DE844287C - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Verbundwerkstoffen durch Strangpressen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Verbundwerkstoffen durch Strangpressen

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DE844287C
DE844287C DED5737D DED0005737D DE844287C DE 844287 C DE844287 C DE 844287C DE D5737 D DED5737 D DE D5737D DE D0005737 D DED0005737 D DE D0005737D DE 844287 C DE844287 C DE 844287C
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DE
Germany
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die
transducer
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DED5737D
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English (en)
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Kurt Juesten
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DUERENER METALLWERKE AG
Original Assignee
DUERENER METALLWERKE AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/22Making metal-coated products; Making products from two or more metals

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Verbundwerkstoffen durch Strangpressen Für die Herstellung von Verbundwerkstoffen durch gemeinsames Strangpressen der Einzelwerkstoffe sind bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden. Das einfachste Verfahren dieser Art besteht darin, daß in den Aufnehmer hinter der Matrize eine Scheibe aus Plattierwerkstoff und daran unmittelbar anliegend der Block aus Kernwerkstoff eingebracht «vird. Beide Werkstoffe werden dann gemeinsam durch die gleiche Matrize hindurch zu dem fertigen Verbundstrang verpreßt. Dieses Verfahren %\,eist \-erschiedene Nachteile auf. Da die Fließeigenschaften von Plattier- und Kernwerkstoff im allgemeinen unterschiedlich sind und außerdem von der Temperatur und anderen Faktoren stark abhängen, ist es an sich schon schwierig, insbesondere bei verwickelter Querschnittsform, die Dicke von Scheibe und Block so zu bemessen, daß der fertige Verbundstrang beim Hindurchpressen durch die den beiden Werkstoffen ihre endgültige Form gebende lVatrize überhaupt eine bestimmte gewünschte Plattierschichtdicke erhält. Vor allem <<ber hat dieses Verfahren den Nachteil, daß die Plattierschicht niemals -über die ganze Länge des Preßerzeugnisses eine gleichmäßige Dicke besitzt, sondern stets zu Beginn des Preßvorgangs am dicksten ausfällt und während der Preßvorgang allmäh- ]ich immer dünner wird, so.daß am Ende des Preßerzeugnisses häufig gar keine Plattierschicht mehr vorhanden ist.
  • Um diesem Übelstand abzuhelfen, ist vorgeschlagen worden, dem aus dem Grundwerkstoff bestehenden Kernblock eine bestimmte, durch Erfahrung und Versuche festgelegte, den Fließeigenschaften der Werkstoffe und dem Fließvorgang angepaßte Form zu geben und diesen mit Plattierwerkstoff zu umgießen. Dadurch kann zwar eine etwas gleichmäßigere. Dicke der Plattierschicht bei dem fertigen Verbundstrang erreicht werden, es müssen aber außer der immer noch bestehenden Herstellungsunsicherheit umfangreiche und teure Vorarbeiten, wie das Abdrehen, Beizen und Umgießen des Kernblocks in Kauf genommen werden.
  • Durch die vorliegende Erfindung werden' alle diese Nachteile ausgeschaltet.
  • Die Erfindung ist auf dem Grundgedanken aufgebaut, eine der Zahl der Einzelwerkstoffe entsprechende Zahl von Matrizen zu verwenden. Jede Matrize schließt einen für jeden Einzelwerkstoff vorgesehenen Raum in Richtung des austretenden Strangs ab. Der Grundwerkstoff wird der Reihe nach durch alle hintereinanderliegenden Matrizen hindurchgepreßt, wobei die Matrizen relativ zueinander bewegt werden können, d. h. ihre Entfernungen voneinander werden entsprechend der Menge der aus den Räumen ausgepreßten Werkstoffe immer geringer. Die erste Matrize sorgt dabei für entsprechende Verformung des -Grundwerkstoffs, die zweite für Verformung eines aus Grund- und einem Plattierwerkstoff bestehenden Verbundwerkstoffs, die dritte für Verformung eines aus Grund- und zwei Plattierwerkstoffen bestehenden Verbundwerkstoffs usf., bis die endgültige Form des fertigen Preßerzeugnisses erreicht ist. Die Abmessungen der verschiedenen Matrizenöffnungen richten sich nach der im fertigen Preßerzeugnis gewünschten Form der Einzelwerkstoffe.
  • Das sich daraus ergebende Verfahren zum Herstellen von Verbundwerkstoffen durch gemeinsames Strangpressen der Einzelwerkstoffe besteht erfindungsgemäß darin, daß der Grundwerkstoff nacheinander durch mehrere hintereinanderliegende, die Räume für die Plattierwerkstoffe abschließende Matrizen hindurchgepreßt und das entsprechende Preßerzeugnis in jeder einen Einzelraum in Richtung des austretenden Preßgutes abschließenden Matrize mit dem in diesem .Raum enthaltenen Plattierwerkstoff in der im Verbundwerkstoff gewünschten Dicke verschweißt wird.
  • Soll das Verfahren gemäß der Erfindung zum Herstellen von aus zwei Werkstoffen bestehenden Verbundwerkstoffen angewendet werden, so kann beispielsweise der Grundwerkstoff zunächst durch eine im Aufnehmer beweglich angeordnete und anschließend durch eine fest angeordnete Matrize hindurchgepreßt und in der letzteren mit dem Plattierwerkstoff in der im Verbundwerkstoff gewünschten Dicke verschweißt werden. Dabei wirkt die bewegliche Matrize auf den Plattierwerkstoff als Preßscheibe und trennt während des ganzen Preßvorgangs die Räume für den Grund- und den Plattierwerkstoff. Die feste Matrize ist im Ausgang des Aufnehmers angeordnet und schließt den Raum für den Plattierwerkstoff in Preßrichtung ab.
  • Es kann notwendig sein, beispielsweise wenn der Plattierwerkstoff als Hohlblock ausgebildet ist, die bewegliche Matrize zu Beginn des Preßvorgangs festzuhalten und erst nach einer gewissen Zeit freizugeben, nämlich etwa dann, wenn der durch die bewegliche Matrize hindurchgepreßte Strang aus Grundwerkstoff die fest angeordnete Matrize erreicht hat und den Hohlraum des Plattierblocks annähernd ausfüllt.
  • Eine andere Ausbildungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung zum Herstellen von aus zwei Werkstoffen bestehenden Verbundwerkstoffen kann so ausgeführt werden, daß der Grundwerkstoff zunächst durch eine im Aufnehmer fest angeordnete Matrize und anschließend durch eine am Ausgang des Aufnehmers beweglich angeordnete Matrize hindurchgepreßt und in der letzteren mit dem Plattierwerkstoff in einer im Verbundwerkstoff gewünschten Dicke verschweißt wird. Dabei trennt die feste Matrize die Räume für den Grund- und Plattierwerkstoff, während die bewegliche Matrize den Raum für den Plattierwerkstoff in Richtung des austretenden Preßgutes abschließt und auf den Plattierwerkstoff als Preßscheibe wirkt.
  • Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung enthält in einer der Zahl der Einzelwerkstoffe entsprechenden Anzahl angeordnete Matrizen. Sie liegen hintereinander, sind relativ zueinander beweglich und schließen die Räume für die Einzelwerkstoffe in Richtung des austretenden Preßgutes ab. Die aufeinanderfolgenden Matrizen sind mit einer etwa um die Dicke der jeweils hinzukommenden Plattierschicht größeren Öffnung versehen.
  • Es ist auch möglich, das Verfahren gemäß der Erfindung in einer Vorrichtung auszuführen, bei der die Matrizen nicht beweglich, sondern fest angeordnet sind. In diesem Fall können z. B. in jedem Einzelraum seitlich durch die Aufnehmerwandung geführte Preßstempel vorgesehen sein, die den Preßdruck auf die Einzelwerkstoffe ausüben.
  • Soll eine Vorrichtung gemäß der Erfindung nur zum Herstellen von aus zwei Werkstoffen bestehenden Verbundsträngen dienen, so kann beispielsweise ein Aufnehmer außer mit einer ihn an einem Ende verschließenden, fest angebrachten Matrize zusätzlich noch mit einer beweglichen Matrize ausgerüstet sein. In diesem Fall besitzt die feste Matrize eine der Außenform des fertigen Verbundstrangs entsprechende Öffnung, dagegen die bewegliche Matrize eine der Außenform des Kerns des fertigen Verbundstrangs entsprechende Öffnung. Die bewegliche Matrize ist in den Aufnehmerhohlraum eingepaßt, sie ist zu Beginn des Preßvorgangs festhaltbar und zwischen dem nach der festen Mätrize hin liegenden Raum lür den Plattierwerkstoff einerseits und dem nach dem Preßstempel hin liegenden Raum für den Kernwerkstoff anderseits angeordnet. Zum Festhalten der beweglichen Matrize können beispielsweise im Aufnehmer quer zur Aufnehmerachse in Ausnehmungen bewegliche, in den Aufnehmerhohlraum einführbare, der beweglichen Matrize zu Beginn des Preßvorgangs als Anschlag dienende, von außen her, zweckmäßig hydraulische, zu betätigende Anschlagstücke angeordnet sein.
  • Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Herstellen von aus zwei Werkstoffen bestehenden Verbundsträngen kann auch so ausgebildet sein, daß im Innern desAufnehmers eine feststehendeMatrize mit einer der Außenform des Kerns des fertigen Verbundstrangs entsprechenden Öffnung und davor eine bewegliche, den Preßdruck auf den Plattierwerkstoff ausübende, zweckmäßig hydraulisch betätigte Matrize mit einer der Außenform des fertigen Verbundstrangs entsprechenden Öffnung angeordnet ist; die feststehende Matrize ist dabei derart im Aufnehmer angeordnet, daß auf ihrer einen Seite ein Raum zur Aufnahme des den Kern des Verbundstrangs bildenden, unter dem Druck des Preßstempels stehenden Kernwerkstoffs und auf ihrer anderen Seite ein Raum zur Aufnahme des die Plattierschicht bildenden, zweckmäßig mit einer Ausnehmung versehenen Plattierwerkstoffs vorhanden ist. Die bewegliche Matrize ist in den Raum zur Aufnahme des Plattierwerkstoffs eingepaßt und schließt diesen Raum in 4 Richtung des austretenden Preßgutes ab.
  • In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen einer Vorrichtung gemäß der. Erfindung, die zum Herstellen von aus zwei Einzelwerkstoffen bestehenden Verbundwerkstoffen geeignet sind, beispielsweise schaubildlich dargestellt. Es zeigt Abb. i einen Teil eines Aufnehmers mit einer feststehenden Matrize an einem Ende und mit einer beweglichen, zu Beginn des Preßvorgangs festhaltbaren Matrize in seinem Hohlraum, im Längsschnitt, Abb. 2 den gleichen Teil im Querschnitt nach Linie 11-1I der Abb. i, Abb. 3' den gleichen Teil eines Aufnehmers in einer anderen Ausführung mit einer feststehenden Matrize in seinem Hohlraum und mit einer beweglichen Matrize an seinem Ende, im Längsschnitt.
  • Bei der Ausführungsform nach Abb. i und 2 ist der Aufnehmer i an seinem Ende durch die im Matrizenhalter 2 fest angebrachte Matrize 3 verschlossen. Zusätzlich zu dieser festen Matrize 3 ist noch eine in den Aufnehmer i eingepaßte, bewegliche Matrize .I zwischen dem Plattierwerkstoff 5 und dem Kernwerkstoff 6 angeordnet. Der PlattierwerkstOff 5 kann in Form eines Vollblocks oder auch eines Hohlblocks eingelegt werden.
  • Wird nun der Preßdruck auf den Kernblock 6 ausgeübt, so fließt zunächst der Kernwerkstoff durch die Matrize .4 und bahnt sich seinen Weg durch den Plattierblock 5 hindurch. Gleichzeitig leitet aber die Matrize .4 den Druck weiter, da sie beweglich in den Aufnehmer eingepaßt ist. Sie wirkt also als Preßscheibe auf den Plattierblock 5 und bringt diesen ebenfalls zum Fließen. Die Öffnung der Matrize 4 ist entsprechend der Form des Kerns des fertigen Verbundstrangs gewählt, während die Öffnung der Matrize 3 etwa um so viel größer ist, wie die im fertigen Verbundstrang gewünschte Plattierschicht ausmacht. Dabei ist gegebenenfalls darauf Rücksicht zu nehmen, daß der Kernwerkstoff beim Durchfließen der zweiten Matrize 3 unter Umständen noch eine geringe Verformung erhalten kann, Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die bewegliche Matrize 4 zu Beginn des Preßvorgangs festzuhalten, beispielsweise etwa so lange, bis der Kernwerkstoff 6 die Matrize 3 erreicht hat oder bereits durchlaufen hat. Zu diesem Zweck sind im Aufnehmer i quer zur Aufnehmerachse in Ausnehmungen 7 des Aufnehmers bewegliche Anschlagstücke 8 vorgesehen. Die Wirkungsweise und Ausbildung der Anschlagstücke 8 ist besonders aus der Abb. 2 ersichtlich. In der darin gezeichneten Stellung ragen sie in den Aufnehmerhohlraum hinein und dienen der Matrize 4 als Auflage. Wird nun auf den hydraulischen Zylinder 9 Druck gegeben, so werden mittels des 'Stempels io über die Gestände i i die Anschlagstücke 8 so weit herausgezogen, bis die Ausnehmungen 12 der Anschlagstücke 8 sich in denn Aufnehmerhohlraum befinden. Da die Ausnehmungen 12 entsprechend der Form der Aufnehmerinnenwandung ausgebildet sind, wird jetzt die bewegliche Matrize 4 freigegeben, wodurch sie den Preßdruck auf den Plattierblock 5 überträgt.
  • Eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt Abb. 3. In dem Aufnehmer 13 ist eine fest angebrachte Matrize 14 vorgesehen, auf deren einer Seite sich der Raum zur Aufnahme des Kernwerkstoffs IS und auf der anderen Seite sich der Raum zur Aufnahme des Plattierwerkstoffs 16 befindet. In den vorderen Teil des Aufnehmers 13 ist die bewegliche Matrize 17 eingepaßt, die entgegen der Fließrichtung des austretenden Preßgutes gegen den Plattierwerkstoff 16 gepreßt wird. Der hierzu notvyendige Druck wird von einer aus Zylinder 18, )Stempel 19 und Gestände 20 bestehenden hydraulischen Druckvorrichtung aufgebracht. Die Öffnung der Matrize 14 entspricht der Form des Kerns des fertigen Verbundstrangs, die Öffnung der Matrize 17 ist entsprechend der Dicke der im fertigen Verbundstrang gewünschten Plattierschicht größer gewählt. Der Plattiervorgang verläuft analog dem Vorgang bei der Vorrichtung nach Abb. i und 2.
  • Mit beiden Vorrichtungen können plattierte Stränge hergestellt werden, deren Plattierschichtdicke jede gewünschte Abmessung erreichen läßt und von Anfang bis zum Ende des Verbundstrangs an allen Stellen gleichmäßig ist.

Claims (7)

  1. PATENTANSPROCHE: i. Verfahren zum Herstellen von Verbundwerkstoffen durch gemeinsames Strangpressen der Einzelwerkstoffe, dadurch. gekennzeichnet, daß der Grundwerkstoff nacheinander durch mehrere hintereinanderliegende, die Räume für die Plattierwerkstoffe abschließende Matrizen hindurchgepreßt und das entstehende Preßerzeugnis in jeder einen Einzelraum in Richtung des austretenden Preßgutes abschließenden Matrize mit dem in diesem Raum enthaltenden Plattierwerkstoff in der im Verbundwerkstoff gewünschten Dicke verschweißt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i zum Herstellen von aus zwei Werkstoffen bestehenden Verbundwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundwerkstoff zunächst durch eine im Aufnehmer beweglich angeordnete, während des ganzen Preßvorgangs die Räume für den Grundwerkstoff und den Plattierwerkstoff trennende, auf den Plattierwerkstoff als Preßscheibe wirkende Matrize und.anschließend durch eine am Ausgang des Aufnehmers fest angeordnete, den Raum für den Plattierwerkstoff in Preßrichtung abschließende Matrize hindurchgepreßt und in der letzteren mit dem Plattierwerkstoff in der im Verbundwerkstoff gewünschten Dicke verschweißt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche, zu Beginn des Preßvorgangs festgehaltene Matrize erst dann als Preßscheibe auf den Plattierwerkstoff zur Einwirkung gebracht wird, wenn der durch die bewegliche Matrize hindurchgepreßte Grundwerkstoff den Hohlraum des Plattierblocks annähernd ausfüllt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch i zum Herstellen von aus zwei Werkstoffen bestehenden Verbundwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundwerkstoff zunächst durch eine im Aufnehmer fest angeordnete, die Räume für den Grundwerkstoff und den Plattierwerkstoff trennende Matrize und anschließend durch eine am Ausgang des Aufnehmers beweglich angeordnete, den Raum für den Plattierwerkstoff in Richtung des austretenden. Preßgutes abschließende, auf den Plattierwerkstoff als Preßscheibe wirkende Matrize hindurchgepreßt und in der letzteren finit dem Plattierwerkstoff in der im Verbundwerkstoff gewünschten Dicke verschweißt wird.
  5. 5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i bis 4, gekennzeichnet durch im Aufnehmer (i) einer Strangpresse hintereinanderliegend, in einer der Zahl der Einzelwerkstoffe entsprechenden Anzahl angeordnete, relativ zueinander bewegliche, die Räume für die Einzelwerkstoffe in Richtung des austretenden Preßgutes abschließende Matrizen, deren Bohrungsdurchmesser in Preßrichtung etwa um die Dicke der jeweils hinzukommenden Plattierschicht ansteigen.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5 zum Hersteilen von aus zwei Werkstoffen bestehenden Verbundsträngen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufnehmer außer mit einer ihn an einem Ende verschließenden fest angebrachten Matrize (3), die eine der Außenform des fertigen Verbundstrangs entsprechende öffnung besitzt, zusätzlich noch mit eurer in den Aufnehmerhohlraum eingepaßten, darin beweglichen, zu Beginn des Preßvorgangs festhaltbaren, zwischen dem nach der festen Matrize hin liegenden Raum für den Plattierwerkstoff einerseits und dem nach dem Preßstempel hin liegenden Raum für den Kernwerkstoff anderseits angeordneten Matrize (.4), die eine der Außenform des Kerns des fertigen Verbundstrangs entsprechende Öffnung besitzt, ausgerüstet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Aufnehmer (i) quer zur Aufnehmerachse in Ausnehmungen (7) bewegliche, in den Aufnehmerhohlraum einfuhrbare, der beweglichen Matrize zu Beginn des Preßvorgangs als Anschlag dienende, von außen her, zweckmäßig hydraulisch, zu betätigende Anschlagstücke (8) angeordnet sind. B. Vorrichtung nach *Anspruch 5 zum Herstellen von aus zwei Werkstoffen bestehenden Verbundsträngen,. dadurch gekennzeichnet, daß in dem Aufnehmer eine feststehende Matrize (14) mit einer der Außenform des Kerns des fertigen Verbundstrangs entsprechenden Öffnung angeordnet ist, die mit ihrer einen Stirnfläche einen Raum zur Aufnahme des den Kern des Verbundstrangs bildenden, unter dem Druck des Preßstempels stehenden Kernwerkstoffs und mit ihrer anderen Stirnfläche einen Raum zur Aufnahme des die Plattierschicht bildenden, zweckmäßig mit einer Austiehmung versehenen Plattierwerkstoffs begrenzt und daß 'eine entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Preßstempels bewegliche, zweckmäßig hydraulisch betätigte, den Preßdruck auf den Plattierwerkstoff ausübende, in den Raum zur Aufnahme des Plattierwerkstoffs eingepaßte Matrize (17) mit einer der Außenform des fertigen Verbundstrangs entsprechenden Öffnung angeordnet ist.
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DE (1) DE844287C (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2920760A (en) * 1956-12-17 1960-01-12 Fielding & Platt Ltd Extrusion press
US2934206A (en) * 1957-09-24 1960-04-26 Albert W Scribner Apparatus for die expressing plastic materials
US2964177A (en) * 1959-07-02 1960-12-13 Albert W Scribner Continuous extrusion
DE1115686B (de) * 1957-02-28 1961-10-26 Julius & August Erbsloeh K G Vorrichtung zum Pressen eines plattierten Metallstranges
US3021004A (en) * 1959-01-07 1962-02-13 Erbsloeh Julius & August Apparatus for plating profiles

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