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Die Erfindung betrifft eine um eine Richtwalzenachse rotierende, zum Richten von zu einer Langsachse rotationssymmetrischen Werkstücken bestimmte Richtwalze mit einer entlang der Richtwalzenachse gekrümmten Richtfläche, welche durch eine entsprechend gekrümmte Erzeugende definiert wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine zum Richten von zu einer Langsachse rotationssymmetrischen Werkstücken bestimmte Richtwalzenanordnung mit zwei übereinander angeordneten Richtwalzen. Im Speziellen betrifft die Erfindung eine zum Richten von zu einer Langsachse rotationssymmetrischen Werkstücken bestimmte Richtwalzenanordnung mit zwei übereinander angeordneten Richtwalzen, die einen Richtspalt mit einem Richtdreieck bilden. Ebenfalls betrifft die Erfindung eine Richtwalzenanordnung mit zwei übereinander angeordneten Richtwalzen, die einen gekrümmten Richtspalt bilden. Auch betrifft die Erfindung eine Zwei-Walzen-Richtmaschine sowie ein Verfahren zum Richten von zu einer Längsachse rotationssymmetrischen Werkstücken.
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Gattungsgemäße Richtwalzen, diesbezügliche Richtwalzenanordnungen und insbesondere Zwei-Walzen-Richtmaschinen sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der
DE 23 57 570 A1 , hinlänglich bekannt und werden erfolgreich bei einer Bearbeitung von langgestreckten, stangenförmigen Werkstücken, genauer gesagt zum Richten derartiger Werkstücke, eingesetzt und sind insbesondere von Richtanordnungen, bei denen Platten oder Bleche senkrecht zu den Walzenachsen von Richtwalzen durch einen entsprechenden Richtspalt geführt werden und hierdurch gerichtet werden sollen und wie sie beispielsweise aus der
DE 16 02 468 C3 oder der
AT 402 267 B bekannt sind, zu unterscheiden, da bei den gattungsgemäßen Richtwalzen, Richtwalzenanordnungen und Richtverfahren häufig die zu einer Längsachse rotationssymmetrischen Werkstücke entlang der Walzenoberfläche geführt werden und mithin die Walzenachsen und die Längsachse der Werkstücke in einem spitzen Winkel zueinander stehen oder sogar parallel zueinander angeordnet sind. Hierbei sind für zu einer Längsachse rotationssymmetrischen Werkstücke einerseits Richtmaschinen mit derartigen Richtwalzen bekannt, die an starren, senkrecht zu den durchlaufenden Werkstücken angeordneten Achsen hintereinander und übereinander angeordnet sind und das zu richtende Werkstück in der erforderlichen Weise biegen. Ebenso sind Richtrotoren bekannt, bei denen Richtwalzen oder auch Richtdüsen auf Achsen angeordnet sind, die ihrerseits um das Werkstück rotieren. Bei Zwei-Walzen-Richtmaschinen, wie sie beispielsweise in der
DE 23 57 570 A1 offenbart sind, erfolgt das Verbiegen lediglich durch zwei übereinander angeordnete Walzen, die einen in eine Richtung gekrümmten bzw. ein Richtdreieck definierenden Richtspalt bilden und um Achsen wälzen, welche Ihrerseits in einem Winkel zueinander versetzt beidseits einer Hauptdurchlaufrichtung angeordnet sind.
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Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung insbesondere gattungsgemäße Richtwalzen aber auch derartige Richtwalzenanordnungen und Zwei-Walzen-Richtmaschinen sowie Richtverfahren weiterzuentwickeln vorzugsweise derart, dass verhältnismäßig dünne und steife Stäbe gerichtet werden können.
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Die Aufgabe der Erfindung wird von einer um eine Walzenachse rotierenden, zum Richten von zu einer Längsachse rotationssymmetrischen Werkstücken bestimmte Richtwalze mit einer entlang der Richtwalzenachse gekrümmten Richtfläche, welche durch eine entsprechend gekrümmte Erzeugende definiert wird, gelöst, wobei sich die Richtwalze dadurch auszeichnet, dass die Erzeugende wenigstens einen Wendepunkt aufweist.
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Hierbei ist zu betonen, dass ein Wendpunkt zu unterscheiden ist von einem Maximum oder Minimum der Erzeugenden, wie dieses an sich aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der
DE 23 57 570 A1 bekannt ist und was letztlich lediglich eine einzige Krümmungsrichtung der entsprechenden Walzenoberfläche, sei diese nun einerseits ballig, bauchig, nach außen gewölbt oder konvex bzw. andererseits nach innen gewölbt oder konkav. Bei einem Wendepunkt hingegen ändert sich die Krümmungsrichtung, so dass in der Regel sowohl ein Minimum als auch ein Maximum zu finden ist und die Walze selbst durchaus einen konvexen und einen konkaven Oberflächenbereich aufweisen kann.
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Weist die vorliegende Erzeugende erfindungsgemäß wenigstens einen Wendepunkt auf, kann die Richtwalze vorteilhafter Weise mit einem gewellten Profil ausgestaltet werden, wodurch insbesondere dünnere bzw. hochfeste Materialien außergewöhnlich günstig gerichtet werden können.
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Im Gegensatz zu bisher beispielsweise konkav, konvex oder zylindrisch ausgeformten und sich als Richtwalzenpaar gegenüberliegende Richtwalzen, mit denen lediglich ein Richtdreieck im Bereich zweier entsprechend miteinander korrespondierender Richtflächen bereitstellen gestellt werden kann, gelingt es mit der erfindungsgemäß gestalten Richtwalze vorteilhafter Weise darüber hinaus bei geeigneter Ausgestaltung mehrere derartige Richtdreiecke bezüglich eines Richtwalzenpaars auszugestalten.
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Hierdurch können insbesondere sehr dünne Drähte bzw. hochfeste Materialien, wie beispielsweise Federstähle, nochmals präziser als bisher gerichtet werden. Speziell hinsichtlich dünner, hochfester Materialien besteht bisher das Problem, dass sehr große Einlauf- bzw. Auslaufwinkel an einem Richtwalzenpaar berücksichtigt werden müssen, wodurch ein nur in der Richtwalzenmitte gelegener sehr kleiner Arbeitsbereich effektiv genutzt werden kann, um den zu richtenden Draht ausreichend plastifizieren und damit richten zu können. Speziell diese Nachteile können mittels der erfindungsgemäßen Richtwalze bei geeigneter Ausgestaltung vermieden werden.
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Insbesondere kann mit einer derart gewählten Richtwalzenkontur eine wesentlich größere Durchbiegung des zu richtenden Werkstückes bzw. Drahtes bei geringerer Richtwalzenlänge und mittlerem Richtwalzendurchmesser besonders gut erzielt werden. Insofern kann eine entsprechende Leistungssteigerung erzielt werden, obwohl vorgegebene Walzendimensionen eingehalten bzw. unterschritten werden, sodass selbst bestehende Walzenrichtmaschinen mit der vorliegenden Richtwalze ausgerüstet und mit erhöhtem Richtleistungsvermögen vorteilhaft betrieben werden können.
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In vorliegendem Zusammenhang bezeichnet der Begriff „Richtwalze” jede rotierende zylinderförmige Einrichtung, entlang welcher ein längliches rotationssymmetrisches Werkstück richtend geführt werden kann. Hierbei wird jeweils die Richtfläche einer Richtwalze durch eine Erzeugende definiert, die um die Richtwalzenachse der Richtwalze herum geführt wird.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Erzeugende wenigstens zwei Wendepunkte aufweist. Auf Grund wenigstens zwei derartiger Wendepunkte können vorteilhafter Weise sowohl ein Einlaufwinkel als auch ein Auslaufwinkel an einem Richtwalzenpaar hinsichtlich eines zu richtenden Werkstückes bzw. Drahtes bei gleicher oder idealerweise größerer maximaler Durchbiegung des zu richtenden Werkstückes bzw. Drahtes besonders weitreichend verringert werden.
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Dies hat vorteilhafter Weise auch zur Folge, dass insbesondere auf eine Höhenverstellung der beiden Walzen weitgehend verzichtet werden bzw. eine Höhenverstellung minimiert werden kann, welche bei unterschiedlichen Werkstückdurchmessern oder unterschiedlichen Walzen nahezu immer erforderlich wäre, um eine ausreichend hohe Richtpräzision erzielen zu können.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Richtwalze können bereits hervorragend genutzt werden, wenn lediglich eine der Richtwalzen eines Richtwalzenpaars eine entsprechend ausgestaltete Erzeugende aufweist.
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Insofern wird die Aufgabe der Erfindung auch von einer Richtwalzenanordnung mit zwei übereinander angeordneten Richtwalzen gelöst, bei welcher erfindungsgemäß wenigstens eine Richtwalze nach einem der hier beschriebenen Merkmale, insbesondere nach einem der vorstehend beschriebenen Merkmale, ausgestaltet ist.
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Weist wenigstens eine der beiden Richtwalzen der Richtwalzenanordnung eine Erzeugende mit wenigstens einem Wendepunkt auf, können dementsprechend insbesondere sehr dünne Drähte vorteilhaft gerichtet werden.
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Außerordentlich vorteilhaft ist es in vorliegendem Zusammenhang auch, wenn beide Richtwalzen der Richtwalzenanordnung als erfindungsgemäße Richtwalzen nach einem der hier beschriebenen Merkmale ausgestaltet sind. Insbesondere kann der Memoryeffekt des jeweiligen Materials hierbei besonders erfolgreich eliminiert werden.
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Sind die beiden Richtwalzen des Weiteren jeweils in einem Winkel bezüglich der Hauptmaschinenrichtung angeordnet, kann die vorliegende Richtwalzenanordnung insbesondere vorteilhaft in an sich bekannter Weise eingesetzt werden, sodass Kneifgrenzen bezüglich der vorliegenden Richtwalzen in an sich bekannter Weise vorteilhaft verschoben werden können. Der Begriff „Hauptdurchlaufrichtung” bezieht sich hierbei im Wesentlichen auf die Haupttransportrichtung des Werkstücks in Richtung seiner Längsachse durch die Richtwalzenanordnung hindurch.
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Des Weiteren wird – unabhängig von den übrigen Merkmalen vorliegender Erfindung – die Aufgabe der Erfindung von einer zum Richten von zu einer Längsachse rotationssymmetrischen Werkstücken bestimmten Richtwalzenanordnung mit zwei übereinander angeordneten Richtwalzen, die einen Richtspalt mit einem Richtdreieck bilden, gelöst, wobei der Richtspalt wenigstens zwei Richtdreiecke aufweist. Mittels der zwei Richtdreiecke am Richtspalt, welche beispielsweise die
DE 23 57 570 A1 gerade nicht aufweist, da die dort dargestellt Walze lediglich ein Richtdreieck bilden kann, können ebenfalls speziell dünnere und/oder hochfeste Materialien, wie etwa Federstähle, sehr gut gerichtet werden.
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Sind die beiden Richtdreiecke symmetrisch ausgerichtet, können die Einlauf- und Auslaufwinkel an der Richtwalzenanordnung einander angenähert werden, wodurch vorteilhafter Weise auf eine Höhenverstellung weitestgehend, ggf. vollständig, verzichtet werden kann, welche bei unterschiedlichen Werkstückdurchmessern oder unterschiedlichen Richtwalzen nahezu immer vorgenommen werden muss, um eine geforderte Richtpräzision erzielen zu können.
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Darüber hinaus schlägt eine weitere Lösung der vorliegenden Aufgabe eine zum Richten von zu einer Längsachse rotationssymmetrischen Werkstücken bestimmte Richtwalzenanordnung mit zwei übereinander angeordneten Richtwalzen, die einen gekrümmten Richtspalt bilden, vor, wobei der Richtspalt wenigstens einen Wendepunkt aufweist.
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Eine weitere Lösung der Aufgabe vorliegender Erfindung schlägt eine Zwei-Walzen-Richtmaschine mit einer Richtwalzenanordnung nach einem der hier erläuterten Merkmale vor. Mittels einer derartigen Richtwalzenanordnung kann eine Zwei-Walzen-Richtmaschine bei hoher Richtleistung außergewöhnlich kompakt gebaut werden, da im Speziellen auf eine Höhenverstellung für die Richtwalzen verzichtet werden kann.
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Vorteilhafter Weise umfasst die vorliegende Zwei-Walzen-Richtmaschine in bekannter Weise auch sowohl eine Einlaufführung als auch eine Auslaufführung für Werkstücke. Derartige Führungen sind zwar nicht unmittelbar an dem eigentlichen Biegevorgang beteiligt. Jedoch sind sie insoweit von entscheidender Bedeutung, dass die Werkstücke auf einer vorgegebenen Höhe zu den Richtwalzen hin geführt bzw. entsprechend von den Richtwalzen fort geführt werden müssen. Durch eine unzureichende Führung der Werkstücke könnte im ungünstigsten Fall die Richtqualität der Werkstücke nachteilig beeinflusst werden.
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Ebenso schlägt die Erfindung als Lösung der eingangs gestellten Aufgabe ein Verfahren zum Richten von zu einer Längsachse rotationssymmetrischen Werkstücken vor, welches sich dadurch auszeichnet, dass das Werkstück durch einen von zwei übereinander angeordneten Richtwalzen gebildeten Richtspalt geführt und diesem Richtspalt in axialer Richtung zumindest durch zwei verschieden gekrümmte Bereiche geführt wird.
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Es versteht sich, dass die Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert werden können, um die Vorteile entsprechend kumuliert umsetzen zu können. Zwar wird in der Regel die Ausgestaltung zweier Walzen einer Zwei-Walzen-Richtmaschine bzw. einer Richtwalzenanordnung mit zwei übereinander angeordneten Walzen mit einem zwei Richtdreiecke aufweisenden Richtspalt auch wenigstens einen Wendepunkt in dem Richtspalt bedingen. Andererseits ist es denkbar, dass die Erzeugende wenigstens einer der Walzen Unstetigkeiten aufweisen, welche die Definition von Wendestellen möglicherweise nicht erlauben. Andererseits versteht es sich, dass eine geeignete Anordnung von Maxima, Minima und Wendestellen, wie sie sich bei einer praktischen Umsetzung vorliegender Erfindung ergibt, dazu führen kann, dass zwei Richtdreiecke nicht mehr definiert werden können. Insofern handelt es sich bei den in den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagenen Lösungen um echte Alternativlösungen, welche kumuliert eingesetzt zu sehr vorteilhaft ausgestalten Zwei-Walzen-Richtmaschinen bzw. entsprechenden Richtwalzenanordnungen führen. Selbige Überlegungen gelten für die Oberflächengestaltung der Einzelwalzen, welche beispielsweise auch mit aus dem Stand der Technik bekannten Einzelwalzen kombiniert werden könnten.
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In diesem Zusammenhang sei betont, dass der Begriff „übereinander” in vorliegendem Zusammenhang nicht zwingend eine vertikale Anordnung beider Walzen bedeutet, vielmehr reicht es aus, wenn die beiden Walzen einander gegenüberstehend bzw. -liegend angeordnet sind und einen entsprechenden Richtspalt bilden können. Bevorzugt, da insbesondere von der Handhabe verhältnismäßig einfach, ist jedoch ein vertikales Übereinander der beiden Walzen.
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Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert, in welcher beispielhaft zum einen eine Richtwalzenanordnung umfassend erfindungsgemäße Richtwalzen sowie zum anderen eine entsprechend ausgerüstete Zwei-Walzen-Richtmaschine dargestellt sind.
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In der Zeichnung zeigen:
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1 schematisch eine Ansicht einer Richtwalzenanordnung mit zwei übereinander angeordneten Richtwalzen;
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2 schematisch eine Aufsicht der Richtwalzenanordnung aus der 1; und
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3 schematisch eine Ansicht einer Zwei-Walzen-Richtmaschine mit einer Einlauf- und einer Auslaufführung.
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Die in der 1 gezeigte Richtwalzenanordnung 1 umfasst eine obere Richtwalze 2 und eine untere Richtwalze 3, die jeweils um eine Richtwalzenachse 4 bzw. 5 in einem diesbezüglichen Richtwalzenwalzenstuhl 6 bzw. 7 in einem Maschinengestell 8 einer Zwei-Walzen-Richtmaschine 9 (siehe insbesondere 3) gelagert sind. Das Maschinengestell 8 umfasst ein Oberteil 10 und ein Unterteil 11, welche mit Zugankern 12 (hier nur exemplarisch beziffert) miteinander verbunden sind. Der obere Richtwalzenstuhl 6 ist unterseitig am Oberteil 10 und der untere Richtwalzenstuhl 7 ist oberseitig am Unterteil 11 drehbar jeweils um eine Horizontaldrehachse 13 gelagert. Dies ermöglicht eine Winkeleinstellung (siehe auch 2) der beiden Richtwalzen 2 und 3 gegenüber einer Hauptmaschinenrichtung 14, welche vorliegend im Wesentlichen mit der Hauptdurchlaufrichtung 15 eines zu richtenden Werkstücks 16 entlang seiner Längsachse 17 zusammenfällt.
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Gemäß der hier gewählten Winkeleinstellung bezüglich der beiden Richtwalzen 2 und 3 liegen diese nach der Darstellung gemäß der 1 nicht in der Papierebene, sondern ragen auf Grund ihrer jeweiligen Anstellung zumindest teilweise aus dieser Papierebene heraus, wie insbesondere in 2 daregstellt.
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Hierbei sind die obere Richtwalze 2 in einem Winkel α (hier mit der Bezugsziffer 18 gekennzeichnet) und die untere Richtwalze 3 in einem Winkel β (hier mit der Bezugsziffer 19 gekennzeichnet) gegenüber der Hauptmaschinenrichtung 14 um die Horizontaldrehachse 13 eingestellt.
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Insgesamt sind die beiden Richtwalzen 2 und 3 um einen Richtspalt 20 beabstandet zueinander in dem Maschinengestell 8 angeordnet, wobei der Richtspalt 20 in diesem Ausführungsbeispiel zum einen gekrümmt ist und zum anderen wenigstens zwei Wendepunkte (hier nicht beziffert) und wenigstens zwei Richtdreiecke (hier nicht dargestellt) aufweist, wobei Letztere vorteilhafter Weise zudem noch symmetrisch ausgerichtet sind. Insgesamt können hierdurch ein Einlauf- und ein Auslaufwinkel (hier ebenfalls nicht dargestellt) vorteilhaft reduziert werden, was sich positiv auf den gesamten Richtvorgang auswirkt.
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Die beiden Richtwalzen 2 und 3 zeichnen sich darüber hinaus entlang ihrer Richtwalzenachsen 4 bzw. 5 jeweils durch eine gekrümmte Richtfläche 21 bzw. 22 aus, welche jeweils durch eine entsprechend gekrümmte Erzeugende 23 bzw. 24 (siehe 2) definiert sind.
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Bei diesem konkreten Ausführungsbeispiel weist sowohl die erste gekrümmte Erzeugende 23 einen ersten Wendepunkt 25 und einen zweiten Wendepunkt 26 als auch die zweite gekrümmte Erzeugende 24 einen ersten Wendepunkt 27 und einen zweiten Wendepunkt 28 auf. Hierdurch können speziell dünnere Werkstücke bzw. Drähte besonders gut gerichtet werden.
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Die in der 3 gezeigte und an sich bekannte Zwei-Walzen-Richtmaschine 9 kann mit den hier beschriebenen Richtwalzen 2 und 3 bzw. mit einer entsprechenden Richtwalzenanordnung 1 vorteilhaft ausgerüstet werden, sodass selbst sehr dünne Werkstücke 16, wie beispielsweise Drähte oder dergleichen, vorteilhaft gerichtet werden können.
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Um der Richtwalzenanordnung 1 die zu richtenden Werkstücke 16 ordnungsgemäß zuführen bzw. von der Richtwalzenanordnung 1 abführen zu können, umfasst die hier gezeigte Zwei-Walzen-Richtmaschine 9 eingangsseitig eine an sich bekannte Einlaufführung 29 und ausgangsseitig eine an sich ebenfalls bekannte Auslaufführung 30. Die Einlaufführung 29 und die Auslaufführung 30 sind hierbei derart einstellbar, dass die Werkstücke 16 in gleicher Höhe zugeführt und abgeführt werden können. Sowohl das Maschinengestell 8 als auch die Einlaufführung 29 und die Auslaufführung 30 sind in geeigneter Weise auf einem Untergrund 31 zueinander angeordnet und an diesem befestigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Richtwalzenanordnung
- 2
- obere Richtwalze
- 3
- untere Richtwalze
- 4
- obere Richtwalzenachse
- 5
- untere Richtwalzenachse
- 6
- oberer Richtwalzenstuhl
- 7
- unterer Richtwalzenstuhl
- 8
- Maschinengestell
- 9
- Zwei-Walzen-Richtmaschine
- 10
- Oberteil
- 11
- Unterteil
- 12
- Zuganker
- 13
- Horizontaldrehachse
- 14
- Hauptmaschinenrichtung
- 15
- Hauptdurchlaufrichtung
- 16
- Werkstück
- 17
- Längsachse
- 18
- Winkel α
- 19
- Winkel β
- 20
- Richtspalt
- 21
- erste Richtfläche
- 22
- zweite Richtfläche
- 23
- erste Erzeugende
- 24
- zweite Erzeugende
- 25
- erster Wendepunkt
- 26
- zweiter Wendepunkt
- 27
- erster Wendepunkt
- 28
- zweiter Wendepunkt
- 29
- Einlaufführung
- 30
- Auslaufführung
- 31
- Untergrund
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2357570 A1 [0002, 0002, 0005, 0018]
- DE 1602468 C3 [0002]
- AT 402267 B [0002]
