DE2116095B2 - Foam extrusion - with coarse-weave calibrating tube between extruder and calibrater for cooling outer surface - Google Patents

Foam extrusion - with coarse-weave calibrating tube between extruder and calibrater for cooling outer surface

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DE2116095B2 DE19712116095 DE2116095A DE2116095B2 DE 2116095 B2 DE2116095 B2 DE 2116095B2 DE 19712116095 DE19712116095 DE 19712116095 DE 2116095 A DE2116095 A DE 2116095A DE 2116095 B2 DE2116095 B2 DE 2116095B2
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Günther 8671 Döhlau Sommer
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Rehau- Plastiks Gmbh, 8673 Rehau
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    • B29L2023/00—Tubular articles

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  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

The calibrating tube is of larger dia. than te extruder head, allowing the foam thermoplastic to expand. Supply tubes located outside the calibrating tube deliver fluid or vapour coolants which operate on the outer surface of the foam to stabilise the surface and allow internal over-pressure to develop before passing into the calibrating unit. The purpose is to allow the development of complex profiled cross-sections without damage through drawing stresses.

Description

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem ein- gangs geschilderten Verfahren dadurch gelöst, daß das Kühlen unmittelbar durch Einwirkung eines flüs sigen oder gasförmigen Kühlmittels auf die äußere Oberfläche des Hohlstranges vorgenommen wird; daß der Hohlstrang durch den Druck der in seinem Innenraum beim Ausschäumen entstehenden Gase aufgeweitet und hierauf unter Verschweißung seiner Innenflächen in die endgültige Form des Profilstrangs kalibriert wird. According to the invention, this task is gangs described method solved in that the cooling directly by action a liquid or gaseous coolant on the outer surface of the hollow strand is made; that the hollow strand by the pressure in its interior when Foaming resulting gases expanded and then with welding of his Inner surfaces are calibrated into the final shape of the profile strand.

Dieses so gekennzeichnete Verfahren bringt den Vorteil, daß Profilformen aller Art gefertigt werden können, da die Endform noch nicht in der Abkühlvorrichtung festgelegt wird, sondern erst durch die im Anschluß an die Abkühlvorrichtung einsetzende Druckanwendung, nämlich durch das Kalibrieren. This process characterized in this way has the advantage that profile shapes of all kinds can be manufactured, since the final shape is not yet in the cooling device is determined, but only by the onset of the cooling device following Application of pressure, namely by calibrating.

Dadurch sind beliebige Endquerschnitte der Profile erreichbar, da die zur endgültigen Formgebung führenden Verfahrensschritte gleichzeitig zum Abzug der Profile dienen können, wodurch jegliche Beschädigung der Profilendform entfällt. As a result, any end cross-sections of the profiles can be achieved because the process steps leading to the final shaping at the same time to the trigger the profiles can serve, which eliminates any damage to the profile end shape.

Die endgültige Verformung des Hohlprofils wird vorteilhaft durchgeführt, solange sich der aufgeschäumte Kunststoff im Innenraum des Hohlprofils im plastischen Zustand befindet. Das hat zur Folge, daß die Verschweißung der Innenflächen zur Bildung der Endform ohne zusätzliche Wärmezuführung oder sonstigen Aufwand erfolgen kann. The final deformation of the hollow profile is advantageously carried out, as long as the foamed plastic is in the interior of the hollow profile in the plastic State. This has the consequence that the welding of the inner surfaces to Formation of the final shape takes place without additional heat supply or other effort can.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Spritzdüse eines Extruderspritzkopfes und einem Kalibrierwerkzeug für die endgültige Form des Profilstranges. The invention also relates to a device for performing the Method according to the invention with a spray nozzle of an extruder spray head and a calibration tool for the final shape of the profile strand.

Bekannt ist zwar eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Strangpressen von plattenförmigen B aukörpern mit einem Schaumstoffkern und einem Mantel aus thermoplastischem Kunststoff. Der Mantel aus thermoplastischem Kunststoff wird dabei völlig mit dem Schaumstoff ausgefüllt. Das ausgefüllte Profil wird dann anschließend in einer der Extruderdüse nachgeschalteten Kalibriervorrichtung gekühlt und in die endgültige Form gebracht. Diese Vorrichtung ist jedoch im wesentlichen zur Herstellung von Bauplatten mit harter, glatter Außenhaut geeignet und kann zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe nicht beitragen. A device for continuous extrusion is known of plate-shaped building blocks with a foam core and a thermoplastic shell Plastic. The sheath made of thermoplastic material is completely with the Filled with foam. The completed profile will then be saved in one of the The calibration device downstream from the extruder nozzle is cooled and fed into the final Brought shape. However, this device is essentially for the production of Building panels with a hard, smooth outer skin are suitable and can be used to solve the invention underlying task does not contribute.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Spritzdüse des Extruderspritzkopfes und dem Kalibrierwerkzeug ein mit Durchtrittsöffnungen im Mantel versehenes Kalibrierrohr angeordnet ist, das eine größere lichte Weite als die Spritzdüse und wenigstens eine konzentrische Kühlmittelzuleitung mit auf die äußere Oberfläche des Hohlstranges gerichteten Austrittsöffnungen aufweist. The device for carrying out the method according to the invention is therefore characterized in that between the nozzle of the extruder head and the calibration tool a calibration tube provided with openings in the jacket is arranged that has a greater clearance than the spray nozzle and at least a concentric coolant supply line with on the outer surface of the hollow strand has directed outlet openings.

Es ist zweckmäßig, daß das Kalibrierrohr aus einem groben Gewebe besteht. Die Maschen des Gewebes wirken dabei als Durchtrittsöffnungen für das Kühlmittel. It is useful that the calibration tube is made of a coarse fabric consists. The meshes of the fabric act as passage openings for the coolant.

Das grobe Gewebe ist dabei vorteilhaft aus einem Metalldraht gebildet. In einem derart ausgebildeten Kalibrierrohr liegt das durchtretende Kunststoff-Hohlprofil nicht vollständig an, sondern die Berührung erfolgt lediglich an den durch das Maschengewebe gebildeten höchsten Punkten. Dadurch wird eine übermäßige Reibung zwischen Kalibrierrohr und Hohlprofil vermieden, wodurch die Endverformung und der Abzug des Profils erleichtert wird. The coarse fabric is advantageously formed from a metal wire. The penetrating plastic hollow profile lies in a calibration tube designed in this way not completely, but the contact is only made through the mesh fabric formed highest points. This creates excessive friction between the calibration tube and hollow profile avoided, which facilitates the final deformation and removal of the profile will.

Das grobe Gewebe muß dabei nicht zwangläufig aus Metalldraht gebildet sein. Vielmehr ist auch eine Ausführung zweckmäßig, bei der das grobe Gewebe aus einem Strang aus wärmestabilem Kunststoff aufgebaut ist. The coarse fabric does not necessarily have to be formed from metal wire be. Rather, an embodiment is expedient in which the coarse fabric is made from is made up of a strand of heat-resistant plastic.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens schematisch dargestellt. In the drawing is an embodiment of the device for Implementation of the process shown schematically.

Dem Extruder-Spritzkopf 1 mit dem Innendorn 11 und der Spritzdüse 12 ist das Kalibrierrohr 2 nachgeordnet. Das Kalibrierrohr 2 ist dabei in der lichten Weite des Innenquerschnitts größer ausgebildet als die Spritzdüse 12. The extruder spray head 1 with the inner mandrel 11 and the spray nozzle 12, the calibration tube 2 is arranged downstream. The calibration tube 2 is in the clear The width of the inner cross section is made larger than the spray nozzle 12.

Es ist nicht erforderlich, daß das Kalibrierrohr unmittelbar an den Ausgang der Spritzdüse angesetzt ist. It is not necessary that the calibration tube directly to the The outlet of the spray nozzle is attached.

Vielmehr unterstützt die beim Austritt des Hohlproaus ausder Spritzdüse an die Atmosphäre eintretende Vorkühlung durch die umgebende Luft die anschließend einsetzende Kühlung durch Zuführung des Kühlmittels. Das Kühlmittel wird durch die konzentrisch zum Kalibrierrohr 2 angeordneten Kühlmittelzuleitungen 3,4 mit den Austrittsöffnungen 31 über die Durchtrittsöffnungen 21 des Kalibrierrohres 2 unmittelbar auf die Oberfläche des Hohlprofils gebracht.Rather, it assists when the hollow protrusion emerges from the spray nozzle pre-cooling by the surrounding air entering the atmosphere which is subsequently onset of cooling by supplying the coolant. The coolant is through the concentrically to the calibration tube 2 arranged coolant supply lines 3, 4 with the Exit openings 31 via the passage openings 21 of the calibration tube 2 directly brought to the surface of the hollow profile.

Hierzu wird auch auf die Darstellung in der Zeichnung im Detail A verwiesen.Please refer to the illustration in the drawing in detail A referenced.

Dem Kalibrierrohr 2 nachgeordnet ist ein Kalibrierwerkzeug 5, welches zur endgültigen Formgebung des Profils dient. Dieses Kalibrierwerkzeug kann beispielsweise aus zwei gegeneinanderlaufenden Walzen bestehen, in die z. B. in Form einer Patrize bzw. Downstream of the calibration tube 2 is a calibration tool 5, which is used for the final shaping of the profile. This calibration tool can, for example consist of two counter-rotating rollers, in which z. B. in the form of a male mold respectively.

einer Matrize die Form für das Endprofil eingearbeitet ist. Das Kalibrierwerkzeug kann gleichzeitig als Abzug ausgebildet sein. Es ist jedoch auch denkbar, daß ein besonderer Abzug dem Kalibrierwerkzeug nachgeordnet ist. Das Endprodukt kann im Anschluß daran noch durch eine Kühlung geführt werden, bevor es z. B. auf einer Wickelvorrichtung aufgewickelt oder sofort abgelängt wird.a die the shape for the end profile is incorporated. The calibration tool can also be designed as a deduction. However, it is also conceivable that a special deduction is arranged downstream of the calibration tool. The end product can be in Following this, still be passed through a cooling system before it z. B. on one Winding device is wound up or immediately cut to length.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung wird nachstehend an einem Beispiel kurz wie folgt geschildert: Nachdem der schäumbare Kunststoff im Extruder aufgeschlossen worden ist, wird er in Form eines Hohlprofils aus der Spritzdüse 12 extrudiert. Beim Eintreten in die Atmosphäre expandiert der Kunststoff leicht und wird gleichzeitig in das Kalibrierrohr 2 geführt. Das Kalibrierrohr 2 ist im Querschnitt der lichten Weite größer als die Spritzdüse 12, so daß sich der aufschäumende Kunststoff an die innere Mantelfläche des Kalibrierrohres 2 anlegen kann. Unmittelbar nach Eintritt in das Kalibrierrohr 2 wird die Oberfläche des extrudierten Hohlprofils durch im Kalibrierrohr 2 angeordnete Durchtrittsöffnungen21 mit einem Kühlmedium, welches z. B. Luft, Stickstoff, Wasser, Dampf sein kann, beaufschlagt. The operation of the device is illustrated below using an example Briefly described as follows: After the foamable plastic has been digested in the extruder has been, it is extruded from the spray nozzle 12 in the form of a hollow profile. When entering the atmosphere, the plastic expands slightly and becomes at the same time guided into the calibration tube 2. The cross-section of the calibration tube 2 is the clear Width larger than the spray nozzle 12, so that the foaming plastic on the inner surface of the calibration tube 2 can apply. Immediately after entry in the calibration tube 2, the surface of the extruded hollow profile is through im Calibration tube 2 arranged through openings 21 with a cooling medium, which z. B. air, nitrogen, water, steam can be applied.

Dadurch wird die Oberfläche des Hohlprofils derart stabilisiert, daß die beim weiteren Aufschäumvorgang erzeugten Gase bevorzugt nach innen austreten. This stabilizes the surface of the hollow profile in such a way that that the gases generated during the further foaming process preferentially escape inwards.

Auf diese Weise wird im Inneren des Hohlprofils ein Überdruck erzeugt, welcher die äußere Mantelfläche des Profils zum Anliegen an der inneren Mantelfläche des Kalibrierrohres zwingt.In this way, an overpressure is generated inside the hollow profile, which the outer jacket surface of the profile to rest against the inner jacket surface of the calibration tube.

Da dieses Anliegen durch die spezielle Ausführung des Kalibrierrohres in der Regel nur punktförmig erfolgt, hält sich die Reibung in tolerierbaren Grenzen. Because this concern is due to the special design of the calibration tube usually only occurs at points, the friction is kept within tolerable limits.

Der Überdruck im Inneren des Hohlprofils wird dadurch gehalten, daß durch die endgültige Verformung beim Austritt aus dem Kalibrierrohr2, bei der eine Verschweißung der Innenflächen des Hohlprofils stattfindet, ein wesentlicher Austritt der Gase verhindert wird.The overpressure inside the hollow profile is maintained in that due to the final deformation when exiting the calibration tube2, in which one Welding of the inner surfaces of the hollow profile takes place, a substantial escape of the gases is prevented.

Während des Durchgangs durch das Kalibrierrohr2 befindet sich die Innenwand des Hohlprofils noch im plastischen Zustand, während die Profilober- fläche-durch die Kühlwirkung stabilisiert wird. Dadurch läßt sich am Kalibrierwerkzeug, an dem die endgültige Formgebung des Profils erfolgt, eine innige Verschweißung der Innenflächen zu einem homogenen Strang erreichen. During the passage through the calibration tube 2, the Inner wall of the hollow profile is still in the plastic state, while the upper profile area-through the cooling effect is stabilized. This can be used on the calibration tool, on the the final shape of the profile takes place, an intimate welding of the inner surfaces to achieve a homogeneous strand.

Claims (6)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines Profilstranges aus einem schäumbaren, thermoplastischen Kunststoff durch Extrudieren eines Hohlstranges, Kühlen, Aufweiten und durch Kalibrieren unter anschließender Verbindung der Innenflächen des Hohlstranges, dadurch gekennzeichn e t, daß das Kühlen unmittelbar durch Einwirkung eines flüssigen oder gasförmigen Kühlmittels auf die äußere Oberfläche des Hohlstranges vorgenommen wird, daß der Hohlstrang durch den Druck der in seinem Innenraum beim Ausschäumen entstehenden Gase aufgeweitet und hierauf unter Verschweißung seiner Innenflächen in die endgültige Form des Profilstranges kalibriert wird. Claims: 1. A method for producing a profile strand made of a foamable, thermoplastic material by extruding a hollow strand, Cooling, expanding and calibrating with subsequent connection of the inner surfaces of the hollow strand, characterized in that the cooling is effected directly a liquid or gaseous coolant on the outer surface of the hollow strand is made that the hollow strand by the pressure in its interior when Foaming resulting gases expanded and then with welding of his Inner surfaces are calibrated into the final shape of the profile strand. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die endgültige Verformung des Hohlprofils durchgeführt wird, solange sich der aufgeschäumte Kunststoff im Innenraum des Hohlprofils im plastischen Zustand befindet. 2. The method according to claim 1, characterized in that the final Deformation of the hollow profile is carried out as long as the foamed plastic is in the interior of the hollow profile in the plastic state. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einer Spritzdüse eines Extruder-Spritzkopfes und einem Kalibrierwerkzeug für die endgültige Form des Profilstranges, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Spritzdüse (12) des Extruder-Spritzkopfes (1) und dem Kalibrierwerkzeug (5) ein mit Durchtrittsöffnungen (21) im Mantel versehenes Kalibrierrohr (2) angeordnet ist, das eine größere lichte Weite als die Spritzdüse (12) und wenigstens eine konzentrische Kühlmittelzuleitung (3) mit auf die äußere Oberfläche des Hohlstranges gerichteten Austrittsöffnungen (31) aufweist. 3. Device for performing the method according to the claims 1 and 2 with a spray nozzle of an extruder spray head and a calibration tool for the final shape of the profile strand, characterized in that between the spray nozzle (12) of the extruder spray head (1) and the calibration tool (5) a calibration tube (2) provided with passage openings (21) in the jacket is arranged is that has a greater clearance than the spray nozzle (12) and at least one concentric Coolant supply line (3) with directed onto the outer surface of the hollow strand Has outlet openings (31). 4. Vorrichtung nach Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kalibrierrohr (2) aus einem groben Gewebe besteht. 4. Apparatus according to claim3, characterized in that the calibration tube (2) consists of a coarse fabric. 5. Vorrichtung nach Anspruch4, dadurch gekennzeichnet, daß das grobe Gewebe aus Metalldraht gebildet ist. 5. Apparatus according to claim4, characterized in that the rough Fabric is formed from metal wire. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das grobe Gewebe aus einem Strang aus wärmestabilem Kunststoff aufgebaut ist. 6. Apparatus according to claim 4 and 5, characterized in that the coarse fabric is made up of a strand of heat-resistant plastic. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Profilstranges aus einem schäumbaren, thermoplastischen Kunststoff durch Extrudieren eines Hohlstranges, Kühlen, Aufweiten und durch Kalibrieren unter anschließender Verbindung der Innenflächen des Hohlstranges. The invention relates to a method for producing a profile strand made of a foamable, thermoplastic material by extruding a hollow strand, Cooling, expanding and calibrating with subsequent connection of the inner surfaces of the hollow strand. Ein bekanntes Verfahren zur Extrusion von Profilen aus geschäumtem Kunststoff verwendet eine Zusammensetzung schäumbarer Kunststoffe, welche in noch nicht völlig ausgeschäumtem Zustand direkt in eine Abkühlvorrichtung extrudiert wird. Dabei ist wesentlich, daß der Querschnitt der Extruderdüse die gleiche Querschnittsform und Querschnittsfläche aufweist wie die Kalibrieröffnung der Abkühlvorrichtung. Die Abkühlvorrichtung in ihrer Gesamtheit wirkt dabei als Formvorrichtung für das Endprodukt. A well-known process for the extrusion of profiles from foamed Plastic uses a composition of foamable plastics that is still in use not completely foamed state extruded directly into a cooling device will. It is essential that the cross-section of the extruder nozzle has the same cross-sectional shape and has a cross-sectional area like the calibration opening of the cooling device. The cooling device in its entirety acts as a molding device for the End product. Der Kunststoff wird bei dem bekannten Verfahren als Hohlprofil extrudiert und mit den gleichen Außenabmessungen durch die Abkühlvorrichtung geführt. Der bei der Extrusion noch nicht völlig ausgeschäumte Kunststoff dehnt sich in der Abkühlvorrichtung ausschließlich in den Innenraum des Kunststoff-Hohlprofils aus, da eine Ausdehnung nach außen durch die Innenwandung der Abkühlvorrichtung, an der das extrudierte Hohlprofil mit seinem äußeren Umfang anliegt, verhindert wird.In the known method, the plastic is extruded as a hollow profile and passed through the cooling device with the same external dimensions. The at Plastic that has not yet been completely foamed after extrusion expands in the cooling device exclusively in the interior of the plastic hollow profile, as an expansion to the outside through the inner wall of the cooling device on which the extruded Hollow profile rests with its outer circumference, is prevented. Der Hohlraum des extrudierten Hohlprofils wird nach dem bekannten Verfahren grundsätzlich mit dem während des Abkühlvorgangs entstehenden Schaum ausgefüllt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, diesen Hohlraum nur teilweise mit dem ausgedehnten Schaum anzufüllen. The cavity of the extruded hollow profile is according to the known The process is basically filled with the foam created during the cooling process. However, there is also the possibility of this cavity only partially with the expanded To fill in foam. Mit dem bekannten Verfahren lassen sich Profile mit glatter Oberfläche erzielen. Eine Herstellung komplizierter Profile ist jedoch nach diesem Verfahren nicht möglich, da die Ausgestaltung des Profilquerschnitts technisch von den Möglichkeiten des unbeschädigten Durchführens des Profils durch die Abkühlvorrichtung abhängt. Hierbei müssen besondere Abzugseinrichtungen verwendet werden, die derart ausgelegt sein müssen, daß das in seiner Endform aus der Abkühlvorrichtung austretende Profil nicht durch Zug- oder Druckeinwirkung beschädigt wird. With the known method, profiles with a smooth surface can be created achieve. A production of complicated profiles is, however, according to this method not possible, since the design of the profile cross-section is technically dependent on the possibilities depends on the undamaged passage of the profile through the cooling device. In this case, special trigger devices must be used that are designed in this way must be that the profile emerging in its final form from the cooling device is not damaged by pulling or pressure. In einem weiteren bekannten Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Bahnen aus einem schäumbaren, thermoplastischen Kunststoff wird dieser Kunststoff in Form eines Hohlstranges extrudiert, wobei das Extrudat aus der Extruderdüse in die Umgebungsatmosphäre eintritt und dadurch gekühlt wird. Der Hohlstrang weitet sich infolge des Ausschäumvorgangs auf bis zur Anlage an eine Kalibriereinrichtung, welche den aufgeweiteten Hohlstrang unter Durchmesserverringerung bis zum Einlauf einer Presse formgebend weiterleitet. Vor dem Presseneinlauf wird über eine im Inneren des Hohlstrangs angeordnete Zuleitung ein Kleber an den inneren Wandflächen des Hohlstrangs aufgebracht. Unmittelbar nach der Kalibriereinrichtung ist ein Druckwalzenpaar angeordnet, welches den Hohlstrang zusammenpreßt und mittels des im Inneren aufgetragenen Klebers kontinuierlich zu einem flachen Gebilde verpreßt. In another known method for producing plastic sheets this plastic is molded from a foamable, thermoplastic material a hollow strand is extruded, the extrudate from the extruder nozzle into the ambient atmosphere enters and is thereby cooled. The hollow strand expands as a result of the foaming process up to the facility on a calibration device, which the expanded hollow strand passes on shaping while reducing the diameter up to the inlet of a press. In front of the press inlet, a feed line arranged in the interior of the hollow strand is used an adhesive is applied to the inner wall surfaces of the hollow strand. Immediately after the calibration device is arranged a pair of pressure rollers, which the hollow strand compresses and continuously closes by means of the adhesive applied inside pressed into a flat structure. Der Nachteil dieses Verfahrens ist darin zu sehen, daß wegen eines unkontrollierten Aufweitens des aus der Extruderdüse austretenden schäumenden Kunststoffes ein Hohlstrang von unterschiedlichen Wandstärken entstehen kann. The disadvantage of this method is that because of one uncontrolled expansion of the foaming plastic emerging from the extruder nozzle a hollow strand with different wall thicknesses can arise. Darüber hinaus ist die gewählte Einbringmethode des Klebemittels insofern eine erhebliche Fehlerquelle, als nicht sichergestellt ist, daß die gesamte Innenfläche des Hohlstrangs mit Kleber beaufschlagt wird. In addition, the chosen method of applying the adhesive A significant source of error insofar as it is not ensured that the entire Glue is applied to the inner surface of the hollow strand. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu umgehen und ein Verfahren sowie eine vorzugsweise Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, bei dem Profile aus schäumbarem Kunststoff mit beliebigen Endquerschnitten hergestellt werden können, wobei ein extrudierter Hohlkörper ohne Verwendung von Klebstoffen in eine kompakte Form gebracht wird. The invention is therefore based on the object described To circumvent disadvantages and a method and preferably a device for implementation of the process to specify in which profiles made of foamable plastic with any End cross-sections can be produced, with an extruded hollow body without Use of adhesives is brought into a compact form.
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