DE2638693A1

DE2638693A1 - Rotierende praegevorrichtung

Info

Publication number: DE2638693A1
Application number: DE19762638693
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: B&K Machinery International Ltd
Current assignee: Hawker Siddeley Canada Inc
Priority date: 1975-08-29
Filing date: 1976-08-27
Publication date: 1977-03-10
Also published as: AU499001B2; US4059000A; CA1029580A; AU1727076A; GB1520549A; JPS5239565A

Description

Patentanv/äit3 Dipl.-Ing. Curt Wallach

Dipl.-Ing. Günther Koch

Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

2638693 Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 - Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 ■ Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 27. August 1976

Unser Zeichen: 15 629 - Fk/Ne

B & K Machinery International Limited Malton, Ontario, Kanada

Rotierende Prägevorriohtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine rotierende Prägevorrichtung für Blechstreifen oder andere streifenförmige Materialien.

Eine derartige Prägevorrichtung ist in der kanadischen Patentschrift 820 611 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung ist es erforderlich, den hinter der Prägewalze gelegenen Satz von Spannwalzen so herzustellen, daß diese Spannwalzen in die bereits durch die Prägewalze oder Prägewalzen eingeprägten Einprägungen paßten. Weiterhin war es erforderlich, daß der hinter den Prägewalzen gelegene Satz von Spannwalzen genau mit den Prägewalzen synchronisiert war,damit die Prägevorsprünge an den Spannwalzen in die Einprägungen paßten, die bereits in dem Blechstreifen durch die Prägewalzen eingeprägt waren. Daher ergab sich ein relativ aufwendiger Aufbau und es war erforderlich, die Vorrichtung sorgfältig einzustellen und in Betrieb zu setzen, damit sich befriedigende Betriebseigenschaften ergaben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine Prägevorrichtung der eingangs genannten

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Art zu schaffen, bei der weder eine genaue Synchronisation der Spannwalzen mit den Prägewalzen noch eine spezielle Ausgestaltung und Anpassung der Spannwalzen an die Oberflächengestalt der Prägewalzen erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäß ausgebildete rotierende Prägevorrichtung für Blechstreifen v/eist eine Prägewalze mit einer Reihe von aus der Oberfläche heraustretenden Prägevorsprüngen auf, um die der Blechstreifen läuft und es sind Spannwalzen in Bewegungsrichtung des Blechstreifens vor mit der Prägewalze zusammenwirkenden Aufnahmewalzen vorgesehen, um die der Blechstreifen läuft, so daß der Blechstreifeninter Spannung gehalten wird während er um die mit der Prägewalze zusammenwirkenden Walzen und die Prägewalze läuft und es sind mehrere Einpreßwalzen vorgesehen, die eine elastische Walzenoberfläche aufweisen, die in Druckberührung mit der Prägewalze läuft, wobei die elastische Oberfläche ausreichend elastisch ist, um das Eindrücken der elastischen Oberfläche durch die Prägevorsprünge zu ermöglichen.

Vorzugsweise wird eine Einpreßwalze so betrieben, daß sie eine Umfangsdrehgeschwindigkeit aufweist, die etwas über der Drehgeschwindigkeit der Prägewalze liegt, so daß sich eine kontinuierliche Reibwirkung auf die Oberfläche des Blechstreifens ergibt, so daß die auf diesen ausgeübte Zugspannung vergrößert wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Spannwalzen elastische Oberflächen auf, um eine größere Reib-Klemmkraft auf den Blechstreifen auszuüben und sie werden gegen eine Bremskraft betrieben, um den Blechstreifen zu bremsen.

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Vorzugsweise ist die Prägewalze um eine feste Achse drehbar befestigt. Einstellbare Einrichtungen sind zur Einstellung ' des Druckes vorgesehen, der von den Einpreßwalzen auf die Prägewalze ausgeübt wird, damit sich eine geeignete Qualität des Endproduktes ergibt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine der Einpreßwalzen über ein mit der Prägewalze gekoppeltes Getriebe mit einer Drehgeschwindigkeit angetrieben, die etwas größer als die Drehgeschwindigte it der Prägewalze ist und diese Einpreßwalze ist so einstellbar befestigt, daß kleine Einstellungen des auf den Blechstreifen ausgeübten Druckes durchgeführt werden können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Prägevorrichtung, die die Anordnung der Walzen und den Weg des Blechstreifens um diese Walzen zeigt;

Fig. 2 eine Seiten-Schnittansicht der Prägevorrichtung

entlang der Linie 2-2 nach Fig. 1;

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Endansicht entlang

der Linie 3-3 nach Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer abgeänderten

Aus führungs form.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Prägevorrichtung 10 weist eine Prägewalze 10 'auf, die am Mittelteil ihrer Oberfläche mit einer Reihe von herausragenden PrägevorSprüngen versehen ist und die glatte zylindrische Seitenflächenteile 20 aufweist. Weiterhin ist eine untere Einpreßwalze 22 mit

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j NACHQEREIQHT

einer elastischen.Oberfläche 24 vorgesehen, in die die Prägevorsprünge 18 einpreßbar sind und die ausführlicher weiter unten beschrieben wird.

Die Oberfläche 24 steht in DruckberUhrung der Prägewalze 16.

Weiterhin ist eine obere Einpreßwalze 26 mit einer ähnlichen elastischen Oberfläche 28 vorgesehen, die in Druckberührung mit der Prägewalze 16 steht und die ebenfalls die Prägevorsprünge 18 aufnimmt.

Eine Spannwalzen-Zuführungsbeugruppe weist obere und untere Spannwalzen 30 und 32 auf, die jeweils mit einer elastischen Oberfläche 34 bzw, 36 versehen sind.

Eine Kaltewalze 38 steht in Druckberührung mit der Oberfläche der unteren Spannwalze 32. Der Blechstreifen S läuft zunächst zwischen der Haltewalze 38 und der unteren Spannwalze 32 hindurch, dann nach oben um die obere Spannwalze 30, dann nach unten um die Einpreßwalze 22 und dann um die Prägewalze 16 herum.

Wie es aus den Figuren 2 und 3 zu erkennen ist, sind die drei Walzen, nämlich die Prägewalze 16, die Einpreßwalze 22 und die Einpreßwalze 26 alle vertikal miteinander ausgerichtet In einem gemeinsamen Rahmen 40 befestigt.

Die Prägewalze 16 ist an einer festen stelle In dem Rahmen 40

.geeigneten

auf einer Welle 43 befestigt, die in/Lagern läuft. Die Einpreßwalze 22 ist einstellbar in Blockelernenten 46 befestigt, die starr in dem Rahmen 40 befestigt und mit^Lagerbüchsen irersehen sind.

Die Einpreßwalze 22 ist drehbar auf einer Mittelwelle 52 gelagert, so daß sich die Walze 22 fr*j in Berührung mit der Prägewalze 16 drehen kann. Die Welle 52 weist Lagerzapfen 53 auf, die auf Mittelpunkten liegen, die gegenüber

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NACHGEREICHT

der Mittelachse der Welle 52 versetzt sind. Auf diese Weise bewirkt eine Drehung der Lagerzapfen 53* daß sich die Welle 52 entweder in Richtung auf die Prägewalze 16 oder von dieser fort bewegt.

Ein Hydraulikzylinder 54 ist mit seinem oberen Ende schwenkbar an einer Eckplatte 56 an dem Rahmen 40 befestigt, so daß der Zylinder 54 frei gegenüber der Platte 56 verschwenkbar ist. Die sich von dem Zylinder 54 erstreckende Kolbenstange 58 ist an ihrem unteren Ende mit einem Hebel 60 verbunden. Das entgegengesetzte Ende des Hebels ist mit e_vinem der versetzten Lagerzapfen 55 verbunden, so daß eine Bewegung der Einpreßwalze 22 entweder in Richtung auf die Prägewalze 16 oder von dieser fort hervorgerufen werden kann.

geeigneten Die obere Einpreßwalze 26 ist auf einer Welle 26 in/"Lagern befestigt, die in Lagergehäusen 66 gehaltert sind.

Die Gehäuse 66 sind verschiebbar in dem Rahmen 40 befestigt und mit Betätigungswellen 68 verbunden, die mit einem Antriebssystem 70 verbunden sind, das von Hand durch ein Handrad 72 einstellbar 1st.

Die untere Einpreßwalze 20 und die obere Einpreßwalze 26 sind beide mit elastischen Oberflächen versehen. Diese elastischen Oberflächen werden durch die Laufflächen oder Hülsen 24 bzw'. 28 gebildet. Beide Laufflächen sind in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einem geeigneten elastischen Material, wie z.B. Polyurethan hergestellt und die herausragenden Prägevorsprünge 18 können in diese Lauffläche eingepreßt werden.

Die Spannwalzen 30 und 32 sind, wie es am besten aus den Figuren 2 und 3 zu erkennen ist, auf Jeweiligen Spannwalzen-Wellen und 76 befestigt, die in zwei Hilfsrahmen 78 gehaltert sind, die an dem Eingangsende der Vorrichtung en den Rahmen 40 befestigt sind.

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Diese Spannwalzen weisen, wie es weiter oben erwähnt wurde, elastische Oberflächen auf, die durch Laufflächen 34 und 36 beispielsweise aus Polyurethan-Material gebildet sind.

Die Haltewalze 38 ist auf einem verschwenkbaren Befestigungsarm 80 befestigt, der an dem Schwenkpunkt 82 an dem Hilfsrahmen 78 befestigt ist. Mit Hilfe eines rechtwinkligen Antriebssystems 84 und eines Handrades 86 kann der Druck der Haltewalze 38 gegen die untere Spannwalze 32 eingestellt werden.

Die Prägewalze 16 wird direkt über die Walle 43 angetrieben, die mit einem (nicht gezeigten) geeigneten Antriebssystem gekoppelt ist.

Ein Zahnrad 88 ist/auf die Antriebswelle 43 aufgekeilt, während ein Zahnrad 90 mit der Welle 62 der oberen Einpreßwalze 26 verkeilt ist und mit dem Zahnrad 88 klimmt. Das Zahnrad 90 ist etwas kleiner als das Zahnrad 88 und die obere Einpreßwalze 26 wird daher mit einer Drehzahl angetrieben, die etwas größer als die Drehzahl der Prägewalze 16 ist. Der Unterschied zwischen den Drehzahlen der beiden Walzen sollte relativ gering sein und in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser der oberen Einpreßwalze 26 etwas kleiner als der Durchmesser der Prägewalze 16, so daß der Unterschied in den Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Walzen nicht notwendigerweise so groß Iac, wie der Unterschied der Drehzahlen der beiden Zahnräder 88 und 90. Die Antriebseinrichtungen für die Spannwalzen umfassen eine Kupplung 92, die direkt von der Antriebswelle 43 aus angetrieben wird, sowie ein Zahnrad 94, das mit der Kupplung 92 verschraubt ist. Das Zahnrad 94 kämmt seinerseits mit einem Zahnrad $6, das mit der Welle J6 der unteren Spannwalze 32 verkeilt ist. Ein ähnliches Zahnrad 98 ist mit der Welle 74 der oberen Spannwalze 30 verkeilt und kämmt mit dem Zahnrad 96. Das Untersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern 94 und 96 ist so ausgewählt, daß die Spannwalzen 30

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und 32 mit einer Drehzahl angetrieben werden, die etwas geringer als die Drehzahl der Prägewalze 16 ist. Die Haltewalze ist frei drehbar.

Die untere Einpreßwalze 22 ist ebenfalls frei drehbar. Die Kupplung 92 wird so betrieben, daß sie geringfügig derart rutscht, daß die Spannrollen 30 und 32 sich etwas schneller drehen als mit der Geschwindigkeit, mit der der Antrieb arbeiten würde, wenn die Kupplung voll eingerückt wäre. Auf diese Weise wird der um die Spannwalzen 30 und 32 laufende Blechstreifen einer Bremswirkung ausgesetzt, doch wird die Kupplung 92 so betätigt, daß kein . tatsächliches Rutschen des Blechstreifens auf den Spannwalzen 30 und 32 auftritt, während gleichzeitig eine ausreichende Bremskraft ausgeübt wird, um die gewünschte Spannung in dem Blechstreifen aufrechtzuerhalten.

Im Betrieb wird der Blechstreifen um die verschiedenen Walzen gelegt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Ein Motor zum Antrieb der Antriebswelle 43 der Prägewalze l6 wird eingeschaltet, so daß die obere Einpreßwalze 26 angetrieben wird, wobei gleichzeitig die Kupplung 92 in Drehung versetzt wird und unter der Annahme, daß die Kupplung 92 eingerückt ist, wird auch das Zahnrad 9^ in Drehung versetzt, wodurch die Zahnräder 96 und 98 angetrieben werden und eine Drehung der Walzen 30 und 32 bewirken.

Während des Durchlaufens durch die Spannwalzen 32 und 30 kommt der Blechstreifen mit diesen Walzen in Reibeingriff und wird einer Bremskraft ausgesetzt, weil die Walzen 30 und 32 einem Bremsdrehmoment gegenüber der Prägewalze 16 auage- ■ setzt sind.

Der Blechstreifen läuft von der oberen Spannwalze 30 vertikal nach unten um die Einppeßwalze 22 und gelangt dann zwischen die Einpreßwalze 22 und um die Prägewalze l6 herum. Während die Prägevorsprünge 18 aufeinanderfolgend mit dem Blechstrei-

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fen in Eingriff kommen, wird der Blechstreifen in die elastische Oberfläche oder die Lauffläche 24 der Walze 22 eingedrückt, so daß aufeinanderfolgende quer verlaufende Prägungen eingeprägt werden, die der Form der Prägevorspriinge 18 entsprechen.

Jeder geprägte Teil des Blechstreifens bleibt in Eingriff mit dem jeweiligen Prägevorsprung 18 während der Streifen um die Prägewalze 16 herumläuft und dann mit der oberen Einpreßwalze 26 in Eingriff kommt. Die elastische Oberfläche oder die Lauffläche 28 der Walze 26 ermöglicht es wiederum dem Blechstreifen und den Prägevorsprüngen 18, in die Einpreßwalze eingepreßt zu werden.

Wie es weiter oben erwähnt wurde, kann die Einpreßwalze 26 sich etwas schneller drehen, als die Prägewalze 16. Als Ergebnis kann die Walze 26 entweder eine Reibwirkung oder lediglich einen Druck auf die Oberfläche des Blechstreifens mit einer angepaßten Drehzahl ausüben, so daß der Streifen effektiv fest um die Prägewalze 16 und die Prägevorsprünge 18 herumgewickelt gehalten wird.

Die Drehzahl der Spannwalzen 30 und 32 wird durch das Rutschen der Kupplung 92 gesteuert. Der Zweckbesteht darin, daß die Walzen 30 und 32 eine Bremskraft auf den Streifen ausüben soll, ohne daß der Blechstreifen tatsächlich gegenüber den Walzen 30 und 32 rutschen kann. Das heißt mit anderen Worten, daß der Blechstreifen unter der Zugwirkung der Prägewalze 16 versucht, die Walzen 30 und 32 schneller anzutreiben als sie durch die Zahnräder 9^* 96 und 98 angetrieben werden und die Kupplung 92 rutscht gerade genug, um diese Vergrößerung der Drehzahl zu ermöglichen. Je weniger die Kupplung 92 rutschen kann, desto größer ist die Zugspannung in dem Blechstreifen, solange kein Rutschen zwischen dem Streifen und den Walzen 30 und 32 auftritt.

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Der Drehzahlunterschied zwischen der Prägewalze 16 und der oberen Einpreßwalze 26 ist sehr klein oder nicht vorhanden. Der Drehzahlunterschied wird durch die Betätigung des Handrades 72 eingestellt. Wenn der Druck der Einpreßwalze 26 auf die Prägewalze 16 vergrößert wird, wird die Lauffläche 28 zusammengedrückt so daß der wirksame Durchmesser der Walze 26 verringert wird. Dies wirkt in Richtung eines Ausgleichs der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 26 und 16, so daß kein Rutschen erfolgt.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform kann der Weg des Blechstreifens vereinfacht und verkürzt werden.

In der bevorzugten Ausführungsform läuft der Streifen sowohl um die untere Einpreßwalze 22 und dann zwjs3hen die Prägewalze 16 und die obere Einpreßwalze 26. Hierdurch wird der Streifen während der Prägung sicher festgehalten, so daß eine flache gleichförmige Metallplatte erzeugt wird.

In manchen Fällen kann jedoch eine Platte mit einer unebenen oder gedehnten Form hingenommen werden oder gegebenenfalls wünschenswert sein, und zwar in Abhängigkeit von der abschließenden Verwendung der Platten.

In diesem Fall ist es möglich, den Streifen S so verlaufen zu lassen, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Der Blechstreifen läuft nun um die Haltewalze 58, a*¹ derWalze J52 ohne Berührung vorbei und um die Walze 20 mit einem Umschlingungswinkel von mehr als 90⁰.

Der Streifen gelangt dann in den Preßspalt zwischen der oberen Einpreßwalze 26 und der Prägewalze 16, ohne daß er mit der unteren Einpreßwalze 22 in Berührung kommt. Die Einpreßwalze 22 kann tatsächlich so weit abgesenkt werden, daß sie nicht mehr mit der Walze 16 in Eingriff steht. Der Blechstreifen kann einen Umschlingungsviinkel von ungefähr 45° um die obere

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Einpreßwalze 2β aufweisen, wenn er von der Walze 30 kommt.

Bei dieser Ausführungsform wird eine wesentlich geringere Zugspannung in dem Blechstreifen hervorgerufen. Dies kann für manche Arten von streifenförmigem Material wünschenswert sein, obwohl das Endprodukt wahrscheinlich Dehnungsmarken aufweist oder ungleichförmig oder verworfen ist und zwar auf Grund des Fehlens der Zugspannung.

Pa tentansprüche:

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Claims

- li -

Patentansprüche

( 1.jRotierende Prägevorrichtung zur kontinuierlichen Ausbildung von quer verlaufenden Einprägungen in streifenförmigen Materialien, wie z.B. in Blechstreifen und ähnlichem, gekennzeichne t durch eine Prägewalze (16), die eine Anzahl von quer verlaufenden aus der Oberfläche heraustretenden PrägeνorSprüngen (18) aufweist und die mit einer vorgegebenen Drehzahl antreibbar ist, Einpreßwalzenelemente (22, 26), die mit der Prägewalze (16) unter Druck in Eingriff stehen und eine elastische Oberfläche aufweisen, die durch das Eindrücken der Prägevorsprünge (18) der Prägewalze (16) verformbar ist, wobei das Streifenmaterial zwischen der Prägewalze (16) und den Einpreßwalzenelementen (22, 26) hindurchläuft, und in Bewegungsrichtung des Streifens vor der Prägewalze (16) angeordnete Spannwalzenelemente (50, J52) für das Erfassen des Streifenmaterials vor dem Hindurchlaufen zwischen der Prägewalze (16) und den Einpreßwalzenelementen (22, 26).

2. Prägevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Einpreßwalzenelemente (22, 26) zumindest ein metallisches Walzentei-1 und eine Lauffläche (24, 28) aus elastisch verformbarem Material aufweisen, das um das metallische Walzenteilherumgelegt ist und eine Tiefe und eine Elastizität aufweist, die ausreicht, um die Prägevorsprünge (18) aufzunehmen.

j5. Prägevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche (24, 28) aus Polyurethanmaterial hergestellt ist.

4. Prägevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Einpreßwalze (22, 26)

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in Richtung auf die Prägewalze (1β) und von dieser fort beweglich ist, so daß der zwischen diesen Walzen erzeugte Druck vergrößert oder verkleinert werden kann.

Prägevorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Welle (52) zur Befestigung einer der Einpreßwalzen (22), exzentrische Lagerzapfen (48) auf der Welle, Lagereinrichtungen (46) zur Aufnahme der Lagerzapfen und einen Betätigungsarm (6θ) zur Drehung der Lagerzapfen in dem Lager, wobei eine Drehung der Lagerzapfen eine Bewegung der Welle und der darauf befestigten Einpreßwalze in Richtung auf die Prägewalze und von dieser fort hervorruft.

Prägevorrichtung nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch Antriebseinrichtungen (94, 96, 98) zum Antrieb der in Bewegungsrichtung vor der Prägewalze angeordneten Spannwalzen (30, 32) mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit, die kleiner als die Geschwindigkeit der Prägewalze (16) ist, wobei die Antriebseinrichtungen Kupplungselemente (92) einschließen, die so einstellbar sind, daß sich die Spannwalzen auf Grund der Zugkraft des hindurehlaufenden Materialstreifens mit einer höheren Geschwindigkeit als der vorgegebenen Geschwindigkeit drehen kfitanen, mit der sie angetrieben werden.

Prägevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpreßwalzenelemente eine zweite Einpreßwalze (26) mit einer elastischen Oberfläche (28) einschließen, die in Druckberührung mit der Prägewalze (1β) an einem Punkt stehen, der einen Abstand von der ersten Einpreßwalze (22) aufweist, daß die elastische Oberfläche durch den Druck zwischen der zweiten Einpreßwalze und der Prägewalze (1β) mit dem darüberlaufenden Materialstreifen verformt wird und daß die elastische Oberfläche einen Druck auf den Materialstreifen ausübt und diesen an seinem Platz auf der Prägewalze hält.

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8. Prägevorrichtung nach Anspruch 7* gekennzeichnet durch Antriebseinrichtungen (88, 90), die die zweite

• Einpreßwalze mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit drehen, die größer als die Geschwindigkeit der Prägewalze ist.

9. Prägevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einpreßwalze (26) einstellbar in Richtung auf die Prägewalze (16) und von dieser fort bewegbar ist, so daß der zwischen diesen Walzen erzeugte Druck vergrößerbar oder verkleinerbar ist.

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