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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung sowie auf einen Zugmitteltrieb.
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Beispielsweise ist aus der
DE 102 53 241 A1 eine Spannvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt.
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Bei der aus der
DE 102 53 241 A1 bekannten Spannvorrichtung sind zwei Spannrollen vorgesehen, welche über Hebel miteinander gekoppelt, so dass eine Veränderung der Position einer der Spannrollen zu einer Veränderung der Position der jeweils anderen Spannrolle führt.
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Bei der vorstehenden, bekannten Lösung hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass eine vergleichsweise aufwändige Lagerung der Hebel vorgesehen werden muss.
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Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, insbesondere den vorstehend beschriebenen Nachteil zumindest zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Zugmitteltrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, die erste und zweite Spannrolle derart miteinander in hydraulische und/oder pneumatische Wirkverbindung und/oder mittels eines Bowdenzugs in Wirkverbindung zu setzen, dass eine Veränderung einer Position der ersten oder zweiten Spannrolle zu einer Veränderung der Position der jeweils anderen Spannrolle führt. Somit kann die einleitend beschriebene, aufwändige mechanische Lagerung vermieden werden.
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In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Spannvorrichtung sowie des im Patentanspruch 8 angegebenen Zugmitteltriebs.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist die erste Spannrolle mit einem ersten Kolben eines ersten Hydraulikzylinders und/oder die zweite Spannrolle mit einem zweiten Kolben eines zweiten Hydraulikzylinders verbunden. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung sind der erste und zweite Hydraulikzylinder miteinander hydraulisch verbunden. Dadurch kann die hydraulische Wirkverbindung zwischen dem ersten und zweiten Hydraulikzylinder einfach bereitgestellt werden. Die hydraulische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Hydraulikzylinder kann beispielsweise als Hydraulikleitung, insbesondere in Form eines Rohres oder Schlauchs, ausgebildet sein.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist die erste Spannrolle mittels des ersten Hydraulikzylinders entlang einer ersten Achse und die zweite Spannrolle mittels des zweiten Hydraulikzylinders entlang einer zweiten Achse bewegbar, wobei die erste und zweite Achse vorzugsweise einander schneiden. Je nach Anordnung des ersten und/oder zweiten Abschnitts des Zugmittels kann sich diese Weiterbildung als vorteilhaft erweisen. Alternativ können die erste und zweite Achse natürlich auch parallel oder kollinear zueinander ausgerichtet sein.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist die erste Spannrolle an einem Ende des ersten Kolbens und/oder die zweite Spannrolle an einem Ende des zweiten Kolbens drehbar gelagert angebracht. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist der erste Kolben mittels eines ersten Führungsmittels an einem Basisteil und/oder der zweite Kolben mittels eines zweiten Führungsmittels an dem Basisteil geführt. Das erste Führungsmittel, beispielsweise eine erste Nut, erstreckt sich dabei vorzugsweise entlang der vorgenannten, ersten Achse und das zweite Führungsmittel, beispielsweise eine zweite Nut, erstreckt sich vorzugsweise entlang der vorgenannten, zweiten Achse. Dadurch kann vorteilhaft eine Abstützung des ersten Kolbens entlang einer Achse quer zur ersten Achse und/oder eine Abstützung des zweiten Kolbens entlang einer Achse quer zur zweiten Achse erfolgen. Vorzugsweise ist wenigstens das Ende des ersten Kolbens, an welchem die erste Spannrolle gelagert angebracht ist, in der ersten Nut geführt. Entsprechend ist bevorzugt wenigstens das Ende des zweiten Kolbens, an welchem die zweite Spannrolle gelagert angebracht ist, in der zweiten Nut geführt. Das Ende des ersten und/oder zweiten Kolbens kann dazu quaderförmig ausgebildet sein. Vorzugsweise weist dann die erste und/oder zweite Nut einen entsprechenden, rechteckigen Querschnitt auf.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung sind das Basisteil, der erste Hydraulikzylinder, der zweite Hydraulikzylinder und/oder eine den ersten und zweiten Hydraulikzylinder verbindende hydraulische Verbindungsleitung einstückig ausgebildet. Die mittels dieser Weiterbildung vorgeschlagene Integration von mehreren Bauteilen in ein Bauteil schafft vorteilhaft eine Reduzierung der Bauteile und der mit diesen verbundenen Montageschritten.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Zugmittelantriebs ist der erste Abschnitt des Zugmittels in einem ersten Betriebszustand des Zugmitteltriebs ein Leertrum und in einem zweiten Betriebszustand des Zugmitteltriebs ein Zugtrum und der zweite Abschnitt des Zugmittels in dem ersten Betriebszustand ein Zugtrum und in dem zweiten Betriebszustand ein Leertrum.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Zugmitteltriebs erfolgt die Veränderung der Position der ersten und zweiten Spannrolle zur Kompensierung der Längenänderung des ersten und zweiten Abschnitts des Zugmittels zwischen dem ersten und zweiten Betriebszustand. Dadurch kann wirksam verhindert werden, dass das Zugmittel von den entsprechenden Rollen ”springt”, welche das Zugmittel miteinander wirkverbindet.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert.
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Von den Figuren zeigen:
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1 in einer schematischen Draufsicht einen Zugmitteltrieb gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem ersten Betriebszustand;
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2 die Ansicht aus 1, wobei sich der Zugmitteltrieb in einem zweiten Betriebszustand befindet;
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3 in einer Explosionsansicht eine Spannvorrichtung des Zugmitteltriebs aus den 1 und 2;
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4 in einer perspektivischen Ansicht die in 3 dargestellten Komponenten im zusammengebauten Zustand, wobei die Spannrollen teilweise durchsichtig dargestellt sind; und
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5 in einer schematischen Draufsicht einen Zugmitteltrieb gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In den Figuren der Zeichnung bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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1 illustriert in einer schematischen Draufsicht einen Zugmitteltrieb 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Der Zugmitteltrieb 1 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Der in 1 dargestellte, erste Betriebszustand entspricht dem, wie er beim Starten der Brennkraftmaschine vorliegt.
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Der Zugmitteltrieb 1 weist eine Spannvorrichtung 2 auf. Die Spannvorrichtung 2 weist eine erste Spannrolle 3 und eine zweite Spannrolle 4 auf.
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Die erste Spannrolle 3 ist abschnittsweise von einem ersten Abschnitt 5 eines Zugmittels 6 umschlungen. Die zweite Spannrolle 4 ist abschnittsweise von einem zweiten Abschnitt 7 des Zugmittels 6 umschlungen. Das Zugmittel 6 kann beispielsweise als ein Riemen ausgebildet sein. Bei dem in 1 gezeigten Zugmitteltrieb 1 ist die erste Spannrolle 3 innerhalb des von dem Zugmittel 6 umschlossenen Bereichs 8 und die zweite Spannrolle 4 außerhalb des Bereichs 8 angeordnet.
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Der Zugmitteltrieb 1 weist ferner beispielsweise eine mit einem Startergenerator in Verbindung stehende Rolle 11, eine mit einer Kurbelwelle in Verbindung stehende Rolle 12 und eine Rolle 13 auf. Die Rolle 13 steht mit einem Nebenaggregat, beispielsweise einer Klimaanlage, in Verbindung. Das Zugmittel 6 umschlingt neben den Spannrollen 3 und 4 auch die Rollen 11, 12 und 13 teilweise.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist demnach der erste Abschnitt 5 des Zugmittels 6 zwischen der Rolle 11 des Startergenerators und der Rolle 12 der Kurbelwelle angeordnet, während der zweite Abschnitt 7 des Zugmittels 6 zwischen der Rolle 12 der Kurbelwelle und der Rolle 13 des Nebenaggregats angeordnet ist. Alternativ könnte die zweite Spannrolle 4 auch an dem Abschnitt 14 des Zugmittels 6 zwischen der Rolle 13 des Nebenaggregats und der Rolle 11 des Startergenerators angeordnet sein.
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In dem in 1 gezeigten ersten Betriebszustand dreht sich die Rolle 11 des Startergenerators beispielhaft im Uhrzeigersinn, siehe Pfeil, und treibt die Rolle 12 der Kurbelwelle sowie die Rolle 13 des Nebenaggregats an. In diesem ersten Betriebszustand bildet der erste Abschnitt 5 des Zugmittels 6 folglich das Leertrum und der zweite Abschnitt 7 des Zugmittels 6 das Zugtrum. Auch der Abschnitt 14 bildet in diesem Fall ein Zugtrum, was aber für die nachstehende Beschreibung ohne Bedeutung ist und daher nicht weiter erläutert wird.
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In diesem ersten Betriebszustand des Zugmitteltriebs 1 weist die erste Spannrolle 3 eine erste Position entlang der Achse 15 auf. In dieser ersten Position spannt die erste Spannrolle 3 den das Leertrum bildenden ersten Abschnitt 5 des Zugmittels 6 nach außen, siehe Pfeil, um zu verhindern, dass das Zugmittel 6 aus seinem Eingriff mit der Rolle 12 ”springt”.
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Ferner weist die zweite Spannrolle 4 in dem ersten Betriebszustand des Zugmitteltriebs 1 eine erste Position entlang der Achse 16 auf, so dass der das Zugtrum bildende zweite Abschnitt 7 möglichst kurz ist.
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2 zeigt nun einen zweiten Betriebszustand des Zugmitteltriebs 1. Der zweite Betriebszustand des Zugmitteltriebs 1 entspricht dem, wie er nach dem Starten der Brennkraftmaschine, wenn diese also Antriebsleistung erzeugt, vorliegt.
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Dadurch, dass nunmehr die Rolle 12 der Kurbelwelle anstelle der Rolle 11 des Startergenerators das Zugmittel 6 antreibt, wird der erste Abschnitt 5 des Zugmittels 6 zum Zugtrum und der zweite Abschnitt 7 des Zugmittels 6 zum Leertrum.
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In dem in 2 gezeigten, zweiten Betriebszustand befindet sich die erste Spannrolle 3 in einer zweiten Position entlang der Achse 15, in welcher sie eine Verkürzung des ersten Abschnitts 5 des Zugmittels 6 zulässt. Dazu bewegt sich die erste Spannrolle 3 aus der in 1 gezeigten ersten Position nach innen, siehe den entsprechenden Pfeil in 2, in eine zweite Position.
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Ferner befindet sich die zweite Spannrolle 4 in dem in 2 gezeigten, zweiten Betriebszustand in einer zweiten Position, in welcher sie die sich in dem zweiten Betriebszustand nunmehr ergebende größere Länge des zweiten Abschnitts 7 aufnimmt. Dazu wird die zweite Spannrolle 4 aus der in 1 gezeigten, ersten Position nach innen, angedeutet durch einen entsprechenden Pfeil in 2, entlang der Achse 16 in eine zweite Position bewegt.
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Wie 1 zu entnehmen, schneiden sich die Achsen 15 und 16 unter einem Winkel von in etwa 90°.
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Um die vorstehend beschriebene Positionierbarkeit der Spannrollen 3 und 4 zu ermöglichen, ist die Spannvorrichtung 2 wie folgt aufgebaut:
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3 zeigt die Spannvorrichtung 2 in einer Explosionsansicht, und 4 zeigt die Komponenten aus 3 im zusammengebauten Zustand, wobei die Spannrollen 3 und 4 teilweise durchsichtig dargestellt sind.
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Die Spannvorrichtung 2 weist ein Basisteil 21 auf. Das Basisteil 21 umfasst einen ersten Hydraulikzylinder 22 und einen zweiten Hydraulikzylinder 23. Die Hydraulikzylinder 22 und 23 können in das Basisteil 21 einstückig integriert sein.
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Das Basisteil 21 weist ferner eine Hydraulikleitung 24 auf. Die Hydraulikleitung 24 erlaubt ein Fließen von Hydraulikflüssigkeit, beispielsweise Öl, von dem erste Hydraulikzylinder 22 zu dem zweiten Hydraulikzylinder 23 und umgekehrt.
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Der erste Hydraulikzylinder 22 treibt einen ersten Kolben 25 an. Der erste Kolben 25 weist einen Schaft 27 und ein beispielsweise quaderförmiges Ende 28 auf. Der Schaft 27 des ersten Kolbens 25 reicht in dem zusammengebauten Zustand der Spannvorrichtung 2, siehe 4, in den ersten Hydraulikzylinder 22 hinein. Ferner ist in dem zusammengebauten Zustand das Ende 28 des ersten Kolbens 25 in einer Nut 31 entlang der Achse 15 geführt. Das Ende 28 des ersten Kolbens 25 greift also in die Nut 31 entlang einer Achse 32 quer zur Achse 15 formschlüssig in die Nut 31 ein. Anstelle der Nut 31 ist auch ein anderes Führungsmittel, beispielsweise eine Schiene, denkbar. Die erste Spannrolle 3 ist an dem Ende 28 des Kolbens 25 um einen Drehpunkt 33 drehbar gelagert vorgesehen.
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Die Spannvorrichtung 2 weist ferner einen zweiten Kolben 25' auf, welcher in einer Nut 31' in dem Basisteil 21 entlang der Achse 16 geführt ist. Der Aufbau des zweiten Kolbens 25' und der Nut 31' entspricht dem Aufbau des ersten Kolbens 25 und der Nut 31 und wird daher nachfolgend nicht weiter erläutert. Die zweite Spannrolle 4 ist an dem Ende 28' des zweiten Kolbens 25 um einen Drehpunkt 33' drehbar gelagert vorgesehen.
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Die Hydraulikleitung 24 kann ein Drosselventil 29 aufweisen, sodass der in den Hydraulikzylindern 22 und 23 jeweils herrschende Druck unterschiedlich eingestellt werden kann. Damit kann auch die Kraft, welche die Spannrollen 3 und 4 jeweils auf das Zugmittel 6 aufbringen unterschiedlich eingestellt werden. Ferner besteht die Möglichkeit, diese Kraft mittels unterschiedlicher Durchmesser der Hydraulikzylinder 22 und 23 und/oder der in diesen geführten Kolben 25 bzw. 25' einzustellen.
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Nachfolgend wird noch kurz die Funktionsweise der Spannvorrichtung 2 erläutert:
Wird beispielsweise bei einem Wechsel von dem ersten in den zweiten Betriebszustand des Zugmitteltriebs 1 der Abschnitt 5 des Zugmittels 6 von einem Leertrum zu einem Zugtrum, so presst der Abschnitt 5 des Zugmittels 6 auf die erste Spannrolle 3 nach innen, siehe den entsprechenden Pfeil in den 2 und 3. Dadurch wird der Kolben 25 in den Hydraulikzylinder 22 hineinbewegt. Dies bewirkt eine Verdrängung der Hydraulikflüssigkeit in dem Hydraulikzylinder 22, welche somit durch die Hydraulikleitung 24 hindurch in den Hydraulikzylinder 23 fließt. Der Zufluss des Hydraulikmittels in den Hydraulikzylinder 23 bewirkt, dass sich der Kolben 25' aus diesem herausbewegt, siehe den entsprechenden Pfeil in den 2 und 3, und somit die zweite Spannrolle 4 nach innen bewegt wird. Die Spannrolle 4 kann dadurch die sich ergebende Verlängerung in dem Abschnitt 7 des Zugmittels 6 kompensieren, d. h. der Abschnitt 7 des Zugmittels 6 wird gestrafft.
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5 zeigt in einer schematischen Draufsicht einen Zugmitteltrieb 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Nachfolgend wird lediglich auf die Unterschiede gegenüber dem Zugmitteltriebs 1 aus 1 eingegangen.
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Bei dem in 5 gezeigten Zugmitteltrieb 1 sind die erste und zweite Spannrolle 3 bzw. 4 jeweils außerhalb des von dem Zugmittel 6 umschlossenen Bereichs 8 angeordnet. Ferner steht die zweite Spannrolle 4 nicht mit dem Abschnitt 7 des Zugmittels 6, sondern mit dem Abschnitt 14 desselben in Wirkverbindung.
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Die Hydraulikzylinder 22 und 23 sind nicht auf demselben Basisteil 21 angeordnet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Hydraulikzylinder 22 und 23 von nicht dargestellten, separaten Mitteln gehalten.
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Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
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Anstelle der Hydraulikzylinder 22 und 23 sowie der Hydraulikleitung 24 könnten in den vorstehenden Ausführungsbeispielen auch Pneumatikzylinder samt einer diese pneumatisch verbindenden Pneumatikleitung eingesetzt werden. Ferner kann ein Bowdenzug anstelle der Hydraulikzylinder 22 und 23 sowie der Hydraulikleitung 24 verwendet werden.
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Eine Vorspannung des Zugmittels 6 kann durch den Einsatz von Federn 34, siehe 3, erzielt werden. Solche Federn 34 können beispielsweise zwischen dem Basisteil 21 und dem jeweiligen Kolben 25, 25' angeordnet sein. Anstelle oder zusätzlich ist es auch denkbar, zum Aufbringen der Vorspannung nach der Montage die Hydraulikzylinder 22 und 23 sowie die Hydraulikleitung 24 mit Drucköl zu befüllen. Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann eine Vorspannung auf mechanische Weise erzielt werden, z. B. durch eine lineare Verschiebung der Spannrollen 3, 4 entlang der jeweiligen Achsen 15 bzw. 16.
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Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen könnten auch beide Spannrollen
3 und
4 innerhalb des von dem Zugmittel
6 umschlossenen Bereichs
8 angeordnet sein. Die Anordnung einer jeden Spannrolle
3 oder
4 kann also beliebig – je nach räumlichen Anforderungen – innerhalb oder außerhalb des Bereichs
8 sein. Bezugszeichenliste
| 1 | Zugmitteltrieb |
| 2 | Spannvorrichtung |
| 3 | Spannrolle |
| 4 | Spannrolle |
| 5 | Abschnitt |
| 6 | Zugmittel |
| 7 | Abschnitt |
| 11 | Rolle |
| 12 | Rolle |
| 13 | Rolle |
| 14 | Abschnitt |
| 15 | Achse |
| 16 | Achse |
| 21 | Basisteil |
| 22 | Hydraulikzylinder |
| 23 | Hydraulikzylinder |
| 24 | Hydraulikleitung |
| 25 | Kolben |
| 25' | Kolben |
| 27 | Schaft |
| 27' | Schaft |
| 28 | Ende |
| 28' | Ende |
| 29 | Drosselventil |
| 31 | Nut |
| 31' | Nut |
| 32 | Achse |
| 32' | Achse |
| 33 | Drehpunkt |
| 33' | Drehpunkt |
| 34 | Feder |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10253241 A1 [0002, 0003]
