DE1436866A1

DE1436866A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens zur Herstellung eines mehrschichtigen,beschichteten Rohres

Info

Publication number: DE1436866A1
Application number: DE19631436866
Authority: DE
Inventors: Alexander David Caldwell; Hart Philip Grattan; Dunlap Jun Charles Kirkland; Hall James Pershing
Original assignee: Sonoco Products Co
Current assignee: Sonoco Products Co
Priority date: 1962-03-19
Filing date: 1963-02-14
Publication date: 1968-11-21
Also published as: US3159515A; NL288859A; FR1362487A; GB947454A; BE629179A

Description

D R. -IN G. DlPL-ING. G. RIEBLING PATENTANWALT ,

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9. August 1968

Sonoco Products Company, Hartsville / South Carolina / USA

Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines mehrschichtigen, beschichteten Rohres

^σ Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehr-

ο schichtigen, als flüssigkeitsfester Behälter verwendbaren, be-

schichteten Rohres, das schraubenförmig auf Stoß gewickelt ist, bei dem die von einera Streifen gebildete innerste Lage aus einem flüssigkeitsfesten Mantel besteht, der an den Stoßstellen durch einen Siegel-Unterlagen {Art. 7 § 1 Abs. 2 Nr. I SOUS des Ändeningsg«. v. 4. 9." 1947).

Fernschreiber: Sprechzeit Bankkonto: Postscheckkonto:

86 4374 patent d nach Vereinbarung Bayer. Staatsbank Lindau (B) Nr. 1562 München 295

streifen gesichert ist, weicher mit einem der Stoßfuge zugekehrten thermoplastischen Belag versehen ist, und sich die Stoßfuge mit diesem beim Vorrücken des Rohres auf dem Wickeldorn unter Einwirkung von Wärme und Druck verbindet, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Durch die britische Patentschrift 683 2O6 ist es bereits bekannt, beim schraub engangförmigen Wickeln von B ehälter-Rohren während des Wickeins der inneren Bahn auch den Siegelstreifen zum Abdichten der Stoßfuge auf den von innen beheizten Wickeldorn zu wickeln. Dabei handelt es sich aber um Wickelstreifen, die keinen Belag aus Metallfolie besitzen, der dem fertigen Rohr die genügende Festigkeit und Dichte verleihen soll.

Die Verwendung solcher Streifen zur Herstellung von gewickelten Rohren ist kostenmäßig sehr aufwendig.

Nach der US-Patentschrift 1 944 97O wird ein, insbesondere als Strohtrinkhalm verwendbares Rohr schraub engangförmig aus einer Materialbahn derart gewickelt, daß die Bahn überlappend geführt wird./Die Überlappungszonen werden anschließend mit Hilfe einer von außen einwirkenden Heiz- und Kühleinrichtung verschweißt und verfestigt. Der Riemenantrieb für das Rohr greift in einem vor der

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Schweißstelle liegenden Bereich des Rohres an.

In beiden Fällen handelt es sich um die Anfertigung von einschichtigen Rohren, die eine Verwendung als Behälter aus Gründen der mangelnden Festigkeit und Robustheit nicht zulassen.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen gewickelten Ölbehälter schnell und billig herzustellen. Außerdem soll dieser Ölbehälter absolut dicht und robust sein, so daß er nicht übermäßigen mechanischen äußeren Beanspruchungen standhält. Die bisher bekannten Verfahren sollen dahingehend wei* ter ausgebildet werden, daß eine schnelle Herstellung eines billigen, für robuste, öldichte Behälter geeigneten Rohres ermöglicht wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichiE t, daß anschließend an die Anbringung des Siegelstreifens durch Einwirkung von Wärme und Druck ein beidseitig mit Klebstoff versehener, aus Fasermaterial bestehender Streifen aufgewickelt wird, dessen Abdeckung durch Überlappung durch einen aus Fasermaterial bestehenden Streifen erfolgt, das Aufwickeln der Streifen auf dem erhitzten Teil stattfindet, während die anschließende Druckbeanspruchung auf dem gekühlten Teil des Wickeldornes erfolgt, wobei anschließend das Aufkleben eines die Oberfläche des Behälters durch

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Überlappen der Stoßenfugen bildenden Streifens erfolgt, dessen äußere Seite einen Folienbelag besitzt.

Hierdurch wird ein "Weg" gewiesen, einen robusten, mehrschichtigen Behältermantel verhältnismäßig billig herzustellen, indem die für die Innen- und Außenfläche erforderlichen hochwer«en Materialbahnen nur in einer Lage aufgebracht werden und für die dazwischenliegenden Schichten ein minderwertiges Material Verwendung findet.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem eine Anzahl von Streifen, die von Vorratsrollen ablaufen, schraubenförmig auf einen verlängerten Dorn gewickelt und aneinanderheftend befestigt werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn aus einem innen beheizten Teilstück A und einem, innen gekühlten Teilstück B besteht und daß die Vorratsrolle des Siegelstreifens sowie die Vorratsrolle des inneren Bandes in einer Ebene angeordnet sind und die Streifen im wesentlichen tangential zu einer gedachten Linie zuführen, die einen Winkel von mehr als 9O mit dem Hauptteilstück B, C des Dorns bildet.

Dadurch ist es möglich, ein mehrschichtiges, für die Herstellung von absolut dichten Ölbehältern geeignetes Rohr auf billige Weise, nämlich" in einem einzigen Arbeitsgang mit verhältnismäßig einfachen Mitteln, herzustellen.

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In weiterer Ausbildung der erfindungs gemäß en Vorrichtung ist vorgesehen, daß das Teilstück A des Domes mit einem längs angeordneten Hohlraum versehen ist, welcher eine Einrichtung zum Durchleiten von Dampf hat, und daß das anschließende Teilstück B des Domes mit einem längs angeordneten Hohlraum versehen ist, der dem ersten Hohlraum gegenüber angeordnet und mit einer Einrichtung zum Durchleiten einer Kühlflüssigkeit verbunden ist.

Durch diese Merkmale läßt sich eine sehr schnelle Arbeitsweise erzielen, ohne daß die gewünschte Dichtigkeit und Festigkeit des Rohres nachteilig beeinflußt wird.

Anhand der heiligenden Zeichnungen wird nun das erfindungsgemäße Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 die perspektivische Ansicht eines fertigen Ölbehälters, Figur 2 die Draufsicht auf die Röhrenwickelmaschine bei der Herstellung eines gewickelten Rohres, Figur 3 im vergrößerten Maßstab die perspektivische Ansicht

eines Teiles der Wickelmaschine gemäß Figur 2, Figur 4 im vergrößerten Maßstab einen Schnitt längs der Linie 4-4 von Figur 3,

Figur 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 von Figur 3, Figur 6 einen Schnitt durch einen Teil des Dornes mit der Wickelmaschine gemäß Figur 2,

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Figur 7 ähnlich der Figur 6 einen Schnitt durch einen anderen

Teil des Domes,
Figur 8 ähnlich der Figur 6 einen Schnitt durch einen weiteren

Teil des Dornes,
Figur 9 im vergrößerten Maßstab einen Schnitt längs der Linie 9-9 von Figur 1.

Ein als Ölbüchse dienender Behälter 10 ist in Figur 1 dargestellt. Der Behälter 10 besteht aus einem schraubenförmig gewickelten, röhrenförmigen Körper 11 mit einer äußeren schraubenförmigen Naht 12. Der Körper 11 besteht aus einer Anzahl von Streifen aus Papier oder einem ähnlichen Material, welche, wie nachfolgend näher beschrieben, mit gegenseitiger Überlappung durch ein Bindemittel miteinander verbunden sind. Vor der Füllung wird der Behälter 10 zuerst auf einer Seite mit einer geeigneten kreisförmigen Scheibe oder einer Bodenkappe 13 abgeschlossen, welche vorteilhafterweise aus Metall besteht und mit einem Bördelrand 14 ausgestattet ist. Nach dem Füllen des Behälters 10 mit Öl oder ähnlichen Flüssigkeiten, wird das obere Ende mit einem Deckel abgeschlossen, welcher gleichfalls mit einem Bördelrand 17 ausgestattet ist, wodurch ein vollständig abgeschlossener Behälter entsteht.

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Die Figur 2 zeigt eine Wendelrohr-Wickelmas diine ähnlich den üblichen und bekannten Rohr wickelmaschinen, die jedoch mit einigen zusätzlichen Bauelementen gemäß der Erfindung ausgerüstet ist. In bekannter Weise besteht eine solche S chraubenrohrwickelmaschine gemäß Figur 2 aus einem Grundteil 18 und einem Dornhalter 19, an dessen einem Ende ein Dorn 21 angeordnet ist. Ein endloser Riemen 22 läuft über Riemenscheiben 23 und ist,wie dargestellt, in üblicher Weise um den Dorn 21 gewickelt, wodurch ein Schraubenrohr 24 in Richtung des Pfeiles I gleichzeitig mit der Drehung einen Vorschub erhält. Wie nachfolgend näher erläutert, wird das Schraubenrohr 24 anschließend in einzelne gleichlange Teile geschnitten, welche die Behälterkörper 11 bilden.

Gemäß einem besonderen Konstruktionsmerkmal besitzt der Dorn in der Nähe des Endes, auf welchem das Rohr gewickelt wird, einen heiz'-baren Teil A und einen gekühlten Teil B, wie dies in den Figuren 6 und 7 jeweils ersichtlich ist. Wie man aus diesen beiden Figuren entnehmen kann, ist das linke Ende des gekühlten Teiles B mit dem rechten'Ende des heizbaren Teiles A verschraubt. Der Dorn 21 besitzt außerdem einen Abschnitt C (Figur 8) der eine Verlängerung des Dornes 21 darstellt und dessen linkes Ende mit dem rechten Ende des gekühlten Teiles B des Dornes 21 gemäß Figuren 7, 8 verschraubt ist.

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Gemäß Figuren 1 bis 8 besteht der Dorn 21 aus einer inneren Hülse 31 und einer äußeren Hülse 32, welche gemäß den Figuren 6 bis 8 durch die Teilstücke 32a, 32b und 32c gebildet wird. Die innere Hülse 31 erstreckt sich durch den heizbaren Teil A und den gekühlten Teil B und wird koaxial gegenüber der äußeren Hülse 32 gemäß Figuren 3 und 6 durch einen Verschlußrirg 33 durch eine Kupplungsmuffe 34 und gemäß Figur 7 durch eine Abschlußmuffe 36 festgehalten, wodurch sich im heizbaren Teil A ein zylindrischer heizbarer Hohlraum 37 und im gekühlten Teil B ein zylindrischer kühlbarer Hohlraum 38 bildet. ■

Die Kupplungsmuffe 34 ist mit dem Teilstück 32a an der äußeren Hülse 32 und mit der inneren Hülse 31 verschweißt und besitzt ein Außengewinde 41, auf welches der gekühlte Teil B mittels eines am linken Ende vorgesehenen Innengewindes 42 aufgeschraubt ist. Das rechte Ende des gekühlten Teiles B ist gleichfalls mit einem Innengewinde 43 ausgestattet, mittels welchem es auf ein Außengewinde 44, welches gemäß Figur 8 einen Teil des Teilstückes C des Dornes 21 darstellt, aufgeschraubt wird. Das Außengewinde 44 ist auf einer Verlängerung 46 eines InnenrOhres 47 angeordnet und in ein Innengewinde am linken Ende des Teilstückes 32c der äußeren Hülse 32 eingeschraubt. Das rechte Ende des Innenrohres 47 wird durch einen Distanzring 48 in der. Bohrung des Teilstückes 32c fest-

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gehalten. Nach erfolgtem Zusammenbau der Teilstücke A, B und C bilden die Teilstücke 32a, 32b, 32c die glatte Außenfläche der äußeren Hülse 32 , auf welcher das Schraubenrohr 24 in Längsrichtung in Richtung des Pfeiles I vorwärtsgeschoben wi r d.

Der Dorn 21 ist mit einer langen Welle 51 ausgestattet, welche im Inneren der inneren Hülse 31 in Lagern 52, 53, 54 und 56 (Fig. 2, 3) axial verschiebbar gelagert ist. Die Welle 51 ist mit einer Schneidvorrichtung für das Schraubenrohr 24 gekuppelt, die, da sie nicht Teil dieser Erfindung ist, weder in den Zeichnungen dargestellt noch in der Beschreibung näher erläutert wird.

Der zylindrische, heizbare Hohlraum 37 ist an den Enden einerseits durch den Ring 33 und andererseits durch die Kupplungsmuffe 34 abgeschlossen und steht mit einer geeigneten Dampfquelle 57 (Figur 2) über eine Schlauchleitung 58 in Verbindung, welche letztere mittels Schlaucharmaturen 59 an einer Gewindebohrung 61 des Ringes 33 angeschlossen ist und somit in den heizbaren Hohlraum 37 mündet. Das Kondenswasser aus dem Unterteil des heizbaren Hohlraumes 37 fließt durch eine Ablaßleitung 62 aus, welche mittels einer Schlaucharmatur 63 an einer Gewindebohrung 64 des Ringes 33 angeschlossen ist. Durch das Einleiten von Dampf in den heizbaren Hohlraum 37 des heizbaren Teiles A wird das Teilstück 32a der äußeren Hülse 32 erhitzt.

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Der gekühlte Teil B wird von Kühlwasser durchflossen, welches von einer geeigneten Kühlwasser anlage 66 (Figur 2) über eine Kühlwasserzuleitung 67 herangeführt wird. Die Kühlwasserzuleitung 67 ist durch eine Öffnung 68 im Lager 52 hindurch- und zwischen der inneren Hülse 31 und der WeIe 51 bis zu einer Öffnung 69 in der Wandung der inneren Hülse 31 geführt und mündet in den unteren Teil des Hohlraumes Eine Kühlwasserabflußleitung 71 ist gleichfalls durch eine Bohrung des Lagers 52 hindurch- und zwischen der inneren Hülse 31 und der Welle 51 bis zu einer Öffnung 72 in der Wand der inneren Hülse 31 geführt und mündet in den oberen Teil des Hohlraumes 38.

Der röhrenförmige Körper 11 des Behälter 10, welcher mittels der Vorrichtung gemäß Figur 2 gewickelt wird, besteht aus einer Anzahl von Materialstreifen, deren innerster Streifen 81 aus einem ölundurchlässigen Material, beispielsweise aus einem mit Folienbelag versehenen Papierstreifen, besteht, der von einer Vorratsrolle 82 abgewickelt wird, welche in geeigneter Weise in der Nähe des Apparates gemäß Figur 2 gelagert ist. Um den mit einem Folienbelag versehenen innersten Streifen 81 gegenüber Öl vollkommen undurchlässig auszubilden, ist es vorteilhaft, die freiliegende Fläche des Folienbelages mit einem Überzug, beispielsweise aus klarem Plastikmaterial, zu versehen. Der innerste Streifen 81 wird dem ' Dorn 21 so zugeführt, daß die mit dem Folienbelag versehene Seite zürn Dorn 21 gerichtet ist, dessen Abschnitte A, B einerseits durch die

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Dampfanlage 57 erhitzt und andererseits durch die Kühlwasser anlage gekühlt werden.

Zwei zusätzliche Streifen 83, 84 aus einem Fasermaterial, beispielsweise aus Papier, werden sodann schraubenförmig und den innersten Streifen 81 überlappend aufgewickelt, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Der Streifen 83 wird von eine r geeignet gelagerten Vorratsrolle 86 abgespult und durch eine Gummiermaschine 87 üblicher Bauart geleitet, in welcher der Streifen 83 durch ein Bindemittelbad hindurchgeführt und gänzlich mit Bindemittel überzogen wird. Der Streifen 84 wird gleichfalls von einer geeignet gelagerten Vorratsrolle 88 abgespult, so daß der innerste Streifen 81 und die Streifen 83, 84 durch das Bindemittel auf den gegenüberliegenden Seiten des Streifens 83 untereinander fest verbunden werden.

Wie man aus den Zeichnungen entnehmen kann, ist der heizbare Teil A des Dornes 21 im wesentlichen bis zu jenem Punkt geführt, an welchem der innere Streifen 81 mit dem Streifen 83, 84 gemäß Figur 2 zum Schraubenrohr 24 zusammengewickelt wird.

Wie am besten aus der Figur 4 ersichtlich, berühren sich die nebeneinanderliegenden Kanten der einzelnen Windungen des innersten Streifens 81 und bilden eine Stoßnaht 91. Erfindungs gemäß wird ein

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verhältnismäßig schmalter Siegelstreifen 92 aus einem ölundurchlässigen Material, vorteilhafterweise in Form einer Folie, von einer Vorratsrolle 93 abgerollt und gemeinsam mit dem innersten Streifen 81 gewickelt. Der schmale Siegelstreifen 92 besitzt einen thermoplastischen Belag 94, bestehend aus einem Bindemittel, und wird zwischen dem Dorn 21 und dem innersten Streifen 81 gewickelt, wobei die äußeren Fläche des schmalen Siegelstreifens 92 -mit dem thermoplastischen Belag 94 auf jener Seite des innersten Streifens aufliegt, welche mitteinem Folienbelag ausgestattet ist» Infolge dieser Anordnung überlappt der schmale Siegelstreifen 92 die Stoßnaht des innersten Streifens 81 .

Die Hitze im Teilstück 32a des Domes 21 erweicht den thermoplastischen Belag 94 des schmalen Siegelstreifens 92, während dieser gemeinsam mit dem innersten Streifen 81 verwickelt vi rd, wodurch der schmale Siegelstreifen 92 und der innerste Streifen 81 miteinander verbunden werden und ein absolut dichter Verschluß der Stoßnaht 91 erfolgt.

Durch den Vorschub des somit gebildeten Schraubenrohres 24 in Richtung des Pfeiles I dprch den Riemen 22 gleitet das Schraubenrohr 24 über den gekühlten Teil B de&iPjprjaes 21 , wodurch der thermoplastische Belag 24 abgekühlt rä rd und eine dauernde Bindung

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mit dem innersten Streifen 81 eingeht. Das so entstehende Rohr verläßt den gekühlten Teil B in Form eines schraubenförmig aus den Streif en 81, 83, 84 gewickelten Rohres, wobei der schmale Siegelstreifen 92 die Innenseite der Stoßnaht 91 abdeckt und verschließt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Papierstreifen 96, dessen äußere Seite mit einem Folienbelag ausgestattet ist, über den Streifen 84 gewickelt und so angeordnet, daß dessen Stoßnaht gleichfalls überlappt wird. Die äußere Seite des Papierstreifens 96 wird vorteilhafterweise mit einem geeigneten Aufdruck ausgestattet, durch welchen der Zweck des Rohres oder sonstige Markenzeichen von außen erkenntlich werden. Der Papierstreifen 96 wird vorteilhafterweise mit dem äußeren Streifen 84 hinter dem Riemen 22 gewickelt, so daß eine Beschädigung des Folienbelages durch den Riemen vermieden wird. Der Papierstreifen 96 wird gleichfalls von einsr Vorratsrolle 97 abgespult und dir eh eine Gummiervorrichtung 98 geleitet, welche mit einer Klebestoff-Auftragsrolle 99 ausgestattet ist. Das nunmehr fertiggestellte Schraubenrohr 24 besteht aus mehreren Schichten und kann als Körper 11 für einen Ölbehälter 16 oder dergl. dienen, welcher nach Anbringung der Bodenkappe 13 gefüllt und durch den Deckel 16 flüssigkeitsdicht verschlossen werden kann.

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Aufgrund dieser neuartigen erfindungsgemäßen Ausbildung eines röhrenförmigen Körpers für einen Behälter kann dieser in einfacher und leichter Weise hergestellt werden, indem als Ersatzmaterial für Metall Fasermaterial, wie beispielsweise Papier, dient, und ein solcher Behälter eignet sieh hervorragend für die Verpackung von flüssigen und zähflüssigen Stoffen, wie beispielsweise Öl. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet die Anwendung üblicher Schraubenwiekelverfahren und üblicher Vorrichtungen, welche sich durch eine leichte Handhabung und niedrige Kosten auszeichnen, und gestattet gleichzeitig die Herstellung eines fortlaufenden Rohres unbegrenzter Länge, welches in geeignete Längen für die Herstellung von Behälterkörpern zerschnitten werden kann, wobei die Innenseite dieses Behälters gegenüber Öl und sonstigen flüssigen oder zähflüssigen Materialien absolut dicht ausgebildet ist. Das neue Verfahren, die innere Stoßnaht abzudichten, kann mittels der üblichen Schraub enwickelver fahr en auf billige Art und Weise vorgenommen werden und gewährleistet einen absolut dichten Verschluß der innersten schraubenförmigen Naht gegenüber dem zu verpackenden Material. Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung ist mit einem neuartigen Dorn für die Herstellung von Schraubenrohren, ausgestattet und bewirkt außer der Funktion, welche die Dorne bei üblichen Wickelmaschinen ausüben, zusätzlich eine Erhitzung und Abkühlung des neuartigen, erfindungsgemäß ausgebildeten Schraubenrohres, wodurch bewirkt wird, daß die verschiedenen, für das

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Wickeln des röhrenförmigen Körpers gemäß der Erfindung verwendeten Streifen gegenseitig eine dauernde und feste Bindung eingehen.

Patentansprüche

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Claims

Ai PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen, als flüssigkeitsfester Behälter verwendbaren, beschichteten Rohres, das schraubenförmig auf Stoß gewickelt ist, bei dem die von einem Streifen gebildete innerste Lage aus einem flüssigkeitsfesten Mantel besteht, der an den Stoßstellen durch einen Siegelstreifen gesichert ist, welcher mit einem der Stoßfuge zugekehrten thermoplastischen Belag versehen ist und sich die Stoßfuge mit diesem beim Vorrücken des Rohres auf dem Wickeldorn unter Einwirkung von Wärme und Druck verbindet, dadurch gekennzeichnet , daß anschließend ein beidseitig mit Klebstoff versehener, aus

• Fasermaterial bestehender Streifen (83) aufgewickelt wird, dessen Abdeckung durch Überlappung durch einen aus Fasermaterial bestehenden Streifen (84) erfolgt, das Aufwickeln der Streifen (81, 93, 83, 84) auf dem erhitzten Teil (A) stattfindet, während die anschliessende Druckbeanspruchung auf dem gekühlten Teil (B) des Wickeldornes (21) erfolgt, wobei anschließend das Aufkleben eines die Oberfläche des Behälters durch Überlappen der Stoßfugen bildenden Streifen (96) erfolgt, dessen äußere Seite einen Folienbelag besitzt.

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2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei eine Anzahl von Streifen, die von Vorratsrollen ablaufen, schraubenförmig auf einen verlängerten Dorn gewickelt und aneinanderhaftend gefestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (21) aus einem innen beheizten Teilstück (A) und einem innen gekühlten Teilstück (B) besteht und daß die Vorratsrolle (93) des Siegelstreifens (92) sowie die Vorratsrolle (82) des inneren Bandes (81) in einer Ebene angeordnet sind und die Streifen (81, 92) im wesentlichen tangential zu einer gedachten Linie zuführen, die einen Winkel von mehr als 90 mit dem Hauptteil (B, C) des Dorns (21) bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Teälstüek (A) des Dorns (21) mit einem längs angeordneten Hohlraum versehen ist, welcher eine Einrichtung zum Durchleiteii von Dampf hat, und daß das anschließende Teilstück (B) des Dorns (21) mit einem längs angeordneten Hohlraum versehen ist, welcher dem ersten Hohlraum gegenüber angeordnet und mit einer Eiaricfatang zum Durchleiten einer Kühlflüssigkeit verbunden ist.

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