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Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung einer Aufsatzbacke an einer beweglich gelagerten Grundbacke eines Linear- oder Zentrischgreifers. Die Erfindung betrifft außerdem einen Lineargreifer, einen Zentrischgreifer oder eine Aufsatzbacke mit einer derartigen Befestigungseinrichtung. Linear- oder Zentrischgreifer sind aus dem Stand der Technik in vielfältiger Art und Weise bekannt und finden insbesondere in der Handhabungstechnik an Roboterarmen zum Greifen von Werkstücken Verwendung. Lineargreifer sehen dabei zwei entlang einer Linie, aufeinander zu und voneinander weg bewegbare Grundbacken vor. Zentrischgreifer sehen in der Regel drei, auf eine Achse (Zentrum) hin bewegbare und weg bewegbare Grundbacken vor.
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Je nach Greifaufgabe werden an den Grundbacken verschiedene Aufsatzbacken (auch als Greiffinger bezeichnet) angeordnet, mit denen die Werkstücke gegriffen werden.
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Zur Anordnung und Befestigung der Aufsatzbacken finden in der Regel Befestigungsschrauben Verwendung, mit denen die Aufsatzbacken an den Grundbacken verschraubt werden. Das Verschrauben dauert in der Regel vergleichsweise lange, da die Schraube über mehrere Umdrehungen hinweg in ein grundbackenseitiges oder aufsatzbackenseitiges Gewinde beziehungsweise aus dem Gewinde herausgeschraubt werden muss. Außerdem lässt sich ein derartiges Herausschrauben der Befestigungsschraube nur vergleichsweise aufwändig realisieren, da bei größeren Aufsatzbacken mehrere Befestigungsschrauben Verwendung finden, die schwer zugänglich sind.
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Stand der Technik
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Aus der
DD 226 826 A1 und der
EP 0 198 379 B1 sind Befestigungseinrichtungen für auswechselbare Aufsätze von Greifern bekannt geworden. Durch die
WO 90/15698 A1 ist die Verwendung eines Verriegelungsbolzens zur lösbaren Kupplung von Greifern an Roboterarmen bekannt geworden. Aus der DIN 55029 sind Spindelköpfe und Futterflansche in Zentrierkegel Camlock-Ausführung bekannt gewerden.
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Aufgabenstellung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungseinrichtung vorzuschlagen, mit der Aufsatzbacken an beweglich gelagerten Grundbacken eines Linear- oder Zentrischgreifers auf einfache Art und Weise befestigbar und austauschbar sind. Das Austauschen soll hierbei möglichst wenig Zeit in Anspruch nehmen. Dennoch sollen hohe Greifkräfte übertragbar sein. Ferner sind die Aufsatzbacken positionsgenau an den Grundbacken anzuordnen, um ein exakt vorhersehbares Greifen der Aufsatzbacken zu gewährleisten. Außerdem soll ein zugehöriger Linear- oder Zentrischgreifer sowie eine entsprechende Aufsatzbacke bereitgestellt werden.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Befestigungseinrichtung mit den Markmalen des Anspruchs 1. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch einen Linear- oder Zentrischgreifer sowie durch eine Aufsatzbacke mit einer derartigen Befestigungseinrichtung.
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Dabei weist der Kontaktabschnitt im Querchnitt einen ersten, um seine Mittellängsachse konzentrischen Kreissegmentabschnitt auf. Außerdem weist der Kontaktabschnitt einen zweiten, sich an den ersten Abschnitt, insbesondere wenigstens weitgehend tangential anschließenden, zur Mittellängsachse exzentrischen Kreisabschnitt auf. Ferner ist ein dritter Abschnitt in Form einer Abflachung vorgesehen. Der Befestigungsbolzen lässt sich beispielsweise dann in die Aufnahme einführen, wenn die Abflachung der Aufnahme zugewandt ist. Der Verriegelungsbolzen gibt dann die Aufnahme frei. Ist der Befestigungsabschnitt in die Aufnahme eingeführt, kann durch Verdrehen des Verriegelungsabschnitts der exzentrische Kreissegmentabschnitt gegen den Befestigungsbolzen wirken. Der konzentrische Kreissegmentabschnitt wird in der Regel so ausgebildet sein, dass er zur Führung der Drehbewegung dient und den Übergangsbereich zwischen dem exzentrischen Kreissegmentabschnitt und der Abflachung darstellt.
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Eine derartige Befestigungseinrichtung hat den Vorteil, dass die Aufsatzbacken auf einfache Art und Weise sicher an der Grundbacke befestigt werden können. Der Befestigungsbolzen kann dabei entweder fest mit der Aufsatzbacke oder fest mit der Grundbacke, beispielsweise mittels Befestigungsschrauben, verbunden sein. Für den Fall, dass der Befestigungsbolzen an der Aufsatzbacke angeordnet ist, ist die Befestigungseinrichtung fest mit der Grundbacke verbunden. Für den anderen Fall, bei dem der Befestigungsbolzen fest mit der Grundbacke verbunden ist, ist die Befestigungseinrichtung aufsatzbackenseitig vorgesehen.
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Zur erfindungsgemäßen Befestigung wird der Befestigungsbolzen in die Aufnahme der Befestigungseinrichtung eingeführt. Danach wird der Verriegelungsbolzen in die Verriegelungslage verdreht, in der der Kontaktabschnitt des Verriegelungsbolzens gegen den Befestigungsbolzen wirkt. Dabei kann es ausreichend sein, den Verriegelungsbolzen um lediglich cirka 1/8 Umdrehung zu verdrehen. Der Befestigungsbolzen der Aufsatzbacke beziehungsweise der Grundbacke wird folglich sicher an der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung geklemmt gehalten. Die Befestigungseinrichtung ihrerseits kann beispielsweise an der Grundbacke oder der Aufsatzbacke durch Befestigungsschrauben angeordnet sein.
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Die Aufnahme und der Befestigungsbolzen sind vorzugsweise so ausgelegt, dass der Befestigungsbolzen weitgehend spielfrei in die Aufnahme einführbar ist. Die Aufnahme kann dabei in Form einer Bohrung ausgebildet sein.
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Vorteilhafterweise ist die Aufnahme im Wesentlichen senkrecht zur Verfahrrichtung der Grundbacke angeordnet. Der Befestigungsbolzen wird folglich insbesondere senkrecht zur Verfahrrichtung der Grundbacke in die Aufnahmen eingeführt.
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Um eine sichere und definiert klemmende Verriegelung zu gewährleisten, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Befestigungsbolzen in dem Bereich, in dem der Verriegelungsbolzen gegen ihn wirkt, eine rillenartige Einschnürung aufweist. Die rillenartige Einschnürung kann beispielweise als V- oder U-förmiger Einschnitt ausgebildet sein. Vorteilhafterweise ist die Einschnürung zur Längsachse des Befestigungsbolzens rotationssymmetrisch ausgebildet.
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Vorteilhafterweise sind der Kontaktabschnitt und die Einschnürung so aufeinander abgestimmt, dass beim Verdrehen des Verriegelungsbolzens der Befestigungsbolzen in die Aufnahme eingezogen wird und die Aufsatzbacke beziehungsweise die Grundbacke gegen das Gehäuse der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung beaufschlagt wird. Hierdurch wird insbesondere eine positionsgenaue, spielfreie Anordnung der Aufsatzbacke oder Grundbacke an dem Gehäuse erreicht. Ein sicheres Befestigen der Aufsatzbacke an der Grundbacke wird folglich gewährleistet.
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Um ein sicheres Verdrehen des Verriegelungsbolzens zu ermöglichen, ist der Verriegelungsbolzen vorteilhafterweise an seiner Stirnseite zugänglich. Ferner kann an der zugänglichen Stirnseite des Verriegelungsbolzens ein Eingriffabschnitt vorgesehen sein, beispielsweise zur Aufnahme eines Innensechskantschlüssels oder eines Schraubendrehers.
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Um ein sicheres Führen des Verriegelungsbolzens zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, dass Dicht- und/oder Führungsmittel zwischen dem Gehäuse und dem Verriegelungsbolzen vorgesehen sind.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zwei oder mehr in Verfahrrichtung der Grundbacke oder quer zur Verfahrrichtung der Grundbacke angeordnete Aufnahmen für Befestigungsbolzen vorgesehen sind, wobei der eine Verriegelungsbolzen zur klemmenden Verriegelung der mehreren Befestigungsbolzen dient. Der Verriegelungsbolzen weist dann vorteilhafterweise zwei oder mehr Kontaktabschnitte in den Bereichen der Aufnahmen auf, wobei je ein Kontaktabschnitt mit je einem Befestigungsbolzen zusammenwirkt. Hierdurch wird erreicht, dass eine definierte und dennoch hochbelastbare Befestigung der Aufsatzbacke an dem Gehäuse der Befestigungseinrichtung möglich ist. Durch Verdrehen des lediglich einen Verriegelungsbolzens werden die Befestigungsbolzen beaufschlagt beziehungsweise freigegeben. Die einzelnen Aufnahmen für die Befestigungsbolzen können dabei in einer Ebene liegen, die parallel zur Längsachse des Verriegelungsbolzens verläuft.
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Für den Fall, dass lediglich zwei Aufnahmen für zwei Befestigungsbolzen vorgesehen sind, kann der Verriegelungsbolzen auch quer zu der von den beiden Aufnahmen gebildeten Ebene verlaufen. Die Längsachse des Verriegelungsbolzens verläuft dann vorteilhaft mittig zwischen den beiden Aufnahmen derart, dass die Kontaktabschnitte des Verriegelungsbolzens beim Verdrehen des Verriegelungsbolzens jeweils in die Bereiche der Aufnahmen eingreifen.
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Zur sicheren Befestigung des Gehäuses der Befestigungseinrichtung an der Grundbacke oder der Aufsatzbacke kann das Gehäuse auf der der Grundbacke oder der Aufsatzbacke zugewandten Seite Schraubenaufnahmen für Befestigungsschrauben vorsehen. Das Gehäuse wird dann mit den Befestigungsschrauben an der Grundbacke oder Aufsatzbacke fest verschraubt. Die Befestigungsbolzen und die Befestigungsschrauben zur Befestigung des Gehäuses der Befestigungseinrichtung an der Grundbacke oder Aufsatzbacke sind dabei vorteilhafterweise entlang einer Linie angeordnet. Für den Fall, dass die Befestigungseinrichtung fest mit der Grundbacke verschraubt ist, sind die Befestigungsbolzen an der Aufsatzbacke angeordnet. Die Befestigungseinrichtung kann allerdings auch fest mit der Aufsatzbacke verschraubt sein; in diesem Fall sind die Befestigungsbolzen grundbackenseitig angeordnet.
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Zur Anordnung des Befestigungsbolzens an der Aufsatzbacke oder Grundbacke kann der Befestigungsbolzen vorteilhafterweise ein Gewinde für eine Befestigungsschraube aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass bekannte Aufsatzbacken Verwendung finden können, die gemäß dem Stand der Technik direkt an der Grundbacke verschraubt werden können. Anstelle der Verschraubung der Aufsatzbacke an der Grundbacke kann nun der Befestigungsbolzen mit der Aufsatzbacke verschraubt werden. Erfindungsgemäß ist ebenfalls denkbar, am Befestigungsbolzen ein Außengewinde vorzusehen, das in ein Innengewinde der Aufsatzbacke oder Grundbacke einschraubbar ist. In diesem Falle entfallen die Befestigungsschrauben für den Befestigungsbolzen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist denkbar, dass die Befestigungseinrichtung in die Grundbacke oder in die Aufsatzbacke integriert ist. Bei einer derartigen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Befestigungseinrichtung kein eigenes Gehäuse aufweist, sondern als Gehäuse die Grundbacke oder die Aufsatzbacke vorsieht.
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Ausführungsbeispiel
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist.
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Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung an einem Lineargreifer samt Aufsatzbacken;
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2 die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung in Explosionsdarstellung;
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3 eine Seitendarstellung der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung;
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4 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung entlang der Linie IV in 3;
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5 einen Querschnitt durch den Kontaktabschnitt des Verriegelungsbolzens der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung.
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In der
1 ist ein Lineargreifer
10 dargestellt, der in einem Gehäuse
12 geführte, aufeinander zu beziehungsweise voneinander weg bewegbare Grundbacken
14 aufweist. An jeder der beiden Grundbacken
14 ist eine erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung
16,
18 angeordnet. An der Befestigungseinrichtung
18 ist eine Aufsatzbacke
20 angeordnet. Eine zweite Aufsatzbacke
22 ist zur Anordnung an der Befestigungseinrichtung
16 vorgesehen. Bei dem Greifer
10 kann es sich beispielsweise um einen Greifer handeln, wie er aus der
DE 100 13 022 C1 bekannt geworden ist.
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Die beiden Aufsatzbacken 20 und 22 weisen auf der den Befestigungseinrichtungen 16, 18 zugewandten Seite jeweils zwei Befestigungsbolzen 24 auf, die über Befestigungsschrauben 26 von der der Befestigungseinrichtung 16, 18 abgewandten Seite her an den Aufsatzbacken 20, 22 befestigt sind. Die Befestigungsschrauben 26 sind dabei in dafür vorgesehene Schraubenkanäle 28 an den Aufsatzbacken 20, 22 angeordnet. Erfindungsgemäß ist auch denkbar, dass die Befestigungsbolzen Gewindebolzenabschnitte aufweisen, die in aufsatzbackenseitige Gewindebohrungen eingeschraubt sind.
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In der 2 ist die Befestigungseinrichtung 16 gezeigt, die ein separates Gehäuse 30 sowie zwei Aufnahmen 32 für die Befestigungsbolzen 24 umfasst. In der 2 sind ferner dargestellt zwei Befestigungsschrauben 34, mit denen die Befestigungseinrichtung 16 an der Grundbacke 14 des Lineargreifers 10 angeschraubt werden kann. Die Befestigungseinrichtung 16 umfasst ferner einen Verriegelungsbolzen 36, der quer zu den Längsachsen der Aufnahmen 32 in eine Drehaufnahme 38 einführbar ist.
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In der Seitenansicht der 3 sind die Befestigungsschrauben 34 in den Aufnahmen 32 angeordnet und durchgreifen das Gehäuse 30 derart, dass sie mit den Grundbacken 14 verschraubt werden können.
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Gemäß dem Schnitt der 4 sind die Befestigungsbolzen 24 in die Aufnahmen 32 eingeführt. Die Aufnahmen 32 sind insbesondere in Form von Bohrungen ausgestaltet, in die die Befestigungsbolzen 24 wenigstens weitgehend spielfrei eingeschoben werden können.
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Der Verriegelungsbolzen 36 sieht, wie insbesondere aus 2 deutlich wird, zwei exzenterartige Kontaktabschnitte 40 vor, die bei in die Drehaufnahme 38 eingeführtem Verriegelungsbolzen 36 gegen die Befestigungsbolzen 24 wirken. Die Kontaktabschnitte 40 wirken zur Befestigung der Aufsatzbacken 20 an den Befestigungseinrichtungen 16, 18 gegen rillenartige Einschnürungen 42 an den Befestigungsbolzen 24.
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Aus der 5 wird deutlich, dass die Kontaktabschnitte 40 im Querschnitt gesehen im Wesentlichen drei Abschnitte aufweisen. Zum einen ist ein erster, um die Mittellängsachse 44 konzentrisch angeordneter Kreissegmentabschnitt 46 vorgesehen. An diesen Kreissegmentabschnitt schließt sich ein zweiter, exzentrisch zur Mittellängsachse 44 angeordneter Kreissegmentabschnitt 48 an. Ferner sieht der Querschnitt eine Abflachung 50 vor.
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In einer ersten Drehstellung des um seine Längsachse 44 verdrehbaren Verriegelungsbolzens 36 verlaufen die Abflachungen 50 weitgehend parallel zur Längsachse der Aufnahmen 32. In dieser Position können die Befestigungsbolzen 24 in die Aufnahmen 32 eingeführt werden.
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Der Verriegelungsbolzen 36 ist dann in eine in der 4 dargestellte Verriegelungsstellung C drehbar. In dieser Stellung wirken die exzentrischen Kreissegmentabschnitte 48 der beiden Kontaktabschnitte 40 gegen die Einschnürungen 42 derart, dass die Befestigungsbolzen 24 in die Aufnahmen 32 eingezogen werden, wobei die der Befestigungseinrichtung 16, 18 zugewandten Seiten der Aufsatzbacken 20, 22 dann gegen das Gehäuse 30 beaufschlagt werden.
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Zur Verdrehung des Verriegelungsbolzens 36 weist dieser an seiner Stirnseite 51 einen zugänglichen Innensechskant 52 auf, zur Aufnahme eines geeigneten Sechskantschlüssels 54, wie er in der 1 dargestellt. An der Stirnseite des Verriegelungsbolzens 36 ist außerdem eine Bezugsmarke 56 vorgesehen, mit der ersichtlich wird, in welcher Drehlage (O: Open; C: Closed). sich der Verriegelungsbolzen 36 befindet. Der exzentrische Kreissegmentabschnitt 48 ist so ausgebildet, dass der Verriegelungsbolzen zwischen den Drehstellungen O und C um cirka 40° verdreht werden muss.
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Anstelle des Vorsehens eines Innensechskants 52 ist erfindungsgemäß ebenfalls denkbar, an der Stirnseite des Verriegelungsbolzens 36 einen Drehgriff für eine manuelle Verdrehung des Verriegelungsbolzens vorzusehen.
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Die Befestigungsbolzen weisen auf der der Aufsatzbacke 20, 22 zugewandten Seite ein Gewinde 58 für die Befestigungsschrauben 26 auf. Wie ebenfalls aus 4 deutlich wird, sieht das Gehäuse 30 auf der der Grundbacke 14 zugewandten Seite in Verlängerung der jeweiligen Aufnahme 32 eine konusartige Schraubenaufnahme 60 zur Anlage des Kopfes der Befestigungsschraube 34 vor.
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In der Drehaufnahme 38 beziehungsweise an dem Verriegelungsbolzen 36 können Führungs- und Dichtmittel 62 vorgesehen sein, die ein sicheres Führen und Ermöglichen der Drehbewegung des Verriegelungsbolzens erlauben.
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Durch das Vorsehen von zwei Befestigungsbolzen 24, die entlang der Bewegungsrichtung der Grundbacken 14 in den Aufnahmen 32 angeordnet werden können, können bei einer genauen Positionierung der Aufsatzbacken 20, 22 hohe Greifkräfte sicher aufgenommen und abgeleitet werden.
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Bei der in den 1 bis 5 gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind die Befestigungseinrichtungen 16, 18 als separate Baugruppen ausgebildet, die fest mit der jeweiligen Grundbacke 14 verschraubt werden. Erfindungsgemäß ist ebenfalls denkbar, dass die Befestigungseinrichtungen 16, 18 nicht fest mit den Grundbacken 14, sondern fest mit den Aufsatzbacken 20, 22 verschraubbar sind. In diesem Fall sind dann die Befestigungsbolzen 24 nicht aufsatzbackenseitig, sondern grundbackenseitig angeordnet. Dabei ist insbesondere denkbar, dass die Befestigungseinrichtungen 16, 18 in die Aufsatzbacken 20, 22 integriert sind. Die Befestigungseinrichtungen 16, 18 sehen dann kein eigenes Gehäuse vor, sondern sind in den Aufsatzbacken 20, 22 angeordnet. Die Aufnahmen der Befestigungseinrichtung sind dann vorzugsweise unmittelbar in den Aufsatzbacken 20, 22 angeordnet. Ferner ist dann die Drehaufnahme 38 des Verriegelungsbolzens direkt in der Aufsatzbacke 20, 22 untergebracht.
