DE2451435A1

DE2451435A1 - Giesshaspel fuer walzwerke

Info

Publication number: DE2451435A1
Application number: DE19742451435
Authority: DE
Inventors: Alfred R Leger; Donald Sieurin
Original assignee: Morgan Construction Co
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1973-12-14
Filing date: 1974-10-30
Publication date: 1975-06-19
Also published as: IT1021887B; GB1475107A; JPS5093849A; FR2254380B1; CA1006721A; JPS5311270B2; US3873040A; SE7414062L; FR2254380A1

Description

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Firma Morgan Construction Company, 15 Belmont Street, Worcester, Massachusetts (USA)

Gießhaspel für Walzwerke

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Walzwerke und im einzelnen auf eine neue sowie verbesserte Gießhaspel, mittels derer das aus dem Walzwerk gelangende Produkt in zylindrische Ringe bzw. Rollen umgeformt wird.

In den herkömmlichen und bisher verwendeten Gießhaspelanlagen wir( die aus dem Walzwerk gelangende Produktlänge mittels eines Führungsrohres in einen Sammelbottich bzw. -kübel mit einem Ringraum gerichtet, der von einer Drehbasis und von sich vertikal unter Radialabstand erstreckenden inneren und äußeren Drehelementen begrenzt wird. Das Führungsrohr verbleibt während des Rollenbildungs Vorgangs in einer festen Position, wobei sein Austrittsende den Ringraum überlagert und wobei die Freigabeachse des Produkts so liegt, daß das Produkt gegen das oder die äußeren Drehelemente gerichtet wird, und zwar auf einem Niveau oberhalb der Drehbasis. Nach einer vollständigen Ausbildung der Rolle bzw. des Rings wird das Führungsrohr vorübergehend verschoben, um das Austrittsende

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aus seiner den Ringraum überlagernden Betriebsposition fortzubewegen, wodurch die Rolle durch Vertikalverschiebung entfernt werden kann.

Derartige übliche Anordnungen sind für relativ schmale Rollen erzeugende Walzwerke geringer Arbeitsgeschwindigkeit zufriedenstellend, obwohl die Rollendichte ständig ein gewisses Problem darstellte, und zwar in erster Linie aufgrund der Tatsache, daß das Produkt dazu neigt, sich zwischen den drehenden inneren und äußeren Sammelbottichelementen während des Rollenbildungsvorgangs vor und zurück zu verschieben. Dies führt zu einem kreuz- und querverlaufenden Muster zwischen den inneren und äußeren Rollenwandungen, wodurch die Dichte der Rolle abnimmt und ihre Höhe zunimmt. Außerdem führen größere Rollenhöhen und geringere Rollendichten zu einer Rolleninstabilität, die ihrerseits nachfolgende Rollenhandhabungsvorgänge erschwert.

Diese Probleme werden noch akuter, wenn die Walzwerksgeschwindigkeiten und Rollengewichte gesteigert werden. Daher ergibt sich auch die Notwendigkeit für eine Verbesserung insbesondere im Hinblick auf moderne Hochgeschwindigkeitswalzwerke, die für Betriebsgeschwindigkeiten von mehr als 975 m/Min. (32oo f.p.m.) bei Rollengewichten von mehr als 1360 kp ausgelegt sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Gießhaspel zu schaffen, die dazu geeignet ist, das aus modernen Hochgeschwindigkeitswalzwerken austretende Produkt zu schweren Rollen umzuformen, und zwar unter Vergrößerung der Rollendichte, die ihrerseits für eine verbesserte Rollenstabilität zuständig ist

Erfindungsgemäß wird zur Lösung der gestellten Aufgabe eine Gießhaspel vorgeschlagen, die sich auszeichnet durch eine Dreheinrichtung zum Bilden eines Ringraumes, in den eine aus dem Walzwerk austretende Produktlänge zum Ansammeln in Form einer zylindrischen Rolle gerichtet wird, durch eine längliche Führungseinrichtung mit einem zum Empfangen bzw. Aufnehmen der Produktlänge geeigneten Einlaßende sowie einem zum Freigeben der Produktlänge in den Ring-

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raum geeigneten Auslaßende und durch Betätigungsmittel zum axialen Verschieben des Auslaßendes der Führungseinrichtung zwischen einer verlängerten sowie in den Ringraum ragenden Position und einer darüber zurückgezogenen Position. Durch das längliche, nach unten abgebogene Führungsrohr, welches zwischen den beiden Positionen axial einstellbar ist, können in tieferen Sammelbehältern bzw. -bottiehen größere Rollen bzw. Ringe geformt werden, indem das Produkt anfänglich auf einem dem Wannenboden relativ nahe liegenden Pegel in die Wanne geführt wird, wonach das Auslaßende des Rohres mit zunehmender Vergrößerung der Rollenliöhe fortschreitend zurückgezogen wird. Indem zwischen dem Auslaßende des Führungsrohres und der Oberseite der gebildeten Rolle ein relativ konstanter Abstand während des Rollenerzeugungsvorgangs aufrechterhalten wird ergibt sich eine verbesserte Rollendichte.

Diese und andere Einzelheiten, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Hinweis auf zeichnerisch dargestellte Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

Figur 1 - eine schematische verkleinerte Draufsicht einer Gießhaspel nach der vorliegenden Erfindung in bezug auf eine typische Anordnung anderer Walzwerksteile,

Figur 2 - eine vergrößerte, aufrechte Schnittdarstellung der Gießhaspel aus Figur 1 bei vollständig ausgezogenem Führungsrohr ,

Figur 3 — eine Ansicht ähnlich derjenigen aus Figur 2, jedoch bei vollständig zurückgezogenem Führungsrohr,

Figur 4 - eine Schnittdarstellung längs der Linie 4-4 aus Figur 2 und

Figur 5 - eine Schnittdarstellung längs der Linie 5-5 aus Figur 2.

In Figur 1 ist eine Gießhaspel nach der vorliegenden Erfindung all· gemein mit Io bezeichnet. Die Haspel ist entsprechend angeordnet, um das aus einem Walzwerk austretende Produkt aufzunehmen, wobei das letzte Walzgerüst sehematisch mit 12 bezeichnet ist. Wenn die Produktlänge das letzte Walzgerüst verläßt, wird sie durch eine

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Einrichtung geführt, die in typischer Weise ein Führungsrohr- 14, einen Wasserkühlbehälter 16, ein anderes mittleres Führungsrohr und dann schließlich einen Flachkettenführungsmechanismus enthalten kann, der vorzugsweise von dem im US-Patent 3 761 oo3 gezeigten Typ ist. Die Gießhaspel empfängt das gewalzte Produkt vom Flachkettenführungsmechanismus 2o und faßt das Produkt zu einer aufrechtstehenden zylindrischen Rolle bzw, zu einem Ring zusammen»

Unter Bezug auf die übrigen Figuren ist es ersichtlich, daß die Gießhaspel Io einen Sammelbottich bzw» -behälter 22 aufweist, der im dargestellten Ausführungsbeispiel ein äußeres festes Zylindergehäuse 24 hat, welches ein drehbares, horizontal ausgerichtetes Basisglied 25 umschließt« Das Basisglied stützt eine kreisförmige Reihe von Innenelementen, die vorliegend als aufrechtstehende Zapfen 26 dargestellt sind, und ein zylindrisches Äußenelement, das vorzugsweise aus einer Wandung 28 besteht= Ein Sammelbehälterboden 3o weist eine Reihe von Öffnungen 32 auf, durch die die Zapfen 26 hervorstehen, und ist auf einem ausziehbaren Bolzen bsw. Ständer 34 in einer das Basisglied 25 überlagernden Position befestigt» Der Bolzen 34 erstreckt sich durch eine öffnung 36 im Basisglied 25 nach unten. Das Basisglied 25 und die sich hiervon vertikal erstreckenden inneren sowie äußeren Elemente 26, 28 werden während des Rollenbildungsvorgangs durch nicht dargestellte und unter der Gießhaspel angeordnete Mittel gedreht» Wach Beendigung des Vorgangs wird der Bolzen 34 während eines Rollenabnahmevorgangs axial betätigt, und zwar wiederum durch nicht dargestellte Mittel unterhalb der Gießhaspel« Diese Mittel sind dem Fachmann geläufig, weshalb eine weitere Beschreibung an dieser Stelle überflüssig ist«

Die inneren und äußeren Elemente 26 und 28 haben einen gegenseitigen Radialabstand, um einen ringförmigen Rollensammeiraum 38 zu bilden, in den das aus dem Walzwerk tretende Produkt mittels einer gebogenen Führungsrohranordnung 4o gerichtet wird» Die Führungsrohranordnung enthält vorzugsweise eine zylindrische Stütze 42, die axial auf einem aufrechtstehenden, festen Bolzen oder Ständer 44 befestigt ist. Zwischen der Stütze 42 und dem festen Ständer

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befinden sich Hülsenlager 46 zur Erzielung einer Drehung der Stütze 42 relativ zum Ständer 44 unter dem Einfluß eines hydraulischen oder pneumatischen linearen Betätigungsgliedes 48. Dieses ist bei 5o an einem Arm 52 drehbar befestigt, welcher am äußeren Zylindergehäuse 24 des Sammelbehälters festgelegt ist» Die ausziehbare Kolbenstange 54 des linearen Betätigungsgliedes ist bei 56 an einem sich von der Stütze 42 radial erstreckenden Arm 58 angelenkt Daher führt ein Verlängern und Zurückziehen der Kolbenstange 54 zu einer Drehung der Stütze 42 um die vertikale Achse des festen Ständers 44. Der Zweck dieser Anordnung wird nachfolgend detaillierter beschrieben.

Eine horizontale Platte 6o ist am oberen Ende der Stütze 42 mittels Armen 62 und 64 befestigt. Eine Grundplatte 66 überlagert die Platte 6o und ist mit dieser durch irgendwelche üblichen Mittel verbunden, beispielsweise durch Schrauben-Mutter-Anordnungen 68ο Die Grundplatte 66 stützt ihrerseits ein Paar aufrechtstehender, fester Seitenglieder 72a und 72b, die an ihren rückwärtigen Enden durch eine zwischenliegende Rückplatte 74 verbunden sind. Die Seitenglieder 72a und 72b haben nach unten abgebogene Oberkanten, die ein Paar von unter Seitenabstand angeordneten und nach unten abgebogenen Bahnen oder Schienen 76a und 76b stützen. Stützarme 78a und 78b mit sich nach innen erstreckenden oberen sowie unteren Ansätzen 8o und 82 sind wie bei 84 an den sich nach außen erstreckenden Unterseiten der Bahnen 76a und 76b befestigt. Die oberen Ansätze 8o sind ihrerseits durch geeignete Mittel, wie beispielsweise durch Maschinenschrauben 86, an einer gebogenen Ab= deckplatte 88 festgelegt, deren Unterseite 9o parallel zur Oberfläche der Schienen 76a und 76b verläuft»

Eine Anzahl von gelenkigen FührungsSegmenten, die nachfolgend zeitweilig zusammengefaßt mit der Hinweiszahl 92 bezeichnet werden und die in den Figuren im einzelnen mit den Hinweiszahlen 92a, 92b, 92c und 92d belegt sind, ist an den Führungsschienen 76a und 76b unter der Abdeckplatte 88 befestigt. Jedes Führungssegment wird auf den Schienen 76a und 76b mittels Rollen 94 gestützt. Diese sind auf den Enden einer Querwelle 94 drehbar angebracht, die

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auch zum gelenkigen Verbinden der Führungssegmente 92 diente

Jedes der Führungssegmente 92 ist mit einem herabhängenden Abschnitt 96 (siehe Figur 4) versehen? der sich zwischen den Seitenplatten 72a und 72b befindet und von diesen an einer Seitenbewegung gehindert wird» Jeder herabhängende Abschnitt bildet einen sich hierdurch erstreckenden Führungskanal 98» Die Führungskanäle 98 der gelenkigen Führungssegmente 92 arbeiten zusammen und bilden den mittleren gebogenen Abschnitt eines Führungsrohres, das allgemein mit der Hinweiszahl loo belegt ist. Das Austrittsende des Führungsrohres loo umfaßt einen geraden Rohrabschnitt Io2„ der am vorderen Ende des FührungsSegmentes 92d angebracht istο Das Einlaßende des Führungsrohres loo besteht aus einem Element Io4 mit einem nach außen erweiterten Eintrittsende Io6, das mit den sich nach hinten erstreckenden Ansätzen Io8 auf den Seitenplatten 72a und 72b verbunden ist;, und aus einem geraden Rohrabschnitt Ho. Somit stellt das Führungsrohr loo tatsächlich eine Kombination dar, und zwar aus dem das Einlaßende des Rohres bildenden Element Io4_p den den gebogenen Mittelabschnitt des Rohres bildenden gelenkigen Führungssegmenten 92 und dem das Austrittsende des Rohres bildenden Rohrabschnitt Io2_o

Das Führungssegment 92d ist ferner mit einer herabhängenden Stütze 112 versehen _v die bei 114 an einem Paar von seitlich unter Abstand angeordneten Zwischengliedern 116 drehbar angebracht ist» Die Glieder 116 sind an ihren gegenüberliegenden Enden wie bei 118 drehbar mit einem Paar von Betätigungsarmen I2o verbunden, die an ihren unteren Enden mittels eines Querstiftes 122 drehbar an den tSeitenplatten 72a und 72b angebracht sind» Ein zweites hydraulisches oder pneumatisches lineares Betätigungsglied 124 wird wie bei 126 auf einer Armanordnung 128 gestützt, die sich von der Rückplatte IA nach hinten erstreckt- Die lineare Betätigungsvorrichtung 124 hat eine ausziehbare Kolbenstange 13o, die sich durch eine Öffnung 132 in der Rückplatte 74 erstreckt und die bei 134 drehbar an den Betätigungsarmen I2o festgelegt ist.

Unter Berücksichtigung der vorstehenden Beschreibung arbeitet die

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Vorrichtung in der folgenden Weise: Zu Beginn eines Rollenbildungsvorgangs wird das Führungsrohr loo auf die maximal ausgezogene Position gemäß Figur 2 eingestellt. Die Auslaßachse des Führungsrohres ist schematisch mit ⁸¹X¹ bezeichnet und bildet mit der horizontalen Oberfläche des Sammelbehälterbodens 3o anfänglich einen relativ stellen bzw. großen Auftreffwinkel 'a,'. Dabei befindet sich das Auslaßende des Führungsrohres unter einem Abstand von 'd¹ über dem Behälterboden. Am ausgeweiteten Eintrittsende des Elements Io4 tritt das Produkt in das Führungsrohr ein, um dann längs der Achse 'a⁸ durch den Rohrabschnitt llo, durch die in den herabhängenden Abschnitten 96 der mittleren gelenkigen Führungssegmente 92 ausgebildeten Führungskanäle 98 und dann schließlich durch den Rohrabschnitt Io2 im Auslaßende des Führungsrohres nach unten fortzuschreiten= Wenn das Produkt aus dem Führungsrohr hervortritt, gelangt es in den Ringraum 38. Dort wird es zwischen den drehenden inneren und äußeren Elementen 26 und 28 zu einer Reihe von Ringen gelegt, die sich zu einer zylindrischen Rollenform ansammeln. Das lineare Betätigungsglied 124 wird erregt, um nach und nach das Führungsrohr zurückzuziehen, wenn die Höhe der sich im Ringraum 38 ansammelnden Rolle vergrößert wird. Das kann durch herkömmliche Mittel (nicht dargestellt) und beispielsweise durch eine Fühlervorrichtung, wie einen Heißmetalldetektor, erzielt werden, um das vordere Ende einer ankommenden Produktlänge zu erfassen und ein Signal zu erzeugen, .das einen Zeitgeber erregt. Dieser ist der Rate des Rollenaufbaus angeglichen und erzeugt ein Steuersignal, das die Kolbenstange 13o des linearen Betätigungsgliedes 124 in Abhängigkeit von der zunehmenden Höhe der gebildeten Rolle zu einem schrittweisen Zurückziehen veranlaßt. Diese Bewegung wirkt über die Arme I2o und die Glieder 116, so daß die gelenkigen Führungssegmente 92 längs der Führungsschienen 76a und 76b nach oben bewegt werden. Hierdurch ergibt sich ein axiales Zurückziehen des Auslaßendes vom Führungsrohr. Die Rate bzw. Geschwindigkeit, mit der die Kolbenstange 13o zurückgezogen wird, ist dergestalt, daß die Distanz 'd' zwischen dem Austrittsende des Führungsrohres und der Oberseite der gebildeten Rolle weitgehend konstant verbleibt. Dabei nimmt der Auftreffwinkel des Produkts in bezug auf die horizontale Oberfläche

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der Rolle schrittweise ab. Das axiale Zurückziehen des Austrittsendes des Führungsrohres in bezug auf das feste Eintrittsende Io4 ergibt sich aufgrund der Tatsache? daß die herabhängenden Abschnitte 96 der gelenkigen FührungsSegmente 92a und 92b sich nach und nach axial über den Rohrabschnitt Ho schieben= Gemäß Figur 3 ist das Führungsrohr loo am Ende des Rollenbildungsvorgangs vollständig bis in eine den Ringraum 38 überlagernden Position zurückgezogen, wobei das Auslaßende unter einem vermindefcten Auftreffwinkel 'aJ geneigt ist und sich unter einer Distanz °d^! über der Oberfläche der vollständig gebildeten Rolle ¹C⁰ befindet.

Da die Produktlänge anfänglich tief in den Ringraum 38 unter einem relativ steilen Auftreffwinkel 'a ' eingeführt wird, wird das Produkt gegen den sich drehenden Behälterboden 3o gerichtet, wodurch wiederum verhindert wird_p daß die Zentrifugalkraft das Produkt längs der sich drehenden Außenwandung 28 nach oben zieht» Durch das sich weit in den Behälter axial erstreckende Führungsrohr ergibt sich auch eine stärkere Stütze für das Produkt, wodurch eine Neigung ausgeschaltet wird, daß das Produkt sich kreuz und quer zwischen den sich drehenden inneren Zapfen 26 und der sich drehenden Außenwandung 28 nach vorne und hinten erstreckt» Beide Faktoren sind für eine vergrößerte Rollendichte und damit für eine Verbesserung der Rollenstabilität zuständig» Wenn das Führungsrohr nach und nach axial zurückgezogen wird„ bleibt die Distanz °d^B weitgehend konstant,, während der Auftreff- oder Eintrittswinkel nach und nach abnimmt, um das Wachsen der Rollenhöhe zu kompensieren»

Nach Beendigung des Rollenbildungsvorgangs und wenn die Vorrichtung den Zustand in Figur 3 einnimmt, wird das lineare Betätigungsglied 48 erregt, um die Führungsrohranordnung 4o um die Achse des Ständers 44 in eine Außerbetriebsposition unter Freigabe der Oberseite der Rolle C zu drehen» Danach wird der Sammelbehälterboden 3o in bekannter Weise angehoben, um die Rolle C aus dem Ringraum 38 zu entfernen» Auch sind andere bekannte Mittel (nicht dargestellt) vorhanden, mit denen die Rolle vom Boden 3o abgenommen wird? bevor der Boden zurückgezogen und die Führungsrohranord-

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nung zur Position und zum Zustand in Figur 1 zwecks Wiederaufnahme des nächsten Rollenbildungsvorgangs zurückgedreht werden.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Änderungen möglich. Beispielsweise können die Länge und Biegung des Führungsrohres sowie ihre Stütze in Anpassung an verschiedene Betriebserfordernisse geändert■werden. In ähnlicher Weise kann auch die Art abgewandelt werden, in der das Führungsrohr axial zurückgezogen wird.

- Patentansprüche -

- Io -

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Claims

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Patentansprüche

ί 1.JGießhaspel für ein Walzwerk, gekennzeichnet durch eine Dreheinrichtung (22) zum Bilden eines Ringraumes (38), in den eine aus dem Walzwerk (12) austretende Produktlänge zum Ansammeln in Form einer zylindrischen Rolle gerichtet wird, durch eine längliche Führungseinrichtung (4o) mit einem zum Empfangen bzw. Aufnehmen der Produktlänge geeigneten Einlaßende (1Ό4) sowie einem zum Freigeben der Produktlänge in den Ringraum (38) geeigneten Auslaßende (Io2) und durch Betätigungsmittel (124, 12o, 116) zum axialen Verschieben des Auslaßendes der Führungseinrichtung zwischen einer verlängerten sowie in den Ringraum ragenden Position und einer darüber zurückgezogenen Position.
2. Haspel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die längliche Führungseinrichtung (4o) drehbar um eine parallel zur Mittelachse des Ringraumes (38) verlaufenden Achse befestigt ist und daß Mittel (48, 54, 58) zum Drehen der länglichen Führungseinrichtung um diese Achse vorgesehen sind, um das zurückgezogene Austrittsende (Io2) der länglichen Führungseinrichtung (4o) zwischen einer den Ringraum überlagernden Position und einer anderen, seitlich entfernten Position einzustellen und um hierdurch eine vertikale Abnahme der vollständig gebildeten Rolle zu ermöglichen.
3. Haspel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die längliche Führungseinrichtung (4o) ein Rohrelement (llo) am Einlaßende aufweist, ferner eine in bezug auf das Rohrelement feste urid sich über einen gebogenen Pfad hiervon nach unten erstrekkende Schienenanordnung (76a, 76b), deren unteres Ende über dem oberen Ende des Ringraumes (38) liegt, und eine Anzahl von gelenkigen sowie auf den Schienenanordnungen zur Bewegung längs derselben befestigten Führungseegmenten (92a, 92b, 92c, 92d, wobei das an das Rohrelement (llo) angrenzende Führungssegment (92a) geeignet dimensioniert ist, um während des Rückzuges des Austrittsendes (Io2) axial auf dem Rohrelement (llo) aufgenommen zu werden, und wobei das Austrittsende (Io2) an dem vom

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Einlaßende am weitesten entfernten Führungssegment (92d) angebracht und. von diesem getragen ist.
4. Haspel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,, daß die Betätigungsmittel ein lineares hydraulisches Betätigungsglied (124) umfassen, welches über eine Zwischengliedanordnung (12o, 116) mit einem der gelenkigen Führungssegmente (92d) verbunden ist.
•5. Haspel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch unter Radialabstand angeordnete, innere und äußere sowie mit einer Brehbasis (3o) zusammenarbeitende Mittel (26, 28) zum Bilden bzw. Begrenzen eines Ringraums (38), der zum Sammeln des vom Walzwerk (12) kommenden Produkts in Form einer Zylinderrolle dient, ferner durch eine längliche, axial rückziehbare und nach unten abgebogene Führungseinrichtung (4o) zum Leiten des Produkts in den Ringraum und durch mit der Führungseinrichtung verbundene Mittel .(124) zum axialen Einstellen des Austrittsendes (Io2) zwischen einer ausgezogenen in den Ringraum nach unten vorstehenden Position und einer darüber befindlichen zurückgezogenen Position.
6. Haspel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zum Bilden eines Ringraums (38), in dem eine vom Walzwerk (12) kommende Produktlänge als aufrechtstehende Zylinderrolle gesammelt wird, wobei der Ringraum teilweise von einer Drehbasis (3o) gebildet wird, von der sich Glieder (26, 28) vertikal nach oben erstrecken, um die die Rolle geformt wird, ferner durch eine längliche Führungseinrichtung (4o) mit einem zum Aufnehmen der Produktlänge geeigneten Einlaßende (Io4) und einem zum Freigeben der Produktlänge in den Ringraum (38) geeigneten Austrittsende (Io2), wobei das Einlaßende mit dem Austrittsende über eine Zwischenanordnung von gelenkigen Führungssegmenten (92) in Verbindung steht und wobei die Anordnung mit dem Austrittsende (Io2) verbunden sowie für eine Bewegung längs der sich nach unten erstreckenden Schienenanordnung (76a, 76b) befestigt ist, und Surch mit der Anordnung verbundene Betätigungsmittel (124) zum Einstellen des

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Austrittsendes (Io2) in bezug auf die Schienenanordnung (76a, 76b) zwischen einer abgesenkten,, in den Ringraum bzw. die Kammer (38) ragenden Position und einer darüber befindlichen, angehobenen Position«

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