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Verfahren zum Herstellen gewellter Bleche. Vorrichtung
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zur Durchführun des Verfahrens und nach dem Verfahren hergestellte
Gegenstände Zusatz zu Patent,.,....... .(Patentanmeldung P 28 01 134.9) Besonders
wirtschaftlich lassen sich gewellte Bleche durch Walzen herstellen. Hierzu werden
Walzenpaare aus profilierten Walzen verwendet, die parallel zu Mantellinien verlaufende
rillenförmige Vertiefungen und leistenförmige Erhebungen aufweisen. Die Walzen greifen
nach Art von Zahnrädern ineinander. Beim Walzen drücken die Leisten der einen Walze
das Blech in die Rillen der anderen Walze und umgekehrt.
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Auf diese Weise werden z.B. Blechschalen für Plattenheizkörper profiliert.
Wegen des zahnradartigen Ineinandergreifens der Walzen ist das Verhältnis zwischen
Wellenhöhe (h) und Teilungsabstand (T) begrenzt, d.h. dieses Verhältnis hIT kann
nicht beliebig groß sein. Bei der Wahl des Vellenprofiles muß beachtet werden, daß
das Blech
im wesentlichen nur gebogen wird, also ein Ziehvorgang
vermieden wird, da andernfalls das Blech zum Aufreißen neigt. Dies begrenzt das
Verhältnis h/T zusätzlich nach oben.
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Gewellte Bleche mit einem großen Verhältnis von h/T, insbesondere
Konvektorenbleche für Plattenheizkörper, wurden bisher Welle für Welle durch Pressen
hergestellt. Der Preßvorgang läuft dabei so ab, daß das Blech im wesentlichen abgekantet
wird und erst die endgültige Kalibrierung einen reinen Preßvorgang darstellt. Diese
Herstellungsmethode erfordert viel Arbeitszeit. Der Ausstoß einer Presse ist verhältnismäßig
gering, so daß insgesamt hohe Herstellungskosten entstehen.
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Im Hauptpatent...........(Patentanmeldung P 28 01 134.9) wurde ein
Verfahren vorgeschlagen, gemäß dem zunächst durch Walzen eine Wellung hergestellt
wird, deren Teilungsabstand größer ist als am Endprodukt, wobei die Abwicklungslänge
einer so hergestellten Vorwelle etwa gleich der Abitklungslänge einer Fertigwelle
am Endprodukt ist und gemäß dem daran anschließend der Abstand der Vorwellen durch
Stauchen des Bleches verringert wird, wobei Zwischenwellen entstehen und gemäß dem
anschließend daran mehrere Zwischenwellen gleichzeitig in die endgültige Form zu
Fertigwellen
gepreßt werden.
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Dieses Verfahren gestattet eine wesentlich rationellere Fertigung
als durch Abkanten des Bleches und nachträgliche Kalibrierung in einer Presse. Allerdings
sind noch diskontinuierliche Arbeitsgänge nötig, da zumindest das Fertigpressen
für mehrere Wellen gleichzeitig erfolgt.
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Der vorliegenden Zusatzerfindung liegt die gleiche Aufgabe zugrunde,
nämlich ein Verfahren vorzuschlagen, das es gestattet, gewellte Bleche, bei denen
das Verhältnis zwischen der Wellenhöhe und dem Teilungsabstand der Wellen so groß
ist, daß die Herstellung durch Walzen mit Hilfe zylindrischer Profilwalzen alleine
nicht möglich ist, aus einem ebenen Blechstreifen rationeller herzustellen, als
dies durch Formung der Wellen Stück für Stück nacheinander möglich ist. Gemäß der
Zusatzerfindung soll bis zum Fertigpressen der Wellen das Verfahren kontinuierlich
ablaufen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird in Übereinstimmung mit dem Lösungsprinzip
nach dem Hauptpatent ............. (Patentanmeldung P 28 01 134.9) ein Verfahren
zum Herstellen gewellter Bleche aus einem ebenen Blechstreifen vorgeschlagen, wobei
das Verhältnis zwischen der Wellenhöhe und dem Teilungsabstand der Wellen ao groß
ist, daß die Herstellung durch Walzen zwischen zylindrischen Profilwalzen alleine
nicht
möglich ist, wobei zunächst durch Walzen zwischen zylindrischen
Profilwalzen eine Wellung hergestellt wird, deren Teilungsab stand größer ist als
am Endprodukt und die Abwicklungslänge einer so hergestellten Vorwelle etwa gleich
der Abwicklungslänge einer Fertigwelle am Endprodukt ist, wobei daran anschließend
der Abstand der Vorwellen durch Stauchen des Bleches verringert wird und die endgültige
Form der Fertigwellen gebildet wird. Das spezielle Verfahren gemäß vorliegender
Zusatzanmeldung unter Anwendung des vorgenannten Prinzips ist dadurch gekennzeichnet,
daß das Blechband nach dem Verlassen der zylindrischen Profilwalzen kontinuierlich
zwischen kombinierte leistenförmige Stauch- und Fertigpreßwerkzeuge (Profilleisten)
bewegt wird, die mit den Wellentälern in Eingriff gebracht werden, wobei die Profilleisten
während des Ineingriffbringens in Transportrichtung des Blechbandes schneller bewegt
werden als das Blechband.
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Aufgrund der schnelleren Bewegung der Profilleisten wird der Teilungsabstand
der Wellen reduziert, d.h. das Blechband wird in seiner Bewegungsrichtung gestaucht.
Während des vollständigen Ineingriffbringens der Profilleisten mit den Wellen erfolgt
das Fertigpressen. Diese Bewegungsvorgänge sind kontinuierlich, was einen großen
Ausstoß an profiliertem
Blech ermöglicht. Die Profilleisten bewirken
sowohl die Stauchung als auch das Fertigpressen, weshalb im Anspruch 1 von kombinierten
Stauch- und Fertigpreßwerkzeugen gesprochen wird. Bei der im Hauptpatent beschriebenen
Ausführungsform werden für das Stauchen und das Fertigpressen verschiedene Werkzeuge
verwendet.
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Im Anspruch 2 ist eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens angegeben. Mit an einer Kette angeordneten Profilleisten lassen sich
die im Anspruch 1 angegebenen Bewegungen mit einfachen Mitteln erzielen.
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Es sind Jedoch auch andere Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens
möglich, da die Profilleisten auch auf andere Art und Weise geführt werden könnten
als an Ketten.
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Ein Volleingriffsbereich gemäß Anspruch 3, der sich über mehrere Profilleisten
erstreckt, gewährleistet eine eintandfreie Fertigprofilierung.
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Eine Bahnform im Einlaufbereich gemäß Anspruch 4 (Kreisbogenform)
ist besonders einfach herzustellen. Man kann aber auch andere Bahnformen vorsehen.
Die Bahnformen richten sich nach der Jeweiligen Form der Vorwellen und der 3eweiligen
Form der gewünschten Fertigwellen. Die geozmetrischen Verhiltnisse müssen so gewählt
werden, daß die Profilleisten
mit den Vorwellan in eingriff gebracht
werden können, ohne diese in unerwullschter Art und Weise zu deformieren. Die größere
Geschwindigkeit der Profilleisten im Einlaufbereich wird dadurch erzielt, daß die
Ketten mit der Transportgeschwindigkeit des Bandes bewegt werden und die Profilleisten
radial über die konvex gekrümmte Laufbahn der Kette vorragen, so daß sie wegen dieses
größeren Radius eine größere Umfangsgeschwin digkeit haben als die Ketten im Bereich
der Laufbahnen.
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Die geradlinige Ausbildung der Bahnen im Auslaufbereich gemäß Anspruch
5 ist besonders einfach. Auch hier kommen andere Bahnen in Betracht. Auch hier ist
die Form der Fertigwellen und der Profilleisten zu berücksichtigen. Die Bewegungsgeometrie
muß so gewählt werden, daß ein Herausnehmen der Profilleisten aus den Wellentälern
ohne Deformation des Bleches möglich ist.
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Die Bahnausbildung gemäß Anspruch 6 ermöglicht eine besonders platzsparende
Konstruktion der Kettenwalzeinrichtung. Die Anordnung von Antriebs-Kettenrädern
gemäß Anspruch 7 ist besonders 7weckmäßig, da in diesem Bereich ein Eingriff mit
dem Blechband nicht mehr vorhanden ist, so daß die Profilleisten eine beliebige
Bahn beschreiben können, also auch eine Kreisbahn längs den Kettenrädern.
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Eine symmetrische Anordnung gemäß Anspruch 8 ist zweckmäßig, Jedoch
nicht notwendig. Es ist also nicht erforderlich, daß Ketten spiegelbildlich zueinander
angeordnet werden.
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Vorteilhaft ist auch die Abstützung der Ketten auf den Bahnen mittels
Stützrollen gemäß Anspruch 9. Diese Sfftzrollen können z.B. mittels Wälzlagern gelagert
sein, wobei auch der Außenring eines Wälzlagers als Rolle verwehdet werden kann.
Man vermeidet dadurch gleitende Reibung, obwohl auch Ausführungsformen mit einer
Gleitbewegung möglich sind. Umgekehrt könnte auch die Führungsbahn aus einer Reihe
von fest angeordneten Rollen bestehen, auf denen die Ketten abrollen. Besonders
vorteilhaft ist die Anordnung nach Anspruch 10, weil hierbei eine gute Stabilisierung
der Profilleisten auf der Stützbahn erreicht wird.
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Durch Anordnung von mehreren Kettenrädern gemäß Anspruch 11 sind praktisch
beliebig lange Profilleisten möglich und dadurch die Profilierung beliebig breiter
Bleche.
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Eine Profilleistenform nach den Ansprüchen 12 bis 14 eignet sich gut
für die Herstellung von Konvektorenblechen für Heizkörper. Es ist klar, daß Je nach
gewünschter Wellenform
auch andere Profilleistenformen in Betracht
kommen.
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Die Erfindung ist gut geeignet für die Herstellung von gewellten Blechen
mit Verhältnissen, wie sie im Anspruch 15 angegeben sind. Vorteilhaft lassen sich
durch die Erfindung auch Konvektorenbleche gemäß Anspruch 16 herstellens Die Erfindung
ist also insbesondere für die Herstellung von Blechen mit verhältnismäßig großen
Wellen geeignet.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten suche matischen
Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen: Fig. 1 eine Darstellung einer gesamten
Anlage in Seitenansicht und Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich
des strichpunktierten Rahmens II in Fig. 1.
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Die in Fig. 1 dargestellte Anlage hat folgende Bestandteile: Eine
Abspulstation 1, eine Richtstation 29 eine Walzetation 3, eine Stauchstation 4,
eine Preßstation 59 eine Abschneide station 6 und eine Stapelstation 7. Diese Stationen
sind in der genannten Reihenfolge hintereinander in der durch den Pfeil 8 angegebenen
Bewegungerichtung eines Blechbandes 9 angeordnet, das von einem im der Abspulstation
1 aufgenommenen
Coil 9' abgezogen wird.
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Das Blechband wird in der Richtstation 2, die aus mehreren Rollen
10 besteht, genau eben gerichtet. In der Walzstation 3 wird eine Wellung hergestellt,
deren Wellen 11 (siehe Fig. 2) als Vorwellen bezeichnet werden sollen. In der Stauchstation
4 werden die Vorwellen 11 zusammengedrückt. In der Preßstation 5 werden die gestauchten
Wellen zu Fertigwellen 13 gepreßt. Der Abschnitt mit diesen Fertigwellen wird so
weit über die Abschneidstation 6 vorgeschoben, bis eine gewünschte Länge über die
Abschneidmesser vorragt. Danach erfolgt ein Schnitt und fertige Konvektorenbleche
14 werden auf einem Stapel 15 abgelegt. Die vorstehend zusammenfassend beschriebenen
Vorgänge sollen nachfolgend anhand der Fig. 2 bis 4 genauer betrachtet werden.
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Die Walzstation hat zwei Walzen 16 und 17, die parallel zueinander
gelagert sind. Jede Walze hat eine Profilierung, die sich über die Höhe h1 erstreckt.
Die Walzen haben keine zylindrische Oberfläche, sondern eine gewellte Oberfläche.
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Der Ausdruck "zylindrische Profilwalzen" im Anspruch 1 soll zum Ausdruck
bringen, daß die Profilleisten längs einem Zylinder angeordnet sind. Bei dem gezeigten
Beispiel ist die Höhe h1 im Verhältnis zum Durchmesser der Walzen verhältnismäßig
groß. Die Profilierung kann mit der Profilierung eines
Zahnrades
verglichen werden. Sie besteht aus Rillen, die parallel zu Mantellinien der Walze
verlaufen und zwischen den Rillen angeordneten leistenförmigen Erhebungen. Beide
[alzen 16, 17 sind bei dem gezeigten BeiM spiel gleich profiliert. Es kommen
jedoch auch unterschiedliche Profilierungen in Betracht. Die Leisten der einen Walze
passen in die rillenförmigen Vertiefungen der anderen Walze.
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Zum Profilieren eines Bleches wird dieses zwischen die Walzen eingezogen,
wobei die Leisten der einen Walze das Blech in die Vertiefungen der anderen Walze
hineindrücken.
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Hierbei entsteht die in Fig. 2 dargestellte trapezförmige Profilierung.
Der Teilungsabstand ist mit T1 bezeichnet. Das Verhältnis zwischen der Höhe hl und
dem Teilungsabstand T1 liegt bei der gezeichneten Form etwa bei 0i6e Bei der dargestelltenTrapezform
läßt sich ein solches Verhältnis mittels Walzen noch herstellen. Allerdings stößt
man hier bereits an die Grenze des möglichen Verhältnisses.
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In der Steuchstation 4 und der Preßstation 5 sind zwei insgesamt mit
18 und 19 bezeichnete Ketten angeordnet.
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Die Ketten sind zueinander spiegelbildlich. Sie sollen nachfolgend
am Beispiel der Kette 18 betrachtet werden.
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Die Kette 18 besteht aus Kettengliedern 20, die an Gelenken 21 miteinander
verbunden sind. Jedes Kettenglied 2C trägt eine Profilleiste 22 von rechteckigem
Querschnitt. Die Kette 18 ist über mindestens zwei Kettenräder 23 geführt, an deren
Umfang sich Einschnitte 23a für den formschlüssigen Eingriff der Kette 18 befinden.
Die Kettenräder sind drehfest mit einer Welle 24 verbunden, die mit einer nicht
gezeigten Vorrichtung antreibbar ist.
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Die Kette ist über Rollen 25 auf einer insgesamt mit 26 bezeichneten
Kettenbahn abgestützt. Der obere Abschnitt 26a der Kettenbahn ist gerade und geht
nach links hin in einen kreisbogenförmigen Bahnbereich 26b über, der sich über den
Winkel >) erstreckt. Der Bew-egungsradius der Kette in diesem Bereich ist mit
R3 bezeichnet. Der Radius R3 ist gegenüber dem Radius des Bahnabschnittes 26b um
den Radius der Stützrollen 25 größer. Der Bahnbereich 26b geht in einen weiteren
kreisbogenförmigen Bahnbereich 26c über, dessen Krümmungsradius größer ist als der
Krümmungsradius des Bahnbereiches 26b. Die Bahnkrümmung der Kette ist dort mit R1
bezeichnet. Der Bahnbereich 26c erstreckt sich über den Winkel a.
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An den Bahnbereich 26c schließt ein gerader Bahnbereich 26d an, der
in einem kurzen Übergangsbereich 26e in einen
letzten Bahnbereich
26f übergeht, der ebenfalls geradlinig ist und mit einem stumpfen Winkel an den
Bahnbereich 26c anschließt. Vom Bahnbereich 26f aus läuft die Kette auf die Kettenräder
23 auf.
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Die Kette 19c ist, wie gesagt, etwa spiegelbildlich zur Kette 18 angeordnet.
Eine kleine Abweichung von der spiegelbildlichen Anordnung besteht insofern als
die Kette 19 gegenüber der Kette 18 so weit verschoben ist, daß die Profilleisten
der Kette 19 in die Lücken zwischen den Profilleisten der Kette 18 eingreifen können
und umgekehrt. Bei streng spiegelbildlicher Anordnung würden sich ja die Köpfe der
Profilleisten beider Ketten gegenüberstehen.
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Der Antrieb für die Kettenräder der Kette 19 ist mit dem Antrieb für
die Kettenräder 23 so synchronisiert, z.B mittels Zahnradgetrieben oder Kettengetrieben,
daß die beschriebenen Eingriffsverhältnisse exakt aufrechterhalten werden.
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Die beiden Ketten 18 und 19 stehen so zueinander, daß das Bahnstück
26d parallel zum entsprechenden Bahnstück 26'd der Kette 19 verläuft. Die Bahnstücke
26f und 260% verlaufen unter einem spitzen Winkel divergent in Bewegungsrichtung
der Ketten betrachtete Diese Bewegungsrichtung ist durch
die Pfeile
27 und 27' angedeutet. Dieser divergente Bereich insgesamt ist mit 28 bezeichnet
und kann als Auslaufbereich benannt werden. Im Bereich der Krümmungsradien R1 befindet
sich der Einlaufbereich 29. Der Bereich, in dem sich die parallelen Bahtistücke
26d und 26'd befinden, ist insgesamt mit 30 bezeichnet und kann mit Volleingriffsbereich
benannt werden.
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Die Vorwellen 11 werden im Einlaufbereich 29 zwischen die Ketten 18
und 19 eingezogen. Die äußeren Enden der Profilleisten 22 bewegen sich auf dem Radius
R2. Dieser Radius ist wesentlich größer als der Radius R1, auf dem sich die Kette
bewegt. Die Profilleisten bewegen sich somit insbesondere in ihren äußeren Bereichen
in der Bewegungsrichtung 8 des Bleches 9 schneller als das Blech. Die in Förderrichtung
vorne liegenden Seitenflächen der Profilleisten drücken deshalb auf die Seitenwände
der Wellen und stauchen diese auf eine engere Teilung T2. Im Volleingriffsbereich
30 erfolgt dann die Fertigprofilierung. Die Fertigwellen 13 haben die genannte Teilung
T2 und eine Höhe h2, die größer ist als die Höhe h1. Diese größere Höhe wurde im
wesentlichen bei der Stauchung der Vorwellen 11 erreicht. Die Endflächen 22a der
Profilleisten 22 sind an den Grund der Wellen angepaßt und formen diesen Grund aus.
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Die Verformungskräfte werden über die Rollen 25 auf den Bahnen 26
und 26' abgestützt. Die Bewegungsgeometrie im Einlaufbereich
29
muß so gewählt werden, daß der Eingriff der Profilleisten in die Vorwellen ohne
unerwünschte Deformation derselben entsteht. Es soll ja im Einlaufbereich im wesentlichen
nur eine Stauchung stattfinden. Die geometrischen Verhältnisse im Auslaufbereich
28 müssen so gewählt werden, daß die Profilleisten aus den Fertigwellen herauswandern
können, ohne diese zu deformieren. Dies erreicht man durch die nur schwache Divergenz
der Ketten im Auslaufbereich. Die Ausziehbewegung ist ähnlich wie bei einem Herausziehen
rechtwinklig zur allgemeinen Ebene des Bleches 9.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden etwa trapezförmige
Wellen gebildet, während die Profilleisten einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
Eine genaue Anpassung des Querschnittes der Profilleisten an den Wellenquerschnitt
ist nicht möglich, wenn eine Vorrichtung gemäß Fig. 2 verwendet wird. Eine genaue
Anpassung ist dann möglich, ienn andere Bewegungseinrichtungen als Ketten verwendet
werden, die ein Herausziehen der Profilleisten genau rechtwinklig zur Blechebene
ermöglichen.
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Die Abwicklungen der Vorwellen 11 und der Fertigwellen 13 sind im
wesentlichen gleichlang. Exakt gleichlang brauchen die Abwicklungen nicht zu sein,
da das Material gewisse Dehnungen
ohne Nachteil mitmacht, so daß
also z.B. die Abwicklung einer Fertigwelle 13 ein wenig länger sein kann als die
Abwicklung einer Vorwelle 11. Es ist jedoch mit ein Ziel des Verfahrens, Streckungen
des Materials nur so weit vorzunehmen, wie sie die Formgenauigkeit des Profiles
verbessern.
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Die Fertigwellen können solche Teilungsabstände und solche Höhen haben,
daß das gewellte Blech als Konvektorblech für Plattenheizkörper geeignet ist. Solche
Konvektorbleche werden auf der Rückseite von Plattenheizkörpern befestigt und sollen
eine höhere Heizleistung ergeben, als sie mit Plattenheizkörpern ohne Konvektorbleche
erzielbar sind. Für diesen Anwendungsfall hat das Blech rechtwinklig zur Zeichenebene
gemessen eine Höhe von ca. 100 mm bis ca. 1.000 mm.
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Eine geeignete Höhe h der Fertigwellen 13 ist in diesem Falle ca.
30 mm, während der Teilungsabstand T2 ca. 40 mm beträgt. Die richtige Länge der
Konvektorbleche, die auf die Länge der zugeordneten Plattenheizkörper abgestimmt
ist, wird durch entsprechende Betätigung der Abschneidstation 6 bestimmt. Es sei
angenommen, daß sich auf dem Stapel 15 auf die gewünschte Länge zugeschnittene Konvektorbleche
14 befinden.
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