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Verfahren und Einrichtung zum Formen von metallblechzuschnitten Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Formen eines blechförmicerl
husgan gsr;:,r terials und im besonderen auf ein verbessertes Verfahren und eine
Einrichtung, wobei ein Blechzuschnitt in eine Hohlform hineingepreßt wird und deren
Form annimmt.
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Das Ziehen vorn Blech wurde bisher reit Hilfe einer einen otempel
und eine ü@atritze umfassenden Anordnung durchgeführt oder mittels einer Anordnung,
bei der der Blechzuschnitt durch den Druck eines flüssigen oder gasfcrmigen Mittel;
in die Hohlform hineingepreut wird. Das z#i-iehverfahreri mittels Stempel und lytatrize
bewirkt im allgemeinen ein Strecken oder Ziehen des Bleches derart, daß das gezo,;erre
rrodukt nicht nur dünner und härter wird als das
| blechförtrii,e Ausgatigsmaterial, sondern es bes'-.rht tlie |
| Gefahr,. daß dab# Produkt flicht gleichförmig vvira. -uiese
s |
| @ a. ;==e@r@;ter, |
| veränderliche Ausmaß des Strecken; wird tloc_, |
| wenn der Ster.:pel und die Tatritze infolge der Abnutzung |
| an Geneuigket verlieren. Außerdem ist die Anza__l der |
| Formen begrenzt, die mit Stempel und Matrize herge2tellt |
| -werden können. Die in Betracht kommenden Matrizen sind |
| teuer, und die bei diesem Verfahren erforderlichen bchmi-r- |
| öle müssen am Ende der Bearbeitung oftmals entfernt iverder@. |
| .Die Formung iirittels Luft stellt eine döglichkeit dr, am |
| diese Schwierigkeiten zu vermeiden; jedoch bei der bisher |
| angewendeten Luftformungsverfahren-war die Härtung des |
| Werkstickes nicht gleichmUEßig und örtlich begrenzt. Tor |
| -der Erfindung waren die Formungsverfahren mittels Luft an- |
| scheinend auf verhältnismüdig. wenig tiefe formen begrenzt, |
| sofern nicht bei diesem Verfahren eine Zwischeiiglühung |
| durchgeführt wird. |
| ..Die Erfindung sieht deshalb vor: |
| ein wirtschaftliches und verbessertes Verfahren und eine |
| .Einrichtung zum Ziehen von Blechmaterial, wobei das ziieh- |
| 'produkt eine gleichmäßigere,Fes-tigkeit und ein besseres |
| .Aussehen aufweist, |
| ein Verfahren zum formen von blech in einem Lrbeitsg@iri,g-, |
| wobei keine wischea.glc4hungeti -erforderlich sind, und :..:
obei |
| ein gleichmätiig gutes brzeugnis hergestellt wird i ohne |
| dass die Gefahr eines Zerkratzens oder Reißens während des |
| Formetza besteht, wodurch wesentliche Ersparnisse. ans mate- |
| rial erzielt werden, sowie |
| ein Verfahren und eine Linrichtung zum Formen von Blech- |
| zuschnitten bei -geringer oder gar keiner Reibung, und ohne |
| daß besondere Schmiermittel benötigt werden. |
| Däs Verfahren nach der-Erfindung zum .rjormeh_ eines blech- |
| artigen Materials ist ein zweistufiges Verfahren, lach |
| den, Auflegen des Bleohzuachnittes auf eine Matrize mit |
| einem entsprechend ausgebildeten Hohlraum erfolgt die |
| Anfangsformgebung des Verfahrens. Bei dieser Anfangs-- |
| f ormgebungsstufe wird der Zuschnitt zum Teil 1n die Hohl-- |
| form hineingedrückt. während zugleich die aie llahlfor_m |
| umgebenden Teile des--Zuschnitts gegen die. entsi?rechenden |
| die Hohlform umgebenden 'Teile der Matrize mit eine'r Kraft
'. |
| gedrückt werden, die während dieser Anfangsformgebungs- |
| stufe eine seitliche .Bewegung dieser Teile des` Zuschnittes |
| in die Hohlform hinein nur teilweise verhindern. |
| Hiernach erfolgt die zweite Formgebungsstufe des Ver- |
| fah:,rens, in der der.--Zuschnitt durch weiteree Hineinpressen |
| in di%.-Hohlform weiter verformt wird während zugleich die |
den Hohlraum der Matrize umgebenden Teile des Zuschnittesgegen
die Matrize mit einer Kraft-gepreßt werden,_die 'größer ist als-die erstgenannte
Kraft, und-die ausreicht,-um eine seitliche Bewegung dieser Teile des Zuschnittes
in den Hohlräum:der Matrize während dieser weiteren Verformung im wesentlidhen vollständig.zu-verhindera.
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Es wird darauf hingewiesen, d aß in der ersten Verfahrensstufe zugelassen
wird; daß das den Hohlraum der Matrize umgebende Material-eine begrenzte Bewegung
in den hohlraumhinein ausführt, während diese Bewegung in der zweiten Verfahrensstufe
im wesentlichen verhindert wird.` Die zum Ziehen der Blechzuschnitte bevorzugte
Ausführung der Einrichtung nach der 7Erfiridüng weist zwei den Zuschnitt zwischen
sich aufnehmende Glieder -auf.. -Das eine Glied.-enthält ' -eine entsprechend ausgestaltete
Matrize. Das andere Glied ist mit einem Niederhalter versehen, der die Teile des
Blechzuschnittes gegen die den Formhohlraum umgebenden Teile
der Matrize niederhält.
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Das zweite (Mied weist ferner einen Stempel auf, -der den Zuschnitt
zum Teil-in den@Fprmhohlraum hineinpreßtl Dieser Stempel befindet sich innerhalb
der Öffnung des Niederhalters und kann aus einer zurückgezogenen Stellung, in der
das vordere Ende des Stanpels aua dem Formhohlraum
zurückgezogen
ist, ,in eine ausgefahrene Stellung bewegt werden, in der das vordere Ende des Stempels
vor dem Niederhalter und zum Teil im Formhohlraum gelegen ist: Zwischen dem Niederhalter
und dem Stempel sind Fedez°n . -angeordnet, die den Stempel in die zurückgezogene
Stellung zu bewegen suchen, aus der der Stempel gegsn die Kraft der Fendern in die
vorgeschobene Stellung bewegbar ist. Bei dieser letztgenannten Bewegung werden die
am Umfang gelegenen Teile des Zuschnittes von dem Niederhalter unter der Einwirkung
der Federn, gegen die-Matrize gedrückt, und wenn der Stempel die voll ausgefahrene'
Stellung erreicht hat, sog.ann Teile des Stempels mit dem-Niederhalter fest in Bingriff,
so daß der auf den Stempel ausgeübte zusätzliche Druck zu einer#entsprechenden Verstärkung
des auf den Niederhalter ausgeübten Druekes,führt mit der iolge, daß die Un4fdugsteile
des Zuschnittes kräßtiger erfaßt werden. De Aangoformgebung erfolgt .daher durch
den Stempel e der sick in den f ormhohlraum hineinbewegt, während die Kanten des
Zuschnittes etwas daran behindert werden, eine seitliche Bewegung aozuführen.
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Es ist eine 4inriahtung voegesehen» die das Ziehen mit Hilfe eines
ßlüeeigen oder gasförmigen Mittels
bis zum Schluß dürchgeführt,
wobei der Zuschnitt endgültig in die Niätrize hineingedrückt wird, und wahrend dieser
S'chlußphase werden die Umfangskanten des Zuschnittes festgehalten und können-keine
Bewegung ausfÜhren.
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Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. -In den beiliegenden
Zeichnungen ist die Fig. 1 eine Seitenansicht einer Einrichtung nach der. Erfindung,
Fig, 2 ein senkrechter Schnitt, der den Blechzuschnitt . über dem Formhohlraum liegend
zeigt" welcher Zuschnitt vor Beginn der Formgsbung unter der Einwirkung der federn
von dem Niederhalter festgehalten wird, Fig:-3 ein senkrechter Schnitt, der die
Stellung des Stempels in bezug auf den Niederhalter'und der Matrize nach Beendigung:
der Anfangsformgebung zeigt, fig. 4 ein aenkreühter Schnitt, der Teile der-Einrichtung
und: den geformten Zuschnitt nach Beendigung der . zweiten Formgebung zeigt, Fig.
5 ein senkrechter Schnitt durch eine andere Aus-Führung der Binrichtung nach der
Erfindung, der . den auf der Üiatrize liegend vor Beginn der ersten-lormgebung zeigt:,
Zig.
6 ein senkrechter Schnitt durch die Einrichtung nach der Fig. 5, der die lage'des
Zuschnittes nach der ersten Formgebung zeigt, und die '.
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Fig. 7 ein senkrechter Schnitt durch die Einrichtung nach der Fig.
5, der den geformten Zuschnitt nach Beendigung der zweiten Formgebungsstufe des
Verfahrena zeigt. Mit der in der gig. 1 dargestellten Einrichtung 10 soll
ein ebener Blechzuschnitt 11 zu-einer Schale oder Schüssel mit der gewünschten Größe-und
Gestält gezogen werden. Diese Einrichtung weist eine zweiteilige Pressanordnung
12 und eine hydraulische Presse 14 auf, die auf die Teile der Anordnung 12 einen
giechanischen Druck ausübt. Die dargestellte Presse 14 besteht aus einer ortsfesten
Platte 16, einer bewegbaren Platte 18 sowie aus einem hydraulischen Zylinder 19
mit einem Kolben 20, der die Platte 18 in Richtung zur :Platte 16 hin- und
herbewegt. Die Druckflüssigkeit wird dem Zylinder 19 durch die Leitungen 21 und
22 durchgeführt, wobei ein geeigneter Druckmesser 24 vorgesehen werden kann, an
dem die Bedienungsperson den Druck ablesen kann, der von der Presse auf .die Ziehanordnung
12 ausgeübt wird.
Die Ziehpresse 12 besteht aus: zwei Teilen (ter
Gliedern, deren Einzelheiten am-besten-aus den Figuren 2 .- 4 zu ersehen sind.:
Der erste Teil der Ziehpresse besteht aus einer Matrize 30, die einen entsprechend
ausgebildeten, Formhohlraum 32 aufweist: Durch die Matrize hindurch erstrecken sich
geeignete Entlüftungsmkanä;le 34,-die mit dem Hohlraum 32 in Verbindung stehen,
und um diesen herum weist die Matrize 30' die seitlich verlaufende Fläche 36 auf.
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Der zweite Teil der Ziehpresäe befindet sich übender Matrize 30 und-weist
einen mit .einer Öffnung versehenen ringförmigen Niederhalter 38 auf dessen in der
Mitte gelegene Öffnung:-38a ungefähr die gleiche Weite aufweist wie die in den Hohlraum
32 der Matrize hineinführende Öffnung. Wie aus der Fig2 zu: ersehen :iist, kann
eire Stem= -pel 40 aus einer zurückgezogenen Stellung (fig.2) innenhalb der Öffnung
38a des- Niederhalters in eine vorgeschobene werden, wie in den-Fig:. 3 und 4 dargestellt.
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Befindet eich der Stempel in der vorgeschobenen Stellung, so steht
dessen vorderes =Ende 40a von der Ünterseite des Niederhalters 38 aus nach unten
vor-und ragt daher zum Teil in den Hohlraum 32 der darunterliegenden Matrize hinein..
| Wie später noch beschrieben wird, bewirkt dieses vorste- |
| hende vordere Bnde des Stempels die Verformung des |
| Blechzuschnittes während des ersten Teiles des Ziehens. |
| Zwiachen dem Niederhalter 3S .und den Schultern 40b des |
| Stempels 40 sind federnde Mttel' z.B. die Federn 42und. |
| 44 angeordnet, die den Stempel und den Niederhalter in |
| deren r4lative Stellungen drücken, wie in den Figuren 1 |
| und 2 dargestellt, die den. Stempel in der zurückgezogenen |
| Stellung zeigen. Wird der Stempel 40 aus seiner zurückge- |
| zogenen Stellung (F1q.2) in die vorgeschobene'Stellung |
| (Fig3 und 4) bewegt, so wird der Zuschnitt 11 nur von |
| der nach unten wirkenden Kraft der Federn 42 und 44 gegen |
| die Pl-äoea der 2 |
| ätri:ze gedrückt. |
| Die Kraft. dar federn. 42 und 44 iat *oo bemessen, daß dr- |
| auf den Niederhalter ausgeübte Druck nur gerade ausreicht, |
| um w4hxand der tutangestufa dbr Formgebung, in, der der |
| Stempel sich nach unten bewott die Randteile des Blech- |
| i |
| zuodhneQ @"°. .te41waIse daran zu hindern, seitlich nach |
| innen in Pi.ohtung zum Hohlraum 32 zu gletenti Die Wirkung |
| dieses begretten und kontrollierten Gleitens während der |
| Anfangsformgebung besteht darin, daß dar Teil der senk-- |
| rechten Wandlung der zum Teil gezogenen `ohale nur mäßig |
| gehärtet wird. |
Im'vorderen Ende.40a des ätempels ist ein Kanal 46 vorgesehen,
durch den ein Druckmittel zur Oberseite des Zuschnitts' geleitet wird. Dieses Druckmittel
besteht vorzugsweise aus Druckluft, die von- einem Kompressor 48 (Fig.1) erzeugt
wird. Der Luftdruck kann an einem in der Rohrleitung 46 angeordneten Druckmesser
49 abgelesen werden.
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Während der zweiten 2tufe des Ziehens wird die Druckluft durch den
Kanal 46 zur Oberseite des-teilweise geformten Zuschnitts-gele.tet, wie in der r?ig.
3 dargestellt, und preßt die ßchale vollst::udig in die Matrize 32 hinein, wie in
der Pig. 4 dargestellt.
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Während der Anfangsstufe des: Ziehens hängt die Kraft des Niederhalters
38 vollständig von der Kraft der Federn. 42 und 44 ab.-Während der zweiten Ziehstufe
hängt die Kraft des Niederhalters 38 jedoch nicht von der Kraft der Federn ab sondern
vielmehr von denn auf den Stempel und die Matrize von außen her dürh die Fresse
14 ausgeübten Druck, der den Stempel gegen die Matrize preflt. Dieser,Druck genügt,,
um den Biechzuechnitt zwischen dem Niederhalter 38 und der Fläche ä6" der Matrize
mit S-iclierheit so stark festzuhalten, daß eine weitere seitliche Bewegung des
Randteiles des Zuschnitts in den l'ormhohlraum hinein w@hreud der zweiten Ziehstufe
vollständig verrinder-t wird.
Die von der Druckluft während der
zweiten Ziehstufe bewirke endgültige Formgebung führt zu einem ßrzeugnis, das eine
gleichmäßigere Dicke und Märte aufweist als mit den 1 #(-en Verfahren und Einrichtungen
bisher erreicht werden konnte.
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Wie in den Figuren 2 - 4 dargestellt, wird der Blechzuschnitt 11 unter
den Stempel und den Niederhalterteil der Ziehanordnung 12 so eingelegt, daß der
Zuschnitt über der idaLrize liegt und den Hohlraum 32_vollstä ndg zudeckt. Der von
der Presse 14 auf die Teile der Anordnung 12 ausgeübte Druck preßt diese Teile zusammen,
wobei der Niederkalter 38 auf diejenigen Teile des Zuschnittes einwirkt, die den
Formhohlraum 32 umgeben, und diese gegen die Oberseite 36 der darunterliegenden
katri.ze drückt. DieserDruck hängt von der Kraft der Federn 42 und 44 ab, wenn der
Stempel 40 sich in bezug auf den Niederhalter 3E3 nach unten in die vorgeschobene
Stellung bewegt. Bei dieser Abwärtsbewegung drückt der St-empel.den Zuäehnitt zum
Teil in den Hohlraum 32 der Natrize hinein, bis die in der Fig, 3 dargestellte Stellung
erreicht ist. Zu dieser Zeit legt sich die Schulter 40b des Stempels 40 an den Niederhalter
38 fest an, wobei der von der fresse 14 auf den Stempel und die matrize ausgeübte
weitere Druck zu einer verstärkten
Quetschung an den Randteilen
des Zuschnittes zwischen dem Niederhalter 3E3 und der den Hohlraum umgebenden Fläche
-36 der Matrize führt. Dieser .Quetschdruck reicht. aus, UM
eine weitere seitliche
Bewegung des Zuschnittes an den Formhohlraum hinein zu verhindern, wenn der Zuschnitt
von der Druckluft verformt wird= die: durch den Kanal 46 zur Oberseite des teilweise
geformten Zuschnittes geleitet wird. .
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Die Figuren 5 - 7 zeigen eine andere Ausführung der Ziehpre=sse nach
der Lrfindung, Im Gegensatz zu der soeben beschriebenen Einrichtung erfolgt-das
Ziehen durch Anwendung von Druckluft in-zwei. Stufen. Beider in. den Fig. 5- - 7
dargestellten Einrichtung= wird eine Matrize' 50 mit einem Formhohlraum 52 verwendet,
die mit en Entlüftungskanälen 54 versehen. ist, welche 1Vlatrize = im -übrigen der
Matrize 30 der zuvor-beschriebenen Ausführung der Einrichtung gleicht. Anstelle
-eines Stempele und eines Niederhaltern wird bei der Einrichtung nach den Figuren
5 eine Deckplatte 56: benutzt, die-zugleich als Niederhalter dient. Diese Deckplatte
ist mit einem-Kanal 58 versehen, der..zur Vorderseite der Platte führt.vie
Declcplatte 56 tritt niemals in den Hohlraum der Ivtatrize 52 ein sondern liegt
lediglich auf der Matrize und'ü.ber dem Formhohlraum _._ , _ 52.
Von
der in der Fig, 1 dargestellten Presse 14 kann von außen her auf die Matrize und
die Deckplatte ein Druck ausgeübt werden.
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Zum Ziehen mit der Einrichtung nach den Figuren 5 --'7 wird zwischen
die Matrize 50 und die Deckplatte 56 ein Blechzuschnitt 11 eingelegt, wonach die
Matrize und die Deckplatte von der Presse 1-4 mit einem ersten Druck gegeneinandergepreiät
werden, der eine seitliche Einwärtsbewegüng z:. der Randteile des Zuschnittes während
der ersten Ziehstufe nur teilweise-verhindert.-Bei dieser Binrichtuhg erfolgt das
Ziehen während der ersten Ziehstufe durch Druckluft, die durch den Kana@.58 zugeführt
wird, wobei auf die Deckplatte und die Matrize die erste Haltekraft solange ausgeübt
wird, bis der Zuschnitt zum 'heil in den Pormhohlraum 52 hineingepreßt worden ist,
wie in der Pig. 6 dargestellt. Hiernach wird der surf die Deckplatte und die Matrize
ausgeübte Druck verstärkt,- so dafl 'die Randteile- des teilweise verformten Zuschnittes
zwischen diesen beiden Gliedern so stark festgehalten werden, deß eins weitere seitliche
Bewegung der Randteile des Zuschnittes im wesentliehen nicht mehr möglich ist, wobei
der teilweise verformte Zuschnitt von der Druckluft nunmehr -vdlständig in den Farmhohlraum
hineingepreßt wird, wie in der Fig. 7 dargestellt.
Hieraus ist
zu ersehen, daß-bei den beiden AusfUhrungsformen der Einrichtung nach der Erfindung
eine seitliche Bewegung der Randteile des Zuschnittes in dichteng zum Formhohlraum
während der ersten Ziehstufe nur teilweioe verhindert wird, und dati während der
zweiten bchlü -ziehstufe der auf diese Randteile ausgezbte Druck so verstärkt-wird,
dal3' eine solche seitliche Bewegung der Handteile des Zuschnittes im wesentlichen
vollständig verhindert wird. Die Einrichtung nach den Figuren 2 - 4 weist den Vorzug
auf, daß nicht zwei verschiedene Drücke ausgeübt zu werden brauchen, um den otempel
und die Liatrize gegeneinande.rzupressen. Die während der Anfangsziehstuße auf .
die Randteile des Zuschnittes einwirkende Haltekräft wird selbsttätig von.den Federn
42-und 44 ausgeübt.
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Die Einrichtung nach den Figuren 5 - 'j weist andererseita den Vorzug
auf, dafl kein Stempel benötigt wird und auch-kein Niederhalter oder federn, um
die Anfangshaltekraft auszuüben. Jedoch mufl b.ei der Einrichtung nach den Figuren
5 - 7 von der Presse ein Druck-in zwei Stufen ausgeübt werden..
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Hei- beiden Einrichtungen kann die auf die Handteile des Zuschnittes
während der ersten Ziehstufe ausgeübte
Haltekraft in der Größenordnung
voll 7 kg/qcm liegen beispielsweise. Bei der Einrichtung nach den Figuren 2 - 4
wird diese Anfangsljaltekraft von den federn 42 und 44: ausgeübt, bei der Einrichtung
nach den Figuren 5 - 7 jedoch von deti Druck der Platte 56 gegen die Matrize
50.
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In der zweiten Ziehstufe wird der auf die Randteile des Zuschnittes
ausgeübte Haltedruck auf ungefähr 14 kg/qcm oder auf das Doppelte des Anfangsdruckes
erhöht. Diese Drücke können natürlich den Eigenschaften des l,laterials entsprechend
verändert werden. Bei einem dünnett Aluminiumblech mit einer Stärke von
09075 bis 09125 mm kann bei der Einrichtung nach den Figuren 5 - 7
die Formung durch Druckluft ir, der ersten Ziehstufe mit einem Druck von beispielsweise
3,15 kg/qcm erfolgen. In der zweiten Ziehstufe kann der von der Druckluft beim Ziehen
des Zuschnittes bei beiden Ausführungen der beschriebenen Linrichtung unter Verwendung
eines dünnen Aluminiumbleches mit den genannten Stärken z.B. in der Größenordnung
von 6,65 kg/qcm liegen. Diese Drücke sind natürlich je nackt der Dicke und den Eigenschaften
dea verwendeten .t..aterials und je nach der Größe, der form und der Tiefe des 14'ormbonlrfiumes
verschieden, in den das i,ii:sterial hii@eingepreßt wird.
Die bei
beiden Linrichtungen in der Matrize vorgesehenen Entlüftungskanäle 54 bzw. 54- ermöglichen
ein Entweichen der Luft, wenn der Zuschnitt nach unteu in den formhohlraum hineingepreßt
wird. Diese .Entlüftungskanäle könnenauch dazu benutzt werden, um-im 1'ormhohlraum
unterhalb des Zuschnittes 11 wenigstens ein Teilvakuum zu erzeugen, das den durch
die Kanäle 46 und 58 auf die Oberseite des -Zuschnittes.ausgeübten Formdruck unterstützt.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu erkennen, daß mit der Einrichtung
und mit dem Verßhren nach der Erfindung Bleche ohne :Erzeugung von Runzeln tiefer
gezogen werden können,-wobei die Einrichtung einen vereinfachten Aufbau aufweist,
während das Verfahren sehr wirtschaftlich ist. Das fertige Erzeugnis ist gleichmäß$ger
gehärtet und weist eine gleichmäßigere Stärke und ein besseres Aussehen auf als
die mit Hilfe der bisher verwendeten .Einrichtungen-und Verfahren hergestellten
Produkte. Bei dem Verfahren nach der Erfindung werden keine besonderen Schmiermittel
und auch keine kostspieligen Zwischenglühunben benötigt, und das Erzeugnis kann
vollständig in einem Arbeitsgang hergestellt werden.
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An den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können von Sachkundigen
irre .Lahmen des Lrfindungsgedankeiis
| jinderungen, Abwandlungen und Ersetzungen vorgenonmien |
| werden. Die Erfindung selbst wird daher nur durch die |
| beiliegenden Patentansprüche abgegrenzt.. |