahnräder. Der Eingriff der Rillen auf den WeI len.f ormwalzen 18 und 20 führt jedoch zu einem geräuschloseren Betrieb, da eine allmählich zunehmende Berührung entlang der Länge eines ersten Satzes von miteinander in Eingriff stehenden Rillen stattfindet. Diese allmählich zunehmende Berünrung ist eine Linienberührung, wobei die Linie eine Länge

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hat, die geringer ist, als die Länge der Rillen. Außerdem tritt eine entsprechende Berührung zwischen einem zweiten Satz von miteinander in Eingriff stehenden' Ri Ilen ein, bevor der erste Rillensatz die Berührung miteinander verliert.

ts wird keine besondere und teure Ausrüstung für die Anbringung der Rillen auf der Wellenformwalze 18 benötigt. Die Rillen können auf der Walze 16 unter Verwendung eines herkömmlichen Schneidwerkzeuges ausgebildet werden. Da die Rillen auf. der Walze 18 auf einem Radius liegän müssen, muß die Walze 1ö über einen Bogen gedreht werden, der eine Funktion des Winkels Q(, und der Walzenlänge ist, wenn das Schneidwerkzeug entlang der Walze 1d bewegt wird.

üie konvexe Form oder Krone auf der Walze 16 wird dreh eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst, die die Rillengröße, den Durchmesser der WeIlenformwalze, die Länge der Wellenformwalze, den Druck zwischen den Wellenformwalzen, die Wanddicke der WeIlenformwalzen usw. umfassen. Der Neigungswinkel

PC wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst, einschließlich der Länge der Walze 18. Der Neigungswinkel ^- an einer .Wella-nfortnwalze mit einer Lange von 2Ü81 mm und mit Α-Rillen ist also anders als der Neigungswinkel ft, für eine Walze mit C-Rillen und mit einer Länge von 2794 mm. Beispielsweise kann die obere Wellenformwalze 18 einer Langston-XD-87-Maschine zur Herstellung von einseitiger Wellpappe, mit einer Länge von 221U mm und Α-Rillen eine Krone von 5,ü8 mm und einen Neigungswinkel von U,377 haben. Ferner wäre diese Walze an den unter einer Last von 337D g pro laufenden mm in Eingriff stehenden Rillen leicht konkav, und würde über einen Winkel von 5,47 gedreht werden, wenn das Schneidwerkzeug sich ent-

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lang der Länge der Walze bewegt.

Die Urnfangs fläche der Jruckwalze 30 ist konkav, wobei die Enddurchmesser 52 und 54 etwa zwischen 0,127 mm und 1,524 mm gröi3er sind, als der Mitteldurchmesser 56. Demgegenüber hat eine herkömmliche Druckwalze eine rein zylindrische Umfangsform oder sogar eine Krone, so daß der Mitteldurchmesser größer ist, als die Enddurchmesser.

Jede von zwei benachbarten Rillen auf der Walze 20 steht mit ihren Spitzen in Berührung mit dem Umfang der Druckwalze 30, so daß der Abstand zwishen den Achsen AB und CD während des größten Teils des normalen Betriebes konstant bleibt. Wenn beispielsweise eine Spleißstelle zwischen zwei Bahnen durch den Zwischenraum zwischen den beiden Walzen 20 und 30 hindurchgeht, bewegt sich die Walze 30 von der Walze 20 hinweg, um den Durchgang der größeren Dicke der Bahnen aufzunehmen .

Ein Ergebnis der vorliegenden Erfindung besteht darin daß die Aufschlagwirkung der Rillenspitzen der unteren Wellenfomnwalze 20 auf der Druckwalze 30, wie es weiter oben im Hinblick auf den Stand der Technik beschrieben worden ist, ausgeschaltet wird. Die Ausschaltung der Aufschlagwirkung setzt das Betriebsgeräusch erheblich herab, während gleichzeitig die Schwingungen erheblich herabgesetzt werden, denen die Druckwalze ausgesetzt ist. Daher können die Teile 34, die Lager für die Druckwalze 30 und der Rahmen 29 aus leichteren und dünneren Stoffen als bisher bestehen.

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Wie es in Fig. ti gezeigt ist, weist die Walze 1Ö Wellenzapfen Bü und 51 auf. Die Walze 20 weist Wellenzapfen 62 auf. Die Walze 30 weist Wellenzapfen 64 und 65 auf. Während die Achsen der Walzen 1d und 30 gegeüber der Achse AB der Walze 20 jeweils geneigt sind, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, sind die Achsen CD und EF nicht parallel zueinander. Eine typische relative Stellung für die Endflächen der' Wellenzapfen ist in Fig. 7 veranschaulicht.

Wie es in Fig. 7 gezeigt ist, sind die Mittelpunkte G und G' an den Endflächen der Wellenzapfen 60 und 61 auf einer Seite einer senkrechten Ebene, die die Achse AB der Walze enthält. üie Mittelpunkte H und H' an den Endflächen der Wellenzapfen 64 und 65 befinden sich an der anderen Seite dieser senkrechten Ebene. Die Mittelpunkts G und H liegen auf einer Geraden, die durch die Achse AB an der Endfläche des Wellenzapfens 62 verläuft. In entsprechender Weise liegen die Mittelpunkte G', H¹ auf einer Geraden, die durch die Achse AB an der Endfläche des Lagerzapfens 62 verläuft. Diese Anordnung der Achsen wird bevorzugt, weil dadurch ein besseres Gleichgewicht der Kräfte hervorgerufen wird.

Die Schrägste llung der Achsen AB und Cü führt zu einer Dämpfung des Geräuschpegels während des Betriebes der Maschine. Die Schrägstellung der Achsen AB und EF führt zu einer weiteren Dämpfung des Geräuschpegels. Die kombinierte Wirkung der Schrägstellung der Achse der Walze 18 und der Achse der Walze 30 gegenüber der Achse der Walze 20 ergibt einen geräuschärmeren Betrieb der Maschine zur Herstellung einseitiger Wellpappe, als wenn nur dia Walze 1ö oder die Rolle 30 schräg gestellt wäre .

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. j Maschine zur Herateilung einseitiger Wellpappe, beiehend aus einem Rahmen, ersten und zweiten drehbaren

Wsllenformwalzen, die von dem Rahmen getragen werden und Rillen aufweisen, die in Eingriff miteinander stehen und im wesentlichen parallel zu-der Längsachse der zweiten Wellenforrnwalze verlaufen, und mit einer drehbaren Druckwalze, die von dem Rahmen in Nähe der zweiten Wellenformwalze getragen wira, daaurch gekennzeichnet, daß die erste Wellenfarmwalze (1d) und die Druckwalze (3D) um einen Winkel gegenüber der Achse (AB) der zweiten Wsllenformwalze (2G) schräg gestellt sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen (CD und EF) der Walzen (16 bzw. 30) im Verhältnis zueinander schräg gestellt sind (Fig. 3).

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Schrägstellung zwischen etwa 0,2 und 3 beträgt.

4. Maschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der ersten Wellenformwalze (18) und der Druckwalze (30), die in Berührung mit der zweiten Wellenformwalze (20) stehen, konkav sind (Fig. 6).

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