DE6751924U

DE6751924U - Zweizylinder-formpressen

Info

Publication number: DE6751924U
Application number: DE6751924U
Authority: DE
Inventors: David Stern
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-07-28
Filing date: 1968-07-26
Publication date: 1969-02-13
Also published as: DE1779280B2; DE1779280A1; GB1240824A

Description

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DR. EULE DR. BERG DIPL.-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE B MÜNCHEN 2. H I LB LESTR ASS E ZO

• Df. CuIa Df. DefQ Dlpl.-Inp. Slopf, Q MOnchen 1, HilbloslroBe 20 ·

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.id.«. ^Y1/^Kx Da^_n, 26. Juli 1968

Anwaltsakten Nr. Ϊ7 521

David Stern. Y/indsor, Berkshire / England

Zweizylinder-Formpressen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Plastifiziervorrichtung und auf ein Verfahren, zum Plastifizieren von Plastikmaterial .

(08Tl) *5 16 20 81 Telegramme: ΡΑΪΕΜΤΗΛΕ MSncfien Bant: Bcyarisci» V-remsbant Mündien <53 ICO Posisd-.ecfc: MOnchen 653 ·43

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Stromes von plastifiziertem Plastikmaterial mit mindestens zwei parallel an eine gemeinsame Austritteöffnung angesohlossenen Kammern, jeder Kammer zugeordneten Einrichtungen WxM Plastifizieren des Materials in der Kammer vnd eine Einrichtung zum Pressen des plastifizieren Materials aus jeder der Kammern in die Austrittsöffnung, wobei eine Einrichtung zum Versperren jeder der entsprechenden Kammern gegen die Austrittsöffnung vorgesehen ist.

In einer Form der Erfindung ist die Sperrvorrichtung derart, di.ß zu einem gegebenen Zeitpunkt nur eine Kammer mit der Austrittsöffnung in Verbindung stehen kann.

In einer anderen Form der Erfindung ist die Sperrvorrichtung derart, daß beide Kammern gleichzeitig in Verbindung mit der Austrittsöffnung stehen können.

Die Erfindung umfaßt eine Vorrichtung wie oben beschrieben in Kombination mit einer SpritzgußmpConine, in der die AustrittsÖffnung der Vorrichtung zum Fällen einer oder mehrerer Spritzformen in der Spritzgußmaschine angeordnet ist.

Die Erfindung umfaßt ferner eine Vorrichtung wie oben beschrieben in Kombination mit einer Blasformmaschine, in

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der die Austrittsöffnung der Vorrichtung zum Füllen einer oder mehrerer Formwerkzeuge in der Blasformmaschine angeordnet ist.

Dis Erfindung umfaßt ferner- eine Vor-riöhirung Wie oben beschrieben in Kombination mit einer Strangpreßform, die als Extruder betrieben werden kann.

Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zum Erzeugen eines Stroms von plastifiziertem Plastikmaterial bei welchem das Material mindestens in zwei getrennten Kammern plastifiziert wird, die Kammern an eine gemeinsame Austrittsöffnung angeschlossen sind und das plastifizierte Material aus einer der Kammern zu der Austrittsöffnung gepreßt wird, während eine weitere oder die zweite Kammer mit Material nachgefüllt wird und das Material in der Kammer plastifiziert wird.

Vorzugsweise wird das Plastikmaterial in eine Form gepreßt, nachdem es die Austrittsöffnung verlassen hat und' die Form wird mit Material nur aus einer Kammer vollkommen gefüllt.

In dieser Form kann eine zweite Preßform aus einer zweiten Kammer vollkommen gefüllt werden, während die erwähnte eine Kammer mit neuem Material gefüllt wird und dieses

plastifiziert wird*

In einer anderen Form der Erfindung wird das Plastikmaterial in eine Form gepreßt, nachdem es die Austrittsöffnung verlassen hat, und der Inhalt (oder ein l'eil des Inhaltes) von mehr als einer Kammer zum Füllen der Form benutzt iwird.

-JJIn der letztgenannten Form wird vorzugsweise eine erste Kammer angeschlossen, um einen '^eil der Form zu füllen-Sie wird daraufhin von der Form getrennt und eine zweite Kammer wird angeschlossen, um einen anderen 'l^leil der Form zu füllen.

Wahlweise wird eine erste Kammer angeschlossen, um einen 'Teil der Form zu füllen und es wird eine zweite Kammer an '-,

üie Form angeschlossen, um einen anderen Teil -der Form §& ^-"lf^iWli^'*'^^zu füllen, bevor die erste Kammer von der Form: setrennt

Asa«.«. tfCte.*-* AA'Fi-e-iL.¹ "j. . ■ _ - ^D

wird.

Die erste Kammer kann mehr als einmal benutzt werden, um die Form zu füllen.

In einer anderen Ausführungsform können die Kammern nacheinander an die Austrittsöffnung angeschlossen werden, d.h. ohne den Materialiluß zu unterbrechen.

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(O - 5 -

ils werden nun einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung als Beispiele anhand der Zeichnungen erläutert.

Figo 1 ist eine schematische Seitenansicht einer typischen Spritzgußmaschine.

Figo 2 ist eine Draufsiciit auf eine Spritzgußmaschine nach

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Merkmal der Erfindung erkennen läßt, in der ein Seil weggebrochen ist.

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines Ventils, das in einer ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, in drei Betriebastellungen.

Figo 5 ist eine schematische Ansicht einea Ventils, das in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, ebenfalls in drei Betriebsatellungen.

Fig. 6 ist eine schematische Ansicht eines Drehventila für intermittierenden oder kontinuierlichen Betrieb,

Figo 7 ist eine Darstellung des Ventils nach fig» 6 in Anordnung zum Betätigen eines luikrööchälters.

Fig. 8 ist eine 3chematische Ansicht eines Satzes Versehiebeventile für intermittierenden oder kontinuierlichen Betrieb; und

Pig. 9 ist eine Darstellung eines Tentils nach Fig. 8 in Anordnung zum Betätigen eines Mikroschalters.

i'igs. 1, 2, 3 und 4 stellen eine erste Ausführungsform der Erfindung bei Anwendung an eine Spritzgußmas. nine dar.

Wie in Pig. I gezeigt, "besitzt eine typische Spritzgußmaschine einen Schließkopf 11, eine bewegliche Formplatte 12, eine feststehende Formplatte 13 und eine Spritzform 14, die aus zwei feilen gebildet ist, wobei jeweils ein Teil an einer der Formplatten befestigt iat, so daß die Formteile geschlossen werden, wenn die ""ormpiatte 12 gegen die Formplatte 13 bewegt wird* Die Maschine hat ein Spritzaggregat 15 sowie Dreh- und Schubmotoren 16, welche das Spritzaggregat 15 antreiben.

Erfindungsgemäß hat eine Spritzeinheit, wie sie in ^ig. 3 dargestellt ist, eine Austritts^ffnung oder Düse 17, die von zwei parallel angeordneten Plastifizlereinrichtungen A und B gespeist wird. Die Plastifiziereinriohtungen haben Heizbänder 19, welche feststehende Gehäuse 20 umschließen. Innerhalb jedes Gehäuses 20 ist ein Sohneckenkolben 21

angeordnet, welches sich innerhalb des Gehäuses dreht und auch axial in bezug auf das Gehäuse bewegt, wenn es durch die Motoren 16 angetrieben wird»

Beide Plastifiziereinrichtungen werden aus einem Fülltrichter 22 bescnickt, der über den Plastifiziereinrichtungen an deren von der Düse entfernten Ende angeordnet ist ο Jede Plastifiziereinrichtung führt das Material der Düse über ein Drehventil 18 zu, welches durch eine rotierende Betätigungsvorrichtung 23 betätigt wird. Das Drehventil ist in Pig. 4 schematise . dargestellt. Das Ventil hat ein zylindrisches Gehäuse 31, welches drei in einer zu der Achse des Gehäuses senkrechten Ebene angeordnete Durchlässe bes'.tzt, wobei zwei Durchlässe 32 und 33 um 9o° gegenüber dem dritten Durchlaß 34 versetzt sind. Die Durchlässe 32 und 33 führen zu Kammern an den der 2>üse zugekehrten Enden der Plastifiziereinrichtungen A und B und der dritte Durchlaß 34 führt direkt zu der Düse. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein drehbares_rZuführungselement 35, welches einen Kniekanal 36 hat. Der Kniekanal 36 erstreckt sich zwischen zwei Punkten auf der Oberfläche des Zuführungselementes 35 j die in einer zu der Gehäuseachse senkrechten Ebene um 90° versetzt sind:, Der Kanal 36 kann den Durchlaß 34 mit jedem der Durchlässe 32 und 33 verbinden, oder er kann in eine Zwischenstellung gebracht v/erden, in welcher

keiner äer Durchlässe 32 and 33 mil; dein Kanal 36 verbunden ist. Die drei Stellungen des Zuiür-rungselementes sind bei I, II und III in I¹Xg. 4 dargestellt.

Beim Betrieb ist das Schneckenkclbeneleiaent 21 in der Plastifiziereinrichtung B anfangs in einer "Vorwärts"—Stellung und wird in Drehung versetzt. Das Liateria.1 fällt aus dem Fülltrichter 22 auf aen h.inx~r&r· 2eil der- Schnecke. Die Schnecke und die Zylinderwände sind εο bemessen, daß das Material vom hxnteren Ende entlang der Schnecke in die unmittelbar vor dem vorderen Ende der Schnecke befindliche. Kammer transportiert wird. Die Schnecke wird durch die zunehmende Eenge des in die Kammer vor der Schnecke zugeführten Materials nach hinten gedrückt. Die Geschwindigkeit, mit welcher dieser Transport von hinten nach vorne erfolgt, ist durch die Leistung und Länge der Heizbänder, die Ausbildung der Schnecke, die für die Drehung der Schnekke zur Verfugung stehende Leistung und Drehzahl und durch die Beschaffenheit des Rohmaterials bestimmt, welches während seines Transportes vom hxnteren zu dem vorderen Schneckenende aus einer für das Rohmaterial üblichen Form in einen zum Spritzgießen geeigneten Zustand umgewandelt wird ·

Y/enn die Schnecke eine rückwärtige Stellung erreicht hat, wird sie nach vorne getrieben und preßt das Material durch

den Durchlaß 33, den Kniekanal 36 und die Düse 17 in die
geschlossenen formteile 14, wobei der ganze freie Raum in

der Form mit dem plastifizieren Material ausgefüllt wird. j

Die Schnecke übt noch v/eiter einen Vorwärtsdruck auf daa f

Material aus, bis das su formende ^sil in sinsm Stegv'sil ϊ

der Form erstarrt ist. Das Drehventil 18 wird in die Stel- |

lung II umgeschaltet und sperrt somit die Form ab zur He- |

rausnahme des Spritzpreßlings. j

Der Schneckenkolben 21 beginnt seine Bewegung wie oben \

beschrieben von neuem. ι

Y/ährend die Plastifizierungseinrichtung B aus dem Füll- I

trichter beschickt wird, ist die Plastifiziereinrichtung A |

über das Drehventil 18, den Durchlaß 32 und den Kniekanal I

36 an die Düse 17 angeschlossen. Die zwei Plastifizierein- jj

richtungen drehen und bewegen sich also abwechselnd von der |

Büse Y/eg, um das Material aus dem Fülltrichter zu plasti- ]

fizieren, und bewegen sich vorwärts, um das Material in ⁱ

die Form zu pressen. ¥ährend das Plastikmaterial aus einer
Plastifiziereinrichtung in die Form eingespritzt wird,
hart' wird und aus der Form entfernt wird, wird die andere
Plastifiziereinrichtung betrieben, um das Rohmaterial aus
dem Fülltrichter in eine zum Einspritzen geeignete Form

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umzuwandeln.

Je nach der Wahl des Werkstoffs, der Dicke und Form des Spritzpreßlings und des Preßlingsgewichts im Verhältnis zu der Leistung der Maschine, kann der Spritzpreßling aus dsr Forin sntfsrnt rverdsn, bevor dis Schnecke gejiugeHd material für die Herstellung eines weiteren Preßlings aus dein Fülltrichter i-iastifiziert und in die Vorderkammer transportiert hat. Unter diesen Umständen muß das Formen sines weiteren Preßlings verzögert werden, bis eine genügende Menge des Rohmaterials durch eine andere Schnecke 21 verarbeitet worden ist.

Die Produktionsleistung der Maschine ist dann durch die Geschwindigkeit gegeben, mit welcher eine gegebene Plastifiziereinheit das Material v/ährend der Zeit verarbeiten kann, in der die Sohnecke für ihre anderen Funktionen nicht be-

änsprucht wird*

Ein typischer Ablauf von zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsspielen bei Verwendung der Vorrichtung wird nun als Beispiel beschrieben:

Ein 196 g schwerer Preßling aus Polypropylen wird auf Einheiten hergestellt, die eine Plastifizierleistung für dieses

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Material von 14 g pro Sekunde haben und an welchen die Einspritzphase 3 Sekunden dauert, wobei die Folge der Entfernung des Preßlings aus der Maschine wie folgt isti

Einspritzen (A) 3 Sekunden ) Plastifizieren während

-,λ α_, *_„ \ Einheit B

XU u0jB.u11u.eii ;

Entleeren 3 Sekunden

Einspritzen (B) 3 Sekunden

14 Sekunden

Plastifizieren während 14 Sekunden Einheit A

Halten 10 Sekunden

Entleeren 3 Sekunden )

32 Sekunden für 2 Preßlinge.

Es sei vermerkt, daß die oben beschriebene Ausführungsform Sowohl an einer Blasformmaschine als auch an einer Spritzgußmaschine verwendet werden kann.

,In einer zwei_uen Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Pigs. 3 und 5 dargestellt ist, sind die Plastifiziereinrichtungen an einen Austritt oder ein Mundstück angeschlossen, der bzw. das als Strangpreßform ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform werden Verschiebeventile 18A benutzt. Wie schematisch in Fig. 5 gezeigt, führen Kanäle 40 und 41 von den Plastifiziereinrichtungen A bzw. B und Kanäle 42 und 43 zu der Strangpreßform. Die "Ventile haben gleitende Teile 44 und 45, die so angeordnet werden können, daß sie

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die Kanäle 40 und 42 bzw. 41 und 43 entweder anschließen

oder absperren.

j In dieser Ausführungsform pressen die Schnecken 21 ab

wechselnd plastifiziert es Material durch dars Extrudiermundstück in einem kontinuierlichen Extrudiervorgang.

Kontinuierlicher Austritt aus dem Mundstück wird durch Verwendung von Verschiebeventilen ISa in Verbindung mit den Schnecken 21 erzielt, die wie folgt funktionieren:

Zu Beginn sind die Schnecken 21 in den Plastifiziereinrichtungen A und B in Vorderstellung. Die Schnecke in der Plastifiziereinrichtung A wird gedreht und transportiert somit Material zu dem Raum vor der Schnecke, wobei die Schnecke mit einer entsprechenden Geschwindigkeit zurückbewegt wird.

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Wenn sich die Ventile in Lage I befinden, wird 'ie Sehnecke A nach vorn gepreßt und leitet die Extrudierung durch das Mundstück ein. Während dieser Zeit wird die Schnecke 21 in Einheit B in Drehung versetzt und transportiert das Material in den Raxan vor der Schnecke, wobei sich die Sunnecke mit einer entsprechenden Geschwindigkeit zurückbewegt. Die Schnecke B erreicht ihre hinterste Lage vor oder gleichzeitig mit dem Augenblick, in dem die Schnecke A eine Lage

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kurz vor ihrer vordersten Lage erreichte Die Ventile 18a werden in die Lage II gebracht und gleichzeitig beginnt die Schnecke B ihre Vorwärtsbewegung. In diesem Augenblick bewirken beide Einheiten A und B den Austritt des Materials durch das Mundstück.

Die Schnecke A beginnt sich zu drehen und gleichzeitig wird das Ventil 18a in die Lage III gebracht. Die Schnecke A transportiert das Material in den Raum vor der Schnecke und bewegt sich zurück mit einer entsprechenden Geschwindigkeit, während die Schnecke B die Extrusion fortsetzt. Die Schnecke A erreicht ihre hinterste Lage vor oder gleichzeitig mit dem Augenblick, in dem die Schnecke B eine Lage kurz vor ihrer vordersten Lage erreicht. Die Ventile 18a werden in die Lage II gebracht und gleichzeitig beginnt die Schnecke A ihre Vorwärtsbewegung. In diesem Augenblick bewirken beide Einheiten A und B den Austritt des Materials aus dem Mundstück.

Die an die Schnecken 21 während ihres Vorwärtshubes angelegte Kraft kann derart gesteuert werden, daß der auf das Rohmaterial ausgeübte Druck und die Geschwindigkeit, mit welcher das Material durch das MundatUok gepreßt wird, während der oben beschriebenen vior Phaeen konstant bleibt«

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Bei dieser Anordnung für kontinuierliches Extrudieren dient die Drehbewegung der Schnecke in erster Linie der Plastik fizierung, während die getrennte kolbenartige Bewegung den zum Auspressen des Materials durch das Mundstück erforderlichen Druck gewährleistet.

Die Schneckenkolben 21 können durch die Wirkung einer Hydraulikpumpe nach vorne getrieben werden, die Druckflüssigkeit mit einer konstanten Durchflußmenge ent.eder einem der Kolben oder beiden gleichzeitig zuführt. Yfenn beide Kolben gleichzeitig betätigt werden, beträgt die Einzelgeschwindigkeit der Vorwärtsbewegung die Hälfte der Geschwindigkeit, die erzielt wird, wenn nur ein Kolben nach vorne bewegt wird. Somit wird eine konstante Durchflußmenge durch das Extrudiermundstück aufrechterhalten.

Eine weitere Ausführungsforn. oines Drehventils ist in Pig.6 gezeigt. In diesem Falle sind die Durchlässe von den Plastifiziereinrichtungen A und B um 90° gegeneinander und um 120 gegen den zu dem Mundstück führenden Durchlaß vorsetzt. In der Lage I beliefert die Plastifiziereinrichtung B das Mundstück, in der Lage II ist das Mundstück abgesperrt und in der Lage III beliefert die Plastifiziereinrichtung A das Mundstück.

Es sei vermerkt, daß wenn das !Eeil 25A um IBQ⁰ in besug

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auf seine Lage II gedreht wird, beide Durchlässe 50 und 51 in Verbindung mit den Durchlässen 23a und 33a stehen, so daß das Mundstück aus beiden Plastifiziereinrichtimgen gleichzeitig beliefert wird. Dadurch kann das Drehventil nach Fig„ 6 in einer Extrusions anordnung benutzt werden,

Fig. 7 zeigt das Ventil nach 5¹Ig. 6 (in der lage I) beim Betätigen eines Mikroschalters 52 zwischen der lage I und der lage III um einen weiteren Teilvorgang des Maschinenzyklus einzuleiten.

Fig. 8 zeigt schematisch die Wirkungsweise eines Satzes linearventile, die sowohl zum Spritzgießen (oder Blasformen) als auch zum Extrudieren verwendet werden können. In Fig„8 sind zwei linearventile dargestellt u Bewegliche '!'eile 54 und 55 sind in Führungen 56 bzw. 57 gleitend angeordnet, und jeder bewegliche Teil hat einen Durchlaß 58 und 59.

ICn der lage I gestattet der Durchlaß 58 das Einspritzen in eine Formpreßmaschine aus der Einheit A, während die Einheit B versperrt ist. In der lage II sind beide Einheiten Eibgesperrt und in der lage III gestattet der Durchlaß 57 cLas Einspritzen in die Formpreßraaschine aus der Einheit B.

In einer anderen Anordnung (lage IV) kann das Material aus beiden Einheiten gleichzeitig in die FormpreSmagohine ein-

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gespritzt werden«,

I¹Ig₀ 9 j die einen Axialschnitt durch eines der L? --eaxventile nach I¹Ig₀ 8 darstellt, zeigt das Betätigen eines Mikroschalters 60 durch das Ver.til, um einen v/eiteren '-eil— Vorgang des Masehinenyzklus einzuleiten.

Wenn die Vorrichtung zur intermittierenden Zuführung ^on Plastikmaterial (doh. zum Spritzgießen oder Blasformen) verwendet wird, kann entweder ein Drehventil für zwei verbundene Einspritzeinheiten, wie in 3¹Ig* 4 benutzt werden, oder es kann ein Schieberventil für jede einzelne Mnspritzeinheit verwendet werden, wie in -U'ig. 5* Im letzteren Falle würden in der Lage II in Fig. 5 beide Kanäle gesperrt sein.

- 17 Ansprüche

6?

Claims

Zyi - Ansprüche :

1. Vorrichtung zum -Erzeuger, eines Stromes plastifizierten PlastiJfcmaterials mit mindestens zwei ^amnern, jeder der Kammern zugeordneten Einrichtungen zum Plastifizieren des Materials in der Kammer und einer j^iu?ichtung zum Pressen des plsstifisierten Materials aus jeder -der Kammern zu einer Austrittsöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern parallel an einen gemeinsamen Austritt angeschlossen sind und daß eine einrichtung zum Absperren jeder der Kammern von dem Austritt vorgesehen ist,

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrvorrichtung derart ist, daß nur eine Kammer jederzeit in Verbindung mit dem Austritt stehen kann.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrvorrichtung derart ist, daß beide Karrjnern jederzeit mit dem Austritt in Verbindung stehen können.

4. Vorrichtung gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche in Kombination mit einer Spritzgußmaschine, dadurc\ gekennzeichnet, daß der Austritt der Vorrichtung zum Puller, einer oder mehrerer Formen in der gpritzgußmaschine angeordnet ist.

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Vcrric..tv.r.P" ge:., rl.'; eine natici. nit ei.--.er -Ιε-cf dafi der Av.s tritt der Tor: ic. t

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6. Vorrichxung genaß einen, aer Ansprüche 1 Dis 5 ₅ lc Kombination mit einer Strs-npreßform, aadv.rch gekemizeicnnet, daß die Vorrichtung zum betrieb al. Extruder angeordnet ist.

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i^ eines St-i'os

Plastikmaterials, das die Pias ifizierung äes katerials mindestens in zwei getrennten Kaninern umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern an einen gemeinsamen Austritt angeschlossen v/erden und daß das,piasxifizierte Material aus einer der Kammern zu dei.. Aas tritt gepreßt v/ird, während eine weitere oder die zv/eite Kammer mit Material nachgefüllt und das,-Material in der K.a;:.;..er plastifiziert v/ird.

8. Verfahren gerp-ä^ Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Plastiianaterial in eine Jfreßfor.r, gepreßt wird, nachdem es den/Austritt verlassen hat, und daß die Preßform mit lua^feerial hur aus einer .uai.mer ". ollkommen gefüllt v/ird.

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