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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Sanitärwanne aus Blech, wobei ein Blechzuschnitt in einem mittleren Bereich zur Ausbildung einer Wannenform umgeformt wird und wobei an einem Rand des Blechs durch eine Biegeumformung ein Wannenrand gebildet wird, wozu ein Randabschnitt umgebogen wird, und endseitig eine Unterkantung gebildet wird.
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Eine solche Randausgestaltung ist bei Stahlemailwannen, also gattungsgemäßen Sanitärwannen aus Blech, die mit einer Emaillierung versehen sind, üblich. So ist eine entsprechende Sanitärwanne aus Blech aus der
DE 10 2011 000 676 A1 (
1) bekannt.
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Um den Wannenrand mit einer Unterkantung auszuformen, wird in der Praxis eine Unterkant-Werkzeuganordnung eingesetzt, wie sie in den 1A bis 1C dargestellt ist.
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Nach einem Tiefziehen der eigentlichen Wannenform wird ausgehend von einem horizontalen Spiegelabschnitt 1 ein äußerer Randabschnitt 2 des Blechzuschnitts umgebogen. Obwohl in Bezug auf die spätere Einbausituation ein Umbiegen nach unten erfolgt, wird der entsprechende Verfahrensschritt auch als „Hochstellen“ bezeichnet. Vor oder nach dem Umbiegen bzw. Hochstellen des Randabschnitts 2 kann durch ein Beschneiden die Länge des Randabschnittes 2 auf ein gewünschtes Maß korrigiert, das heißt gekürzt werden.
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Nachfolgend wird dann der Randabschnitt 2 von innen durch eine Füllleiste 3 abgestützt, worauf dann ein Niederhalter 4, ein Gegenhalter 5 und ein Unterkantschieber 6 von außen in Richtung des umgebogenen Randabschnittes 2 und der Füllleiste 3 bewegt wird. Dabei werde der Spiegelabschnitt 1 sowie der Randabschnitt 2 durch den Niederhalter 4 und den Gegenhalter 5 fixiert, wobei das untere freie Ende des Blechzuschnitts durch den Unterkantschieber 6 umgeformt wird, der bei seiner lateralen Hubbewegung in eine zugeordnete Nut 7 der Füllleiste 3 eingreift (1B). Es wird dadurch eine nach innen gerichtete Unterkantung 8 gebildet, welche üblicherweise parallel zu dem Spiegelabschnitt 1 verläuft.
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Durch ein entsprechend geformtes Unterkant-Werkzeug können auf die beschriebene Weise auch Eckradien einer Sanitärwanne gebildet werden. So weist eine Sanitärwanne in Form eines Waschbeckens, einer Duschwanne oder eine Badewanne häufig eine im Wesentlichen rechteckige Grundfläche auf, wobei in der Draufsicht die Seitenkanten durch die Eckradien miteinander verbunden sind.
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Gemäß der 1C wird nach der Bildung der Unterkantung 8 die Unterkant-Werkzeuganordnung wieder geöffnet, wobei dann die Füllleiste 3 nach innen in Richtung einer Wannenwand 9 verschoben wird. Zwischen der Wannenwand 9 und dem freien Ende der Unterkantung 8 muss dabei ein ausreichender Freiraum verbleiben, um die Füllleiste 3 entnehmen zu können. Des Weiteren muss die Füllleiste 3 auch eine ausreichende mechanische Stabilität aufweisen, um insbesondere in einer Serienproduktion eingesetzt werden zu können.
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Bei einer Sanitärwanne mit einer rechteckigen Grundform kann der Wannenrand auch durch Schwenkbiegen oder Gesenkbiegen (freies Biegen) mit einer Unterkantung versehen werden, wobei jeweils die geraden Abschnitte an dem Rand des Blechzuschnitts mit einem entsprechenden Biegestempel zweifach abgekantet werden. Die Ecken einer solchen Sanitärwanne sind dann zu Verschweißen, wodurch in einer Draufsicht auf die Sanitärwanne besonders kleine Eckradien gebildet werden können.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Sanitärwanne aus Blech mit einer Unterkantung anzugeben, welches leicht durchzuführen ist und den Gestaltungsspielraum hinsichtlich der Form der Sanitärwanne erweitert. Des Weiteren soll eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.
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Gegenstand der Erfindung und Lösung der Aufgabe sind ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie eine Anlage gemäß Patentanspruch 16.
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Ausgehend von einem gattungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Sanitärwanne aus Blech ist demnach erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Unterkantung mit einer inneren Bördelrolle und einer äußeren Bördelrolle umgeformt wird.
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Erfindungsgemäß erfolgt also zur Bildung der Unterkantung eine Biegeumformung mit drehender Werkzeugbewegung, wobei die Unterkantung sukzessive um zumindest einen Teil des Umfanges der Sanitärwanne gebildet wird. Die Bördelrollen können für die Bereitstellung unterschiedlicher Biegeradien oder gegebenenfalls auch zur Ausbildung unterschiedlicher Eckradien leicht gewechselt werden. Darüber hinaus kann durch eine angepasste Führung des von den Bördelrollen gebildeten Umformwerkzeugs auch eine leichte Anpassung an unterschiedliche Geometrien erfolgen.
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Im Rahmen der Erfindung wird einerseits zwischen Biegeradien und andererseits zwischen Eckradien unterschieden. Wenn der Wannenrand der Sanitärwanne in einem Querschnitt betrachtet wird, so sind dann die bei der Umformung gebildeten Biegeradien relevant und können aus dem Querschnitt abgelesen werden. Wenn dagegen die Sanitärwanne in einer Draufsicht betrachtet wird, so sind ausgehend von einer üblicherweise rechteckigen Grundform die Ecken nicht spitz, sondern durch Eckradien abgerundet. Bei einer Sanitärwanne mit einer rechteckigen Grundform verläuft der umgebogene Randabschnitt üblicherweise senkrecht oder leicht schräg gestellt in Richtung der Unterkantung sowie eben entlang der entsprechenden Längsseite. Die einzelnen Bereiche des Randabschnittes sind dann durch ebenfalls von dem Randabschnitt gebildeten Eckradien miteinander verbunden.
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Erfindungsgemäß erfolgt eine sukzessive Biegeumformung der Unterkantung mit einer drehenden Werkzeugbewegung durch die innere Bördelrolle und die äußere Bördelrolle. Bei dem Umformen sind die äußere Bördelrolle und die innere Bördelrolle so positioniert, dass der verbleibende Spalt genau die gewünschte Form und Ausrichtung der Unterkantung vorgibt. Die Umformung wird also - ähnlich wie bei einer Walzenprofilierung - durch das Rollenpaar von innerer Bördelrolle und äußerer Bördelrolle vorgegeben.
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Das beschriebene Verfahren kann in einem weiteren Sinne als Bördeln verstanden werden, während Bördeln zum Teil auch in einem engen Sinne auf eine Verbindung zweier Blechabschnitte durch die Ausbildung von Falzen bezogen wird.
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Durch das erfindungsgemäße Umformverfahren ergeben sich gegenüber dem bekannten Verfahren zur Herstellung einer Sanitärwanne mehrere Vorteile. Einerseits kann das Verfahren sehr leicht an unterschiedliche Geometrien angepasst werden, weil für verschiedene Wannenformen und -abmessungen keine unterschiedlichen Werkzeugformen vorgesehen werden müssen. Es ist lediglich zu gewährleisten, dass durch geeignete Maßnahmen das von der inneren Bördelrolle und der äußeren Bördelrolle gebildete Umformwerkzeug entlang des umgebogenen (hochgestellten) Randabschnittes bewegt wird, wobei üblicherweise vor dem Umbördeln der Unterkantung noch ein Beschnitt auf die exakte Länge erfolgt.
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Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass im Rahmen der Erfindung gerade auch Sanitärwannen mit einem großen Eckradius leicht gebildet werden können. Hinsichtlich der Führung der beiden Bördelrollen macht es letztlich keinen Unterschied, ob diese entlang eines geraden Weges oder entlang eines Bogens geführt werden. So ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung insbesondere vorgesehen, dass der Wannenrand um den Umfang der Sanitärwanne gerade verlaufende Bereiche aufweist, welche durch Eckradien miteinander verbunden sind, wobei die Eckradien einen Wert zwischen 20 mm und 150 mm, insbesondere zwischen 50 mm und 120 mm aufweisen.
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Als weiterer Vorteil ergibt sich im Rahmen der Erfindung, dass die innere Bördelrolle üblicherweise an eine Art Finger geführt ist und so der Wannenrand auch besonders schmal ausgebildet sein kann. Damit ist gemeint, dass zwischen einem freien Ende einer Unterkantung einerseits und einer durch die Ausbildung der Wannenform gebildeten Wannenwand andererseits nur noch ein kleiner Abstand verbleibt, durch den der Finger mit der endseitig befestigten inneren Bördelrolle eingeführt ist, während die Bördelrolle selbst einen größeren Durchmesser aufweist.
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Entsprechend ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass entlang des Umfanges der Sanitärwanne die Unterkantung derart gebildet wird, dass an Engstellen der geringste Abstand zwischen dem freien Ende der Unterkantung einerseits und der durch die Ausbildung der Wannenform gebildeten Wannenwand andererseits kleiner als der Durchmesser der inneren Bördelrolle ist, wobei die innere Bördelrolle nach der Bildung der Unterkantung außerhalb der Engstelle in einem Bereich entnommen wird, an dem der geringste Abstand zwischen dem freien Ende der Unterkantung einerseits und der durch die Ausbildung der Wannenform gebildeten Wannenwand andererseits größer als der Durchmesser der inneren Bördelrolle ist.
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Wie bereits zuvor erläutert, wird das von der inneren Bördelrolle und der äußeren Bördelrolle gebildete Umformwerkzeug entlang des hochgestellten Randabschnittes bewegt, um sukzessive die Unterkantung zu bilden. Die Erzeugung einer solchen Relativbewegung kann grundsätzlich auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass durch die Ausbildung der Wannenform und das Umbiegen des Randabschnittes ein Wannenrohling gebildet wird, wobei der Wannenrohling ortsfest fixiert, insbesondere eingespannt wird und wobei die innere Bördelrolle und die äußere Bördelrolle zur Bildung der Unterkantung entlang zumindest eines Teils des Umfanges des Wannenrohlings geführt werden.
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Die innere Bördelrolle und die äußere Bördelrolle können beispielsweise an einer mehrachsigen Führeinrichtung befestigt sein. Als mehrachsige Führeinrichtung kann beispielsweise eine Art Portal mit Linearführungen vorgesehen sein. Besonders bevorzugt ist jedoch ein mehrachsiger Industrieroboter als Führeinrichtung, der sich durch eine einfache Handhabung und eine hohe Flexibilität auszeichnet.
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Wie bereits zuvor erläutert, können im Rahmen der Erfindung gerade große Eckradien auf einfache Weise gebildet werden. Dagegen wird alleine durch den Durchmesser der inneren Bördelrolle ein minimaler Eckradius vorgegeben. Um bezüglich des Bereiches der möglichen Eckradien möglichst flexibel zu sein, werden gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung relativ kleine innere Bördelrollen eingesetzt, wobei der Durchmesser der Bördelrolle beispielsweise in einem Bereich zwischen 20 mm und 35 mm liegen kann. Der Durchmesser der äußeren Bördelrolle ist deutlich größer, wobei die äußere Bördelrolle vorzugsweise mit einer Stufe versehen ist, welche den Übergang von dem umgebogenen Randabschnitt zu der Unterkantung vorgibt, wobei dann die innere Bördelrolle als eine Art Widerlager wirkt. Durch einen entsprechend größeren Durchmesser der äußeren Bördelrolle wird auch ein möglichst gleichmäßiger, materialschonender Umformprozess ermöglicht.
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Der umgebogene Randabschnitt muss so hoch sein, dass die innere Bördelrolle seitlich eingeführt und positioniert werden kann. Die Höhe des umgebogenen Randabschnitts kann nach der Bildung der Unterkante beispielsweise zwischen 10 mm und 50 mm liegen. Dieser Wertebereich stellt jedoch nur eine bevorzugte Ausgestaltung dar, wobei die Höhe letztlich nach oben hin nicht begrenzt ist. Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch bei der Schürze einer Badewanne oder dergleichen eingesetzt werden, wobei dann die Höhe des umgebogenen Randabschnitts viel größer ist.
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Die Länge der Unterkantung (entlang der Ausdehnung des Bleches in einem Querschnitt) kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 5 mm und 20 mm liegen. Durch entsprechend angepasste Bördelrollen können jedoch auch eine größere oder eine kleinere Länge realisiert werden.
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Die Sanitärwanne wird bevorzugt als Duschwanne, Waschbecken oder Badewanne ausgeformt.
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Um den mechanischen Anforderungen an die Sanitärwanne gerecht zu werden und gleichzeitig geringe Herstellungskosten zu ermöglichen, wird üblicherweise ein Blech mit einer Dicke zwischen 1,3 mm und 3 mm, insbesondere zwischen 1,9 mm und 2,5 mm eingesetzt.
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Nach der Ausbildung des Wannenrandes erfolgt bevorzugt eine Emaillierung, so dass letztlich eine emaillierte Sanitärwanne aus Blech hergestellt wird.
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Der umgebogene Randabschnitt und die Unterkantung sind üblicherweise rechtwinklig oder zumindest in etwa rechtwinklig zueinander angeordnet und durch ein Biegeradius miteinander verbunden.
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An der Oberseite der Wanne sind gerade mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren unterschiedliche Geometrien denkbar. Gemäß einer üblichen Ausgestaltung einer Sanitärwanne kann vorgesehen sein, dass zwischen einer bei der Ausbildung der Wannenform gebildeten Mulde und dem umgebogenen Randabschnitt ein an dem Wannenrand oben liegender Spiegelabschnitt gebildet ist, wobei der Winkel zwischen dem Spiegelabschnitt und dem umgebogenen Randabschnitt zumindest 90° beträgt. Gemäß einer bekannten Ausgestaltung verläuft dann der Spiegelabschnitt in einer horizontalen Ebene, wobei der umgebogene Randabschnitt vertikal ausgerichtet ist, bevor schließlich die Unterkantung erneut horizontal unter dem Spiegelabschnitt nach innen gerichtet ist.
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Insbesondere der Winkel zwischen dem Spiegelabschnitt und der umgebogene Randabschnitt kann im Rahmen der Erfindung größer als 90° sein. So kann der Spiegelabschnitt in Richtung der Mulde auch eine leicht abfallende Form haben, um auch an dem Spiegelabschnitt ein leichtes nach innen gerichtetes Gefälle bereitzustellen. Einerseits kann durch eine solche Schrägstellung ein Wasserabfluss gewährleistet werden, während andererseits sich besonders vorteilhafte Gestaltungsmöglichkeiten hinsichtlich des Designs ergeben.
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Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens mit einer Auflage für die insbesondere ortsfeste Aufnahme eines vorgeformtem Blechrohlings und mit einer mehrachsigen Führeinrichtung, an der ein Bördelwerkzeug angeordnet ist, wobei das Bördelwerkzeug eine innere Bördelrolle, eine äußere Bördelrolle sowie eine Zustelleinrichtung für die Bördelrollen umfasst, mit der die Bördelrollen zwischen einer Bördelstellung und einer Öffnungsstellung, in der die Bördelrollen weiter voneinander beabstandet sind, verstellbar sind. Als Führeinrichtung ist besonders bevorzugt ein Industrieroboter vorgesehen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:
- 1A bis 1C Verfahrensschritte zur Herstellung einer Sanitärwanne aus Blech mit einer Unterkantung gemäß dem Stand der Technik,
- 2 eine Anlage zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Sanitärwanne aus Blech,
- 3 einen Wannenrohling nach der Umformung eines mittleren Bereichs zur Ausbildung einer Wannenform und nach einem Umbiegen eines Randabschnittes,
- 4A eine Schnittdarstellung durch den Wannenrohling gemäß 3 unmittelbar vor der Bildung einer Unterkantung,
- 4B die Ansicht gemäß der 4A während der Bildung der Unterkantung,
- 5 eine Ansicht entsprechend der 4B an einer Engstelle,
- 6 die Sanitärwanne aus Blech nach Abschluss sämtlicher Umformschritte.
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Die 1A bis 1C zeigen Verfahrensschritte zur Herstellung einer Sanitärwanne aus Blech gemäß dem Stand der Technik durch Biegeumformung ein Wannenrand mit einer Unterkantung 8 gebildet wird. Bezüglich der Details des aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen.
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Die 2 zeigt eine Anlage, mit der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Unterkantung 8 sukzessive um den Umfang herum auf besonders vorteilhafte Weise gebildet wird, wobei sich die Details der erfindungswesentlichen Verfahrensschritte aus den nachfolgenden Figuren ergeben.
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Die 3 zeigt zunächst einen Wannenrohling, bei dem ein Blechzuschnitt in einem mittleren Bereich zur Ausbildung einer Wannenform umgeformt wurde, wobei anschließend an eine steil verlaufende Wannenwand 9 ein leicht nach innen schräg gestellter Spiegelabschnitt 1 über einen Biegeradius anschließt. Des Weiteren ist ein außenliegender Randabschnitt 2 umgebogen, das heißt hochgestellt, wobei vor der Ausbildung einer Unterkantung 8 die Höhe an dem Randabschnitt 2 bei der dargestellten Ausführungsform beispielsweise 37 mm beträgt und wobei die Dicke des Blechs typischerweise bei 2 mm liegt.
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Aus einer vergleichenden Betrachtung der 2 und 4A ergibt sich, dass an dem Kopf einer Führeinrichtung 10 in Form eines Industrieroboters ein Bördelwerkzeug 11 angeordnet ist, wobei das Bördelwerkzeug 11 eine innere Bördelrolle 12, eine äußere Bördelrolle 13 sowie eine Zustelleinrichtung für die Bördelrollen 12, 13 umfasst, mit der die Bördelrollen 12, 13 zwischen einer Bördelstellung (4B) und einer Öffnungsstellung (4A), in der die Bördelrollen 12, 13 weiter voneinander beabstandet sind, verstellbar sind.
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In der Öffnungsstellung wird die innere Bördelrolle hinter den umgebogenen Randabschnitt 2 eingeführt, wobei sich außerhalb des umgebogenen Randabschnitts die äußere Bördelrolle 13 befindet, welche auf der Höhe der inneren Bördelrolle 12 eine Stufe aufweist. Bei einem Schließen der Zustelleinrichtung, also bei einer Überführung in die Bördelstellung, wird durch ein Umbiegen des freien Endes des Randabschnittes 2 eine Unterkantung 8 gebildet. Wie in der 4B dargestellt, wird dann in dem Ausführungsbeispiel um den gesamten Umfang eine Unterkantung 8 sukzessive durch die Biegeumformung mit den drehenden Bördelrollen 12, 13 gebildet.
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Insbesondere können mit dem beschriebenen Verfahren gemäß der 5 auch Engstellen gebildet werden, an denen der Abstand zwischen dem freien Ende der Unterkantung 8 und der angrenzenden Wannenwand 9 kleiner ist als der Durchmesser der inneren Bördelrolle 12, so dass die innere Bördelrolle 12 dort nicht entnommen werden kann. Die Entnahme der inneren Bördelrolle 12 erfolgt dann nach der Ausbildung der Unterkantung 8 in einem Bereich, an dem ein größerer Freiraum zur Verfügung stellt.
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Die 6 zeigt die fertig ausgeformte Sanitärwanne, welche vorzugsweise nachträglich noch mit einer Emaillierung versehen wird.
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Insbesondere den 4A, 4B und 5 ist zu entnehmen, dass die innere Bördelrolle 12 an einer Art Finger 14 des Bördelwerkzeuges 11 angeordnet ist, wobei die Rotationsachse der inneren Bördelrolle 12 gegenüber dem umgebogenen Randabschnitt 2 in einem Winkel zwischen 0° und 45°, insbesondere in einem Winkel zwischen 5° und 35° angeordnet ist, um eine möglichst kompakte Anordnung zu ermöglichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011000676 A1 [0002]
