DE2203111A1 - PROCESS FOR THE CHANDELESS PRODUCTION OF A HOLLOW CYLINDER, IN PARTICULAR A POLE HOUSE FOR ELECTRIC MACHINERY - Google Patents
PROCESS FOR THE CHANDELESS PRODUCTION OF A HOLLOW CYLINDER, IN PARTICULAR A POLE HOUSE FOR ELECTRIC MACHINERYInfo
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Description
R. 678
19.1.72R. 678
19.1.72
Anlage zur
Patent- und
GebrauchsmusterhilfsanmeldungAttachment to
Patent and
Utility model registration
ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart Λ ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart Λ
Verfahren zum spanlosen Herstellen eines Hohlzylinders, insbesondere eines Polff^häuses für elektrische Maschinen Method for the non-cutting manufacture of a hollow cylinder, in particular a Polff ^ housing for electrical machines
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum spanlosen Herstellen eines Hohlzylinders, insbesondere eines Folgehäuses für elektrische Haschinen, mit mindestens einem, vorzugsweise rechtwinklig abgesetzten, kurzen Endabschnitt mit kleinerem Außendurchmesser, ausgehend von einem zylindrischen Rohrabschnitt. The invention relates to a method for the non-cutting manufacture of a hollow cylinder, in particular a follower housing for electrical machines, with at least one short end section, preferably offset at right angles, with a smaller outer diameter, starting from a cylindrical tube section.
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Robert Bosch GmbH , GoAl R.678Robert Bosch GmbH, GoAl R.678
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Bei einem bekannten derartigen Verfahren (DT-PS 1 086 356) wird ein rechteckiges Blechstück zu einem hohlzylindrischen .Rohrstück gebogen, die Stoßfuge verschweißt und ein abgesetzter Endabschnitt mit kleinerem Außendurchmesser durch Fließpressen in Richtung der Stempelbewegung erzeugt.In a known method of this type (DT-PS 1 086 356), a rectangular piece of sheet metal becomes a hollow cylindrical one .Pipe bent, the butt joint welded and a stepped end section with a smaller outer diameter through Extrusion generated in the direction of the punch movement.
Hierbei entsteht zwischen dem unverformten Rohrabschnitt und dem Endabschnitt mit kleinerem Außendurchmesser ein kurzer, kegelstumpfförmiger Abschnitt, welcher der konischen Fließpreßschulter in der Fließpressmatrize entspricht.This creates a short, non-deformed pipe section and the end section with a smaller outer diameter frustoconical section, which is the conical extrusion shoulder in the extrusion die.
Das bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß ein rechtwinkliger Absatz zwischen dem unverformten Rohrabschnitt und dem Endäbschnitt mit kleinerem Außendurchmesser wegen des großen Werkzeugverschleißes nicht wirtschaftlich erzeugt werden kann.The known method has the disadvantage that a right-angled Paragraph between the undeformed pipe section and the end section with a smaller outer diameter because of the large tool wear can not be generated economically.
Dieser Nachteil wird nach der Erfindung dadurch vermieden, daß der zylindrische Rohrabschnitt auf einen drehbaren Spanndorn konzentrisch zum Spanndorn aufgespannt wird und der abgesetzte , kurze Endabschnitt mit kleinerem Außendurchmesser durch Kaltwalzen mit einer entsprechend dem Endabschnitt profilierten Walze erzeugt wird, die drehend angetrieben und mit zum Spanndorn parallel geführter Achse zum Spanndorn hin vorgeschoben wird.According to the invention, this disadvantage is avoided by that the cylindrical pipe section is clamped on a rotatable mandrel concentrically to the mandrel and the stepped, short end section with a smaller outer diameter by cold rolling with a corresponding to the End section profiled roller is generated, which is driven to rotate and guided parallel to the mandrel Axis is advanced towards the mandrel.
Das Kaltwalzen hat gegenüber dem Fließpressen den Vorteil, daß auch rechtwinklige Absätze ohne großen Werkzeugverschleiß, d.h. auf wirtschaftliche Weise spanlos erzeugt werden können und ferner, daß mehrere Absätze sowie Ringnuten in einem Arbeitsgang, und zwar gleichzeitig an beiden Enden eines Rohrabschnittes erzeugt werden können.Compared to extrusion, cold rolling has the advantage that even right-angled shoulders without great tool wear, i.e. can be produced in an economical manner without cutting and also that several shoulders and annular grooves can be produced in one operation, namely at both ends of a pipe section at the same time.
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Robert Bosch GmbH GoAl R.Robert Bosch GmbH GoAl R.
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Nach, einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird zum Herstellen eines rechtwinklig abgesetzten Endabschnitts •an der Walze eine entsprechende ebene Seitenfläche angebracht und zum Herstellen einer Ringnut zwischen dem abgesetzten Endabschnitt und dem unverformten Abschnitt des Hohlzylinders wird an der Walze ein entsprechender ringförmiger Vorsprung angebracht.After, a further embodiment of the invention is for Manufacture of a right-angled offset end section • A corresponding flat side surface is attached to the roller and for producing an annular groove between the stepped end portion and the undeformed portion of the Hollow cylinder, a corresponding annular projection is attached to the roller.
In zweckmäßiger Weiterbildung des Anmeldungsgegenstandes wird die Walze mit einem koaxialen zylindrischen Ansatz ausgebildet, dessen Mantel am Ende des Walzvorganges den Außenmantel des unverformten Mittelabschnitts des Hohl-' Zylinders berührt.In an expedient further development of the subject of the application, the roller is provided with a coaxial cylindrical extension formed, the jacket of which at the end of the rolling process the outer jacket of the undeformed middle section of the hollow ' Cylinder touches.
Dieser Ansatz verhindert eine durch das Walzen hervorgerufene mehr oder weniger große unerwünschte Wulstbildung im unverformten Mittelabschnitt des·Werkstücks, unmittelbar neben dem abgesetzten Endabschnitt.This approach prevents a more or less large unwanted beading caused by the rolling undeformed middle section of the workpiece, immediately next to the stepped end section.
Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:Embodiments of the subject matter of the invention are in shown in the drawing. Show it:
Fig. 1 ein auf einen Spanndorn aufgespanntes Werkstück mit fertig gewalzten, abgesetzten Endabschnitten, ferner einen Stützapparat und einen Walzapparat mit zwei Formwalzen, in Draufsicht, teilweise im Schnitt,1 shows a workpiece clamped on a mandrel with finished rolled, stepped end sections, also a support apparatus and a rolling apparatus with two forming rolls, in plan view, partly in section,
Fig. 2 eine Einzelheit eines abgewandelten Spanndorns mit einem einstückigen Spannring , im Schaubild, und in größerem Maßstab,Fig. 2 shows a detail of a modified mandrel with a one-piece clamping ring, in the diagram, and in larger scale,
Fig. 3 eine Einzelheit eines abgewandelten Stützapparates mit zwei Stützwellen in Seitenansicht und in kleinerem Maßstab als in Fig. 1.Fig. 3 shows a detail of a modified support apparatus two support shafts in side view and on a smaller scale than in Fig. 1.
Zu Beginn des Verfahrens wird ein nicht dargestellter Rohling mit zylindrischem Innen-Mantel und dazu konzentrischem Außen-Mantel auf einen Spanndorn 1 aufgeschoben und darauf fest ge spannt.At the beginning of the process, a blank, not shown, has a cylindrical inner jacket and is concentric with it Outer jacket pushed onto a mandrel 1 and on it tightly clamped.
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Der Rohling kann entweder durch Abschneiden von einem geraden Rohr oder durch rohrförmiges Biegen eines rechteckigen, Blechstückes und Verschweißen der Stoßfuge hergestellt sein. The blank can be produced either by cutting off a straight pipe or by bending a rectangular sheet metal piece into a tubular shape and welding the butt joint.
Der Spanndorn 1, Fig. 1,besteht aus einem Spannbolzen 2, einer vorderen Aufnahmerolle 3» einer hinteren Aufnahmerolle 4- und mehreren Spannsegmenten 5 mit trapezförmigem Axialschnitt und aus zwei ringförmigen Federn 6, welche die Spannsegmente 5 gegen die Aufnahmerollen 3i4, drücken.The mandrel 1, Fig. 1, consists of a clamping bolt 2, a front take-up roll 3 »a rear take-up roll 4- and several clamping segments 5 with a trapezoidal axial section and from two annular springs 6 which press the clamping segments 5 against the take-up rollers 3i4.
Die vordere Aufnahmerolle 3 ist auf dem Spannbolzen 2 mittels eines Zylinderstifts 7 befestigt. Die hintere Aufnahmerolle 4· ist auf dem Spannbolzen 2 gleitend geführt. Das hintere Ende des Spannbolzens 2 ist mit einer Kolbenstange 8 eines hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Arbeitskolbens 9 verbunden, der die vordere Aufnahmerolle 3 relativ zur hinteren Aufnahmerolle 4 axial verschiebt.The front take-up roller 3 is on the clamping bolt 2 by means a cylinder pin 7 attached. The rear take-up roller 4 is guided in a sliding manner on the clamping bolt 2. The rear The end of the clamping bolt 2 is connected to a piston rod 8 of a hydraulically or pneumatically driven working piston 9 connected, which moves the front take-up roller 3 relative to the rear take-up roller 4 axially.
Jede Aufnahme ro11e 3»4, hat an der, der anderen Aufnahmerolle zugekehrten Seite einen ringförmigen Absatz mit einem konischen und einem zylindrischen Abschnitt. In diese beiden ringförmigen Absätze sind die Spannsegmente 5 eingelegt, die kurzer sind, als der unverformte Mittelabschnitt des Werkstücks, so daß unerwünschte Verformungen durch das Spannen sich nicht unmittelbar auf die zu verformenden Endabschnitte auswirken.Each take-up ro11e 3 »4, has on the, the other take-up role facing side an annular shoulder with a conical and a cylindrical section. In these two annular paragraphs are inserted the clamping segments 5, which are shorter than the undeformed central portion of the Workpiece, so that undesired deformations due to the clamping are not directly on the end sections to be deformed impact.
Wenn die äußere Aufnahmerolle 3 durch den Arbeitskolben 9 einwärts, das heißt gegen die innere Aufnahmerolle 4 hin verschoben wird, werden die Spannglieder 5 mit den keilförmigen Enden durch die Kegelflächen der Aufnahmerollen 3» 4 radial auswärts verschoben, und dadurch der Rohling konzentrisch zum Spanndorn 1 auf dem Spanndorn festgespannt.When the outer take-up roll 3 through the working piston 9 inwards, that is, against the inner take-up roll 4 is shifted, the wedge-shaped ends of the tendons 5 are pushed through the conical surfaces of the take-up rollers 3 »4 shifted radially outward, and thereby the blank is clamped concentrically to the mandrel 1 on the mandrel.
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An'Stelle der in Fig. 1 dargestellten fünf Spannsegmente "und der beiden ringförmigen Federn 6 kann ein in Fig. 2 dargestellter einstückiger Spannring 10 verwendet werden.Instead of the five clamping segments shown in FIG "and the two annular springs 6 can be shown in FIG One-piece clamping ring 10 shown can be used.
Dieser hat sechs in gleicher Winkelteilung angeordnete Längsschlitze 11, die von der einen Seitenfläche ( in der Fig. 2 rechts) ausgehen und jeweils in einer nahe der anderen Seitenfläche angeordneten, radial gerichteten Bohrung 12 endigen. Sechs weitere Längsschlitze 13 gehen von der anderen Seitenfläche (in der Fig. 2 zwei links) des Spannringes aus und endigen jeweils in einer radial gerichteten Bohrung 14, die nahe der anderen Seitenfläche (in der Fig. 2 rechts) angeordnet ist. "This has six arranged in the same angular division Longitudinal slots 11, which from one side surface (in the 2 on the right) and each end in a radially directed bore 12 arranged near the other side surface. Six further longitudinal slots 13 go from the other side surface (in Fig. 2 two left) of the clamping ring and each end in a radially directed bore 14, the is arranged near the other side surface (on the right in FIG. 2). "
Der Abstand eines Längsschlitzes 11 von einem benachbarten Längsschlitz 13 beträgt- im Winkelmaß - die Hälfte der Winkelteilung, das heißt die Hälfte des Abstandes zweier benachbarter Längsschlitze 11.The distance of a longitudinal slot 11 from an adjacent longitudinal slot 13 is - in terms of angle - half of the Angular division, that is to say half the distance between two adjacent longitudinal slots 11.
Durch die abwechselnd vor der rechten und der linken Seitenfläche ausgehenden und jeweils kurz vor der linken bzw. rechten Seitenfläche endigenden Schlitze (11,13) können die Durchmesser von Außen- und Innenmantel des Spannringes 10 federnd vergrößert und dadurch die Rohlinge bzw. Werkstücke 19 konzentrisch zum Spanndorn 1 auf dem Spanndorn festgespannt werden.By alternating in front of the right and left side surfaces and in each case shortly before the left or Slots (11, 13) ending on the right side face can have the diameter of the outer and inner surface of the clamping ring 10 resiliently enlarged and thereby the blanks or workpieces 19 concentric to the mandrel 1 on the mandrel be clamped.
Der Spanndorn 1 ist durch nicht dargestellte Mittel drehbar fliegend gelagert und in der durch seine Achse und jene eines ortsfesten Stützapparates I5 bestimmten Ebene parallel zur Achse des Stützapparates I5 verschiebbar geführt.The mandrel 1 is rotatably cantilevered by means not shown and in the through its axis and that a fixed supporting apparatus I5 specific plane parallel guided slidably to the axis of the support apparatus I5.
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Der ortsfeste Stützapparat I5 hat eine Parallel zum Spann- .dorn 1 angeordnete Achse 16 ; er dient zum Abstützen des fliegend gelagerten Spanndorns 1 gegen den Druck der Form walzen (17,17') · Er hat zwei Stützscheiben 18, die beide den gleichen Durchmesser haben, und jeweils eine Aufnahmrolle 3,4 nahe am Ende des fertig gewalzten Werkstücks 19 berühren. The stationary support apparatus I5 has an axis 16 arranged parallel to the clamping mandrel 1 ; it serves for supporting the cantilevered mandrel 1 against the pressure of the forming rolls (17,17 ') · He has two supporting rings 18, which both have the same diameter, and each is an entrance roller 3.4 near the end of the finish-rolled workpiece 19 touch.
Die beiden Stützscheiben 18 sowie eine zwischen ihnen angeordnete Distanzhülse 20, die wenig langer ist als das fertig gewalzte Werkstück 19, sind auf einer Stützwelle 21 befestigt, die in zwei Armen 22 des Stützapparates 15 drehbar und unverschiebbar gelagert ist. Auf der dem Stützapparat 15 gegenüberliegenden Seite des Spanndorns 1 ist ein Walzapparat 23 derart verschiebbar geführt, daß seine Achse 24 in der durch die Achsen von Spanndorn 1 und Stützwelle 21 bestimmten Ebene, parallel zum Spanndorn , bleibt. The two support disks 18 and a spacer sleeve 20 arranged between them, which is a little longer than the finished rolled workpiece 19, are attached to a support shaft 21 which is rotatably and immovably mounted in two arms 22 of the support apparatus 15. On the side of the mandrel 1 opposite the support device 15, a rolling device 23 is guided such that its axis 24 remains in the plane defined by the axes of the mandrel 1 and support shaft 21, parallel to the mandrel.
Der Walzapparat 23 hat zwei Formwalzen 17,17', die auf einer drehend angetriebenen Welle 25, durch eine Distanzhülse 26 voneinander getrennt, befestigt sind. Die Welle 25 des Walzapparates 23 samt Formwalzen 17,17' und Distanzhülse 26 ist in zwei zueinander parallelen Armen 27 des Walzapparates 23 drehbar und unverschiebbar gelagert. The rolling apparatus 23 has two forming rollers 17, 17 ′ which are fastened on a rotatingly driven shaft 25, separated from one another by a spacer sleeve 26. The shaft 25 of the rolling apparatus 23 together with the forming rollers 17, 17 'and spacer sleeve 26 is rotatably and immovably mounted in two mutually parallel arms 27 of the rolling apparatus 23.
Das fertig gewalzte Werkstück 19 hat an dem einen Ende (in der Fig. 1 links) eine Ringnut 28 und einen zylindrischen Absatz 29, und am anderen Ende (in der Fig. 1 rechts) eine Ringnut 30 und zwei zylindrische Absätze 31,32,von denen der äußere Absatz 32 einen wenig kleineren Durchmesser hat als der innere Absatz 3I· The finished rolled workpiece 19 has at one end (on the left in FIG. 1) an annular groove 28 and a cylindrical shoulder 29, and at the other end (on the right in FIG. 1) an annular groove 30 and two cylindrical shoulders 31, 32, of which the outer shoulder 32 has a slightly smaller diameter than the inner shoulder 3I
Das Profil der beiden Formwalzen 17,17* entspricht dem Profil The profile of the two forming rollers 17, 17 * corresponds to the profile
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der Absätze land Ringnuten, die auf den Endabschnitten des Werkstücks 19 erzeugt werden sollen. Zwei ringförmige Vorsprünge 33»3^, an den beiden Formwalzen 17»17' erzeugen 'die beiden Ringnuten 28,30. Die an die beiden Vorsprünge 33»34- anschließenden, einander zugewandten ebenen Seitenflächen 35»36 der beiden Formwalzen 17»17* erzeugen die beiden Planflächen zwischen dem unverformten Mittelabschnitt des Werkstücks 19 und den beiden Ringnuten 28,30. Die an die beiden ringförmigen Vorsprünge 33» 3^- anschließenden, einander abgewandten zylindrischen Abschnitte 37»38 der Formwalzen 17»17' erzeugen die beiden zylindrischen Absätze 29»31» und der zweite zylindrische Absatz 39 der Formwalze 17' erzeugt den äußersten zylindrischen Absatz 32 des Werkstücks 19.of the paragraphs land ring grooves on the end portions of the Workpiece 19 are to be generated. Create two annular projections 33 »3 ^ on the two forming rollers 17» 17 ' 'the two ring grooves 28,30. The mutually facing flat side surfaces adjoining the two projections 33 »34- 35 »36 of the two forming rollers 17» 17 * produce the two Flat surfaces between the undeformed central section of the workpiece 19 and the two annular grooves 28, 30. The two annular projections 33 »3 ^ - adjoining, facing away from each other cylindrical sections 37 »38 of the Forming rollers 17 »17 'produce the two cylindrical shoulders 29 »31» and the second cylindrical shoulder 39 of the forming roller 17 'creates the outermost cylindrical shoulder 32 of the workpiece 19th
Die eine Formwalze I7 hat einen an die ebene Seitenfläche angrenzenden koaxialen zylindrischen Ansatz 40, der sich ein Stück weit zur anderen Formwalze 17 hin erstreckt. Der Durchmesser dieses Ansatzes ist so bemessen, daß am Ende des Walzvorgangs der Ansatz 40 mit seinem Mantel den Mantel des unverformten Mittelabschnitts des fertigen Werkstücks 19 berührt.The one forming roller I7 has a flat side surface adjacent coaxial cylindrical extension 40, which extends a little way to the other forming roller 17. Of the The diameter of this approach is dimensioned so that at the end of the rolling process, the approach 40 with its jacket the jacket of the undeformed central section of the finished workpiece 19 touched.
Die Länge der Distanzhülse 26 ist gleich der Länge des unverformten Mittelabschnitts des fertig gewalzten Werkstücks 19 abzüglich der Ausdehnung des zylindrischen Ansatzes 40 in axialer Richtung , das heißt der Breite des zylindrischen Ansatzes 40.The length of the spacer sleeve 26 is equal to the length of the undeformed central section of the finished rolled workpiece 19 minus the extension of the cylindrical extension 40 in the axial direction, that is to say the width of the cylindrical extension 40.
Zum Aufschieben des Rohlings auf den Spanndorn 1 werden Walzapparat 23 und Spanndorn 1 in ihre - bezüglich des Stützapparates I5 - hintere Endstellung verschoben. Der Rohling wird soweit auf den Spanndorn 1 aufgeschoben, bis er im Bereich zwischen den Stützscheiben 18 ist, dann wird er mittels des Arb-eürskolbens 9 festgespannt. Nun wird derTo push the blank onto the mandrel 1, the rolling apparatus 23 and mandrel 1 are in their - with respect to the Support apparatus I5 - rear end position shifted. The blank is pushed onto the mandrel 1 until it is in the area between the support disks 18, then becomes it is clamped by means of the working piston 9. Now the
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Spanndorn 1 zum Stützapparat 15 hin verschoben, bis er an den Stützscheiben 18 anliegt und dadurch abgestützt werden kann. Danach wird die Stützwelle 21 drehend angetrieben, der Spanndorn 1 durch Reibung von den Stützscheiben 18 drehend mitgenommen und schließlich die Welle 25 des Walzapparates 23 drehend angetrieben und der Walzapparat 23 zum Rohling auf dem Spanndorn 1 hin vorgeschoben.Mandrel 1 moved to the support apparatus 15 until it is on the support disks 18 rests and can be supported thereby. Thereafter, the support shaft 21 is driven to rotate, the mandrel 1 rotated by friction from the support disks 18 and finally the shaft 25 of the rolling apparatus 23 driven in rotation and the rolling apparatus 23 to The blank is advanced on the mandrel 1.
Die Welle 25 des Walzapparates hat einen eigenen Antrieb. Die Drehzahl dieser Welle ist so eingestellt, daß zwischen den Formwalzen 17*17' und den zu bearbeitenden Abschnitten des Rohlings bzw. Werkstücks 19 mindestens annähernd ein Abrollen stattfindet.The shaft 25 of the rolling apparatus has its own drive. The speed of this shaft is set so that between the forming rollers 17 * 17 'and the sections to be machined of the blank or workpiece 19 at least approximately unrolling takes place.
Nachdem die Formwalzen 17*17' den Rohling berührt haben und der Spanndorn 1 durch die Stützscheiben abgestützt ist, werden beim weiteren Vorschub des Walzapparates 23 die Außendurchmesser der Endabschnitte des Rohlings durch die Formwalzen 17*17' verkleinert. Dabei wird Werkstoff zu den freien Enden des Werkstücks 19 hin verdrängt, weil dort der verdrängte Werkstoff den geringsten Widerstand findet, und die Länge des Werkstücks wird entsprechend vergrößert.After the forming rollers 17 * 17 'have touched the blank and the mandrel 1 is supported by the support disks, the further advance of the rolling apparatus 23 the The outer diameter of the end sections of the blank is reduced by the shaping rollers 17 * 17 '. The material becomes the displaced free ends of the workpiece 19 because the displaced material finds the least resistance there, and the length of the workpiece is increased accordingly.
Anstelle des Stützapparates 15 mit einer Welle 21 kann ein in Fig. 3 abgebildeter Stützapparat 41 mit zwei Wellen 42 verwendet werden, dessen Wellen 42 und Stützscheiben 43 spiegelbildlich symmetrisch bezüglich der durch die Achsen von Spanndorn 1 und Formwalzen 17*17' gebildeten Ebene angeordnet sind.Instead of the support apparatus 15 with a shaft 21 can a support apparatus 41 shown in FIG. 3 with two shafts 42 can be used, its shafts 42 and support disks 43 a mirror image symmetrical with respect to the plane formed by the axes of the mandrel 1 and forming rollers 17 * 17 ' are arranged.
Die Arme 44 dieses Stützapparates 41 sind dabei jeweils V-förmig ausgebildet und auf einer Achse schwenkbar gelagert, die in der durch die Achsen von Spanndorn 1 und Formwalzen 17*17' gebildeten Ebene angeordnet ist.The arms 44 of this support apparatus 41 are in each case V-shaped and pivotably mounted on an axis, which is in the by the axes of mandrel 1 and Form rollers 17 * 17 'formed plane is arranged.
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Statt eines Absatzes können zwei oder mehrere Absätze an jedem Ende eines Werkstücks in einem Arbeitsgang erzeugt /werden, sofern die Absätze nicht so groß sind, daß die Verdrängung des Werkstoffes zum freien Ende hin verhindert wird. Instead of a shoulder, two or more shoulders can be created at each end of a workpiece in one operation , provided the shoulders are not so large that the displacement of the material towards the free end is prevented .
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| FR2169213A1 (en) | 1973-09-07 |
| IT973276B (en) | 1974-06-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| 8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
| 8131 | Rejection |