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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Fertigungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Fertigungseinrichtung ist aus der
EP 0 329 982 B1 bekannt. Die bekannte Fertigungseinrichtung weist einen in einer vertikal angeordneten Drehachse drehbaren Drehtisch auf, der mit einem als Spritzschutz dienenden Trennelement zusammenwirkt. Hierbei kann ein Bediener zu bearbeitende Teile in einer ersten Position des Fertigungstisches auf der ihm zugewandten Seite des Trennelements in einer Bestückungszone anordnen bzw. bereits bearbeitete Teile aus der Bestückungszone entnehmen. Anschließend wird der Drehtisch um 180° in der Drehachse gedreht, um in einer Bearbeitungszone, die sich auf der dem Bediener abgewandten Seite des Trennelements befindet, beispielsweise mechanische Bearbeitungsvorgänge an den Teilen durchzuführen. Durch das Trennelement werden ggf. bei der Bearbeitung der Teile in der Fertigungszone entstehende Späne o. ä. an einem Übertritt in den Bereich der Bestückungszone gehindert. Bei der bekannten Fertigungseinrichtung ist das Trennelement auf dem Drehtisch schwenkbar gelagert, wobei die dem Drehtisch abgewandte, obere Stirnseite des Trennelements zusätzlich in einer Führung auf- und abbeweglich angeordnet ist. Nachteilig dabei ist, dass eine derartige Anordnung bzw. Führung eines Trennelements relativ aufwendig gestaltet ist. Weiterhin ist es beim Drehen des Fertigungstisches durch das sich Mitdrehen des Trennelements mit dem Drehtisch möglich, manuelle Eingriffe von der Bestückungszone in Richtung der Bearbeitungszone durchzuführen, so dass es insbesondere denkbar ist, dass ein Bediener beim Drehen des Fertigungstisches mit seinen Händen versehentlich zwischen das Trennelement und beispielsweise einem feststehenden Gehäuseelement gerät. Dadurch ist es in der Praxis erforderlich, die Bestückungszone mit zusätzlichen Sicherungseinrichtungen, z. B. mit Lichtschranken oder ähnlichem zu versehen, um zu vermeiden, dass eine Drehung des Fertigungstisches stattfindet, wenn sich beispielsweise die Hände des Bedieners im Bereich der Bestückungsseite befinden.
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Darüber ist aus der
DE 10 2004 051 753 A1 der Anmelderin der grundsätzliche, mechanische Aufbau einer Fertigungseinrichtung aus Profilstäben sowie flächigen Schutzelementen bzw. Schutzscheiben bekannt. Hierbei weist die Fertigungseinrichtung, insbesondere auf der Seite der Bestückungszone, eine zu öffnende bzw. zu schließende Tür auf.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fertigungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass bei möglichst einfachem mechanischem Aufbau auf einfache und sichere Art und Weise ein manueller Durchgriff von der Bestückungszone in die Bearbeitungszone verhindert wird. Diese Aufgabe wird bei einer Fertigungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, wenigstens ein Trennelement starr mit der als Drehtisch ausgebildeten Transporteinrichtung zu verbinden, wobei das Trennelement eine Durchtrittsebene zwischen der Bestückungszone und der Bearbeitungszone zumindest nahezu spaltlos verschließt, so dass ein manueller Durchgriff zwischen den beiden Zonen nicht möglich ist. Es ist somit, im Gegensatz zum Stand der Technik, nicht erforderlich, das Trennelement an der Transporteinrichtung beweglich anzuordnen bzw. zu lagern, so dass der konstruktive Aufwand herabgesetzt wird.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Fertigungseinrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
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In einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das wenigstens eine Trennelement als Trennplatte ausgebildet ist, dessen Ebene mit der Drehachse fluchtet.
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Ganz bevorzugt ist es vorgesehen, dass mehrere, vorzugsweise eine gerade Anzahl von Trennplatten vorgesehen sind, die sternförmig zur Drehachse in vorzugsweise gleich großen Winkelabständen zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Trennplatten Aufnahmekammern für die Werkstücke ausgebildet sind. Eine derartige Ausbildung ermöglicht es, bei taktweiser Drehung der Transporteinrichtung in der Bearbeitungszone in den Aufnahmekammern unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge an den Werkstücken auszuführen, wobei die Werkstücke durch die Trennplatten räumlich getrennt sind, so dass gegenseitige Beeinflussungen, beispielsweise durch Späne, die ansonsten in den nächsten Bearbeitungsbereich gelangen könnten, vermieden werden. Dadurch wird ein besonders sicherer und zuverlässiger Betrieb der Fertigungseinrichtung ermöglicht.
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Um einerseits einen möglichst kompakten Aufbau der Fertigungseinrichtung zu ermöglichen, und andererseits die Trennebene zwischen der Bestückungszone und der Bearbeitungszone mit relativ einfachem Aufwand zu verschließen, um damit manuelle Eingriffe durch einen Bediener zu vermeiden, wird darüber hinaus vorgeschlagen, dass die Transporteinrichtung eine kreisförmige Trägerplatte aufweist, und dass das wenigstens eine Trennelement bis zum umfangsseitigen Rand der Trägerplatte reicht.
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Ein konstruktiv einfacher Aufbau der Fertigungseinrichtung in Form eines Baukastens, der es ermöglicht, diese an unterschiedlichste Anforderungen anzupassen, wird ermöglicht, wenn das Gehäuse der Fertigungseinrichtung eine äußere Rahmenkonstruktion mit vertikal angeordneten Profilstäben und zumindest in Höhe der Bearbeitungszone und der Bestückungszone äußeren Begrenzungswänden aufweist, und dass zumindest die Bestückungszone mittels einer als zu öffnende und zu schließende Tür ausgebildeten Begrenzungswand von außen zugänglich ist.
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Insbesondere wird eine gute Zugänglichkeit der Bestückungszone erreicht, wenn die der Bestückungszone zugeordnete Tür ein vertikal zu öffnendes und zu schließendes Türelement aufweist. Insbesondere wird dabei der Platzbedarf beim Öffnen bzw. Schließen des Türelements insofern verringert, als dass keine Schwenkbewegungen des Türelements erforderlich sind, die bei zurückgeschwenkter bzw. geöffneter Tür eine schlechte Zugänglichkeit der Bestückungszone zur Folge hat.
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Eine ganz besonders gute Zugänglichkeit der Bestückungszone von außen wird ermöglicht, wenn die Transporteinrichtung in der Bestückungszone zumindest teilweise außerhalb der die Bestückungszone seitlich begrenzenden vertikalen Profilstäbe angeordnet ist, so dass die Bestückungszone von der Seite des Gehäuses frei zugänglich ist. Es ist somit auch möglich, von der Seite her in die Bestückungszone Werkstücke einzubringen bzw. aus dieser herauszufördern, während gleichzeitig die Bestückungszone von der Stirnseite her trotzdem zugänglich bleibt.
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Hierzu kann es vorgesehen sein, dass die Bestückungszone von einer einen trapezförmigen Querschnitt aufweisenden Schutzverkleidung verschlossen ist, die zumindest teilweise die Tür ausbildet. Somit wird die gesamte Bestückungszone mittels der Tür geschützt, wenn keine manuellen Eingriffe von der Bestückungszone her erforderlich bzw. gewünscht sind.
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Um ein Herunterfallen von Bauteilen oder Schmutz zu vermeiden, ist es darüber hinaus vorteilhaft, unterhalb der Transporteinrichtung eine Grundplatte anzuordnen, innerhalb deren Grundfläche die Transporteinrichtung angeordnet ist. Insbesondere kann diese Grundplatte gleichzeitig eine untere Anlagefläche für die Tür bilden, die die Bestückungszone verschließt.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Bestückungszone mittels einer Sicherungseinrichtung überwacht ist, die mit der Antriebseinrichtung der Transporteinrichtung gekoppelt ist. Dadurch ist es auch möglich, eine Fertigungseinrichtung auszubilden, die keine Tür aufweist. In diesem Fall werden zum Beispiel Verletzungen bei einem Bediener verhindert, da eine Drehung der Transporteinrichtung nur erfolgen kann, wenn die Bestückungszone frei von Gegenständen bzw. von den Händen des Bedieners ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
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1 eine perspektivische Ansicht auf eine erste erfindungsgemäße Fertigungseinrichtung,
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2 einen Querschnitt durch die Fertigungseinrichtung gemäß 1 im Bereich eines Drehtisches,
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3 eine perspektivische Ansicht durch eine gegenüber 1 modifizierte Fertigungseinrichtung und
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4 eine perspektivische Ansicht auf eine Schutztür, wie diese bei einer Fertigungseinrichtung gemäß 3 zum Einsatz kommt.
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Gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In der 1 ist eine erfindungsgemäße Fertigungseinrichtung 10 in Form einer Fertigungszelle stark vereinfacht dargestellt. Die Fertigungseinrichtung 10 dient hierbei zum insbesondere mechanischen Bearbeiten oder der Montage bzw. der Bestückung von in der 1 lediglich schematisch dargestellten Teilen bzw. Werkstücken 1.
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Die Fertigungseinrichtung 10 weist ein Gestell 11 auf, das aus horizontal und vertikal angeordneten und miteinander verbundenen Profilstäben 12, 13 besteht, die insbesondere als Aluminium-Strangpressteile ausgebildet sind. Die äußeren Profilstäbe 12, 13 bilden dabei die äußere Kontur bzw. die äußere Rahmenkonstruktion 14 der Fertigungseinrichtung 10 aus. In einer in etwa mittleren Ebene der Fertigungseinrichtung 10 weist diese eine rechteckförmige Grundplatte 15 auf. Auf der Grundplatte 15 ist eine Tischkonstruktion mit einer oberen Platte 16 und vier, in den Ecken der oberen Platte 16 angeordneten Säulen 17 angeordnet. Im hinteren unteren Bereich der Fertigungseinrichtung 10 erkennt man ferner einen Schaltschrank 18, in dem insbesondere die elektrische Steuerung der Fertigungseinrichtung 10 angeordnet ist.
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Die Rahmenkonstruktion 14 ist mit mehreren Begrenzungswänden 19 versehen, die Teil des Gehäuses 20 der Fertigungseinrichtung 10 sind. Auf der einen, für einen Bediener zugänglichen Vorderseite des Gehäuses 20 weist dieses bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine um eine Achse 22 schwenkbare Tür 23 auf, so dass bei geöffneter Tür 23 ein Zugriff auf innerhalb der Fertigungseinrichtung 10 angeordnete Teile möglich ist, während bei geschlossener Tür 23 kein manueller Zugriff möglich ist.
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Die Fertigungseinrichtung 10 weist einen Drehtisch bzw. eine Trägereinrichtung für die Werkstücke 1 in Form eines Transportrades 25 auf, das sich im Wesentlichen zwischen der Grundplatte 15 und der oberen Platte 16 erstreckt. Das Transportrad 25 weist eine im Ausführungsbeispiel kreisrunde Bodenplatte 26 auf, die in einer vertikal angeordneten Drehachse 27 in der Grundplatte 15 und der oberen Platte 16 schwenkbar gelagert ist. Der Antrieb des Transportrades 25 erfolgt beispielhaft über eine Antriebseinrichtung 28, die einen elektrischen Antriebsmotor 29 umfasst, der über einen Riemen 31 reibschlüssig mit einem Antriebsrad 32 auf der Drehachse 27 zusammenwirkt (2). Mittels der Antriebseinrichtung 28 bzw. dem Antriebsmotor 29 lässt sich das Transportrad 25 schrittweise im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn drehen.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass in dem Bereich oberhalb der Bodenplatte 26 wenigstens eine, bevorzugt jedoch mehrere Trennelemente 33 in Form von rechteckförmigen Trennplatten 34 angeordnet ist. Die Trennplatten 34 erstrecken sich hierbei zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Bodenplatte 26, d. h. in Ausrichtung zur Drehachse 27 in vorzugsweise gleich großen Winkelabständen, das heißt in sternförmiger Anordnung zur Drehachse 27. Die Trennplatten 34 sind dabei mit der Bodenplatte 26 bzw. der Drehachse 27 fest verbunden, zum Beispiel durch eine Schweiß- oder eine Schraubverbindung. Bevorzugt ist es weiterhin vorgesehen, dass eine gerade Anzahl von Trennplatten 34 vorgesehen ist, wobei das Transportrad 25 bei seinem taktweisen Vorschub bzw. seiner taktweisen Drehung jeweils um einen Winkelbetrag gedreht wird, der 360° geteilt durch die Anzahl der Trennplatten 34 entspricht.
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Die Trennplatten 34 reichen radial bis an den äußeren Rand 35 der Bodenplatte 26 heran, wobei zwischen den Trennplatten 34 Aufnahmekammern 38 für die Werkstücke 1 ausgebildet werden. Die Werkstücke 1 sind insbesondere mit auf der Bodenplatte 26 befestigten und nicht dargestellten Elementen, beispielsweise Spannelementen, ortsfest angeordnet.
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Wie man insbesondere anhand der 2 erkennt, ist die Anordnung bzw. Ausbildung des Transportrades 25 und der Trennplatten 34 derart, dass die Trennplatten 34 in der Ebene der Drehachse 27 randseitig zu insbesondere ortsfest. angeordneten Gehäuseteilen 39 derart beabstandet sind, dass zwischen den Gehäuseteilen 39 und den Trennplatten 34 lediglich ein relativ geringer Zwischenraum bzw. Spalt 40 ausgebildet ist. Insbesondere ist der Spalt 40 derart gering, dass kein manueller Durchgriff durch den Spalt 40 möglich ist.
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In Höhe des Transportrades 25 bildet die Fertigungseinrichtung 10 auf der Seite eines Bedieners eine Bestückungszone 41 aus, in der die Werkstücke 1 in die Aufnahmekammern 38 eingebracht bzw. aus diesen entnommen werden können. Die Bestückungszone 41 wird durch die in der Ebene der Drehachse 27 angeordneten Gehäuseteile 39 und die Trennplatten 34 von einer innerhalb des Gehäuses 20 angeordneten Bearbeitungszone 42 getrennt. Die Gehäuseteile 39 und die in Ausrichtung mit den Gehäuseteilen 39 angeordneten Trennplatten 34 bilden somit eine Trennebene 100 aus.
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In der Bearbeitungszone 42 sind innerhalb der Fertigungseinrichtung 10, insbesondere in dem Bereich der Grundplatte 15 neben dem Transportrad 25, in den Figuren nicht dargestellte Bearbeitungseinrichtungen, z. B. Fräser, Schrauber oder ähnliches angeordnet, die in einer Stillstandsphase des Transportrades 25 jeweils wenigstens ein Werkstück 1 mechanisch bearbeiten oder in sonstiger Art und Weise mit dem Werkstück 1 zusammenwirken.
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Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Gehäuse 20 auf der Seite der Bestückungszone 41 von einer Tür 23 verschlossen. Die Tür 23 ist hierbei insbesondere mittels einer Kontrolleinrichtung, z. B. in Form eines Kontaktschalters, überwacht. Die Antriebseinrichtung 28 ist derart geschaltet, dass deren Antriebsmotor 29 das Transportrad 25 nur dann dreht, wenn die Tür 23 geschlossen ist.
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Die soweit beschriebene Fertigungseinrichtung 10 arbeitet wie folgt: Zum Bestücken der Aufnahmekammern 38 mit Werkstücken 1 wird die Tür 23 in einer Stillstandsphase des Transportrads 25 geöffnet. In dieser Position sind die auf der Bestückungszone 41 befindlichen Aufnahmekammern 38 für einen Bediener zumindest teilweise zugänglich, so dass die zuvor bearbeiteten Werkstücke 1 aus der Fertigungseinrichtung 10 entnommen werden können, und neue, zu bearbeitende Werkstücke 1 in die frei gewordenen Aufnahmekammern 38 eingebracht werden können. Nachdem die Tür 23 verschlossen ist, wird ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung der Fertigungseinrichtung 10 abgegeben, wodurch das Transportrad 25 schrittweise gedreht wird, so dass die mit den neuen Werkstücken 1 bestückten Aufnahmekammern 38 nach und nach in den Bereich. der Bearbeitungszone 42 gelangen, wo diese insbesondere mechanisch bearbeitet werden. Hierbei beträgt der Vorschub des Transportrades 25 wenigstens dem Drehwinkelbereich einer Aufnahmekammer 38 und höchstens 180°.
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Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es zum Drehen des Transportrades 25 erforderlich, dass die Tür 23 geschlossen ist. Ferner ist ein Bestücken der Aufnahmekammern 38 nur bei geöffneter Tür 23 möglich. Es ist jedoch auch denkbar, auf die Tür 23 zu verzichten bzw. einen Betrieb der Fertigungseinrichtung 10 zu ermöglichen, bei der eine Bestückung der Aufnahmekammern 38 (bzw. eine Entnahme von bereits bearbeiteten Werkstücken 1 aus den Aufnahmekammern 38) auch bei geöffneter Tür 23 möglich ist. In diesem Fall muss verhindert werden, dass es beim Bestücken von Werkstücken 1 zu Verletzungen beim Bediener kommt. Hierzu kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Bestückungszone 41 mittels einer zusätzlichen Sicherungseinrichtung 44, z. B. in Form einer Lichtschranke, einer 2-Hand-Sicherung oder ähnliches abgesichert ist. Das bedeutet, dass ein Drehen des Transportrades 25 nur möglich ist, wenn sichergestellt ist, dass sich keine Fremdkörper bzw. kein Bediener im Bereich der Bestückungszone 41 befinden. Alternativ oder zusätzlich ist es jedoch auch möglich, dass infolge der reibschlüssigen Verbindung zwischen dem Transportrad 25 und dem Antriebsmotor 29 über den Riemen 31 die reibschlüssige Verbindung derart ausgebildet ist, dass z. B. bei einem Einklemmen einer Hand in den Spalt 40 die dadurch hervorgerufene Klemmkraft die Antriebskraft des Antriebsmotors 29 über den Riemen 31 übersteigt, so dass es zu zumindest nicht zu schwerwiegenden Verletzungen des Bedieners kommt.
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In der 3 ist eine modifizierte Fertigungseinrichtung 10a dargestellt. Hierbei ist es wesentlich, dass die Grundplatte 15a auf der der Bestückungszone 41 zugewandten Seite eine trapezförmig ausgebildete Vorderseite 46 aufweist, die über den Bereich der vertikalen Profilstäbe 13 der Rahmenkonstruktion 14 des Gehäuses 20a hinausreicht. Das bedeutet, dass die Grundplatte 15a seitlich zugänglich ist, bzw. die Profilstäbe 13 bei einer Bestückung bzw. Entnahme von Gegenständen 1 nicht im Wege stehen. Weiterhin ist es dabei wesentlich, dass das Transportrad 25a ebenfalls teilweise über die Ebene der vertikalen Profilstäbe 13 des Gehäuses 20a auf der dem Bediener zugewandten Seite hinausragt, so dass die Aufnahmekammern 38 von der Seite her frei zugänglich sind. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass sich die Drehachse 27 in etwa in der Ebene der Profilstäbe 13 befindet.
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Die Fertigungseinrichtung 10a weist insbesondere eine in der 4 dargestellte vordere Schutzverkleidung 48 in Form einer transparenten Tür 23a auf. Die Schutzverkleidung 48 umfasst dabei einen oberen, feststehenden Teil 49 sowie einen unteren, gegenüber dem oberen Teil 49 in Richtung des Doppelpfeils 51 vertikal bewegbaren unteren Teil 50. Die in Draufsicht bzw. in Querschnitt trapezförmigen Teile 49, 50 sind dabei der trapezförmigen Vorderseite 46 der Grundplatte 15a angepasst.
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Die soweit beschriebenen Fertigungseinrichtungen 10, 10a können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0329982 B1 [0002]
- DE 102004051753 A1 [0003]
