EP2823915B1 - Automatische Kaltstrangzentrierung auf einem Kaltstrangwagen - Google Patents

Automatische Kaltstrangzentrierung auf einem Kaltstrangwagen Download PDF

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EP2823915B1
EP2823915B1 EP14172466.6A EP14172466A EP2823915B1 EP 2823915 B1 EP2823915 B1 EP 2823915B1 EP 14172466 A EP14172466 A EP 14172466A EP 2823915 B1 EP2823915 B1 EP 2823915B1
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EP
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dummy bar
cold
carriage
guide faces
guide
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Wolfgang Hausleithner
Martin Salmhofer
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Primetals Technologies Austria GmbH
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Primetals Technologies Austria GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/08—Accessories for starting the casting procedure
    • B22D11/085—Means for storing or introducing the starter bars in the moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/08—Accessories for starting the casting procedure
    • B22D11/081—Starter bars

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of continuous casting, specifically the automatic centering of a dummy bar on a cold extruder truck.
  • the invention relates to a cold leg for sealing a mold of a continuous casting machine, wherein the longitudinal direction of the dummy bar should extend in the horizontal.
  • the invention relates to a cold extruder carriage for receiving the cold strand according to the invention, wherein the longitudinal direction of the cold runway car should also extend in the horizontal.
  • the cold strand Before the cold strand is introduced into the mold, the cold strand is pulled with a hook chain over deflection rollers on the cold extrudate. By this pulling movement of the Shift the cold strand transversely to the direction of pull so that it must then be centered by hydraulic cylinders.
  • the centering of the typically very heavy cold strand is complex and represents an additional step. How the slippage of the dummy bar can be reliably prevented by simple means is not apparent from the prior art.
  • a cold strand guide a continuous casting machine is known in which at least on the driven strand guide rollers and / or individual strand guide segments on the one hand and on the cold strand chains or on the other hand are provided engageable with each other form-fitting guide means.
  • a cold strand guide of a continuous casting machine is known, are arranged at the strand guide segments of the dummy bar guide means which cooperate with strand guide rollers of the continuous casting machine.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a dummy bar and a cold extrudate cart, in which the dummy bar is centered automatically and by simple mechanical means on the cold extruder truck. This should reliably prevent the slippage of the dummy bar on the cold extruder truck.
  • the cold strand relative to the horizontal has at least two inclined guide surfaces, which are arranged on both sides of a longitudinally extending vertical center plane, and the angle of the guide surfaces relative to the horizontal have different signs. Furthermore the guide surfaces are conical, each guide surface is arranged on a rotatable roller.
  • the dummy bar By the two inclined guide surfaces of the dummy bar, which are supported on two likewise inclined guide surfaces of the cold runway car, the dummy bar is automatically centered on the cold runner without the need for a separate device such as a hydraulic cylinder or a separate operation would be necessary.
  • the guide surfaces are stressed evenly, since they are conical and each guide surface is arranged on a rotatable roller. This also reduces the friction between the guide surfaces of the dummy bar and the cold runway car.
  • the cold strand is guided uniformly over its longitudinal extent when the cold strand has at least four guide surfaces, wherein at least two guide surfaces in the front region, preferably at least two further guide surfaces in the central region, and at least two guide surfaces are arranged in the rear region of the dummy bar.
  • Both sides in the width direction of the dummy bar are centered evenly strong when the guide surfaces are formed symmetrically to the center plane.
  • the cold extrudate has at least two inclined guide surfaces, which are arranged on both sides of a longitudinally extending vertical center plane, wherein the angles of the guide surfaces relative to the horizontal have different signs.
  • the guide surfaces are formed symmetrically to the center plane of the cold runway car.
  • the cold strand In principle, it would also be possible to form the cold strand with stationary (non-rotatable) guide surfaces and the cold extruded carriage with rotatable guide surfaces. Since the cold strand is moved after the casting start by the stationary strand guide of the continuous casting machine, it is advantageous if the cold strand (and not the cold extruded carriage) has rotatable guide surfaces.
  • the system consisting of a cold extrudate according to the invention and a cold strand according to the invention is characterized in that each oblique guide surface of the dummy bar rests on a corresponding inclined guide surface of the cold runway car.
  • angles ⁇ of the guide surfaces of the dummy bar and the angles ⁇ of the guide surfaces of the cold runner are equal in magnitude.
  • the Fig. 1 shows a cold strand 1 according to the invention in a perspective view.
  • the cold strand 1 has a plurality of hingedly connected cold-rod members 2.
  • the cold strand head 10 In the front region of the dummy bar 1 is the cold strand head 10, which can seal a mold, not shown, fluid-tight. From the figure it is apparent that the cold strand 1 in the front region, in the central region and in the rear region of the dummy bar comprises two conical guide surfaces 6 on rotatably mounted rollers 7, so that the cold strand 1 automatically on a cold extruder carriage ( FIGS. 3 to 7 ) can center.
  • FIG. 2 the detail A is off Fig. 1 shown. Specifically, two cold string members 2 of the dummy bar 1 are shown, which are connected by an axis of rotation D hinged together.
  • the axis of rotation D is also the axis of rotation of the roller 7, which has a conical guide surface 6 at the same time.
  • the Fig. 3 shows a cold stretcher 3 according to the invention in a perspective view.
  • the cold extruder carriage 3 can be moved over four wheels 4, for example on the casting platform of a continuous casting machine, and thus the cold strand 1 can be moved again by a separating device for separating the cold strand from the cast strand in the direction of the mold.
  • the cold strand 1 is pulled over a hook chain 8 and 9 on pulleys 3 on the cold extruder carriage.
  • the Fig. 4 shows the detail B of Fig. 3 , It follows that each guide surface 6 and each guide roller 7 of the dummy bar 1 has a corresponding oblique guide surface 16 is assigned to the cold extruder truck 3. By the guide surfaces 16 of the cold strand 1 is centered on the cold extruder carriage 3.
  • the Fig. 5 shows a side view of the cold runner 3 of Fig. 3 , which can be moved by means of travel drives 5.
  • FIG. 6 is the section CC of FIG. 5 shown.
  • the Fig. 7 shows a detail Fig. 6 .
  • the dummy bar 1 has in the front, middle and rear regions each have an oblique guide surface 6 on both sides of the longitudinally extending vertical center plane M, wherein the inclined guide surfaces 6 relative to the horizontal H are inclined at an angle ⁇ .
  • the angles of the guide surfaces 6 each have different signs (+ ⁇ and - ⁇ ).
  • the guide surfaces 6 are arranged symmetrically to the center plane M of the dummy bar 1 on each of a rotatable roller 7.
  • the guide surfaces 16 are symmetrical to the center plane M of the cold runway carriage 3.
  • the cold strand 1 can be moved over the conical guide surfaces 6 on the rotatable rollers 7 friction with respect to the inclined guide surfaces 16 of the cold runway carriage 3.
  • the rollers 7 are compared to the dummy bar 1, for example, rotatably mounted on roller or plain bearings.
  • the vertical center plane M of the dummy bar 1 is identical to the center plane M of the cold runner carriage 3.
  • the two inclined guide surfaces 16 of the cold runner 3 on both sides of the center plane M are inclined relative to the horizontal H at an angle ⁇ , wherein the angle of the guide surfaces 16 of the Kaltstrangwagens 3 in turn each have different signs (+ ⁇ and - ⁇ ).
  • the cold strand 1 Due to the inclined guide surfaces 16 on the cold extruded carriage 3, the cold strand 1 is automatically centered on the guide surfaces 6, so that a subsequent centering (eg by a hydraulic cylinder) can be omitted.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Handcart (AREA)

Description

    Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet des Stranggießens, konkret die selbsttätige Zentrierung eines Kaltstrangs auf einem Kaltstrangwagen.
  • Einerseits betrifft die Erfindung einen Kaltstrang zur Abdichtung einer Kokille einer Stranggießmaschine, wobei sich die Längsrichtung des Kaltstrangs in der Horizontalen erstrecken soll.
  • Andererseits betrifft die Erfindung einen Kaltstrangwagen zur Aufnahme des erfindungsgemäßen Kaltstrangs, wobei sich die Längsrichtung des Kaltstrangwagens ebenfalls in der Horizontalen erstrecken soll.
    • Stand der Technik
  • Beim Stranggießen ist es bekannt, vor dem Gießbeginn die Kokille durch einen sogenannten Kaltstrang fluiddicht abzuschließen. Beim Gießbeginn wird flüssiges Metall, i. A. Stahl, in die Kokille eingegossen, wodurch sich in der Kokille ein zumindest teilerstarrter Strang ausbildet. Der mit dem oberen Ende des Kaltstrangs (der sog. Kaltstrangkopf) verschweißte Strang wird anschließend aus der Kokille ausgezogen und vom Kaltstrang getrennt. Außerhalb der Stranggießmaschine wird der Kaltstrang typischerweise von einem sogenannten Kaltstrangwagen gehalten und vor Gießbeginn entweder von oben (engl. top-feeding) oder von unten (engl. bottom-feeding) in die Kokille eingebracht.
  • Bevor der Kaltstrang in die Kokille eingebracht wird, wird der Kaltstrang mit einer Hakenkette über Umlenkrollen auf den Kaltstrangwagen gezogen. Durch diese Zugbewegung kann der Kaltstrang quer zur Zugrichtung verrutschen, sodass er anschließend durch Hydraulikzylinder zentriert werden muss. Das Zentrieren des typischerweise sehr schweren Kaltstrangs ist aufwändig und stellt einen zusätzlichen Arbeitsschritt dar. Wie das Verrutschen des Kaltstrangs durch einfache Mittel zuverlässig verhindert werden kann, geht aus dem Stand der Technik nicht hervor.
  • Aus der DE 41 32 185 A1 ist eine Kaltstrangführung einer Stranggießmaschine bekannt, bei der zumindest an den angetriebenen Strangführungsrollen und/oder an einzelnen Strangführungssegmenten einerseits sowie an der bzw. den Kaltstrangketten andererseits miteinander zum Formschluss eingreifbar ausgebildete Führungsmittel vorgesehen sind.
  • Aus der US 3 774 671 A ist eine Kaltstrangführung einer Stranggießmaschine bekannt, bei der an Strangführungssegmenten des Kaltstrangs Führungsmittel angeordnet sind, die mit Strangführungsrollen der Stranggießmaschine zusammenwirken.
  • Aus der WO 2009/121 492 A1 sind ein Kaltstrang und ein Kaltstrangwagen der eingangs genannten Art bekannt.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und einen Kaltstrang sowie einen Kaltstrangwagen anzugeben, bei dem der Kaltstrang selbsttätig und durch einfache mechanische Mittel auf dem Kaltstrangwagen zentriert wird. Dadurch soll das Verrutschen des Kaltstrangs auf dem Kaltstrangwagen zuverlässig verhindert werden.
  • Diese Aufgabe löst der eingangs genannte Kaltstrang dadurch, dass der Kaltstrang gegenüber der Horizontalen zumindest zwei schräge Führungsflächen aufweist, die beidseitig einer in Längsrichtung verlaufenden vertikalen Mittenebene angeordnet sind, und die Winkel der Führungsflächen gegenüber der Horizontalen unterschiedliche Vorzeichen aufweisen. Darüber hinaus sind die Führungsflächen konisch ausgebildet, wobei jede Führungsfläche auf einer drehbaren Rolle angeordnet ist.
  • Durch die beiden schrägen Führungsflächen des Kaltstrangs, die sich auf zwei ebenfalls schrägen Führungsflächen des Kaltstrangwagens abstützen, wird der Kaltstrang auf dem Kaltstrangwagen selbsttätig zentriert, ohne dass hierfür eine gesonderte Einrichtung wie ein Hydraulikzylinder oder ein separater Arbeitsgang notwendig wäre.
  • Die Führungsflächen werden gleichmäßig beansprucht, da sie konisch ausgebildet sind und jede Führungsfläche auf einer drehbaren Rolle angeordnet ist. Dadurch wird ebenfalls die Reibung zwischen den Führungsflächen des Kaltstrangs und des Kaltstrangwagens reduziert.
  • Der Kaltstrang wird über seine Längserstreckung gleichmäßig geführt, wenn der Kaltstrang zumindest vier Führungsflächen aufweist, wobei zumindest zwei Führungsflächen im vorderen Bereich, vorzugsweise zumindest zwei weitere Führungsflächen im mittleren Bereich, und zumindest zwei Führungsflächen im hinteren Bereich des Kaltstrangs angeordnet sind.
  • Beide Seiten in Breitenrichtung des Kaltstrangs werden gleichmäßig stark zentriert, wenn die Führungsflächen symmetrisch zur Mittenebene ausgebildet sind.
  • Der eingangs genannte Kaltstrangwagen löst die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch, dass der Kaltstrangwagen zumindest zwei schräge Führungsflächen aufweist, die beidseitig einer in Längsrichtung verlaufenden vertikalen Mittenebene angeordnet sind, wobei die Winkel der Führungsflächen gegenüber der Horizontalen unterschiedliche Vorzeichen aufweisen.
  • Auch hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Führungsflächen symmetrisch zur Mittenebene des Kaltstrangwagens ausgebildet sind.
  • Grundsätzlich wäre es ebenfalls möglich, den Kaltstrang mit stationären (nicht drehbaren) Führungsflächen und den Kaltstrangwagen mit drehbaren Führungsflächen auszubilden. Da der Kaltstrang nach dem Gießstart durch die stationäre Strangführung der Stranggießmaschine bewegt wird, ist es vorteilhaft, wenn der Kaltstrang (und nicht der Kaltstrangwagen) drehbare Führungsflächen aufweist.
  • Das System bestehend aus einem erfindungsgemäßen Kaltstrangwagen und einem erfindungsgemäßen Kaltstrang zeichnet sich dadurch aus, dass jede schräge Führungsfläche des Kaltstrangs auf einer korrespondierenden schrägen Führungsfläche des Kaltstrangwagens aufliegt.
  • Um die Pressung niedrig zu halten ist es vorteilhaft, wenn die Winkel α der Führungsflächen des Kaltstrangs und die Winkel β der Führungsflächen des Kaltstrangwagens betragsmäßig gleich groß sind.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei die folgenden Figuren zeigen:
    • Fig 1
    eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen selbstzentrierenden Kaltstrangs,
    Fig 2
    das Detail A aus Fig 1,
    Fig 3
    eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kaltstrangwagens,
    Fig 4
    das Detail B aus Fig 3,
    Fig 5
    eine Seitenansicht des Kaltstrangwagens aus Fig 3,
    Fig 6
    den Schnitt C-C aus Fig 5 und
    Fig 7
    das Detail D aus Fig 6.
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • Die Fig 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kaltstrang 1 in einer perspektivischen Darstellung. Um das Abbiegen des Kaltstrangs 1 im Gießbogen einer Stranggießmaschine zur ermöglichen, weist der Kaltstrang 1 mehrere gelenkig miteinander verbundene Kaltstrangglieder 2 auf. Im vorderen Bereich des Kaltstrangs 1 befindet sich der Kaltstrangkopf 10, der eine nicht dargestellte Kokille fluiddicht abdichten kann. Aus der Figur geht hervor, dass der Kaltstrang 1 im vorderen Bereich, im mittleren Bereich und im hinteren Bereich des Kaltstrangs jeweils zwei konische Führungsflächen 6 auf drehbar gelagerten Rollen 7 umfasst, sodass sich der Kaltstrang 1 selbsttätig auf einen Kaltstrangwagen (Fig 3 bis 7) zentrieren kann.
  • In der Fig 2 ist das Detail A aus Fig 1 dargestellt. Konkret sind zwei Kaltstrangglieder 2 des Kaltstrangs 1 gezeigt, die durch eine Drehachse D gelenkig miteinander verbunden sind. Die Drehachse D ist gleichzeitig auch die Drehachse der Rolle 7, die eine konische Führungsfläche 6 aufweist.
  • Die Fig 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Kaltstrangwagen 3 in einer perspektivischen Darstellung. Der Kaltstrangwagen 3 kann über vier Räder 4, z.B. auf der Gießbühne einer Stranggießmaschine, verfahren werden und so den Kaltstrang 1 von einer Trennvorrichtung zum Abtrennen des Kaltstrangs vom Gießstrang wieder in Richtung Kokille verfahren werden. Bei der Aufnahme des Kaltstrangs 1 auf den Kaltstrangwagen 3 wird der Kaltstrang 1 über eine Hakenkette 8 und über Umlenkräder 9 auf den Kaltstrangwagen 3 gezogen.
  • Die Fig 4 zeigt das Detail B von Fig 3. Daraus geht hervor, dass jeder Führungsfläche 6 bzw. jeder Führungsrolle 7 des Kaltstrangs 1 eine korrespondierende schräge Führungsfläche 16 auf dem Kaltstrangwagen 3 zugeordnet ist. Durch die Führungsflächen 16 wird der Kaltstrang 1 auf dem Kaltstrangwagen 3 zentriert.
  • Die Fig 5 zeigt eine Seitenansicht des Kaltstrangwagens 3 von Fig 3, der über Fahrantriebe 5 verfahren werden kann.
  • In Figur 6 ist der Schnitt C-C von Figur 5 dargestellt. Die Fig 7 zeigt ein Detail aus Fig 6. Der Kaltstrang 1 weist im vorderen, mittleren und hinteren Bereich je eine schräge Führungsfläche 6 beidseitig der in Längsrichtung verlaufenden vertikalen Mittenebene M auf, wobei die schrägen Führungsflächen 6 gegenüber der Horizontalen H unter einem Winkel α geneigt sind. Dabei weisen die Winkel der Führungsflächen 6 jeweils unterschiedliche Vorzeichen auf (+α und -α). Konkret sind die Führungsflächen 6 symmetrisch zur Mittenebene M des Kaltstrangs 1 auf je einer drehbaren Rolle 7 angeordnet. Auch die Führungsflächen 16 sind symmetrisch zur Mittenebene M des Kaltstrangwagens 3 ausgeführt. Somit kann der Kaltstrang 1 über die konischen Führungsflächen 6 auf den drehbaren Rollen 7 reibungsarm relativ zu den schrägen Führungsflächen 16 des Kaltstrangwagens 3 bewegt werden. Die Rollen 7 sind gegenüber dem Kaltstrang 1 bspw. über Wälz- oder Gleitlager drehbar gelagert. Im dargestellten Fall ist die vertikale Mittenebene M des Kaltstrangs 1 identisch mit der Mittenebene M des Kaltstrangwagens 3. Die beiden schrägen Führungsflächen 16 des Kaltstrangwagens 3 beidseitig der Mittenebene M sind gegenüber der Horizontalen H unter einem Winkel β geneigt, wobei die Winkel der Führungsflächen 16 des Kaltstrangwagens 3 wiederum jeweils unterschiedliche Vorzeichen aufweisen (+β und - β). Außerdem gilt |α|=|β|.
  • Durch die schrägen Führungsflächen 16 auf den Kaltstrangwagen 3 wird der Kaltstrang 1 über dessen Führungsflächen 6 selbsttätig zentriert, so dass eine nachfolgende Zentrierung (z.B. durch einen Hydraulikzylinder) unterbleiben kann.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kaltstrang
    2
    Kaltstrangglieder
    3
    Kaltstrangwagen
    4
    Räder
    5
    Fahrantriebe
    6
    Führungsflächen Kaltstrang
    7
    Rollen
    8
    Hakenkette
    9
    Umlenkräder
    10
    Kaltstrangkopf
    16
    Führungsflächen Kaltstrangwagen
    D
    Drehachse
    H
    Horizontale
    M
    Mittenebene
    α, β
    Winkel

Claims (7)

  1. Kaltstrang (1) zur Abdichtung einer Kokille einer Stranggießmaschine, wobei sich die Längsrichtung des Kaltstrangs (1) in der Horizontalen (H) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaltstrang (1) gegenüber der Horizontalen (H) zumindest zwei schräge Führungsflächen (6) aufweist, die beidseitig einer in Längsrichtung verlaufenden vertikalen Mittenebene (M) angeordnet sind, und die Winkel (α) der Führungsflächen (6) gegenüber der Horizontalen (H) unterschiedliche Vorzeichen aufweisen, wobei die Führungsflächen (6) konisch ausgebildet sind und jede Führungsfläche (6) auf einer drehbaren Rolle (7) angeordnet ist.
  2. Kaltstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaltstrang (1) zumindest vier Führungsflächen (6) aufweist, wobei zwei Führungsflächen (6) im vorderen Bereich, vorzugsweise zwei weitere Führungsflächen (6) im mittleren Bereich, und zwei weitere Führungsflächen (6) im hinteren Bereich des Kaltstrangs (1) angeordnet sind.
  3. Kaltstrang nach einem der der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsflächen (6) symmetrisch zur Mittenebene (M) des Kaltstrangs (1) ausgebildet sind.
  4. Kaltstrangwagen (3) zur Aufnahme eines Kaltstrangs (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Längsrichtung des Kaltstrangwagens (3) in der Horizontalen (H) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaltstrangwagen (3) zumindest zwei schräge Führungsflächen (16) aufweist, die beidseitig einer in Längsrichtung verlaufenden vertikalen Mittenebene (M) angeordnet sind, wobei die Winkel (β) der Führungsflächen (16) gegenüber der Horizontalen (H) unterschiedliche Vorzeichen aufweisen.
  5. Kaltstrangwagen (3) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsflächen (16) symmetrisch zur Mittenebene (M) des Kaltstrangwagens (3) ausgebildet sind.
  6. System mit einem Kaltstrangwagen (3) nach einem der Ansprüche 4 und 5 und einem Kaltstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede schräge Führungsfläche (6) des Kaltstrangs (1) auf einer korrespondierenden schrägen Führungsfläche (16) des Kaltstrangwagens (3) aufliegt.
  7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Winkel (α) der Führungsflächen (6) des Kaltstrangs (1) und die Winkel (β) der Führungsflächen (16) des Kaltstrangwagens (3) betragsmäßig gleich groß sind.
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