DE3025453A1 - Bearbeitungsmaschine, insbesondere bohr- und fraesmaschine - Google Patents
Bearbeitungsmaschine, insbesondere bohr- und fraesmaschineInfo
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Description
Registered Representatives
before the
European Patent Office
Möhlstraße 37 0-8000 München SO
WANDERER-WERKE AG Tel · 089/982085-87
8013 München-Haar Telex: 0529802 hnW d
Telegramme: ellipsoid
f 4. Juli 1980
VE/st
Bearbeitungsmaschine, insbesondere Bohr- und Fräsmaschine
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsmaschine bzw. Anlage zur materialabhebenden Prazisionsbearbeitung von Werkstücken, insbesondere
z.B. für Bohr- und Fräsmaschinen mit einer Einrichtung zum Halten des Werkstückes, einer werkzeugbestückten Bearbeitungseinrichtung und einer Einrichtung zum Abführen des abgetragenen
Materials.
Bisher bekannte maschinelle Bearbeitungseinheiten sind in der Regel primär technisch-funktionell aus der Sicht der Anordnung
der Bearbeitungswerkzeuge räumlich oberhalb der Aufspannbank hzvj. des Maschinenbahnenbettes und des Bettschlittens konzipiert.
Auch bei bekannten Maschinen mit senkrechtem Arbeitstisch ist
eine Abdeckung des Arbeitsraumes und damit eine saubere Trennung von Maschine und Abfallmaterial nicht gegeben»
Dabei ist die Abfuhr der Bohr- und Frässpäne mit verhältnismäßig
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großem technischen und manuellen (Abkehren!) Aufwand sowie dem Auftreten von Stauungen und Störungen verbunden. Insbesondere
ist es auch - wenn überhaupt - nur unvollständig möglich, das Abfallmaterial nach den einzelnen Materialsorten ausreichend
getrennt zu halten, wodurch entweder teu res Material verlorengeht oder durch Vermischung verschiedener MaterialSorten unerwünschte
Verunreinigungen des Schrottmaterials auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und über eine grundlegend andere Aufbaukonzeption zusätzliche
Verbesserungen zu ermöglichen.
Demgemäß besteht die Erfindung bei einer Bearbeitungsmaschine der eingangs genannten Art in der Anordnung eines vertikal orientierten
Bearbeitungsschachtes, in den von der einen Seite der Bearbeitungskopf der Bearbeitungseinrichtung horizontal sowie
ein- und ausfahrbar hineinragt und in dem das Werkstück an einer anderen Seite des Bearbeitungsschachts, vorzugsweise an der
dem Bearbeitungskopf horizontal gegenüberliegenden Seite, in einer Lage angeordnet ist, in der das vom Werkstück abgetragene
Material (z.B. Bohr- und Frässpäne) durch sein Eigengewicht im freien Fall durch den Bearbeitungsschacht gelangt, wobei die Innenwände
des Bearbeitungsschachtes glatt nach unten durchgehend ausgebildet sind.
Damit wird einerseits eine stofflußgerechte Anordnung hinsichtlich
der Bearbeitungsstelle und des dabei entstehenden Materialabfalls und andererseits eine verlustfreie Sammlungs- und
Trennungsmöglichkeit dafür geschaffen. Dies gilt grundsätzlich nicht nur für die spangebende Verformung, sondern auch bei
anderer Bearbeitung, wie z.B. durch Laser.
Darüber hinaus aber wird durch den klar abgetrennten Stoffluß
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für den Materialabfall in einer ihm allein vorbehaltenen Flußrichtung
(zusammen mit dem leicht davon trennbaren Kühlmittel) auch eine verbesserte Automationsmöglichkeit gegeben, wobei
die Abfallsorten zudem einfach und genau trennbar, gegebenenfalls sogar werkstückweise programmierbar getrennt, anfallen.
Zudem lassen sich an dem in einen dichten und glatten Schacht verlegten Bearbeitungsort erhöhte Kühlmittelmengen, zusätzliche
Behandlungsstufen oder auch erhöhte. Bearbeitungstemperaturen
anwenden, ohne die Umgebung zu beeinträchtigen.
Unter Bearbeitungskopf wird dabei im wesentlichen lediglich der das Bearbeitungswerkzeug selbst tragende Abschnitt der
Maschine verstanden, wobei sich außer dem das Bearbeitungswerkzeug tragenden vorderen Teil des Querträgers keinerlei
andere Maschinenteile im Schachtraum befinden, so daß sich keine Späne ablagern können. Noch auf oder am Bearbeitungswerkzeug
und dem Querträger befindliche Reste aus Abfallmaterial werden beim Herausfahren aus dem Schacht automatisch in den
Schacht hinein abgestreift.
Die Neuzuordnung der maschinellen Grundelemente um einen Bearbeitungsschacht
kennzeichnet sich ferner dadurch, daß der Bearbeitungskopf der Bearbeitungseinrichtung horizontal auf
das Werkstück zu und horizontal quer dazu anstellbar und das Werkstück vertikal verfahrbar ist. Dabei ist die Einrichtung
zum Halten des Werkstückes sowohl schwenkbar als auch vertikal verfahrbar.
Eine allein durch die Schwerkraft der herabfallenden Späne arbeitende vorteilhafte Lösung besteht darin, daß die Einrichtung
zum Halten des Werkstückes von einer horizontalen Arbeitsstellung zum Aufspannen und Heranführen des Werkstückes
in eine vertikale Bearbeitungsstellung innerhalb einer Öffnung in der Wandung des Bearbeitungsschachtes
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schwenkbar ist, in der sie die Öffnung im Bearbeitungsschacht
abschließt und das Werkstück in den Bearbeitungsschacht ragend angeordnet ist. Damit vor allem ergibt sich keinerlei unkontrolliertes
Verhalten der Abfallspäne, zumal der Querschnitt des Bearbeitungsschachtes schon wegen der Bewegungsfreiheit
bei der Bearbeitung weit genug ist, um Stauungen zuverlässig auszuschalten. Restspäne können sich wegen der glatten d.h.
ohne jegliche Vorsprünge in den Schachtinnenraum gestalteten
Schachtwände nicht bilden.
Eine zusätzliche Leistungssteigerung ohne Gefahr eines teilweisen Verlustes der Späneabfuhr wird erreicht, wenn das Werkstück auf
einer gesonderten Palette aufgespannt ist, deren seitliche Ränder mit den Rändern der Öffnung fluchten, wobei vorzugsweise das
auf der Palette aufgespannte Werkstück über eine Paletten-Transfer
-S tr ecke heranführbar ist.
Für eine volle Automatisierung ist es äußerst vorteilhaft, wenn die Trennvorrichtung für das Abfallmaterial werkstückweise programmierbar
ist,-wobei diese Programmierung auch in das Maschinenprogramm für die Bearbeitung integriert werden kann.
Da erfindungsgemäß der Bearbeitungskopf innerhalb einer quer
verlaufenden Arbeitsöffnung in der Wand des Bearbeitungsschachtes auf einem Querschlitten horizontal verfahrbar ist,
läßt sich eine sich mit dem Bearbeitungskopf selbsttätig mitbewegende
Äbdeckeinrichtung zum Verschließen der Arbeitsöffnung
mit glatten Innenwänden in jeder Bewegungsstellung des Bearbeitungskopfes vorsehen,, wobei ein evtl. vorgesehener Werkzeugwechsler
außerhalb des Bearbeitungsschachtes dem Bewegungsbereich des Bearbeitungskopfes zugeordnet ist.
Schließlich ist eine von der Vertikalbewegung der Einrichtung zum Halten des Werkstückes mitgeführte Abdeckeinrichtung für
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- 8 die Öffnung für die Palette vorgesehen.
Die Erfindung ist nachstehend in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine in perspektivischer
Darstellung und schematischer Wiedergabe seiner Einzelelemente;
Fig. 2 die Bearbeitungsmaschine gemäß Fig. 1, perspektivisch
aus anderem Gesichtswinkel;
Fig. 3 eine schematische Draufsichtdarstellung der in den Fig.
1 und 2 wiedergegebenen Bearbeitungsmaschine;
Fig. 4 eine schematische Querschnittsdarstellung längs der Ebene IV-IV in Fig. 3;
Fig. 5 eine Teilansicht auf die Ebene V-V in Fig. 4 in vergrößertem Maßstab;
Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung durch die Ebene VI-VI in Fig. 5 mit teilweiser Ausschnittsvergrößerung
und
Fig. 7 eine vergrößerte Teildarstellung des aus Fig. 4 ersichtlichen
Schwenkprinzips der Werkstückpaletten mit teilweiser Ausschnittsvergrößerung.
Bei der in den Figuren wiedergegebenen Bearbeitungsmaschine sind die Werkstückzufuhr 3 und der die Bearbeitungsköpfe 4 tragende
und die Spindelköpfe aufweisende Querträger 5 einander im Prinzip horizontal gegenüberliegend zum vertikalen Bearbeitungsschacht 2 angeordnet.
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Dabei ragt der Querträger 5 mit seinem Bearbeitungskopf 4 durch eine quer verlaufende Arbeitsöffnung 6 in das Innere
des Bearbeitungsschachtes 2 hinein und ist auf einer Führungsbahn 7 in seiner Längsrichtung (Pfeil A) bewegbar, insbesondere
zum Anstellen in den Bearbeitungsschacht 2 hinein und zum Zurückziehen durch die Arbeitsöffnung 6. Die Führungsbahn
7 befindet sich auf einem Querschlitten 8, auf dem der Querträger 5 parallel zur Ebene der Arbeitsöffnung 6 (Pfeil B)
horizontal verfahrbar ist, und zwar gegebenenfalls auch - in zurückgefahrener Stellung - auf einer oder beiden Seiten darüber
hinaus, beispielsweise zum Wechseln der Werkzeuge an einem entsprechend angeordneten Magazin-Werkzeugwechsler 9 oder am entgegengesetzten
Ende des Bahnenbetts 10 des Querschlittens 8 zum Wechsel oder zur Reparatur des Bearbeitungskopfes 4. In
dieser Stellung kann der in der Regel horizontal arbeitende Bearbeitungskopf 4 notwendigenfalls auch auf Vertikalrichtung
umgestellt werden, und zwar - im Einklang mit dem erfindungsgemäßen Grundprinzip - ζ,Β« auch von unten nach oben arbeitend.
Der Antrieb des Bearbeitungskopfes 4 erfolgt durch einen Motor Die Anordnung des Werkzeugwechslers erfolgt in bezug zur Bewegungsbahn
des Bearbeitungskopfes derart, daß beim Werkzeugwechsel nur ein Minimum an Arbeitswegen auftritt. Dabei ist es auch möglich,
den Bearbeitungskopf 4 auf oder mit seinem Querschlitten um eine vertikale Achse durch die Arbeitsöffnung 6 heraus auf den
Werkzeugwechsler zu verschwenkbar auszubilden, wobei der Querschlitten 8 gegebenenfalls mehr in die Richtung verfahren wird, in der der
Querträger 5 näher an dem dem Werkzeugwechsler abgewandten Rand der Arbeitsöffnung 6 steht.
Auf der dem Bearbeitungskopf 4 horizontal entgegengesetzten Seite des Bearbeitungsschachtes 2 ist die Werkstückzufuhr 3
angeordnet, welche einen Vertikalschieber 12 aufweist, der einerseits seitlich an einem vertikalen Maschinenständer 13
auf einer vertikalen Bewegungsbahn C bewegbar ist und anderer-
- 10 -
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seits um eine Querachse in Pfeilrichtung C schwenkbar ist.
Das Bahnenbett 10 des Querschlittens 8 ist durch ein Zwischenstück 23 mit dem vertikalen Maschinenständer 13 zu einer
starren, kompakten Einheit verbunden.
Das zu bearbeitend© Werkstück 15 (siehe Fig. 3 und 4) wird
auf einer Palette 14 aufgespannt uml auf .dieser Palette 14 von
einer Palettenzufuhrfläche 16 auf die horizontal geschwenkte
Arbeitsfläche 17 des Vertikalschiebers 12 (Pfeilrichtung E) geschoben und sicher befestigt (siehe Fig. 7). Aus dieser horizontalen
Ladestellung ist der Vertikalschieber 12 dann (gemäß Pfeil D) in eine Öffnung 18 im Bearbeitungsschacht in seine
Vertikallage schwenkbar, wobei die Seitenränder der Palette 14 und/oder die Seitenränder der Arbeitsfläche 17 des Vertikalschiebers
12 mit den anliegenden Rändern der Öffnung 18 dicht abschließen. Vorzugsweise schließen die Ränder der Arbeitsfläche
der Palette mit den Öffnungsrändern, so daß die Palette selbst nicht in den Bearbeitungsschacht 2 hineinragt.
Die Werkstückpalette kann - zwecks Mehrseitenbearbeitung - auf dem Vertikalschieber 12 zusätzlich auch um eine in Bearbeitungsstellung horizontale Achse selbst drehbar angeordnet und dafür
auch rund ausgebildet sein.
In dieser Vertikalstellung ist das zu bearbeitende Werkstück vertikal hochstehend und dem Bearbeitungskopf 4 horizontal gegenüberliegend
innerhalb des Bearbeitungsschachts 2 angeordnet, so daß das gesamte abgetragene Material, d.h. die Späne 21 etc.,
frei im Bearbeitungsschacht herunterfallen und an dessen Boden in z.B. verfahrbaren Behältern 19 gesammelt werden kann, welche
zu den Seitenwänden des Bearbeitungsschachts 2 hin dicht abschließen. Da die Trennung des Abfallmaterials praktisch genau
und ohne Verluste oder Vermischung von Werkstück zu Werkstück getrennt erfolgen kann, kann statt eines Behälters 19 auch eine
gesonderte Trennvorrichtung vorgesehen sein, welche entsprechend
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den zu bearbeitenden Werkstücken mitprogrammierbar ist. Im Behälter
erfolgt dann jeweils die Abtrennung des Kühlmittels.
Um auch auf horizontal liegenden Schulterflächen des Werkstückes
15 selbst oder in Bohrungen sich ansammelnde Späne o. dgl. zum Herunterfallen zu bringen, können zusätzlich je nach Art des Werkstückes
angeordnete Druckluftdüsen, auf der Palette angebracht und ausgerichtet werden. Die auf den Paletten 14 aufgespannten
Werkstücke 15 können der Palettenzufuhrfläche 16 mittels
einer Paletten-Transfer-Strecke 20 zugeführt und die fertigen
Werkstücke auf dieser weitergeleitet werden.
Werkstücke auf dieser weitergeleitet werden.
Von den drei Bearbeitungsrichtungen Pfeile A, B und C wird die vertikale Anstellrichtung (Pfeil C) von dem den Vertikalschieber
12 tragenden Maschinenständer 13 übernommen, womit gleichzeitig das genaue Einpassen des Vertikalschiebers 12 in die Ränder der
Öffnung 18 des Bearbeitungsschachts 2 programmierbar gewährleistet ist. Andererseits sind die Anstellbewegungen des Bearbeitungskopfes 4 und der Palette 14 bzw. des Werkstückes ohne weiteres
elektronisch aufeinander programmierbar.
Um auch die quer verlaufende Arbeitsöffnung 6 für die Arbeits-Seitwärtsbewegung
des Querträgers 5 ständig geschlossen zu
halten, kann (gemäß Fig. 5 und 6) eine sich teleskopartig
oder lamellenartig ineinander oder übereinander schiebbare
Abdeckkonstruktion 22 vorgesehen sein, welche den Querbewegungen des Querträgers 5 selbsttätig folgt.
halten, kann (gemäß Fig. 5 und 6) eine sich teleskopartig
oder lamellenartig ineinander oder übereinander schiebbare
Abdeckkonstruktion 22 vorgesehen sein, welche den Querbewegungen des Querträgers 5 selbsttätig folgt.
Eine ähnliche Abdeckkonstruktion kann auch die Öffnung 18
oberhalb oder unterhalb des Palettenrandes abschließen, um die Öffnung 18 bei den vertikalen Arbeitsbewegungen der Palette
dicht zu halten, wobei die Lamellen zwar horizontal orientiert sind, jedoch an ihrer Innenwandseite glatte Übergänge aufweisen. Bei vertikaler Anordnung der Lamellen kann sich kein Material
daran festsetzen.
oberhalb oder unterhalb des Palettenrandes abschließen, um die Öffnung 18 bei den vertikalen Arbeitsbewegungen der Palette
dicht zu halten, wobei die Lamellen zwar horizontal orientiert sind, jedoch an ihrer Innenwandseite glatte Übergänge aufweisen. Bei vertikaler Anordnung der Lamellen kann sich kein Material
daran festsetzen.
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Wenn der Querträger 5 entweder auf seiner Führungsbahn 7 oder mit dem Querschlitten 8 horizontal schwenkbar ausfährt/ kann er nach
Freigabe von der Abdeckkonstruktion 22 - auch durch einfache schwenkbewegung aus der Arbeitsöffnung 6 heraus verlagerbar
sein. Es ist auch denkbar, das Werkstück 15 mit seiner Palette auf der Palettenzufuhrfläche 16 zu wenden und in anderer Lage
wieder an den Bearbeitungsort im Bearbeitungsschacht 2 heranzubringen.
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10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Bearbeitungsmaschine
Bearbeitungsschacht
Werkstückzufuhr
Bearbeitungskopf
Querträger
quer verlaufende Arbeitsöffnung
Führungsbahn
Querschlitten
Magazin-Werkzeugwechsler
Bahnenbett des Querschlittens
Motor
Vertikalschieber
vertikaler Maschinenständer
Palette
Werkstück
Palettenzufuhrfläche auf Palettenwechsler
Palettenzufuhrfläche auf Vertikalschieber
Öffnung für Palette
Behälter
Paletten-Transfer-Strecke
Späne
Abdeckkonstruktion
Zwischenstück, Ständer/Bett
Pfeil A auf Führungsbahn längs
Pfeil B auf Führungsbahn quer
Pfeil C auf Vertikalschieber vertikal
Pfeil D auf Vertikalschieber schwenkbar
Pfeil E Aufschieberichtung der Palette
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Claims (13)
1.) Bearbeitungsmaschine zur materialabhebenden Präzisionsbearbeitung
von Werkstücken, insbesondere für Bohr- und Fräsmaschinen mit einer Einrichtung zum Halten des Werkstückes,
einer werkzeugbestückten Bearbeitungseinrichtung und einer Einrichtung zum Abführen des abgetragenen Materials, gekennzeichnet durch
einen vertikal orientierten Bearbeitungsschacht (2), in den von der einen Seite der Bearbeitungskopf
(4) der Bearbeitungseinrichtung horizontal sowie ein- und ausfahrbar hineinragt und in dem das Werkstück (15) an einer
anderen Seite des Bearbeitungsschachtes, vorzugsweise an der dem Bearbeitungskopf (4) horizontal gegenüberliegenden Seite,
in einer Lage angeordnet ist, in der das vom Werkstück abgetragene. Material (z.B. Bohr- und Frässpäne) durch sein Eigengewicht
im freien Fall durch den Bearbeitungsschacht (2) gelangt, wobei die Innenwände des Bearbeitungsschachts (2) glatt
ausgebildet sind.
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2. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bearbeitungskopf (4) der Bearbeitungseinrichtung horizontal auf das Werkstück (15) zu und horizontal quer dazu
anstellbar und das Werkstück (15) vertikal verfahrbar ist.
3. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1 oder I0 dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zum Halten des Werkstückes von einer horizontalen Arbeitsstellung zum Aufspannen und
Heraufführen des Werkstückes (15) in eine vertikale Bearbeitungsstellung
innerhalb einer Öffnung (18) in der Wandung des Bearbeitungsschachts schwenkbar ist, in der sie
die Öffnung im Bearbeitungsschacht (2) abschließt und das Werkstück in den Bearbeitungsschacht ragend angeordnet ist.
4. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Werkstück (15) auf einer gesonderten Palette (14) aufgespannt ist, deren seitliche Ränder mit den Rändern der
Öffnung (18) fluchten.
5. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bahnenbett (10) mit dem vertikalen Maschinenständer (13) durch ein Zwischenstück (23) fest zu einer Einheit verbunden
ist.
6. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zum Halten des Werkstückes (15) sowohl schwenkbar als auch vertikal verfahrbar ist.
7. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungskopf (4) innerhalb
einer quer verlaufenden Arbeitsöffnung (6) in der Wand
des Bearbeitungsschachts (2) auf einem Querschlitten (8) horizontal quer verfahrbar ist.
8. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkzeugwechsler (9) außerhalb
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des Bearbeitungsschachts (2) dem Bewegungsbereich des Bearbeitungskopfes
C4) zugeordnet ist.
9. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine sich mit dem Bearbeitungskopf (4)
selbsttätig mitbewegende Abdeckeinrichtung (22) zum Verschließen der Arbeitsöffnung (6). mit glatten Innenwänden in
jeder Bewegungsstellung des Bearbeitungskopfes.
10. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine sich mit dem Vertikalschieber (12)
selbsttätig mitbewegende Abdeckeinrichtung (22) zum Verschließen der Arbeitsöffnung (18) mit glatten Innenwänden in jeder
Bewegungsstellung des Vertikalschiebers (12).
11. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Trennvorrichtung (19) für das Abfallmaterial.
(Späne)
12. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennvorrichtung (19) werkstückweise programmierbar
ist.
13. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsschacht (2) unmittelbar
über einer Unterflur-Transporteinrichtung für das Abfallmaterial angeordnet ist.
130084/0360
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3025453A DE3025453A1 (de) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Bearbeitungsmaschine, insbesondere bohr- und fraesmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3025453A DE3025453A1 (de) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Bearbeitungsmaschine, insbesondere bohr- und fraesmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3025453A1 true DE3025453A1 (de) | 1982-01-28 |
Family
ID=6106451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3025453A Withdrawn DE3025453A1 (de) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Bearbeitungsmaschine, insbesondere bohr- und fraesmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3025453A1 (de) |
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-
1980
- 1980-07-04 DE DE3025453A patent/DE3025453A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |