DE2060268A1 - Verfahren zur Herstellung eines stranggepressten UEberzugs auf einem sich kontinuierlich vorwaerts bewegenden Kern oder Strang - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines stranggepressten UEberzugs auf einem sich kontinuierlich vorwaerts bewegenden Kern oder StrangInfo
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7ο Dez. 1970
British Insulated Callender's Cables Limited,
21 Bloomsbury Street, London, W.C.1., England
Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen
Patentanmeldung Nr. 60011/69 vom 9. Dez. 1969 beansprucht.
Verfahren zur Herstellung eines stranggepreßten Überzugs auf einem sich kontinuierlich vorwärtsbewegenden
Kern oder Strang
(Zusatz zu P 19 28 657.8) (Anwaltsakte 69 092)
• Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von isolierten
elektrischen Kabeln und Drähten, bei welchen ein Überzug durch Strangpressen direkt oder indirekt auf das Kabel oder den
Draht aufgebracht und das überzogene Kabel oder der überzogene Draht dann kontinuierlich durch einen Behälter hindurchgeleitet
wird, in welchem der Überzug, der Mantel oder die Abdeckung ausgehärtet oder verfestigt oder auf andere V/eise durch Zugabe oder
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Abzug von Wärme behandelt wird. Beispiele für solche Überzugmaterialien
sind natürliche Gummizusammensetzungen, synthetische gummiartige Verbindungen, wie beispielsweise Ifeopren
(polychlorbutadien), Butylgummi, Silicongummi und Styrol-Butadiengummi
(GR-S), sowie synthetische Plastikmaterialien bzw. Kunststoffe·, wie beispielsweise Olefin-Polymere, die ein geeignetes
Reaktionsmittel zur Bildung einer Vernetzung zwischen den Molekülen der Kunststoffe während des Aushärtungsprozesses
enthalten, wobei jedes der Materialien (im nachfolgenden "Überzugsmaterialien"
genannt) Zusätze enthalten kann oder nicht, um es elektrisch leitend zu machen«
Das Kabel oder der Draht, auf welches bzw. welchen das Überzugmaterial durch Strangpressen aufgebracht wird, kann blank
oder vorher überzogen oder verseilt sein, oder es kann sich um eine Gruppe von blanken oder vorher überzogenen Drähten oder
verseilten Strängen handeln, die ein Kabel bilden, und der Einfachheit halber werden alle diese Kabel und Drähte im nachfolgenden
in dem Ausdruck "Kern" zusammengefaßt.
In der Hauptanmeldung P 19 28 657.8 ist ein Verfahren zum Herstellen eines stranggepreßten Überzugs auf einem sich
kontinuierlich vorwärts bewegenden Kern beschrieben und beansprucht, bei welchem der Kern durch das Kernrohr einer Strangpreßmaschine
hindurchgeleitet wird, welche einen kontinuierlichen Überzug auf den Kern aufbringt, wobei der überzogene Kern
veranlaßt wird, durch eine Kammer hindurchzugelangen, die gegenüber dem Auslaßende der •-'trangpreßmaschine hermetisch abgedichtet
ist und ein strömungsfähiges Medium unter Überatmosphärendruck enthält, um eine kontinuierliche Behandlung des Überzugs
zu bewirken, und wobei ein unter Druck stehendes Strömungsmittel
in das Innere des Kernrohres injiziert und auf einem Druck gehalten wird, welcher geringer ist als derjenige des strömungs-
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fähigen Mediums, und zwar um einen solchen Betrag, daß die
Druckdifferenz über den stranggepreßten Überzug hinweg an der
Strangpreßöffnung ausreicht, um den stranggepreßten Überzug fest auf den Kern zusammenfallen bzw. aufschrumpfen zu lassen,
wenn dieser aus der Strangpreßmaschine austritt, aber nicht ausreicht, um den stranggepreßten Überzug entlang dem Kernrohr
zurückzudrücken.
Infolge des Umstandes, daß eine Druckdifferenz über den
stranggepreßten Überzug hinweg am Strangpreßmundstück verwendet wird, um den Überzug fest auf den sich vorwärtsbewegenden
Kern aufzuschrumpfen, brauchen für die Herstellung von Überzügen, die bis zu einer engen Toleranz aufgebracht werden, die
innere Matrize oder Spitze und die äußere Matrize am StrangpreßmundsWck
der s^^
gleichen engen Toleranz hergestellt zu werden, wie es sonst der Fall sein würde, wenn der Überzug durch Strangpressen aufgebracht
wird, da die Wanddicke des Überzugs durch Verändern der Durchgangsgeschwindigkeit des Kerns kontrolliert bzw. gesteuert
werden kann. Demgemäß kann der gleiche Satz von Innenmatrize oder Spitze und Außenmatrize für im wesentlichen alle
Kerne des gleichen Nenndurchmessers verwendet werden, wodurch die Werkzeugkosten, die sonst anfallen würden beträchtlich reduziert
werden. Das Verfahren nach der Hauptanmeldung hat außer dem den wesentlichen Vorteil, daß es auch bei der Herstellung
von stranggepreßten Überzügen auf profilierten Kernen von
nichtrundem Querschnitt angewandt werden kann, z.B. bei Aluminium-»-Volleitern
von Sektorform, und zwar mit im wesentlichen dem gleichen Grad von enger Toleranz in der Radialdicke des
stranggepreßten Überzugs wie dem der Überzüge für gleichwertige Kerne von rundem Querschnitt. Darüber hinaus kann dieses Verfahren
an Kernen von profiliertem Querschnitt verwirklicht werden, wobei Innenmatrizen oder Spitzen von rundem Querschnitt
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und Außenmatrizen mit runden Aussparungen von entsprechendem Durchmesser verwendet werden, wodurch eine beträchtliche Einsparung
an Kosten für die Werkzeug-Matrizensätze erzielt wird.
Mit dem Ziel, im wesentlichen die Möglichkeit zu vermeiden, daß ein Raum oder Räume zwischen einem stranggepreßten
Überzug aus isolierendem Material auf einem Kern und einem darunter und/oder darüber liegenden Überzug aus halbleitendem Material,
welches eine innere oder äußere Abschirmungsschicht bildet, entsteht bzw. entstehen, wobei in dem Raum oder den Räumen
elektrische Entladungen stattfinden können, wurde bereits vorgeschlagen,
gleichzeitig auf einen Kern mindestens eine Schicht
aus isolierendem Überzugsmaterial und mindestens eine Schicht aus halbleitendem Überzugsmaterial strangzupressen, wobei diese
Materialien in der Lage sind, sich aneinander zu binden, um einen zusammengesetzten Überzug auf dem Kern zu bilden, bei dem ein
vollständiger und inniger Kontakt an der Zwischenfläche zwischen aneinanderliegenden Schichten von Überzugsmaterial vorhanden
ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Erfindung der
Hauptanmeldung P 19 28 657.8 zu verbessern oder abzuändern und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines
stranggepreßten zusammengesetzten Überzugs mit zwei oder mehr Schichten aus unterschiedlichen Überzugsmaterialien auf einem
sich kontinuierlich vorwärtsbewegenden Kern zu schaffen, welches bzw. welche alle Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung
nach der Hauptanmeldung hato
Erfindungsgemäß besteht das Verfahren darin, daß der
Kern durch das Kernrohr einer Strangpreßmaschine hindurchgeleitet wird, welche stranggepreßte, rundum kontinuierliche
Schichten aus dem Überzugsmaterial gleichzeitig zum Auslaßende der Strangpreßmaschine fördert, daß die stranggepreßten
Schichten in Strömungsrichtung vor.dem Auslaßende der Strangpreßmaschine
in vollständigen und innigen Zwischenflächenkontakt gebracht werden, daß eine kontinuierliche Behandlung des so gebildeten
zusammengesetzten Überzugs durch Hindurchleiten des überzogenen Kerns durch eine Kammer hindurch bewirkt wird, welche
gegenüber dem Auslaßende der Strangpreßmaschine hermetisch abgedichtet ist und ein strömungsfähiges Medium unter Überatmosphärendu£,ck
enthält, und daß zur gleichen Zeit ein unter Druck stehendes Strömungsmittel in das Innere des Kernrohres
injiziert und auf einem Druck gehalten wird, der geringer als derjenige des strömungsfähigen Mediums ist, und zwar um einen
solchen Betrag, daß die Druckdifferenz über den stranggepreßten
zusammengesetzten Überzug hinweg am Strangpreßmundstück ausreicht, um den stranggepreßten zusammengesetzten Überzug dazu
zu bringen, daß er fest auf den Kern aufschrumpft, sobald dieser die ütrangpreßmaschine verläßt, aber nicht ausreicht, um
den stranggepreßten zusammengesetzten Überzug entlang dem Kernrohr zurückzudrücken.
Wenn der zusammengesetzte Überzug durch Anwendung von Wärme ausgehärtet oder verfestigt werden soll, dann ist das
strömungsfähige Medium Dampf oder ein anderes geeignetes strömungsfähiges Aushärtungömedium, und die Kammer enthält allgemein
ebenfalls ein Kühlmittel mit im wesentlichen dem gleichen Druck wie dem des Aushärtungsmediums zur Kühlung des ausgehärteten
Zusammengesetzben Überzugs. Wenn die Behandlung des
zusammengesetzten Überzugs darin besteht, diesem kontinuierlich
Wärme zu entziehen, dann ist das strömungsfähige Medium Wasser oder ein anderes geeignetes strömungsfähiges Kühlmittel.
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Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Herstellung eines Kerns mit einer stranggepreßten Isolierschicht, die zwischen einer stranggepreßten inneren und äußeren HaIbleiterschicht
eingelegt und mit vollständigem und innigem Zwischenflächenkontakt an diese gebunden ist, können die
beiden Halbleiterschichten das gleiche halbleitende Überzugsmaterial sein, oder diese beiden Halbleiterschichten können
aus unterschiedlichen halbleitenden Überzugsmaterialien bestehen, Im letzteren Falle kann die äußere Halbleiterschicht
ein halbleitendes Überzugsmaterial umfassen, welches von einer solchen Zusammensetzung ist, daß die Bildung an die darunter
liegende stranggepreßte Isolierschicht schwächer ist als diejenige
zwischen der inneren Halbleiterschicht und der stranggepreßten Isolierschicht, wobei dadurch das Zurückschneiden
und Abstreifen der äußeren Halbleiterschicht für Verfcin(iungs-
oder Endanschlußzwecke erleichtert werden. Wenn das für die Isolierschicht verwendete Überzugsmaterial XL-Polyäthylen ist,
so wird es vorgezogen, für die innere Halbleiterschicht herkömmliches, verträgliches Halbleiter-XL-Polyäthylen und für
die äußere Halloleiterschicht irgendein beliebiges halbleitendes Polymer oder eine Gummiverbindung zu verwenden, welches
bzw. welche mit quervernetzbarem Polyäthylen verträglich ist, wie beispielsweise EPR und Copolymere von Äthylen und Propylen
von entsprechend hohem Schmelzpunkt.
Das Strömungsmittel, welches in das Kernrohr injiziert wird, ist vorzugsweise, aber nicht unbedingt, ein inertes Gas,
wie beispielsweise Stickstoff.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zum Strangpressen eines zusammengesetzten Überzugs mit zwei oder
mehr rundum kontinuierliche Schichten aus unterschiedlichen
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Überzugsmaterialien auf einem sich "vorwärtsbewegenden Kern und
zum kontinuierlichen Behandeln des zusammengesetzten Überzugs mit einem strömungsfähigen Medium bei Überatmosphärendruck,
wobei die Vorrichtung eine Strangpreßmaschine umfaßt, die ein ringförmiges Strangpreßmundstück aufweist, welches durch
eine äußere Matrize und eine innere Matrize oder Spitze festgelegt ist, die am vorderen Ende eines Kernrohres sitzen,
welches sich durch die Maschine hindurch erstreckt und in Strömungsrichtung vor dem Strangpreßmundstück mindestens eine
Zwischenmatrize oder -spitze aufweist, wobei die Zwischenmatrize oder -matrizen so mit Bezug auf die innere und äußere
Matrize, sowie, wo angemessen, zueinander angeordnet ist bzw. sind, daß die stranggepreßten Schichten aus den Überzugsmate—
rialien veranlaßt werden, in Strömungsrichtung vor dem Strangpreßmundstück
in vollständigen und innigen Zwischenflächenkontakt zu kommen, wobei Dichtungsmittel am hinteren Ende des
Kern-rohres vorgesehen sind, welche den Durchgang des Kerns
zulassen, daß ferner eine Behandlungskammer vorgesehen ist, die gegenüber dem Auslaßende der Strangpreßmaschine hermetisch,
abgedichtet ist und durch welche der aus dem Strangpreßmundstück austretende überzogene Kern hindurchgeleitet wird, daß
ferner eine Einrichtung zum Einführen eines strömungsfähigen Mediums unter Überatmosphärendruck in die Behandlungskammer
hinein vorgesehen ist, und daß schließlich eine Einrichtung zum Injizieren eines unter Druck,stehenden Strömungsmittels
in das Innere des Kernrohres vorgesehen ist.
Vorzugsweise enthält die Vorrichtung außerdem eine
Differenzdruck-Steuervorrichtung, welche der Behandlungskammer und dem Kernrohr zugeordnet ist, wodurch das Indizieren des
unter Druck stehenden Strömungsmediums in das Kernrohr automatisch gesteuert werden kann, um die Druckdifferenz über den
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stranggepreßten zusammengesetzten Überzug hinweg am Strangpreßmundstück
auf einem gewünschten Wert zu halten. Außerdem enthält die Vorrichtung vorzugsweise eine Vakuumpampe, welche
mit dem Kernrohr verbunden ist, und die Vakuumpumpe kann ebenfalls durch die Differenzdruck-Steuervorrichtung gesteuert
werden, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß eine im wesentlichen konstante Druckdifferenz über den stranggepreßten
zusammengesetzten Überzug hinweg am Strangpreßmundstück von anfänglichen Anlaufbedingungen, wenn der Druck im Innern der
Behandlungskammer atmosphärisch ist, aufgebaut und aufrechterhalten
werden kann, bis Normallaufbedingungen erreicht sind.
Das Verfahren sowie die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung können irgendeines oder mehrere der Merkmale des
Verfahrens und der Vorrichtung enthalten, wie sie in der Hauptanmeldung beschrieben und beansprucht sind.
Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie fceLspielweise
wiedergebenden Zeichnung im einzelnen beschrieben, und zwar zeigt
Fig. 1 eine allgemeine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aushärten eines
stranggepreßten zusammengesetzten Überzugs, während
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch den Kopf eines Kreuzkopf-Extruders, der einen Teil der
Vorrichtung bildet, wiedergibt.
Nach Fig. 1 wird ein blanker Aluminium-Volleiter 1 von
im wesentlichen sektorförmigem Querschnitt, wobei auf den leiter ein stranggepreßter zusammengesetzter Überzug mit einer
Innenschicht aus halbleitendem Polyäthylen aufgebracht werden
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soll, welche in vollständigem und innigem Zwischenflächenkontakt an eine äußere Isolierschicht aus Polyäthylen gebunden
wird, von einer Trommel 2 durch eine Abzugseinhei-fc 3 abgezogen
und in eine Strangpreßmaschine 4 eingeführt, wo der zusammengesetzte
Überzug aufgebracht wird. Beim Austritt aus dem Kopf der Strangpreßmaschine 4 gelangt der überzogene Leiter 1 unmittelbar
in eine geneigte Aushärtungskammer 5, die mit Dampf unter Überatmosphärendaick und an ihrem unteren Ende mit Kühlwasser
bei gleichem Druck gefüllt und gegenüber dem Auslaßende der Strangpreßmaschine hermetisch abgedichtet ist, von wo er
durch Kühlmittelbehälter (nicht dargestellt) wandert und durch eine Abzugseinheit 6 einer Aufnahmetrommel η zugeführt wird.
Nach Fig. 2 weist der Kreuzkopf 10 der Strangpreßmaschine 4 an seinem Auslaßende ein ringförmiges Strangpreßmundstück
auf, welches durch eine äußere Matrize 11 und eine innere Matrize oder Spitze 12 gebildet wird, die am vorderen
Ende eines Kernrohres 14 befestigt ist, das sich durch den Kopf hindurch erstreckt. In Strömungsrichtung vor dem Strangpreßmundstück
befindet sich eine Zwischenmatrize oder -spitze 13. Halbleitendes Polyäthylen 8 in plastischem Zustand wird dem
Ringraum zwischen der Innenmatrize 12 und der Zwischenmatrize 13 über einen Zuführungskanal 15 zugeführt, und Polyäthylen 9
wird in plastischem Zustand dem Singraum zwischen der Zwischenmatrize
13 und der äußeren Matrize 11 über einen Zuführungskanal 17 zugeführt. Die Zwischenmatrize 13 ist mit Bezug auf
die äußere Matrize 11 und die Innenmatrize 12 so angeordnet,
daß die stranggepreßten Schichten 8 und 9 aus halbleitenden Polyäthylen und isolierendem Polyäthylen in Strömungsrichtung
vor dem Strangpreßmundstück bzw. der Strangpreßöffnung in
vollständigen und innigen Zwischenflächenkontakt kommen. Am hinteren Ende des Kernrohres 14 befindet sich eine Dichtung 16,
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welche eine strömungsmitteldichte Abdichtung mit dem Leiter 1 bildet, wenn dieser in das Kernrohr gelangt. Die Aushärtungskammer 5>
welche gegenüber dem Kreuzkopf 10 hermetisch abgedichtet ist, hat einen im wesentlichen zylindrischen Querschnitt
und weist an ihrem Auslaßende eine Dichtung auf, die eine strömungsmitteldichte Abdichtung mit dem zusammengesetzten
überzogenen Leiter bildet, wenn dieser aus der Kammer austritt.
Während auf den Leiter 1 der zusammengesetzte überzug aus der halbleitenden Polyäthylenschicht 8 und der isolierenden
Polyäthylenschicht 9 stranggepreßt und in der Aushärtungskammer 5 ausgehärtet wird, befindet sich der Dampf in der Aushärtungskammer
auf Überatmosphärendruckj z.B. einem Druck innerhalb
des Bereiches von 13,35 bis 14,75 kg/cm2 (190 bis 210 p.s.i.g.). Unter Druck stehender Stickstoff wird in das Kernrohr
14 injiziert, und mittels einer Differenzdruck-Steuervorrichtung, die der Aushärtungskammer 5 und dem Kernrohr zugeordnet
ist, wird die Druckdifferenz über den stranggepreßten zusammengesetzten Überzug hinweg am Strangpreßmundstück auf
einem Druck innerhalb des angenäherten Bereiches von 0,03 bis 0,07 Atmosphären im wesentlichen konstant gehalten.
Durch dieses Verfahren kann ein zusammengesetzter Überzug mit einer inneren halbleitenden quervernetzbaren Polyäthylenschicht
mit einer Radialdicke von 0,5 mm (0,02 Zoll) und einer äußeren isolierenden quervernetzbaren Polyäthylenschicht
mit einer Radialdicke von 2,8 mm (0,1 Zoll) auf einen sektorförmigen
Leiter mit einer Gesamttoleranz von + oder - 0,05 mm
(0,002 Zoll) aufgebracht werden.
Geeignete Differenzdruck-Steuervorrichtungen für die Verwendung bei der Vorrichtung und dem Verfahren der vorliegen-
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den Erfindung sowie deren Betriebsweise sind in den !Figuren
3 und 4 der Hauptanmeldung dargestellt und anhand derselben beschrieben. ■
Wenn dem Strömungsmittel im Kernrohr die Möglichkeit gegeben wird, dauernd aus dem Kernrohr auszutreten, und dieses,
laufend in das Kernrohr unter der automatischen Steuerung einer Differenzdruck-Steuervorrichtung injiziert wird, so kann ein
kontinuierliches Auslecken des Strömungsmittels über ein Ventil erfolgen, welches mit dem Kernrohr verbunden ist,
und/oder dieses Auslecken kann durch entsprechende Einstellung der Dichtung in Strömungsrichtung vor dem Kernrohr über die
Dichtung erfolgen. Im letzteren lalle dient das abströmende Strömungsmittel dazu, die Reibung zwischen dem sich bewegenden Kern und der Dichtung zu vermindern.
Dichtungsmittel, die sich für das Abdichten des hinteren
Endes des Kernrohres der erfindungsgemäßen Vorrichtung eignen, sind Gegenstand der zugehörigen Patentanmeldung P
(Anwaltsakte 70 133) vom gleichen Tage.
Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden
Patentanspruch 1 umri ssenen Ausführungsform und bezieht
sich vor allem auch auf sämtliche -^rfindungsmerkmale, die im
einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung
und Zeichnung offenbart sind.
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Claims (1)
- -K-43L70 132 gü/h. 7ο Dezember 1970Pat entans prüche1 .J Verfahren zur Herstellung eines stranggepreßten zusammengesetzten Überzugs mit einer oder mehreren Schichten I aus unterschiedlichen Überzugsmaterialien auf einem sich !kontinuierlich vorwärtsbewegenden Kern, unter Abänderung des Verfahrens nach der Hauptanmeldung P 19 28 657«8, dadurch 'ιgekennzeichnet, daß der Kern durch ein Kernrohr einer Strangpreßmaschine geleitet wird, welche stranggepreßte, rundum '. kontinuierliche Schichten aus den Überzugsmaterialien gleich- j zeitig in Richtung auf das Auslaßende der Stranpreß-maschine fördert, daß die stranggepreßten Schichten in Strömungsrichtung vor dem Auslaßende der Strangpreßmaschine in voll- : ständigen und innigen Zwischenflächenkontakt miteinander ge- \ bracht werden, daß eine kontinuierliche Behandlung des so · gebildeten zusammengesetzten Überzugs bewirkt wird und daß der aus der Strangpreßmaschine austretende stranggepreßte zusammengesetzte Überzug veranlaßt wird, sich fest auf den Kern gemäß dem Verfahren der Hauptanmeldung aufzuschrumpfen. (2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, . {daß der stranggepreßte zueammengesetzte Überzug eine Schicht \aus isolierendem Material aufweist, welche sich zwischen Ieiner inneren und äußeren Schicht aus Halbleitermaterial jbefindet. V3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und äußere Sohioht aus unterschiedlichen Halbleitermaterialien bestehen, wobei das Halbleitermaterial109824/1793- 13 -der äußeren Schicht von einer solchen Zusammensetzung ist, daß die Bindung mit der darunterliegenden Schicht aus Isoliermaterial schwächer ist als diejenige' zwischen der Innensohicht aus Halbleitermaterial und der darüberliegenden Schicht aus Isoliermaterial.4. Vorrichtung zum Strangpressen eines zusammengesetzten Überzugs mit zwei oder mehr rundum kontinuierlichen Schichten aus unterschiedlichen Überzugsmaterialien auf einen sich vorwärtsbewegenden Kern und zum kontinuierlichen Behandeln des zusammengesetzten Überzugs mit einem strömungsfähigen Medium bei Überatmosphärendruck durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» nach P 19 28 654.8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangpreßmaschine in Strömungsrichtung vor der ringförmigen Strangpreßöffnung, welche durch äußere und innere Matrizen bestimmt wird, zumindest eine Zwischenmatrize oder -spitze aufweist, wobei die Zwischenmatrize oder -matrizen mit Bezug auf die inneren und äußeren Matrizen und, wo angemessen, zueinander so angeordnet sind, daß die stranggepreßten Schichten aus den Überzugsmaterialien in Strömungsrichtung vor dem Strangpreßmundstüok in voll·* ständigen und innigen Zwischenflächenkontakt miteinander gebracht werden.109824/1793Leerseite
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8278 | Suspension cancelled | ||
8230 | Patent withdrawn |