DE1752920A1 - Stufenpresse - Google Patents
StufenpresseInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
- B30B1/26—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Press Drives And Press Lines (AREA)
- Forging (AREA)
Description
Tadashi Saito, Masaya Saito, flasaru Saito und Hachiro Saito
in Takarazuka City / Japan
Stufenpresse
Die Erfindung betrifft eine Stufenpresse, bestehend aus einem Paar von im Abstand voneinander angeordneten vertikalen
Ständern, einem zwischen den oberen Abschnitten der Ständer angeordneten Querbalken, in welchem eine mit Exzentern versehene
Hauptwelle für das Auf- und Abbewegen von Preßstempeln gelagert ist, einer zwischen den mittleren Abschnitten der Ständer
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angeordneten mit Nuten versehenen Stempelführung sowie einem zwischen den unteren Endabschnitten der Ständer angeordneten
Aufspanntisch.
Aufgrund von verschiedenen Vorteilen, wie höhere Arbeitsgeschwindigkeit und wirtschaftlichere Ausnützung von Material
und Arbeitsaufwand besteht derzeit die Tendenz, plastische Verarbeitungsprozesse mit Hilfe von Pressen immer mehr zu verwenden
.
Um Produkte mit gewünschter hoher Präzision zu erhalten..
ist es notwendig, die Verformung des Materials in den Preßwerkzeugen zu verbessern. Es ergibt sich somit die Notwendigkeit}
die von der Presse ausgeübte Preßkraft wesentlich größer als die für die Bearbeitung des Materials minimal notwendige Kraf4"
zu machen. Erst dadurch ergeben sich bei der Herstellung von Preßkörpern glatte und angenehm anzugreifende Oberflächen.
Bei Pressen werden im allgemeinen je eine obere Werkzeughälfte
und eine untere Werkzeughälfte verwendet, wobei das zu verformende Material in die untere Werkzeughälfte eingebracht
und die obere Werkzeughälfte darauf gepreßt wird, so daß.
innerhalb der geschlossenen Werkzeughälften ein hoher Druck entsteht. Dabei ist es notwendig, daß der dem zu verformenden
Material auferlegte Druck bei Warmverarbeitung - d.h. bei einer
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BAO ORIGINAL
Temperatur von 120Q C - Im Bereich von 50 bis 60 kg/m f bei
Kaltverarbeittmi? -d.h. bei einer Temperatur von 5 bis 20 C
im Bereich von 250 bis 300 kg/mm liegt. Im Falle der Herstellung
eines eine Größe von 50 mm aufweisenden Produktes liegt
somit der erforderliche Preßdrück bei der Warmverarbeitung mit einer Temperatur von 12000C im Bereich von 125 bis 150 t
und bei· der Kalt verarbeitung im Bereich von 600 bis 750 t. Im
■■"■■" -
Falle einer Herstellung von Produkten mit einer Größe von 100 mm
liegt hingegen der erforderliche Preßdruck bei Warmverarbeitung
zwischen 500 und 600 t und bei Kaltverarbeitung zwischen 2500
und 3000 t.
In Fällen, in welchen ein bestimmter Arbeitsvorgang nicht
durch eine einzige Erwärmung- vollendet werden kann, müssen
mehrere Arbeitsschritte für die Herstellung eines gewünschten
Produktes durchgeführt werden. In diesem Fall ergeben sich zwei Arbeitsmethoden,' intern entweder mehrere Pressen zum Einsatz
gebracht werden, von denen jede einen Arbeitsschritt durchführt, oder indem eine Kehrstufenpresse mit verschiedenen Werkzeugen
für die einzelnen Arbeitsstufen vorgesehen wird, wobei die Werkzeuge gleichzeitig oder nacheinander zur Durchführung des Preßvorganges
in Einsatz gelangen. Beide Verfahren sind jedoch mit
Nachteilen behaftet. Bei Verwendung von mehreren nebeneinander
angeordneten Pressen sind sowohl die Anlagekosten als auch der
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B»
Platzbedarf und die Transportwege sehr groß, so daß die Herstellungskosten
pro itnheit entsprechend hoch sind» Bei dem
schrittweise durchgeführten Arbeitsvorgang unter Verwendung
einer Mehrstufenpresse muß eine verhältnismäßig große Presse
verwendet werden',' die ausreichend breit ist, um eine Anzahl von
Formen nebeneinander anbringen zu können.
™ Während bei einer mechanischen Presse die Preßkräft durch
eine auf einer Hauptwelle angebrachte Kurbel oder einen Exzenter erzeugt wird, wird bei einer hydraulischen Presse die Preßkraft
durch eine hydraulische Einrichtung - beispielsweise eine Öldruckeinrichtung - in Verbindung mit einem Zylinder und einem
darin verschiebbar'angeordneten Kolben erzeugt. Beide Arten von
Pressen benötigen einen oben angeordneten, seitlich unterstützten Querbalken, damit die xvährend des Preßvorgangs auftretende
Druckkraft aufgefangen wird. Da diese Druckkräfte sehr
fc groß sind, müssen die Hauptwelle, der Querbalken, der Aufspanntisch
und ähnliche oben beschriebene Einrichtungen eine ausreichend große Steifigkeit und Festigkeit aufweisen, um eine
von der Preßkraft herrührende Durchbiegung zu verhindern.
Je langer jedoch die Spannweite der Hauptwelle und des
Querbalkens ist, desto geringer wird natürlich die Festigkeit dieser Elemente. Je größer also die Spannweite einer Presse
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ist, desto kräftiger sollte dieselbe ausgebildet sein. Bei steigender
Spannweite einer Presse erhöhen sich jedoch die Herstellungskosten
im Verhältnis drei- bis viermal so schnell. Außerdem ist der durch eine Kurbel, einen Exzenter oder den Öldruck
erzeugte Preßdruck auf einen mittleren Punkt konzentriert, so daß die einzelnen Bauteile der Presse beschädigt werden können
und die Genauigkeit der erzeugten Fertigprodukte merklich ver- ' ^
schlechtert wird, sobald die von dem Werkstück während des
Preßvorgangs erzeugte Gegenkraft von dem Angriffspunkt des
Preßdruckes abweicht. Dieses Problem wurde bisher entweder durch eine doppelte^Kurbel, durch zwei hintereinander angeordnete
Zylinder oder durch eine verlängerte oder quer zur Welle verlaufende Stempelführung zu lösen versucht. Diese Maßnahmen
konnten jedoch die oben erwähnten Mangel nicht vollständig ausschließen, so daß entsprechend dem bisherigen Stand der Technik
die Durchführung jeder Arbeitsstufe in einer getrennten Presse
als das bestmögliche Verfahren angesehen wurde.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Stufenpresse
zu schaffen, die die oben genannten Nachteile bekannter
Stufenpressen nicht aufweist und die aufgrund ihrer sehr kompakten,
starren und räumlich günstigen Konstruktion einerseits
eine sehr hohe Lebensdauer der Preßwerkzeuge und eine hohe Meßgenauigkeit
der Fertigprodukte gewährleistet, andererseits die
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Anbringung der Werkstückzufuhr-, -auswurf- un^ -tj'ansporteinrichtungen
insehr starkem Maße erleichtert.
TCrfinflungsgemäß wird.dies dadurch erreicht, daß der Querbalken
an seiner Unterseite mit mehreren im Abstand voneinander
anrechneten Zwischenlagern für die Hauptwelle versehen ist, wobei
jeweils ein Exzenter der Hauptwelle zwischen zwei benachbarten Lagern liest, und daß die Stempelführung jeden der Stempel
verschiebbar und von benachbarten Stempeln vollkommen unabhängig:
aufnimmt. Durch diese Anordnung; ist es möglich,'daß die
verschiedenen Stufen des PreßVorganges fortlaufend nacheinander
ausgeführt werden, wobei das Auftreten von Beschädigungen an den
Formwerkzeugen vermieden unfl eine sehr hohe Genaugikeit der erzeugten Fertigprodukte gewährleistet wird.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen im folgenden anhand
eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und erklärt, werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist.
Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gezeigte Vorderansicht eine-Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Stufenpresse;
Fig. 2 einen Vertikalschnitt entlang der Linie A-A von Fig. 1;
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Fig, 3 eine Seitenansicht des Seitenständers der erfindungsgemäßen Stufenpresse; ■
Fig.Λ einen Schnitt entlang der Linie B-B von Fig. 3;
"Fig, 5 eine Vorderansicht ei es Querbalkens der erfindungsgemäßen
Stufenpresse;
; ■ ■ ■■ : ■■■:. ■■-■■ .
Fig. 6 eine Seitenansicht des in Fig. 5 (rezeigten Querbalkens
der erfindungsgemaßen Stufenpresse; und
Fig. 7 eine in vergrößertem Maßstab dargestellte Teilschnittansicht
durch die erfindungsgemäße Stufenpresse für die
Darstellung der Durchführung eines Preß vor ganges.
Gemäß den Fig. 1 und 2 sind an gegenüberliegenden Seiten
der erfindungsgemäßen* Stufenpresse Ständer 1 angeordnet, die
zusammen mit einem Querbalken 2, einer Stempelführung 3 und
einem Aufspanntisch 4 das Maschinengestell bilden. Der Querbalken 2 weist an seinen gegenüberliegenden Enden Vorsprünge 5
auf, die in die Ständer 1 passen und streng sitzend in seitliche
Ausnehmungen 6 derselben eingesetzt sind. Der Querbalken ist
dabei so ausgebildet, daß er durch die während des Preßvorganges
an der Stufenpresse auftretenden komplizierten Beanspru-
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chungen - wie Durchbiegung·, Verdrehung od.dgl. - nicht verformt
wird. In seinem unteren Bereich ist der Querbalken 2 mit einer Anzahl von Zwischenlagern 7 versehen, die zusammen mit den in
den Vorsprüngen 5 angeordneten Lagern 8 eine die Auf- und Abbewegung
einer Anzahl von Stempeln 9 bewirkende Hauptwelle 10
umfassen. Die mit Hilfe der einzelnen Lager 7, 8 in kurzen Abständen gelagerte Hauptwelle 10 weist jeweils zwischen benachbarten
Lagern 7, 8 angeordnete Exzenter 11 auf. Aufgrund dieser P Konstruktion ist die Hauptwelle 10 vor dem durch den Preßwiderstand
der Vielzahl von Stempeln 9 bedingten Knicken und Durchbiegen geschützt, so daß eine hohe Meßgenauigkeit im Hinblick
auf die äußeren Abmessungen der erzeugten Produkte gewährleistet ist.
In Ausnehmungen 20 der Stempelführung 3 Find die Stempel
vertikal
9/verschiebbar eingepaßt. Die oberen Flächen der Stempel 9 greifen
über Schwalbenschwanzführungen 22 in längsverschiebbare
fe durch die Exzenter 11 der Hauptwelle 10 bewegbare Exzenterbüchsen
21 ein. Ein Abschnitt eines jeden Stempels 9 erstreckt sich nach oben und. ist mit jeweils einem Sekundärzylinder 23 verbunden,
der an der Vorderseite des Querbalkens 2 angeordnet ist. Die Sekundärzylinder dienen zur Unterstützung der Vertikalbewegung
der Stempel 9· -
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Der Aufspanntiach k x-ieist an seiner oberen Fläche Nuten 12
zur Befestigung von unteren'Formhälften 28 und darunter Stempel
Ik auf, die mit Aus werfer stoße In 13 zum Auswerfen der bearbeiteten
Produkte aus den unteren Formhälften zwecks Abführung derselben
versehen sind. Die Stempel Ik sind über eine Pleuelstange 15 mit einer auf der Hauptwelle 10 gelagerten Kurbelscheibe
16 verbunden. Innerhalb der Ständer 1 sind Ausnehmungen
17, 18 und 19 angeordnet, in welchen der Aufspanntisch'4, der ' M
Querbalken 2 sowie die Stempelführung 3 fest eingepaßt sind, wobei die Verbindung dieser Elemente beispielsweise durch Verschrauben
oder Verschweißung erfolgan kann.
Ein Motor M treibt über ein Schwungrad 2k und ein .Ritzel
25 ein Zahnrad 26 an, welches ssinerseits über eine innerhalb
des Zahnrades 2.6 angeordnete Kupplung die an der gegenüberliegenden Seite mit einer Bremse 27 versehenen Hauptwelle 10 antreibt.
Bei Drehung der Hauptwelle 10 werden die Exzenter 11
in Rotation versetzt, wodurch die Exzenterbüehsen 21 gemäß Fig. ™
2 nach unten und. oben bewegt werden. Die Stempel 9 werden somit
zunächst nach unten bewegt, wodurch d.urch das Zusammenwirken der
an den unteren Enden der Stempel 9 befestigten oberen Formhälften
29 und der an -der Oberfläche des Aufspanntisches 4 befestigten
unteren Formhälften 28 die Werkstücke verformt werden. Nach
einer weiteren halben Umdrehung der Hauptwelle 10 gelangen die
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Exzenter 11 wieder-in ihre Ausgangsstellung, worauf die Kupplung
gelöst und die Bremse 27 eingelegt wird, so daß die Stufenpresse in Bereitschaftsstellung für den nächsten Arbeitsgang gelangt.
Fig. 7 zeigt in Form eines Beispiels die Durchführung des
Preßvorganges mit einer Stufenpresse nach der Erfindung, wobei die Preßbearbeitung durch gleichzeitiges Abwärtsdrücken von
vier Stempeln 9A, 9B, 9C und 9D erfolgt. Dabei wird ein Rundmaterial C in der ersten Stufe zu einem scheibenförmigen Preßstück
C verformt. In einer zweiten Stufe wird dieses Preßstück C zu einem Werkstück D von gewünschter Form gepreßt. In der dritten
Stufe wird dieses Werkstück D dann in ein oberes und ein unteres Element E bzw. E1 geteilt, wobei das Element E ein die
gewünschte Form eines Ringes aufweisendes Fertigprodukt darstellt
In der vierten Stufe wird d.as verbleibende Element E1 weiterbearbeitet,
indem dessen Boden ausgestanzt wird, wodurch ein weiteres ringförmiges Fertigprodukt F hergestellt wird.
Die schrittweise Weiterbeförderung des Materials von der ersten Stufe zu den nächsten Stufen wird während der Zwischenintervalle
der Preßvorgänge - d.h. während des Anhebens der Stempel 9 - durch mechanische Transporteinrichtungen, wie Greifarme
od.dgl. autonEbisch bewerkstelligt. Da bei der erfindungsgemäßen
Stufenpresse im Zwischenraum zwischen der Stempelführung
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3 und dem Aufspannt!sch k keinerlei Hindernisse" vorhanden sind,
können" die die Durchführung der oben beschriebenen Weiterbefö'rderungsvorgänge
bewirkenden Transporteinrichtungen leicht angebracht werfl en.
In der dritten und vierten der oben erwähnten Stufen sind
für den Auswurf der gepreßten Prod/ukte aus d.en Stanzen Abstreiforgane
30 für die Arbeitsstücke angeordnet. Sobald die Stempel m
9C und 9D in ihrer oberen Stellung sich befinden, kommen diese
Abstreiforgane 30 gegen von der Stempo!führung 3 nach unten sich
erstreckende Anschläge 31 zur Anlage, wodurch die Fertigprodukte
E1-F von Dornen 32 abgestreift werden.
Anhand d.er vorhergehenden Beschreibung ist leicht zu erkennen,
daß die erfindungsgemäße Stufenpresse folgende Vorteile hat:
Gemäß der Erfindung ist die die vertikale Bewegung mehrerer \
Stempel 9 bewirkende Hauptwelle "10 in an der Unterseite des Querbalkens 2 zwischen den Ständern 1 vorgesehenen Zwischenlagern
7 und in in den vorspringenden Abschnitten der gegenüberliegenden
Enden des Querbalkens Z angeordneten äußeren.Lagern 8 gelagert,
wobei zwischen den einzelnen Lagern 7, 8 nur kurze Zwischenräume auftreten. Die Exzenter 11 der Hauptwelle 10 sind so angeordnet,
■..-■■■■- " i
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daß zwischen den Lagern 7, 8 jeweils ein Exzenter 11 vorhanden
ist, so daß die Hauptwelle 10 vor Knickung, Biegung und dgl. während des mit mehreren Stempeln 9 durchgeführten Preßvorganges
geschützt ist, wodurch eine ausgezeichnete Genauigkeit im Hinblick
auf die Abmessungen der Fertigprodukte E, P gewährleistet ist. Durch das Vermeiden von Ständern 1 oder dgl. zwischen jedem
Stempel 9 ergeben sich bei der an sich kompakt gebauten Stufenpresse relativ große Zwischenräume zwischen den jeweiligen
Preßwerkzeugen, wodurch die Anbringung der Transporteinrichtungen zur Weiterbeförderung der Werkstücke von einem Formsatz zum anderen
in der Reihenfolge der Arbeitsvorgänge erleichtert wird.
Darüberhinaus nimmt die Stempelführung 3 eine Anzahl von
voneinander vollkommen unabhängigen Stempeln 9 auf, so daß sie sich gegenseitig nicht beeinflussen. Ähnlich wie bei einer unabhängigen
Presse ist jeder Stempel 9 in der Lage, einen Preßvorganr
vollkommen frei von Einflüssen - wie Neigung, Ablenkung, Schlupf oder Verschiebung - durch einen gleichzeitig durchgeführten
Preßvorgang eines anderen Stempels auszuführen.
Da der die Hauptwelle 10 für die vertikale Auf- und Abbewegung
mehrerer Stempel 9 tragende Querbalken 2 der erfindungsgemäßen Stufenpresse durch Einpassen der an seinen gegenüberliegenden
Enden ausgebildeten Vorsprüngo 5 in die seitlichen
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Ausnehmungen 6 der Ständer 1 eingesetzt ist - d.h. da 6er Querbalken
2 und die Ständer 1 nicht einstückig aus demselben Material·
gegossen sind, wie dies bisher üblich war - können Brüche oder irgendwelche anderen Beschädigungen, die an der oben
erwähnten Verbindungsstelle infolge von komplizierten Beanspruchungen des Querbalkens 2 - wie Biegung, Verdrehung oder
dgl. - beim Pressen hervorgerufen werden können, verhindert und die Festigkeit des Materials voll ausgenutzt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Stufenpresse weist somit der
verstärkte Rahmen mehrere Stempel 9 auf, von denen jeder im
Zentrum seines unteren End.es mit getrennten Formhälften ausgerüstet
ist, als wenn jeder Stempel 9 eine unabhängige Presse
wäre.. Die entlang der Mittellinie der Preßkraft angebrachten Formhälften sind ferner mit der Mittellinie der beim Betrieb
hervorgerufenen Beanspruchungen ausgerichtet, was für den Preßvorgang
wesentlich ist. Joder Stempel 9 ist somit vollkommen
gegenüber unerwünschten Einflüssen - wie Neigung, Verschiebung oder durch die Bewegung von anderen gleichzeitig arbeitenden
Stempeln 9 zurückzuführende Bewegung - geschützt. Es können
somit Leistungen erzielt werden, die den erzielbaren Leistungen
bei einer Anzahl von in Reihe nebeneinander angeordneten Pressen entsprechen. Außerdem kann durch das Vermeiden von Hind.ernissen
zwischen den jeweiligen Stempeln 9 der Transport der Werkstücke
zwischen d.en einzelnen Stufen erleiclfert werden.
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- ΙΑ -
Es ist ein besonderer Vorteil, daß die orfindungsgemäße
Stufenpresse, die - wie erwähnt - bei gleichzeitiger Erleichte- · rung des Transports der Werkstücke mehrere Stufen eines Preßvorganges
durchzuführen, in der Lage ist, bei kompakter Bauweise
mit einem sehr geringen Materialaufwand hergestellt werden kann.
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Claims (3)
- PatentansprücheStufenpresse, bestehend aus eir.ern Paar von im Abstand einander angeordneten, vertikalen Ständern, einem zwischen den oberen Abschnitten der Ständer angeordneten Querbalken, in welchem eine mit Exzentern versehene Hauptwelle für d.as Auf- und Abbewegen von Preßstempeln gelagert ist, einer zwischen den mittleren Abschritten der Ständer angeordneten mit Nuten versehenen Stempelführung, sowie einem zwischen den unteren Endabschnitten der Ständer angeordneten Aufspanntisch, dadurch g e - V e Y: η ζ e i c h η e t , daß der Querbalken (2) an seiner Unterseite mit mehreren im Abstand voneinander angeordneten ZwiRchrnlagern (.?) für die Hauptwelle (10) versehen ist, wobei jeweils ein Exzenter (11) der Hauptwelle (1.0) zwischen zwei benachbarten Lagern (7) liegt, und daß die Stempelführung (3) jeden dar Stempel (9) verschiebbar und von benachbarten Stempeln vollkommen unabhängig' aufnimmt.
- 2. Stufenpresse nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η - ζ e i c h η e t , daß d.er Querbalken (2) an seinen gegenüberliegenden Enden mit VorsprünFen (5) für seinen Einbau in die Ständer (1) versehen ist,'und daß die Ständer (1) der Form der Vorsprünge (5) entsprechende seitliche Ausnehmungen (6) aufweisen, wodurch der Querbalken (2) in gesicherte Verbindung mit den seitlichen Ausnehmungen (6) fest in d.ie Ständer (1) einbaubar ist.109841/0039- 16 -BAD
- 3. Stufenpresse nach Anspruch 1 .or!er 2, dadurch ρ e" k G η η zeichnet, daß bei jedem ArbeitsVorgang, der durch die Zusammenwirkung ,iodcr am unteren Ende- jeden Stempels (9) angebrachten oberen Formhälfte (29), mit jeder gegenüber der oberen Pormhälfte (29) an der oberen Fläche des Aufspanntisches (k-) angebrachten unteren Pormhälfte (28) bewerkstelligt ist, die Stempel (9) so eingerichtet sind, daß ein Rundmaterial durch einm ersten Stempel (9A) zu einem scheibenförmigen Preßstück (C) gentaucht ist, welches durch einen zweiten Stempel (9B) zu einem Werkstück mit gewünschter Form (D) gepreßt ist, welches Werkstück durch einen dritten Stempel (9C) in zwei Elemente (E, K1) auseinandergeschnitten bzw. -geschert ist, wobei ein eine gewünschte ringförmige Gestalt aufweisendes fertiges Produkt (E) sich erribt, worauf das bei dem AbscherVorgang entstandene andere Element (E') durch einen vierten Stempel (9D) zur Ausbildung nines weiteren ringförmigen Fertigproduktes (F) ausgestanzt ist.109841 /0039 BAD ORIGINALLeerseite
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