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Werkzeugmaschine mit einem um eine volle Umdrehung schaltbaren
Schalttisch
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einem mehrere Werkstl1ckaufnahmen tragenden, in mehrere Bearbeitungsstellungen um eine volle Umdrehung schaltbaren Schalttisch und mit mehreren, den Bearbeitungsstellungen zugeordneten Arbeitseinheiten, wobei zur Durchführung von Arbeitsvorgän- gen der jeweiligen Arbeitseinheiten am Maschinenkörper angeordnete Bewegungsvorrichtungen vorgesehen sind.
Werkzeugmaschinen dieser Art, die zur Durchführung einer Anzahl von aufeinanderfolgenden, meist voneinander verschiedenen Bearbeitungsvorgängen dienen, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.
Bei einer dieser Ausführungsarten werden zur Durchführung der Arbeitsvorgänge in den jeweiligen Bearbeitungsstellungen die Werkstückaufnahmen während der Stillstandsphasen des Scha1ttÍ\lches angehoben und den Werkzeugen der Arbeitseinheiten entgegengeführt. Diese Art einer Durchführung der Arbeitsvorgänge ist unverwickelt und mit einem geringen Aufwand verbunden ; jedoch ist die Zahl der mit einer solchen Maschine durchführbaren Arbeitsarten beschränkt, da im wesentlichen nur Arbeitsvorgänge mit etwa parallel zur Schalttischachse gerichteten Werkzeugen durchführbar sind.
Eine andere, an sich bekannte Bauart besitzt zur Bewerkstelligung eines Arbeitsvorschubs der Werkzeuge der Arbeitseinheiten eine Anzahl von Getriebeverbindungen, von denen jeweils eine einer bestimmten Arbeitseinheit zugeordnet ist und diese mit einem Antrieb verbindet. Bei dieser Maschine können Arbeitseinheiten verschiedener Ausbildung Anwendung finden und damit Arbeitsvorgänge beliebiger Art durchgeführt werden. Die zur Vorschubsteuerung Verwendung findenden Getriebeverbindungen beanspruchen indessen einen hohen Aufwand an Bauteilen und Bauraum, was unter anderem zu hohen Herstellungskosten führt. Ausserdem ist der Aufbau einer solchen Maschine verwickelt, was unter anderem den Nachteil einer schweren Zugänglichkeit zu den einzelnen Baugruppen der Maschine im Falle einer Behebung von Störungen mit sich bringt.
Bei einer weiteren, an sich bekannten, der eingangs bezeichneten Gattung angehörenden Maschine ist zur Vorschubsteuemng der Werkzeuge der einzelnen Arbeitseinheiten jeder derselben ein besonderer Motor zugeordnet. Da für den Antrieb der Arbeitsspindeln der Arbeitseinheiten ebenfalls ein Motor benötigt wird, hat der vorerwähnte Maschinenaufbau zur Folge, dass jede Arbeitseinheit mindestens zwei Motore beansprucht. Die mit einer solchen Maschine gewährleistete Freizügigkeit hinsichtlich der Verwendung verschiedener Arten von Arbeitseinheiten und der Durchführung beliebiger Arbeitsvorgänge ist somit mit einem sehr hohen Aufwand erkauft.
Schliesslich ist es bei Werkzeugmaschinen mit drehbar gelagertem Werkstückaufnahmetisch auch schon bekannt, die Arbeitseinheit bzw. den Werkzeugträger auf Lagerböcken anzuordnen, die durch eine zentrale hydraulische Druckanlage sowie ein Hebelgestänge in radialer und horizontaler Richtung gegen- über dem Aufnahmetisch verstellbar sind. Diese Anordnung benötigt im ganzen gesehen noch viel Aufwand, da ausser dem Hebelgestänge zusätzlich ein Hydraulikmotor, eine Druckanlage sowie eine Vorrichtung zum selbsttätigen Steuern dieser Anlage erforderlich sind, was nicht nur die Herstellungskosten der Maschine verteuert, sondern auch noch deren Aufbau in unnötiger Weise kompliziert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art unter Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile so auszubilden, dass ein unverwickelter, aufwandsparender und funktionssicherer Aufbau sowie eine optimale Anwendungsmöglichkeit der Maschine erreicht wird.
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Erfindung wird dieseweise mittels Exzenter- und Hebelgetriebe erfolgt.
Eine gemäss der Erfindung ausgebildets Werkzeugmaschine besitzt den Vorzug, dass durch die Verwendung eines verschiebbaren Hubteiles Vorschubsteuerungen sowohl der Arbeitseinheiten als auch der WerkstückaufnahmendurchunmittelbareunddaherunverwickelteBewegungsübertragungvoninAbbängigkeit vom Haupt eb der Maschine angetriebenen. Anttiebsvoncichtungen auf die jeweiligen Bewegungsvorrichtungen der Arbeitse1JJheiten. und bzw. oder der Werkstückaufnahmen ormöglieht wardea. Durch diese Art der Bewegungsübertragung erübrigt sich jeweils eine Anzahl von zur Kraftübertragung dienenden, einen hohen Aufwand erfordernden Getriebeelementen.
Darüber hinaus erbringt die Verwendung eines solchen Hubteiles weitere, vorteilhafte Bedingungen hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise der erfindungsgemässen Maschine. Insbesondere lassen sich die Bewegungsvorrichtungen und die diesen zugeordneten Betätigungsteile in unverwickelter Form, beispielsweise als Hebelgetriebe und Stsuerlurven, aus- bilden.
Eine besonders funktionsgüastige und übersichtliche, Bauteile, Bauraum sowie Kosten sparende Ausführungsform der erfindungsgemässen Maschine ist dadurch erreichbar, dass zur Bseinflussung der Bewegungsvorrichtungen ein einziger als Ring ausgebildeter Hubteil angeordnet ist, der in parallel zur Schalt- tischaehsss gerichteten Führungen verschiebbar ist.
Mitunter kann es sich bei einer Werkzeugmaschine gemäss der Erfindung aber auch als zweckmässig erweisen, die Bewegungsvorrichtungen durch mehrere, beispielsweise aus Zahnstangen, Schieber, Zylinder oder Segmente ausgebildete Hubteile zu beeinflussen. Diese Anordnung kann in vortsilhafter Weise dann zur Anwendung kommen, wenn die Maschine mit einer relativ kleinen Anzahl von beispielsweise 2-3 Arbeitseinheiten. arbeitet bzw. mit solchen Werkzeugträgern ausgerüstet wird, die in eine oder mehrere Gruppen zusammengefasst und auf Teilabschnitte begrenzt rings um den Werkstückaufnahmetisch
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die einzelnen zur Beeinflussung der Bewegungsvorrichtungen dienenden Teile mit unterschiedlich grossem Hub betrieben werden sollen.
Eine einfache Umstell- und Einstellbedienungsweise der Maschinss lässt. sich dadurch erreichen, dass der oder die Hubteile je eine, beispielsweise als Führungsnut ausgebgildets Aufnahme besitzen, an denen die Betätigungsteile verstell-und auswechselbar angeordnet sind.
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gen verstell- und auswechselbar angeordnet sind.
Wie dies im einzelnen gedacht ist, wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Gesamtansicht einer gemäss der Erfindung ausgebildeten Werkzeugmaschine. Der Antriebsmotor, ein Teil der Arbeitseinheiten sowie weitere, für die Erfindung unwesent-
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teilweise im Schnitt, einen Betätigungsteil im Zusammenwirken mit einem Bswegungsteil sowie die Befestigung dieser Teile an einem Hubteil bzw. am Maschinengestell. Fig. 4 zeigt in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, oiae mit einer Spannzange ausgerüstete Werkstückaufnahme in Zusammenarbeit mit einer gemäss der Erfindung ausgebildeten Spannvorrichtung. Die Spannzange befindet sich in ungespann-
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liche Spannzange im Zusammenwirken mit einer Entspannvorrichtung.
Fig. 6 zeigt in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eine selbsttätig arbeitende WerkstiickzufShreinrichtung. Fig. 7 zeigt in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eine Vorrichtung zum Auswerfen der Werkstucka.
In den Fig. l an : ! 3 ist ein an sich bekannter, um eine volle Umdrehung schaltbarer Schalttisch 1 um eine senkrechte Achse 2 angeordnet. Der Schalttisch 1 trägt eine Anzahl van. senkrecht angeordneten Werkstückaufnahmen 3 und ist in seinen Stillstands phasen in einer der Zahl der Werkstückaufnahmen ent-
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ten 4 zugeordnet. Diese sind auf einer Grundplatte 5a des Maschinengestells 5 angeordnet. Im Ausfüh- rungsbeispiel der Fig. l sind aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich zwei solcher Arbeitseinheiten gezeigt. Eine der beiden Arbeitseinheiten stellt eine Horizontal-Bohrmaschine 4b und die andere eine Ver-
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Fr 3maschineIn der Darstellung der Fig. 2 ist eine neun Arbeitseinheiten umfassende Anordnung gezeigt, welche Bohr-und Fräsaggregate sowie eine Vorrichtung 4e für die Werkstück- bzw. Werkstoffzufilhrung umfasst.
In die letztgenannte Vorrichtung kann in aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigter, an sich bekannter Weise stangen- oder bandförmiger Werkstoff eingeführt werden, welcher sodann mittels eines Trennwerkzeuges 4g passend abgelängt wird. Diese Rohteile werden mittels eines weiter nicht gezeigten Zuführteiles den Wetkstt1ckaufnahmen 3 zugeleitet. Diese sind mit je einem Werkstückauswerfer versehen, welcher durch eine in Fig. 2 in gestrichelten Linien angedeutete Vorrichtung 4f in gleichfalls später näher beschriebener Weise betätigbar ist.
Zur Weiterschaltung des Schalttisches 1 von einer Arbeitsstation zur andern dient in an sich bekannter Weise ein auf einer Steuerwelle 6 angebrachter Kurventräger 7. Dieser besitzt eine Steuemut 7a, in welche zum Zwecke der Fortschaltung des Schalttisches 1 sukzessive Mitnehmer 8 eingreifen, die an einer mit der Achse 2 des Schalttisches 1 verbundenen Schaltscheibe 9 angeordnet sind. Auf der Steuerwelle 6, deren Lager mit 10, 11 bezeichnet sind, ist ein Schneckenrad 12 angeordnet, das mit einer Antriebsschnecke 13 einer Antriebswelle 14 in Eingriff steht. Letztere ist über ein an sich bekanntes, aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestelltes Getriebe mit einem gleichfalls nicht gezeigten Antriebsmotor verbunden.
Bei der Drehung der Steuerwelle 6 erfasst die Steuernut 7a jeweils einen der Mitnehmer 8 der Schaltscheibe 9. Letztere wird bei dieser Bewegung, zusammen mit dem Schalttisch 1, um einen dem Abstand zweier aufeinanderfolgender Arbeitsstationen entsprechenden Winkelweg gedreht. Der Schalttisch 1 führt auf diese Weise die Werkstückaufnahmen 3 den jeweiligen Arbeitseinheiten 4 zu. Der zum Zweck der Durchführung der einzelnen Arbeitsvorgänge erforderliche Stillstand des Schalttisches 1 sowie dessen Sicherung während seines Stillstandes ist dadurch erreicht, dass die zueinander parallel stehenden Stirnflächen des Kurventrägers 7 an zwei aufeinanderfolgenden Mitnehmern 8 zur Anlage kommen.
Gemäss der Erfindung ist nunmehr eine Durchführung von Arbeitsvorgängen der jeweiligen Arbeiteinheiten 4 und bzw. oder der Werkstückaufnahmen 3 dadurch erzielt, dass am Maschinenkörper 5 Bewegungsvorrichtungen, beispielsweise Hebelgetriebe, angeordnet sind, und dass zur Beeinflussung der Bewegungsvorrichtungen mindestens ein in einer Führung verschiebbarer Hubteil vorgesehen ist, der zur Zusammenarbeit mit den Bewegungsvorrichtungen Betätigungsteile, beispielsweise Kurvenstücke, besitzt, und dass die Verschiebobewegun der Hubteile mittels Antriebsvorrichtungen, beispielsweise Exzenterund Hebelgetriebe, durchführbar ist.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. l dient ein Exzenter- und Hebelgetriebe zur Steuerung eines als Ring 25 ausgebildeten Hubteiles, welcher in parallel zur Schalttischachse 2 gerichteten Führungen verschiebbar ist. Die Ringform des Hubteiles gewährleistet unter anderem einen bequemen Zugang zu diesem und damit eine besonders einfache Einstell-undUmstellbedienung sowie einen freizügigen und raumgedrängten Aufbau der Maschine.
Das zum Antrieb des Hubringes 25 dienende Hebelgetriebe umfasst je zwei, beiderseits des Maschinengestells 5 angeordnete, um Achsen 15 bzw. 16 schwenkbare Hebelpaar 17, 19 und 18, 20. Hievon befinden sich die Hebel 17 und 18 mittels Stiften 23 und 24 inAnlage an Kurvenscheiben 21 bzw. 22. Diese sind auf der Steuerwelle 6 so zur Schaltkurve 7 angeordnet, dass sie ihre in Fig. 1 gezeigte Wirkstellung während einer Stillstandsphase des Schalttisches 1 erreichen.
Zur Verbindung der Hebel 19 und 20 mit dem Hubring 25 dienen Gleitstücke 26 und 27, welche an den Hebeln gelenkig gelagert und an den Armen 25a und 25b des Hubteiles 25 geführt sind. Eine Führung des Hubringes 25 parallel zur Schalttischachse 2 wird mittels vier am Ring verteilter Stössel 25c bewerkstelligt, welche in an sich bekannten Kugelführungen je eines maschinenfesten Zylinders 28 bewegbar sind.
Die in Fig. 1 gezeigte Anhebung des Hubringes 25 erfolgt jeweils in einer der Stillstandsphasen des Schalttisches l, wenn die Kurvenscheiben 21 und 22 die an den Armen 25a und 25b des Hubringes 25 angreifenden Hebelgetriebe 15 - 27 nach oben schwenken. Nach Überwindung des Kulminationspunktes der Kurven 21, 22 beginnt die Senkung des Hubringes. Auf diese Weise erfolgt die Steuerung des Hubringes 25 synchron mit der Bewegung des Schalttisches 1, u. zw. derart, dass jeweils einer Bewegungsphase des Schalttisches 1 eine Bewegungsphase des Hubteiles 25 folgt.
An Stelle der vorbeschriebenen Exzenter-Hebelgetriebe könnte zum Antrieb des Hubteiles 25 auch
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draulisches oder elektromechanisches Getriebe Verwendung finden. Ferner könnte. ein Antrieb das Hubteiles mittels der Kurven 21 und 22 direkt erfolgen.
Weiterhin könnten an Stelle des gezeigten, einzigen ringförmigen Hubteiles auch ein oder mehrere Hubteile anderer Form, beispielsweise Zahnstangen, Schieber, Zylinder oder Segmenté, verwendet werden.
Wie bereits erwähnt, besitzt der Hubring 25 Betätigungsteile, welche mittels am Maschinenkörper 5 angeordneter Bewegungsvorrichtungen mit den Arbeitseinheiten in Verbindung stehen.
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geordnet sind.
Durch die Verstell- und Auswechselbarkeit von Betätigungsteilen und Bewegungsvorrichtungen ist ein Höchstmass an Vielseitigkeit der Maschine unter Gewährleistung einer einfachen Eediemngsweise derselben erzielt.
Einzelheiten über die Ausbildung der Betätigungsteile und der Baweguagitvooichtungen. sind in Fig. 3 gezeigt. Dort ist am Umfang des Hubringes 25 eine Führungsnut 25d ausgebildet, welche zur Aufnahme einer Schraube 29 dient, mittels welcher ein Kurvenstück 30 am Hubring 25 befestigbar ist. Zwecks Verstellung des Kurvenstücke ist in diesem ein Schlitz 30a ausgebildet.
Ein zur Übertragung der Bewegung des Hubringes 25 auf eine. Arbeitseinheit dienender zweiarmiger Hebel ist mit 31 bezeichnet und um eine Achse 35 an der Grundplatte 5a gelagert. Mit seinem einen Arm 31a arbeitet der Hebel 31 in nachstehend näher beschriebener Weise mit den Arbeitseinheiten zusammen, während sein anderer Arm 31b mittels einer Rolle 36 am Kurvenstück 30 anliegt. Zur Erzielung einer Verstellbarkeit ist die Achse 35 des Hebels 31 an einem Trägerteil 33 angeordnet, welcher mittels einer in einer Nut 5b der Grundplatte 5a verschiebbaren Schraube 32 am Maschinaiigestell 5 befestigt ist.
Für die Schraube 32 ist im Trägerteil 33 ein Schlitz 33a ausgebildet.
Bei der in Fig. l gezeigten, angehobenen Lage des Hubringes 25 hat das Kurvenstück 30 eine Schwenkung des Hebels 31 im Uhrzeigersinn bewirkt. Hiedurch ist die am Hebelarm 31a in Anlage befindliche Arbeitsspindel 4a der Bohrmaschine 4b samt ihrem Bohrwerkzeug zwecks Bearbeitung des dem Werkzeug
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Abhängigkeit von der Senkbewegung dos Hubringes 25, unmittelbar vor einar WB orschaltnng des Schalttisches 1.
Bei der gleichfalls in Fig.1 gezeigten. Vertikal-Fräsvorrichtung 4c wird demgegenüber nicht die Werkzeugspindel, sondern ein Schlitten 4d verschoben. Dies. geschieht mittels eines weiteren, in den Sch1ittenbewegungsrichtungen wirkenden Kurvenstücke 130, welches mit einem Hebel 131 zusammenarbeitet. Zu diesem Zweck trägt der Hebel einen Stift 37, welcher in nicht näher gezeigter Verbindung mit dem Schlitten 4d steht.
Während die in Fig. 1 dargestellten Arbeitseinheiten zur Bearbeitung von Werkstücken dienen, sind die in den Fig. 4 und 5 gezeigten Anordnungen zur Betätigung von Werkstückaufnahmen 3 vorgesehen.
In Fig. 4 ist gezeigt, wie ein Hebel 231 mit einer Spannzange 38 einer Werkstückaufnahme 3 zusammenarbeitet. Zum Spannen der Spannzange 38 dient eine über ein nicht gezeigtes, an sich bekann-
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Nocke 51,in-welcher sich ein Werkstück 50 befindet, bewirkt.
Das Entspannen der Spannzange 38 nach erfolgter Fertigbearbeitung des Werkstückes 50 ist In Fig. 5 gezeigt. Ein Hebel 331, der über eine Rolle 36 mit einem Kurvenstück 330 zusammenarbeitet, bewirkt bei einer zu Beginn einer Stillstandsphase des Schalttisches 1 stattfindenden Hubteilanhebung ein Entspannen der Spannzange 38 und damit eine Freigabe des darin befindlichen Werkstückes 50.
Ein weiteres, in Fig. 6 dargestelltes Ausführungsbeispiel zeigt eine Vouichmng zur Einführung von Werkstücken in die Werkstuckaufnahmen 3. Am Hubring 25 ist hier ein Kurvensttick 430 angeordnet, das
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mit einem Hebel 431 zusammenarbeitet. Ferner ist in einem Block 42 ein Schieber 43 radial bewegbar, welcher unter Wirkung einer nicht gezeigten Feder am Hebel 431 in Anlage gehalten ist. Im Wirkungsweg des Schiebers 43 ist ein Werkstückmagazin 44 angeordnet, welches zum Zwecke einer Aufnahme von Werkstücken 50 mit einem Warkstückfördergerät 45, beispielsweise einem an sich bekannten Vibrator, verbunden ist.
Bei einer Anhubbewegung des Hubringes 25 während der Stillstandsphasen des Schalttisches 1 wird der Hebel 431 aus seiner in Fig. 6 gezeigten Ausgangsstellung im Uhrzeigersinn verschwenkt. Hiedurch wird der Schieber 43 durch eine Öffnung des Magazins 44 gegen das im darin befindlichen Werksttlckstape1 zuunterst liegende Werkstück 50 geführt. Das so erfasste Werkstück gelangt in der Endbewegung des Schiebers 43 in eine Werkstückaufnahme 3. Eine Rückkehr des Schiebers 43 in seine gezeigte Ausgangslage erfolgt unter Federwirkung beim Senken des Hubringes 25 vor einer Fortschaltung des Schalttisches 1.
In Fig. 7 ist eine weitere, einem Auswerfer eines Werkstückes dienende Arbeitsstation gezeigt. Diese umfasst einen in Wirkverbindung mit einem Kurvenstück 530 stehenden Hebel 531, welcher über eine Rolle 46 mit einem Hebel 47 in Verbindung steht. Die in Fig. 7 gezeigte Ausgangslage des um eine Achse 48 schwenkbaren Hebels 47, welcher unter Federwirkung einerseits mit dem Hebel 531 und anderseits mit einem Auswurfstössel 49 einer Spannzange 38 zusammenarbeitet, ist bei gesenktem Zustand des Hubringes 25 vorhanden.
Eine Betätigung des Auswurfstossels 49 bzw. ein Auswerfen des in der Spannzange 38 befindlichen Werkstückes 50 erfolgt dann, wenn das Kurvenstück 530 bei einem Anheben des Hubringes 25 während einer der Stillstandsphasen des Schalttisches 1 eine im Uhrzeigersinn gerichtete Verschwenkung des Hebels 531 hervorruft. Hiedurch wird der Hebel 47 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt, so dass dieser gegen den Auswurfstössel 49 schlägt. Eine dieser Bewegung entgegengesetzte Bewegung, bei welcher eine Rückführung des Stössels 49 erfolgt, findet bei einer darauffolgenden Senkung des Hubteiles 25 bzw. des Kurvenstücke 530 vor einer Fortschaltung des Schalttisches 1 statt.
Unabhängig davon, welche Ausbildung die Erfindung im einzelnen erfährt, wird durch die Verwendung von in Führungen verschiebbaren Hubteilen stets der Vorteil eines unverwickelten, aufwandsparenden und funktionssicheren Aufbaus sowie ein optimaler Anwendungsbereich der Maschine erreicht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Werkzeugmaschine mit einem mehrere Werkstückaufnahmen tragenden, in mehrere Bearbeitungsstellungen um eine volle Umdrehung schaltbaren Schalttisch und mit mehreren, den Bearbeitungsstellun- gen zugeordnetenArbeitseinheiten, wobei zur Durchführung von Arbeitsvorgängen der jeweiligen Arbeitseinheiten am Maschinenkörper angeordnete Bewegungsvorrichtungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beispielsweise als Hebelgetriebe ausgebildeten Bewegungsvorrichtungen (31, 131... 531) durch einen in Richtung der Schalttischachse (2) verschiebbar geführten Hubteil (25) verstellbar sind, der seinerseits mit auf die Bewegungsvorrichtungen einwirkenden Betätigungsteilen in Form von Kurvenstük- ken (30, 130...
530) versehen ist, während die Verschiebebewegung des Hubteiles beispielsweise mittels Exzenter- und Hebelgetriebe (21 und 17, 19 bzw. 22 und 18, 20) erfolgt.