DE1815027A1 - Roll-Schmiedemaschine - Google Patents
Roll-SchmiedemaschineInfo
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- DE1815027A1 DE1815027A1 DE19681815027 DE1815027A DE1815027A1 DE 1815027 A1 DE1815027 A1 DE 1815027A1 DE 19681815027 DE19681815027 DE 19681815027 DE 1815027 A DE1815027 A DE 1815027A DE 1815027 A1 DE1815027 A1 DE 1815027A1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
- B21B13/18—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories for step-by-step or planetary rolling; pendulum mills
- B21B13/20—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories for step-by-step or planetary rolling; pendulum mills for planetary rolling
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Retarders (AREA)
Description
BRIGHTSIDE FOUNDRY & ENGINEERING COMPANY LIMITED, Turner Street, Sheffield S2 4AE, Yorkshire/England
RoI!-Schmiedemaschine
Die Erfindung betrifft eine Roll-Schmiedemaschine
mit einem Rahmen, die sich erfindungsgemäß dadurch
auszeichnet, daß im Rahmen mindestens zwei Walzenhalter um versetzte Achsen bewegbar gehalten und an einen
Antrieb angeschlossen sind, der die im Walzenhalter angeordneten Rollen auf einem nicht-kreisförmigen
Pfad bewegt.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Roll-Schmiedemaschine
mit einem Rahmen, die sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß in dem Rahmen mindestens zwei
Walzenhalter mit ihren Achsen zueinander versetzt angeordnet und von einem Antrieb synchron zueinander drehend
angetrieben sind, so daß in den Walzenhaltern angeordnete Rollen nicht-kreisförmigen Pfaden folgen, die
in einer Betriebszone,, das heißt im Bereich größter Annäherung der Walzenhalter etwas abgeflacht sind.
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Die Walzenhalter sind vorzugsweise in sich gegenüberliegenden Paaren angeordnet und um parallele Achsen
gegensinnig drehend angetrieben1.
Jeder Walzenhalter besitzt vorzugsweise ein Mittellager, von dem mindestens ein Arm radial absteht. Sofern mehr
als ein Arm vorgesehen ist, sind die einzelnen Arme mit gleichen Abständen rund um eine gemeinsame Achse herum
angeordnet. Am freien Ende jedes Armes ist mindestens eine· Rolle so befestigt, daß ihre Achse parallel zu dieser
gemeinsamen Achse verläuft.
Vorzugsweise besitzt die Roll-Schmiedemaschine Mittel
zum planetenartigen Bewegen jedes Walzenhalters um seine Achse. Zum Erzeugen dieser planetenartigen Bewegung jedes
Walzenhalters dient ein im Rahmen der Maschine angeordneter, innen verzahnter Planetenring und ein Planetenrad,
das mit Hilfe eines einen Teil der Antriebswelle bildenden Exzenters in der Verzahnung des Planetenringes
abgerollt wird. Das Planetenrad ist an einer Buchse befestigt, die ihrerseits um den Exzenter verdrehbar, relativ
zum zugeordneten Walzenhalter .jedoch feststehend angeordnet ist. Die Zähnezahlen des Planetenringes und
des -rades werden unter Berücksichtigung der Anzahl von Rollen in jedem Walzenhalter so ausgewählt, daß die Rollen
einander auf jeweils demselben nicht-kreisförmigen Pfad folgen.
Im Falle eines Rollen- bzw. Walzenhalters mit fünf Rollen kann der Planetenring beispielsweise 66 Zähne haben,
während das Flanetenrad 55 Zähne aufweist. Durch diese Anordnung befindet sich der Ort jeder Rolle auf einem
regelmäßigen Hexagon, dessen Seiten im wesentlichen
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Geraden sind und das abgerundete Ecken hat. Diese Hexagon-Form wird wie folgt erreicht:
Bei einem Verhältnis von 6:5 zwischen den Zähnezahlen
des Ringes und denjenigen des Rades und beginnend an einer der sechs Ecken des Hexagons hat der Rollenbzw.
Walzenhalter nach einer Verdrehung der Antriebswelle mit dem Exzenter um eine 5/6-Umdrehuhg seinerseits
eine 1/6-Umdrehung in entgegengesetzter Richtung gemacht und die nächste Ecke gebildet, er hat sich also
um einen Bogen von 60 Grad verdreht. Die Linie der Rollenbewegung, die ohne weitere Einwirkung einem kreisrförmigen
Pfad folgen würde, wird durch die Rotation des Exzenters geändert, der den Rollen eine sinusförmige
Bewegung überlagert, wodurch die Rollen mit jeweils fünf Umdrehungen der Antriebswelle sehr exakt auf einem
Weg bzw. Pfad gehalten werden können, der Teil eines Hexagons mit im wesentlichen geraden Seiten und abgerundeten
Ecken ist. Im Betrieb wird die Bewegung der einzelnen Rollen, die das zu verarbeitende Material auf
sich gegenüberliegenden Seiten beaufschlagen, so ausgerichtet, daß die Rollen im wesentlichen geraden konvergierenden
Pfaden folgen, bis der Abstand zwischen ihnen der Dicke des fertigen Produktes entspricht, worauf sich
die Rollen vom Werkstück divergierend auf gekrümmten Pfaden fortbewegen, die ihrerseits den abgerundeten Ekken
des Hexagons entsprechen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Maschine ist
erfindungsgemäß vorgesehen, daß mit mindestens einem Rollen- bzw. Walzenhalter jedes Paares eine Einstellvorrichtung
gekoppelt ist, mit der der Pfad oder die Pfade
der 'Rollen und damit der Abstand gegenüberliegender RoI-
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lenpaare in der Zone ihrer größten Annäherung veränderbar
ist.
In einer Ausführungsform kann die Einstellvorrichtung
einen Hebel aufweisen, der an den Planetenring jedes Walzenhalters angeschlossen ist, wodurch bei einer Verdrehung
des Planetenringes relativ zu seinem Rad bei stehender Antriebswelle die etwas abgeflachten Pfade
sich gegenüberliegender Rollenpaare in der erwähnten Betriebszone stärker oder schwächer konvergierend eingestellt
werden, und zwar abhängig von der Drehrichtung des Planetenringes.
Alternativ kann die Einstellvorrichtung aber auch auf die Antriebswellen einwirken, um die Rollenhalter-Paare aufeinander
zu bzw. voneinander weg zu bewegen. In dieser Ausführungsform der Erfindung können Keile, Gewindespindeln
oder zwei Paare exzentrischer Hülsen verwendet werden. In letzterem Fall werden die Hülsen eines jeden
Paares ineinander angeordnet. Der Planetenring liegt in der inneren exzentrischen Hülse des einen Paares und
wird an einer Rotation durch einen Hebel gehindert, der mit dem Rahmen verbunden ist, und der das Ende der Antriebswelle
auf der vom Planetenring entfernten Seite haltende Lagerring liegt in der inneren exzentrischen
Hülse des anderen Paares« Mit jeder Hülse sind Mittel verbunden, die bei einem symmetrischen Verdrehen der jeweiligen
Hülsenpaare eine geradlinige Bewegung des jeweiligen Rollenhalters in Richtung auf das auszuwalzende
Material oder von diesem weg ermöglichen.
In einer anderen Ausführungsform der Einstellvorrichtung
besitzt diese Mittel zum Bewegen jedes Walzen- bzw. Rollenhalters bei gleichzeitiger Rotation des Planetenringes.
Diese Mittel bestehen aus zwei exzentrischen Hülsen.
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Der Planetenring ist in einer dieser Hülsen angeordnet
und an das eine Ende eines Hebels angeschlossen, dessen anderes Ende in einem drehbewegbaren Teil gehalten ist,
während der das vom Planetenring entfernt liegende Ende der Antriebswelle tragende Lagerring in der anderen exzentrischen Hülse angeordnet ist. Durch symmetrisches
Verdrehen der Hülsen findet einerseits ein Verschieben des jeweiligen Rollenhalters in Richtung auf das zu bearbeitende
Material oder von diesem weg als auch andererseits eine Relativbewegung zwischen der besagten einen exzentrischen
Hülse und dem Planetenring statt, weil der Hebel eine Schwenkbewegung um seinen einen Anlenkpunkt ausführt»
Die Erfindung ist nachstehend anhand der in den Zeichnungen
gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematische Darstellungen einer
„. o erfindungsgemäßen Maschine;
rig. ά
Fig. 3 einen Querschnitt in der Ebene 3-3 der Fig. 2 zur Darstellung
einer Ausführungsform der Maschine mit zwei Paaren von einander
gegenüberliegenden Rollenhaltern;
Fig. 4 einen vollständigen Pfad einer
Rolle der im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebenen Maschine;
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Maschine mit rotierender
Verstellung des Planetenringes;
Fig. 5A einen Ausschnitt aus Fig. 5 in vergrößtertem Maßstab;
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Fig. 6 eine Stirnan.sicht der Einstellvorrichtung für das Verdrehen
des Planetenrades;
Fig. 7A eine schematische Darstellung
eines Walzen- bzw. Rollenhalters
zur Darstellung der relativen Lagen der Rollen bei in seiner Normalsteilung stehendem E-lanetenring;
Fig. 7B eine der Darstellung gemäß Fig._ 7A entsprechende Darstellung der
Lagen der Rollen nach einer Verdrehung des Planetenringes um 4 Grad;
Fig. 7C eine der Fig. /B ähnliche Darstellung, in der die in der Betriebsstellung stehende Rolle in die
Vertikale gebracht worden ist, wobei der Winkel an dem Kurbelmittelpunkt von 10 Grad gemäß Fig„ 7A
und 7B auf 35 Grad erhöht wurde;
Fig. 8A einige Kurven A bis F, die die Aus-. η wirkung des Verdrehens des Planeten-""
ringes bis zu 4 Grad erläutern, wobei die Kurve A der Ausgangsstellung und die Kurve F der 4-Grad-Stellung
entspricht;
Fig. 9 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei
der die Einstellvorrichtung die WaI-' zen- bzw. Rollenhalter jedes Paares
relativ zueinander bewegt;
Fig. 9A einen· Ausschnitt aus Fig. 9 in vergrößertem
Maßstab;
Fig. 10 eine Stirnansicht der Einstellvorrichtung für die Walzenhalter;
Fig. 11 einen Querschnitt durch eine weitere · Ausführungsform der Erfindung, in
der die Einstellvorrichtung sowohl eine kreisförmige Verlagerung als
auch eine Rotation des Planetenringes bewirkt;
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Fig. HA einen Ausschnitt aus Fig. 11 in
vergrößertem Maßstab;
Fig. 12 eine Stirnansicht der in Fig» V gezeigten Einstellvorrichtung;
und
Fig. 13 zwei Verläufe der Pfade der Rollen bei Verwendung der in den Fig. 7
und 8 gezeigten Einstellvorrichtung .
Gemäß Fig. 1 besitzt die Roll-Schmiedemaschine ein Paar
von sich gegenüberliegend angeordneten Rollen- bzw. Walzenhaltern 110, die um parallele Achsen 112 in einer gemeinsamen
Ebene gegensinnig rotierend angeordnet sind. Jeder Rollenhalter 110 trägt eine Anzahl frei drehbarer
Rollen 114, die in gleichen Abständen relativ zueinander und zur Achse 112 angeordnet sind. Die beiden Rollenhalter werden synchron zueinander angetrieben, so daß nacheinander
jeweils ein sich gegenüberliegendes Rollenpaar in eine Betriebszone ζ kommt und dort die Dicke eines zu
bearbeitenden Werkstückes, verringert. Das Werkstück wird verhältnismäßig langsam durch die Betriebszone ζ vorgeschoben,
vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit, die etwas kleiner ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Rollen.
Die Betriebszone ζ erstreckt sich von einer Ebene, die die ersten Kontaktstellen der Rollen mit dem Werkstück
verbindet,in Richtung des Werkstückes bis etwas über eine Ebene hinaus, die die beiden Achsen 112 durchsetzt.
Die beiden Rollenhalter 110 sind in Richtung aufeinander zu und voneinander weg in bestimmter Phasenbeziehung zu
ihrer Rotation (siehe die eingezeichneten Pfeile) bewegbar angeordnet,.so daß die in den Haltern angeordneten
Rollen auf Pfaden geführt werden, die nicht kreisförmig,
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sondern im Bereich der Betriebszone ζ entsprechend der
strich-punktierten Linie f (Fig» I) abgeflacht sind.
Die Wertstück-Verformung wird hierdurch verbessert, und
zwar erheblich verbessert gegenüber einer Verformung :
durch Rollen, die auf einem kreisförmigen Pfad t (Fig» I)
geführt würden. .
Die in Fig. 2 gezeigte Maschine besitzt eine bevorzugte
Einrichtung für die Relativbewegung der Rollenhalter in bestimmter Phasenbeziehung zu ihrer Rotation. Diese Einrichtung
besitzt Exzenter, .wodurch die Achsen 112 um die Achsen 116 von Antriebswellen herumbewegt werden., so
daß auch die Rollenhalter eine entsprechende Bewegung ausführen und sich nähern und voneinander entfernen können.
Mit jedem der Exzenter ist ein Planetengetriebe verbunden, das die Rotation der Rollenhalter bewirkt.· Jedes
dieser Planetengetriebe besitzt einen feststehenden Planetenring 118, der konzentrisch zur Achse 116 angeordnet
ist,'sowie ein Planetenrad 120, das mit Bezug auf seinen
Rollenhalter feststeht. Das Planetenrand 120 wälzt sich
auf der Innenverzahnung des Planetenringes ab, während sich der den Rollenhalter tragende Exzenter dreht. Die
Zähnezahlen von Planetenring und -rad werden mit Bezug
auf die Anzahl von in jedem Rollenhalter angeordneten Rollen so ausgewählt, daß jede Rolle ihrer Vorgängerin
auf exakt dem gleichen nicht-kreisförmigen Pfad folgt.-Diese
Auswahl kann ein Fachmann in Kenntnis der vorliegenden Erfindung treffen.
In der nachfolgenden Beschreibung der Fig. 3 bis 13 werden
gleiche Bezugszeichen zum Bezeichnen einander entsprechender Teile der Maschine verwendet. Da alle Rollen-
bzw. Walzenhalter 12 identisch sind, wird nacnste-
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' hend nur einer der Rollenhalter 12 näher beschrieben.
Die Roll-Schmiedemaschine 10 gemäß Fig. 3 besitzt einen
Rahmen 11, in dem zwei Paare von sich gegenüberliegenden Rollenhaltern 12 angeordnet sind. Die Rollenhalter
12 eines jeden Paares"sind parallel zueinander und unter rechten Winkeln zu den Haltern des anderen Paares
angeordnet. Jeder Rollenhalter besitzt ein Mittellager
14, von dem eine Anzahl, vorzugsweise fünf Arme 30 relativ unverdrehbar abstehen. Die Arme 30 haben gleiche
Abstände voneinander rund um das Mittellager 14 und stehen radial von diesem ab. Am Ende jedes Armes 30 befindet
sich eine Rolle 31, deren Achse parallel zur Achse des Mittellagers 14 verläuft.
Jeder Walzen- bzw. Rollenhalter 12 ist drehbar auf einem Exzenter 24 angeordnet, der seinerseits Teil einer Antriebswelle
20 ist, die in Axiallagern 21 und Lagerringen 22 um ihre Achse 23 drehbar gehalten ist. Die Achse
des Exzenters 24 hat das Bezugszeichen 25.
Das bereits erwähnte Planetengetriebe besitzt einen innen
verzahnten Planetenring 26 sowie ein Planetenrad 27, das dem Rollenhalter 12 zugeordnet ist. Der P.lanetenring
26 ist konzentrisch zur Antriebswelle 20 im Rahmen 11 angeordnet, und das Planetenrad 27 sitzt auf einer um
den Exzenter 24 drehbaren und gegenüber dem Mittellager 14 unverdrehbar angeordneten Buchse 28.
Der Antrieb für alle Rollenhalter 12 wird von einem gemeinsamen Motor oder dergleichen abgenommen, der zwei
Hauptwellen 46, 47 antreibt. Die Hauptwellen 46, 47 sind an die Antriebswellen 20 eines der beiden Paare von Rollenhaltern
12 angeschlossen, und zwar in der Zeichnung
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-loan den oberen und den unteren Rollenhalter 12. Die beiden Antriebswellen 20 dieses ersten Rollenhalterpaares
12 stehen über je ein Kegelradgetriebe 48 mit den Antriebswellen 20 des anderen Rollenhalterpaares in Verbindung,
d. h. (gemäß Fig. 3), daß der obere Rollenhalter 12 des einen Paares mit dem links liegenden Halter
12 des anderen Paares verbunden ist, während der unten liegende Rollenhalter 12 des einen Paares mit dem rechts
liegenden Rollenhalter 12 des anderen Paares in Verbindung steht. Die Roll-Schmiedemaschine 10 wird so betrieben,
daß die Rollenhalter jedes Paares synchron zueinander rotieren. Außerdem kommen die Rollenhalterpaare vorzugsweise
nacheinander in Tätigkeit, so daß ein langsam durch die Maschine geschobener oder gezogener Materialabschnitt
alternierend von den rechtwinklig zueinander stehenden Paaren von Rollenhaltern 12 beaufschlagt wird.
Wenn ein Rollenhalter 12, der beispielsweise fünf Rollen
31 trägt und dessen Planetenring 26 insgesamt 66 Zähne und das Planetenrad 27 insgesamt 55 Zähne hat, durch Verdrehen
der Antriebswelle 20 in Betrieb genommen wird, wird die Mitte, d. h. die Achse 25 des Planetenrades
mit der Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle -20 in
einer Umlaufbahn um die Achse 23 der Antriebswelle bewegt, und die Präzessionsgeschwindigkeit des Planetenrades
27 ist gleich einer Fünftel-Umdrehung pro Umdrehung der Antriebswelle 20. Unter diesen Voraussetzungen
werden die Arme des Rollenhalters relativ zur Achse 25 des Walzenhalters um einen Bogen von 72 Grad in eine
Richtung verdreht, die derjenigen der Bewegung der Antriebswelle 20 entgegengesetzt ist, und auch die Achse
25 wird ihrerseits auf einem Kreisbogen mit dem Radius χ bewegt. Aus diesem Grund ist die Art der Bewegung der
Rollen keine kreisförmige, da die Exzentrizität des Exzenters 24, das heißt der Abstand χ (Fig. 1) zwischen
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den Achsen 23 und 25 den Bewegungspfad der. Rollen 31.
durch Überlagerung einer Sinuskurve während eines 60— Grad-Bogens der kreisförmigen Bewegung» Bei einer relativ
kleinen Exzentrizität und mit einem verhältnismäßig großen· Abstand der Rollen 31 von der Achse 25, so daß
das Verhältnis beispielsweise 1 : 25 ist, befindet sich jeder Punkt der Rollen 31 immer auf einem gleichmäßigen
Sechseck mit im wesentlichen geraden'Seiten und abgerundeten Ecken, wie es .beispielsweise in.Fig. 4 gezeigt ist.
Die Enddicke des zu bearbeitenden Materials wird durch
Wahl eines bestimmten.Kurbelwinkels festgelegt, d. h.
durch Wahl des Winkels zwischen einer Mittellinie 50 (Fig. 4), die die Achsen 23 der Antriebswellen gegenüberliegender
Rollenträger eines Paares durchsetzt und derjenigen Linie, die die Achsen 23 und 25 durchsetzt, wenn
der Arm 30 der gerade arbeitenden Rolle 31 parallel zur Mittellinie 50 steht. Wenn der Planetenring 26 gegenüber
dem Planetenrad 27 verdreht wird, dann wird dieser Kurbelwinkel verändert, wodurch der Minimalabstand zwischen
den.Rollen 31 gegenüberliegender Rollenträger erhöht oder vermindert wird. Hierdurch läßt sich also die En- dicke
des fertigen Produktes einstellen..
Eine zum Verdrehen des Planetenringes 26 gegenüber seinem
Planetenrad 27 dienende Vorrichtung ist in Verbindung mit den Fig. 5 und 6 beschrieben'".
Bei der in den Fig. 5, 5A und 6 beschriebenen Ausführungsform der Einstellvorrichtung ist der Planetenring 26
konzentrisch zur Antriebswelle 20 in einer Buchse 15 angeordnet,
die ihrerseits drehbar in einer am Rahmen 11 festliegenden Außenbuchse 16 gehalten ist. Das untere
Ende der Buchse 15, das dem Planetenring 26 gegenüber-
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liegt, ist mit Hilfe von Keilen 17 o. dgl. an einem
Deckel 32 befestigt.» Der Deckel $2 ist zusammen mit dem
Planetenring .26 um die Achse 23 zu verdrehen, und zwar
mit Hilfe einer nachstehend noch zu beschreibenden Vorrichtung.
Der Deckel 32 ist als Hebel ausgebildet. Im freien Ende
des Deckels, d. h. dem vom Planetenring 26 abgekehrten
Ende, ist ein U-förmiger Ausschnitt 33 vorgesehen, der
symmetrisch zu einer Linie 34 liegt, die ihrerseits die Achse 23 der Antriebswelle 20 durchsetzt (vgl. Fig. 6)*
Innerhalb des Ausschnittes 33 ist ein Gleitstück 35 angeordnet. Das Gleitstück 35 besitzt eine Öffnung 37,
in der eine Kurbel 36 angeordnet ist. Die Kurbel 36 ist exzentrisch im Rahmen 11 der Roll-Schmiedemaschine 10
befestigt. An der Kurbel 36 ist ein Hebel 38 befestigt, der dazu dient, die Kurbel 36 zu verdrehen, die ihrerseits den Deckel 32 und somit den Planetenring 26 relativ
zum Exzenter 24 verdreht, der durch das Kegelgetriebe 48 stationär gehalten wird. Zum Verschwenken des Hebels
38 dient eine Mutter 40, die mit einer. Gewindespindel 39 zusammenwirkt. Die Gewindespindel wird von einem
Getriebemotor 41 o. dgl. verdreht, der vorzugsweise die
Spindeln aller vier Rollenhalter verdreht.
Fig. 7A zeigt ein Beispiel, in dem der Kurbelwinkel 10 Grad beträgt und in dem eine Bezugslinie A, die von
der Achse 23 ,der Antriebswelle 20 ausgeht und die Winkellage des Planetenringes 26 angibt, und einem rechten
Winkel zur Mittellinie 50 verläuft. Fig. 7B zeigt die
Auswirkung einer Verdrehung des Planetenringes. 26, d. h.
der Bezugslinie A um einen Winkel von 4 Grad bei gleichzeitigem Festhalten der Antriebswelle 20 und Aufrechter^
haltung des Kurbelwinkeis von 10 Grad.
Die in Betriebsstellung stehende Rolle 31 wird ebenfalls
um einen Winkel von über 4 Grad bewegt; die exakte Größe des Winkels wird durch das Verhältnis der
Zähnezahlen zwischen Planetenring 26 und Planetenrad 27 bestimmt. Für das bereits erwähnte Beispiel einer
Zähnezahl von 66 im Falle des Ringes 26 sowie von 55 Zähnen im Falle des Rades 27 ergibt sich ein Winkel für
die Bewegung der Bezugslinie A von 6/5 von 4 Grad, d. h. also von etwa 4,8 Grad. Fig. 7C zeigt die Lage des
Armes 30,nachdem die Antriebswelle 20 verdreht wurde,
um den Arm aus der in Fig. 7B gezeigten Stellung in eine parallele Lage zur Mittellinie 50 zu bringen; diese
Darstellung zeigt, daß eine Verdrehung des Planetenringes um 4 Grad zu einer Vergrößerung des Kurbelwinkels von
10 auf 35 Grad führt". Diese Vergrößerung des Kurbelwinkels
hat die Wirkung einer Vergrößerung des Abstandes der Rolle 31 von der Achse 25 des Planetenringes uns somit
einer Verringerung des Spaltes zwischen zwei sich gegenüberliegenden Rollen bzw. Walzen 31.
In den Fig. 8A und 8B sind die Orte der in Betriebsstellung stehenden Rollen mit Bezug auf verschiedene Kurbelwinkel
gezeigt. Die Kurve A entspricht einem- Kurbelwinkel von 10 Grad, gleichbedeutend mit einer Stellung
der Rollen gemäß Fig. 7A,und die Kurve F entspricht einem' Kurbelwinkel von 35 Grad, gleichbedeutend mit einer
Rollensteilung gemäß Fig. 7C und mit einer Verdrehung des
Planetenringes 26 um 4 Grad. Die Kurven B, C, D und E zeigen die Orte für Kurbelwinkel von 15 Grad, 20 Grad,
25 Grad und 30 Grad,, die durch Verdrehen des Planetenringes 26 um Winkel zwischen 0 und 4 Grad erzielt wurden.
■ Es ist aus diesen Darstellungen ersichtlich, daß eine Vergrößerung der Kurbelwinkel- zu einer Verringerung der
Dicke des fertigen Materials, führt und daß sich die
Orte mit Vergrößerung des Kurbelwinkels entgegen der Uhrzeigerrichtung verdrehen. Durch die Verdrehung der
Orte in diese Richtung wird der gekrümmte Teil des Pfades der Rollen tiefer in das zu bearbeitende Material
hineinverlegt, wodurch dessen Fertigdicke verringert wird ο
Die Fig» 9, 9A und IO zeigen eine Ausführungsform der
Verstelleinrichtung, in der ein Rollenhalter 12 eines jeden Halterpaares relativ zur Mittellinie des zu bearbeitenden
Materials verlagert werden kann. In gleicner Weise können auch alle zusammengehörigen Rollenhalter einstellbar
gemacht werden=
Es sei zunächst auf die Fig» 9 und 9A Bezug genommen. Sowohl der untere als auch der rechte Rollenhalter 12 ist
im Rahmen 11 festgelegt. Die Antriebswellen 20 dieser beiden Rollenhalter sind über das Kegelrad 48 miteinan- ·
der verbunden, und über die Hauptwelle 47, ein Zwischengetriebe sowie eine weitere Welle 45 von einem Hauptantriebsmotor
60 angetrieben.
Da alle Verstellvorrichtungen untereinander identisch sind, wird nachstehend nur eine beschrieben»
Gemäß Fig. 9A ist der Planetenring 26 an einem Deckel
62 befestigt, der die Form eines Hebels hat und an einer Verdrehung dadurch verhindert wird, daß sein freies Ende
in einem Bügel 6 3 sitzt, der am Rahmen 11 der Maschine befestigt ist. (Fig. 10). Der Planetenring 26 befindet
sich in exzentrischen Bachsen 65, 66, die im Rahmen
11 angeordnet sind« Jede Buchse 65, 66 ist an einem
Hydraulik—Zylinder 67 oder eine andere elektro-mechanische
Verstelleinrichtung angeschlossen, die im Rahmen
11 gemäß Fig. 10 beiderseits des Deckels 62 angeordnet
sind»
Auf der anderen Seite des Rollenhalters ist ein Gehäuse
68 vorgesehen, in dem der Lagerring 28 angeordnet ist und das als exzentrische Buchse ausgebildet ist. Das Gehäuse
68 lifegt innerhalb einer weiteren Exzenter-Buchse 69,und beide Buchsen 68, 69 sind an Hydraulik-Zylinder
70 oder elektromechanische Äquivalente angeschlossen, die ihrerseits mit dem Rahmen 11 verbunden sind.
Durch gemeinsame Betätigung der Hydraulik-Zylinder 67 werden die Exzenter—Buchsen 65, 66 in entgegengesetzte
Richtungen verdreht, wodurch der Planetenring 26 und das Planetenrad 27 auf einer geraden Linie entweder in Richtung
auf den Maschinenmxttelpunkt oder von.diesem weg bewegt werden. Eine entsprechende Bewegung der entgegengesetzten
Seite des Rollenhalters wird durch Inbetriebnahme der Hydraulik-Zylinder 70 erreicht, die ihrerseits
das Gehäuse 68 und die exzentrische Buchse 69 in entgegengesetzte Richtungen verdrehen.
Wenn der Walzenhalter 12 verstellt werden soll, wird der Betrieb der Zylinder 67 und 70 synchronisiert, so daß
die Achse 23 der Antriebswelle 20 immer parallel zur Achse
des zugeordneten festen Rollenhalters bleibt, während
der bewegbare Rollenhalter entweder in Richtung auf den Maschinenmittelpunkt hin bewegt wird und dabei die Enddicke
des Materials verringert oder von der Mitte abgezogen
wird, um die Enddicke des Materials zu vergrößern.
Durch diese Anordnung können die Antriebswellen "der je-weiligen
bewegbaren Rollenhalter 12 unabhängig voneinander verstellt werden, und es ist außerdem das Auswalzen
von rechteckigen Abschnitten möglicho Da die Antriebswellen 20 unabhängig voneinander verstellbar sind, ist
es nötig, daß sie von unabhängigen Hauptwellen 71, 7 4 über Kardan- bzw» Kugelgelenke angetrieben werden. Die
beiden Hauptwellen 71, 74 werden vom Hauptantriebsmotor 60 über die Welle 45 angetrieben-
Anstelle der Exzenter-Buchsen 65, 66, 68, 69 kann die
Einstellvorrichtung für die Rollenhalter auch durch Gewindespindeln, Keile oder dergleichen gebildet werden".
Durch die vorstehend beschriebene Einstellvorrichtung
kann von Anfang an jede der in den Fig. 8A und 8B dargestellten Kurven gefahren werden, da jedoch keine Verdrehung
des Planetenringes 26 stattfindet, werden auch die Rollkurven nicht verdreht, da der Kurbelwihkel unverändert
bleibt. Die Inbetriebnahme der Einstellvor^ richtung führt also zu einer Parallel—Verschiebung der
anfänglichen Kurve mit Bezug auf das Werkstück.
In den Fig. 11, llA und 12 ist eine Ausführungsform einer
Einstellvorrichtung gezeigt, die im Ergebnis einer Kombination der Ausführung gemäß Fig. 5, 5A und 6 sowie
der Ausführung gemäß. Fig. 9, 9A und 10 entspricht, da sowohl eine Verschiebung der Rollenhalter 12 als auch
eine Verdrehung des Planetenringes 26 mit Bezug auf ei
Antriebswelle stattfindet, die relativ zu den Kegelrädern 48 stationär gehalten wird.
EinsteilVorrichtungen sind in diesem Ausführungsbeispiel
an allen Rolienhaltern 12 vorgesehen; da sie sich
untereinander gleich sind, ist nachstehen aber nur eine
Vorrichtung beschrieben.
Der Planetenring 26 ist an einem Deckel 82 befestigt, der wiederum die Form eines Htbels hat und mit seinem
freien Ende in einer Klammer 83 (Fig. 12) liegt, die im Rahmen 11 der Maschine 10 schwenkbar gehalten ist.
Der Planetenring 26 liegt innerhalb einer Exzenterbuchse 85, die im Rahmen 11 verdrehbar und an die eine gekrümmte
Zahnstange 86 angeschlossen ist. An der gegenüberliegenden Seite des Rollenhalters 12 ist der Lagerring 22
vorgesehen, der in einem exzentrischen Lagergehäuse untergebracht ist, das seinerseits drehbar im Rahmen 11
sitzt. Am Gehäuse 88 ist eine Zahnstange 89 befestigt,
die eine zur Zahnstange 86 identische Krümmung aufweist. Mit der Zahnstange 89 arbeitet eine Schnecke 90 und mit
der Zahnstange 86 eine Schnecke 87 zusammen.
Durch symmetrisches Verdrehen der beiden Schneckengetriebe werden die Exzenter-Buchse 85 und das exzentrische Lagergehäuse
88 verdreht, wodurch der ganze Rollenhalter relativ zum Mittelpunkt der Maschine 10 verschoben wird.
Zu dieser Verschiebung des Rollenhalters 12 kommt hinzu, daß der Planetenring 26 relativ zur Exzenter-Buchse 85
verdreht wird, weil auf ihn ein Schwenkmoment über die Klammer 83 ausgeübt wird. Auf Grund dieses Momentes ändert
sich der Kurbelwinkel , wodurch sich der Pfad der Rollen verdreht; das heißt also, daß der Ort jeder
Rolle 31 so verändert wird, daß die Rollen stärker oder schwächer auf das Werkstück einwirken, wie es in Verbindung
mit den Fig. 8A und 8B erläutert wurde.
Durch eine Verlagerung der Klammer 83 im Rahmen Il können
die Rollkurven bzw. -pfade zur Erzeugung eines gewünschten Ergebnisses verändert werden.
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ίο ι
Da die Verstellbewegung jeder Antriebswelle 20 kreisförmig
ist, besteht die Notwendigkeit, daß die Verstellung aller vier Antriebswellen synchronisiert wird» Die
Antriebswellen 20 werden von den Hauptwellen 4t, 47 über die Kegelgetriebe 48 verdreht» Da jedoch die Rollenhalter-Paare
12 als Ganzes bewegbar sind, müssen die beiden Kegelräder jedes Getriebes 43 in Lagern 91, 9^ gehalten
werden, die auch während der Verstellungen ein sicheres Kämmen der Räder gewährleisten.
In Fig., 13 sind zwei extreme Rollkurven gezeigt, wie sie
mit der in Verbindung mit den Fig. 11 und 12 erläuterten Verstellvorrichtung erzielbar sind=
Obwohl vorstehend gesagt wurde, daß die Walzen- bzw» Rollenhalter fünf Arme 30 haben, sei darauf hingewiesen,
daß die Anzahl der Arme nicht auf die Zahl für.f begrenzt ist und daß jeder Halter zwischen einem und zwölf Arme
haben kann. Außerdem können die Zähnezahlen' des Planetenringes
und des Planetenrades je nach Anforderung geändert
werden.
Eine weitere mögliche Abwandlung besteht darin, daß an
jedem Arm 30 Stützrollen befestigt sind. Mit derartigen Stützrollen kann die Roll-Schmiedemaschine mit nur einem
Paar von planetenartigen Rädern auskommen, um flache Werkstücke auszuwalzen.
Verständlicherweise können die verschiedensten Modifizierungen vorgenommen werden, ohne den Erfindungsgedanken
zu verlassen, da in Kenntnis dieses Gedankens eine große Anzahl verschiedener Wege für die Bewegung der Rollenhalter
aufeinander zu und voneinander weg in bestimmter Phasenbeziehung zu ihrer Rotation vorgeschlagen werden kön-
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nen. -So-können-die Halter beispielsweise in je einem
Gehäuse untergebracht sein, das in Führungen gehalten isti die sich -. vorzugsweise unter rechten Winkeln von.der
Durchtrittslinie des Werkstückes fort erstrek-■
ken, und es könnten Mittel zum Kin- und Herbewegen der
Gehäuse in den Führungen vorgesehen sein. Diese Mittel könnten beispielsweise von Exzentertrieben, einem Nokken Oder einer hin- und· herbewegbar en Nockenplatte gebildet
sein, die auf das zugeordnete Gehäuse einwirkt; denkbar ist weiterhin ein Kurbelmechanismus mit einer
entsprechenden Kurbelstange,. Weiterhin könnte der Antrieb
der Rollenhalter in beliebiger Weise erfolgen, wie
z„ Bo über Gelenkwellen oder keilverzahnte "wellen, die
in Bewegungsrichtung des Gehäuses angeordnet sind,und
auf-verschiebbare, in den Gehäusen angeordnete Zahnräder oder dergleichen einwirken. Denkbar ist schließlich noch
eine Abwandlung dahingehend, daß nur ein Rollenhalter vorgesehen ist,'der.von einer Seite auf das
Werkstück einwirkt,, während die andere Seite auf einem Amboß oder dergleichen auf15egt»
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Claims (18)
1. Verfahren zur Dickenverringerung von Metall oder anderen Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall
zwischen mindestens einem Paar von sich gegenüberliegenden Rollenhaltern, die auf sich gegenüberliegenden Seiten
des Metalls angeordnet sind, vorgeschoben wird, während die Rollenhalter planetenartig rotierend synchron zueinander
angetrieben werden, so daß die von ihnen getragenen Rollen auf nicht-kreisförmigen Pfaden geführt sind und
auf das Metall einwirken.
2. Roll-Schmiedemaschine mit einem Rahmen, dadurch gekennzeichnet,
daß im Rahmen(11)mindestens zwei Walzenbzw.
Rollenhalter (12) um versetzte Achsen (23, 25) bewegbar gehalten und an einen Antrieb (20) angeschlossen
sind, der die im Rollenhalter angeordneten Rollen auf einem nicht-kreisförmigen Pfad bewegt.
3. Roll-Schmiedemaschine mit einem Rahmen, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Rahmen. (11) mindestens zwei Walzen- bzw. Rollenhalter mit ihren Achsen (25) zueinander
versetzt angeordnet und von einem Antrieb (20) synchron zueinander drehend angetrieben sind, so daß in
den Rollenhaltern angeordnete Rollen (31) nicht-kreisförmigen Pfaden folgen, die in einer Betriebszone (z),
d. h. im Bereich größter Annäherung der Rollenhalter etwas abgeflacht sind.
4. Roll-Schmiedemaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rollenhalter (12) in sich gegenüberliegenden Paaren angeordnet und.um parallele
Achsen gegensinnig drehend angetrieben sind.
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-
5. Roll-Schmiedemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel (20, 24, ...) zum
planetenartigen Bewegen jedes Rollenhalters um seine
Achse.
6. Roll-Schmiedemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bewegen jedes Rollenhalters
eine Antriebswelle (20), einen an dieser vorgesehenen
Exzenter (24), eine um den Exzenter verdrehbare Buchse (28), an der der Walzenhalter befestigt ist, ein
mit der Buchse verbundenes Zahnrad (27) sowie einen mit Innengewinde versehenen Zahnring (26) aufweisen, der
konzentrisch zur Antriebswelle angeordnet ist und in dem das Zahnrad (26) kämmend rotiert wird.
7. Roll-Schmiedemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rollenhalter
(12) ein Mittellager (.14) o; dgl., mindestens zwei an
diesem befestigte und um dessen Achse gleichmäßig verteilte Arme (30) sowie im freien Ende jedes Armes mindestens
eine Rolle (31) in einer Anordnung aufweist, daß die Rollenachse parallel zur Achse des Mittellagers verläuft.
8. Roil-Schmiedemaschine nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit mindestens
einem Rollenhalter jedes Rollenhalterpaares eine Einstellvorrichtung
gekoppelt ist, mit der der Pfad oder die Pfade der Rollen(31)und damit der Abstand gegenüberliegender
Rollenpaare veränderbar ist.
9.' Roli-Schmiedemaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstellvorrichtung einen Hebel (z. B. 32) aufweist, der mit seinem Zahnring (26)ver-
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18'IbUl/
bunden und an eine Verstelleinrichtung angeschlossen
ist, durch die der Zahnring relativ zur Antriebswelle (20) des zugeordneten Rollenhalters (12) verdrehbar
ist.
10. Roll-Schmiedemaschine nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Rollenhalter (12) von der Einstellvorrichtung in
seiner Gesamtheit relativ., zur Durchtrittslinie der Werkstücke verschiebbar ist.
11.. Roll-Schmiedemaschine nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, die Einstellvorrichtung zwei Paare von Exzenter-Buchsen (65, 66; 68, 69)
aufweist, von denen die Buchsen jedes Paares ineinander angeordnet und von denen die innere Exzenter-Buchse (65)
des einen Paares den Zahnring (26) aufnimmt; daß für den Zahnring (26) eine Verdrehsicherung (63) vorgesehen
ist; daß das dem Zahnrad (27) abgekehrte Ende der Antriebswelle (20) in der inneren Exzenter-Buchse des anderen
Buchsenpaares liegt; und daß Antriebe (67; 70) an· die Buchsen beider Paare angeschlossen sind, die diese
innerhalb jedes Paares gegensinnig zueinander symmetrisch verdrehen.
12. Roll-Schmiedemaschine nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung Gewindespindeln für die Verlagerung der Rollenhalter
(12) aufweist.
13. Roll-Schmiedemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung
Keile zum Verlagern der Rollenhalter(12)aufweist.
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IO I *J V £. f
14. Roll-Schmiedemaschine nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung
zum Verdrehen des Zahnkranzes (26) gegenüber der Antriebswelle (20) und zum Verschieben des Rollen-,
halters (12) relativ zum Durchtrittsbereich der Maschine (10) ausgebildet ist. .
15. Roll-Schmiedemaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstellvorrichtung eine Erst-Exzenter-Buchse
(85) aufweist, in der der Zahn- bzw. P netenring (26) angeordnet ist; daß das eine Ende eines
Hebels (82) gelenkig.an den Rahmen (11) angeschlossen und andererseits mit dem Zahnring. (26) verbunden ist.;
daß zur Aufnahme des dem Zahnrad (27) abgekehrten Endes
der Antriebswelle (20) eine zweite Exzenter-Buchse (88) vorgesehen ist;und daß beide Exzenter-Buchsen (85, 88)
mit Hilfe eines. Antriebes (86, 87; 89, 90) relativ zur Antriebswelle (20) verdrehbar sind.
16. Roll-Schmiedemaschine nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, gekennzeichnet, durch mindestens zwei Paare
von einander gegenüberliegenden. Rollenhaltern (12), die um eine gemeinsame Achse gleichmäßig verteilt sind.
17. Roll—Schmiedemaschine nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei Paare von sich gegenüberliegenden Rollenhaltern (12), von denen mindestens
ein Rollenhalter des einen Paares über ein Kegelgetriebe (48) mit mindestens einem Rollenhalter (12)
des anderen Paares gekuppelt ist.
18. Roll-Schmiedemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Arm
(30) außer, der Rolle (3D eine Stützrolle angeordnet ist.
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GB5741767 | 1967-12-18 | ||
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