EP0667197B1 - Schmiedemaschine - Google Patents

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EP0667197B1
EP0667197B1 EP95890013A EP95890013A EP0667197B1 EP 0667197 B1 EP0667197 B1 EP 0667197B1 EP 95890013 A EP95890013 A EP 95890013A EP 95890013 A EP95890013 A EP 95890013A EP 0667197 B1 EP0667197 B1 EP 0667197B1
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EP
European Patent Office
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eccentric
machine frame
rotatable
forging
sliding block
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EP95890013A
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English (en)
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EP0667197A1 (de
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Alfred Ing. Seeber
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GFM Gesellschaft fuer Fertigungstechnik und Maschinenbau AG
Original Assignee
GFM Gesellschaft fuer Fertigungstechnik und Maschinenbau AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J9/00Forging presses
    • B21J9/10Drives for forging presses
    • B21J9/18Drives for forging presses operated by making use of gearing mechanisms, e.g. levers, spindles, crankshafts, eccentrics, toggle-levers, rack bars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/26Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks
    • B30B1/261Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks by cams

Definitions

  • the invention relates to a forging machine with eccentrically driven forged connecting rods which are guided radially to the eccentric shaft axis in a machine frame and, for the drive connection at the end facing the eccentric, have a connecting rod head which forms a sliding surface for a sliding block which is rotatably seated on the eccentric.
  • a positive drive connection between the sliding block and the connecting rod head has previously been provided by the sliding block engaging in a transverse link guide of the connecting rod head.
  • the connecting rod head guides the sliding block along two opposing sliding surfaces, for which purpose the connecting rod head usually encloses the sliding block and thus the eccentric.
  • a press with an eccentrically driven press ram is already known, the press stroke only taking place via a non-positive drive connection.
  • the press ram is provided with two towering actuating rods, which have end pieces for the drive contact, each with its own eccentric, and a hydraulic drive presses the press ram and thus the intermediate pieces against the eccentric.
  • the actuating rods can be axially adjusted by means of a screw drive arranged on the punch, which, in addition to the construction effort and the difficulties in guiding and coordinating, has the additional disadvantage that the entire stroke position adjustment device sits on the press punch itself and has to take part in the movement of the press punch.
  • the invention is therefore based on the object to remedy these defects and to provide a forging machine of the type described which is distinguished by its rational drive concept with simple stroke position adjustment and thereby enables a robust, compact construction.
  • the invention solves this problem in that the connecting rod head and sliding block are connected to one another in a purely frictional manner, and pressure springs supported on the machine frame pressurize the forged connecting rods for pressing the connecting rod heads with their sliding surfaces onto the sliding blocks in that the forged connecting rods consist of two parts which can be connected to one another in a screw-adjustable manner, one with respect to the machine frame guided part and a part rotatably guided relative to the machine frame, there being a tool-side
  • the lower part of the non-rotatable connecting rod part and an eccentric-side upper part form the rotatable connecting rod part, and that the compression springs act on the lower part and the upper part is assigned a rotary drive, which is a gear with a non-rotatable but axially displaceable gear ring on the upper part and rotatable in the machine frame but non-displaceably mounted having.
  • the sliding block Due to the non-positive drive connection, the sliding block only needs to provide the downward working stroke, while the return stroke of the forged connecting rod takes place due to the pressurization via the compression springs. Conrod head and sliding block therefore only need to interact via a single sliding surface, so that no interlocking or overlapping form-locking parts are required and a very space-saving design is possible.
  • the drive essentially leads to compressive forces, which means that despite the relatively small dimensions, high loads can be absorbed and the desired performance is guaranteed.
  • All spring elements can be used as compression springs that press the forged connecting rods against the sliding block with sufficient force, but piston springs connected to an accumulator are suitable as compression springs, since this creates hydraulic springs with the desired restoring forces and sufficient flexibility with a simple construction.
  • the division of the forged connecting rods into a rotatable part and a screwed but non-rotatably guided other part also results in a simple and functionally reliable stroke position adjustment. If the rotatable part is rotated via a corresponding rotary drive, it comes through the non-rotatable guide of the other Part of a change in length of the forged connecting rod due to the screwing together or apart of the two parts and thus to the desired stroke position adjustment. This can be done due to the lack of a positive connection between the forged connecting rod and sliding block without additional relatively rotatable coupling parts or the like. Also during operation and because of the non-rotatable lower part, the correct use of the forging tools and, on the other hand, a flawless approach of the compression springs to suitable flange approaches or. Like. Guaranteed.
  • a screw drive is used for screw adjustment, which comprises a toothed ring which is relatively displaceable on the upper part, so that the upper part can be rotated as desired with a gear wheel mounted on the machine frame and there is no need for the rotary drive to take part in the lifting movement of the upper part.
  • the eccentric shafts can be mounted in simple pivot bearings and the eccentric shafts can be driven via simple spur gears or the like, which provides all the prerequisites for simplifying the machine frame construction.
  • the machine frame can therefore be produced essentially from two end wall plates clamped together with the interposition of preferably frame-shaped spacers, so that an extremely expedient, low-effort and yet high-strength forging box is produced.
  • a machine frame 1 which is composed essentially of two parallel end walls 3 clamped together with spacers 2 encircling frame-shaped spacers, forged connecting rods 5, not shown, are guided radially at one end 4, with an eccentric drive 6 for the lifting movement of the forged connecting rods 5 cares.
  • the eccentric drive 6 comprises an eccentric shaft 8, which is mounted in the machine frame 1 and can be driven via a drive gear 7, only indicated, with an eccentric 9, on which eccentric 9 a sliding block 10 is rotatably mounted.
  • the sliding block 10 is drive-connected to the forged connecting rod 5 in a purely friction-locking manner, the forged connecting rod 5 being pressurized via compression springs 11 and the eccentric-side connecting rod head 12 of the forged connecting rod 5 being pressed against the sliding block 10 with a sliding surface 13.
  • a support plate 14 which can be fixed on the sliding block 10 or on the connecting rod head 12 and consists of a suitable material or has corresponding lubrication channels or the like.
  • the forged connecting rod 5 is therefore pressed downwards over the sliding block 10 in the sense of a working stroke, while the return stroke takes place due to the pressure load on the compression springs 11, which compression springs are designed as hydraulic springs in the form of a hydraulic piston drive 15 connected to an accumulator (not shown).
  • the forged connecting rod 5 is divided into a lower part 5a on the tool side and an upper part 5b on the eccentric side, which parts 5a, 5b are connected to one another in a screw-adjustable manner.
  • the lower part 5a is guided in a rotationally fixed manner in the machine frame 1, the upper part 5b, on the other hand, can be rotated via a rotary drive 16, which rotary drive 16 has a toothed ring 17, for example a worm wheel, which is rotatably but non-displaceably mounted in the machine frame 1 and which is rotationally fixed via an axial toothing 18, but is axially displaceable on the upper part 5b.
  • the upper part 5b of the forged connecting rod 5 is therefore rotated without the lifting movement being impaired, and a rotation of the upper part 5b inevitably results in a change in length of the forged connecting rod 5, and therefore one, due to the screw connection with the rotationally guided lower part 5a Stroke adjustment for the forging tool 4 on the connecting rod end.
  • the upper part 5b forms a downwardly projecting connecting pin 19 with an external thread 20 and the lower part 5a has an internal bore 21 with an internal thread 22 for receiving the connecting pin 19.
  • the lower part 5a is guided exactly in a rotationally fixed manner by straight guides 23 in the machine frame 1, with these straight guides 23 interacting with a square end flange 24 of the lower part 5a, the corner regions 25 of which form flange attachments for engaging the compression springs 11.
  • the upper part 5b is provided with an inner bore 26, which has an internal thread 27 for screwing in the lower part 5a, which for this purpose has a protruding pin extension 28 with an external thread 29.
  • a protruding pin extension 28 with an external thread 29.
  • two diametrically opposite, projecting flange extensions 30 are provided, which are guided between slot guides 31 and thus hold the lower part 5a in a rotationally fixed manner with respect to the machine frame 1, to which flange extensions 30 a compression spring 11 acts.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmiedemaschine mit exzentergetriebenen Schmiedepleueln, die radial zur Exzenterwellenachse in einem Maschinengestell geführt sind und zur Antriebsverbindung am exzenterzugewandten Ende einen eine Gleitfläche für einen drehbar am Exzenter sitzenden Gleitstein bildenden Pleuelkopf aufweisen.
  • Um die drehende Bewegung des Exzenters in die schwingende Hubbewegung der Schmiedepleuel umzusetzen, wird bisher für eine formschlüssige Antriebsverbindung zwischen Gleitstein und Pleuelkopf gesorgt, indem der Gleitstein in eine querverlaufende Kulissenführung des Pleuelkopfes eingreift. Der Pleuelkopf führt dabei den Gleitstein entlang zweier einander gegenüberliegender Gleitflächen, wozu der Pleuelkopf meist den Kulissenstein und damit den Exzenter umschließt. Es wurde aber auch schon vorgeschlagen, den Gleitstein mit einer pleuelseitigen Führungsschiene auszustatten und den Pleuelkopf mit einer T-förmigen Führungsplatte in diese Führungsschiene eingreifen zu lassen (AT-PS 370 351), doch ist bei allen bekannten exzentergetriebenen Schmiedepleueln auf Grund der Formschlüssigkeit der Antriebsverbindung ein entsprechend großer Bauraum und Materialaufwand in Kauf zu nehmen, was vor allem bei Mehrhämmermaschinen große Abmessungen und ein hohes Gewicht mit sich bringt. Darüber hinaus müssen für eine Hublagenverstellung spezielle Verstellgehäuse für die Exzenterwellenlagerung vorgesehen sein, welche Verstellgehäuse das geeignete Lageraugen aufweisende Maschinengestell in seiner Steifigkeit schwächt, wozu noch kommt, daß durch die Verlagerung der Exzenterwellenmitte beim Verstellen ein aufwendiger, diesen Versatz ausgleichender Exzenterwellenantrieb erforderlich ist.
  • Aus der BE-A 543 971 ist auch schon eine Presse mit einem exzentergetriebenen Preßstempel bekannt, wobei der Pressenhub lediglich über eine kraftschlüssige Antriebsverbindung erfolgt. Dazu ist der Preßstempel mit zwei hochragenden Betätigungsstangen versehen, die endseitig Zwischenstücke für den Antriebskontakt mit jeweils einem eigenen Exzenter aufweisen, und ein Hydrauliktrieb drückt den Preßstempel und damit die Zwischenstücke gegen die Exzenter. Zur Hublagenverstellung lassen sich die Betätigungsstangen mittels eines am Stempel angeordneten Schraubentriebes axial verstellen, womit neben dem Bauaufwand und den Führungs- und Abstimmungsschwierigkeiten noch der besondere Nachteil in Kauf zu nehmen ist, daß die gesamte Hublagenverstelleinrichtung am Preßstempel selbst sitzt und die Preßstempelbewegung mitmachen muß.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Schmiedemaschine der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die sich durch ihr rationelles Antriebskonzept bei einfacher Hublagenverstellung auszeichnet und dadurch eine robuste, kompakte Konstruktion ermöglicht.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß Pleuelkopf und Gleitstein rein kraftschlüssig miteinander verbunden sind und am Maschinengestell abgestützte Druckfedern die Schmiedepleuel zum Andrücken der Pleuelköpfe mit ihren Gleitflächen an die Gleitsteine druckbeaufschlagen, daß die Schmiedepleuel aus zwei schraubverstellbar miteinander verbundenen Teilen, einem gegenüber dem Maschinengestell drehfest geführten Teil und einem gegenüber dem Maschinengestell verdrehbar geführten Teil, bestehen, wobei ein werkzeugseitiger Unterteil den drehfesten Pleuelteil und ein exzenterseitiger Oberteil den verdrehbaren Pleuelteil bilden, und daß am Unterteil die Druckfedern angreifen und dem Oberteil ein Drehantrieb zugeordnet ist, der ein Getriebe mit einem am Oberteil drehfest, aber axial verschiebbar sitzenden und im Maschinengestell verdrehbar, aber unverschiebbar gelagerten Zahnkranz aufweist.
  • Durch die kraftschlüssige Antriebsverbindung braucht der Gleitstein nur mehr für den abwärtsgerichteten Arbeitshub zu sorgen, während der Rückhub des Schmiedepleuels durch die Druckbeaufschlagung über die Druckfedern erfolgt. Pleuelkopf und Gleitstein brauchen demnach auch nur mehr über eine einzige Gleitfläche zusammenzuwirken, so daß keine einander über- bzw. hintergreifenden Formschlußteile erforderlich sind und eine sehr platzsparende Bauweise möglich wird. Der Antrieb führt im wesentlichen zu Druckkräften, wodurch trotz der verhältnismäßig geringen Abmessungen hohe Belastungen aufgenommen werden können und die angestrebte Leistungsfähigkeit gewährleistet ist.
  • Als Druckfedern können an sich alle Federelemente eingesetzt werden, die die Schmiedepleuel mit ausreichender Kraft gegen den Gleitstein drücken, wobei sich aber als Druckfedern an einen Akkumulator angeschlossene Kolbentriebe anbieten, da so bei einfacher Konstruktion Hydraulikfedern mit gewünschten Rückstellkräften und ausreichender Nachgiebigkeit entstehen.
  • Durch die Aufteilung der Schmiedepleuel in einen verdrehbaren Teil und einen mit diesem verschraubten, aber drehfest geführten anderen Teil ergibt sich außerdem eine einfache und funktionssichere Hublagenverstellung. Wird nämlich der verdrehbare Teil über einen entsprechenden Drehantrieb verdreht, kommt es durch die drehfeste Führung des anderen Teils zu einer Längenänderung des Schmiedepleuels wegen des Zusammen- oder Auseinanderschraubens der beiden Teile und damit zur gewünschten Hublagenverstellung. Diese läßt sich dabei wegen des fehlenden Formschlusses zwischen Schmiedepleuel und Gleitstein ohne zusätzliche relativverdrehbare Kupplungsteile od. dgl. auch während des Betriebes durchführen und wegen des drehfesten Unterteils sind dennoch einerseits der ordnungsgemäße Einsatz der Schmiedewerkzeuge und anderseits ein einwandfreier Ansatz der Druckfedern an geeigneten Flanschansätzen od. dgl. gewährleistet.
  • Da es bei der Verbindung von Ober- und Unterteil vor allem auf die Längenänderung durch die Verschraubung ankommt, ist es ohne Bedeutung, ob bei der Schraubverbindung der beiden Teile der Oberteil in den Unterteil oder der Unterteil in den Oberteil eingeschraubt wird und die konstruktive Lösung dieser Schraubverbindung kann an die baulichen Gegebenheiten der jeweiligen Schmiedemaschine angepaßt werden. Zur Schraubverstellung dient ein Drehantrieb, der einen am Oberteil relativverschiebbaren Zahnkranz umfaßt, so daß über den Zahnkranz der Oberteil mit einem maschinengestellfest gelagerten Getrieberad beliebig verdreht werden kann und keine Notwendigkeit für den Drehantrieb besteht, die Hubbewegung des Oberteils mitzumachen.
  • Auf Grund der kraftschlüssigen Antriebsverbindung und der schmiedepleueleigenen Hublagenverstellung können die Exzenterwellen in einfachen Drehlagern gelagert und die Exzenterwellen über einfache Stirnradgetriebe od. dgl. angetrieben sein, wodurch alle Voraussetzungen für eine Vereinfachung der Maschinengestellkonstruktion gegeben sind. Das Maschinengestell läßt sich daher im wesentlichen aus zwei unter Zwischenlage von vorzugsweise rahmenförmig umlaufenden Abstandhaltern zusammengespannten Stirnwandplatten herstellen, so daß ein überaus zweckmäßiger, aufwandsarmer und dennoch hochfester Schmiedekasten entsteht.
  • In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen
  • Fig. 1 und 2
    einen Teil einer erfindungsgemäßen Schmiedemaschine im Axialschnitt und im Querschnitt nach der Linie I-I der Fig. 2 bzw. nach der Linie II-II der Fig. 1 und die
    Fig. 3 und 4
    ein etwas abgeändertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schmiedemaschine im Axialschnitt durch Exzenterwellen- und Pleuelachse bzw. im Axialschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.
  • In einem Maschinengestell 1, das sich im wesentlichen aus zwei zueinander parallelen, unter Zwischenlage rahmenförmig umlaufender Abstandhalter 2 zusammengespannten Stirnwandplatten 3 zusammensetzt, sind an dem einen Ende 4 nicht weiter dargestellte Schmiedewerkzeuge tragende Schmiedepleuel 5 radial geführt, wobei ein Exzentertrieb 6 für die Hubbewegung der Schmiedepleuel 5 sorgt. Der Exzentertrieb 6 umfaßt eine im Maschinengestell 1 gelagerte, über ein nur angedeutetes Antriebszahnrad 7 antreibbare Exzenterwelle 8 mit einem Exzenter 9, auf welchem Exzenter 9 ein Gleitstein 10 drehbar lagert. Der Gleitstein 10 ist mit dem Schmiedepleuel 5 rein kraftschlüssig antriebsverbunden, wobei das Schmiedepleuel 5 über Druckfedern 11 druckbeaufschlagt ist und dadurch der exzenterseitige Pleuelkopf 12 des Schmiedepleuels 5 mit einer Gleitfläche 13 gegen den Gleitstein 10 gedrückt wird. Um hier die Reibungs- bzw. Gleitverhältnisse beeinflussen zu können, gibt es eine Auflagerplatte 14, die am Gleitstein 10 oder am Pleuelkopf 12 fixiert werden kann und aus geeignetem Werkstoff besteht bzw. entsprechende Schmierkanäle od. dgl. aufweist. Bei Exzenterdrehung wird daher das Schmiedepleuel 5 über den Gleitstein 10 im Sinne eines Arbeitshubes abwärts gedrückt, während der Rückhub auf Grund der Druckbelastung der Druckfedern 11 erfolgt, welche Druckfedern als Hydraulikfedern in Form eines an einen nicht weiter dargestellten Akkumulator angeschlossenen hydraulischen Kolbentriebes 15 ausgebildet sind.
  • Um eine einfache Hublagenverstellung zu erreichen, ist das Schmiedepleuel 5 in einen werkzeugseitigen Unterteil 5a und einen exzenterseitigen Oberteil 5b unterteilt, welche Teile 5a, 5b schraubverstellbar miteinander verbunden sind. Der Unterteil 5a ist drehfest im Maschinengestell 1 geführt, der Oberteil 5b läßt sich hingegen über einen Drehantrieb 16 verdrehen, welcher Drehantrieb 16 ein im Maschinengestell 1 verdrehbar, aber unverschiebbar gelagerten Zahnkranz 17, beispielsweise ein Schneckenrad, aufweist, das über eine Axialverzahnung 18 drehfest, aber axial verschiebbar am Oberteil 5b sitzt. Durch eine Verdrehung des Zahnkranzes 17 wird daher der Oberteil 5b des Schmiedepleuels 5 verdreht, ohne daß dadurch die Hubbewegung beeinträchtigt wäre, und eine Verdrehung des Oberteils 5b ergibt zwangsweise auf Grund der Schraubverbindung mit dem drehfest geführten Unterteil 5a eine Längenänderung des Schmiedepleuels 5 und damit eine Hublagenverstellung für das am Pleuelende 4 sitzende Schmiedewerkzeug.
  • Wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 angedeutet, bildet der Oberteil 5b einen abwärts ragenden Verbindungszapfen 19 mit einem Außengewinde 20 und der Unterteil 5a weist eine Innenbohrung 21 mit einem Innengewinde 22 zur Aufnahme des Verbindungszapfens 19 auf. Der Unterteil 5a wird durch Geradführungen 23 im Maschinengestell 1 exakt drehfest geführt, wobei mit diesen Geradführungen 23 ein quadratischer Endflansch 24 des Unterteils 5a zusammenwirkt, dessen Eckbereiche 25 Flanschansätze für das Angreifen der Druckfedern 11 bilden.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 ist der Oberteil 5b mit einer Innenbohrung 26 versehen, die ein Innengewinde 27 zum Einschrauben des Unterteils 5a besitzt, der dazu einen hochragenden Zapfenansatz 28 mit einem Außengewinde 29 aufweist. Im Übergangsbereich zwischen dem Zapfenansatz 28 und dem zylindrischen Unterteil 5a sind zwei diametral gegenüberliegende, abstehende Flanschansätze 30 vorgesehen, die zwischen Schlitzführungen 31 geführt sind und damit den Unterteil 5a drehfest gegenüber dem Maschinengestell 1 halten, an welchen Flanschansätzen 30 jeweils eine Druckfeder 11 angreift.
  • Unabhängig davon, wie Unterteil 5a und Oberteil 5b miteinander verschraubt sind, kommt es bei einem Verdrehen des Oberteils 5b über den Drehantrieb 16 zu einer Hublagenverstellung der Schmiedewerkzeuge, und wegen der kraftschlüssigen Antriebsverbindung zwischen Exzenter 8 und Pleuelkopf 12 entsteht eine besonders einfache, kompakte und leistungsstarke Schmiedemaschine.

Claims (2)

  1. Schmiedemaschine mit exzentergetriebenen Schmiedepleueln (5), die radial zur Exzenterwellenachse (8) in einem Maschinengestell (1) geführt sind und zur Antriebsverbindung am exzenterzugewandten Ende einen eine Gleitfläche (13) für einen drehbar am Exzenter (9) sitzenden Gleitstein (10) bildenden Pleuelkopf (12) aufweisen, wobei Pleuelkopf (12) und Gleitstein (10) rein kraftschlüssig miteinander verbunden sind und am Maschinengestell (1) abgestützt Druckfedern (11) die Schmiedepleuel (5) zum Andrücken der Pleuelköpfe (12) mit ihren Gleitflächen (13) an die Gleitsteine (10) druckbeanfschlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiedepleuel (5) aus zwei schraubverstellbar miteinander verbundenen Teilen (5a, 5b), einem gegenüber dem Maschinengestell (1) drehfest geführten Teil (5a) und einem gegenüber dem Maschinengestell (1) verdrehbar geführten Teil (5b), bestehen, wobei ein werkzeugseitiger Unterteil (5a) den drehfesten Pleuelteil und ein exzenterseitiger Oberteil (5b) den verdrehbaren Pleuelteil bilden, und daß am Unterteil (5a) die Druckfedern (11) angreifen und dem Oberteil (5b) ein Drehantrieb (16) zugeordnet ist, der ein Getriebe mit einem am Oberteil (5b) drehfest, aber axial verschiebbar sitzenden und im Maschinengestell (1) verdrehbar, aber unverschiebbar gelagerten Zahnkranz (17) aufweist.
  2. Schmiedemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinengestell (1) im wesentlichen aus zwei unter Zwischenlage von vorzugsweise rahmenförmig umlaufenden Abstandhaltern (2) zusammengespannten Stirnwandplatten (3) besteht.
EP95890013A 1994-01-18 1995-01-16 Schmiedemaschine Expired - Lifetime EP0667197B1 (de)

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AT83/94 1994-01-18
AT8394 1994-01-18

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EP0667197A1 EP0667197A1 (de) 1995-08-16
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