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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem stabförmigen Profilsystemträger, aufweisend einen stabförmigen, als Hohlrpfil ausgebildeten Grundkörper und mindestens ein mit dem Grundkörper verbundenes Funktionselement.
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Solche Träger, aufweisend einen stabförmigen Grundkörper und mindestens ein Funktionselement, wobei das mindestens eine Funktionselement derart ausgebildet ist, dass das mindestens eine Funktionselement mit weiteren Teilen des Profilsystems verbindbar ist, sind allgemein bekannt. Herkömmlicherweise ist der gesamte Träger, das heißt der Grundkörper und das Funktionselement aus einem Metall, wie zum Beispiel Aluminium, hergestellt. Es ist jedoch nachteilig, dass der Träger zur Erreichung einer erforderlichen Steifigkeit ein vergleichsweise hohes Gewicht aufweist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile von Trägern gemäß dem Stand der Technik zu beseitigen und einen Träger bereit zu stellen, der eine vergleichsweise hohe Steifigkeit aufweist und dabei zugleich ein vergleichsweise geringes Gewicht aufweist.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Aufgabe wird mit einem Träger gemäß Anspruch 1 gelöst. Dadurch, dass das mindestens eine Funktionselement als Funktionsleiste ausgebildet ist und aus einem stranggepreßten Aluminium hergestellt ist und der Grundkörper aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial hergestellt ist, kann vorteilhaft erreicht werden, dass bei vergleichsweise geringem Querschnitt eine vergleichsweise hohe Steifigkeit erreicht werden kann. Dieses ist bei Anwendungen mit hoher Dynamik besonders vorteilhaft. Wenn im Folgenden „vergleichsweise” verwendet wird, ist stets der Vergleich mit einem Vollmetallträger gemeint.
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Der Grundkörper aus faserverstärktem Kunststoffmaterial wird mit bekannten herkömmlichen Herstellungsverfahren hergestellt. Der Grundkörper sorgt für die erforderliche Steifigkeit des Trägers, insbesondere bei hohen dynamischen Belastungen des Trägers. Der Grundkörper kann einen geschlossenen oder einen offenen Querschnitt aufweisen. Der Grundkörper kann einteilig oder zweiteilig ausgebildet sein. Die Funktionsleiste kann innerhalb und/oder außerhalb des Grundkörpers angeordnet sein.
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Als Metall wird straggepreßtes Aluminium oder eine Aluminiumlegierung verwendet. Das Kunststoffmaterial kann jedes Material sein, das als Matrix zur Aufnahme von Verstärkungsfasern geeignet ist. Als Verstärkungsfasern können grundsätzlich jede Art von Fasern verwendet werden, die zur Verbesserung der Steifigkeit des Trägers beitragen kann.
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Bei der Bearbeitung z. B. von Aluminium ist das Strangpressverfahren eine vorteilhafte Herstellungsmöglichkeit, dass man mit diesem Verfahren nahezu beliebige Formen und Profile herstellen kann. Dadurch ist vorteilhaft eine besonders flexible Ausbildung der mindestens einen Funktionsleiste möglich, so dass vorteilhaft der Träger an die verschiedensten Anwendungsgebiete und Belastungsfälle angepasst werden kann. Es können aber auch andere Herstellungsverfahren für die mindestens eine Funktionsleiste verwendet werden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Grundkörper mit der mindestens einen Funktionsleiste verklebt und/oder verbacken ist. Dadurch ist vorteilhaft eine vergleichsweise einfache Verbindung des Grundkörpers mit der mindestens einen Funktionsleiste möglich, wobei vorteilhaft eine vergleichsweise große Steifigkeit des Trägers mit vergleichsweise einfachen Verbindungsmitteln erreicht werden kann.
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Weiterhin umfasst die mindestens eine Funktionsleiste mindestens eine Aufnahmenut, im Folgenden auch Systemnut genannt, zur Aufnahme der weiteren Teile des Profilsystems. Unter Aufnahmenut im Sinne dieser Erfindung ist zu verstehen, dass in diese Aufnahmenut z. B. Lasten eingebracht werden können. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, dass unter gleichzeitiger Gewichtsersparnis durch das Kunststoffmaterial Lasten an der mindestens einen Funktionsleiste eingebracht werden können, so dass auch hohe Belastungen durch den Träger aufgenommen werden können. Die Anzahl der Aufnahmenuten ist abhängig von dem Verwendungszweck, der mit dem Träger beabsichtigt ist. Die mindestens eine Aufnahmenut kann in Längsrichtung der mindestens einen Funktionsleiste angeordnet sein. Es können aber auch mehrere Aufnahmenuten in der mindestens einen Funktionsleiste vorgesehen sein. Bei mehreren Aufnahmenuten kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmenuten parallel zueinander in Längsrichtung der mindestens einen Funktionsleiste verlaufen. Die mindestens eine Funktionsleiste kann bereichsweise unterbrochen sein.
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Der Grundkörper weist nach einer Ausführungsform der Erfindung Längsrillen zur Befestigung der mindestens einen Funktionsleiste auf. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, die Verbindung des Grundkörpers mit der mindestens einen Funktionsleiste erheblich zu verbessern. Die Längsrillen können parallel zueinander entlang der Längserstreckungsrichtung des Grundkörpers verlaufen. Die Längsrillen können bereichsweise unterbrochen sein.
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Zusätzlich oder alternativ kann der Grundkörper mindestens einen Flansch zur Befestigung der mindestens einen Funktionsleiste aufweisen. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, die mindestens eine Funktionsleiste besonders fest am Grundkörper zu befestigen. Der Flansch kann sich entlang der Längserstreckungsrichtung des Grundkörpers erstrecken. Gemäß einer anderen Ausführungsform weist der Grundkörper zwei Flansche auf, die einander gegenüberliegend am Grundkörper angeordnet sind und sich parallel zueinander entlang der Längserstreckungsrichtung des Grundkörpers erstrecken können.
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Zusätzlich oder alternativ kann der Grundkörper Befestigungsnuten zur Befestigung der mindestens einen Funktionsleiste aufweisen. Dadurch ist eine verbesserte Verbindung zwischen dem Grundkörper und der mindestens einen Funktionsleiste erreichbar. Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Befestigungsnuten im Grundkörper integral ausgeformt sind.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundkörper aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoffmaterial (im Folgenden auch carbonfaserverstärkter Kunststoff oder CFK genannt) hergestellt ist. Der Grundkörper wird mit bekannten herkömmlichen Herstellungsverfahren hergestellt. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, die Vorteile von Metall mit den Vorteilen von kohlefaserverstärktem Kunststoffmaterial zu kombinieren und so höchsten Belastungsanforderungen des Trägers bei vergleichsweise geringem Querschnitt gerecht zu werden. Die Vorteile, die durch das kohlefaserverstärkte Kunststoffmaterial erreicht werden, sind:
- – vergleichsweise geringe Masse,
- – vergleichsweise hohe Ermüdungsfestigkeit,
- – vergleichsweise gute Schwingungsdämpfung, dadurch verbesserte Laufruhe,
- – vergleichsweise leichte Montage/Demontage des Trägers, und
- – Einsparungen durch geringeres Gewicht bei Transportkosten und bei der Betriebsanwendung.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Grundkörper als geschlossenes Hohlprofil ausgebildet ist. In diesem Fall ist kann die mindestens eine Funktionsleiste außerhalb des Grundkörpers angeordnet sein.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Grundkörper einen rechteckigen oder einen quadratischen Querschnitt aufweist. Durch den rechteckigen oder quadratischen Querschnitt des Körpers ist vorteilhaft erreichbar, dass der Träger in allen herkömmlichen Verwendungs- und Einsatzgebieten einsetzbar ist. Außerdem erleichtert der rechteckige oder quadratische Querschnitt vorteilhaft die Anbringung der mindestens einen Funktionsleiste an den Grundkörper. Der Grundkörper kann alternativ z. B. einen kreisförmigen oder einen dreieckigen Querschnitt aufweisen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Oberfläche der mindestens einen Funktionsleiste eloxiert ist. Durch das Eloxieren ist es vorteilhaft möglich, die mindestens eine Funktionsleiste vor Korrosion zu schützen. Dadurch ist vorteilhaft ein besonders haltbarer Träger herstellbar.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Träger achsensymmetrisch ausgebildet ist. Unter achsensymmetrisch im Sinne der Erfindung ist zu verstehen, dass der Querschnitt des Trägers achsensymmetrisch zu mindestens einer Symmetrieachse ausgebildet ist. Der Querschnitt des Trägers kann achsensymmetrisch bezüglich zwei Symmetrieachsen ausgebildet sein. Die Symmetrieachsen sind gemäß einer anderen Ausführungsform senkrecht zueinander ausgebildet. Durch die achsensymmetrische Ausbildung ist vorteilhaft erreichbar, dass eine vergleichsweise einfache Herstellung und eine vergleichsweise gute Lastverteilung im Träger möglich sind.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Träger zwei, drei oder mehr Funktionsleisten aufweist, sodass der Träger vorteilhaft flexibel an den gewünschten Verwendungszweck angepasst werden kann.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Grundkörper Befestigungshinterschnitte aufweist, die integral aus dem Grundkörper ausgeformt sind. Die Befestigungshinterschnitte sind mit Nuten in der mindestens einen Funktionsleiste verbunden.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen schematisch
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1 einen Träger gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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2 einen Träger gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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3 einen Träger gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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4 einen Träger gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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5 einen Träger gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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6 einen Träger gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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7 einen Träger gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
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8 einen Träger gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher auch in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
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1 zeigt einen Träger 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt einen Querschnitt durch den Träger 1. Der Träger 1 weist einen Grundkörper 2, eine Funktionsleiste 3 und eine weitere Funktionsleiste 4 auf. Der Grundkörper 2 ist als geschlossenes Hohlprofil ausgebildet, dessen Querschnitt in dieser Ausführungsform rechteckig ausgebildet ist.
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Der Grundkörper 2 ist aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt und ist aus einem carbonfaserverstärkten Kunststoff (auch CFK genannt) hergestellt. Der Grundkörper 2 wird mit bekannten herkömmlichen Herstellungsverfahren hergestellt. Die Funktionsleisten 3, 4 sind in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Aluminiummaterial hergestellt. Die Funktionsleisten 3, 4 können aber auch aus einem anderen Metall hergestellt sein. Die Funktionsleiste 3 ist an der oberen langen Seite des Grundkörpers 2 angeordnet und die weitere Funktionsleiste 4 ist an der unteren langen Seite des Grundkörpers 2 angeordnet. Die Funktionsleisten 3, 4 sind im Strangpressverfahren hergestellt worden. Die Funktionsleiste 3 weist Aufnahmenuten 5, 6 auf. Die weitere Funktionsleiste 4 weist ebenfalls Aufnahmenuten 9, 10 auf. Der Träger 1 ist symmetrisch zu zwei Symmetrieachsen 19, 20 aufgebaut. Die Symmetrieachsen 19, 20 sind senkrecht zueinander angeordnet. Der Träger 1 ist demnach achsensymmetrisch zur Symmetrieachse 19 und zur Symmetrieachse 20 aufgebaut. Die Funktionsleisten 3, 4 sind mit dem Grundkörper 2 verklebt. Die Funktionsleisten 3, 4 können aber auch mit anderen Mitteln am Grundkörper 2 befestigt sein.
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2 zeigt einen Querschnitt durch den Träger 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Grundkörper 2 weist einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Funktionsleiste 3 weist in dieser Ausführungsform vier Aufnahmenuten 5, 6, 7, 8 auf. Ebenfalls weist die weitere Funktionsleiste 4 vier Aufnahmenuten 9, 10, 11, 12 auf. Die Funktionsleisten 3, 4 sind als U-Profil ausgebildet.
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Die U-förmige Funktionsleiste 3 ist derart am Grundkörper 2 angeordnet, dass die Funktionsleiste 3 die obere kurze Seite des Grundkörpers 2 umgreift. Die U-förmige weitere Funktionsleiste 4 ist derart am Grundkörper 2 angeordnet, dass die weitere Funktionsleiste 4 die untere kurze Seite des Grundkörpers 2 umgreift.
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Die Funktionsleisten 3, 4 sind mit dem Grundkörper 2 verklebt. Der Träger 2 ist achsensymmetrisch zur Symmetrieachse 19 und zur Symmetrieachse 20 ausgebildet. Im Übrigen gelten die Ausführungen, die zur ersten Ausführungsform in 1 gemacht wurden, auch für diese zweite Ausführungsform.
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3 zeigt einen Querschnitt durch den Träger 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Grundkörper 2 weist einen im Wesentlichen quadratischen Querschnitt auf.
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Die Funktionsleisten 3, 4 sind als U-Profile ausgebildet. Die U-förmige Funktionsleiste 3 ist derart am Grundkörper 2 angeordnet, dass die Funktionsleiste 3 eine Seite des Grundkörpers 2 umgreift. Die U-förmige weitere Funktionsleiste 4 ist derart am Grundkörper 2 angeordnet, dass die weitere Funktionsleiste 4 die gegenüberliegende Seite des Grundkörpers 2 umgreift.
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Die Funktionsleiste 3 weist vier Aufnahmenuten 5, 6, 7, 8 auf und die weitere Funktionsleiste 4 weist die Aufnahmenuten 9, 10, 11, 12 auf. Der Grundkörper 2 weist eine Vielzahlt von Längsrillen 13 auf. Diese Längsrillen sind parallel zueinander ausgebildet und verlaufen in Längsrichtung entlang des Grundkörpers 2. Die Längsrillen 13 dienen vorteilhaft zur verbesserten Befestigung des Grundkörpers 2 an den Funktionsleisten 3, 4. Dazu weisen die Funktionsleisten 3, 4 Ausformungen auf, die in die Rillen 13 des Grundkörpers 2 eingreifen. Die Anzahl der Ausformungen in den Funktionsleisten 3, 4 entspricht der Anzahl der Rillen 13 im Grundkörper 2. Die Ausformungen verlaufen parallel zu den Rillen des Grundkörpers 2 entlang der Längsrichtung der Funktionsleisten 3, 4.
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Weiterhin weist der Grundkörper 2 einen ersten Flansch 14 und einen zweiten Flansch 15 auf. Die Flansche 14, 15 sind bezüglich der Symmetrieachse 20 gegenüberliegend am Grundkörper 2 angeordnet. Die Flansche 14, 15 dienen vorteilhaft der verbesserten Befestigung des Grundkörpers 2 an den Funktionsleisten 3, 4. Im Übrigen wird auf die Ausführungen zu 1 und 2 verwiesen.
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4 zeigt den Träger 1 in einem Querschnitt gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Grundkörper 2 weist im Wesentlichen einen kegelstumpfförmigen Querschnitt auf. Der Grundkörper 2 ist symmetrisch zur Symmetrielinie 20 ausgebildet. An der breiteren Seite des Kegelstumpfes weist der Träger zwei Funktionsleisten 3, 31 auf. Die Funktionsleiste 3 weist eine Aufnahmenut 5 auf. Die Funktionsleiste 31 weist eine Aufnahmenut 5' auf. Die Funktionsleisten 3, 31 sind in Befestigungsnuten 16, 17 angeordnet. Die Befestigungsnuten 16, 17 sind integral im Grundkörper 2 ausgebildet. Am schmaleren Ende des kegelstumpfförmigen Grundkörpers 2 ist eine Befestigungsnut 18 ausgebildet. In der Befestigungsnut 16 ist die weitere Funktionsleiste 4 angeordnet. Die weitere Funktionsleiste 4 weist die Aufnahmenut 9 auf. Die Funktionsleisten 3, 4, 31 können mit dem Grundkörper 2 verklebt sein. Im Übrigen gilt das zu den ersten drei Ausführungsformen und zu den 1 bis 3 Ausgeführte.
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5 zeigt schematisch den Träger 1 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Querschnitt. Der Träger 1 weist den Grundkörper 2 auf, der einen offenen Querschnitt aufweist. Der Querschnitt des Grundkörpers 2 ist im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Die Funktionsleiste 3 ist innerhalb des Grundkörpers 2 angeordnet. Der Grundkörper 2 weist zwei Befestigungshinterschnitte 21, 22 auf. Die Befestigungshinterschnitte 21, 22 sind integral aus dem Grundkörper 2 ausgeformt. Die Funktionsleiste 3 ist mit Nuten versehen, mit denen die Funktionsleiste 3 an den Befestigungshinterschnitten 21, 22 befestigt ist. An der Funktionsleiste 3 ist ein Führungsteil 23 befestigt. Außerdem ist innerhalb des Grundkörpers 2 ein Zahnriemenantrieb 26, 27 angeordnet. Der Zahnriemenantrieb 26, 27 weist einen oberen Riemen 26 und einen unteren Riemen 27 auf. Der obere Riemen 26 verschließt den Spalt des U-förmigen Grundkörpers 2. Im Übrigen wird auf die Ausführungen zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen verwiesen.
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6 zeigt schematisch den Träger 1 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Querschnitt. Der Träger 1 weist den Grundkörper 2 auf, der zweiteilig ausgebildet ist. Der Grundkörper weist zwei voneinander getrennte Grundkörperteile 24, 25 auf. Die Funktionsleiste 3 ist zwischen dem linken Grundkörperteil 24 und dem rechten Grundkörperteil 25 angeordnet. Der Grundkörper 2 weist die zwei Befestigungshinterschnitte 21, 22 auf. Die Befestigungshinterschnitte 21, 22 sind integral aus dem Grundkörper 2 ausgeformt. Die Funktionsleiste 3 ist mit Nuten versehen, mit denen die Funktionsleiste 3 an den Befestigungshinterschnitten 21, 22 befestigt ist. Außerdem umfasst die Funktionsleiste 3 die unteren Enden der Grundkörperteile 24, 25, wodurch eine verbesserte Verbindung zwischen der Funktionsleiste 3 und den Grundkörperteilen 24, 25 erreicht werden kann. Außerdem weist die Funktionsleiste 3 die Aufnahmenuten 5, 6 zur Aufnahme von weiteren Teilen des Profilsystems auf. Im Übrigen wird auf die Ausführungen zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen verwiesen.
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7 zeigt schematisch den Träger 1 gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Querschnitt. Der Träger 1 weist den Grundkörper 2 auf, der einen offenen Querschnitt aufweist. Der Querschnitt des Grundkörpers 2 ist im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Die Funktionsleiste 3 ist innerhalb des Grundkörpers 2 angeordnet. Der Grundkörper 2 weist die zwei Befestigungshinterschnitte 21, 22 auf. Die Befestigungshinterschnitte 21, 22 sind integral aus dem Grundkörper 2 ausgeformt. Die Funktionsleiste 3 ist mit den Nuten versehen, mit denen die Funktionsleiste 3 an den Befestigungshinterschnitten 21, 22 befestigt ist. Innerhalb des Grundkörpers 2 ist ein Zahnriemenantrieb 28, 29 angeordnet, wobei ein Zahnriemen links angeordnet ist (linker Zahnriemen 28) und ein anderer Zahnriemen rechts angeordnet ist (rechter Zahnriemen 29). Im Übrigen wird auf die Ausführungen zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen verwiesen.
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8 zeigt schematisch den Träger 1 gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Querschnitt. Der Träger 1 weist den Grundkörper 2 auf, der einen offenen Querschnitt aufweist. Der Querschnitt des Grundkörpers 2 ist im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Die Funktionsleiste 3 ist innerhalb des Grundkörpers 2 angeordnet. Innerhalb des Grundkörpers 2 ist ein Spindelantrieb 30 angeordnet. Im Übrigen wird auf die Ausführungen zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen verwiesen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Träger
- 2
- Grundkörper
- 3
- Funktionsleiste
- 31
- Funktionsleiste
- 4
- Funktionsleiste
- 5, 5', 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
- Aufnahmenuten/Systemnuten
- 13
- Rillen
- 14, 15
- Flansch
- 16, 17, 18
- Befestigungsnuten
- 19, 20
- Symmetrieachsen
- 21, 22
- Befestigungshinterschnitt
- 23
- Führungsteil
- 24, 25
- Grundkörperteil
- 26, 27
- Zahnriemenantrieb
- 28, 29
- Zahnriemenantrieb
- 30
- Spindelantrieb
