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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schließeinheit einer Formgebungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die Klasse der Formgebungsmaschinen umfasst Spritzgießmaschinen, Spritzpressen, Pressen und dergleichen.
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Gattungsgemäße Schließeinheiten in Zwei-Platten-Bauweise verfügen zumeist über eine feste Formaufspannplatte und eine bewegliche Formaufspannplatte sowie zumindest einen Holm (im Regelfall sind es vier Holme), wobei die Holme sowohl die bewegliche als auch die feste Formaufspannplatte durchsetzen. Um die bewegliche Formaufspannplatte (in Bezug auf die feste Formaufspannplatte) mit einer Schließkraft zu beaufschlagen, ist eine Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung der Holme mit der wenigstens einen Formaufspannplatte sowie Druckkissen vorgesehen. Ist die Verriegelungsvorrichtung verriegelt, kann über die Druckkissen eine Schließkraft auf die bewegliche Formaufspannplatte ausgeübt werden. Die Holme können dabei die Zusatzfunktion von Zugstangen ausüben. Dort wo die Holme die bewegliche Formaufspannplatte durchsetzen, sind in einigen im Stand der Technik bekannten Bauweisen Buchsen angeordnet, in welchen die Holme relativ zur beweglichen Formaufspannplatte gleiten, wenn die bewegliche Formaufspannplatte nicht verriegelt ist.
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Dies hat einige Nachteile. Zum einen entsteht eine relativ große Reibung, die entlang des Holmes relativ starken Änderungen unterliegen kann. Dies hat dann weiterhin Auswirkungen auf die Plattenparallelität, welche natürlich für die Qualität der Formteile wichtig ist.
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Diesen Nachteilen kann zwar versucht werden durch eine verbesserte Schmierung entgegenzuwirken. Dies schafft aber ein neues Problem, denn eine erhöhte Menge an Schmiermittel an den Holmen führt dazu, dass selbiges während des Öffnens oder des Schließens von den Holmen ablöst oder abspritzt, in oder an die Formhälften gerät und so eine Verschmutzung der Formhälfte und des Formteils nach sich zieht.
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Es ist beispielsweise aus der
DE 100 40 819 A1 bekannt, die Holme mit einem Gewinde zu versehen und dies zum Antrieb der beweglichen Formaufspannplatte sowie zur Führung derselben zu verwenden. Diese Vorgehensweise zieht aber recht aufwändige Konstruktionen mit schweren Verriegelungsmuttern, welche mit hohen Drehzahlen gedreht werden müssen, nach sich.
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Aus der
AT 007 302 U1 der Anmelderin ist es bekannt, zumindest einen Teil eines Holms als Zahnstange auszuführen, um damit die Eilhubbewegung anzutreiben.
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Die durch die in Buchsen geführten Holme verursachte Reibung ist nicht Thema dieser Druckschriften.
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Ebenfalls bekannt sind Schließeinheiten in Drei-Platten-Bauweise, wobei eine zusätzliche Stirnplatte vorhanden ist, an der sich das Druckkissen abstützt und mittels einer zentralen Druckstange die Schließkraft auf die bewegliche Formaufspannplatte ausübt. Auch hier sind die verstärkte Verschmutzungsneigung und die Reibung durch die Führung in Buchsen nachteilig.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schließeinheit für eine Formgebungsmaschine bereitzustellen, bei der die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zumindest zum Teil beseitigt werden.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schließeinheit gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Dies geschieht indem zur Führung der beweglichen Formaufspannplatte an dem wenigstens einen Holm oder zur Führung des wenigstens einen Holms an dem wenigstens einen Druckkissen eine Führungsvorrichtung vorgesehen ist, wobei ein Führungselement der Führungsvorrichtung an dem wenigstens einen Holm, in einem nicht verriegelten Zustand der Verriegelungsvorrichtung, befestigt ist und ein mit dem Führungselement zusammenwirkendes Gegenstück der Führungsvorrichtung an der beweglichen Formaufspannplatte oder dem Druckkissen befestigt ist.
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Durch die erfindungsgemäße Führung wird die Reibung verringert, was sich durch geringeren Verschleiß, geringeren Energieverbrauch, weniger Schmierstoff und dadurch geringere Verschmutzung, weniger Wartungskosten und mehr Umweltfreundlichkeit positiv äußert.
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Die Führungsvorrichtung kann auch lagernd tätig sein, das heißt sie kann auch – unter Umständen teilweise – das Gewicht der beweglichen Formaufspannplatte tragen.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Die Beweglichkeit der beweglichen Formaufspannplatte kann konstruktiv leicht hergestellt werden, indem am wenigstens einen Holm eine vom Führungselement – bevorzugt gesonderte – Zahnstange befestigt ist, welche über eine Verzahnung mit einem an der beweglichen Formaufspannplatte befestigten Antrieb zusammenwirkt.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Antriebszahnstange am wenigstens einen Holm im Wesentlichen der Führungsvorrichtung gegenüberliegend befestigt ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann eine geteilte Mutter zur Verriegelung des wenigstens einen Holms an der beweglichen Formaufspannplatte vorgesehen sein, wobei die Führungsvorrichtung und/oder die Zahnstange in einer Trennebene der geteilten Mutter angeordnet ist. Dies stellt eine konstruktiv besonders einfache Lösung der Verriegelung zwischen dem wenigstens einen Holm und der beweglichen Formaufspannplatte dar.
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Es ist zu bemerken, dass der wenigstens eine Holm keinen kreisrunden Querschnitt aufweisen muss. Tatsächlich ist der Querschnitt des wenigstens einen Holms bei dieser Erfindung nur insoweit eingeschränkt, als dass es möglich sein muss, das Führungselement am wenigstens einen Holm zu befestigen.
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Bevorzugt kann das Führungselement als Führungsschiene und/oder das Gegenstück als Führungsschuh ausgebildet sein. Dies ist aber nicht notwendig. Beispielsweise kann auch das Führungselement selbst als Zahnstange ausgeführt werden.
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Bevorzugt kann weiterhin eine Ausführungsform sein, bei der die Führungsvorrichtung über wenigstens einen Wälzkörper und/oder ein Gleitelement verfügt, welche zwischen Führungselement und dem Gegenstück angeordnet sind. Insbesondere mittels Wälzkörpern kann die Reibung stark reduziert werden, da in diesem Fall lediglich Rollreibung auftritt.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Führungselement als Führungsschiene, das Gegenstück als Führungsschuh ausgebildet und es werden wenigstens ein Wälzkörper und/oder wenigstens ein Gleitkörper zur Lagerung der Führungsschiene und des Führungsschuhs aneinander eingesetzt. Die Führungsvorrichtung in dieser Ausführungsform wird als Linearführung bezeichnet.
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Moderne Linearführungen existieren in hochpräzisen Ausführungen, welche zudem eine sehr geringe Reibung aufweisen.
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Es kann ebenfalls vorgesehen sein, das Gegenstück – vorzugsweise mittels eines Flansches – lösbar an der beweglichen Formaufspannplatte zu befestigen. Ähnlich kann auch das Führungselement lösbar am wenigstens einen Holm befestigt sein. Auf diese Weise können die Führungsvorrichtungen ausgetauscht werden, wenn sie abgenützt sind, ohne dass gleichzeitig die bewegliche Formaufspannplatte oder der wenigstens eine Holm getauscht werden müssten (welche in der Herstellung sehr viel teurer sind).
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Für eine kompakte Bauweise kann es vorgesehen sein, das Führungselement zumindest teilweise in einer Nut am wenigstens einen Holm anzuordnen. Für den Fall, dass eine Schwächung des wenigstens einen Holms zu vermeiden ist, kann das Führungselement aber auch an einem normal geformten Holm – ohne dass dieser mit einer Nut versehen wurde – befestigt werden.
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Die Befestigung des Führungselements kann bevorzugt über eine Verschraubung erfolgen.
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Die Erfindung kann bei horizontalen und vertikalen Zwei-Platten-Schließeinheiten eingesetzt werden, wobei insbesondere der wenigstens eine Holm als wenigstens eine Zugstange ausgebildet ist, welche die bewegliche Formaufspannplatte und/oder die feste Formaufspannplatte durchsetzt, wobei das wenigstens eine Druckkissen an einer von der beweglichen Formaufspannplatte weg weisenden Seite der festen Formaufspannplatte angeordnet ist. Insbesondere bei diesen Ausführungen verbessert die erfindungsgemäße Führung die Kontrolle der Plattenparallelität. Außerdem reduziret die erfindungsgemäße Führung besonders in diesem Fall die Verschmutzung der Formhälften durch austretenden Schmierstoff.
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Die Erfindung kann auch bei Drei-Platten-Schließeinheiten eingesetzt werden, wobei der wenigstens eine Holm als Druckstange ausgebildet ist.
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Schutz wird des Weiteren für eine Formgebungsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Schließeinheit begehrt.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind anhand der Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung ersichtlich. Dabei zeigen:
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1a und 1b schematische, teilweise geschnittene Darstellungen erfindungsgemäßer 2-Platten-Schließeinheiten in einer Seitenansicht,
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2a bis 2d Detailansichten aus 1a und 1b sowie zusätzliche alternative Ausführungsformen,
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3 eine Spritzgießmaschine mit einer erfindungsgemäßen Schließeinheit,
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4a und 4b Aufrissdarstellungen zur Verdeutlichung möglicher Positionierungen der beweglichen Formaufspannplatte, der Holme sowie der Linearführungen relativ zueinander,
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5 ein Querschnitt eines Holms zusammen mit daran befestigter Schiene und Antriebszahnstange,
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6a bis 6d verschiedene Darstellungen einer erfindungsgemäßen vertikal ausgeführten Schließeinheit sowie
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7a bis 7d verschiedene Darstellungen einer erfindungsgemäßen Schließeinheit in Drei-Platten-Bauweise.
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1a und 1b zeigen erfindungsgemäße Schießeinheiten 1, welche als 2-Platten-Schließeinheiten ausgeführt sind. Sie verfügen jeweils über eine bewegliche Formaufspannplatte 3 sowie eine feste Formaufspannplatte 9 („beweglich” und „fest” jeweils relativ zu einem Maschinenbett 15). Die Holme 2 durchsetzen sowohl die bewegliche Formaufspannplatte 3 als auch die feste Formaufspannplatte 9.
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Die Verriegelungsvorrichtung 14 (siehe auch 3) ist durch je eine geteilte Mutter für die Holme 2 realisiert. Sind die geteilten Muttern geschlossen, wirken Innenprofile an den geteilten Muttern mit einem Außenprofil an den Holmen 2 zusammen, wodurch ein Formschluss erzeugt wird. Da die geteilten Muttern an der beweglichen Formaufspannplatte 3 befestigt sind, besteht in diesem Zustand eine Verriegelung zwischen den Holmen 2 und der beweglichen Formaufspannplatte 3. Werden die geteilten Muttern geöffnet, das heißt voneinander wegbewegt, ist der Formschluss und damit die Verriegelung aufgehoben. Der Übersichtlichkeit halber ist die Verriegelungsvorrichtung 14 in den 1a und 1b nicht dargestellt.
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Zum Aufbau einer Schließkraft verfügen diese Schließeinheiten 1 (im verriegelten Zustand der Verriegelungsvorrichtung 14) über Druckkissen 8. Die Holme 2 sind also nicht nur zur Führung der beweglichen Formaufspannplatte 3 vorhanden, sondern dienen auch als Zugstangen.
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Die beweglichen Formaufspannplatten 3 sind jeweils über Führungsvorrichtungen 4 an den Holmen 2 gelagert. Es ist zu bemerken, dass jeweils vier Holme 2 vorliegen, wobei durch die seitliche Darstellung lediglich jeweils zwei Holme 2 sichtbar sind. Außerdem ist nur der jeweils untere Holm 2 geschnitten dargestellt.
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Die Führungsvorrichtungen 4 sind in diesen Ausführungsbeispielen als Linearführungen ausgebildet. D. h. sie verfügen über jeweils eine Führungsschiene als Führungselement 5, wenigstens einen Führungsschuh als Gegenstück 6 zum Führungselement 5 sowie Wälzkörper und/oder Gleitelemente.
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Des Weiteren ist an den Holmen 2 jeweils eine Zahnstange 7 vorhanden. Diese Zahnstange 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels (nicht dargestellten) Verschraubungen lösbar an dem jeweiligen Holm 2 befestigt.
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Die Zahnstange 7 wirkt mit einem nicht dargestellten Antrieb zusammen, wodurch die Bewegung der beweglichen Formaufspannplatte 3 realisiert wird (Eilhub).
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Der Unterschied zwischen den 1a und 1b liegt darin, dass in 1b eine lösbare Befestigung des Führungsschuhs an der beweglichen Formaufspannplatte 3 mittels Flanschen 13 realisiert ist.
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Die Führungsvorrichtungen 4 sind detaillierter in den 2a bis 2d dargestellt. In den 2a und 2b werden dabei die geschnitten dargestellten Teile aus den 1a und 1b detaillierter dargestellt. Insbesondere die Führungsschienen und Führungsschuhe der Linearführungen sowie (in 2b) der Flansch 13 sind dabei genauer zu erkennen.
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2c und 2d zeigen alternative Ausführungsformen zu 2a und 2b, wobei jeweils zwei als Führungsschuhe ausgebildete Gegenstücke 6 der Linearführung zum Einsatz kommen. Auch diese Ausführungen können mit (2d) oder ohne (2c) Flansch 13 gestaltet werden.
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Die Führungsschiene der Linearführung ist am Holm 2 befestigt, welcher die bewegliche Formaufspannplatte 3 durchsetzt. In der entsprechenden Öffnung ist des Weiteren der Führungsschuh 6 angeordnet, welcher mit der Führungsschiene zusammenwirkt. In diesem konkreten Ausführungsbeispiel kommt eine Linearführung mit Rollenketten als Wälzkörper zum Einsatz. Es könnten aber auch andere Ausführungsformen von Linearführungen verwendet werden, beispielsweise ist auch eine gleitende Lagerung des Führungsschuhs 6 an der Schiene 5 möglich.
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In 3 ist eine Spritzgießmaschine 10 dargestellt, welche über eine Schließeinheit 1 gemäß einer der bereits beschriebenen Ausführungen sowie ein Spritzaggregat 11 verfügt. Die Bezugszeichen entsprechen dabei denen der restlichen Zeichnungen. Insbesondere sind in der Schließeinheit 1 schematisch die Führungsschienen (Führungselemente 5) der Linearführung eingezeichnet.
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4a und 4b zeigen Aufrissdarstellungen beweglicher Formaufspannplatten 3.
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In den 4a und 4b sind die Führungselemente 5 und Gegenstücke 6 jeweils paarweise einander zugewandt – und zwar einmal bei horizontalen Paarungen (4a) und einmal bei vertikalen Paarungen (4b). 5 zeigt die Anordnung der Führungselemente 5 relativ zur Antriebszahnstange 7 am Holm 2. Wie zu erkennen ist, liegen diese einander im Wesentlichen gegenüber.
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Die Erfindung kann auch bei vertikalen Schließeinheiten 1 eingesetzt werden, was in den 6a bis 6d dargestellt ist. 6a zeigt eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung (entlang der Ebene A-A in der Draufsicht aus 6b) einer solchen erfindungsgemäßen Schließeinheit 1 zusammen mit einem schematisch gezeichneten Spritzaggregat 11.
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In 6a ist die feste Formaufspannplatte 9 über den Druckkissen 8 angeordnet. Die Holme 2 durchsetzen die feste Formaufspannplatte 9 und die bewegliche Formaufspannplatte 3. Die Verriegelungsvorrichtung 14 ist (im Zusammenspiel mit der Führungsvorrichtung 4 und der Antriebszahnstange 7) in 6d näher dargestellt.
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6c entspricht dem Detail Y aus 6a. 6d entspricht dem Detail X aus 6b.
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6c zeigt jenen Bereich der Schnittdarstellung aus 6a, in welchem ein Holm 2 die bewegliche Formaufspannplatte 3 durchsetzt. Es ist zu erkennen, dass die Antriebszahnstange 7 in diesem Fall integral mit dem Holm 2 ausgeführt ist. Das Führungselement 5 und das Gegenstück 6 sind jeweils mit dem Holm 2 beziehungsweise der beweglichen Formaufspannplatte 3 verschraubt.
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Wie in 6d dargestellt ist, liegen die Führungsvorrichtung 4 und die Zahnstange 7 in einer Ebene, welche gleichzeitig die Trennebene einer geteilten Verriegelungsmutter 16 ist. Derartige geteilte Verriegelungsmuttern 16 verfügen über ein Innenprofil, welches mit einem an den Holmen 2 angeordneten Außenprofil zusammenwirkt. Befindet sich die Verriegelungsmutter 16 in der dargestellten verriegelten Stellung ist es mittels der Druckkissen 8 möglich, eine Schließkraft auf die bewegliche Formaufspannplatte 3 auszuüben. Zum Öffnen der Schließeinheit 1 werden die Backen der Verriegelungsmutter 16 voneinander weg bewegt, bis Innenprofil und Außenprofil nicht mehr ineinander greifen, wodurch ein freies Verfahren der beweglichen Formaufspannplatte 3 an den Holmen 2, geführt durch die Führungsvorrichtung 4, möglich ist.
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Natürlich kann eine mit den Holmen 2 integral ausgeformte bzw. angeformte Antriebszahnstangen 7 ebenfalls bei horizontalen Schließeinheiten 1 eingesetzt werden. Umgekehrt können Flansche 13 und dergleichen auch bei der Befestigung des Führungselementes 5 und der Gegenstücke 6 bei vertikalen Schließeinheiten 1 verwendet werden. In 7a ist ein Holm 2 einer erfindungsgemäßen Schließeinheit 1 in Drei-Platten- Bauweise zusammen mit der beweglichen Formaufspannplatte 3 und dem Kolbenteil des Druckkissens 8 in perspektivischer Darstellung gezeigt. Der Holm 2 funktioniert in dieser Ausführung als zentrale Druckstange. Die Verriegelungsvorrichtung 14 ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt (siehe aber 7c und 7d).
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Erkennbar ist weiterhin eine Führungsvorrichtung 4 mit am Holm 2 befestigtem Führungselement 5 und am Kolbenteil des Druckkissens 8 befestigten Gegenstück 6. Das Gegenstück 6 ist mittels Verschraubungen lösbar befestigt. Auf der in der Figur nicht sichtbaren Seite des Holms 2 befindet sich eine weitere Führungsvorrichtung 4.
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Die Führungsvorrichtungen 4 sind als Linearführungen ausgebildet und verfügen über jeweils eine Führungsschiene als Führungselement 5, einen Führungsschuh als Gegenstück 6 zum Führungselement 5 sowie Wälzkörper und/oder Gleitelemente.
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7b zeigt die Anordnung aus 7a aus der durch den Pfeil X angedeuteten Richtung, wobei zusätzlich das Zylinderteil des Druckkissens 8 dargestellt ist.
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7c zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Ebene A-A, welche in 7b eingezeichnet ist. Zu erkennen ist zunächst das in einer Stirnplatte 18 angeordnete Druckkissen 8, wobei am Kolbenteil des Druckkissens 8 das Gegenstück 6 der Führungsvorrichtung 4 befestigt ist. Die Führungselemente 5 sind mittels Verschraubungen lösbar am Holm 2 befestigt.
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Zu erkennen ist weiterhin die untere Hälfte einer Verriegelungsmutter 16 der Verriegelungsvorrichtung 14. Diese wirkt mit einem Außenprofil 17 der Druckstange 2 zusammen, um eine Verriegelung zwischen dem Holm 2 und dem Druckkissen 8 herzustellen, wenn die geteilte Verriegelungsmutter 16 geschlossen ist.
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Die Hälften der Verriegelungsmutter 16 werden über am Kolbenteil des Druckkissens 8 befestigte Schenkel 19 geführt.
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7d ist eine Schnittdarstellung entlang der Ebene B-B aus 7b. Das Zusammenwirken der geteilten Verriegelungsmutter 16 mit dem Außenprofil 17 des Horns 2 wird hier deutlich. Die Verriegelungsmutter 16 befindet sich im geschlossenen Zustand, wodurch die Verriegelung zwischen Druckkissen 8 (bzw. Kolbenteil desselben) und Holm 2 hergestellt ist.
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Sowohl in 7a als auch 7d ist gut zu erkennen, dass das Außenprofil 17 für die Führungselemente 5 unterbrochen ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10040819 A1 [0006]
- AT 007302 U1 [0007]
