DE2442858A1

DE2442858A1 - Vorrichtung zum erwaermen von kartonabschnitten an einer kartonformmaschine

Info

Publication number: DE2442858A1
Application number: DE2442858A
Authority: DE
Inventors: Ronald Elmer Bock; Silvio Theodore Farfaglia
Original assignee: Phillips Petroleum Co
Current assignee: Phillips Petroleum Co
Priority date: 1973-09-07
Filing date: 1974-09-06
Publication date: 1975-03-27
Also published as: FR2243078A1; DE7430127U; DE2442858C3; CA1010281A; FR2243078B1; JPS5331062B2; JPS5072776A; US3847540A; DE2442858B2

Description

Dr. F. Zumsteli ι sen. - Dr. Ξ. As«smaon 2442858

Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.

PATENTANWÄLTE

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US 0 23 061

Phillips Petroleum Company, Bartlesville, OkI.,USA

Vorrichtung zum Erwärmen von Kartonabschnitten an einer

Kartonformmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Erwärmen von Abschnitten in einer Kartonformmaschine.

Bei Maschinen zum Herstellen von rohrförmigen Kartons aus etwa rechteckigen Seitenstücken, bei denen die Abschnitte einzeln aus einem Vorrat abgezogen und durch eine Aufwärmstation zu einem . Formdorn gefördert werden, wird der erwärmte Abschnitt rings um den Dorn gewickelt, und die sich überlappenden seitlichen Ränder werden miteinander unter Bildung eines rohrförmigen Kartons miteinander verbunden. Anschließend wird der Bodenabschnitt am unteren Ende des rohrförmigen Teils befestigt. Schwierigkeiten treten dabei auf, wenn man die miteinander zu verbindenden Oberflächen gleichförmig erwärmen will. Außerdem sollen nur diejenigen Teile,

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die miteinander zu verbinden sind, in merklichem Ausmaß erwärmt werden.

Die Erfindung betrifft nun eine Verbesserung zum Erwärmen der Seitenabschnitte. Die Erwärmung derjenigen Teile der Abschnitte, die keine für die Bindung vorgesehenen Oberflächen aufweisen, soll auf ein Minimum beschränkt werden, während die zu verbindenden Oberflächen nahezu gleichförmig erwärmt werden sollen.

Eine beispielsweise, bevorzugte AusfUhrungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 eine Maschine zur Bildung von Kartons sowie zum Füllen JmxL Schließen darstellt.

Fig. 2 zeigt in vereinfachter Darstellung den Fördermechanismus sowie die Erwärmungseinrichtung und den Formungsdrehtisch der Figur 1.

Fig. 3 ist eine vereinfachte Ansicht des Fördermechanismus für die Seitenwandabschnitte sowie der Aufwärmstation der Fig.

Fig. 4 zeigt zum Teil im Schnitt die quer zur Förderrichtung verlaufende Querheitseinrichtung der Fig. 3> und

Fig. 5 ist eine einfache perspektivische, zum Teil im Schnitt dargestellte Ansicht,aus der"jdle relative Lage der drei Heizeinrichtungen zum Erwärmen der Seitenwandabschnitte erkenntlich ist.

Die in Fig. 1 gezeigte Maschine dient zur Bildung, zum Füllen und zum Verschließen von Kartons und weist einen Formungsabschnitt 11 und eine Füll- und Verschließstation 12 auf. Der Formungsabschnitt 11 umfaßt eine Fördereinrichtung für die Seitenwandabschnitte sowie einen Unterabschnitt 13 für die Erwärmung sowie eine Fördereinrichtung für die Bodenabschnitte und eine Teilstation 14 zum Erwärmen dieser Abschnitte, ferner eine Teilstation 15 für die Formung und eine Teilstation 16 für die Förderung. Die Station 12 für die Füllung und für das Verschliessen hat.zwei endlose, parallele Fördersysteme 17, wobei jedes

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dieser Fördersysteme einen Unterabschnitt 18 für. die Füllung aufweist, der fünf Förderstationen umfaßt, ferner eine Station 19 für die Beseitigung von Schaum, weiterhin eine Station 20 zum Falzbiegen, eine obere Station 21 für eine Erwärmung, eine FaIt- und Verschließstation 22, eine zweite Verschließstation 23, eine Stempelstation 24 und eine Abgabestation 25.

Die Seitenwandabschnitte 31, die von Hand in das. Magazin 32 . für diese Abschnitte eingelegt werden, sind flache, verhältnismäßig steife Einzelabschnitte aus Pappe, rechteckig in der Form und so gefalzt, daß sich fünf Längsabschnitte sowie ein Dachabschnitt ergeben. Sie sind an beiden Flächen mit einem thermoplastischen Material, z.B. mit Polyäthylen, überzogen. Die Seitenwandabschnitte werden nacheinander aus dem.Magazin 32· abgezogen und durch die Erwärmungsstation 33 bis zur Aufnahme-: ./„ station 34 des Drehtisches 35 befördert. An der Erwärmungsstation

33 für diese Seitenwandabschnitte werden die sich später überlappenden Randteile sowie der Bodenrand der Seitenwandabschnitte auf eine Temperatur erwärmt, bei der das thermoplastische -Über-?, zugsmaterial bindet. . / .

Der Drehtisch 35 ist um eine horizontale Achse drehbar gelagert und trägt acht in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Dorne 36, die von der Achse des Drehtisches radial vor-, springen. Der Querschnitt eines solchen Doms 36 ist in einer Ebene, die senkrecht, zu seiner Längsachse verläuft, etwa rechteckig. Ein geeigneter Antriebsmechanismus dient zum Weiterschalten oder bewirkt eine intermittierende Drehung des Drehtisches 35, so daß sich jeder Dorn von einer Aufnahmestation

34 für die Seitenwandabschnitte zu einer Faltstation 37 bewegt. In der Station 38 wird das untere Ende des Verschlusses gebildet, aufgebracht und dichtend verschlossen. Eine zweite Station 39 dient ebenfalls zum Abdichten des Bodenabschnittes. Auf eine Abstreifstation 40 folgen nacheinander drei Stationen 41,42 und 43, bei denen keine Arbeitsgänge vorgenommen werden. - ...

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Der röhrenförmige Kartonkörper, der bereits einen dichtend aufgebrachten Bodenverschluß hat, wird an der Abstreifstation 40 von dem Dorn 36 abgenommen und zu einer Fördertasche 45 einer der beiden Fördereinrichtungen 17 gebracht. Das zu verpackende Gut wird in der Füllunterstation 18 in den oben offenen Karton eingefüllt. Gewünschtenfalls kann Schaum, der beim Abfüllen auftritt, in der Schaumbeseitigungsstation 19 entfernt werden. Die Falzlinien für das Dach können in der Falzstation 20 gebildet werden, wobei sich dann ein Dach mit sechs Seitenflächen bildet. Die Dachrippenabschnitte werden in der Erwärmungsstation 21 auf eine Temperatur erwärmt, die wenigstens so hoch ist, wie sie für eine thermische Bindung des thermoplastischen Überzugs erforderlich ist. Der erwärmte Dachaufbau wird dann in der FaIt- und Verschließstation 22 gefaltet und zusammengepreßt, so daß die Dachabschnitte miteinander verbunden werden. In einer zweiten Verschließstation 23 wird während des Abkühlens der thermoplastisch gebundenen Teile Druck auf die die Dachrippe bildenden Abschnitte ausgeübt. In der Sterapelstation 24 können gewünschtenfalls Markierungen für das Datum, Angaben über den Hersteller und dergl. auf die Dachrippenteile gebracht werden. Der geformte, gefüllte und verschlossene Karton wird dann aus der Fördertasche 45 bei der Förderstation 25 entfernt und auf den Abgabeförderer 46 gebracht.

Der in Fig. 2 dargestellte Drehtisch 35 wird intermittierend in Uhrzeigerrichtung gedreht, wobei der Antrieb nicht dargestellt ist. Die Kette 51 wird durch den Drehtisch 35 angetrieben und dreht wiederum die Welle 52. Die Welle 52 treibt intermittierend die Förderketten 53, die zum Transport der Seitenwandabschnitte dienen.

Die Förderketten 53 sind mit Mitnehmern 54 ausgerüstet, die in die Seitenwandabschnitte 31 eingreifen, nachdem diese aus dem Vorratsstapel abgezogen worden sind. Durch diese Mitnehmer werden die Seitenwandabschnitte in die Erwärmungsstation 33

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und dann in eine Stellung gebracht, in der sie von den Fingern 55 ergriffen werden können. In der Aufnahmestation werden sie dann auf den Dorn 36 geschoben. Die Erwärmungsstation 33 hat * einen elektrisch beheizten Lufterwärme 56, der die obere Oberfläche eines Seitenrandabschnittes des Seitenabschnittes' 31 erwärmt. Die Erwärmungseinrichtung 57 erwärmt die untere Fläche des gegenüberliegenden Randabschnittes des Seitenabschnittes 31,und die quer zur Förderrichtung angeordnete Erwärmungseinrichtung 58 erwärmt die obere Oberfläche des in Bewegungsrichtung rückwärtigen Endes des Seitenabschnittes 31. Durch nach unten gerichtete Düsen wird ein Luftvorhang aus nicht erwärmter Luft erzeugt, die durch das Rohr 59 geliefert wird,und der erforderlich ist, wenn die Arbeit der Maschine unterbrochen wird. Durch diesen Vorhang werden die Seitenwandabschnitte im Stapel gekühlt, so daß sie nicht durch die heiße, aus den Erwärmungseinrichtungen 56,57 und 58 austretende Luft beschädigt werden. · ■

Ein käfigförmiger Magazinbehälter 32 dient zur Speicherung der Seitenwandabschnitte 31· Es wird durch einander gegenüberliegende Seitenelemente 61 und 62 gebildet, die durch ebenfalls einander gegenüberliegende rückwärtige und vordere Stirnelemente 63 und 64 verbunden sind. Diese Elemente weisen vertikale Führungsstäbe 65 an ihren oberen Enden auf. Mehrere Leisten erstrecken sich von den Elementen 61 und 62 und den gegenüberliegenden Elementen 63 und 64 nach innen und greifen in die Randteile der Bodenfläche des untersten Seitenwandabschnittes 31 ein und stützen den Stapel in dem Käfig 32. Dieser Käfig wird über dem oberen Trum der Förderketten 53 gehalten. Die Einrichtung zum Fördern der Abschnitte,mit der nacheinander einzelne Abschnitte 31 aus dem Vorratskäfig 32 abgezogen und auf das obere Trum der Förderketten 53 gelegt werden, enthält Vakuumsaugnäpfe 67 sowie die dazugehörigen Einrichtungen. Die Vakuumsaugnäpfe 67 sind zwischen den Förderketten 53 angeordnet. Die Näpfe 67 werden in vertikale Richtungen durch in der

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Platte 69 vorgesehene Öffnungen 68 hin lind her bewegt und greifen in die Bodenfläche der Mittelteile des untersten Seitenwandabschnittes ein und entfernen diesen Abschnitt aus dem Stapel, indem sie diesen Abschnitt nach innen führen und an den Leisten 66 vorbeigleiten lassen. Die Vakuumsaugnäpfe 67 sind mit einer entsprechenden Vakuumpumpe 71 verbunden. In ihrer unteren Lage liegen die Saugnäpfe 67 unter der oberen Oberfläche der Platte 69 und die oberen Ränder der Förderketten 53» so daß sie bei einer seitlichen Bewegung eines Abschnittes auf den Förderketten 53 nicht störend wirken,,

Jede dieser Vakuumsaugnäpfe 67 wird durch eine Hülse 72 gestützt, die an einer Verbindungsstange 73 mittels eines Armes 74 befestigt ist. Die Verbindungsstange 73 ist am oberen Ende einer Welle 75 angebracht. Diese Welle 75 wird vermittels eines Gestänges 76 und eines Antriebsnockens 77 während des Anlaufs eines¹ jeden Bewegungstaktes des Förderers 54 in vertikaler Richtung hin und her bewegt.

Aus den Fig. 2 bis 5 ersieht man, daß die Erwärmungseinrichtung 56 eine elektrische Heizeinrichtung 78 umfaßt, die einen Luftdurchlaß aufweist, ferner Leitungen 79, durch die der Lufteinlaß der Erwärmungseinrichtung 78 mit einer Druckluftquelle verbunden wird, die selbst nicht dargestellt ist. Ein in Form eines U gebogenes Rohr hat einen oberen Schenkel 80 und einen unteren Schenkel 81. Ein Ende des Schenkels 80 ist mit einem Heißluftauslaß der Erwärmungseinrichtung 78 verbunden, und das entfernt liegende Ende des Schenkels 81 ist verschlossen. Der Schenkel 81 ist mit mehreren Öffnungen 82 versehen, die längs der unteren Oberfläche nach einem Muster in Abständen angeordnet sind, so daß die obere Oberfläche der linken Seite.(gesehen vom Magazin 32 aus) des Randteiles des Abschnittes 31 in der Erwärmungsstation 33 überlappt, so daß die Strahlen der erwärmten Luft auf die obere Fläche des linken Randteils geblasen werden und den thermoplastischen Überzug

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auf eine entsprechende, für eine Bindung erforderliche Temperatur bringen. Die untere Oberfläche des Schenkels 81 verläuft parallel zum linken Seitenrand des Abschnittes 31 und hat von diesem Abschnitt und liegt vorzugsweise direkt über dem zu erwärmenden Randteil, so daß die Strahlen der heißen Luft den Abschnitt 31 mit einem Winkel von etwa 90° treffen, obwohl der Auftreffwinkel der Strahlen auf den Abschnitt auch von 90° verschieden sein kann. Die Länge des mit Löchern 82 versehenen Abschnittes stimmt vorzugsweise mit der Länge des Seitenrandes eines Abschnitts 31 überein.

Der Kantenerwärmer 57 umfaßt eine elektrische Heizeinrichtung 83, die einen Luftdurchlaß aufweist, ferner eine Leitung 84, die mit einer Druckluftquelle in Verbindung steht und schließlich eine in Form eines L verlaufende Leitung, die die Schenkel 85 und 86 hat. Ein Ende der Leitung 85 ist mit dem Heißluftauslaß der Erwärmungseinrichtung 83 verbunden, und das entferntere Ende des Schenkels 86 ist verschlossen. Der Schenkel 86 ist oben mit mehreren Öffnungen 87 versehen, die so angeordnet sind, daß die Länge dieses Lochabschnittes mit der Länge des rechten Randteiles des Abschnittes 31 übereinstimmt. Vorzugsweise liegt dieser Abschnitt direkt unter dem rechten Randteil des Abschnittes 31 in der Erwärmungsstation 33» so daß Heißluftstrahlen auf die untere Oberfläche des rechten Randteiles auftreffen und den thermoplastischen Überzug erwärmen. Die obere Oberfläche des Schenkels 86 ist etwa parallel und im Abstand von dem rechten Randabschnitt des Abschnittes 31 angeordnet. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, liegt der Einlaß zum Schenkel 81 am oberen Rand des Abschnittes 31, während der Einlaß zum Schenkel 86 am unteren Rand des Abschnittes 31 angeordnet ist. Die erste Öffnung des Schenkels 81 liegt neben dem oberen Rand des Abschnittes 31, während die erste Öffnung des Schenkels 86 neben dem unteren Rand des Abschnittes 31 angeordnet ist. Dieses Gegenüberliegen der beiden seitlichen Erwärmungseinrichtungen bewirkt eine Kompensation eines Tempe-

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raturabfalls der Heißluft, der längs der Schenkel 81 und 86 auftreten könnte und sorgt für eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der für die Bindung vorgesehenen Fläche, wenn die erwärmten Randabschnitte miteinander verbunden werden.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die quer zur Förderrichtung verlaufende Heizeinrichtung 58 eine erste und eine zweite elektrische Heizeinrichtung 88 und 89. Die Heißluftauslässe dieser Erwärmungseinrichtungen sind mit Leitungen 90 «und 91 verbunden. Die entfernteren Enden der Leitungen 90 und 91 sind miteinander durch eine Trennplatte 92 verbunden, so daß zwei getrennte Kammern gebildet werden. Die Lufteinlässe der Heizeinrichtungen 88 und 89 sind über Leitungen 93 und 94 mit entsprechenden Druckluftquellen verbunden. Die Leitungen 90 und 91 sind unten mit mehreren Öffnungen 95 verbunden, wobei die Lochfläche im wesentlichen mit der Breite des unteren Randes des Abschnittes 31 übereinstimmt. Vorzugsweise liegt dieser Lochabschnitt direkt über der oberen Fläche des Bodenrandteils des Abschnittes 31 im Bereich der Erwärmungsstation 33» Durch die Verwendung von zwei Heizeinrichtungen 88 und 89 und der Trennwand 92 etwa in der Mitte der Breitenabmessung des Abschnittes 31 wird eine Schwankung der Temperatur gering gehalten, auf die die verschiedenen Abschnitte des Bodenrandteils erwärmt werden. Die Leitungen 90 und 91 liegen so, daß ihre untere Oberfläche wenigstens etwa parallel und im Abstand von dem unteren Randteil des Abschnittes 31 in der Erwärmungsstation 33 liegt.

Zwischen den Leitungen 97 und der Luftleitung 59 ist eine Ventileinrichtung 96 vorgesehen. DieLeitung 97 ist mit einer Quelle für eine wenigstens im wesentlichen nicht erwärmte Druckluft verbunden. Die Leitung 59 ist unten mit mehreren Öffnungen versehen, durch die Strahlen von Kühlluft nach unten unter Bildung eines Luftvorhangs gerichtet werden, der sich zwischen dem Magazin 32 und der Querheizeinrichtung 58 aus-

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breitet. Das normalerweise geschlossene Ventil 96 wird immer dann durch eine Steuerung geöffnet, wenn die Maschine eingeschaltet, der Förderer 53 jedoch nicht in Tätigkeit ist. Durch den Luftvorhang werden die noch im Magazin 32 befindlichen Abschnitte 31 vor dem Einfluß einer zu hohen Temperatur geschützt, wobei Schwierigkeiten im Betrieb vermieden werden, die auftreten würden, wenn die Heizeinrichtungen 56,57 unä immer dann abgeschaltet werden müßten, wenn der Förderer 53 nicht in Betrieb ist. Bei dieser Anordnung .können die Heizeinrichtungen 56,57 und 58 normal weiterarbeiten,und nur der einzige Abschnitt 31, der sich gerade in der Erwärmungsstation 33 befindet, wird" beschädigt. Dieser beschädigte Abschnitt kann von der Bedienungsperson leicht entfernt werden, bevor der Förderer 53 wieder in Betrieb genommen wird«

Die Erfindung wurde am Ausführungsbeispiel von Kartons erläutert, die aus rechteckigen Abschnitten bestehen und ein gieb.elförmiges Dach aufweisen, es können aber auch Kartons aus nicht rechteckigen Abschnitten hergestellt werden, z.B. Kartons aus etwa trapezförmigen Abschnitten für kegelstumpfförmige Kartons. In diesem Fall könnten die Heizeinrichtungen 56 und 57 ebenfalls parallel zu den zu erwärmenden Randteilen angeordnet werden, sie wären jedoch nicht zueinander parallel,und die Leitungen 90 und 91 wären entsprechend dem Verlauf des unteren Randes des Abschnittes gebogen.

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Claims

Patentansprüche

Maschine zum Formen rohrförmiger Kartons auf etwa rechteckigen, oben und unten mit einem thermoplastischen Überzug versehenen, flachen Seitenwandabschnitten, die erste und zweite Randabschnitte sowie einen oberen und unteren Randabschnitt aufweisen, wobei diese Seitenwandabschnitte einzeln aus einem Magazin entnommen und durch eine Erwärmungsstation zu einem Formungsdorn geführt werden, um den diese erwärmten Seitenwandabschnitte dann gelegt werden, wobei die sich überlappenden ersten und zweiten Randabschnitte miteinander verbunden werden, gekennzeichnet durch eine erste Leitungsanordnung (56), die in der Erwärmungsstation (33) angeordnet ist und wenigstens etwa parallel zu und nach oben im Abstand von derjenigen Stelle angeordnet ist, die von der oberen Oberfläche des ersten Randabschnittes eines der Abschnitte (31) in der Erwärmungsstation (33) eingenommen wird, und wobei diese erste Leitungsanordnung (56) Öffnungen (82) aufweist, die in Abständen längs dieser Leitungsanordnung angeordnet sind und auf die Stelle gerichtet sind, die von der oberen Oberfläche des ersten Seitenrandabschnittes des Abschnittes (31) in der Erwärmungsstation (33) eingenommen wird, und wobei eine zweite Leitungsanordnung (57) in der Erwärmungsstation (33) wenigstens etwa parallel zu und nach unten im Abstand von derjenigen Stelle angeordnet ist, die von der unteren Oberfläche des zweiten Randabschnittes des Abschnittes (31) in der Erwärmungsstation (33) eingenommen wird, und wobei ferner diese zweite Leitungsanordnung (57) Öffnungen (87) aufweist, die längs dieser Anordnung in Abständen angeordnet sind und auf diejenige Stelle gerichtet sind, die von der unteren Oberfläche des zweiten Randteils des Abschnittes (31) in der Erwärmungsstation (33) eingenommen

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wird, und schließlich mit Mitteln (78,83) zur Zuführung von Heißgas zu der ersten und zweiten Leitungsanordnung.
2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dritte Leitungsanordnung (58), die in dieser Erwärmungsstation (33) angeordnet ist und wenigstens etwa parallel zu und im Abstand von derjenigen Stelle angeordnet ist, die von der oberen Oberfläche des Bodenrandteils des Abschnittes (31) in der Erwärmungsstation eingenommen wird, wobei diese dritte Leitungsanordnung (58) Öffnungen (95) aufweist, die längs dieser Anordnung in Abständen angeordnet sind und auf diejenige Stelle gerichtet sind, die von der oberen Oberfläche des Bodenrandteils des Abschnittes (31) in der Erwärmungsstation (33) eingenommen wird, ferner durch Mittel (88,89)» durch die Heißgas der dritten Leitungsanordnung (58) zugeführt wird.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Leitungsanordnung mit einer Trennwand (92) versehen ist, die in Breitenrichtung etwa in der Mitte des Abschnittes in der Erwärmungsstation liegt und getrennte Kammern bildet, wobei die Heißgaszuführungseinrichtung (88,89) für diese dritte Leitungsanordnung eine Einrichtung umfaßt,· durch die Heißgas jeder dieser getrennten Kammern an Stellen zugeführt sind, die von dieser Trennwand (92) entfernt sind.
4. Maschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine vierte Leitungsanordnung (59), die zwischen dem Magazin (32) und der Erwärmungsstation (33) angeordnet ist, wobei diese vierte Leitungsanordnung (59) eine Reihe von Öffnungen aufweist, die längs dieser Leitungsanordnung in Abständen angeordnet sind und einen Luftvorhang zwischen dem Magazin (32) und der Erwärmungsstation (33) bilden, daß ferner Mittel (96,97) vorgesehen sind, durch die dieser vierten Leitungsanordnung (59) Kühlgas zugeführt wird.

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5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (53)» durch die die einzelnen Abschnitte durch die Erwärmungsstation (33) geführt werden, periodisch betätigt wird, so daß ein Abschnitt in eine Stellung relativ _; zu der ersten (56), der zweiten (57) und der dritten (58) Leitungsanordnung gebracht wird.
6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (96,97), durch die die vierte Leitungsanordnung (59) mit Kühlgas versorgt wird, nur dann betätigt wird, wenn die Maschine eingeschaltet ist, die Fördereinrichtung (53) Jedoch nicht in Tätigkeit ist.

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