EP0010057A1 - Verfahren und Maschine zur Herstellung von dünnwandigen naht- und falzlosen Blech- Rohrbogen im Fliessdrückverfahren - Google Patents

Verfahren und Maschine zur Herstellung von dünnwandigen naht- und falzlosen Blech- Rohrbogen im Fliessdrückverfahren Download PDF

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EP0010057A1 EP79810071A EP79810071A EP0010057A1 EP 0010057 A1 EP0010057 A1 EP 0010057A1 EP 79810071 A EP79810071 A EP 79810071A EP 79810071 A EP79810071 A EP 79810071A EP 0010057 A1 EP0010057 A1 EP 0010057A1
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    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
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    • B21C37/28—Making tube fittings for connecting pipes, e.g. U-pieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14—Spinning
    • B21D22/16—Spinning over shaping mandrels or formers

Definitions

  • the present invention seeks to overcome the above disadvantages by means of a method which relates to the outward pushing of thin-walled seamless pipe bends of any bend radius, bend angle, pipe diameter from a short and thick-walled pipe blank Compliance with the caliber and exact shape, with an absolutely smooth surface of the pipe bend.
  • the thin-walled pipe bend can be made with or without cylindrical pipe extensions, made of iron, copper, brass, aluminum, zinc, etc.
  • the sheet metal pipe bends made from a thick-walled pipe blank in an outflow printing process can have a wall thickness of 0.2 - 1.5 mm and more.
  • a short and thick-walled tube blank is placed on a tube bend core which gives the desired tube bend shape and is pivoted in with this in accordance with the given tube bend radius between pressure rollers of a rotating pressure roller head which rotate around and act on the tube blank and which circulate through the outflow pressure on the pivoting tube blank effect and roll it into a thin-walled sheet metal tube bender with a smooth tube surface.
  • the pressure rollers are adjusted radially towards one another in order to exert the flying pressure on the pipe bend to be formed.
  • the pipe blank can be converted into a sheet metal pipe bend with a wall thickness of approx. 0.2 to 1.5 mm, and that of any bend radius, bottom angle and pipe diameter, with an absolutely smooth pipe bend surface and accurate caliber maintenance and exact shape from a single piece without any seam .
  • a cylindrical one is used core.
  • the bow supporting the elbow is attached to the front as a core extension, whereupon the cylindrical outflow pressure. by moving a support parallel to the axis of the pressure roller head.
  • the blanks to be machined do not rotate, but are machined with flow pressure by the radially adjustable pressure rollers of the driven pressure roller head, in that the pressure rollers circle the workpiece.
  • a machine that rotatably supports a motor-driven pressure roller head with pressure rollers that can be moved and controlled radially from and against one another in a machine frame, under which a longitudinally and transversely displaceable cross slide is located on a base plate.
  • the latter is supported by a support which can be pivoted about a vertical pivot axis as the carrier of an exchangeable tube bend core which receives the tube bend blank and which, while maintaining the tube bend radius, can be pivoted in an arc shape into the pressure roller head between the rotating pressure rollers.
  • An electric motor 3 for driving a pressure roller head 4 rests on a base plate 1 of a machine frame 2.
  • the latter is rotatably mounted in the machine frame 2 by means of a hollow shaft 5 by means of bearings 6, 7.
  • a push rod 8 which is actuated hydraulically, pneumatically etc. at 9 (cylinder with piston).
  • an exchangeable cylindrical tube core 10 At the free end of the push rod protruding in the pressure roller head 4 there is an exchangeable cylindrical tube core 10, which can be replaced by a stirring core of different dimensions.
  • the push rod 8 is guided by guide bearings 11.
  • a cylinder 12 which can be pushed back and forth is pushed on, can be mechanically controlled at 13 or in some other way.
  • This has a conical inner jacket 14 for controlling three pressure rollers 15 in star shape which are radially adjustable in relation to one another in the pressure roller head 4.
  • the latter are guided in the pressure roller head 4 with guide axes 16, for example spring-loaded, so that the free ends of the axes 16 rest against the inner jacket 14.
  • guide axes 16 for example spring-loaded
  • a cross slide 19 is guided back and forth on rods 20 of the machine frame 2 on the base plate 1, while the upper cross slide part 21 is transversely adjustable.
  • a support 23 is seated on a vertical axis 22 for receiving an exchangeable tube bend core 24.
  • the thick tube blank 25 to be machined is pushed onto it.
  • the swivel radius R of the support 23 can be shortened or extended by exchanging the corresponding support 23 and at the same time adjusting the cross slide upper part 21, which is made possible by transverse slots 26 therein.
  • the support 23 is driven by an electric motor 27 via a gear 28 for exerting a swiveling movement in the radius R of the tube bend core 24 with the tube blank in the direction of the pressure roller head 4 and its rotating pressure rollers 15.
  • the cross slide is in movement connection with a rod 30 controlled by a cylinder 29, again hydraulically, pneumatically, electrically or by hand.
  • an ejection lever 31 which can be pivoted on all sides on the cross slide 19 on its upper part 21, is used, which has a fork piece 32 or the like located at the free end the bend core 24 comprises at one end of the pipe bend of the rolled sheet metal bend 33 at 36.
  • the cylindrical core extension 10 is required at the end of the pipe bend core 24, which sits on the push rod 8, which is pushed forward as an extension on the pipe bend core 24 with the push rod 8.
  • the cylindrical pipe bend extension 34 to be achieved can be the same, larger or smaller than the pipe bend diameter, as desired.
  • the cylindrical pipe bend extensions 34 can thus also be molded on widely or closely.
  • the cylinder 9 with the piston comes into action in order to bring about the longitudinal displacement of the cross slide 19, the cylinder 29 being able to cooperate with the piston, or merely being displaced.
  • extension arm 25 of the support 23 is also conceivable to design the extension arm 25 of the support 23 to be shortenable or extendable.
  • the sheet metal pipe bend 33 (Eig. 8) produced seamlessly and without seams by the machine using the machine has an absolutely smooth surface. It contains caliber and conforms to shape. As an extension of the pipe bend, it can have cylindrical pipe bend extensions 34, which can be the same as the pipe bend diameter or can be narrowed or expanded. The wall thickness measures approx. 0.2 to 1.5 mm depending on the purpose of the sheet metal pipe bend.

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Abstract

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Maschine zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von dünnwandigen naht- und falzlosen Blech-Rohrbogen von beliebigem Bogenradius, Bogenwinkel und Rohrdurchmesser aus einem dickwandigen kurzen Rohrrohling im Ausfliessdruckverfahren,wobei der Rohrrohling (25) auf einem Rohrbogenkern (24) aufgesetz, entsprechend dem Rohrbogenradius zwischen rotierende, radial zueinander verstellbaren Druckrollen (15) eines Druckrollenkopfes (4), bogenförmig in diesen eingeschwenkt wird, den Rohrbogenradius einhaltendum swn Rohrrohling (25) in einen dünnwandigen Blech-Rohrbogen (33) von ca. 0,2 bis 1,5 mm Wandstärke längenmässig auszuwalzen, indem die Druckrollen (15) das Werkstück umkreisen.

Description

  • Bis zur Zeit bestand keine Möglichkeit, dünnwandige Blech- rohrbogen nahtlos in einem Stück zu biegen. Alle dickwandigen gezogenen Rohrbogen haben den Nachteil, dass sie in Rohrbereich sich in Kaliber verändern, hervorgerufen durch Stauchungen auf der Rohrbogcnaussenseite. Eine genaue Masshaltung und exakte Formgebung ist nicht möglich. Rohrbogen wie solche z.B. für Dachrinnenabläufe Verwendung finden, sind nach wie vor aus zwei Teilen zusammengesetzt, durch Schweiss- oder Falznaht miteinander verbunden. Aus einem Stück bestehende Rohrbogen weisen unansehnliche weit abstehende Rippen auf, die durch Stauchung der Rohrbogeninnenseite entstehen.
  • Vorliegende Erfindung sucht durch ein Verfahren obige Nachteile zu beheben, das sich zum Ausfliessdrücken von dünnwandigen nahtlosen Rohrbogen von beliebigem Bogenradius, Bogenwinkel, Rohrdurchmesser aus einem kurzen und dickwandigen Rohrrohling bezieht, bei Einhaltung des Kalibers und exakter Formgebung, bei absolut glatter Oberfläche des Rohrbogens. Der dünnwandige Rohrbegen kann mit oder ohne zylindrische Rohrfortsätze hergestellt werden, aus Eisen, Kupfer, Messing, Aluminium, Zink u.s.w. Die in Ausfliessdruckverfahren aus einem dickwandigen Rohrrchling hergestellten Blech-Rohrbogen können eine Wandstärke von 0,2 - 1,5 mm und mehr aufweisen.
  • Gemäss dem vorliegenden Verfahren wird ein kurzer und dickwandiger Rohrrohling auf einen die gewünschte Rohrbogenform gebenden Rohrbogenkern aufgesetzt und mit diesem entsprechend dem gegebenen Rohrbogenradius zwischen um den Rohrrohling kreisenden und auf diesen einwirkenden Druckrollen eines rotierenden Druckrollenkopfes bogenförmig eingeschwenkt, welche umlaufenden Durchrollen den Ausfliessdruck auf den einschwenkenden Rohrrohling bewirken und diesen in einen dünnwandigen Blech-Rohrboger mit glatter Rohroberfläche auswalzen.
  • Während dem Einschwenkvorgang werden die Druckrollen zur Ausübung des Flieggdruckes auf den zu bildenden Rohrbogen radial aufeinander zulaufend nachgestellt. Der Rohrrohling kann auf diese Weise in einen Blechrohrbogen von ca. 0,2 bis 1,5 mm Wandstärke umgewandelt werden, und zwar von beliebigem Bogenradius, Bodenwinkel und Rohrdurchmesser, bei absolut glatter Rohrbogenoberfläche und genauster Kaliberhaltung und exakter Formgebung aus einem Stück ohne jegliche Naht.
  • Zur Erzielung von zylindrischen Rohrbogenfortsätzen am bereits ausgewalzten Blechrohrbogen wird ein zylindrischer
    Figure imgb0001
    kern an. den den Rohrbogen tragenden Bogenkern stirnseits als Kernverlängerung angesetzt, worauf das zylindrische Ausfliessdru. cken durch Verschieben eines Supports parallel zur Achse des Druckrollenkopfes erfolgt.
  • Gemäss dem Verfahren ist es auch möglich, dickwandige Rohrt in dünnwandige zylindrische Blechrohre umzuarbeiten.
  • Die zu bearbeitenden Rohlinge rotieren nicht, sondern sie werden durch die radial verstellbaren Druckrollen des angetriebenen Druckrollenkopfes mit Fliessdruck bearbeitet, indem die Druckrollen das Werkstück umkreisen.
  • Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Maschine, die in einem Maschinengestell einen motorisch angetriebenen Druckrollenkopf mit radial von und gegeneinander verschiebbaren bzw. steuerbaren Druckrollen drehtbar lagert, unter welchem sich auf einer Grundplatte ein längs- und querverschiebbarer.Kreuzschlitten befindet. Auf letzterem rüht um eine vertikale Schwenkachse schwenkbarer Support als Träger eines auswechselbaren, den Rohrbogenrohling aufnehmenden Rohrbogenkern, welcher den Rohrbogenradius einhaltend, zwischen die umlaufenden Druckrollen in den Druckrollenkopf bogenförmig einschwenkbar ist.
  • Auf Leiliegenden Zeichnungen ist die Maschine in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt. Es zeigt:
    • Fig. 1 die Maschine in einer Längsansicht,
    • Fig. 2 eine Draufsicht,
    • Fig. 3 eine Draufsicht ohne den Druckrollenkopf,
    • Fig. 4 einen Druckrollenkopf im Längsschnitt mit Support,
    • Fig. 5 den Druckrollenkopf in Vorderansicht,
    • Fig. 6 und 7 einen Rohrrohling in Ansicht und Draufsicht,
    • Fig. 8 den nach dem vorliegenden Fliessdruckverfahren hergestellte nahtlose und falzlose glatte, aus einem Stück geformte dünnwandige Blechrohrbogen in Ansicht.
  • Auf einer Grundplatte 1 eines Maschinengestelles 2 ruht ein Elektromotor 3 für den Antrieb eines Druckrollenkopfes 4. Letzterer ist mit einer Hohlwelle 5 mittelst Lager 6, 7 im Maschinengestell 2 drehbar gelagert. In der Hohlwelle 5 ruht achsial verschiebbar aber nicht drehbar eine Schubstange 8, die hydraulisch, pneumatisch etc. bei 9 (Zylinder mit Kolben) betätigt wird. Am freien im Druckrollenkopf 4 vorstehenden Schubstangenende sitzt ein auswechselbarer zylindrischer Rohrkern 10, der durch einen im Durchmesser anderst dimensionierten Rbhrkern ersetzbar ist.
  • Die Schubstange 8 wird von Führungslagern 11 geführt. Auf dem Druckrollenkopf 4 ist ein hin- und herschiebbarer Zylinder 12 aufgeschoben, mechanisch bei 13 oder auf eine andere Art und Weise steuerbar. Dieser weist einen konischen Innenmantel 14 auf, zur Steuerung von im Druckrollenkopf 4 radial zueinander verstellbaren drei Druckrollen 15 in Sternform. Letztere sind im Druckrollenkopf 4 mit Führungsachsen 16 zum Beispiel federbelastet geführt, sodass die freien Enden der Achsen 16 am Innenmantel 14 anliegen. Zur Steuerung bzw. Längverschiebung des Zylin. ders 12 auf dem Druckrollenkopf 4 können Rollen 17 auf einen Flansch 18 des Zylinders 12 durch Verschiebung derselben einwirken.
  • Unter dem Druckrollenkopf 4 ist auf der Grundplatte 1 ein Kreuzschlitten 19 auf Stangen 20 des Maschinengestelles 2 hin-und herschiebbar geführt, während der obere Kreuzschlittenteil 21 quer verstellbar ist. Auf dem letzteren sitzt an einer Vertikalachse 22 ein Support 23 zur Aufnahme eines auswechselbaren Rohrbogenkerns 24. Auf diesen wird wie bereits eingangs erwähnt, der zu bearbeitende dicke Rohrrohling 25 aufgeschoben. Je nach dem gewünschten Radius des Rohrbogens und Durchmesser des Rohres ist der Schwenkradius R des Supports 23 verkürzbar oder verlängerbar durch Auswechslung des entsprechenden Supports 23 und gleichzeitiger Querverstellung des Kreuzschlittenoberteils 21, was durch Querschlitze 26 in diesem ermöglicht wird. Der Support 23 wird von einem Elektromotor 27 über ein Getriebe 28 zur Ausübung einer Schwenkbewegung im Radius R des Rohrbogenkerns 24 mit dem Rohrrohling in Richtung Druckrollenkopf 4 und dessen umlaufenden Druckrollen 15 angetrieben. Der Kreuzschlitten steht mit einer von einem Zylinder 29 aus gesteuerten Stange 30 in Bewegungsverbindung, wiederum hydraulisch, pneumatisch, elektrisc oder von hand steuerbar.
  • Um den dünnwandigen fertigen Rohrbogen 33 vom Rohrkern 24 abstreifen zu können, dient ein allseitig auf dem Kreuzschlitten 19 auf dessen Oberteil 21 schwenkbarerAuswurfhebel 31, der mit einem am freien Ende befindlichen Gabelstück 32 oder dergleichen den Bogenkern 24 stirnseits am einen Rohrbogenende des ausgewalzten Blechrohrbogens 33 bei 36 umfasst. Durch Ausschwingen des Auswurfhebels 31 in Richtung Rohrbogenradius ist der Rohrbogen 33 vom Rohrbogenkern 24 abziehbar, wenn der Schlitten 19, 21 mit der Stange 30, zusammen mit dem Support 23 vom Druckrollenkopf 4 weggeschoben wurde.
  • Wenn der Rohrbogen 33 zylindrische Rohrfortsätze 34 aufweisen soll, dann wird am Rohrbogenkern 24 stirnseitig der zylindrische Kernfortsatz 10 benötigt, der an der Schubstange 8 sitzt, welcher stirnseits als Verlängerung an den Rohrbogenkern 24 mit der Schubstange 8 vorgeschoben wird. Der zuerzielende zylindrische Rohrbogenfortsatz 34 kann je nach Wunsch gegenüber dem Rohrbogendurchmesser gleich, grösser oder kleiner sein. Es können somit die zylindrischen Rohrbogenfortsätze 34 auch weit oder eng angeformt werden. Für die zylindrische Auswalzung im Fliessdruckverfahren tritt der Zylinder 9 mit Kolben in Aktion, um die Längsverschiebung des Kreuzschlittens 19 zu bewirken, wobei der Zylinder 29 mit Kolben mitwirken kann, oder lediglich mitverschoben wird.
  • Statt die Auswechslung des Supports 23 bei verändertem Rohrbogenradius R eines herzustellenden Blech-Rohrbogens vorzunehmen, ist es auch denkbar, den Auslegearm 25 des Supports 23 verkürzbar oder verlängerbar zu konstruieren.
  • Der nach dem Verfahren mit der Maschine aus einem Stück nahtlos und falzlos hergestellte Blech-Rohrbogen 33 (Eig. 8) weist eine absolut glatte Oberfläche auf. Er ist kaliberhaltig und formgerecht. Er kann als Verlängerung des Rohrbogens zylindrische Rohrbogenfortsätze 34 aufweisen, die gleich dem Rohrbogendurchmesser oder verengt oder ausgeweitet sein können. Die Wandstärke misst ca. 0,2 bis 1,5 mm je nach Verwendungszweck des Blechrohrbogens.

Claims (11)

1. Verfahren zum Ausfliessdrücken von dünnwandigen näht- und falzlosen Blech-Rohrbogen von beliebigem Bogenradius, Bogenwinkel und Röhrdurchmesser aus einem kurzen und dickwandigen Rohrrohling, mit oder ohne am Rohrbogen anschliessenden zylindrische Rohrfortsätzen, dadurch gekennzeichnet, dass ein kurzer und dick. wandiger Rohrrohling auf einen die gewünschte Rohrbegenform geben den Rohrbogenkern aufgesetzt und mit diesem entsprechend dem gege benen Rohrbogenradius zwischen um den Rohrrohling kreisenden und auf diesen einwirkenden Druckrollen eines rotierenden Druckrollen kopfes bogenförmig eingeschwenkt wird, welche umlaufenden Druckrollen den Ausfliessdruck auf den einschwenkenden Rohrrohling bewirken und diesen in einen dünnwandigen Blech-Rohrbogen mit glatter Rohroberfläche auswalzen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung von zylindrischen Rohrbogenfortsätzen am ausgewalzten Blech-Rohrbogen ein zylindrischer Rohrkern als Verlängerung an dl den Rohrbogen tragenden Bogenkern angesetzt wird, worauf durch Verschieben des Blech-Rohrbogens in der Achse des zylindrischen Rohrkerns in den Bereich der umlaufenden Druckrollen, die längen. mässige Auswalzung des zylindrischen Rohrbogenfortsatzes erfolgt
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung von lediglich zylindrischen Blechrohren, dessen Rohrrohling auf einem zylindrischen Rohrkern aufgesetzt und mit diesem zwischen die umlaufenden Druckrollen bei nicht rotierende; Rohrkern axial verschoben wird.
4. Maschine zur Herstellung von nahtlosen und falzlosen dünnwandigen Blech-Rohrbogen mit glatter Oberfläche und beliebigem Bogenradius, Bogenwinkel und Rohrdurchmesser aus einem kurzen und dickwandigen Rohrrohling, nach dem Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass auf einem mit Grundplatte (1) versehenen Maschinengestell (2) ein Druckrollenkopf (4) mit radial verstellbaren Druckrollen (15) drehbar lagert, unter welchem ein um eine vertikale Achse (22) schwenkend antreibbarer Support (23) festsitzt, der als Träger eines, einen Rohrrohling (25) aufnehmenden Rohrbogenkern (24) dient, der durch Schwenkung um den Rohrbogenradius (R) zwischen die umlaufenden Druckrollen (15) des Druckrollenkopfes (4) führbar ist, die den Rohrrohling durch Auswalzen in einen Blech-Rohrbogen verwandelt.
5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Support (23) gegen einen anderen Support mit verändertem bzw. kürzerem oder längerem Auslegearm (35) in Anpassung an den gewünschten Rohrbogenradius (R) auswechselbar ist.
6. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Support (23) einen in seiner Länge veränderlichen Auslegearm (35) besitzt.
7. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem angetriebenen Druckrollenkopf (4) ein koaxialer Zylinder (12) axial verschiebbar gelagert ist, der mit einem hohlkonischen Innenmantel (14) versehen ist, gegen welchen Führungsbolzen (16) der Druckrollen (15) unter Ferderwirkung anliegen, welche durch axiales Verschieben des Zylinders (12) auf dem Druckrollenkopf (4) von und gegeneiander radial steuerbar sind.
8. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Druckrollenkopf (4) und dessen Hohlwelle (5) eine nicht mitdrehbare aber längsverschiebbare Schubstange (8) lagert, die im Bereich des Druckrollenkopfes (4) einen: zylindrischen und auswechselbaren Rohrkern (10) trägt, der durch Verschieben der Schubstange (8) als Verlängerung am Bogenkern (24) stirnseits ansetzbar ist, bei gleichbleibendem, geringerem oder grösseren Durchmesser gegenüber demjenigen des Bogenkerns (24), sodass durch Längsverschiebung der Schubstange (8) am Blechrohrbogen (33) bei umlaufenden Druckrollen (15) ein zylindrischer Rohrbogenfortsatz (34) im Ausfliessdruckverfahren auswalzbar ist.
9. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der den Bogenkern (24) tragende Support (23) um die Vertikalachse (22) mittels Elektromotor (27) über ein Getriebe (28) steuer- bzw. schwenkbar ist, welche Teile sich auf dem oberen quer verstellbaren Kreuzschlittenteil (21) befinden.
10. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (22) des Supports (23) in bezug zur Rotationsachse des Druckrollenkopfes (4) mit Hilfe des Kreuzschlittens (19, 21) längenmässig veränderbar ist.
11. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein allseitig ausschwenkbarer Auswurfhebel (31) auf dem Kreuzschlitten. oberteil (21) angeordnet ist, dessen freies oberes Ende (32) stirnseits am ausgewalzten Blech-Rohrbogen (33) angesetzt, letzterer vom Bogenkern (24) bei ausfahrendem Blechrohrbogen aus dem Druckrollenkopf (4) abstreifbar ist.
EP79810071A 1978-10-11 1979-08-21 Verfahren und Maschine zur Herstellung von dünnwandigen naht- und falzlosen Blech- Rohrbogen im Fliessdrückverfahren Expired EP0010057B1 (de)

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EP0010057A1 true EP0010057A1 (de) 1980-04-16
EP0010057B1 EP0010057B1 (de) 1983-01-19

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