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Die Erfindung betrifft einen modulartig aufgebauten Arbeitsplatz aus flächigen und/oder stabförmigen Elementen die zumindest bereichsweise ein Lochraster aus Durchgangs- und/oder Sacklöchern aufweisen, wobei die Elemente über zumindest ein Verbindungselement, das in zumindest ein Durchgangs- und/oder Sackloch eingreift, lösbar miteinander verbindbar sind.
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Modulartig aufgebaute Arbeitsplätze werden eingesetzt, um Arbeitsabläufe, beispielsweise in der Produktion von Bauteilen, zu erproben und zu optimieren. Hierzu wird auf das so genannte „Card-Engineering” zurückgegriffen. Die zur Erprobung und Optimierung der Arbeitsabläufe erstellten Arbeitsplätze werden dabei aus Kartonage aufgebaut. In der Praxis hat sich jedoch herausgestellt, dass die aus Kartonage aufgebauten Arbeitsplätze reellen Produktionsbedingungen oftmals nicht standhalten. Besonders bei schweren Bauteilen ist die Erprobung und Optimierung von Arbeitsabläufen mit der Technik des Card-Engineering nicht möglich.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen modulartig aufgebauten Arbeitsplatz bereitzustellen, der sowohl die Flexibilität eines aus Kartonage aufgebauten Arbeitsplatzes aufweist als auch eine dauerhafte Erprobung und Optimierung der Arbeitsabläufe mit schweren Gegenständen zulässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auf ebenso überraschend einfache wie wirkungsvolle Art und Weise durch einen modulartig aufgebauten Arbeitsplatz der eingangs genannten Art gelöst, wobei das Lochraster aus Durchgangs- und/oder Sacklöchern derart ausgebildet ist, dass sowohl die Durchgangs- als auch die Sacklöcher einen Abstand voneinander aufweisen, der zweimal der Dicke D der Elemente entspricht und wobei einenends die Durchgangs- und/oder Sacklöcher 0,5 D und anderenends 1,5 D vom Rand der Elemente beabstandet sind.
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Die erfindungsgemäße Lösung gestattet es, Verbindungen der Elemente des modulartig aufgebauten Arbeitsplatzes so zu realisieren, dass der Abstand der Durchgangs- und/oder Sacklöcher des Lochrasters über die Verbindung hinweg erhalten bleibt. Insbesondere können L-förmige Verbindungen mit gleichbleibendem Lochraster hergestellt werden. Im Inneren der L-förmigen Verbindungen können zusätzliche Versteifungselemente eingesetzt werden, die dann im gleichen Raster montiert werden können. Aufgrund des gleichmäßigen, über die Verbindungen hinweg bestehenden Lochrasters kann der modulartig aufgebaute Arbeitsplatz leicht zusammengesetzt und an unterschiedliche Produktionsbedingungen angepasst werden. Der Aufbau der mit einem Lochraster versehenen flächigen und/oder stabförmigen Elemente kann sehr variabel gestaltet werden. So können beispielsweise Platten oder Mehrkantelemente, wie beispielsweise Dreikant- oder Vierkantelemente, zur Erstellung des modulartig aufgebauten Arbeitsplatzes eingesetzt werden.
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Die Durchgangs- und/oder Sacklöcher können als runde Bohrungen oder in Form anderer Ausnehmungen, wie beispielsweise einer mehrkantigen Ausnehmung ausgeführt werden. Mehrkantig ausgeführte Durchgangs- und/oder Sacklöcher können mit passenden mehrkantigen Verbindungsmitteln in Form von Stiften verbunden werden, durch die ein gewünschter Winkel zwischen den Verbindungselementen festgelegt werden kann.
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Die Elemente des modulartig aufgebauten Arbeitsplatzes sind vorzugsweise aus Holz und/oder Blech und/oder Kunststoff gefertigt. Holz und Blech können durch Sägen, Schleifen, Fräsen oder Stanzen einfach bearbeitet werden und bieten gleichzeitig genügend Stabilität, um einer Testproduktion mit Original-Werkstückteilen standzuhalten.
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Eine Länge L der Elemente ist vorzugsweise durch die Dicke D der Elemente teilbar. Hierdurch können bündige Verbindungen aufgebaut werden, wobei die kleinste Abmessung eines Elements als Dicke D und eine weitere Abmessung, insbesondere die längste Abmessung, als Länge L bezeichnet wird. Die Elemente können so beliebig kollisionsfrei miteinander verbunden werden. Vorzugsweise ist auch eine Breite B, d. h. eine weitere Abmessung des Elements, durch die Dicke D der Elemente teilbar. Selbstverständlich kann ein kompliziert geformtes Element noch weitere, hier nicht näher bezeichnete Abmessungen aufweisen, die ebenfalls vorzugsweise durch die Dicke D des Elements teilbar sind. Beispielsweise kann ein modulartig aufgebauter Arbeitsplatz aus einer Platte mit der Dicke D und einem Vierkantelement der Länge L bestehen. Die Länge des Vierkantelements betrage 5 D. Alle vier Längsseiten des Vierkantelements sollen in dem gewählten Beispiel eine Breite von 2 D aufweisen. In diesem Beispielfall sind sowohl die Länge L des Vierkantelements als auch dessen Breiten B durch die Dicke D der Platte teilbar.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein erstes Lochraster an einer ersten Seitenfläche eines Elements, insbesondere in Längsrichtung des Elements, in Bezug auf ein zweites Lochraster an einer zweiten Seitenfläche des Elements, verschoben sein. Die Verschiebung beträgt vorzugsweise 1,0 D. Durch die Verschiebung des ersten Lochrasters in Bezug auf das zweite Lochraster können die Durchgangs- und/oder Sacklöcher der Lochraster kollisionsfrei an den Elementen angeordnet werden. Dies ist insbesondere bei Rastern aus Durchgangslöchern vorteilhaft, da sich die Durchgangslöcher im Element nicht kreuzen und in die Durchgangslöcher eingeführte Verbindungsmittel nicht kollidieren können. Es versteht sich, dass auch an weiteren Seiten des Elements Lochraster angeordnet werden können, die in Bezug auf ein anderes Lochraster an einer anderen Seitenfläche des Elements verschoben sind.
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Als Verbindungselemente können Schraubverbindungen, Dübel, Klammern, Nieten oder dergleichen eingesetzt werden. Die zuvor genannten Verbindungselemente können in die Durchgangs- und/oder Sacklöcher des Lochrasters zur Verbindung der Elemente eingesetzt werden, wodurch eine einfache, kostengünstige Verbindung erreicht werden kann.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Schraubverbindungen als Schrauben-/Mutterverbindungen ausgebildet sein, wobei zwischen einer Mutter und einem Schraubenschaft einer Schraube ein gummielastisches oder zähelastisches Ringelement vorgesehen sein kann. Beim Anziehen der Schraube wird die Mutter in Richtung eines Schraubenkopfes bewegt, wodurch das gummielastische oder zähelastische Ringelement zusammengepresst und dadurch in seinem Außendurchmesser aufgeweitet wird. Das aufgeweitete Ringelement erhöht die Reibung der Schrauben-/Mutterverbindung im jeweiligen Durchgangs- oder Sackloch des Lochrasters. Hierdurch kann die Stärke der Verbindung eingestellt und sowohl statische als auch dynamische Belastungen aufgenommen werden.
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Der äußere Durchmesser der Mutter der Schrauben-/Mutterverbindung kann so klein ausgeführt werden, dass sie in ein Durchgangs- oder Sackloch des Lochrasters eingeführt werden kann. Durch die Einführbarkeit der Mutter in das Durchgangs- und/oder Sackloch muss die Schrauben-/Mutterverbindung nicht gekontert werden. Die Mutter kann vielmehr eine Reibpassung im Durchgangs- oder Sackloch aufweisen. Durch eine Drehung der Schraube verkantet oder verklemmt die Mutter, wodurch die Mutter bei weiterer Drehung auf den Schraubenkopf zu bewegt und das gummielastische oder zähelastische Ringelement zusammengepresst und somit, wie zuvor beschrieben, im Außendurchmesser aufgeweitet wird. Das Durchgangs- oder Sackloch ist dabei vorzugsweise als Mehrkant ausgebildet, sodass eine Mehrkantmutter sowohl durch eine Spielpassung in das Durchgangs- oder Sackloch eingeführt werden kann als auch dort drehfest verschiebbar ist.
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Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest ein Durchgangs- und/oder Sackloch ein Bürstenbündel aufweist, das über eine Außenoberfläche des Elements vorsteht. Auf einer mit Bürstenbündel versehenen Außenoberfläche können abgelegte schwere Gegenstände leicht verschoben werden. Es versteht sich dabei, dass die Bürstenbündel durch Rollen, Kugeln oder dergleichen ersetzt werden können.
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Durch die flächigen und/oder stabförmigen Elemente können auch bewegliche Vorrichtungen, wie beispielsweise Lineareinheiten, simuliert werden, die dann zu einem späteren Zeitpunkt durch Pneumatik oder Servoaktorik-Vorrichtungen ersetzt werden können. Anhand der nachgebauten beweglichen Vorrichtungen kann abgeschätzt werden, ob die Vorrichtungen für eine Serienproduktion einsetzbar sind.
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Der modulartig aufgebaute Arbeitsplatz kann Zusatzelemente wie Stangen, beispielsweise Eisenstangen, lösbare Verbindungselemente, Folien, Bürsten und dergleichen aufweisen. Ferner kann zumindest ein Stab vorgesehen sein, über den die Elemente miteinander verbindbar sind. Der Stab kann aus Holz, Metall oder Faserverbundwerkstoff gefertigt sein. Zwischen den Elementen angeordnete Stäbe können eine offene Ablagefläche darstellen, durch die bei der Produktion entstehender Schmutz hindurch fallen kann. Hierdurch muss lediglich der Boden unter der offenen Ablagefläche gereinigt werden.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann zumindest ein Verbindungselement so gestaltet sein, dass der Aufbau flexibel beweglicher Elemente eines Arbeitsplatzes ermöglicht wird. Als Verbindungselement kann beispielsweise ein Stab verwendet werden, der in zwei Durchgangs- und/oder Sacklöchern zweier Elemente ein Lager ausbildet, sodass die beiden Elemente zueinander beweglich sind. Mehrere derart miteinander verbundene Elemente können beliebig gedreht werden, um dadurch beispielsweise Behälter für Schrauben oder Kleinelemente so zu positionieren, dass sie für unterschiedliche Größen der Arbeiter verschiedene Eingriffsbereiche aufweisen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung, anhand der Zeichnung die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt sowie aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.
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Es zeigen:
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1: eine perspektivische Darstellung eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines modulartig aufgebauten Arbeitsplatzes;
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2: eine perspektivische Darstellung vierer Elemente eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines modulartig aufgebauten Arbeitsplatzes;
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3: eine Draufsicht auf einen Teil eines dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines modulartig aufgebauten Arbeitsplatzes;
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4: eine perspektivische Darstellung eines flächigen Elements in Form einer Platte;
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5: eine perspektivische Darstellung eines Elements in Form eines Quaders;
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6: eine geschnittene Darstellung einer Schrauben-/Mutterverbindung zur Verbindung zweier Elemente;
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7: eine perspektivische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen modulartig aufgebauten Arbeitsplatzes mit einer offenen Ablagefläche;
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8a: eine perspektivische Darstellung eines Bürsteneinsatzes; und
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8b: eine geschnittene Seitenansicht des Bürsteneinsatzes aus 8a.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen modulartig aufgebauten Arbeitsplatzes 10 mit einer Arbeitsfläche 12 und einer Ablagefläche 14. Die einzelnen Elemente des Arbeitsplatzes 10 weisen ein durch Punkte dargestelltes Lochraster auf, wobei das Lochraster der Arbeitsfläche 12, über die Fläche gesehen, nicht durchgängig ist. Durch das Lochraster können die einzelnen Elemente des Arbeitsplatzes 10 schnell und flexibel zueinander angeordnet werden, sodass der Arbeitsplatz 10 an die Produktionsbedingungen optimal angepasst werden kann. Beispielsweise kann die Höhe der Ablagefläche 14 auf die Größe eines am Arbeitsplatz 10 arbeitenden, nicht dargestellten Arbeiters angepasst werden. Um die Elemente des Arbeitsplatzes 10 so flexibel wie möglich zueinander anordnen zu können, weisen die Durchgangs- und/oder Sacklöcher des Lochrasters einen Abstand voneinander auf, der zweimal der Dicke D der Elemente entspricht, wobei einenends die Durchgangs- und/oder Sacklöcher 0,5 D und anderenends 1,5 D vom Rand der Elemente beabstandet sind. Die erfindungsgemäße Anordnung der Durchgangs- und/oder Sacklöcher wird in den folgenden Figuren näher erläutert.
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2 zeigt vier Elemente 16, 18, 20, 22 eines zweiten Ausführungsbeispiels eines modulartig aufgebauten Arbeitsplatzes. Die Elemente 16, 18, 20, 22 bilden jeweils L-förmige Verbindungen zueinander aus. Beispielsweise bilden die Elemente 16 und 18 eine L-förmige Verbindung aus. An dem ersten Element 16 ist ein Lochraster 23 aus Durchgangslöchern 24a–c ausgebildet. Das zweite Element 18 weist ein zweites Lochraster 25 aus Durchgangslöchern 26a–c auf. Sowohl die Durchgangslöcher 24a–c als auch die Durchgangslöcher 26a–c weisen einen Abstand zu ihren jeweiligen nächsten Durchgangslöchern 24a–c, 26a–c auf, der dem zweifachen der Dicke D der Elemente 16, 18, 20, 22 entspricht. Das Durchgangsloch 24a ist 1,5 D von einem ersten Rand 28 des ersten Elements 16 beabstandet. Das Durchgangsloch 24c ist anderenends 0,5 D von einem zweiten Rand 30 des ersten Elements 16 beabstandet. Ferner ist das Durchgangsloch 26a des zweiten Elements 18 1,5 D von einem ersten Rand 32 und das Durchgangsloch 26c 0,5 D von einem zweiten Rand 34 des zweiten Elements 18 beabstandet. Die Elemente 20, 22 sind analog zu den Elementen 16, 18 ausgebildet. Durch die Anordnung der Lochraster 23, 25 wird ein gleichmäßiger Abstand zwischen allen nebeneinanderliegenden Durchgangslöchern erzielt. Beispielsweise ist das Durchgangsloch 24b 2 D von dem Durchgangsloch 24c beabstandet und das Durchgangsloch 24c wiederrum 2 D von dem Durchgangsloch 26a. Diese erfindungsgemäße Anordnung der Durchgangslöcher ermöglicht eine maximale Flexibilität beim Einsatz der Elemente 16, 18, 20, 22 zum Aufbau eines modular aufgebauten Arbeitsplatzes.
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3 zeigt einen Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels eines modular aufgebauten Arbeitsplatzes mit Elementen 36, 38, 40. Ein fünftes Element 38 bildet mit einem sechsten Element 40 eine L-förmige Verbindung, die durch ein siebtes Element 36 verstärkt wird. Durchgangslöcher 42a, 42b, 44a–d sowie ein Sackloch 46 sind sechskantig ausgebildet. Ein erstes Verbindungselement 48 in Form eines Stiftes verbindet das fünfte Element 38 mit dem sechsten Element 40. Ein zweites Verbindungselement 50 in Form eines Stiftes verbindet das fünfte Element 38 mit dem siebten Element 36. Die Verbindungselemente 48, 50 sind ebenfalls mehrkantig, hier sechskantig, ausgebildet. Dadurch können die Elemente 36, 38, 40 auf diese Art und Weise drehfest in sechs verschiedenen Winkeln zueinander angeordnet werden.
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4 zeigt ein achtes Element 52 in Form einer Platte der Dicke D. Durchgangslöcher 54a–i weisen einen Abstand 2D zu ihren jeweiligen nächstliegenden Durchgangslöchern 54a–i auf. Die Durchgangslöcher 54a–i bilden ein Lochraster 56, das zu einem ersten Rand 58 des Elements 52 einen Abstand von 0,5 D, zu einem zweiten Rand 60 einen Abstand von 1,5 D, zu einem dritten Rand 62 einen Abstand von 1,5 D und zu einem vierten Rand 64 einen Abstand von 0,5 D aufweist. Zur Erhöhung der Stabilität der Platte 52 können die Ränder der Platte 52 gebogen und/oder die Platte 52 in sich gebogen sein.
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5 zeigt ein neuntes Element 66 zum Aufbau eines modulartig aufgebauten Arbeitsplatzes. Das neunte Element 66 ist quaderförmig ausgebildet und weist sechs Seitenflächen auf, von denen drei in der Darstellung der 5 sichtbar sind. Dabei weist eine erste Seitenfläche 68 ein erstes Lochraster 70, eine zweite Seitenfläche 72 ein zweites Lochraster 74 und eine dritte Seitenfläche 76 ein Lochraster 78 auf.
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Das erste und zweite Lochraster 70, 74 weist Sacklöcher auf, während das dritte Lochraster 78 aus Durchgangslöchern besteht. Zur Wahrung der Übersichtlichkeit der Darstellung sind die Länge L, die Breite B und die Dicke D des neunten Elements 66 sowie der Abstand der Durchgangs- und/oder Sacklöcher der Lochraster 70, 74, 78 zueinander durch Pfeilbemaßungen dargestellt. Ein wesentliches Merkmal des neunten Elements 66 besteht darin, dass die Lochraster 70, 74, 78 versetzt zueinander angeordnet sind. Das erste Lochraster 70 ist gemäß der Darstellung um 1,0 D gegenüber dem dritten Lochraster 78 in der Darstellung der 5 nach links verschoben. Ferner ist das zweite Lochraster 74 gegenüber dem dritten Lochraster 78 um 1,0 D in der Darstellung der 5 nach unten verschoben. Auf diese Art und Weise können die Lochraster kollisionsfrei zueinander angeordnet werden.
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6 zeigt die Verbindung eines zehnten Elements 80, das ein erstes Durchgangsloch 81 aufweist, mit einem elften Element 82, das ein zweites Durchgangsloch 83 aufweist. Die beiden Elemente 80, 82 sind durch eine Schrauben-/Mutterverbindung 84 verbunden. Eine Schraube 86 weist ein Gewinde 88 auf, das durch einen Schraubenschaft 90 unterbrochen ist. Auf dem Schraubenschaft 90 ist ein aus Gummi hergestelltes Ringelement 92 angeordnet. Auf die Schraube 86 ist eine Mutter 94 aufgedreht. Die Mutter 94 weist eine Reibpassung in dem Durchgangsloch 83 des elften Elements 82 auf. Bei einer Drehung der Schraube 86 an einem Schraubenkopf 96 wird daher die Mutter 94 entlang des Gewindes 88 verschoben. Wird die Schraube 86 angezogen, verschiebt sich die Mutter 94 in Richtung des Schraubenkopfes 96, wodurch das Ringelement 92 in Längsrichtung des Schraubenschafts 90 zusammengepresst wird. Das Ringelement 92 vergrößert dadurch die Reibung im Durchgangsloch 83 des elften Elements 82. Folglich kann auf diese Art und Weise durch Drehung der Schraube 86 am Schraubenkopf 96 die Stärke der Verbindung zwischen dem zehnten Element 80 und dem elften Element 82 eingestellt werden.
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7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines modulartig aufgebauten Arbeitsplatzes 98. Der modulartig aufgebaute Arbeitsplatz 98 weist ein zwölftes Element 100 und ein dreizehntes Element 102 auf. Das zwölfte Element 100 und das dreizehnte Element 102 sind durch Stäbe 104a–d verbunden. Die Stäbe 104a–d bilden eine offene Ablagefläche 106 des modulartig aufgebauten Arbeitsplatzes 98. Bei der Produktion anfallender Schmutz fällt durch die offene Arbeitsfläche 106 hindurch, sodass nur ein Boden 108 gereinigt werden muss.
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Um auch schwere Gegenstände auf einer Arbeitsfläche eines modulartig aufgebauten Arbeitsplatzes bewegen zu können, können in die, in einem Lochraster angeordneten Durchgangs- und/oder Sacklöcher Bürsteneinstätze eingebracht werden. Ein solcher Bürsteneinsatz 110 ist in 8a dargestellt. Der Bürsteneinsatz 110 weist ein Bürstenbündel 112 auf.
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Eine Schnittansicht des Bürsteneinsatzes 110 ist in 8b dargestellt. Ein unterer Teil 114 des Bürsteneinsatzes 110 weist einen Einsatzteil 116 und einen Anschlagteil 118 auf. Der Durchmesser des Einsatzteils 116 ist dabei etwas kleiner ausgebildet als der Durchmesser des zugehörigen Durchgangs- oder Sacklochs des Elements des modulartig aufgebauten Arbeitsplatzes (nicht gezeigt), um das Einsatzteil 116 des Bürsteneinsatzes 110 einfach in das jeweilige Durchgangs- oder Sackloch einführen zu können. Der Abstand zwischen einer unteren Kante 120 des Anschlagteils 118 und einer Unterkante 122 des Einsatzteils 116 entspricht vorzugsweise maximal der Dicke D des jeweiligen Elements des modulartig aufgebauten Arbeitsplatzes, damit der Bürsteneinsatz 110 nicht über eine dem Anschlagteil 118 entgegengesetzte Öffnung des Durchgangslochs des jeweiligen Elements heraussteht, wenn der Bürsteneinsatz 110 in das Durchgangsloch eingeführt ist.
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Zusammenfassend kann gesagt werden, dass zum flexiblen und gleichzeitig stabilen Aufbau eines modularen Arbeitsplatzes zur Simulation von Produktionsprozessen Elemente bereitgestellt werden, die jeweils zumindest bereichsweise ein Lochraster aufweisen und durch Verbindungselemente miteinander verbindbar sind. Das Lochraster besteht aus Durchgangs- und/oder Sacklöchern, deren Abstand zueinander zweimal der Dicke D der Elemente entspricht. Das Lochraster ist einenends 0,5 D und anderenends 1,5 D vom Rand der Elemente beabstandet. Die Elemente weisen vorzugsweise auf mehreren Seitenflächen Lochraster auf, die jeweils zueinander verschoben sind. In den Durchgangs- und/oder Sacklöchern angeordnete Bürstenbündel können das Verschieben von schweren Gegenständen auf den Elementen des Arbeitsplatzes erleichtern.
