DE1583690A1

DE1583690A1 - Kuehlvorrichtung fuer eine Giessform

Info

Publication number: DE1583690A1
Application number: DE19671583690
Authority: DE
Inventors: Ward George Charles
Original assignee: Southwire Co LLC
Current assignee: Southwire Co LLC
Priority date: 1966-07-18
Filing date: 1967-07-18
Publication date: 1970-08-27
Also published as: CH497220A; NL139056B; US3333629A; SE325110B; GB1161845A; NL6709866A; BR6791321D0; BE701500A; JPS5140014B1

Description

Unser Zeichen: S 2338

Southwire Company
126 Fertilla Street
Carrollton, Georgia / T,St.A.

Ku.hlvorrioh.tung für eine Gießform

Diese Erfindung bezieht sioh auf das Kühlen von Gießformen und insbesondere auf eine Kühlvorrichtung zum Kühlen einer Gießform im wesentlichen unmittelbar nachdem geschmolzenes Metall in der Form aufgenommen worden ist.

Beim Gießen von geschmolzenem Metall in einer Form ist es Üblich, die Form zu kühlen durch Lenken eines Kühlmittels gegen eine oder mehrere Oberflächen der Form. Außerdem ist aus der USA-Patentsohrift 3 279 000 die lehre bekannt, daß das Kühlen einer Form im wesentlichen unmittelbar nach dem Aufnehmen des geeohmolzenen Hetallee in der

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Form eingeleitet werden soll und daß dieses unmittelbare Kühlen der Form ausreichend sein soll, um ein anfängliches Abkühlen des geschmolzenen Metalles in der Form in einem' Kühlverhältnis vorzusehen, das größer ist als und unabhängig von dem Verhältnis, das durch das nachfolgende Abkühlen der Form erzielt wird.

Eine Schwierigkeit, die beim bekannten Stand der Technik beim Kühlen einer Form im wesentlichen unmittelbar nach dem Aufnehmen des geschmolzenen Metalles in der Form auftrat, liegt darin, daß, obwohl eine anfängliche Kühlung des geschmolzenen Metalles hervorgerufen wurde, die unabhängig vom nachfolgenden Kühlen des geschmolzenen Metalles einstellbar war, die Kühlungseinstellungen während der anfänglichen Kühlung des geschmolzenen Metalles zum Erfüllen verschiedener Betriebsbedingungen schwierig durchzuführen waren. Eine weitere Schwierigkeit beim be.kannten Stand der Technik liegt darin, daß, wenn eine G-ießform duroh die Umfanganut in einem Gießrad und duroh ein die Umfangsnut versohließendes Band oder duroh eine andere Formanordnung gebildet wird, in der geschmolzenes Me-

anderen/ tall in einem Ende der Porm aufgenommen wird und aus dem Ende der Form als gegossenes Metall austritt, die Kühlung der form im wesentlichen unmittelbar naoh dem Aufnehmen dee geschmolzenen Metalles in der Form im wesentlichen

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nur miter dem Risiko einer Explosionswirkung zwischen dem Kühlmittel für die Form und dem geschmolzenen Metall erreicht wurde.

Bas ist der Fall, da der bekannte Stand der Technik keine Möglichkeit "bietet zum Lenken eines Kühlmittels gegen eine Form in der Hähe eines Endes der Form, ohne vor dem Eintritt von geschmolzenem Metall in die Form Kühlmittel in die Form zu spritzen und ohne Kühlmittel auf das geschmolzene Metall zu spritzen, wenn es in die Form eintritt, und da Kühlmittel, wie z. Bo Wasser, in einer Form oder beim Aufspritzen auf geschmolzenes Metall zusammen, mit dem geschmolzenen Metall explodierend wirkt. Versuche zum Vermeiden dieser Schwierigkeit in dem "bekannten Stand der Technik durch nicht unmittelbar nach der Aufnahme des geschmolzenen Metalles in der Form erfolgendes Kühlen stören nicht nur das genaue anfängliche Kühlen des geschmolzenen Metalles in der Form, sondern verursachen häufig auch Schäden an der Form durch die Hitze des geschmolzenen Metalles.

Die. vorliegende Erfindung beseitigt diese und andere Schwierigkeiten, die bei dem bekannten Stand der Technik auftraten, dadurch, daß sie für eine gesteuerte anfäng-

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liehe Kühlung von geschmolzenem Metall in einer Form durch ein Kühlmittel im wesentlichen von dem Zeitpunkt an sorgt, in dem das geschmolzene Metall in die Form eintritt, Ms die anfängliche Abkühlung des geschmolzenen Metalles vollständig durchgeführt ist, ohne das Risiko einer Explosionswirkung zwischen dem Kühlmittel und dem geschmolzenen Metall. Durch Vorsehen der Kühlung der Form im wesentlichen unmitterbar nachdem das geschmolzene Metall in der Form aufgenommen worden ist, sorgt die Erfindung außerdem nicht nur für eine vollständige Steuerung der anfänglichen Kühlung des geschmolzenen Metalles in der Form sondern stellt auch sicher, daß die Form durch die Hitze des geschmolzenen Metalles nicht beschädigt wird.

Die Erfindung beseitigt die in dem bekannten Stand der Technik auftretenden Schwierigkeiten durch lenken einer Vielzahl von unabhängig einstellbaren Kühlmitteln in einer Reihenfolge gegen die Form, um für die gesteuerte anfängliche Abkühlung des geschmolzenen Metalles zu sorgen, und durch Lenken eines der Kühlmittel gegen die Form in der Nähe des Eintrittsendes der Form. Das gegen die Form in der Nähe des Eintrittsendes der Form gelenkte Kühlmittel dient als Eintrittskühlmittel, und das Ein-

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trittsMlhlmittel wird gegen die Form auf einer Bahn ge~ len&t, die das Kühlmittel veranlaßt, sich entlang der 0berflache der Form in eiaer Eiohtung vom Eintritteende der Form fort zu bewegen· Die Bahn des Eintrittsfcühlmittels verhindert das Spritzen dieses Kühlmittels in da© Mntrittgiende der Form oder dag Spritzen dieses Kühlmittels auf ias gesohmolsene Metall während des EingieJene des geschmolzenen Metalles in das Eintrittsende der Form»

diej&t die Bahn des SintrittsMhlmittels ssua hi.juu.-9m, d«S die anderen Kühlmittel das BiatyittseMt der for» erreichen. Auf diese leise «orgta das Eintrittekühlaitttl «nt di« amäereji Kühlmitt©! la d#r Vielzahl von aaal)}ili3gig #in®t#llbartJi UUbLlmitt«!» für die gesteuerte safängliche Abkühlung des gesohsolzenen Metallen in einer ,, 41« ia dem toeteaanttii BtasÄ der feohnlk nioht ©hne lisiko einer Ixpl©sion»wirl£i»ig «wisohen einem Kühlmittel and dem geschmolzenen Metall möglich ist.

Diese vmu weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung der Zeiohming. Darin seigern

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Pig·. 1. eine Vorderansieht einer &ießmagohine, die die hier erläuterte Erfindung -enthält j

Pig» 2 eine, vergrößerte Seitenansioht einer Vielzahl von Keilelementen zum Lenken des Sintrittskuhimittels gegen eine Form in tier Mae des Eintrittsendes der form und

Fig. "3 einen Schnitt dunoh eines der Vielzahl von Keilelementen gemäß fig» 2, entlang der Linie 5-3 in Jig· 2.

Diese Piguren und die folgende ins einzelne gehende Besahreilaung erläutern eine besonder« ittsfilhrungsf orm der Erfindung. Die Erfindung ist jedooh nioht auf die erläuterten Einzelheiten "beaehräntet, da ©ie in anderen ähn formen enthalten sein kann. -. ■.

Die Erfindung ist hier in Verbindung mit einer (Jießmasohi- ne 0 beschrieben, wie sie in -Pig.- 1 gegeigt ist und die ein Gießrad 10 und ein endloses Band 11 aufweist, das gegen den Umfang des Q-ießrades 10 mittels βiaer Vielzahl von Stuterädera 12, 12* und 12« magelegt wird. Da« OHeirad 10 sohlieöt ein ringförmig·« Sl««ea1; 13 »it

Umfangsmit 14 ein, die durch das Band 11 verschlossen wird, um eine Form M mit einem Eintrittsende A, an dem geschmolzenes Metall 15 von einem Tiegel 16 her aufgenommen wird, und einem Austrittsende B zu bilden, aus dem gegossenes Metall 17 austritt.

In der Gießmaschine C gemäß Pig. 1 wird die Kühlung des inneren Umfangs 18 des ringförmigen Elementes 13 dadurch erzielt, daß Kühlmittel gegen den inneren Umfang 18 des ringförmigen Elementes 13 durch eine Vielzahl von Düsen 19 von einer Vielzahl von Kammern 20 und 21 her geleitet wird, denen das Kühlmittel durch Versorgungsrohre 22 von einer Hauptversorgungsleitung 23 zugeführt wird. Ähnlich werden die Seiten 24 des ringförmigen Elementes 13 durch Kühlmittel gekühlt, das gegen die Seiten 24 des ringförmigen Elementes 13 durch eine Vielzahl von Düsen 25 von einer Vielzahl von bogenförmigen Rohren 26 her gelenkt wird, denen das Kühlmittel durch Versorgungsrohre 27 von der Hauptversorgungsleitung 23 her zugeführt wird.

Die Kühlung des inneren Umfangs 18 und der Seiten 24 des ringförmigen Elementes 13 wird hier nur kurz beschrieben, da die Gießmaschine 0 die hier erläuterte Erfindung in.

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einer Kühlvorrichtung R zum Kühlen des Bandes 11 enthält. Die Erfindung wird hier in einer Kühlvorrichtung R zum Kühlen des Bandes 11 beschrieben, da in einer Gießmaschine, wie z. B. in der Grießmaschine C, das Kühlen des relativ dünnen Bandes 11 eine wirksame Einrichtung zum Steuern des Verhältnisses schafft, in dem das geschmolzene Metall 15 in der Form M gekühlt wird.

Außerdem war in einer Gießmaschine, wie z. B. der Gießmaschine C, in dem bekannten Stand der Technik keine Kühlung des Bandes 11 in der Nähe des Eintrittsendes A der Form M vorgesehen, ohne das Risiko, daß das Kühlmittel in das Eintr^ttsende A der Form M eintritt oder auf das geschmolzene Metall 15 gespritzt wird, während das geschmolzene Metall 15 in das Eintrittsende A der Form M eintritt. Wenn der bekannte Stand der Teohnik versäumt hat, das Band 11 in einer Gießmaschine C unmittelbar nach der Aufnahme des geschmolzenen Metalles in der Form M zu kühlen, um das Risiko zu vermeiden, daß Kühlmittel in die Form M eintritt oder auf das gesohmolzene Metall 15 spritzt, wurde häufig eine Beschädigung des Bandes 11 durch die Hitze des geschmolzenen Metalles 15 hervorgerufen.

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Somit ist die Kühlung des Bandes 11 in einer Gießmaschine, wie 2« B« der SieHaaschine 0_t bezeichnend für die Schwierigkeiten, die in dem bekannten Stand ά&ν !Eeohnik beim Kühlen einer Form auftraten. Es wird jedoch verständlich sein, daß die Gießmaschine ö nur als Beispiel für eine Formanordnung dient und daß die Kühlvorrichtung E lediglich eine Ausführtmgsform einer Vielzahl von Kühianordnungen ist_r in denen die hier erläuterte Erfindung enthalten sein kann»

Bie Kühlvorrichtung E zum Kühlen des Bandes 11 besteht aus einer Vielzahl von Kühlelementen 30» 31 und 32, die in einer leihe zwischen dem Eintritteende A der Form M und einer Stelle B auf der bogenförmigen Bahn angeordnet sind, der das geschmolzene Metall 15 folgt, während es eich mit der Form M bewegt, an der allgemein erwünscht ist, daß die anfängliche Kühlung des geschmolzenen Metallee 15 im wesentlichen vervollständigt wird. Das Kühlelement JO dient als Eintrittskühlelement zum Kühlen des Bandes 11 im wesentlichen unmittelbar nachdem das geeohiaoliene Metall 15 in der Form M am Eintrittsende A der Fora K aufgenommen worden let.

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In der hier erläuterten Ausftihrungsf orm der Erfindung weist das lintrittskühlelement 30 eine.Vielzahl von Keilelementen 33 auf, die parallel auf einem Versorgungsrohr 34 angeordnet sind, das sioh zwischen dem Gießrad 10 und dem Stiitzrad 12 eratreokt, welohes das Band 11 am Eintrittsende A der form M stützt. Jedes Keilelement 33 hat parallele Seiten 35 und 36, die im Abstand voneinander angeordnet und durch eine Düsenplatte 37 und Wandplatten 38, 39 und 40 verbunden sind, um eine Kahlmittel-Aufnahmekammer 41 zu bilden, duroh die sioh das Versorgungsrohr 34 erstreckt und in die ein Kühlmittel durch eine Vielzahl von Bohrungen 42 in dem Versorgungsrohr 34 von der Haüptvergorgungsleitung 23 her eintritt«

Die Seiten 35 und 36 der Keilelemente 33 sind zum Ein~ setzen geformt, und jedes Keilelement 33 wird in den Zwischenraum zwischen das Gießrad 10 und das Stiitzrad 12 ein· gesetzt, wobei ein Scheitel 43 jedes Keilelementes 33 in der Nähe der Berührungslinie zwischen dem Stützrad 12 und dem Gießrad 10 liegt und wobei sioh die Biisenplatte 37 jedes Keilelementes 33 nach unten in der Nähe des Bandes 11 am Eintrittsende A der Form If erstreckt. Jede Dusenplatte 37 ist ein im wesentlichen starrer Blöok alt

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einer Vielzahl von Kühlmittel-Austrittskanälen 44» die sich durch ihn hindurch nach unten in einer Richtung erstrecken, die zu einem Austritt Von Kiüilmititelstrli&L^⁸¹⁹ aus der Kühlmittel-Aufnahmekammer 41 nach unten entlang der Oberfläche des Bandes 11 führen. Somit dient jedes Keilelement 33 dazu, Kühlmittelstrahlen gegen das Band 11 in der Nähe des Eintrittsendes A der Form M in Bahnen zu richten, die verursachen, daß sich das Kühlmittel ent lang des Bandes 11 vom Eintrittsende A fort bewegt.

Die Kühlelemente 31 und 32 sind in einer Reihe in der Nähe der bogenförmigen Bahn des geschmolzenen Metalles 15 angeordnet, während es sich mit der Form M vom Eintrittskühlelement 30 bis zu der Stelle D bewegt. Jedes Kühlelement 31 und 32 ist ein bogenförmiges Rohr 44', das in der Nähe des Barides ^!fT^j angeordnet ist und eine Vielzahl von Düsen 45 hat, die entlang seiner länge angeordnet sind, um Kühlmittelstrahlen gegen das Band 11 auf Bahnen zu lenken, die im wesentlichen senkrecht zu dem Band 11 verlaufen. Kühlmittel wird den bogenförmigen Rohren 44' von der Hauptversorgungsleitung 23 durch Steuerorgane 46 und 47 mitteis Versorgungsrohren 48 zugeführt. . : - :.

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Es wird jetzt verständlich sein, daß das Eintrittskühl-element 30 Kühlmittel entlang einer Bahn lenkt, die quer zur Bahn des Kühlmittels verläuft, das gegen das Band 11 mittels der Kühlelemente 31 und 32 gerichtet wird. Außerdem verläuft die Bahn des Kühlmittels von dem Eintrittskühlelement 30 derart, daß sich Kühlmittel, das mittels des Eintrittskühlelementes 30 gegen das Band 11 gerichtet wird, entlang des Bandes 11 vom Eintrittsende A der Form M fortbewegt, und wenn dieses Kühlmittel dasjenige Kühlmittel erreicht, das mittels des Kühlelementes 31 gegen das Band 11 gerichtet wird, wird das Kühlmittel, das mittels des Kühlelementes 31 gegen das Band 11 gerichtet wird,, entlang des Bandes 11 vom Eintrittsende A der Form M fortbewegt, obwohl es gegen das Band 11 auf einer Bahn gerichtet wird, die ,im wesentlichen senkrecht zu dem Band 11 verläuft. .,

Somit schafft das Eintrittskühlelement 30 nicht nur eine Vorrichtung zum Lenken von Kühlmittel gegen das Band 11 unmittelbar in der Nähe des Eintrittsendes A der Form M sondern auch eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Kühlmittelstromes entlang des Bandes 11 vom Eintrittsende A der Form M fort, der andere Kühlmittel von den Kühlelementen

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31 und 32 vom Eintrittsende A der Form M fortbewegt. Außerdem schafft das Eintrittskühlelement 30 mit den Kühlelementen 31 und 32 zusammen drei unabhängig einstellbare Kühlzonen, duroh die das geschmolzene Metall 15 hindurchtritt, während es sich mit der Form M zwischen dem Eintrittsende A der Form M und der Stelle D bewegt. In dem Versorgungsrohr 34 ist ein Steuerorgan 50 angeordnet, und in der Hauptversorgungsleitung 23 ist ein Hauptversorgungs-Steuerorgan 51 angeordnet, und es wird verständlich sein, daß die Einstellung des Steuerorganes 50 und der Steuerorgane 46 und 47» wenn das Hauptversorgungs-Steuerorgan 51 offen ist, das von einer Kühlmittelquelle (nicht gezeigt) kommende Kühlmittel einstellt, das gegen das Band 11 hintereinander duroh die Kühlelemente 30, 31 und 32 geriohtet wird, um im wesentlichen jede gewünsohte anfängliche Kühlung des geschmolzenen Metalles 15 zwischen dem Eintrittsende A der Form M und der Stelle D hervorzurufen.

Außerdem bildet das Eintrittskühlelement 30 eine geeignete Vorrichtung zum Vorkühlen des Bandes 11, bevor das ge-Bohmolzene Metall 15 in die Form M eintritt. Eine derartige Vorkühlung der Form M ist besondere wünschenswert,

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wenn es erforderlich ist, daß Kühlmittel gegen das Band 11 unter relativ hohen Drücken gerichtet werden muß, um das geschmolzene Metall 15 in der Form M zu kühlen, da derartige Drücke beim Fehlen von Hitze bei dem geschmolzenen Metall 15 in der Form M Dampf erzeugen, der trotz der Wirkung des Eintrittskühlelementes 30 in die Form M eintreten könnte.

Wenn das Eintrittskühlelement 30 verwendet wird, um die Form M vorzukühlen, wird der Kühlmittelstrom vor dem
Eintritt des geschmolzenen Metalles 15 in die Form M
auf das Eintrittskühlelement 30 beschränkt durch Schließen des Hauptversorgungs-Steuerorganes 51 und durch Zuführen von Kühlmittel zu dem Eintrittskühlelement 30 mittels einer Umgehungsleitung 53 durch ein Steuerorgan 54_f das einen Kühlmitteldruck hervorruft, der geringer ist als der durch das Steuerorgan 50 gesohaffene. Ein Rückschlagventil 55 verhindert, daß Kühlmittel durch das Yersorgungsrohr 34 in die Hauptversorgungsleitung 23 eintritt, selbst wenn das Steuerorgan 50 offen ist.

Es wird verständlich sein, daß mit dieser Vorkühlanordnung daa Band 11 in der Nähe des Eintrittsendes A der Form U

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nur durch Kühlmittel mit weniger ala dem Betriebsdruck gekühlt wird, das entlang des Bandes 11 vom Eintrittsende A der Form M fortfließt. Die entstehende Vorkühlung dient zum Kühlen desjenigen Abschnitt des Bandes 11, der anfänglich das geschmolzene Metall 15 berührt, um für die Kühlung des geschmolzenen Metalles 15 während desjenigen Zeitraumes zu sorgen, den das Steuerorgan 51 benötigt, um zu öffnen und Kühlmittel unter Betriebsdruck vorzusehen, nachdem sich geschmolzenes Metall 15 in der Form M befindet. Außerdem verhindert die Vorkühlung des Bandes 11 eine Beschädigung des Bandes 11 durch die Hitze des geschmolzenen Metalles 15 während dieses Zeitraumes.,

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Claims

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Southwire Comp. Unser Zeichen: S 2338

- 16 - Patentansprüche : 1583690

1. Kühlvorrichtung für eine Gießform, die durch ein Gießrad mit einer Umfangsnut und ein Band gebildet wird, das eine länge der Nut verschließt und an einem Ende dieser Länge mittels eines Stützra-. des in der Nähe des Gießrades angeordnet ist, gekennzeichnet durch ein erstes Kühlelement, das in der Nähe der Länge der Nut und des Stützrades angeordnet ist, um Kühlmittel gegen eine Oberfläche des Bandes auf einer ersten Bahn zu richten, die im wesentlichen senkrecht zu dieser Oberfläche verläuft,und ein zweites Kühlelement, das sich zwischen dem Gießrad und dem Stützrad erstreckt,um Kühlmittel von einer Stelle zwischen dem Gießrad und dem Stützrad aus entlang der Oberfläche auf einer zweiten Bahn gegen die erste Bahn zu richten.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kühlelement ein Keilelement einschließt, dessen Scheitel in der Nähe einer Berührungslinie zwischen dem Stützrad mit dem Gießrad liegt und das eine Kühlmittelaufnahmekammer

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und eine Vielzahl von Kühlmittelabgabekanälen hat, die sich von der Kammer in eine Richtung gegen das Band und von der Berührungslinie fort erstrecken, durch die Kühlmittel aus der Kammer abgegeben wird.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein drittes Kühlelement zum Lenken eines Kühlmittels gegen die Oberfläche des Bandes, wobei dieses dritte Kühlelement entlang der Länge der Wut weiter entfernt von dem Stützrad angeordnet ist als das erste Kühlelement.

4ο Kühlvorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kühlelement und das dritte Kühlelement unabhängig voneinander betätigbar sind zum Lenken eines Kühlmittels gegen die Oberfläche des Bandes.

5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 3» daduroh gekennzeichnet, daß das zweite Kühlelement unabhängig von dem dritten Kühlelement betätigbar ist zum Lenken eines Kühlmittels relativ zu der Oberfläche des Bandes.

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Kühlvorriohtung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kühlelement und das zweite Kühlelement unabhängig voneinander betätigbar sind zum lenken eines Kühlmittels relativ zu der Oberfläche des Bandes.

7. Kühlvorriohtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kühlelement ein bogenförmiges Rohr, das sich entlang der Länge der !Tut in der Nähe des Bandes erstreckt, und eine Vielzahl von Düsen einschließt, die entlang des bogenförmigen Rohres angeordnet sind und durch die Strahlen eines Kühlmittels gegen die Oberfläche des Bandes gelenkt werden.

8. Kühlvorriohtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kühlelement ein Element zum Lenken einer Vielzahl von Strahlen eines Kühlmittels entlang der Oberfläche des Bandes ist und daß die Strahlen entlang der Oberfläohe des Bandes die Strahlen kreuzen, die gegen die Oberfläohe des Bandes durch die Vielzahl von Düsen geriohtet werden.

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9. Kühlvorrichtung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Keilelement eines einer Vielzahl von Keilelementen ist, die parallel zueinander und nebeneinander auf einem Kuhlmittel-Versorgungsrohr angeordnet sind, das sich durch eine Kühlmittelaufnahmekammer in jedem der Keilelemente hindurcherstreckt und eine Vielzahl von Bohrungen aufweist, die zum Abgeben eines Kühlmittels in eine Kühlmittelaufnahmekammer in jedem der Vielzahl von Keilelementen angeordnet sind.

10. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitel durch die Verbindung zwischen einer Düsenplatte, in der die Vielzahl von Kühlmittelabgabekanälen ausgeformt sind, und einer Wandplatte gebildet ist.

11. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießrad und das Stützrad einen Zwischenraum unterhalb der Beiührungslinie bilden und daß das Keilelement so geformt ist, daß es im wesentlichen diesem Zwischenraum entspricht.

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