CN103101184A - 用于吹制或拉伸吹塑聚合物材料的瓶子或容器的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于吹制或拉伸吹塑聚合物材料的瓶子或容器的装置(1),具有:多个模具单元(10),其均具有围绕具有铰接轴(23)的铰接销(54)横向铰接的第一半壳体(21)和第二半壳体(22);和底部(52),其适于配合以周期地形成闭合腔体(24),闭合腔体适于接收预加热预成型件并且允许通过预成型件在腔体(24)内的拉伸吹塑而膨胀以便获得瓶子,模具单元(10)布置为通过半壳体(21、22)的打开/闭合装置(12)朝向及远离穿过铰接轴(23)和底部(52)的移动装置(50)的闭合平面X-X而周期地呈现闭合模具构造和打开模具构造,从包括单一凸轮连接件的单一运动入口(36)开始,半壳体(21、22)和底部(52)以同步方式被致动。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于以适于将所述预成型件转换至瓶子或容器的用于聚合物材料预成型件的吹制或拉伸吹塑的装置。
背景技术
通过对在期望形状的模具内适当加热的特定预成型件进行吹制而获得瓶子或容器,是在包装领域中(具体地,用于制造瓶子或容器)所广泛使用的方法。
基本地,存在两种不同的方法,简单吹制或者拉伸吹塑,其提供了对于在模具中的预成型件的气动吹动与同时的机械拉伸。在两种情形中,预成型件都必须在对应于材料软化点的热状态中到达吹制或拉伸吹塑装置,以便在模具内被塑性地变形。
这种瓶子的生产通常需要快速且相当高的以小时计的生产速率,以使每个单一瓶子或容器的模制成本减小到最小,因为这些将严重地影响产品的最终成本。
因此,已经作出很多努力,以自动化和加速该方法。
用于吹制或拉伸吹塑模制预成型件的装置已知包括可以打开的多个模具,包括半模具(两个),其一端铰接并且通过定位在附近的杆而致动且尺寸设计为允许其随着预成型件的预定载荷相位和模制瓶子的卸载相位而以同步方式打开与关闭。该杆通常通过成型凸轮连接件而被致动,该连接件适于提供往复运动,具有由凸轮形状限定的过程。
更具体地说,该连接件包括适当成型的所谓的“凸轮”轮廓以及滑动件(所谓“从动”元件),迫使沿着该轮廓滑动并且能够通过根据轮廓形状的运动来提供机械实用(mechanical utility)。
通常,为了实现高速率,多个模具围绕在旋转吹塑装置上的中性轴线周围径向地定位,其中,用于打开与关闭模具的装置与其他装置的移动同步,其与诸如用于移动进来的预成型件与向外走的瓶子的装置或者用于移动模具的各个部件的吹塑装置的功能相配合。
通过这种方式,在根据该装置的旋转的每个连续瓶子上的一些处理步骤都在先前瓶子的其它处理步骤的附近(in the shadow of)执行。
通常地,所述机械装置通过独立的单一凸轮单独地致动,所述凸轮根据移动的顺序或持续期间而适当形成。特别地,模具的多种装置使得它们相应的从动元件突出并且定向为,使得在该装置的旋转的预定部分中,它们被导向(channel)到相应的导向件或凸轮,形成的方式适于将预定的运动施加在从动元件上,这使该运动以预定方式输入到多种装置中。
特别地,在具有多个模具的已知旋转装置中,每个模具都包括铰接在平行于装置的旋转轴的铰接轴周围的半壳体(两个),其可以通过由凸轮联接件致动的致动装置以同步方式闭合或打开。
在该已知的装置中,半壳体具有沿着平行于铰接轴的方向定位的端部孔,端部孔与将要获得的瓶子的底部相应。该孔适于通过适于沿着大致垂直于瓶子底部的方向移动的底部交替地关闭与打开。该底部支撑了模具的一部分,适于允许瓶子的底部的模制,其具有沿着大致垂直于底部的方向延伸的突出部和凹入部。
在前述已知装置中,底部通过用于接收来自相应从动元件的运动的机构而被移动,该相应从动元件与不同于用于致动模具的打开和关闭的凸轮的凸轮相关联。
该已知类型的模具具有弊端,在吹制预成型件的过程中,在预成型件内部(以及因此,在模具内部)的液体(通常,空气)的压力在其上施加打开作用力,这趋于打开且使半壳体不重合,结果是,生产出不完美的瓶子,其中,两个半壳体之间的分离线保持清晰可见。
现有技术中,为了克服该问题而设法使用适于插入的螺栓以便在周边通道中滑动,该周边通道形成在模具的与铰接轴相对的一端处,当模具闭合时,其相互对齐,使得螺栓能够插入到通道中,并且在吹制过程中,使模具保持在闭合构造中。因此,这种螺栓必须在吹制以前就插入到通道中以保持半壳体关闭,并且在吹制以后,移除螺栓,以使其能够随后打开。该螺栓通过相应从动元件而被自动地致动,该相应从动元件接合在不同于用于执行夹具的打开与闭合的凸轮的凸轮上。
尽管解决了保持半壳体闭合的问题,但是,螺栓的存在带来了减慢生产线的另一个弊端,其中,仅当模具完全闭合时才能将其插入,因此不能在模具的打开与闭合移动的时间附近而插入。
此外,存在螺栓带来了必须使用附加凸轮以及相应的机械能消耗的弊端。
此外,该已知的装置的弊端包括,要求非常精确的尺寸设计对于分离的凸轮的装配,使它们相对于彼此定位在正确的相对位置中,以提供在装置中致动的各种机械装置的正确的机械同步,并且特别地,夹具和底部以及螺栓的插入的正确的机械同步。在多种凸轮没有以极端精确定位安装时,在各个机械部件之间便可能发生作用力,这可能造成机械连接件的快速磨损。此外,由于高的运转速度,在极端情形中,可能发生机械干扰或冲击,造成损坏装置的结果。
由于这些原因,该已知装置不允许超过最大生产速率。
通过本发明解决的问题是,能够得到用于塑料制成的瓶子的吹制或拉伸吹塑的装置,其使得能够克服上述缺点。
通过如在所附权利要求限定的装置解决了该问题,其限定形成了本公开整体部分。
附图说明
参照附图,从下面提供的以非限定实例方式作出的对实施方式中的一些的描述,本发明的其它特征和优点将更清楚地易于理解,在附图中:
图1示出了具有多个模具单元的根据本发明的吹制机或拉伸吹塑机的示意性平面视图(ground view);
图2和图3示出了相应地处于模具闭合与模具打开的构造中的根据本发明的装置的模具单元的立体图;
图4和图5示出了相应地处于模具闭合与模具打开的构造中的图2中的模具单元的平面视图(ground view);
图6和图7示出了相应地处于模具闭合与模具打开的构造中的图2中的模具单元的侧视图。
具体实施方式
参照附图,附图标记1表示根据本发明的旋转类型的吹制机或拉伸吹塑装置,其具有相对于装置1的大致竖直旋转轴线2径向定位的多个模具20。
围绕该装置的旋转轴线2旋转的每个模具单元10都周期性地达到用于加载预成型件和/或用于卸载由预成型件制成的瓶子的工位。在加载预成型件与卸载瓶子之间,执行吹制或拉伸吹塑。
根据一般的实施方式,每个模具单元10包括铰接在铰接轴23周围的第一半壳体21和第二半壳体22,例如,平行于该装置的旋转轴线2。铰接轴定位在面向该装置的轴2的半壳体21和22的横向端。
由此,第一半壳体21与第二半壳体22可以围绕铰接轴23在其中半壳体21和22沿着相应模具边缘24接触的模具闭合(图2、图4和图6)的构造与模具打开(图3、图5和图7)的构造之间旋转。
半壳体21和22因此可以像双壳壳体(bivalve shell)的两个壳体那样打开/关闭。
根据一个实施方式,半壳体21和22适于朝向穿过铰接轴23的闭合平面X-X而闭合,特别地,闭合平面X-X也穿过装置的轴2。这种方式中,每个模具2都可以朝向装置1的外部打开。
模具单元10包括适于与半壳体21与22配合的底部52以及底部的移动装置50,以周期性地形成适于容纳预加热预成型件的闭合腔体24,其允许通过在腔体24内的预成型件的吹制或拉伸吹塑而膨胀,以获得瓶子或容器。
有利地,半壳体21和22和底部52通过半壳体21、22的打开/闭合装置12及底部52的移动装置50而以同步方式被致动,其从包括单一凸轮连接件的单一运动入口36开始。
有利地,半壳体21和22围绕铰接轴23旋转,同时地,所述铰接轴23沿着大致垂直于其自身铰接轴的方向沿着平面X-X而平移。
根据一个实施方式,该半壳体21和22包括相应形状部分,其反向地复制将要从预成型件获得的瓶子的外部形状,并且其限定了该空间,使得预成型件在该空间内部扩展,其中,该成型部分可与半壳体21和22分离并且可相互交换,以允许瓶子模制具有不同形状和尺寸。通过这种方式,其足以替代成型部分,以开始制造不同的瓶子。
在一个可能的实施方式中,模具20的前述打开/闭合装置包括具有与吹制机1一体形成的旋转轴26的摆动件,旋转轴大致平行于铰接轴23定位,主轴26平行于偏心轴27,并且与偏心轴27的距离为预设臂值B。
根据一个实施方式,主旋转轴26与摆动件(throw)25的所谓的“工作台销(bench pin)”的两个圆柱端部分28和29重合,同时,偏心轴27与中心圆柱部分30(所谓的“曲轴销”)重合,定位在端部28和29之间。曲轴销30通过臂31和32刚性地连接到工作台销和29。
根据一个实施方式,打开/闭合装置包括至少一个连接杆33,该连接杆33具有可旋转连接到所述偏心轴27的第一端34以及旋转连接到所述铰接轴23的第二端35。
在一个实施方式中,四个连接杆33被设置具有可旋转地连接到所述偏心轴27的第一端34以及可旋转连接到所述铰接轴23的第二端35。
在一个实施方式中,模具20的打开/闭合装置包括至少第一曲柄40,该第一曲柄的第一端可旋转地连接到与装置1一体形成的固定轴37,并且其第二端在相对于第一固定轴37的与平面X-X的相同侧上可旋转地连接在第一半壳体21的第一轴43周围。
在一个实施方式中,模具20的打开/闭合装置包括至少第二曲柄41,该第二曲柄的第一端可旋转地连接到与装置1一体形成的固定轴38,并且其第二端在相对于第二固定轴38的与平面X-X的相同侧上可旋转地连接在第二半壳体22的第二轴44周围。
根据一个实施方式,打开/闭合装置包括大致相等的两个第一曲轴40以及大致相等的两个第二曲轴41。
根据一个可能的实施方式,固定轴37、38和/或第一侧轴43与第二侧轴44大致相互平行并且大致平行于铰接轴23。
根据一个实施方式,第一侧轴43和第二侧轴44在相对于闭合平面X-X的相对侧面上远离。
在一个实施方式中,至少一个第一曲轴40和/或至少一个第二曲轴41布置在大致与铰接轴23正交的平面上。
在一个可能的实施方式中,至少一个第一曲轴40和/或至少一个第二曲轴41布置为横贯闭合平面X-X。
根据一个实施方式,固定轴37、38远离闭合平面X-X,远离的距离大于从闭合平面X-X至第一侧轴43和第二侧轴44的距离。
根据一个实施方式,第一固定轴37和第一侧轴43相对于闭合平面X-X镜面地(specularly)布置到第二固定轴38和第二侧轴44。
摆动件25围绕其主轴26的旋转迫使偏心轴27根据等于B的半径而围绕主轴26旋转。该旋转拖拽所述至少一个连接杆33,以使得铰接轴23在模具闭合位置与模具打开位置之间沿闭合平面X-X进行往复转换运动,在模具闭合位置中,偏心轴27与主轴26沿着闭合平面X-X对齐并且与铰接轴23(图4)相对,在模具打开位置中,偏心轴27与主轴26沿着闭合平面X-X在与铰接轴23(图5)相同侧上对齐。
所述至少一个连接杆33与所述至少一个第一曲轴40并且/或者至少一个第二曲轴41配合,迫使两个半壳体21和22相对于铰接轴23(与铰接轴的转换同时地)旋转,从而执行模具20的打开或闭合。
模具20的打开/闭合装置的该实施方式具有的优点是,当模具20闭合时,两个半壳体21和22相互按压,作为由至少一个第一曲轴40和至少一个第二曲轴41施加的压缩力与由至少一个连接杆33施加的驱动力的结合效果,从而防止了半壳体21和22的任何进一步的打开运动。
实际上,当模具关闭时,所述至少一个连接杆33施加力到铰接轴23,通过铰接轴23朝向摆动件25的主轴26导向,并且同时地,第一曲轴40与第二曲轴中的每个向相应的侧轴43和44施加相应力,该相应力沿着接合固定轴37和38和侧轴43和44的线定位,并且朝向闭合平面X-X。该力具有在闭合平面X-X上的正交且面对闭合平面X-X的分量。通过这种方式,在吹制过程中在半壳体21与22之间施加的压力被该正交分量以及半壳体21和22的几何非屈服特性抵消。
换句话说,当它们处于闭合位置时,该打开/闭合装置能够自阻挡半壳体,以对抗(contrast)在吹制预成型件过程中在腔体内施加压力以膨胀并获得瓶子。
该优点能够在吹制过程中避免对适于保持半壳体21和22闭合的锁定装置的需要。从而,能够避免使用用于保持半壳体闭合的螺栓。
该优点的一个积极结果是,完全消除了分别在吹制以前与以后的用于螺栓的插入与取出的等待时间,生产时间减小并且生产率增加。
根据一个实施方式,模具单元10适于,例如,通过与齿轮联接的方式,通过施加到主轴26的转矩,接收运动。例如,在摆动件25的一个端部,存在与主轴26共轴的齿轮36。
根据一个实施方式,模具单元10包括运动入口装置,该运动入口装置适于从匹配轮廓连接件取得运动并且通过围绕主轴26施加转矩将该运动传送到摆动件25。
根据一个实施方式,该运动入口装置包括旋转轴70,适于围绕该旋转轴70旋转并且适于与齿轮36啮合的齿轮71,曲轴72与带齿区段(toothedsection)71一体形成,其旋转轴线与轴70一致,曲轴端具有突出或从动销73,适于在成型的轮廓或凸轮上滑动地接合,其形成为在带齿区段71a上施加旋转,该旋转的量适于使齿轮36旋转预定角度,以便完成模具20的一个完整的打开-闭合周期。
在一个实施方式中,使得模具20从打开到闭合构造或者反之亦然的该预定角度大致等于180°。
在一个实施方式中,半壳体21和22包括与将要获得的瓶子的底部部分相对应的底部孔51,所述孔适于通过上述底部52交替地关闭,以使当半壳体21和22闭合时所述孔被所述底部52闭合,并且当半壳体21和22打开时,所述孔打开。
在一个实施方式中,沿着平行于铰接轴23的方向获得孔51并且该孔定位在半壳体21和22的下区域中。
根据一个实施方式,模具单元10包括底部52的自动移动装置50,特别地,适于在下开口位置与上闭合位置之间沿着平行于铰接轴23的方向平移该底部。
在一个实施方式中,模具单元10包括具有与铰接轴23重合的轴23的铰接销54,所述铰接销延伸超过位于底部孔51的侧面上的半壳体21和22,并且支架53滑动地连接到铰接销54,其方式使得能够沿着铰接轴23平移,该支架53内部地支撑底部52。
根据一个可能的实施方式,支架53通过平行于铰接轴23且与铰接销54一体形成的导向件55以及与支架53一体形成且在导向件55上滑动的托架56而连接到铰接销54。
根据一个实施方式,底部52的移动装置50包括串联安装的至少一对连接杆57和58,其围绕共同旋转轴59可旋转地相互连接,以使一个连接杆57的第一端连接到另一连接杆58的第一端。该连接杆57和58安装在支架53与支撑臂62(固定到铰接销54中)之间,铰接销54位于相对于连接杆57和58的支架53的相对侧,并且使第二端连接成相对于支架53和支撑臂62旋转。该移动装置还包括操作臂63,该操作臂的第一端围绕共同的旋转轴59可旋转地连接到连接杆57和58,并且其第二端可旋转地连接到与装置1一体形成的固定轴64。臂63的定位方式使得能够围绕固定轴64在闭合平面X-X上旋转,其属于与装置1一体形成的支撑件65。
下面描述底部52的移动装置50的功能。
铰接轴23沿着闭合平面X-X的平移运动使铰接销54进入在半壳体的打开位置与闭合位置之间的往复转换运动中。当铰接销54在模具的打开位置中时(图7),因此在最远离摆动件25的主轴26的位置中,该铰接销处于最靠近臂63的固定轴64的位置中。在该构造中,连接杆57和58的第二端受到限制,围绕公共轴59朝向彼此旋转,使得支架53和支撑臂62朝向彼此移动,从而使底部52与孔51远离。
替代地,当铰接销54处于模具的闭合位置时(图6),铰接销54位于最靠近摆动件25的主轴26的位置处并且因此处于最远离轴64的位置处。在该构造中,连接杆57和58的第二端受到限制,以远离彼此旋转,使得支架远离支撑臂62,从而底部52朝向孔51的移动。
根据一个实施方式,模具单元10包括,导向装置适于限定铰接轴23的移动,以仅沿着与所述轴23正交的方向以及沿着闭合平面X-X平移。
在一个实施方式中,该装置包括大致与铰接轴23正交并且属于闭合平面X-X的导向件66(与装置1一体形成),并且托架67与铰接轴23一体形成并且在该导向件66中滑动。
根据一个实施方式,托架(saddle)67固定到支撑臂62。
清楚地,仅描述了本发明的一些特定的实施方式,本领域的技术人员可以对其作出针对特定应用的全部所需的修改,同时保持在本发明的保护范围内。
Claims (12)
1.一种用于吹制或拉伸吹塑聚合物材料的瓶子或容器的装置(1),该装置具有:多个模具单元(10),每个模具单元(10)具有围绕铰接销(54)铰接的侧向第一半壳体(21)与第二半壳体(22),所述铰接销具有铰接轴(23);以及底部(52),其与所述第一半壳体(21)和第二半壳体(22)配合,以周期地形成闭合腔体(24),所述闭合腔体适于容纳预加热预成型件并且允许通过所述预成型件在所述腔体(24)内的吹制或拉伸吹塑而膨胀,以获得瓶子或容器,所述模具单元(10)布置成朝向和远离穿过所述铰接轴(23)、包括所述半壳体(21、22)的打开/闭合装置(12)的所述模具单元(10)以及所述底部(52)的操作装置(50)的闭合平面X-X而周期地呈现闭合模具构造和打开模具构造,
其特征在于:
-从包括单一凸轮连接件的单一运动入口(36)开始,通过所述半壳体(21、22)的所述打开/闭合装置(12)以及所述底部(52)的所述操作装置(50)以同步方式致动所述半壳体(21、22)和所述底部(52);
-与所述铰接轴(23)沿所述平面X-X在大致垂直于所述铰接轴(23)自身的方向上平移同时地,所述半壳体(21、22)围绕所述铰接轴(23)旋转。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述打开/闭合装置(12)包括适于沿所述平面X-X在向前位置与向后位置之间交替地平移所述铰接轴(23)的至少一个连接杆(33),并且其中,所述半壳体(21、22)通过连接装置可移动地连接至固定限制件(37、38),使得所述半壳体(21、22)在所述向前位置处打开而在所述向后位置处闭合。
3.根据权利要求2所述的装置,其中,所述连接装置包括至少一个曲轴(40、41)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述打开/闭合装置(12)适于,当所述模具单元(10)处于所述闭合模具构造中时,通过施加沿相对于所述铰接轴(23)的大致切线方向集中的闭合力,所述打开/闭合装置自动地锁定所述半壳体(21、22)且使得所述半壳体(21、22)彼此压靠。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述打开/闭合装置(12)包括:
-摆动件(25),所述摆动件具有至少一个主要部分(28、29),所述至少一个主要部分具有大致平行于所述铰接轴(23)的旋转轴(26),并且所述摆动件具有偏心部分(30),所述偏心部分的轴(27)平行于所述主要旋转轴(26)并且所述主要旋转轴与所述偏心轴(27)间隔预设臂值B;
-至少一个连接杆(33),所述至少一个连接杆具有旋转地连接到所述偏心部分(30)的第一端(34)以及旋转地连接到所述铰接轴(23)的第二端(35);
-至少第一曲轴(40),所述至少第一曲轴具有可旋转地连接到与所述装置(1)一体形成的第一固定轴(37)的第一端以及相对于所述第一固定轴(37)在所述闭合平面X-X的相同侧上围绕所述第一半壳体(21)的第一侧轴(43)而可旋转地连接的第二端;
-至少第二曲轴(41),所述至少第二曲轴具有可旋转地连接到与所述装置(1)一体形成的第二固定轴(38)的第一端以及相对于所述第二固定轴(38)在所述闭合平面X-X的相同侧上围绕所述第二半壳体(22)的第二侧轴(44)而可旋转地连接的第二端,
其中,在所述闭合模具构造中,所述离心轴(27)沿着所述闭合平面X-X与所述主轴(26)对齐并且位于相对于所述主轴(26)的与所述铰接轴(23)相对的侧上,并且在所述打开模具构造中,所述偏心轴(27)沿着所述闭合平面X-X与所述主轴(26)对齐并且夹置在所述主轴(26)与所述铰接轴(23)之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述固定轴(37、38)及所述第一侧轴(43)和第二侧轴(44)大致彼此平行并且大致平行于所述铰接轴(23)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述至少一个第一曲轴(40)和/或所述至少一个第二曲轴(41)相对于所述闭合平面X-X横向地布置,和/或其中,所述第一固定轴(37)和所述第二固定轴(38)与所述闭合平面X-X间隔的值大于所述第一侧轴(43)和所述第二侧轴(44)距离所述闭合平面X-X的距离,和/或其中,所述第一固定轴(37)和所述第二固定轴(38)介于所述侧轴(43、44)与所述主轴(26)之间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述第一固定轴(37)和所述第一侧轴(43)相对于所述闭合平面X-X与所述第二固定轴(38)和所述第二侧轴(44)镜像地布置。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置,包括导向装置,所述导向装置适于使得所述铰接轴(23)仅沿所述闭合平面X-X在与所述铰接轴(23)正交的方向上平移。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述导向装置包括导向件(66),所述导向件大致与所述铰接轴(23)正交并且与所述装置(1)一体形成,并属于所述闭合平面X-X,并且所述导向装置包括与所述铰接轴(23)一体形成并且在所述导向件(66)中滑动的托架(67)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述底部的操作装置(50)包括:
-将所述底部(52)接合至所述铰接销(54)的滑动接合装置(55,56),所述滑动接合装置使得所述底部(52)接近所述半壳体(21、22)或者使得所述底部从所述半壳体(21、22)移开;
-至少一对连接杆(57、58),所述至少一对连接杆串联安装并且围绕共同旋转轴(59)可旋转地相互连接,使得小的连接杆(57)的第一端连接到另一连接杆(58)的第一端,并且第二端分别连接至所述底部(52)和支撑臂(62),所述支撑臂以一体形成方式横向地固定于所述铰接销(54),成对的所述小的连接杆(57、58)夹置在所述底部(53)与所述支撑臂(62)之间;
-操作臂(63),所述操作臂的第一端围绕所述公共轴(59)可旋转地连接至所述小的连接杆的第一端,并且所述操作臂的第二端可旋转地连接至与所述装置(1)一体形成的固定轴(64),
所述底部(52)的所述接近或者移开运动由所述铰接销(54)的平移移动直接地致动。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述模具单元(10)中的每个包括运动入口装置(16),所述运动入口装置包括:
-带齿区段(71),所述带齿区段具有与所述装置(1)一体形成的固定旋转轴(70),所述固定旋转轴适于与齿轮(36)啮合,所述齿轮与所述摆动件(25)的主要部分(29)一体形成并且共轴;
-曲轴(72),所述曲轴与所述带齿区段(71)一体形成,具有沿所述区段的所述轴(70)而刚性地连接到所述带齿的区段(71)的第一端以及具有适于沿成型导向凸轮滑动地接合的突出销(73)的第二端。
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