DE2344590A1

DE2344590A1 - Strangpressvorrichtung

Info

Publication number: DE2344590A1
Application number: DE19732344590
Authority: DE
Inventors: Clifford Etherington; Derek Green
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1972-09-05
Filing date: 1973-09-04
Publication date: 1974-05-02
Also published as: SE408379B; IT1046535B; FR2197665B2; JPS59290B2; JPS4965369A; NO142107C; NO142107B; FR2197665A2; GB1434201A; DE2344590C2

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 0245

P 23 44-59P. 1 28. November 1973

Anwaltsakte 24 287

United Kingdom Atomic Energy Authority London / Großbritannien

"Strangpreßvorrichtung" Zusatz zu Patent ... (Patentanmeldung P 22 11 696.7)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strangpreßvorrxchtung gemäß Patent ... (Patentanmeldung P 22 11 696.7) mit einem ersten und einem zweiten Teil, zwischen denen ein langgestreckter Durchlaß gebil cet ist, und welche in Längsrichtung des Durchlasses relativ zueinander bewegbar sind, mit einem gegenüber dem zweiten Teil starr befestig-

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ten, in den Durchlaß hineinragenden und diesen versperrenden Begrenzungsteil und mit einer wenigstens ein zunächst dem Begrenzungsteil aus dem Durchlaß herausführendes Formmundstück bildenden Einrichtung, welches sich von dem Durchlaß zu einem Punkt außerhalb der Vorrichtung erstreckt, so daß der Vorrichtung zugeführtes Material durch das Formmundstück hindurch ausgepreßt wird, und mit Einrichtungen zum kontinuierlichen Zuführen des zum Strangpressen bestimmten Materials von einer Stelle außerhalb der Vorrichtung an eine von dem Begrenzungsteil entfernte Stelle des Durchlasses, bei welcher die durch das erste Teil gebildete, in Richtung auf das Begrenzungsteil fortbewegbare Begrenzungsfläche de3 Durchlasses größer ist als die durch das zweite Teil gebildete Begrenzungsfläche desselben, so daß dem Durchlaß zugeführtes Material durch die Reibung an den im ersten Teil gebildeten Begrenzungsflächen des Durchlasses in Richtung auf das Begrenzungsteil mitgenotamen und dadurch durch das Pormmundstück hindurch ausgepreßt wird.

Eine Vorrichtung der genannten Art ist in der Deutschen Patentanmeldung P 22 11 696.7 beschrieben und beansprucht.

Der Durchlaß ist beispielsweise durch eine endlose Nut in dem ersten Teil gebildet, wobei dann das zweite Teil in 3?orm eines Schuhs ausgebildet ist, welcher die Nut über einen Teil ihrer länge überdeckt. Der Schuh ist dabei in möglichst geringem

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. 3 _ jnaqhgereioht]

Abstand über dem ersten Teil und der darin gebildeten Nut angeordnet.

Beim Transport eines zum Strangpressen bestimmten Materials, insbesondere eines Metalls, entlang dem Durchlaß durch Reibung mit den im ersten Teil gebildeten Wandungen des Durchlasses in Richtung auf das Begrenzungsteil kann der dabei in dem Material eintretende Druckanstieg dazu führen, daß ein Teil desselben durch den Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Teil hindurch ausgepreßt wird. Dieses im folgenden als Preßgrat bezeichnete Material ist bestrebt, die beiden Teile auseinanderzutreiben, so daß im Verlauf des Strangpressens ein immer stärkerer Preßgrat zwischen den einander gegenüberstehenden Flächen des ersten und des zweiten Teils ausgepreßt wird.

Durch die Erfindung wird eine Strangpreßvorrichtung gemäß Patent ... (Patentanmeldung P 22 11 696.7) derart verbessert, daß durch eine einfache, wenig aufwendige Anordnung das Entstehen des durch das vorstehend beschriebene Abdrängen des zweiten Teils vom ersten hervorgerufenen instabilen Betriebszustandes verhindert ist. Ein Merkmal der Erfindung besteht darin» daß das zweite Teil ein in den Durchlaß hineinragendes Teil von einer der des Durchlasses im wesentlichen gleichen Breite aufweist.

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Bei einer solchen Ausführung besteht ein allenfalls -vorhandener Spalt für das Entstehen eines Preßgrats lediglich zwischen den Seitenwandungen der Nut im ersten Teil und den diesen gegenüberstehenden Seitenflächen des in die Hut hineinragenden !Teils des zweiten Teils. Dieser Spalt verläuft quer zu der Richtung, in der der Preßgrat zu fließen bestrebt ist, und unterliegt daher nicht dem Einfluß des im Durchlaß zwischen dem ersten und dem zweiten Teil herrschenden Drucks. Die Breite des Spalts bleibt im Betrieb der Torrichtung auch bei einer Bewegung des zweiten Teils vom ersten Teil weg im wesentlichen unverändert, solange das besagte Teil sich noch innerhalb der Nut befindet. Damit bleibt dann auch die Dicke des Preßgrats unverändert.

Dae zweite Teil kann zwar mit einem in die Nut des ersten Teils hineinragenden Steg geformt sein, vorzugsweise findet jedoch ein besonderes Teil dafür Verwendung, welches abnehmbar in eine entsprechende Nut des zweiten Teils einsetzba.r ist» Das Begrenzungsteil zum Absperren des Durchlasses zwischen dem ersten und dem zweiten Teil kann einstückig mit dem abnehmbaren Einsatz ausgebildet sein. In dem abnehmbaren Einsatz ist zunächst dem Begrenaungsteil wenigstens ein Preßmundstück gebildet, welches mit jeweils einem zugeordneten Durchlaß für den Preßstrang im zweiten Teil in Verbindung steht. Zusätzlich kann das zweite Teil Einrichtungen zum Ausrichten der Stellung

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des abnehmbaren Einsatzes gegenüber dem ersten Teil aufweisen.

Das erste Teil ist zweckmäßig als eine Radscheibe ausgebildet, mit einer entlang der Umfangsflache verlaufenden endlosen Nutο Anderenfalls kann das erste Teil auch ein langgestrecktes Teil mit einer darin gebildeten endlosen Nut sein. Ein solches Teil ist beim Strangpressen von einem Material vorteilhaft, welches sich nur schwer biegen oder in eine gekrümmte Form bringen läßt, wie dies bei der Ausführung des ersten Teils als Radscheibe erforderlich ist.

In der Praxis zeigte es sich, daß es bei einem ersten Teil in Form einer Radscheibe zu Ermüdungsbrüchen kommen kann. Diese werden durch bei der Drehung der Radscheibe während des Strangpressens umlaufende Spannungen hervorgerufen. Die Spannungen erreichen ihren Höchstwert an dem Teil der Radscheibe unmittelbar vor und an dem Begrenzungsteil und fallen an dem Teil der Radscheibe unmittelbar hinter dem Begrenzungsteil auf einen Mindestwert ab_o Dieser bei der Drehung der Radscheibe fortgesetzte Umlauf der Spannungen kann schließlich zum Bruch der Scheibe führen.

Um diesem möglichen Mangel abzuhelfen, ist gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß die Radscheibe aus drei aneinanderliegenden Scheiben gebildet ist, von denen die

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mittlere einen kleineren Durchmesser hat als die daran anliegenden äußeren, so daß eine Nut für die Aufnahme des Begrenzungsteils und des zum Strangpressen bestimmten Materials gebildet ist.

Die Spannungen konzentrieren sieh insbesondere in den Ecken der Nut. Durch die Ausbildung der Radscheibe in drei Teilen wird die Spannungskonzentration vermindert, woraus sich eine verlängerte Betriebslebensdauer der Radscheibe ergibt_o Die Scheiben sind zweckmäßig antriebsübertragend auf einer Welle verkeilt bzw» mit dieser verzahnte Die beiden äußeren Scheiben sind gegebenenfalls durch entsprechende Einrichtungen einander entgegengesetzt in Axialrichtung der Yfelle druckbelastet und dadurch mit der mittleren Scheibe fest zusammengehalten.

Das zum Strangpressen bestimmte Material kann ein Metall in Pulverform oder auch ein anderes feinverteiltes Material sein, wobei eine Verdichtung des Pulvers beim Transport entlang dem Durchlaß durch die Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil erfolgen kann.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine mit dem ersten Teil zusammenwirkende Einrichtung zum Verdichten des Pulvers oder feinverteilten Materials zu einem fortlaufenden Band vor dem Eintritt in den Durchlaß vorgesehen.

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ORIGINAL. !NSPECTED

In einer vorteilhaften Ausführung ist !zwischen dem beweglichen ersten Teil und einem angetriebenen Teil am Eingang des Durchlasses zwischen dem ersten und dem zweiten Teil ein Durchtrittsspalt zum Verdichten von Pulver oder anderem feinverteiltem Material gebildet.

Dabei kann, das erste Teil eine von einer Ringnut umgebene Radscheibe sein, welche in vorstehend beschriebener Weise aus drei aneinander gelegten Scheiben gebildet ist» Das angetriebene Teil ist dann zweckmäßig eine Rolle, welche mit ihrem Rand oder einem Randsteg in der die Radscheibe umgebenden Nut läuft.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben» Darin zeigt:

Figo 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Strangpreßvorrichtung,

Figo 2 eine vergrößerte Ansicht im Schnitt entlang der Linie I-I in Pig. 1,

Figo 3 eine schematisierte Darstellung einer aus aneinanderliegenden Scheiben gebildeten Radscheibe,

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Figo 4 eine schematisierte Darstellung einer für die Beschickung mit pulverförmigem Gut eingerichteten Strangpreßvorrichtung und

Fig« 5 eine seitliche Schnittansicht der Anordnung nach Fig ₀ 3.

Die in Figo 1 gezeigte Strangpreßvorrichtung hat ein erstes Teil in Form einer auf einer Welle 2 sitzenden drehbaren Radscheibe 1. Die Radscheibe 1 hat entlang ihrem Umfang eine endlose Nut 3 mit quadratischer Querschnittsiorm_o Ein zweites Teil in Form eines Schuhs 4 ist über einem Teil des Umfangs der Radscheibe 1 angeordnet. In der der Radscheibe 1 zugewandten Fläche des Schuhs 4 ist eine weitere Mut 5 gebildet, in v/elcher ein abnehmbarer und an einem Ende in einem Begrenzungsteil 7 a\islaufender Einsatz 6 Aufnahme findet. Der Einsatz 6 ragt derart in die Hut 3 der Radscheibe 1, daß das Begrenzungsteil 7 die Nut 3 und damit einen zwischen der Radscheibe 1 und dem Schuh 4 gebildeten Durchlaß im wesentlichen sperrte Pur die abnehmbare Befestigung sowie zum Ausrichten des Einsatzes in der Nut 3 sind (nicht dargestellt) Halte- und Einstelleinrichtungen vorhanden. Das Begrenzungsteil ist von einem Formmundstück 8 durchsetzt.

Im Betrieb wird ein zum Strangpressen bestimmtes Material,

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ORtGSMAL INSPECTED

etwa ein Metall in den zwischen der Radscheibe 1 und dem feststehendeii Schuh 4 gebildeten Durchlaß eingebracht» Die in Fig. 1 ±u jfeilriohtung angetriebene Radscheibe 1 nimmt das Material unter den Schuh mit und preßt es durch das Formmundstück hindurch aus.

Wie man in Fig. 2 erkennt_? ist .der in die Nut der Radscheibe hineinragende Einsatz^ so bemessen, daß er die Nut in der Radscheibe verschließt, wobei er sich jedoch nicht in reibender Anlage an deren Y/andungen befindet, sondern jeweils ein feiner Spalt 9 vorhanden ist_o - .

V/ährend des Strangpressens kann ein Teil des Ilaterials in Form eines Preßgrats durch die Spalte 9 austreten. Das Entstehen der Preßgrate bewirkt jedoch keine Änderung der Breite der Spalte 9_f so daß diese konstant bleibt, selbst wenn sich der Schuh vom Rand der Radscheibe 1 weg bewegt,, Dadurch ist ein stabiler Betriebszustand erzielt.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführung beschränkt. So kann der Einsatz beispielsweise auch einstückig mit dem Schuh ausgebildet sein. Ferner können am Begrenzungsteil mehrere Formmundstücke vorhanden sein, und die Hut der Radscheibe kann von mehr als einem Schuh überdeckt sein.

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ORIGINAL iMSPECTED

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Außerdem kann anstelle der von der Hut umgebenen !Radscheibe 1 ein eine endlose Nut aufweisendes langgestrecktes Teil vorgesehen sein· Ein solches Teil ist dann von Vorteil, wenn zum Strangpressen ein Material vorgesehen ist, welches sich schwer biegen oder sonstwie in eine bogenförmig gekrümmte Porn bringen läßt.

Fig. 3 zeigt eine aus drei aneinandergelegten Scheiben gebildete Radscheibe 11. Die innere Scheibe 12 hat einen kleineren Durchmesser als die beiden äußeren Scheiben 15 und 14, so daß eine die Radscheibe umgebende endlose Hut 15 gebildet ist» Die Scheiben sind drehfest auf einer Vielle 16 aufgekeilt od-*r mit dieser verzahnt und durch (nicht gezeigte) Einrichtungen in fester gegenseitiger Anlage gehalten. Zu diesem Zweck v/erden auf die äußeren Seitenflächen der Scheiben 13 und 14, durch Pfeile in Figo 3 angedeutet, einander entgegengesetzte Druckkräfte ausgeübt.

Die hier gezeigte Radscheibe kann die in der vorstehend ausgeführten Patentanmeldung P 22 11 696.7 beschriebene ersetzen und hat die gleiche Yiirkungsweise die diese. Ein die Radscheibe 11 über einen Teil ihres IJmfangs umgebender Schuh 17 überdeckt einen entsprechenden Teil der Nut 15 und bildet mit dieser einen Durchlaß für ein zum Strangpressen bestimmtes Material 15*, etwa ein Metalle Wie bereits in der erwähnten

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SAD ORIGINAL

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Patentanmeldung beschrieben) trägt der Schuh, ein den Durchlaß an einum Ende versperrendes Begrenzungsteil 18, welchem wenigstens ein Poruinundstück 19 zugeordnet ist.

Dank dem Aufbau aus drei einseinen Scheiben ist die Radscheibe weniger anfällig für Ermüdungsbrüche als eine von einer Nut umgebene einstüclcige Radscheibe_o

4 ist eine schematisierte Darstellung einer Vorrichtung zum Strangpressen von pulverf örmigem oder fein verteilt ein Ausgangsmaterial.

Die Vorrichtung enthält eine mit einer waagerechten Antriebswelle 21 verkeilte oder verzahnte Radscheibe 20, in deren Umfangsfläche eine endlose Nut vor ciuadratischer oder rechteckiger Querschnittsform gebildet ist_o An der unteren Seite ist die Radscheibe über einen Teil ihres Uiflfangs ^von einem feststehenden Schuh 23 umgeben.« Ein am Schuh 23 angeformtes Begrenzungsteil 24 ragt in die Kut 22 der Radscheibe und weißt eine deren Querschnitt komplementäre Form auf, um eine Gleitpassung mit dieser su bilden und sie abzusperren,, Dem Begrenzungsteil ist wenigstens ein iOrmmundstück 25 zugeordnete Dieses kann entweder im Begrenzungsteil selbst oder unmittelbar vor diesem im Schuh 23 gebildet sein_o Auf diese Weise ist zwischen der Radscheibe und dem Schuh ein an einem Ende durch

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das Begrenzungsteil 24 verschlossener und am anderen Ende offener Durchlaß 26 gebildet. Wird dem Durchlaß ein zum Strangpressen, bestimmtes Material zugeführt, während die Radscheibe in einer Richtung angetrieben ist, in der sie das Material entlang dem Durchlaß zum Begrenzungsteil hin mitnimmt, so entsteht in dem Material ein zum Auspressen desselben durch das dem Begrenzungsteil zugeordnete ]?ormmundstück bzw«, durch die Formmitndstücke ausreichender Druck.

Bei der Beschickung des Durchlasses mit einem pulverförmigen Material kann dieses über einen Schüttrichter 27 oder eine ähnliche Einrichtung zugeführt werden. Die Zufuhr kann kontinuierlich oder intermittierend erfolgen. Beim Eintritt in den Durchlaß wird das pulverförmige Material verdichtet und durch das Forxnmundstück bzw* die lormmundstücke in Form eines endlosen Drahts ausgepreßt.

Es kann gewisse Vorteile erbringen, das pulverförmige Material vor dem Eintritt in den Durchlaß vorzuverdichten. Zu diesem Zweck kann unmittelbar vor dem offenen Ende des Durchlasses eine angetriebene Rolle 28 angeordnet sein, welche mit ihrem Rand in die die Radscheibe umgebende Hut 22 hineinragt« Der Grad der so in dem Spalt zwischen dem Boden der Nut und dem ümfangsrand der Rolle erzielten Verdichtung läßt sich durch radiales Verstellen des Randes der Rolle innerhalb der Nut verändern.

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Ton dem Spalt zwischen der Rolle und der HUt tritt dann ein vorverdichte-ter Strang des pulverf örmigen Materials in den Durchlaß zwischen, der Radscheibe und dem Schuh.

Bei der um eine waagerechte Achse drehbaren lagerung der Radscheibe ist der Schuh zweckmäßig unterhalb derselben angeordnet, so daß er mit dem jeweils unteren Teil von deren "Umfang zusammenwirkt· Das offene Ende des Durchlasses ist Vorzugs-

weise in einer durch die Drehachse geführten Ebene oder etwas unterhalb derselben angeordnet, so daß das zu verdichtende pulverförmige Material dem unmittelbar vor dem offenen Ende des Durchlasses gebildeten" Spalt unter Schwerkraftwirkung zugeführt werden kann.

Die vorstehenden Angaben beziehen sich zwar auf eine Beschickung mit pulverförmigem Material, es können jedoch auch andere Arten von schüttfähigem, losem Material zu einem Band vorverdiohtet werden. So können dem Spalt zwischen der angetriebenen Rolle und der Hut in der Radscheibe Späne von einem spanabhebenden Bearbeitungsvorgang oder einzelne Metallstückchen zugeführt werden·

~·Patent ansprüche -

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Claims

j NACHGEREtCHTt

Patentansprüche :

1, Strangpreßvorrichtung gemäß Patent ... (Patentanmeldung P 22 11 696.7) mit einem ersten und einem zweiten Teil, zwischen denen ein langgestreckter Durchlaß gebildet ist, und welche in Längsrichtung des Durchlasses relativ zueinander bewegbar sind, mit einem gegenüber dem zweiten Teil starr befestigten, in den Durchlaß hineinragenden und diesen versperrenden Begrenzungsteil und mit einer wenigstens ein zunächst dem Begrenzungsteil aus dem Durchlaß herausführendes Formmundstück bildenden Einrichtung, welches sich von dem Durchlaß zu einem Punkt außerhalb der Vorrichtung erstreckt, so daß der Vorrichtung zugeführtes Material durch das Formmundstück hinduroh ausgepreßt wird, und mit Einrichtungen zum kontinuierlichen Zuführen des zum Strangpressen bestimmten Materials von einer Stelle außerhalb der Vorrichtung an eine von dem Begrenzungsteil entfernte Stelle des Durchlasses, bei welcher die durch das erste Teil gebildete, in Richtung auf das Begrenzüngsteil fortbewegbare Begrenzungsfläche des Durchlasses größer ist als die durch das zweite Teil gebildete Begrenzungsfläche desselben, so daß das dem Durchlaß zugeführte Material durch die Reibung an den im ersten Teil gebildeten Begrenzungsflächen des Durchlasses in Richtung auf das Begrenzungs-

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teil mitgenommen und durch das Formmundstück hindurch ausgepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß da» zweite Teil (4) ein in den Durchlaß (3) hineinragendes Teil (6) von einer der des Durchlasses im wesentlichen gleichen Breite aufweist.

2·*Strangpreßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Durchlaß (3) hineinragende Teil (6) abnehmbar an dem zweiten Teil (4) befestigt ist.

3· Strangpreßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das abnehmbare Teil (6) in eine Nut (5) in einer das erste Teil (1) überdeckenden Fläche des zweiten Teils (4) eingesetzt ist.

4· Strangpreßvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Radscheibe £11) mit einer endlosen Nut (15) darin, durch einen einen Teil der Nut überdeckenden und mit diesem einen Durchlaß bildenden Schuh (17), durch ein von dem Schuh in die Nut hineinstehendes und den Durchlaß an einem Ende absperrendes· Begrenzungsteil (18) ₉ wobei die Radscheibe relativ zu dem Schuh in Richtung auf das Begrenzungsteil drehbar ist, durch wenigstens ein dem Begrenzungsteil zugeordnetes Formmund-Btück (19) und durch Einrichtungen zum Zuführen eines zum Strangpressen bestimmten Materials (15*) zu dem vom Begrenzungsteil entfernten Ende des Durchlasses, so daß das Material

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durch Reibung in der Nut in Richtung auf das Begrenzungsteil mitgenommen und durch das Formmundstüok ausgepreßt wird, sowie ferner dadurch, daß die Radscheibe drei aneinandergelegte Scheiben (12, 13, 14) aufweist, von denen die mittlere (12) einen kleineren Durchmesser hat als die daran anliegenden äußeren (13, 14), so daß auf diese ¥eise eine Nut für die Aufnahme des Begrenzungsteils und des zum Strangpressen bestimmten Materials gebildet ist, und daß Einrichtungen zum Zusammenhalten der Scheiben in gegenseitiger Anlage vorhanden sind.

5. St rangpre ßvor rieht ung, gekennzeichnet durch eine Radscheibe (20) mit einer endlosen Nut (22) darin, durch einen einen Teil der Nut überdeckenden und mit diesem einen Durchlaß (26) bildenden Schuh (23), durch ein von dem Schuh in den Durchlaß hineinstehendes, diesen an einem Ende absperrendes Begrenzungsteil (24), wobei die Radscheibe relativ zum Schuh in Richtung auf das Begrenzungsteil drehbar ist, durch wenigstens ein dem Begrenzungsteil zugeordnetes Formmundstück (25) und durch Einrichtungen zum Zuführen eines zum Strangpressen bestimmten Materials zu dem vom Begren— zungsteil entfernten Ende des Durchlasses, so daß das Material durch Reibung in der Nut in Richtung auf dae Begrenzungsteil mitgenommen und durch das Formmundstück hindurch

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ausgepreßt wird, sowie ferner dadurch, daß ein am vom Begrenzungsteil entfernten Ende des Durchlasses angeordnetes angetriebenes !eil (28) zusammen mit der Hut in der Radscheibe einen Spalt zum Verdichten eines schüttfähigen Materials zu einem kontinuierlichen Strang vor dem Eintritt in den Durchlaß bildet.

6. Strangpreßvorriehtung nach Anspruch 5 t dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheibe (20) eine entlang ihrem Umfang verlaufende endlose Hut (22) hat, und daß das angetriebene !eil (28) eine Rolle ist, deren Rand zusammen mit der Hut den Spalt bildet.

7. Strangpreßvorriehtung nach Anspruch 5 oder 6, gekenn-, zeichnet durch eine Einrichtung (27) für die Schwerkraftbeschickung des Spalts mit einem sohüttfähigen Material.

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