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Die
Erfindung betrifft eine Schuhpressenanordnung mit einer Gegenwalze,
die ein erstes Lagergehäuse aufweist, einer Schuhwalze,
die ein zweites Lagergehäuse aufweist, und einer Verbindungsanordnung,
die das erste Lagergehäuse und das zweite Lagergehäuse
miteinander verbindet, wobei die Verbindungsanordnung lösbar
ist.
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Eine
derartige Schuhpressenanordnung ist beispielsweise aus
EP 0 531 491 B1 bekannt.
Im Betrieb wird eine Faserstoffbahn durch den Nip zwischen der Schuhwalze
und der Gegenwalze hindurchgeführt und dort mit Druck beaufschlagt,
um sie zu entwässern. Dieser Druck erzeugt eine Reaktionskraft,
die versucht, das erste Lagergehäuse und das zweite Lagergehäuse
voneinander weg zu bewegen. Die Verbindungsanordnung sorgt dafür,
dass diese Bewegung verhindert wird.
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Zu
Wartungszwecken ist es jedoch gelegentlich erforderlich, die Schuhwalze
und die Gegenwalze voneinander weg zu bewegen. In diesem Fall muss
die Verbindungsanordnung gelöst werden. Im bekannten Fall
weist die Verbindungsanordnung Zugstäbe mit einem hammerartigen
Kopf für jedes Lagergehäuse auf, wobei die Köpfe
einen Formschluss mit ihrem Lagergehäuse bilden. Zum Lösen der
Verbindungsanordnung werden die Zugstäbe aus der Schuhpressenanordnung
herausgenommen. Bei größeren Schuhpressenanordnungen
haben diese Zugstäbe, die auch als ”Riegel” bezeichnet
werden können, allerdings eine erhebliche Masse, die bis
25 kg betragen kann. Darüber hinaus sind diese Riegel in
einer ungünstigen Ausbaulage angeordnet, so dass ein Monteur
erhebliche körperliche Anstrengungen unternehmen muss,
um die Riegel ein- oder auszubauen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trennen und Verbinden
der Lagergehäuse auf einfache Weise zu ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Schuhpressenanordnung der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, dass die Verbindungsanordnung eine
Reibungskupplung aufweist, die das erste Lagergehäuse und das
zweite Lagergehäuse unter Einwirkung einer Kupplungskraft
reibschlüssig miteinander verbindet.
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Bei
einer derartigen Ausbildung ist es nicht mehr erforderlich, Riegel
oder Zugstäbe zu entfernen. Man muss lediglich zwei Flächenanordnungen, von
denen eine am ersten Lagergehäuse und eine am zweiten Lagergehäuse
befestigt ist, miteinander in Eingriff bringen und durch die Kupplungskraft
so aneinander pressen, dass die dabei entstehende Reibungskraft
ausreicht, um die im Betrieb entstehende Zugkraft zwischen der Schuhwalze
und der Gegenwalze aufnehmen zu können. Da diese Kraft aber
bekannt ist, kann die Reibungskupplung entsprechend dimensioniert
werden. In diesem Fall muss man zwar im Betrieb diese Kupplungskraft
permanent aufrecht erhalten, um ein Trennen der beiden Lagergehäuse
zu verhindern. Da man aber eine Kupplungskraft durchaus mit stationären
Elementen erzeugen kann, ist diese Maßnahme einfacher als das
Aus- und Einbauen von Zugstäben oder Riegeln.
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Vorzugsweise
weist die Reibungskupplung Reibungsflächen auf, die parallel
zur Achse der Gegenwalze gerichtet sind. Im Betrieb kann es vorkommen,
dass sich eine Längenänderung der Gegenwalze von
einer Längenänderung der Schuhwalze unterscheidet.
Dieser Unterschied in der Längenänderung kann
dann über die Reibungskupplung aufgenommen werden, da die
Reibungsflächen parallel zueinander und parallel zur Achse
der Gegenwalze verschoben werden können.
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Vorzugsweise
sind die Reibungsflächen parallel zu einer Ebene ausgerichtet,
in der die Achse der Gegenwalze und die Achse der Schuhwalze liegen.
Dies erleichtert es, die beiden Reibungsflächen miteinander
in Eingriff zu bringen, d. h. aneinander zur Anlage. Man kann die
Reibungskupplung dann dadurch in Eingriff bringen, dass man die
Schuhwalze und die Gegenwalze einfach aufeinander zu bewegt.
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Vorzugsweise
weist die Reibungskupplung an einem Lagergehäuse mehrere
erste Lamellen und am anderen Lagergehäuse mehrere zweite
Lamellen auf, wobei zwischen den ersten Lamellen jeweils ein Zwischenraum
vorhanden ist, in den jeweils eine zweite Lamelle einführbar
ist. Die ersten Lamellen und die zweiten Lamellen greifen daher
kammartig ineinander. Durch die Verwendung von Lamellen kann man
eine relativ große Reibungsflächenpaarung erzeugen.
Da die Kraft, die die Reibungskupplung aufnehmen kann, unter anderem
davon abhängt, wie groß die Reibungsflächen
sind, die aneinander anliegen, kann man mit der Verwendung von Lamellen
eine relativ große Fläche erzeugen, wobei die
Kupplungskraft auf einen Stapel wirken kann, der durch eine abwechselnde
Schichtung von ersten Lamellen und zweiten Lamellen gebildet ist.
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Vorzugsweise
sind die zweiten Lamellen mit Zwischenstücken versehen,
die senkrecht zur Oberfläche der zweiten Lamellen verlagerbar
sind. Die Zwischenstücke erleichtern es, die Kupplungskraft durch
ein Paket von Lamellen hindurch wirken zu lassen, ohne dass man
die Lamellen übermäßig stark verbiegen
oder auf andere Weise verformen müsste. Die Kupplungskraft
wirkt dann beispielsweise auf eine erste Lamelle, die auf das Zwischenstücke
wirkt. Das Zwischenstück ist senkrecht zur Kupplungskraft in
der zweiten Lamelle gehalten. Das Zwischenstück wirkt dann
auf die nächste erste Lamelle, die wiederum auf das nächste
Zwischenstück wirkt. Das letzte Zwischenstück
oder die letzte erste Lamelle kommt dann an einem Anschlag zur Anlage,
der an einem Bauteil befestigt ist, das auch die zweiten Lamellen trägt.
Dadurch ergibt sich ein Klemmstapel, der aus ersten Lamellen und
Zwischenstücken gebildet ist, wobei die Zwischenstücke
in den zweiten Lamellen unverlierbar in Zugrichtung gehalten sind.
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Hierbei
ist bevorzugt, dass die Zwischenstücke eine Bewegungsbegrenzungseinrichtung
aufweisen. Die Zwischenstücke sind damit auch in Richtung ihrer
Bewegung unverlierbar in den zweiten Lamellen gehalten. Dies erleichtert
die Handhabung.
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Vorzugsweise
weisen Lamellen eine Einstelleinrichtung auf, mit der ihre Position
am Lagergehäuse festlegbar ist. Damit lassen sich beispielsweise
die ersten Lamellen so an ihrem Lagergehäuse positionieren,
dass sie bei einer Annäherung der Schuhwalze an die Gegenwalze
oder umgekehrt problemlos in den Zwischenraum zwischen den zweiten Lamellen
eingesenkt werden können. Eine derartige Positionierung
ist in der Regel nur einmal erforderlich.
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Vorzugsweise
sind Lamellen formschlüssig mit ihrem Lagergehäuse
verbunden. Dies betrifft insbesondere die Lamellen, deren Position
einstellbar ist. Beispielsweise kann man die Lamellen in schwalbenschwanz-
oder hammerkopfartigen Nuten anordnen, die parallel zur Einstellrichtung
verlaufen. Die Lamellen sind dann in Zugrichtung gesichert.
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Vorzugsweise
weisen die Lamellen jeweils eine Dicke im Bereich von 5 bis 20 mm
auf. Die Dimensionierung erfolgt in Abhängigkeit vom konkreten Anwendungsfall,
insbesondere von den zu erwartenden Zugkräften. Die Lamellen
müssen mit ihrer Dicke eine ausreichende Reißfestigkeit
sicherstellen.
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Bevorzugterweise
sind erste Lamellen mit einer Anzahl im Bereich von 10 bis 50 vorgesehen.
Je höher die Anzahl der Lamellen ist, desto größer
ist die Reibungskraft und damit auch der Widerstand gegen eine Zugkraft.
Die Anzahl der zweiten Lamellen richtet sich nach der Anzahl der
ersten Lamellen.
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Vorzugsweise
weisen die Lamellen eine Breite im Bereich von 200 bis 600 mm auf.
Die Breite wird hierbei in eine Richtung parallel zur Achse der Gegenwalze
gemessen. Auch hier kann man in erster Näherung davon ausgehen,
dass eine größere Breite eine höhere
Reibungskraft erzeugt und die Reibungskupplung damit eine größere
Zugkraft aufnehmen kann.
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Bevorzugterweise
weist die Reibungskupplung eine Krafterzeugungseinrichtung auf,
die vorzugsweise inmitten der Reibungskupplung angeordnet ist. Wenn
man das obige Beispiel mit einem Stapel aus ersten und zweiten Lamellen
oder ersten Lamellen und Zwischenstück betrachtet, dann
wird eine Krafterzeugungseinrichtung von innen nach außen auf
diesen Stapel wirken, genauer gesagt auf zwei Teilstapel, und diese
beiden Teilstapel gleichmäßig mit jeweils einer
Kupplungskraft beaufschlagen. Damit erzeugt man eine zumindest annähernd
symmetrische Verteilung der Kupplungskraft, so dass ein Schiefstellen
der Schuhwalze gegenüber der Gegenwalze vermieden werden
kann.
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Vorzugsweise
weist die Krafterzeugungseinrichtung eine Keilanordnung mit mindestens
einem Keil auf. Wenn man den Keil verlagert, dann drücken die
Keilflächen des Keils die ersten Lamellen gegen die zweiten
Lamellen oder die Zwischenstücke. Eine einmal eingestellte
Position des Keils sorgt dann im Betrieb dafür, dass diese
Kraft permanent aufrecht erhalten wird. Die Position des Keils kann
man auf unterschiedliche Weise beibehalten. Beispielsweise kann
man den Keil in einer Position verriegeln oder durch eine Schraubmutter
sichern.
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Vorzugsweise
ist der Keil in Kupplungskraftrichtung vorgespannt. Hierzu kann
man beispielsweise Federn verwenden. Wenn die beiden Kupplungshälften
zusammengesetzt werden, dann kann der Keil gegen die Vorspannung
einfedern.
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Vorzugsweise
ist die Reibungskupplung als selbst verstärkende Kupplung
ausgebildet. Auch hierzu kann man beispielsweise eine Keilflächenanordnung
verwenden. Wenn die im Betrieb zwischen der Gegenwalze und der Schuhwalze
auftretenden Kräfte versuchen, die Gegenwalze und die Schuhwalze
voneinander weg zu bewegen, dann wird die Keilfläche geringfügig
verschoben und erhöht dadurch die Kupplungskraft, so dass
eine weitere Bewegung unterbunden wird.
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Vorzugsweise
weist der Keil einen Winkel im Bereich von 5° bis 20° auf,
gemessen zu der Ebene, in der die Achse der Schuhwalze und der Gegenwalze
angeordnet sind.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Schuhpressenanordnung,
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2 eine
perspektivische Darstellung einer Verbindungsanordnung,
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3 eine
Darstellung zur Erläuterung der Krafterzeugung,
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4 einen
vergrößerten Ausschnitt aus 3,
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5 eine
Darstellung zur Erläuterung eines Kraftverlaufs,
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6 ein
erster Teil einer Reibungskupplung und
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7 einen
zweiten Teil der Reibungskupplung.
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1 zeigt
eine Schuhpressenanordnung 1 mit einer Schuhwalze 2 und
einer Gegenwalze 3. Die Schuhwalze 2 weist einen
Mantel 4 auf, der unter Wirkung eines schematisch dargestellten
Anpressschuhs 5 über einen gewissen Umfangsabschnitt
an den Umfang der Gegenwalze 3 angepresst wird, wobei im
Betrieb eine Papier- oder Kartonbahn zusammen mit ein oder zwei
Filzen zwischen der Schuhwalze 2 und der Gegenwalze 3 hindurchläuft.
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Die
Gegenwalze 3 ist in einem ersten Lagergehäuse 6 drehbar
gelagert und zwar um eine Achse 7. Die Schuhwalze 2 weist
ein zweites Lagergehäuse 8 auf, um das der Mantel 4 umläuft
und zwar um eine Achse 9.
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Wenn
im Betrieb der Anpressschuh 5 den Mantel 4 gegen
die Gegenwalze 3 drückt, dann entstehen Reaktionskräfte,
die versuchen, die Schuhwalze 2 und die Gegenwalze 3 voneinander
weg zu bewegen. Um eine derartige Bewegung zu verhindern und damit
sicherzustellen, dass im Nip 10 zwischen der Schuhwalze 2 und
der Gegenwalze 3 die erforderlichen Pressenkräfte
auf die Papier- oder Kartonbahn wirken können, ist eine
Verbindungsanordnung 11 vorgesehen, die eine Reibungskupplung 12 aufweist.
Diese Reibungskupplung 12 wird im Folgenden anhand der 2 bis 7 näher
erläutert.
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Mit
dem ersten Lagergehäuse 6 ist ein Fortsatz 13 verbunden
und mit dem zweiten Lagergehäuse 8 ist ein Fortsatz 14 verbunden.
Der Fortsatz 13 weist an seinem dem zweiten Lagergehäuse 8 zugewandten
Ende eine Vielzahl von ersten Lamellen 15 auf. Der Fortsatz 14 weist
an seinem dem zweiten Lagergehäuse 6 zugewandten
Ende eine Vielzahl von Lamellen 16 auf. Die Zahl der ersten
Lamellen 15 liegt im Bereich von 10 bis 50. Die Zahl der
zweiten Lamellen 16 ist daran angepasst. Die ersten Lamellen 15 und
die zweiten Lamellen 16 sind jeweils in zwei Gruppen angeordnet,
die symmetrisch zu einer Ebene 17 angeordnet sind, in der
die Achsen 7, 9 von Gegenwalze 3 und
Schuhwalze 2 liegen.
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Zwischen
zwei ersten Lamellen 15 gibt es einen Zwischenraum 18,
in den jeweils eine zweite Lamelle 16 eintauchen kann.
Zwischen zwei zweiten Lamellen 16 gibt es einen Zwischenraum 19,
in den jeweils eine erste Lamelle 15 eintauchen kann. Zwischen
den beiden Stapeln ist eine Krafterzeugungseinrichtung 20 vorgesehen,
die in der Lage ist, von innen nach außen eine Kraft auf
den Stapel aus ersten Lamellen 15 und zweiten Lamellen 16 auszuüben dergestalt,
dass zwischen den ersten Lamellen 15 und den zweiten Lamellen 16 eine
Reibung entsteht. Dadurch sind die beiden Lagergehäuse 6, 8 reibschlüssig
miteinander verbunden. Diese Reibungskraft kann so groß gemacht
werden, dass sie größer ist als die Zugkraft,
die im Betrieb zwischen der Schuhwalze 2 und der Gegenwalze 3 als
Reaktion auf die Pressenkräfte auftritt.
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Um
die zum Erzeugen der Reibungskraft notwendige Normalkraft zu erzeugen,
weist die Krafterzeugungseinrichtung 20 einen in den 3 bis 5 schematisch
dargestellten Keil 21 auf, der eine Keilfläche 22 aufweist,
die mit der Ebene 17 einen Winkel im Bereich von 5° bis
20° einschließt.
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In
den zweiten Lamellen sind Zwischenstücke 23 vorgesehen,
die in den zweiten Lamellen 16 unverlierbar gehalten sind,
sich aber über eine kleine Strecke senkrecht zur Flächenerstreckung
der zweiten Lamellen 16 bewegen können. Die Zwischenstücke 23 haben
allerdings einen Abstand zueinander, der ausreicht, um die ersten
Lamellen 15 aufnehmen zu können. An der dem Keil 21 zugewandten
Seite sind dickere Zwischenstücke 24 vorgesehen,
die auch als ”Stempel” bezeichnet werden können
und die gleiche Aufgabe haben wie die Zwischenstücke 23.
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Der
Keil 21 ist am Fortsatz 13 des ersten Lagergehäuses 6 befestigt,
so dass Zugkräfte 25, die auf das erste Lagergehäuse 6 wirken,
auch auf den Keil 21 übertragen werden.
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Der
Keil 21 wirkt zunächst auf die Stempel 24.
Jeder Stempel 24 wirkt zunächst auf die ihm benachbarte
erste Lamelle 15, die wiederum auf ein Zwischenstück 23 wirkt.
Das Zwischenstück 23 wirkt auf die nächste
erste Lamelle 15 etc., so dass in Richtung eines Pfeiles 26 ein
Stapel mit einer Kupplungskraft beaufschlagt wird, der aus abwechselnd geschichteten
ersten Lamellen 15 und Zwischenstücken 23, 24 gebildet
ist. Da die Zwischenstücke 23, 24 entsprechende
Zugkräfte auf die zweiten Lamellen 16 übertragen
können (sie sind dort in Richtung der Zugkraft 25 formschlüssig
gehalten), lässt sich durch die Kupplungskraft 26 eine
reibschlüssige Verbindung zwischen den beiden Lagergehäusen 6, 8 erzeugen.
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Wenn
die Zugkraft 25 vergrößert wird und damit
versucht, den Keil 21 vom zweiten Lagergehäuse
weg zu ziehen, dann wird aufgrund der Keilfläche 22 der
Stapel aus ersten Lamellen 15 und Zwischenstücken 23, 24 mit
einer entsprechend größeren Kupplungskraft beaufschlagt,
so dass die Reibungskupplung 11 selbstverstärkend
wirkt.
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Die
Dimensionierung der Lamellen 15, 16 richtet sich
nach den zu erwartenden Zugkräften 25. Die Lamellen 15, 16 haben
eine Dicke (in 7 von links nach rechts) im
Bereich von 5 bis 20 mm. Sie haben eine Breite (senkrecht zur Dicke),
die im Bereich von 200 bis 600 mm liegt.
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Die
ersten Lamellen 15 sind am Fortsatz 13 formschlüssig
gehalten und mit Hilfe einer Einstelleinrichtung 27 positionierbar.
Man kann die ersten Lamellen 15 so einstellen, dass sie
beim Zusammenfahren von Schuhwalze 2 und Gegenwalze 3 genau in
die Zwischenräume 19 zwischen den zweiten Lamellen 16 passen.
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Der
in den 3 bis 5 nur schematisch dargestellte
Keil 21 wird realisiert durch zwei Keilbacken 28,
die beispielsweise durch eine Feder nach außen vorgespannt
sind. Mit Hilfe eines Zugstabes 29 lässt sich
ein nicht näher dargestellter Abstandshalter in eine Position
zwischen den beiden Keilbacken 28 verlagern oder aus dieser
Position heraus verlagern. Wenn der Abstandshalter zwischen den beiden
Keilbacken 28 entfernt ist, dann kann man die Keilbacken 28 gegen
die Kraft der Feder zusammendrücken, was beispielsweise
beim Zusammenfahren von Schuhwalze 2 und Gegenwalze 3 passiert.
Hierzu weisen die Keilbacken an ihrer der Schuhwalze 2 zugewandten
Seite eine Abschrägung 30 auf, die mit entsprechenden
Abschrägungen 31 an den Stempeln 24 zusammenwirken,
so dass die Keilbacken 28 an den Stempeln 24 frei
bewegt werden können, indem sie nach innen zusammengedrückt
werden.
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Wenn
die Zugstange 29 eingeschoben wird und die Keilbacken 28 verriegelt
sind, dann übt der Abstandshalter, der durch die Zugstange 29 betätigt wird,
eine zusätzliche Kupplungskraft auf den Stapel aus ersten
Lamellen 15 und Zwischenstücken 23 aus,
wenn die Vorspannkraft der Feder zwischen den Keilbacken 28 nicht
ausreicht, um die notwendige Kupplungskraft zu erzeugen.
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Zum
Einrücken oder Festlegen der Reibungskupplung 12 ist
es also nur erforderlich, die Zugstange 29 einzuschieben,
um die Keilbacken 28 mit der notwendigen Kupplungskraft 26 zu
beaufschlagen. Hierfür ist aber eine weitaus geringere Kraft
erforderlich, als Zugstäbe oder Anker mit einer Masse von
mehr als 10 kg aus- oder einzubauen. Zum Lösen der Reibungskupplung 12 muss
man die Zugstange 29 herausziehen.
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Darüber
hinaus kann man hier die Gefahr eines falschen Einbaus der Zugriegel
mit Sicherheit vermeiden. Es gibt keine Elemente mehr, die, wie
die Zugriegel, in einer richtigen Reihenfolge eingebaut werden müssen.
Darüber hinaus benötigt man keinen Handhabungsspielraum
mehr für die Zugstäbe oder Riegel, so dass man
den dadurch freigewordenen Raum für andere Zwecke verwenden
kann.
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Man
kann natürlich die Keilbacken 28 auch dadurch
spreizen, dass man die Zugstange 29 herauszieht. Das Lösen
erfolgt dann durch Einschieben der Zugstange 29.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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