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Stand der Technik
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Es ist bereits eine Werkzeugvorrichtung mit zumindest einem Gleitelement und zumindest einem Führungselement, das über zumindest eine Gleitverbindung mit dem zumindest einen Gleitelement zur Führung des zumindest einen Gleitelements verbunden ist, vorgeschlagen worden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugvorrichtung mit zumindest einem Gleitelement und zumindest einem Führungselement, das über zumindest eine Gleitverbindung mit dem zumindest einen Gleitelement zur Führung des zumindest einen Gleitelements verbunden ist. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einer „Werkzeugvorrichtung“ soll insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, in einer Werkstück bearbeitende Maschine, insbesondere in einer Handwerkzeugmaschine, integriert zu werden. Insbesondere ist die Werkzeugvorrichtung dazu vorgesehen, in zumindest einer Maschine mit zumindest einem Axialantrieb integriert zu werden. Insbesondere ist die Werkzeugvorrichtung dazu vorgesehen, in zumindest einer Maschine, insbesondere einer Handwerkzeugmaschine, mit zumindest einem Schlagwerk integriert zu werden. Beispielsweise denkbar ist, dass die Werkzeugvorrichtung dazu vorgesehen ist, in einer Schlagbohrmaschine und/oder einem Schlaghammer integriert zu werden. Insbesondere ist die Werkzeugmaschine dazu vorgesehen, in einem Bohrhammer integriert zu werden. Beispielsweise könnte die Werkzeugvorrichtung dazu vorgesehen sein, in einer Hubsäge, einer Säbelsäge und/oder einer Fräse integriert zu werden. Alternativ könnte die Werkzeugvorrichtung in einer, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Werkstück bearbeitenden Maschine integriert sein. Unter einem „Gleitelement“ soll insbesondere ein Element verstanden werden, das zumindest ein Führungselement zumindest teilweise berührt. Insbesondere ist ein Kontaktbereich des zumindest einen Gleitelements und des zumindest einen Führungselements als eine Gleitverbindung ausgebildet. Unter einer „Gleitverbindung“ soll insbesondere eine Verbindung verstanden werden, über welche das zumindest eine Gleitelement und das zumindest eine Führungselement gleitend verbunden sind. Insbesondere ist die Gleitverbindung eine Verbindung, an welcher das zumindest eine Gleitelement und das zumindest eine Führungselement relativ zueinander beweglich, insbesondere gleitend, gelagert sind. Vorzugsweise sind das zumindest eine Gleitelement und das zumindest eine Führungselement bei einer Bewegung, insbesondere bei einer Gleitbewegung, über zumindest eine Verbindung, insbesondere über die Gleitverbindung, in direktem Kontakt. Unter einem „Führungselement“ soll insbesondere ein Element verstanden werden, das über die zumindest eine Gleitverbindung mit dem zumindest einen Gleitelement zu einer Führung des zumindest einen Gleitelements verbunden ist.
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Es wird vorgeschlagen, dass das Gleitelement und/oder das Führungselement in einem Bereich der Gleitverbindung zumindest eine Oberflächenprofilierung aufweist, die dazu vorgesehen ist, ein Fluid zu transportieren. Insbesondere ist die zumindest eine Oberflächenprofilierung dazu vorgesehen, das Fluid entgegen einer ursprünglichen Flussrichtung zu transportieren. Vorzugsweise ist die zumindest eine Oberflächenprofilierung dazu vorgesehen, das Fluid durch eine Kapillarwirkung zu transportieren. Vorteilhaft ist das Fluid von einem Schmierstoff wie beispielsweise Fett, Öl oder jeder andere einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Schmierstoff ausgebildet. Unter einer „Oberflächenprofilierung“ soll insbesondere verstanden werden, dass zumindest eine Oberfläche zumindest im Wesentlichen eine Struktur aufweist. Insbesondere ist die zumindest eine Oberflächenprofilierung durch zumindest eine gezielt vorgenommene Handlung an der zumindest einen Oberfläche entstanden. Vorzugsweise ist die zumindest eine Oberflächenprofilierung von einer natürlichen, unbearbeiteten Oberflächenstruktur zu unterscheiden, wobei unter einer „natürlichen, unbearbeiteten Oberflächenstruktur“ eine Oberflächenstruktur verstanden werden soll, welche ein Gegenstand unter Vermeidung einer gezielten Bearbeitung einer Oberfläche aufweist, insbesondere unter einer Vermeidung einer gezielten Einbringung von Vertiefungen und/oder einem gezielten Aufbringen von Erhebungen auf der Oberfläche. Vorteilhaft ist die zumindest eine Oberflächenprofilierung als ein regelmäßiges Muster in der Oberfläche eingebracht, wie insbesondere mittels eines Lasers, mittels eines Elektronenstrahls, mittels eines Strahls aus feingekörntem Material, wie beispielsweise eines Sandstrahls, mittels eines Bedampfungsverfahrens, mittels Sputtern oder mittels eines Ätzverfahrens oder jedem anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Oberflächenbearbeitungs-Verfahrens. Beispielsweise kann die zumindest eine Oberflächenprofilierung als eine Wellenstruktur ausgebildet sein. Ebenfalls denkbar ist, dass die zumindest eine Oberflächenprofilierung als eine Spirale rings um einen zylinderförmigen Körper ausgebildet ist. Die zumindest eine Oberflächenprofilierung kann auch als eine mäanderförmige Struktur oder jede andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende regelmäßige Struktur ausgebildet sein. Unter der Wendung, dass die zumindest eine Oberfläche „zumindest im Wesentlichen eine Struktur aufweist“ soll insbesondere verstanden werden, dass die zumindest eine Oberfläche über zumindest einen Flächenbereich aufgespannt ist, der zu mehr als 60 %, vorzugsweise zu mehr als 70 % und insbesondere zu mehr als 75 % die zumindest eine Oberflächenprofilierung aufweist. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft eine spezifische Belastbarkeit erhöht und damit eine Frühausfallwahrscheinlichkeit verringert werden. Ferner kann durch eine geringere Temperatur an Reibstellen eine Verwendung von preiswerteren Polymerwerkstoffen, insbesondere von Thermoplasten, ermöglicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Oberflächenprofilierung zumindest im Wesentlichen als eine Mikroprofilierung ausgebildet ist. Unter einer „Mikroprofilierung“ soll insbesondere eine Oberflächenprofilierung verstanden werden, die zumindest im Wesentlichen Abmessungen in einem Mikrometer-Bereich aufweist. Unter einem „Mikrometer-Bereich“ soll insbesondere ein Bereich zwischen inklusive 1 μm und exklusive 1 mm verstanden werden. Unter der Wendung, dass die zumindest eine Oberflächenprofilierung „zumindest im Wesentlichen als eine Mikroprofilierung ausgebildet“ ist, soll insbesondere verstanden werden, dass die zumindest eine Oberflächenprofilierung zu mehr als 60 %, vorzugsweise zu mehr als 70 % und insbesondere zu mehr als 75 % als eine Mikroprofilierung ausgebildet ist. Unter der Wendung, dass die zumindest eine Oberflächenprofilierung „zumindest im Wesentlichen Abmessungen in einem Mikrometer-Bereich aufweist“, soll insbesondere verstanden werden, dass die zumindest eine Oberflächenprofilierung zu mehr als 50 %, vorzugsweise zu mehr als 70 % und insbesondere zu mehr als 90 % Abmessungen in dem Mikrometer-Bereich aufweist. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Schmiermittelzufuhr ermöglicht werden. Insbesondere kann eine Schmiermittelzufuhr entgegen einer ursprünglichen Flussrichtung und trotz eines mechanischen Abtrags durch Fliehkräfte und/oder Abstreifen ermöglicht werden.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Oberflächenprofilierung eine Breite und/oder Tiefe aufweist, die zumindest im Wesentlichen weniger als 30 μm beträgt. Unter „zumindest im Wesentlichen“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Abweichung von einem vorgegebenen Wert insbesondere weniger als 25 %, vorzugsweise weniger als 10 % und besonders bevorzugt weniger als 5 % des vorgegebenen Werts abweicht. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Schmiermittelzufuhr durch eine Kapillarwirkung ermöglicht werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Oberflächenprofilierung zumindest im Wesentlichen als zumindest eine Rillenstruktur ausgebildet ist. Unter einer „Rillenstruktur“ soll insbesondere eine Struktur verstanden werden, die mehrere Rillen aufweist und wobei eine der mehreren Rillen bei einer Abwicklung der einen Rille in einer Ebene und bei Betrachtung eines durch drei jeweils senkrecht zueinander stehende Richtungen aufgespannten, dreidimensionalen Raums bezüglich einer Richtung der drei Richtungen in dem dreidimensionalen Raum eine Erstreckung aufweist, die zumindest im Wesentlichen mehr als 10 mal, vorzugsweise mehr als 15 mal und insbesondere mehr als 20 mal größer ist als eine jeweilige Erstreckung in eine der zwei zu der einen Richtung senkrecht stehenden Richtungen. Unter „zumindest im Wesentlichen“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Abweichung von einem vorgegebenen Wert insbesondere weniger als 25 %, vorzugsweise weniger als 10 % und besonders bevorzugt weniger als 5 % des vorgegebenen Werts abweicht. Unter der Wendung, dass die zumindest eine Oberflächenprofilierung „zumindest im Wesentlichen als eine Rillenstruktur ausgebildet“ ist, soll insbesondere verstanden werden, dass die zumindest eine Oberflächenprofilierung zu mehr als 50 %, vorzugsweise zu mehr als 60 % und insbesondere zu mehr als 75 % als eine Rillenstruktur ausgebildet ist. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Mangelschmierung bei einem Temperaturgefälle vermieden werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Rillenstruktur bezüglich einer Gleitrichtung zumindest im Wesentlichen als Längsrillenstruktur ausgebildet ist. Unter einer „Längsrillenstruktur“ soll insbesondere eine Struktur verstanden werden, die zumindest eine Längsrille, insbesondere eine Vielzahl an Längsrillen aufweist. Beispielsweise können einzelne Längsrillen der Längsrillenstruktur in jedem, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Winkel zueinander angeordnet sein, wie beispielsweise 45°oder 90°. Insbesondere sind einzelne Längsrillen der Längsrillenstruktur zumindest im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Unter der Wendung, dass einzelne Längsrillen der Längsrillenstruktur „zumindest im Wesentlichen parallel“ zueinander ausgerichtet sind, soll insbesondere verstanden werden, dass die einzelnen Längsrillen der Längsrillenstruktur zueinander einen Winkel einschließen, der um weniger als 5°, vorzugsweise um weniger als 3° und insbesondere um weniger als 1° von einem Winkel von 0° und/oder 180° abweicht. Unter einer „Längsrille“ soll insbesondere eine Rille verstanden werden, die zumindest im Wesentlichen in einer Längsrichtung eines Bauteils ausgerichtet ist. Unter der Wendung, dass zumindest eine Rille „zumindest im Wesentlichen in einer Längsrichtung eines Bauteils ausgebildet“ ist, soll insbesondere verstanden werden, dass bei einer vektoriellen Betrachtung der Rille ein Betrag eines in Längsrichtung des Bauteils ausgerichteten Vektors mehr als 80 %, vorzugsweise mehr als 90 % und insbesondere mehr als 95 % einer Summe aus dem Betrag des in Längsrichtung des Bauteils ausgerichteten Vektors und eines Betrags eines in Querrichtung des Bauteils ausgerichteten Vektors beträgt. Unter der Wendung, dass die zumindest eine Rillenstruktur „zumindest im Wesentlichen als eine Längsrille ausgebildet“ ist, soll insbesondere verstanden werden, dass die zumindest eine Rillenstruktur zu mehr als 50 %, vorzugsweise zu mehr als 60 % und insbesondere zu mehr als 75 % als eine Längsrille ausgebildet ist. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft eine einfache Herstellung der zumindest einen Oberflächenprofilierung und insbesondere der zumindest einen Rillenstruktur ermöglicht werden.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Gleitelement und das zumindest eine Führungselement von Bauteilen eines Schlagwerks gebildet sind. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Schmiermittelzufuhr eines Schlagwerks verbessert werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Gleitelement von einem Schläger und/oder einem Schlagbolzen gebildet ist. Unter einem „Schläger“ soll insbesondere ein Bauteil verstanden werden, das zu einer Übertragung eines Schlagimpulses auf ein weiteres Bauteil einer Werkzeugvorrichtung, insbesondere auf einen Schlagbolzen, innerhalb eines Führungselements, insbesondere innerhalb eines Hammerrohrs und/oder eines Topfkolbens, bewegt wird. Bevorzugt wird der Schläger zu einer Erzeugung des Schlagimpulses mittels eines Drucks, insbesondere mittels eines von einem in dem Führungselement geführten Kolben erzeugten Luftdrucks, innerhalb des Führungselements bewegt. Unter einem „Hammerrohr“ soll insbesondere ein Rohr verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, einen Schläger in einer Hauptarbeitsrichtung bewegbar zu lagern. Vorzugsweise ist innerhalb des Hammerrohrs in zumindest einem Betriebszustand ein Arbeitsluftdruck aufbaubar, der in zumindest einem Betriebszustand den Schläger beschleunigt. Unter einer „Hauptarbeitsrichtung“ soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, in die ein Bediener die Werkzeugvorrichtung bei einer Arbeitsbewegung vorgesehener Weise bewegt. Vorzugsweise ist die Hauptarbeitsrichtung parallel zu einer Schlagrichtung des Schlägers ausgerichtet. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Schmiermittelzufuhr verbessert und damit eine spezifische Belastbarkeit des Schlägers und/oder des Schlagbolzens erhöht und damit eine Frühausfallwahrscheinlichkeit verringert werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Gleitelement von einem Exzenterelement gebildet ist. Beispielsweise kann das Exzenterelement als ein Exzenterrad ausgebildet sein. Insbesondere ist das Exzenterelement als ein Exzenterbolzen ausgebildet. Vorzugsweise ist das Exzenterelement als ein Pleuel und insbesondere als ein Pleuelauge ausgebildet. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Schmiermittelzufuhr eines Exzenterelements ermöglicht werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine Handwerkzeugmaschine mit einer erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung vorgeschlagen. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Schmiermittelzufuhr einer Werkzeugmaschine sichergestellt und eine Nachschmierung vermieden werden.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 einen Bohrhammer mit einem erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschinenschlagwerk,
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2 eine erfindungsgemäße Werkzeugvorrichtung in einer Schnittdarstellung und
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3 eine alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung in einer teilweisen Schnittdarstellung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt einen Bohrhammer 42a mit einer erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung 10a, welche in der 1 gestrichelt dargestellt ist. Der Bohrhammer 42a weist ein pistolenförmiges Maschinengehäuse 44a auf, in welchem die erfindungsgemäße Werkzeugvorrichtung 10a angeordnet ist. An dem Maschinengehäuse 44a ist zudem ein Handgriff 46a mit einem Bedienelement 48a angeordnet. Der Bohrhammer 42a weist zudem einen Zusatzhandgriff 50a auf, um eine Handhabung des Bohrhammers 42a zu verbessern.
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2 zeigt in einer Schnittdarstellung die erfindungsgemäße Werkzeugvorrichtung 10a mit einem Gleitelement 12a und einem Führungselement 14a, das über eine Gleitverbindung mit dem Gleitelement 12a zur Führung des Gleitelements 12a verbunden ist. Erfindungsgemäß weist das Gleitelement 12a und/oder das Führungselement 14a in einem Bereich der Gleitverbindung zumindest eine Oberflächenprofilierung 16a auf, die dazu vorgesehen ist, ein Fluid zu transportieren. Zudem ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gleitelement 12a von einem Schläger 26a und/oder einem Schlagbolzen gebildet ist.
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In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Gleitelement 12a von dem Schläger 26a gebildet. Das Führungselement 14a ist von einem Hammerrohr 30a gebildet. Somit sind das Gleitelement 12a und das Führungselement 14a von Bauteilen eines Schlagwerks gebildet. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass das Gleitelement 12a von einem Exzenterelement 28a gebildet ist. Das Exzenterelement 28a kann beispielsweise als ein Pleuel 32a ausgebildet sein. Ebenfalls denkbar ist, dass das Exzenterelement 28a als ein Exzenterbolzen 34a ausgebildet ist. Der Exzenterbolzen 34a ist auf einem Exzenterrad 36a angeordnet. Der Pleuel 32a ist mit dem Exzenterbolzen 34a und mit einem Kolben 38a verbunden. In bekannter Weise kann durch eine derartige Anordnung durch den Kolben 38a das Exzenterrad 36a angetrieben werden.
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Das Führungselement 14a weist in dem Bereich der Gleitverbindung die Oberflächenprofilierung 16a auf, die dazu vorgesehen ist, ein Fluid zu transportieren. Das Fluid ist von einem Schmierstoff, wie beispielsweise Fett oder Öl, ausgebildet. Die Oberflächenprofilierung 16a ist dazu vorgesehen, das Fluid durch eine Kapillarwirkung entgegen einer ursprünglichen Flussrichtung zu transportieren. Die Oberflächenprofilierung 16a ist als eine Mikroprofilierung 18a ausgebildet. Erfindungsgemäß weist die Oberflächenprofilierung 16a eine Breite und/oder Tiefe auf, die zumindest im Wesentlichen weniger als 30 μm beträgt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Oberflächenprofilierung 16a eine Breite und Tiefe auf, die 25 μm beträgt.
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Das als Schläger 26a ausgebildete Gleitelement 12a ist in dem als Hammerrohr 30a ausgebildeten Führungselement 14a gleitend gelagert. Insbesondere ist das Führungselement 14a dazu vorgesehen, das Gleitelement 12a bezüglich einer Gleitrichtung 22a gleitend zu lagern. Die Bauteile des Schlagwerks sind mittels des Schmierstoffs vor Verschleiß bei einem gleitenden Kontakt geschützt. Da sich die Bauteile bei dem gleitenden Kontakt im Bereich der Gleitverbindung erwärmen und Schmierstoffe, wie Fette oder Öle, von warmen Stellen zu kälteren Stellen fließen, ist ein Risiko einer Mangelschmierung in dem Bereich der Gleitverbindung erhöht. Um dieses Risiko zu minimieren, ist erfindungsgemäß die bereits erwähnte Oberflächenprofilierung 16a vorgesehen. Die Oberflächenprofilierung 16a ist als eine Rillenstruktur 20a ausgebildet. Insbesondere ist die Rillenstruktur 20a bezüglich der Gleitrichtung 22a als Längsrillenstruktur 24a ausgebildet. Wird eine Handwerkzeugmaschine mit einer erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung 10a ausgestattet, so kann besonders vorteilhaft ein Risiko für eine Mangelschmierung der Handwerkzeugmaschine minimiert werden.
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In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnung und/oder die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels, insbesondere der 1 und 2, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in 1 und 2 nachgestellt. In dem Ausführungsbeispiel der 3 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt.
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3 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung 10b in einer teilweisen Schnittdarstellung. Das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der 2 in einer Anordnung einer Oberflächenprofilierung 16a, 16b. In dem Ausführungsbeispiel der 2 weist das Führungselement 14a die Oberflächenprofilierung 16a auf. In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist ein Gleitelement 12b in einem Bereich der Gleitverbindung eine Oberflächenprofilierung 16b auf, die dazu vorgesehen ist, ein Fluid zu transportieren. Zudem zeigt 3, dass die Oberflächenprofilierung 16b zusätzlich auf einem Kolben 38b angeordnet sein kann. Die Oberflächenprofilierung 16b ist als eine Rillenstruktur 20b ausgebildet, wobei die Rillenstruktur 20b bezüglich einer Gleitrichtung 22b als Längsrillenstruktur 24b ausgebildet ist. Wie 3 zeigt, erstreckt sich die Oberflächenprofilierung 16b bis zu einem Bereich einer Kolbendichtung 40b, wobei der Bereich der Kolbendichtung 40b ausgespart ist. Bei einer ausreichenden Dichtigkeit und bei einem geringen Dichtungsverschleiß ist jedoch denkbar, dass die Oberflächenprofilierung 16b ebenfalls in dem Bereich der Kolbendichtung 40b angeordnet ist.
