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Die Erfindung betrifft einerseits eine Vorrichtung zur Herstellung von Rollkantenschutzelementen aus Pappe oder Papier, die ein rotierbares Werkzeug mit auf der Außenseite angeordneten Schneideelementen und ein Gegenelement umfasst. Andererseits betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Rollkantenschutzelements aus Pappe oder Papier.
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Aus dem Stand der Technik sind Stanzvorrichtungen für das Ausstanzen von Formen aus Papier oder Pappe bekannt. Das Ausstanzen erfolgt nach dem Stand der Technik normalerweise dadurch, dass rotierende Stempel die gewünschten Formen aus einer sehr langen Bahn Papier oder Pappe ausstanzen. Dabei entspricht die Umlaufgeschwindigkeit des rotierenden Stempels in der Regel der Fortbewegungsgeschwindigkeit der Papier- oder Pappbahn in deren Transportrichtung.
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So ist beispielsweise aus
DE 23 53 226 A1 eine Stanzvorrichtung für das Ausschneiden im Freischnitt bekannt. Bei der in dieser Druckschrift veröffentlichten Vorrichtung handelt es sich um ein rotierendes Werkzeug, auf dem eine Vielzahl von Schneidestempeln angeordnet ist. Diese Schneidestempel werden derart gegen eine Lochmatrize oder ein Stanzkissen gedrückt, so dass aus einer dazwischen befindlichen Papp- oder Papierbahn der entsprechende Ausschnitt ausgestanzt wird. Sowohl das die Schneidstempel tragende rotierende Werkzeug als auch Lochmatrize oder Stanzkissen bewegen sich motorgetrieben mit einer Umlaufgeschwindigkeit, die der Fortbewegungsgeschwindigkeit der Papp- oder Papierbahn in deren Transportrichtung entspricht.
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Aus
DE 8521184 ist ebenfalls ein Werkzeug bekannt, das für die Bearbeitung von Papp- oder Papierbahnen geeignet ist. Aufgabe der in dieser Druckschrift beschriebenen Vorrichtung ist es, das Austauschen von allen oder einzelnen Stanzen auf dem Trommelförmigen Stanzwerkzeug zu vereinfachen und zu beschleunigen.
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Auch spezielle Weiterentwicklungen derartiger Stanzvorrichtungen sind bekannt. So offenbart
DE 30 38 355 A1 eine Vorrichtung zum Lochen von Materialbahnen aus Kunststoff, Papier, Metall oder Textilien, bei der jeder einzelne auf dem Stanzwerkzeug befindliche Schneidestempel zusätzlich während des Stanzvorgangs um seine Längsachse rotiert, um das Stanzergebnis zu verbessern und besonders saubere Ränder zu generieren.
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Auch die
EP 1 419 861 offenbart eine Vorrichtung zum rotativen Stanzen. Bei der offenbarten Vorrichtung ist die dem Stanzwerkzeug gegenüber befindliche Matrize als hohle Trommel gestaltet, so dass die ausgestanzen Teile durch die Matrize hindurch gedrückt werden und in das Innere der Trommel gelangen. Besonders zeichnet sich diese Erfindung dadurch aus, dass das Stanzwerkzeug und die Matrize auch dann synchron rotieren, wenn sie sich in großem Anstand voneinander befinden. Dies ist besonders für das Einfädeln von extrudierten Metallbändern hilfreich, da diese oft an den Enden deutlich stärker sind als der Sollquerschnitt.
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Die beschriebenen Vorrichtungen sind für das Bearbeiten von ebenen Bahnen ausgelegt. Speziell für die Herstellung Rollkantenschutzelemente ist es aber wünschenswert, dass auch bereits mit einem Winkel versehene Rohmaterialbahnen mit Stanzvorrichtungen bearbeitet werden können.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Herstellung von Rollkantenschutzelementen bereit zu stellen, die es ermöglicht, bereits vorgeformte Rollkantenschutzelementrohlinge bearbeiten zu können und aus mindestens einem Teil des Rollkantenschutzelementrohlings Aussparungen auszustanzen. Diese Vorrichtung sollte möglichst einfach aufgebaut sein und in bestehende Bearbeitungsstraßen integrierbar sein. Außerdem wird ein Verfahren zur Verwendung einer solchen Vorrichtung zur Herstellung von Rollkantenschutzelementen benötigt.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Herstellung von Rollkantenschutzelementen bereit, die diese Aufgabe erfindungsgemäß entsprechend den Merkmalen des Anspruches 1 löst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Rollkantenschutzelementen aus Pappe oder Papier umfasst ein rotierbares Werkzeug mit auf der Außenseite angeordneten Schneideelementen und ein Gegenelement und zeichnet sich dadurch besonders aus, dass die Vorrichtung mindestens eine Führungseinrichtung zum Zuführen eines streifenartigen aus Pappe oder Papier bestehenden Rollkantenschutzelementrohlings, dessen Querschnitt mindestens zwei einen Winkel einschließende Schenkel aufweist, in einen zwischen dem Werkzeug und dem zylinderförmigen Gegenelement befindlichen Arbeitsbereich umfasst und das Werkzeug Schneideelemente zum Erzeugen von Aussparungen in mindestens einem der Schenkel des Rollkantenschutzelementrohlings umfasst. Ebenso wird die Aufgabe durch ein Verfahren entsprechend den Merkmalen des Anspruches 12 gelöst.
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Durch diese erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, bereits gewinkelte Profile der Stanzeinrichtung zuführen zu können. Nach dem Ausstanzen der Aussparungen, die später bei der Verwendung das Biegen des Rollkantenschutzelementes um die zu schützende gewölbte Kante ermöglichen sollen, ist es somit möglich, das Rollkantenschutzelement auf die gewünschte Länge zuzuschneiden. Im Gegensatz zu bestehenden Verfahren ist ein späteres Knicken der ausgestanzten Papp- oder Papierbahn zu einem Rollkantenschutzelement nicht notwendig. Nach dem Stanzen kann das aus der Maschine austretende Rollkantenschutzelement auf die gewünschte Länge zugeschnitten werden und direkt eingesetzt oder für den Transport oder eine Lagerung vorbereitet werden.
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Das Gegenelement kann dabei sowohl als Matritzenelement mit komplementär zu den Schneideelementen ausgebildeten Vertiefungen als auch als Walze, beispielsweise als Gummiwalze, mit glatter Oberfläche ausgebildet sein. Vertiefungen können darin bereits vorgeformt sein oder erst durch die Druckbeaufschlagung durch das Werkzeug ausgebildet werden. Ebenso ist es möglich, auch weitere Materialien wie laminierte, verklebte und/oder verpreßte Pappe oder Papiere als Ausgangsmaterialien für das Rollkantenschutzelement zu verwenden.
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In einer besonderen Ausführungsform ist das rotierbare Werkzeug in Form eines Zylinders ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Form eines geraden Kreiszylinders. Diese Form gewährleistet einen gleichmäßigen Anpressdruck über die gesamte Arbeitsbreite. Es sind jedoch auch Abweichungen von dieser Form möglich. In bestimmten Fällen könnten beispielsweise Werkzeuge in Form eines Kegelabschnitts vorteilhaft sein, um die zum Ausstanzen benötigte Kraft anders zu verteilen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Anpressdruck des Werkzeugs durch Veränderung der Position der Rotationsachse des Werkzeugs gegenüber dem Werkstück regelbar. Dies ermöglicht die Anpassung des Arbeitsdrucks auf unterschiedliche Materialien und Materialstärken.
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Bevorzugt ist der Anpressdruck über eine motorgetriebene Vorrichtung regelbar. Dadurch ist es möglich, den Anpressdruck ferngesteuert auch während des laufenden Betriebs einfach nachregulieren zu können und so das Produktionsergebnis zu verbessern. So kann schnell auf Schwankungen in der Beschaffenheit des Rohmaterials reagiert werden und ein optimales Produktergebnis gewährleistet werden. Es ist nicht notwendig, die Produktion zu unterbrechen.
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In einer besonderen Ausführungsform ist der Anpressdrucks des Werkzeugs durch eine Veränderung des Abstandes der Rotationsachsen von Werkzeug und Gegenelement regelbar. Dazu sind die Lager der Achsen über ein Element miteinander Verbunden, das den Abstand zwischen den Achsen in einem gewissen Bereich variabel einstellbar macht. Beispielsweise handelt es sich hierbei um eine Gewindespindel oder Zylinder wie Pneumatikzylinder oder Hydraulikzylinder. Bevorzugt werden diese Elemente mindestens paarweise verwendet, um ein Verkannten von Werkzeug und Gegenelement zu vermeiden.
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Bevorzugt ist in einer Ausführungsform, dass mindestens eine Aussparung in Form zweier in einem spitzen Winkel aufeinander zulaufenden Geraden geformt ist, in deren Berührungsbereich auch Abweichungen von der Gradlinigkeit möglich sind. Diese Form hat sich zur Verwendung in Rollkantenschutzelementen als besonders geeignet herausgestellt. Zum einen ist so genügend Raum zum Biegen des Rollkantenschutzelementes um den zu schützenden Körper herum gegeben und das Überlappen der zwischen den Aussparungen verbleibenden Elementen wird vermieden. Andererseits verbleibt im Berührungsbereich der aufeinander zulaufenden Geraden genügend Material, um die notwendige Stabilität des Rollkantenschutzelementes zu erhalten. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform verbleibt zwischen dem Berührungsbereich der aufeinander zulaufenden Geraden und dem Winkel im Querschnitt des Rollkantenschutzelementes ein Steg. Dieser stabilisiert das Rollkantenschutzelement zusätzlich. Andere Formen von Aussparungen sich ebenfalls möglich. Als in bestimmten Dimensionen als ebenfalls gut geeignet haben sich parabelförmige Aussparungen erwiesen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung derart gestaltet, dass die im Rollkantenschutzelementrohling generierten Aussparungen sich in regelmäßig wiederholenden Abständen entlang der Längsachse der Materialbahn angeordnet sind. Dadurch wird bei der Verwendung des Produkts als Rollkantenschutzelement erreicht, dass sich das Rollkantenschutzelement homogen um die zu schützende Rundung legen kann. Dies vereinfacht sowohl die Handhabung beim Schützen der Rundung mit einem erfindungsgemäßen Rollkantenschutzelement als auch die des geschützten Gegenstandes, da die runde Form weitgehend erhalten bleiben kann. Durch die regelmäßige Anordnung der Aussparungen weist das um die Rundung des zu schützenden Gegenstandes geknickte Rollkantenschutzelement kaum Unebenheiten und Vorsprünge auf.
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Vorzugsweise ist die Vorrichtung derart gestaltet, dass sich die generierten Aussparungen in dem Teil des Werkstückes befinden, welcher im Querschnitt den kürzeren der beiden Winkel darstellt. Diese Ausführungsform verleiht dem Rollkantenschutzelement eine erhöhte Stabilität, da der Teil des Werkstückes, welcher im Querschnitt den längeren der beiden Schenkel darstellt, keine Aussparungen erhält und damit sehr stabil bleibt. Bei besonderen Aufgabenstellungen kann jedoch auch der längere der beiden Schenkel die Aussparungen enthalten. Die könnte z. B. bei sehr kurzen zu schützenden Gegenständen notwendig sein oder dann, wenn nicht nur die Kannte geschützt werden soll, sondern die zwischen den Aussparungen verbleibenden Bereiche dazu verwendet werden sollen, große Teile oder sogar den gesamten Frontbereich des runden zu schützenden Gegenstandes zu überdecken und so zu schützen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der zwischen den beiden Schenkeln des Werkstücks gebildete Winkel zwischen 45° und 135°. Dieser Winkel ist Abhängig von der Form des zu schützenden Gegenstandes. Da es sich bei den zu schützenden Gegenständen meist um gerade Kreiszylinder handelt ist ein besonders bevorzugter Winkel 90°. Es sind jedoch auch andere Winkel möglich. So kann es auch gewünscht sein, die Kanten von rotationssymmetrischen Gegenständen zu schützen, deren Durchmesser sich zu den Enden hin verringert. Damit sind Rollkantenschutzelemente mit Winkeln größer 90° notwendig. Kleinere Winkel als 90° sind z. B. bei sich am Ende verbreiternden Gegenständen wie beispielsweise Standfüßen notwendig.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung derart gestaltet, dass das rotierende Werkzeug einen Motorantrieb aufweist und das Gegenelement keinen eigenen Motorantrieb aufweist, sondern durch die Wechselwirkung mit dem Werkzeug und/oder dem Werkstück rotierbar ist. Der Motorantrieb des Werkzeugs dient dazu, die nötige Kraft bereitzustellen, um die Schneideelemente in das Werkstück zu drücken und so die Aussparungen zu generieren. Die Umlaufgeschwindigkeit des Werkzeuges ist dabei bevorzugt mit der Vorschubgeschwindigkeit des Werkstückes synchronisiert. Es hat sich gezeigt, dass das Gegenelement keinen separaten Motorantrieb benötigt, da es durch die Wechselwirkung mit dem Werkstück bereits in Rotation versetzt wird. Durch die Synchronisation der Rotation des Werkzeugs mit der Vorwärtsbewegung des Werkstückes ist eine zusätzliche Synchronisation zwischen Werkzeug und Gegenelement nicht zwingend erforderlich. Durch das ständige Eingreifen von durch das Werkstück hindurchtretenden Schneideelementen erfolgt eine ausreichende Synchronisation zwischen Werkzeug und Gegenelement. Eine Ausführung mit separat angetriebenem Gegenelement ist jedoch auch möglich. Dabei sollten jedoch besondere Vorkehrungen zur Sicherstellung der synchronen Bewegung getroffen werden.
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Ein wesentlicher Punkt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Rollkantenschutzelementes aus Pappe oder Papier. Es zeichnet sich dadurch aus, dass ein rotierendes Werkzeug mit auf der Außenseite angeordneten Schneideelementen in Wechselwirkung mit einem zylinderförmigen Gegenelement mit komplementär zu den Schneideelementen ausgebildeten Vertiefungen in einem streifenartigen Werkstück aus Pappe oder Papier, dessen Querschnitt mindestens zwei einen Winkel einschließenden Schenkel darstellt, Aussparungen erzeugt.
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Bei diesem Verfahren kann auch sowohl ein Gegenelement mit glatter Oberfläche, beispielsweise eine Gummiwalze, als auch ein Matrizenelement mit komplementär zu den Schneideelementen ausgebildeten Vertiefungen verwendet werden. Vertiefungen können darin vorgeformt sein, oder sich erst beim Stanzvorgang, nachdem die Schneidewerkzeuge sich in das Gegenelement bzw. die Gummiwalze eingeschnitten haben, ergeben.
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Das Verfahren lässt sich auch für weitere Materialien wie laminierte, verklebte und/oder verpreßte Pappe oder Papiere anwenden.
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Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert, in welcher beispielhaft erfindungsgemäße Vorrichtungen zur Herstellung von Rollkantenschutzelementen dargestellt sind. Bauteile der Vorrichtung zur Herstellung von Rollkantenschutzelementen, welche in den Figuren wenigstens im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet sein, wobei diese Bauteile nicht in allen Figuren beziffert und erläutert sein müssen.
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Es zeigen:
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1: eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Rollkantenschutzelementen;
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2: perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Rollkantenschutzelementen von schräg oben;
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3: eine weitere schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Rollkantenschutzelementen aus 1 mit Mechanismus zur Regelung des Anpressdruckes; und
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4: perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Rollkantenschutzelementen von schräg oben aus 2 mit Antriebseinrichtung;
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Rollkantenschutzelementen 1. Das rotierbare Werkzeug 2 und das Gegenelement 3 sind deutlich zu erkennen. Auf dem äußeren Umfang des Werkzeugs 2 ist eine Vielzahl von Schneideelemente 4 angeordnet. Bei der Rotation des Werkzeugs 2 um die Achse 5 werden diese Schneideelemente 4 an das zu bearbeitende Werkstück 6 herangeführt und generieren während der Berührung in Interaktion mit dem Gegenelement 3 Aussparungen 7 im Rollkantenschutzelementrohling 6. Das ebenfalls um eine Achse 8 rotierbare Gegenelement 3 weist komplementär zu den Schneideelementen 4 des Werkzeugs 2 ausgebildete Vertiefungen 9 auf. Auch ohne eigenen Motorantrieb wird das Gegenelement 3 durch die Vorwärtsbewegung des Rollkantenschutzelementrohlings 6 in Transportrichtung 10 und Interaktion mit dem motorgetriebenen Werkzeug 2 in Rotation versetzt. Der Rollkantenschutzelementrohling 6 wird über eine Führungseinrichtung 11 dem Arbeitsbereich zugeführt. Diese Führungseinrichtung 11 ist derart gestaltet, dass sie den Rollkantenschutzelementrohling 6, dessen Querschnitt einen Winkel aufweist, führen kann. In Transportrichtung dem Arbeitsbereich nachgeschaltet befindet sich eine weitere Führungseinrichtung 12, über die das fertige Rollkantenschutzelement 13 aus dem Arbeitsbereich abtransportiert wird.
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2 zeigt perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Rollkantenschutzelementen 1 von schräg oben. Im Vordergrund ist das Werkzeug 2 mit den darauf angeordneten Schneideelementen 4 zu erkennen. Teilweise durch dieses Werkzeug 2 verdeckt befindet sich der Rollkantenschutzelementrohling 6, der bei Kontakt mit dem Werkzeug die Aussparungen 7 erhält und als Rollkantenschutzelement 13 den Arbeitsbereich verlässt. Der An- und Abtransport erfolgt über Führungselemente 11 und 12, die dafür ausgelegt sind, die gewinkelten Werkstücke 6 und Produkte 13 zu führen. Unterhalb des Rollkantenschutzelementrohlings 6 bzw. des Rollkantenschutzelements 13 befindet sich das Gegenelement 3. Die darin befindlichen Vertiefungen 9, die komplementär zu Schneideelementen 4 des Werkzeugs 2 ausgebildet sind, sind in dieser Darstellung nur teilweise zu erkennen.
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3 zeigt eine weitere schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Rollkantenschutzelementen aus 1 mit Mechanismus zur Regelung des Anpressdruckes. Gezeigt ist ein Motor 14, der in der Lage ist die Gewindespindel 15 anzutreiben. Die Gewindespindel 15 weist zwei Bereiche auf, in denen sich gegenläufige Gewinde 16 befinden. Durch Drehung der Gewindespindel wird der Abstand zwischen den Achsen 5 und 8 von Werkzeug 2 und Gegenelement 3 variiert. Je nach Drehrichtung kann er verkleinert oder vergrößert und damit dem zu bearbeitenden Material angepasst werden. Beidseitig der Gewindespindel 15 angeordnete Führungsschienen 17 dienen zusätzlicher Stabilität. Um ein Verkannten zu vermeiden ist auf der entgegengesetzten Seite des Arbeitsbereiches ein auf dieser Abbildung nicht gezeigter synchron arbeitender Mechanismus angeordnet.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Rollkantenschutzelementen 1 von schräg oben aus 2 mit Antriebseinrichtung. Um die in dem Gegenelement 3 befindlichen Vertiefungen 9, die komplementär zu Schneideelementen 4 des Werkzeugs 2 ausgebildet sind, zu zeigen, ist in dieser Darstellung im Gegensatz zu 2 kein Werkstück 6 bzw. Produkt 13 gezeigt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Werkzeug 2 durch einen Motor 18 angetrieben, das Gegenelement 3 jedoch nur durch die Interaktion mit dem motorgetriebenen Werkzeug 2 und dem motorbewegten Rollkantenschutzelementrohling 6 bzw. dem fertigen Rollkantenschutzelement 13 in Rotation versetzt.
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Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zur Herstellung von Rollkantenschutzelementen
- 2
- rotierbares Werkzeug
- 3
- Gegenelement
- 4
- Schneideelement
- 5
- Rotationsachse des Werkzeugs
- 6
- Werkstück/Rollkantenschutzelementrohling
- 7
- Aussparungen
- 8
- Rotationsachse des Gegenelements
- 9
- Vertiefungen
- 10
- Transportrichtung
- 11
- Führungseinrichtung zum Zuführen des Werkstücks
- 12
- Führungseinrichtung zum Abführen des Produkts
- 13
- Rollkantenschutzelement
- 14
- Motor zur Regelung des Anpressdrucks
- 15
- Gewindespindel
- 16
- Gewinde
- 17
- Führungsschiene
- 18
- Motor zum Antreiben des Werkzeugs
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2353226 A1 [0003]
- DE 8521184 [0004]
- DE 3038355 A1 [0005]
- EP 1419861 [0006]
