DE1452477A1

DE1452477A1 - Verfahren und Einrichtung zum Herstellen von Verbundmaterial

Info

Publication number: DE1452477A1
Application number: DE19621452477
Authority: DE
Inventors: Clark Kenneth Bearse
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1961-03-06
Filing date: 1962-03-03
Publication date: 1969-10-23
Also published as: DE1452477C3; US3220107A; GB1007526A; DE1452477B2

Description

Die Erfindung bezieht sie.α auf die Herstellung von
ummantelten Stangen, ummantelten Rohren und Rohre an sich und betrifft bestimmte Merkmale in Bezug eines
teoiperaturgesteuerten Veraundprozesses in fester Phase zur Herstellung dieser Teile. Die Erfindung ist eine Verbesserung des Gegenstaides der US-Patentanmeldung (Serial Ho. 63 678), deutsche Anmeldung (amtliches

Aktenzeichen: T 2o 975 Ib/7b - meine Akte: A 31 528 h)

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Io JLävz 1962 - 2 -

Der Erfindung liegt u.a_o die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für das Herstellen von einfach oder Mehrfach umkleideten oder ummantelten Stangen, Drähten, üöhren oder dergleichen und für die Herateilung von einschichtigen oder mehrschichtigen üöhren zu schaffen, bei dcni das Erzeugnis in verbesserter .feise in fester Hiuoe verbunden wird«, Genuss der Erfindung ist ein Erwärmungsschritt fllr die Verbindung in fester Phase vorgesehen, der die Verwendung von geringeren lieduktionen unter Druck für das Verbinden und die Zylinderbildung gestattet und der zugleich ein besseres Erzeugnis ergibt» Dabei idt geiuüss der Erfindung dieser Erv/äraungsschritt eine Differentialerwäriaung und ge-3 tat te t einen verbesserten Verbund und ein ijEu^anteln von kuterialien uit unterschiedlichen Verarbeitungsiaerk- i"jaleo. wie beispielsweise eine Kombination von vernältni3iiüscjig harten und weichen materialien oder eine Kombination von Verhältnisses3ig brüchigen und verformbaren materialien, wobei Beispiele f.lr brüchige materialien Graphit und klybdün sind« Ferner ist das erfindungsgemässe Verfahren wirtschaftlich und schnell mit grouser Genauigkeit durchzuführen»

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

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1· kürs 1962 - 3 -

. 1 eif.e schematische Darstellung einer ersten Ausf lihrun^sform einer Einrichtung geinüss der Erfindung, bei der sswei Streifen zvxi Ummanteln eines Drahtes verwendet werden,

Pig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fi&. 1 in grösaereia ^asstab als diese,

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1 in grössereLi i»asstab als diese,

Fig. 4 eine Teilansioht geiaäss Fig. 1 in grösserem iuasstab als diese zur Bars teilung des Arbei— tens der falzen,

Fig. 5 eine Ansicht geiuäss Jf'ig. 4 von rechts,

Fig» 6 einen l'eilschriitt nach Linie 6-6 der Fig. 4,

Fig. 7 exx,en ^Oi.uiitt nach Linie 7-7 der Fiß. 1 in grösderejü iuasstab als diese,

Vl£· 8 einen Teilschnitt nach Linie 8-0 der Fig. 1 und 7 in ürüsserei. _Mas3tab als diese,

Fig. 9 einen Teilschnitt nach Linie 9-9 der Fic;. 8,

Fig.10 eine der Pig. I entsprechende Darstellung

einer zweiten AusfLUiriua^sforni der Erfindung,

Fig.U einen Teilschnitt nach Linie 11-11 der Fig.10 in grösserea i«asstab als diese,

Fig.12 eine Fig. 1 ähnliche Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

Fig_#13 einen Teilschnitt nach Linie 13-13 der Figo12 in grösserem kasstab als diese,

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1. Lärz 1962 . - 4 -

Fig. 14· eine Fig, 1 ähnliche Darstellung einer

vierten Ausfi/Jirungsl'orm der Erfindung_p Fige 15 einen Teilochnitt nach Linie 15-15 der

Fig. 14, in grüaoere;j l^asstab als dieoe, Fig* 16 eine Fig. 1 ähnliche Darstellung einer

fünften Au3führung3forni der Erfindung, Fig«, 17 einen Teilschnitt nach Linie 17-17 der

Fig. 16 in grösserem i^asstab als diese, Figo 18 einen Teilschnitt zur Darstellung einer

Variante der Ausführung3form nach den

Fig. 14 und 15,
Fig. 19 einen Teilschnitt zur Darstellung einer

sechsten .ausfuhrungaforai der Erfindung,

Der Ausdruck '¹^etülle" wie er hier verwendet wird, bedeutet i... allgemeinen binn metalle und Legierungen von Uitullen. Die Ausdrücke "Draht" und "Ütan/je" ßind äquivalent verwendet* Der Ausdruck "zylindrisches Uahtir.ate~ rial" bedeutet hoiile Lahtrühren, ßleichgültig ob Die überaoöen sind oder niciit and ferner gefüllte imhtrohre, die einen uniaantelten Draht, ununantele Stangen oder dergleichen bilden, wobei der Kern oder das UtLaantelungsmäterial nicht metallisch, wie beispielsweise Graphit oder Kohle, sein kann,, Der Ausdruck "Material" schliesst Metalle und Nichtnetalle_t wie beispielsweise die oben erwähnten, und ferner auch die elektrischen käterialien,

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1. Lara 1962 - 5 -

wie ^beispielsweise Nylon, Polyethylen, 'i'etrafluor--Üthylen, Polymere oder andere rait ein» i)er Ausdruck "Reduktion" bedeutet eine .Reduktion in querschnitt, der durch einen Druck hervorgerufen wird» In der folßenden Beachreibung wird auf die Beschreibung dor Üblichen Draht- und Streifenfcihrun^en, auf Stroui:reissteuerun&en und dergleichen verzichtet, im die Darstellung klarer zu gestalten.

In Pig. 1 sind ,Mit 1, 3 und 5 Vorrat3üpulen bezeichnet, die beispielsweise aus flachen Metallstreifen 7 und Q diß

sind von den Spulen 1 bzw»5 abgezogen , und beispielsweise aus einen Metalikerndraht oder einer Stunde 11, die von

wird
der Spule 3 ab&eüogen ., bestehen, itenn die stange 31

nicht aufgewickelt werden kann, kann sie von einem anderen geeigneten .Liefervorrat stammen und das gleiche trifft aica auf die Streifen 7 und ^CJ zu. In allgemeinen sind jedoch die Dimensionen der w^terialien 7, 9 t-nd so klein, dan3 sie aufwickelbar sind.

Die Streifon 7 und 9 und der Draht 11 werden von den Vorratsspulen 1, 5 und 3 durch die ,/alaen 15 und 15 eines geeigneten Walzengerüstes abgezogen, von wo dann das erzeugte, weiter unten näher beschriebene Laterial, auf eine geeignete Aufspalvorrichtung 17 aufgewickelt wird«,

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Ι«, März 1962 - 6 -

Lit 19 ijt eine lie torte bezeichnet, die eine geeignete acfooVtSÄtüiOsphäi'e enthält, die Über die uffnun-jen 21 und 2p der Ate torte zugeführt bsw_o aus ihr abgeführt v/irdc Die Atmosphäre kann aus einen inerten oder reduziez-«A-den Gas bestehen, wie die3 entsprechend der Art der Materialien 7, 9 und 11 erforderlich ist, Das Hake i^xide der Retorte 19 ist durch einen elektrisch isolierenden Deckel 25 geschlossen, der Eingänge 27, 29 und 31 für die Materialien 7, 9 und 11 hat. Weben den Eingängen 27 und 29 aind aus Feinsilber bestehende elektrische Kontakte 33 bzu. 35 befestigt (a. Pig.2), die die Streifen 7 und 9 gleitend berühren, wenn sieh die Streifen in die lie torte 19 hineinbewegen. Die Kontakte 35 und 33 sind über einen Überbrüekungsdrairb 53 miteinander¹ verbunden. Schwimmend angeordnete Stahldruckplatten 37 und 39» die unter der i/irkung von Eedem 41 stehen, drücken die Streifen 7 und 9 gegen die elektrischen Kontakte 33 und 35. Aus Feinsilber bestehende iiontaktbaciren 43 sind bei 45 an dea Deckel 25 schwenkbar angeordnet und weisen. iCerben auf, um so einen elektrischen Gleitkontakt «it dem Draht herzustellen. Die .£ontaktbacken werden durch eine !"ederdruckvorrichtung zusammengedrückt, die als Ganzes siit 47 bezeichnet ist,

Eine Seite der Anschlussverbindung 49 ist mit den Eontakten 43 und die andere mit der Walze 13 verbunden»

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Io Lara 1962 - 7 -

Eine Seite einer weiteren An3chlussverbindung 51 ist nit dem Kontakt 35 verbunden und die andere Seite an die Walze 15 angeschlossen. Da/ait schlieost der in der lietorte I^ vorhandene bereich 57 des Streifens einen elektrischen Stromkreis über die Anochlusaverbindunü 51* Der in der Betörte 19 zwischen den Kontakt 53 und der walze 15 vorhandene Bereich 55 des Streifens 7 schlie33t ebenfalls einen elektrischen ütroiJlcreis ttber die Anschluusverbindung 51 (über den Überbrückungdraht 53)· Die Bereiche 55 und 57 sind daher parallel von der Anschlussverbindung 51 ausgeschaltete Der durch die Anschlussverbindung 51 gebildete Stromkreis wird über einen Transformator 63 gespeiste Der zwischen den Kon-

des Drahtes

takten 43 und der v/aläe 13 vorhandene Bereich 59^schliesst einen elektrischen Stroiikreis über d:i.e Anschlussverbin~ dun^, 4l/· Der durch die Anschlussverbindung 49 und den ßereicii .5^ gebildete Stromkreis wird Über einen Transformator 61 gespeist»

In einigen fallen.kann für die Bereiche 55 und 57 auch eine iteihenschaltung erwünscht sein. Dies kann ohne weiteres dadurch erreicht «erden, dass der Uberbrdckungsdraht 53 entfernt und statt ihm die rechte Seite des l'ransfo.rmators 63 mit der Walze 15 verbunden wird, wodurch diese rechte Seite an den Kontakt 33 angeschlossen wirdο Eine solche Reihenschaltung ist in den Fallen

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1 .Maris 1962 - 8 -

von Vorteil, in denen die Streifen 7 und D einen niedrigen elektrischen widerstand haben, so dass im Steonkreis des '.Transformators 63 mehr Widerstand für eine entsprechende ljrwär.iiung erforderlich is to

Am rechten Ende der Retorte 19 ist ein Auolaoskopf 65 angeordnet, der zusanLaenpassende, keramische Blöcke aufweist, aus denen die Streifen 7, 9 und der Draht 11 aus der Setorte 19 austreten« Befestigungen für die Blöcke 67 sind durch gestrichelte Linien in der Pig. 6 angedeutet. Uu zu erreichen, dass die Bereiche 55 und voK dem Bereich 59 in der Ketoite 19 getrennt bleiben» laufen die Streifen 7 und 9 innerhalb der itetorte über Fohrungsrollen 71, die dicht vor den Blöcken 67 angeordnet sind. Ein Teil der Schutzgasatmosphäre kann dabei

durch die Öffnung austreten, durch die der Draht und die utrsiifen iiindurchpassieren. Es kann ausserdem zusätzliches Schutzgas auf die austretenden Streifen vjid den Draht aus Düsen 69 aufgeblasen werden, un sie auf dem kurzen Durchhang bis zu den v/alzen 13, 15 zu schätzen»

In Fige, 4 und 5 sind typische Formen der v/alzen 13 und 15 dargestellt. Diese haben teilkreisförmige zusammenwirkende üuten 73, die von Schultern 75 begrenzt sind. Diese Hüten und Schultern nehmen, wenn die V/alzen in Pfeilrichtung angetrieben werden, die Streifen 7 und 909843/0032

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die sich tun den Draht 11 licruiiLejen in einem Druckdurchganij auf und drucken die Streifen an den Punkten?? zusammen. Die Druckwirkung ist derart hoch, dass der Draht 11 und die umgebenden Teile der Streifen 7 und 9 im Querschnitt reduziert werdeno Die Reduktion in querschnitt ijt ausreichend, ua einen Verbund in fester Phase au erhalten, jie er beispielsweise in dem UjA-Fatont 2 753 623 beschrieben ist, Voraussetzung for einen Verbund ist, dass etwaige Verbindungssperrschiohten vor dem Eintritt in die Walzen von den streifen und den Draht 13 und 15 entfernt wurden, ils ist dabei angeno-xien, dass grobe Vera reinigungen der iu*aterialien 7, 9 und 11, wie beispielsweise Schlacke und dergleichen vor dem Eintritt in die Retorte -19 beseitigt worden sind» Verdampfende Sperrfilme, wie beispielsweise Feuchtigkeit, öl oder dergleichen, werden in der Retorte durch die Erwärmung entfernt. Oxydfilme werden innerhalb der Retorte durch Wärme und eine geeignete Reduktionsatmosphäre reduziert und damit beseitigt.

Die oben beschriebenen elektrischen Stromkreise haben unter anderem die Aufgabe, einen ausreichend gesteuerten Jtrom.in den Bereichen 55, 57 und 59 hervorzurufen, der die verdampfbaren Sperrfilmverunreinigungen durch Erwärmen dieser Bereiche entfernt. Filmverunreinigungen, auf die hier Bezug genommen wird, sind nicht grober Art, wie 908843/0012

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beispielsweise Schlacke oder dergleichen, coMern oolche, die bei NiehterWiiriiung durch Drahtbürsten, Sandstrahler oder dergleichen entfernt werden Eiuasten. Sonit viird durch die Erwärmung die Hotwendigkeit einer derartigen Drahtbürsten- oder Söndstrahlreinigung und dergleichen, die verhUltnisn^asig teuer sind, auaüeachloanen. Ein weiterer Juweclc der Brwäruuna besteht darin, dass in den jjereiciien 55 und 57 der Streifen und in den Bereich 59 dea Drahtee verschiedene Temperaturen aufrechterhalten werden können. Daiixt !rönnen die phyaikaliachen, nechanisohen und cheaiochen Eigenschaften der Liaterialien in einen gewissen Untung durch die Differentialen/driuunö gesteuert werden, so dass optimale Bedingungen für den Verbund in fester Phase durch Reduktion zwischen den v/alzen 13 und 15 vorliegen. Auf diese Weise wird es riö'glich, bei minimaler lieduktion und geringen Drücken bessere Verbünde in fester Phase au erreichen. Die 'j!e:.!peratursteuerung kann von Hand durch die Verwendung von geeigneten, sättigbar en Reaktoren oder dergleichen vorgenommen werden, die in Verbindung mit den Transformatoren 61 und 63 verwendet werden oder gegebenenfalls kann die Einrichtung unter einer regulierten Steuerung von tlicnxoelektrischen jj'lUileleiienten stehen, die auf die Temperaturen der Streifen und des Drahtes am Auslasskopf 65 ansprechen. Eine hierfür geeignete Einrichtung ist nicht dargestellt,

da sie allgemein bekannt ist* Eine Differentialerwärmung 909841/00 32

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ist dann zweckvoll_f wenn

(a) weiche oder hai-te .Metallische oder nichtuctalliache ubernuysuateriulien auf hax'te oder weicht Metallische oder nichtmetallische .,iernuu

uul^eoracat v-srden sollen und wenn

(b) relativ brüchige materialien, wie beiswi^laweise (irapliit oder eine i»olybdunsf;an#c oder dergleichen, über^o^en werden seil.

12s sei daruuf hint;ewieuen, daao in dieser Beziehung der Ausdruck "Diifeamtiaiernuriaung" auch das iärwarmen nur eines einzigen iiei-eiches einachliesüt, während der andere im Laufe des Verfahrens mit Kaumtemperatur behandelt wird. Dies ist der Fall, wenn bei eineia Verbund eine durch V/ärme hervorgerufene oheaiache xieaktion vermieden werden soll, wie beispielsweise bei rostfreiem Stahl oder wenn durch Erwärmung eine flüssige Phase, wie beispielsweise bei Kunststoff hervorgerufen würde, der als üusseree uberzu&'siiaterial verwendet wird. Hierbei i3t es iäweokuässiii, nur die nicht wärüiee^pfindliche iComponente au

Ein typischer ^ueröchnitt des Verbundiaaterials, wie es aus den Walzen 13 und 15 heraustritt, ist bei 79 dargestellt. Ks besteht aas einea zylindrischen aiern des ursprünglichen Drahtes 11. nit dem in fester PJiaos das

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1. März 1962 - 12 -

Iaaterial der ursprünglichen Streifen 7 und 9 verbunden iot, wobei gegenüberliegende, parallel verbundene Auspressenden BO üwischen den Streifen vorhanden sind« Un- :.iit-!,elbur neben diesen Druckstellen befinden sich Kantenabfullstroifen 31. Infolge der Druckabscherwirkung fallen diese In all^eneinen ab, wenn das Verbunderzeugnis die Walzen 13 und 15 verlässt, doch in einzelnen Füllen tritt dies niciit ein, so äaos die iüLp_X)en oder Auspressenden.80 durch einen Absoherapjjarat geraäss den I¹I^, 1, 7 und 8 abgeschert werden» üenn die in den tfifj. 4, 5» 7» 8and 9 dargestellten Abfallfitreifen nicht schon vorher abgefallen sind, so werden sie ebenfalls zugleich mit den Entfernen der Auspressunken 80 abgeschert. Die Vorrichtung hierfür besteht aus einen Paar mit Im ten verseile neu Greifrollen 83, deren Kanten an beiden Seiten ^.Is Abseherschneider 85 ausgebildet aind. Die Schneider 85 trennen das überstehende katerial ab, das durch die gestriclielten Linien in Fig. 9 angedeutet ist, so dass ein un^unteltar Draht M geciäss Fig. 8 und 9 entsteht. Der Verbund in fester Phase kann gegebenenfalls weiter d:.rcli eine unjehliessende Erwäriäung oder Üinteroperution verbessert werden. Schlieaalich wird dann der fertige Draht W auf der in Pig. I dargestellten Aufspulvorrichtung 17 aufgewunden»

In Fig. 10 und 11 ist eine weitere Ausführungsform der 909843/0032 eadORIGINAL

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l.&äre 1962 - 15 -

Erfindung durgejt^llt, die duzu geeignet i,t, un einen tuniianteltcm ö-raht oder eineütange zu erzeugen, die in der UnLiüiitelunti eine einzige Uaht und keine Doppelnaht wie in dem Ausfuhrungsbeispiel naoh i'ig. 5 aufweist. In diesem Fall bezeichnen gleiche Niuiuern ähnliche Teile wie in ittg. 1, so dass hier eine weitere Beschreibung nicht erforderlich ist. Dor Unterschied zu dem vorhergehenden Verfahren besteht darin, dass der Streifen 7, der durch die öffnung 27 geführt wird, weggelasoen iat. Das Bereich 59 des Drahtes 11 und der Bereich 57 des Streifens 9 in der Betörte 19 werden so geführt, dass sie in ein kaminfönaige s, handeis „.bliche s iiohrziehwerkzeug 87 eintreten. Der Draht 11 tritt koaxial in das Werkzeug ein. Der streifen 9 wird zunächut über eine Führungsrolle 89 geführt und tritt dann in das Werkzeug ein, .in welchem er beiii Durchgang den Draht zylindrisch ummantelt. Die Breite des Streifens 9 ist derart, dass die kanten nach dem Heruzwiokeln xm den Draht 11 aneinanderstossen, was in Pig· 11 bei 91 dargestellt iat* Das Zuaaoaenotosaen erfbljt in senkrechter Ebene, wenn das luaterial 9 und 11 aus dea Ausgang 93 der Retorte 19 austritt und in die i/älseni~?*₉ 15· (Fig.10) eintritt. Voa Aüslaso 93 bewegt eich das küTerial durch die Waisen 13* und 15* hindurch bio zu einer αifepulVorrichtung 17. In diesen Fall weisen die Wüten 95 der Walzen 13S 15' und die dai&en liegenden Teile die in l'ig. 11 dargeateilte Form auf. sie iat derart,

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dass das Streifenmaterial genau um den Draht 11 herunßolegt wirdo Die Jalze 13 · iat r.iit einer flaehseitigen Hut 14 versehen. Die Nut in der benachbarten wfalae 15 ''■ hat eitte flachseitige Schulter 16, die mit der Mut 14

-mit
zuüamiMsn./irict. 3c/weisen die Elemente 14 und 16 gehürige, kreisförmige Verformungsteile und einander berührende flache Seitenwände auf, Diese Jandanordnung vermeidet die Bildung"von ftip^en oder Ausprassun^en, wie 3ie bei 80 in der Ausf«hrunvisfora der Erfindung nach χ-'ig-. 1-·9 auftreten können« Es oei darauf hingewiesen, dasa die «falzen gemüse I^?ig. 5 ähnlich ausgebildet sein können, wobei in diesen Fall auch die Auspreaaun^en oder liippen 80 vermieden würden. Umgekehrt können die Walzen 13 und 15 gemüse Fig. 5 auch in der Einrichtung geraäsa i?ig. verwendet werden» In den Walzen werden entweder das herumgewickelte Material 9 allein oder aber dieses Material und auch der Draht 11 unter Druck reduziert, wodurch sich ein Verbund in fester Phase zwischen den iuaterialien 9 und 11 und auaserdem an den ätosskanten 91 des .Bandes bildet.

In den Fig. 12 und 15 ist eine dritte AusfüJirungsfora der Erfindung dargestellt, bei der wieder gleiche Zahlen gleiche Teile bezeichnen. In dieeem Fall sind zwei Ziehwerkzeuge 97 und 99 ait entsprechenden Führungsrollen 101 und 103 in der Hetorte 19 verwendet, um auf die Be-909843/00^1

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reiche 55, 57 und 59 der Streifen 7, 9 und in den dazwischen angeordneten Draht 11 einzuwirken. Diese üexeicjie sind elektrisch über die Stromkreis teile 49 r.nd 51 beweist, wie das in Verbindung nit Pig. I des nLUieren beschrieben ioto Der Draht 11 v/ird koaxial durch die Werkzeuge 97 und 99 geführt. Der Bereich 55 des Streifens 7 passiert die Führungsrolle 101 und tritt &ϋΒϋ in das Werkzeug 97 ein und zwar so, dass seine Stoeekante 105 nach unten au gerichtet ict (s.Piß.13). Der Bereich 57 des Streifens 9 bewegt sich über die Führungsrolle 103 und tritt dann in das Werkzeug 99 ein, jedoch so, dass seine Stosskante 107 nach oben gerichtet ist« Der Bereich 59 des Drahtes 11 ist nunmehr von den. beiden übereinander angeordneten Streifen umhüllte Die ao zusammengefügten luuterlalien verlassen nun den Auslass 93 der Hetorte 19 und werden durch die Walzen 13' und 15' ausgezogen_{β Die Fora der Walzen entspricht der nach J1&* 13· Die zusur-uenge setzt en Komponenten werden jetzt durch Druck reduziert, so dass sich ein Verbund in Tester Huise zv/iochen deii DrUit 11 und dem inneren gefalteten Streifen T₉ zwischen den gefalteten Streifen 7 uod 9 und zwischen den Stosskanton 105 und bildet· Dao fertige Verbundmaterial läuft dann zur Aufepulvorriciitung 17 weiter.

In den Pig. 14 und 15 ist eine vierte Auof uhrungsform

der Erfindung dargestellt, in der wiederum gleiche Zahlen 9098A3/0032

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1. März 1962 - 16 ~

gleiche ίοHe bezeichnen· Der Unterschied dieaor Ausführung a roru beateht in einer Abwandlung des *Copfes 25, der üvx Aufnahme des Streifens 9 und for den Durchhang. durch die retorte 19 zu den i/alzen 13· und 15 · nur einen zentralen Einlass 29 aufweist. Auch liier wird die Erwärmung durch einen elektrischen S troia bewirkt, der durch den Bereich 57 über die Anachlussverbindung 49 Mndurchiseleitet wird. In diesem Fall ist in der Hetorte 19 ein einziges Ziehwerkzeug 109 vorgesehen, das den Bereich 57 des Streifens 9 au einer hohlen itöhre jait einer Sto3skujite 115 formt, wie dies bei 111 in Fig· !5 angedeutet ist. Bas Kohr bewegt eich vom Ausgang 35 durch die falzen 15% 15* hindurch» swischen denen es derart reduziert wird, daos an der Btosekante 115 ein Terbimd in feater Phuse entsteht» Die sich ergebende, einen verbundenen Saun aufweisende kohle iiöhre bewegt eich dann ar«r Aufu^alvorriclitiing 17«

In Fig β 16 ν.ΐΛ Π iat eine fünfte AuofUhruagsfoxa der Krfiiidutt^ dargestellt, wobei wiedenin gleiche Zahlen gleiche Seile bezeichnen· In dieaen Fall werden die Streifen 7 umä a allein aber die Öffnungen 27 und 29

äer ate torte 19 zugeführt. Der Bereich 57 des Streifens 9 geht durch ein Ziehwerkzeug 115 hindurch and wird zu einer hohlen Höhre 11? geformt· 33er Bereich 55 des S treifens 7 gefet über eine Führungsrolle 101 und tritt in ein

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1. Mars 1962 - 17 -

Ziehwerkzeug 11Q ein, in welchen er zur Bildung eines ^-liree 121 Ua das üolir 117 herui^gewunden wird. Das iiolix 117 jeht innerhalb des Rohres 121 in axialer iliohtung duroh das Werkzeug 119 hindurch« Diese Baugruppe wird duro* die öffnung 93 der üetorte 19* durch Ue Malze 13* und 15* hindurchgezogen und einer Aufspulvorrichtung 17 zugeführt. Der duroh die «alsen 13' und 15' aus«eübte Druok lot derart, daso die itohrform 121 des Uateriale 7 aι* die liohrfora 117 des Materials 9 gedruckt wird, eo das« ein umnanteltee ßoiir gebildet wird· Das 2ueaomen~ drlioken erfolgt duroh auereichenden Druck, so dass swieohen den Rohren 117 und 121 «ad ihren ötonakuaten 123 be». 125 ein Verbund in fester Phase gebildet wird (s. Pig*17)i Auch in dieses /all sind Aaeohlufiaverbindungen 49 und 51 vorgesehen, um ein Irwiraen der Bersiohe 55 und 57 dt'xohsuf Uhren·

Q&l allen Auöfuhrunüafonaen der Srfli*dung kaim β« bei br.atii...-ten Ausoonteaperaturen erwünscht seiü» dia walssen 13» 15 oder 13', 15* duroh t;eeignet@ uitttl® oeispieleweioe Ublioher Gasbrenner oder dergleichen* εν erwärmen, uo so ein rajohes Abkühlen des wateriaU bciu Duroligang au verhindernd Bisse Heizmittel sind in 4er f^i nicht dsrgoetellt.

Obgleich das Brwllrmen der Streif on T> 9 ^;fV ä@s Drahtes U beispielswoise duroh Widerstand nhsl&v,ar geachieht»

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U.iärz 1962 - 18 »

d.Yio durch, das airelcteHinclurohsahloköJi <slss& elek f Sstroiaes ätwoh dies© SeIIe₉ sei elsraui Miigeiv-iesenjä andere.Meismittel verssMst fisrdes, fceiiBsn, faei peiae sia slektriachesr Ilsifcs^-eiiii fesnsiosr ö ein sonstigen ifeisas?.;, cLss- ζει d-sr Eetorfe Ig as^Gorä i.jt odes? km SIs Eetoriiö 1~,< lier«£i eß^efemsiit ist.- Bs

Vi¹SfTa ίί¹ ΊΒΓϊ; ¹^ XikSSfi:'"*^-*?- Λ^ίτΠίΓϊ** *■?* " IO Φ* -Ί ffi Γ- -"-- *L-- iS" ■""- >.-'":* -.-Τ5 fT·-'* ¹TiK-^ τ '"" Ή Ύ*^ Υ*?& ^ΤΤ

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l.Kärs 1962 - 19 -

Obgleich die inneren iiohre in den Aus£ührung.;f omen der Erfindung Oa₁(Ih den_: L'ig. 13- 17 eine liaht aufweisen, sei , darauf hingewiesen, dass diese auch vorfabrisierte Höhren anderer Arten 3ein können, un äla heruii dann eine Ifinmantelunp angebracht und durch Verbund befestigt wird.

Dor νολ-toil üoi* Erfindung liegt darin, dass ein kontinuierliches Verfahren durchgeführt wird, aim die Erwärmung den Drahtes so?>ie der Streifen uit einsehliesst. Dabei werden durch die Krwärcunijsniittel die Vei>bund3perrfilme eliminiert und die Eigenschaften des Pralites und des Streif-.?limatcrials so gesteuert, dass bei isiniiaaler ileduktion ein Verband in fester Hiase in den falzen raaeh ujid sichel* durchgeführt werden kann»

Das elektrische Heizverfahren, wie es zhen besclirieben iot, hat den vorteil, dasu die verschiedenen j3ereiche des durch die Aetorte 10 hindurchgehenden Materials unterschiedlich beheizt werden können,deh._f dass sie auf verschiedene Teiaperaturen gebracht werden können, bevor sie ^! die walzen erreichen· Diese Phase des erfinduiigsgeniässen Vex*fain^%=n3 wird allgemein als Differentiale^·;ürmting bezeichnet. In dar folgenden Tabelle 3ind Beispiele von Parametern aufgeführt, die bei der Durchfllhrung der Erfindung an Tafel- und Kernnaterial verwendet werden können»

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ΟβΒ

UiKl

co ο IO

" Viok0l

,010" Kupfer

ΛΊ3

d. 42ur

d. liiokel

ol5^M Silben ütröifen

Hlofcel-

*) 42er Legierung Ötr. » S

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besteht annähen^ aua 42 $ NjLckel, der Heat i

AiDUt)Ui

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loo^M

Str.l8oo

K. 14oo° *

direkte Widerstandsheizung

Str.	12oo"	F	direkte	_m	-P-
					52477
K.	18oo°	F	Widerstands
Str.	12oo°	F	heizung I
			IO O I
K.	12oo°	F	■elektrische
Str.	12oo°	F	Heizung

K.	12oo°	F	elektrische
Str.	14oo°	F	Heizung

K. 14oo° t Eisen.	F	elektrische
Heizung

a 31 äsen |4 H52477

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l.Mära 1962

AIs Beispiel für die Erzeugung von iichren ohne einen Kerndraht für liiekelblech von 0,010 Zoll Stärke, das zu einen elliptischen Querschnitt von O₇120 Zoll χ 0,185 Zoll geforat war, wurde eine direkte 7/iderstand3- halzunQ vgai 800° ί¹ verwendet. In diesen Aiii mu'ae die in den I>^lig_o 1-9 gezeigte Lethode ohne kerndraht verv;endet. Durch das iCrümnen der Streifen in den Hollenmit an ergab 3ich nun beiia Verbund ein jiohr von elliptischem

Die Reduktion an den ütosskantan und an dsn aw'isGhsn asu itollenschultern lag sv?ischen Q-IOC^. Bei der lOC^-itsdiiktion fiel ein ΐ-ail, beispielsweise die Aifall3is?aifan 81, nes, so daaa nur -äijae sohinala li±-g§e, \iia bei 80 -angedeutst, durch die Sohömeaser 85 su entf-srÄÄÄ ^JTf, Ia Tialan Fällen brauchte di3ss Rippen 80 niiin^ 3s.-3f.3rnt su werden, wenn beiapiaiaweise das Rohr

verwendet werden soll.

Sa sei darauf hingswiasen, daaa Kombinat-ionaii von ver-Bchiadanan Zindazsa iaetallaa al3 die oben erwähnten vervrendn* müjcdan koznan, beispialaweiae Sold (Au^ Nickel ( ü-U-ar (Ag], Molybdän (Mo), Stahl (5e), I'antül (i'a) usw

3ei alias Auoi'Lliirun^jforaan dar liriindur^ geiLü.ss den ?i^.« 1_? IC, 12 und 16 erfolgt die Ug^-an-alung um einen li' satr^iiaii iac: ieshalb

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an keine bestimmte Stärke gebunden, falls ein .Rohr ohne einen Trügerkern gebildet wi~-_f wi© in dem .Beispiel nach Pig» 14, 15, so kann die Verwendimg von sehr dünnem litre if eniiiaterial 57 eine unregeliaässigs iiohrausbildung zur l'olge haben. Un bei dünnem Streifenmaterial eins oololie LnreßelLiäsaigkeit su. verhindern^ kann ein l'rägerdorn, v/ie in a'ig· 10 dargestellt₃ ©!'forderlich aein« In dieser Figur bezeichnen die Zahlen 130 und 150 Walzen entsprechend den Walzen 13³ thwL 15^J der Figo 14· Die übrigen 'xeile der Pig. 18 entsprechen den !'eilen der Pig. 14 und haben entsprechende 3ezugszal£Len uit dem Unterschied, dase sie in der FIg₉ 18 noch ti.it einem Strich versehen sind»

Be sei angenommen, daas geraäss Fig. IS fler Streifen 57' ao dünn ist, dass ein !rager erforderlich istο Meser Träger hat die Gestalt ©ines Bornes_s der mit 12? bezeichnet ist. letzterer ist auf einem Arm 129 im Innern der Retorte 19⁸ gehaltsa. Der Dorn 127 erstreckt sich durch das Werkzeug 109* ^nd den Auslass 93* der Retorte hindurch» Von Mer erstreckt er sieh öiarsli den kreisförmigen Raum zwischen den Walzen 130 wad 150* Ber Durchmesser des Dorn@s 127 lot uri einen kleinen Bstra/» kleiner als der Biarshbrueh durch das Wer?cse«g 109³ unä der fersisför- mlQQ Haum zwischen den Walzen 130 und 150_a äamit sich das Mstsslal 57' zwischen dem Träger nuä t©a Werkaeag 109^s

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untergebracht werden kann. Auaserdem wirkt der Born äuoh als Träger für das Material, wenn es beim Durchgang zwischen den Walzen 150 und 150 zusammengepresst wird· Es sei darauf hingewiesen, dass ein ähnlicher Dorn auch bei einem vielschichtigen Rohr verwendet werden kann, das eine innere Stütze beim Durchgang durch die Walzen erfordert·

In Pig, 19 iot eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, in der die Ummantelung um ein Kernmaterial mit Hilfe von Pulvermaterial und Differentialerwärmung durchgeführt wird. Das Ummanteln mit Pulver hat verschiedene Vorteile. Viele Pulver sind billiger als das gleiche Material in Streifenform in der benötigten Grosse, um die gleiche Ummantelungsstärke zu erzielen* Drähte mit einem Ummantelungamaterial, das härter als der Kern ist, können oft leichter mit Pulver als mit Streifenmaterial umkleidet werden. Es gibt bei Pulver weniger Abfall als bei Streifenmaterial. Ferner brauchen bei Pulver keine Auepressuhgen entfernt zu werden. Üblicherweise sind auch kleinere Reduktionen erforderlich, um Pulver mit festen geschmiedeten Metallen zu verbinden, als wenn feste geschmiedete Metalle miteinander verbunden werden.

In Fig. 19 sind die Druckwalzen 131 und 133 ähnlich wie die Walzen 13' und 15* in den Figo 10-15 oder die Walzen

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13, 15 in der Pig. 1. Das Kernciaterial 135 kann die Form einer Stange oder eines Rohres haben. Es "bewegt sich durch eine Retorte 137 hindurch, in der eine chemisch inerte oder reduzierende Atmosphäre herrscht. Der Kerndraht ·35 wird von einem Transformator 139 über einen Stromkreis 141 mit elektrischem. Strom gespeist, wobei der Strom noch über einen Abnehmer 143 fliesst«. Der Stromkreis wird dabei über die Walze 133 geschlossen. Der Kern 135 ist zwischen den Walzen 131 und 133 durch einen Führungsring 145 im Führungsblock 146 geführt. Fein verteiltes Materials beispielsweise Pulver 147, wird über die Vorratsgefässe 149 und 151 durch Öffnungen 148 im Block einem Auslasstück 155 zugeführt, das im Abstand den Kern umgibt. Somit kommt das Pulver an den Öffnungen 148 beim Austritt des Kernes aus der Führung 145 mit diesem in Berührung. Das Pulver 147 wird" teilweise durch die Schwerkraft, teilweise durch den sich bewegender». Kern 135 bewegt und fliesst nach unten entlang dein Kern durch das Auslasstück 155 und einen ausgeweiteten Düsenteil 157 des Führun,^sblockes 146_o Durch das Auslasstück 155 und die Ausweitung 157 wird das Pulver 147 so abgemessen, dass eine gleichmäsnic:e Verteilung um den Kern herum gewährleistet ist. Unterschiedliche» auswechselbare Auslasstücke können zur Änderung der Auslaßsgeschwindigkeit eingesetzt werden,,

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Ton der Düse 157 bewegt aioh das Pulver, daa den aloh nach unten bewegenden Kern 135 umgibt, mit diesem Kern WLe «um Druokpunkt 153 zwischen den Walzen 131 und 133. Der Druckpunkt ist in der Nähe dee Auslasses der Erweiterung 157· Die Ummantelungsstärke kann durch Änderung der Proportionen, beispielsweise des Kerncpierschnittes und des Wa zenzwiochenraumes geändert w.rden. Die Pulvercrösoe, die Form, die Dichte der Walnendurehmesser, die Wn.zenoberfltichengUte, die lSTalzengeschwindigkeit und die Materialtexperaturen sind Faktoren, die ebenfalls die Ummantelungsotärke beeinflussen. Die Temperaturen des Kernes 135 werden über den Stromkreis 141 gesteuert. Die Temperatur des Pulvers 147 kann ..;it Hilfe von Heizelementen 159t 161 gesteuert werden, die an den Vorratsgefässen und 151 entsprechend angebracht sind»

In die Retorte 137 wird über eine Öffnung 163 eine reduxierende oder chemisch inerte Atmosphäre eingeführt, die dam durch die öffnung 164 wieder austreten kann» Auch in die Vorratagefäaee 149 und 151 wird Über eine öffnung 165, die alt den öffnungen 148 kommuniziert eine reduzierend· odtr inerte Atmosphäre eingeführt. Die Vorrategefäeae 149 und 151 iind duroh Deckel 167 bzw. 169 abgedeckt und werden über Steuerschieber 175 und 177 aus den Yorratsgefäesen 171 und 173 mit Pulver gefüllt. Das in den Vorratsgefäseen vorhandene Pulver dient als Abdichtung, um ein 909843/0032 -27-

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Ausströmen oder eine Verunreinigung der Atmosphäre in den ^orratsgefäasen zu verhindern. Die in die Vorratsßefäßse 149t 151 eingeführt reduzierende Atmosphäre strömt nach auseen durch die Rohre 179 und 181.

Das Pulver fliesst nun von den Vorratagefässen 171» 172 ao schnell nach, dasa der Vorrat wieder aufgefüllt wirdo Ein grosser Teil der im losen Pulver Ginges;chlo3aenen Luft vermischt sich mit der inerten oder reduzierenden Atmosphäre in den Vorratagefässen und strömt aus den Vorratsgefässen durch die Auslasarohre 179, 181 aus· Wenn sich dann daa Pulver in den Vorratsgsfässen abnetzt, wird der grösate Teil der Gase, die dort eingeschlossen waren, beim Eintritt durch die inerte oder reduzierende Atmosphäre ersetzt· Das Erwärmen des Pulvers mit Hilfe der Heizelemente 159» 151 dient dazu, un das Entfernen von Luft oder Wasserdampf aus dem eintretenden Pulver ms erleichtern Der Wasserdampf strömt dann zusammen mit der so entfernten Luft aus den Röhren 1?9, 181 aus« Die Verwendung von Wider- . atandeerwärcrnng. im Kern 135 land die Pulvererwärmong durch dl· Heiselemente 159 und 161. machen die gesteuerte Differentlalerffäxmung aus,

Bas Pulver kann beispielsweise aus Kupfer, Siekel, Wolfram usw. oder aus nichtmetallischem Material» wie !foale, ^ag, Silikon, Karbid usw. bestehen. Es sei darauf hingewi

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dass in diesem Fall^der Heizstromkreis 141 für den Kern 135 durch die Glieder 146 und 145 vervollständigt wird, die beide stromleitend sind» Der Kern kann aus einem mnssiven oder hohlen Zylinder aus Kupfer, Nickel» Wolfram UGW₀ oder aus Nichtmetall wie beispielsweise Kohle, Glas, Silikon-Karbid usw. sein» Wenn ein Nichtleiter, beispielsweise Glas, für das Kernmaterial verwendet wird, so kann eine direkte Y/iderstandserwärmunc ^enäss Figo 19 nicht verwendet werden. In diesem Pail kann eine Retorte benutzt werden, wie sie in Verbindung mit den Fig₀ 1, 10, 12, 14 und 16 beschrieben ist, nur mit dem Unterschied, daso das Erwärmen nicht durch Widerstandsheizung,sondern beispielsweise durch eine Aussenheizung bewirkt wird».

Die Walzen 131 und 133 drücken das Pulver um den Kern herum zusammen und verbinden zugMeh den pulvcrförmigen Jadntel mit dem Kernmaterial _o Das Ummantelungsmaterial wird auf eine Temperatur erwärmt, bei der ein Sintern zwischen seinen Teilen und beim Zusammendrücken durch die Walzen 131 und 133 ein Druckverbund zwischen diesen Teilen und dem Kern 135 erzielt wirdo Die Kernreduktion wie sie durch den Walzendruck beim Aufpressen des Pulver·» materials erzielt wird, kann nur V?» - 10$ des Kerndurohmessers betragen. Bei allen Au3führun£:;formen der Erfindung wird das Verbundsperrmaterial von den Metalloberflächen

durch Erwärmen entfernt. Dabei ist angenommen, dass grobe Verunreinigungen der Materialien vor dem Erwärmen entfernt worden sind. 9 0 9 8 4 3/0032

Claims

Patentansprüche ι

Io Verfahren zum Herstellen von zylindrischem Material unter Verwendung mindestens eines, beispielsweise aus schmiedbarem Metall bestehender Streifens, dadurch gekennzeichnet, dass der Streifen quer zur Längsrichtung zu einem Zylinder gebogen wird, wobei seine Kanten zueammenstossen, und daBB der sich so ergebende Zylinder an der Stoßeteile

vorzugsweise durch Druckwalzen, der Kanten durch Zusammenpressen^© verformt wird, dass die Kanten, insbesondere in fester Phase miteinander verbunden werden, wobei der Streifen gegebenenfalls um einen Dorn herumgebogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung eines mehrschichtigen Zylinders mehrere Streifen entsprechend gebogen und an ihren Stoßkanten miteinander verbunden werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

der Streifes
die StßMariten/in Umfangsricfatung gegeneinander versetzt sind unä b®i zwei Streifen vorzugsweise diametral entgegengesetzt angeordnet Bind.

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4, Verfahren naoh ein«-em der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, dass der Streifen um einen gegebenenfalls rohrförmigen Kern heruragelegt und gemeinsam mit dem Kern zusammengepresst .vird.

5. Verfahren nach «taaKAnsprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenpressen bei einer solchen Reduktion gtßohieht, dass nicht nur die Stoßkanten dee mindestens einen Streifens, sondern auoh der Streifen mit dem Kernmaterial und gegebenenfalls mehrere Streifen miteinander

in fester Phase verbunden werden. 6. Verfahren zum Herstellen elfte β ummantelten Kernes, da duroh gekennzeichnet, dass 'auf ein vorzugsweise erwärmtes Kemmaterial ein Ummanteluitgsmaterial in fein verteiltem Zustand aufgebracht wird und dann das Ummantelungematerial gemeinsam mit dem Kern unter entsprechender Reduzierung so aueammengepreosit wird, dass das Ummantelungsmaterial nicht nur mit dem Keramattrial verbunden, sondern eugleioh auoh verdiohjtet und verfertigt wird.

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7. Verfahren nach ätwiKAnsprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Zusammensetzen des Endproduktes aus mehreren Komponenten diese letzteren auf unterschiedliche Temperaturen gebracht werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

dass das Zusammenpressen erfolgt, bevor die Teile wesentlich abkühlen.

9* Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sofort nach der Bildung der Zylinderfora durch Verbiegen das Zusammenpressen vorsugsweise in erhitztem Zustand erfolgt.

10. Verfahren nach ctoa/Anapruohe 7-9» dadurch gekennzeichnet, dass das Erwärmen der Komponenten während dee Umbiegen a erfolgt.

11. Verfahren nach chmKAnsprüohe 7-10« dadurch gekennzeich net, dass der Streifen in einer Schutzgasatmosphäre oder in einer reduzierenden Atmosphäre erwärmt,wird, wobei Torzugsweiae das Utoblegtn ebenfalls In dieser Atmosphäre erfolgt.

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12·. Verfahren nach 4«*#A.nsprüche 7 - 11, dadurch gekennzeichnet _v dass das Erwärmen durch das Hindurchschicken eines elektrischen Stromes durch bestimmte Bereiche der Komponenten erfolgt, soweit diese elektrisch leitend sind.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Erwärmung in dem Bereich vom Eintritt in die Schutzgasatmosphäre bis zu den D;ua«walzen erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernmaterial elektrisch leitend und das Uramantelungsmaterial elektrisch nicht leitend sind.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verbinden der Komponenten Überflüssiges Material von den verbundenen Kanten abgeschert wird.

16. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Retorte vorgesehen ist, die Erwärmungamittel aufweist, um mindestens eine der durch die Retorte l5i»£«FVieü Komponenten zu erwärmen oder gegebenenfalls mehrere durchlaufende Komponenten auf unterschiedliche Temperatur su bringen.

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17. Einrichtung nach Anspruch 16, daduroh gekennzeichnet, dass in der Retorte eine Schutzgasatmosphäre vorhanden ist.

18. Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeich net _f daas in der Retorte eine oder mehrere Ziehvorrichtun gen vorgesehen sind, durch diet'Streifen zu einem Zylinder gebogen und miteinander vereinigt werden.

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L e e r s e i t e