DE7613396U1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen mechanischen fertigen von startblechen fuer die elektrolytische raffination von metallen, insbesondere von kupfer - Google Patents

Description

betreffend

■^Vorrichtung zum kontinuierlichen mechanischen Fertigen von Startblechen für die elektrolytische Raffination von Metallen, insbesondere von Kupfer,

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen mechanischen Fertigen von Startblechen für die elektrolytische Raffination von Metallen, insbesondere von Kupfer, aus elektrolytisch abgeschiedenen Blechen, die bereits auf bestimmte Abmessungen zugeschnitten und gerichtet sind, wobei die Vorrichtung aus einer Transportvorrichtung für die Bleche, Tragösen und Kathodenstäbe sowie aus Stanzwerkzeugen und Werkzeugen zur Herstellung einer festen und starren Verbindung zwischen Tragösen und den Blechen besteht.

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Bei der elektrolytischen Raffination von Metallen, insbesondere bei der Herstellung von Kupfer, werden sogenannte Startbleche verwendet, die auch als "Unterlagen" bezeichnet werden. Bei diesen Blechen handelt es sich um auf sogenannten "Mutterblechen" elektrolytisch abgeschiedene Kupferfilme, die in Form eines Bleches von dem Mutterblech abgezogen und mit Tragösen oder Aufhängeohren und Kathodenstangen zum Einhängen der Startbleche versehen werden.

Diese Startbleche werden maschinell hergestellt, und zwar müssen sie zugeschnitten und gerichtet werden, danach erfolgt die Vereinigung mit den Tragösen und den Kathodenstangen.

Die Herstellung der Kathodenbleche ist z.B. in Ulimann,

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Seite 198 (1960) beschrieben.

Alle die bis heute verwendeten Maschinentypen für die Herstellung von Startblechen haben den wesentlichen Nachteil einer begrenzten Kapazität. Die ausgeschnittenen und gerichteten Bleche werden ruckweise durch die Maschine geführt, d.h. diskontinuierlich,und zwar in einer hauptsächlich horizontalen Ebene, wonach die Bleche von einer dafür geeigneten Anordnung in die vertikale Lage gekippt werden.

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Der ruckweise, d.h. diskontinuierliche Vorschub der Bleche, ösen und Stangen fordert eine genaue Steuerung, um den erforderlichen Abstand zwischen Blech und Stange einzuhalten. Gleichzeitig wird das nur sehr dünne Kathodenblech großen Beschleunigungs- und Verzögerungskräften unterworfen, die u.a. oft zu Abstandsverschiebungen und Deformationen der Bleche durch die Steuerkanten der Transporteinrichtung führen, was wiederum ein Unbrauchbarwerden der Startbleche und damit eine Kapazitätsherabsetzung zur Folge hat. Der nicht kontinuierliche Vorschub und damit die Stillstände in der Vorwärtsbewegung werden hauptsächlich durch die erforderlichen Arbeitsvorgänge des Vereinigens der Tragösen mit dem Blechhalbzeug verursacht, z.B. den Stanz- und Nietvorgängen oder anderen Verbindungsarbeitsgängen. Eine nicht ruckartige sondern weiche Verzögerung vor und eine entsprechende Beschleunigung nach einem Stillstand für einen Verbindungsvorgang, wie z.B. der Stanz- und Nietoperation, bewirkt zwar das Auftreten geringerer Schaden, hierdurch wird jedoch eine niedrigere Kapazität der Anlage erhalten, so daß diese unrentabel wird. Durch eine unsanfte, d.h. schnelle Verzögerung und entsprechende Beschleunigung und Verbindungsoperationen mit kürzestmöglichen Stillständen kann zwar die Kapazität der vorbekannten Vorrichtungen bis auf einen optimalen Wert erhöht werden, wobei jedoch die zuvor genannten Nachteile auftreten, nämlich Schäden an den fertigen Startblechen.

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Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Startblechen, welche die oben angegebenen Nachteile nicht aufweist, d.h. welche die Herstellung von Startblechen ohne Fehler und dennoch mit hoher Kapazität bzw. in rascherFolge ermöglichen. Diese Aufgabe

wird erfindungsgemäss durch die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst.

Vorzugsweise ist das erfindungsgemässe Verfahren weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge in begrenzten Bereichen im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Blechhalbzeugs an diesem angreifen, und dass das Blechhalbzeug zumindest in seinen dem Angriff der Werkzeuge benachbarten, vorzugsweise . unmittelbar benachbarten Bereichen, durch Gegenwerkzeuge und/oder die Bewegungsbahn abgestützt wird und/oder die von den Werkzeugen nicht senkrecht zur Ebene des Blechhalbzeugs auf dieses aufgebrachten Kräfte jeweils paarweise in etwa gleicher Grosse und entgegengesetzter Richtung so aufgebracht werden, dass die resultierende Kraftkomponente in der Ebene des Blechhalbzeugs im wesentlichen Null ist.

Erfindungsgemäss ist es vorteilhaft, wenn die Werkzeuge,

die dazu dienen, das Blechhalbzeug über Tragösen mit

einer Kathodenstange zu verbinden, sowie die zugeordneten

Gegenwerkzeuge längs geschlossener Bahnen, vorzugsweise

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längs kreisförmiger Bahnen, bewegbar sind, die so angeordnet sind, dass sie von der Bewegungsbahn des Blechhalbzeugs im wesentlichen tangential berührt werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Blechhalbzeug, die Tragösen und die Kathodenstange kontinuierlich vorwärtsbewegt werden, und dass die Arbeitsgänge des Verbindens zwischen Blechhalbzeug und Trä'gösen kontinuierlich durchgeführt werden, wobei während dieser kontinuierlichen Vorwärtsbewegung die die Tragösen bildenden Blechstreifen um die Kathodenstange unter gleichzeitiger Auflage ihrer beiden Enden auf das Blechhalbseug gebogen werden, und dann durch einen nahe bei den Enden der Tragösen und durch das Blechhalbzeug hindurch unter Ausstanzen von Zungen durchgeführten Stanzvorgang eine erste Verbindung hergestellt wird und diese erste Verbindung anschliessend in eine endgültige, feste und starre Verbindung umgewandelt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Umwandlung der ersten Verbindung in eine endgültige,feste und starre Verbindung durch Umbiegen der übereinanderliegenden Zungen in paralleler Richtung zum Verlauf der Kathodenstange durchgeführt.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus,

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daß sie umfaßt: eine kontinuierliche mit gleichbleibender Geschwindigkeit arbeitende Transporteinrichtung zum Transportieren von Kathodenstangen und Blechhalbzeug, auf dieser Transporteinrichtung einen Mitnehmer für die Kathodenstangen und Anschläge für das Blechhalbzeug sowie Fördereinrichtungen, um einen konstanten Abstand zwischen Kathodenstange und Blechhalbzeug während der Vorwärtsbewegung im ersten Teil der Transporteinrichtung aufrechtzuerhalten, stationäre Einrichtungen zum Aufnehmen und Halten der die Tragösen bildenden Blechstreifen, wobei diese durch die Vorwärtsbewegung der Kathodenstange um diese herumgebogen werden und die Enden der aus diesen Blechstreifen gebildeten Tragösen auf das eine Ende- des Blechhalbzeugs beidseitig i,ur Auflage kommen, bewegliche Einrichtungen zum Verbinden der Enden der Tragösen mit dem Blechhalbzeug, und eine gemeinsame Antriebseinrichtung sowie gegebenenfalls Hilfsantriebseinrichtungen zum gemeinsamen Antrieb aller beweglichen Teile der Vorrichtung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zeichnet sich die Vorrichtung dadurch aus, daß die Einrichtungen zum Verbinden der Enden der Tragösen mit dem Blechhalbzeug auf beweglichen Körpern und insbesondere rotierenden Körpern mit gekrümmter Laufbahn - ohne oder mit bombierter Fläche - insbesondere Walzen, Rädern oder Segmenten hiervon, welche an den notwendigen Stellen mit Ausschnitten für den Durchtritt der Kathodenstangen versehen sind, angeordnet sind.

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Erfindungsgemäss können die Werkzeuge zum Verbinden mindestens ein zusammenwirkendes Walzen- oder Räderpaar zum gemeinsamen Ausstanzen von Zungen sowohl aus den Tragösen als auch aus dem Blechhalbzeug sowie mindestens ein zusammenwirkendes Paar von Walzen oder Rädern zum Umbiegen der ausgestanzten Zungen und mindestens ein zusammenwirkendes Paar von Walzen oder Rädern zur Herstellung der endgültigen, festen und starren Verbindung durch Zusammendrücken bzw. Zusammenschlagen, Nieten oder Schweissen der Zungen umfassen.

Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn mindestens auf einer Walze des zum Ausstanzen der Zungen dienenden Walzenpaares ein Stanz- oder Schneidwerkzeug in radialer Richtung verschiebbar so gelagert ist, dass es über den Umfang der Walze hinaus in die Bewegung des Blechhalbzeugs hinein verschiebbar ist.

Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn in Bewegungsrichtung längs der Bewegungsbahn des Blechhalbzeugs hintereinander mehrere Walzen oder Rollen mit wachsendem Keilwinkel zum sukzessiven Umbiegen der durch den Stanzvorgang gebildeten Zungen angeordnet sind.

Das erfindungsgemässe Verfahren und die hierzu verwendete Vorrichtung werden anhand einer speziellen Ausführungsforro unter Bezugnahme auf die Zeichnung im folgenden näher erläutert:

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In der Fig. 1 ist ein fertiges Startblech für die Raffination von Metallen und insbesondere von Kupfer gezeigt. Das fertige Startblech besteht aus den im folgenden mit Blechhalbzeug 1 bezeichneten dünnen Kupferblechen, den Tragösen 2 und der Kathodenstange 3.

Die Fig. 2 zeigt einen Zwischenzustand bei der Herstellung der Verbindung zwischen Tragösen 2 und Blechhalbzeug 1 und die Fig. 3 den entsprechenden Fertigzustand, d.h. die endgültige, starre und feste Verbindung zwischen Tragösen und Blechhalbzeug 1. Die Fig. 2 und 3 stellen Vergrösserungen längs der Schnittlinie a-a von Fig. 1 dar.

In der Fig. 4 ist in der Seitenansicht eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Herstellung von Startblechen gezeigt, die Fig. 5 zeigt eine Draufsicht von oben auf diese Vorrichtung.

Das Blechhalbzeug 1, die Stangen 3 und die aus Blechstreifen 2' geformten Tragösen 2 werden bei dem erfindungsgemässen Verfahren mittels der erfindungsgemässen Vorrichtung über eine vorzugsweise horizontale Bahn durch die Stanz- und Verbindungswerkzeuge vorgeschoben. Eingabe, Kantschnitt und Richten des Blechhalbzeugs erfolgt vor dessen Aufgabe auf die Vorrichtung der Fig. 4 und 5, die an der rechten Seite erfolgt.

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Die Vorrichtung gemäss den Fig. 4 und S fasst die Haupttrans portketten 5, 6 sowie 8, 9, die zur Vorwärtsbewegung der Einzelteile der Startbleche von ihrer Aufgabe, während des Zusammenbaus sowie des fertig zusammengebauten Startbleches dienen. Diese Transportketten werden, wie auch die übrigen beweglichen Teile der Gesamtvorrichtung mittels eines nicht dargestellten gemeinsamen Antriebs über eine Hauptachse 19 kontinuierlich angetrieben. Der Antrieb dieser Achse 19 kann mit hydraulischen Motoren, Gleichstrommotoren, Wechselstrommotoren oder in beliebiger Weise erfolgen. Die Synchronisierung zwischen den noch im folgenden beschriebenen beweglichen Einrichtungen 13, 14, 15, 16, 17 und 18 zum Verbinden der Enden der Tragösen 2 mit dem Blechhalbzeug 1 kann über Hilfsantriebseinrichtungen 20 in Form von Zahnrädern, Zahnriemen od. dgl. erfolgen.

In den Fig. 4 und 5 sind die Einrichtungen zum Auflegen des Blechhalbzeuges 1, zum Einlegen der Kathodenstangen 3 in die Mitnehmer 4 und zum Einschieben der Blechstreifen 2¹ welche später die Tragösen 2 bilden, von oben vor die Einrichtungen 22 und 23 nicht dargestellt, da dies sowohl von Hand als auch durch automatisierte, mechanische Einrichtungen üblicher und bekannter Bauart erfolgen kann. Zur besseren Obersichtlichkeit ist die stationäre Einrichtung 22, 23 nur in der Fig. 4 dargestellt.

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Das auf den Fördereinrichtungen 10, 1t, 12 im rechten Teil der Vorrichtung gemäss Fig. 4 und 5 abgelegte Blechhalbzeug 1 wird durch diese Fördereinrichtungen 10, 11, 12 gegen die Anschläge 7 auf den Transportketten 8 und 9 gefördert. Das Blechhalbzeug 1 liegt auf den Fördereinrichtungen 10, 11, 12, z.B. Riemen, Gummibänder oder dergl. auf, die eine höhere Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung als die Ketten 8 und 9 besitzen, so dass das Blechhalbzeug, das auf diesen Bändern bzw. Riemen 10, 11, 12 rutschen kann, immer gegen die Anschläge 7 gedrückt wird. Die Mitnehmer 4 fürdie Kathodenstange 3 befinden sich auf den Transportketten 5 und 6, und da die Transportketten 5 und 6 einerseits und 8 und 9 andererseits mit gleicher Geschwindigkeit laufen, wird zwischen der Kathodenstange 3 und der vorderen Kante des Blechhalbzeugs 1, die mit den Anschlägen 7 im Eingriff ist, ein konstanter Abstand aufrechterhalten.

Bei der weiteren Vorwärtsbewegung, die in Richtung des Pfeils der Fig. 4 erfolgt, stösst die Kathodenstange 3 gegen die senkrecht stehenden Blechstreifen 2¹, wobei diese Blechstreifen 2¹ durch die sich weiter nach links bewegende Kathodenstange 3 zu der endgültigen Form der Tragösen 2 umgebogen werden, da sie an den stationären Halteeinrichtungen 22 und 23, z.B. runde, verbiegungsfeste Stangen oder Walzen zur Anlage kommen und so das obere und das untere Ende eines jeden Blechstreifens 2' umgebogen wird. Selbstverständlich haben die Blechstreifen 2' eine

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entsprechende Länge, so dass ihre Enden auf das Blechhalbzeug 1 von oben und von unten zur Auflage kommen. Weiterhin ist der Abstand zwischen den stationären Einrichtungen 22 und 23 mindestens so gross, dass der Durchtritt der Kathodenstangen mit den darüber gebogenen Tragösen 2 möglich ist. Vorzugsweise haben die Blechstreifen 2¹ die gleiche Materialstärke wie das Blechhalbzeug 1 und können daher aus einem Blechhalbzeug herausgeschnitten werden.

Das Biegen der Blechstreifen 2' um die Kathodenstangen 3 unter Bildung der Tragösen 2 erfolgt daher kontinuierlich und ohne Stillstand der Transporteinrichtung.

Bei der weiteren Vorwärtsbewegung gelangt die Anordnung aus Kathodenstange 3, um diese gebogenen Tragösen 2 und Blechhalbzeug 1 zu der sogenannten Stanzstation, die in

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14 dargestellt ist. Durcii diese Stanzräder wird in dem Bereich, in welchem die Enden der Tragösen 2 auf dem Blechhalbzeug 1 aufliegen, eine Stanzung durchgeführt, deren Endzustand in der Fig. 2 gezeigt ist. In dieser Figur sind drei Lagen von Blechen dargestellt, wobei die mittlere Lage das Blechhalbzeug 1 und die beiden äusseren Lagen die Enden der Tragösen 2 darstellen. Durch den Stanzvorgang xverden Blechzungen 21 ausgestanzt. Die Stanzoperation wird zwischen den beiden Stanzrädern 13 und 14 mit zentrischer Lagerung und bei tangentialer Berührung mit dem Blech und in synchroner

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Bewegung mit der Transporteinrichtung durchgeführt, wobei j

das eine Rad eine geeignete Stanzanordnung aufweist, die ]

j die Zungen aus den Tragösen 2 und dem Blechhalbzeug 1 in der in Fig. 2 gezeigten Weise ausschneidet und biegt. Das andere Rad dient als Anschlag.

Da diese Zungen 21 das Blechhalbzeug 1 und die Tragösen 2 nun zusammenhalten und eine erste Verbindung bilden, enden die Ketten 8 und 9 der Transporteinrichtung bei diesen zusammenwirkenden Stanzrädern 13 und 14, während die Fördereinrichtungen 10, 11, 12 wegen der Länge des Blechhalbzeugs 1 bereits vorher enden können, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Es sind nun keine Massnahmen mehr erforderlich, um einen konstanten Abstand zwischen Kathodenstange und Blechhalbzeug aufrechtzuerhalten.

Die Stanzräder 13 und 14 sind selbstverständlich an den entsprechenden Stellen mit Ausschnitten versehen, damit ein ungehinderter Durchtritt der Kathodenstange 3 gewährleistet ist. Dasselbe gilt für die weiteren Bearbeitungsstationen.

Der weitere Transport der durch die Bearbeitung zwischen den Stanzrädern 13 und 14 gebildeten Einheit erfolgt von .nun an nur mehr durch die Transportketten S und 6 und die

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darauf befindlichen Mitnehmer über die Kathoderistange 3.

Als nächstes gelangt der Verbund mit den ausgestanzten Zungen 21 gemäss Fig. 2 zu der Biegestation, die in den Fig. 4 und 5 durch die Räderpaare 1!>, 16 dargestellt ist. Diese Biegestation kann aus Rollen 15 und festen oder rotierenden Reaktionsstützen 16 bestehen. Hierin werden die Zungen 21 weiter umgebogen. Die Herstellung der endgültigen, festen und starren Verbindung zwischen Blechhalbzeug 1 und Tragösen 2 wird in diesem Beispiel in einer sogenannten Nietstation durchgeführt, die rotierende Räderpaare 17 und 18 umfasst, und in der den Zungen die in der Fig. 3 angedeutete Form gegeben wird, wodurch eine feste und starre Verbindung erreicht wird. In der Nietstation kann die Herstellung dieser endgültigen, festen und starren Verbindung durch Zusammendrücken, -pressen bzw. -schlagen mittels eines Stempels erfolgen.

Schliesslich werden die jetzt fertigen Startbleche von der Transporteinrichtung ohne Stillstand dieser Transporteinrichtung abgenommen, wobei das Startblech das in der Fig. 1 gezeigte Aussehen besitzt.

Die Synchronisierung zwischen den Stanz-, Biege- und Nietstationen kann über Zahnräder 20 erfolgen, selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, Zahnriemen oder andere Einrichtungen hierzu zu verwenden.

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Selbstverständlich ist es auch möglich, statt durch Stanzung, Umbiegen von Zungen und "Vernieten" dieser Zungen die Verbindung zwischen den Enden der Tragösen 2 und dem Blechhalbzeug 1 auf andere Weise herzustellen. Beispielsweise kann dies durch Punktschweissen erfolgen, wobei in diesem Fall nur ein Paar von Rädern 13, 14 erforderlich ist, das die erforderlichen Werkzeuge auf seinem Umfang trägt.

per wesentliche Teil der erfindungsgemässen Vorrichtung hat daher das Merkmal, dass die Vereinigungswerkzeuge, wie z.B. die Stanz- oder Nietwerkzeuge, in und auf dem Umkreis von Rädern, von Walzen, von rotationssymmetrischen Körpern oder Teilen bzw. Segmenten hiervon befestigt sind, die unter tangentialer Berührung der Blechhalbzeuge bzw. Tragösen und in synchroner Bewegung mit deren Vorwärtsbewegung die Verbindung herstellen, d.h. die Befestigung zwischen Tragösen 2 und Blechhalbzeug 1 ermöglichen.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die räumliche Ausgestaltung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie gegenüber dem Stand der Technik einzeln oder in Kombination neu sind.

- Ansprüche -

Claims (5)

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen mechanischen Fertigen von Startblechen für die elektrolytische Raffination von Metallen, insbesondere von Kupfer, aus elektrolytisch abgeschiedenen Blechen, die bereits auf bestimmte Abmessungen zugeschnitten und gerichtet sind, wobei die Vorrichtung aus einer Transportvorrichtung für die Bleche, Tragösen und Kathodenstäbe sowie aus Stanzwerkzeugen und Werkzeugen zur mechanischen Herstellung einer festen und starren Verbindung zwischen Tragösen und den Blechen besteht, g e kennze ichnet durch eine kontinuierlich mit gleichbleibender Geschwindigkeit, antreibbare, die Kathodenstäbe (5) und die Bleche (1) vorwärts bewegende Transporteinrichtung (5, 6, 8, 9, 19), die Mitnehmer (4) für die Kathodenstäbe (3) und Anschläge (7} für die Bleche (1) sowie Fördereinrichtungen (10, 11, 12) umfaßt, um einen konstanten Abstand zwischen Kathodenstab und dem Blech während der Vorwärtsbewegung im ersten Teil der Transporteinrichtung aufrechtzuerhalten, und durch stationäre Einrichtungen (22, 23) zum Aufnehmen und Halten von zum Bilden der Tragösen (21) dienenden Blechstreifen (2·), die durch die Vorwärtsbewegung des

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Kathodenstabs (3) um letzteren herumgebogen werden, wobei die Enden der aus diesen Blechstreifen (2¹) gebildeten Tragösen (2} auf das obere Ende des Blechs CD beidseitig zur Auflage kommen, sowie durch bewegliche Werkzeuge (13,

14, 15, 16, 17, 18) zum Verbinden der Enden der Tragösen (2) mit dem Blech (1).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Werkzeug"- (13, 14,

15, 16, 17, 18) zum Verbinden der Enden der Tragösen (2) mit dem Blech (1) längs gekrümmter Bahnen auf beweglichen Körpern, insbesondere rotierenden Körpern mit oder ohne bom~ bierter Oberfläche, insbesondere Walzen, Rädern, oder Segmenten hiervon, angeordnet sind, welche an den notwendigen Stellen mit Ausschnitten für den Durchtritt der Kathodenstäbe (3) versehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die beweglichen Werkzeuge (13, 14, 15,

16, 17_r 18) mindestens ein zusammenwirkendes Walzen- oder Räderpaar (13, 14) zum gemeinsamen Ausstanzen von Zungen (21) sowohl aus den Tragösen (2) als auch aus den Blechen (I) sowie mindestens ein zusammenwirkendes Paar von Walzen oder Rädern (15, 16) zum Umbiegen der ausgestanzten Zungen (21) und mindestens ein zusammenwirkendes Paar von Walzen oder Rädern (17, 18) zur Herstellung der festen und starren

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Verbindung durch Zusammendrücken bzw. Zusammenpressen, Nieten oder Schweißen der Zungen (21) umfassen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η ze ichne t, daß mindestens auf einer Walze des zum Ausstanzen der Zungen (21) dienenden Walzenpaares (13, 14) ein Stanz- oder Schneidwerkzeug in radialer Richtung verschiebbar so gelagert ist, daß es über den Umfang der Walze hinaus in die Bewegungsbahn des Blechs (1) hinein verschiebbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß in Bewegungsrichtung längs der Bewegungsbahn des Blechs (1) hintereinander mehrere Walzen oder Rollen mit wachsendem Keilwinkel zum sukzessiven Umbiegen der Zungen (21) angeordnet sind.

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