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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art ist aus dem Patentdokument
DE 10 2010 046 190 A1 bekannt. Diese Spannvorrichtung, die man auch als sogenannte Zentrierspannvorrichtung bezeichnet, besteht aus einem Grundkörper, an dem eine Antriebseinrichtung, typischerweise ein pneumatisch betätigbarer Kolbenantrieb, und eine mit der Antriebseinrichtung betätigbare Zentrierdornspannhakeneinrichtung angeordnet ist. Unter einer Zentrierdornspannhakeneinrichtung ist dabei, und dies gilt auch für die noch zu erläuternde Erfindung, eine Einrichtigung zu verstehen, die u. a. aus einem Zentrierdorn und einem Spannhaken besteht bzw. die einen Zentrierdorn und einen Spannhaken umfasst. Eine solche, eine Zentrierdornspannhakeneinrichtung aufweisende Spannvorrichtung dient insbesondere im Automobilbau zu Festspannen von Blechen, während diese bearbeitet werden. Dazu sind die Bleche mit einer Durchgangsöffnung versehen, durch die der Zentrierdorn hindurch geführt wird. Im Zentrierdorn selbst ist der zum Spannen des Bleches ausfahrbarer Spannhaken angeordnet, wobei auch mehrere solcher Spannhaken vorgesehen sein können. Bei der vorgenannten Lösung ist dabei der Zentrierdorn feststehend und der Spannhaken mit der Antriebseinrichtung betätigbar. Es gibt aber auch Lösungen, bei denen sowohl der Zentrierdorn als auch der mindestens eine Spannhaken mit Hilfe der Antriebseinrichtung in Bezug auf den Grundkörper bewegbar ausgebildet sind (vergleiche hierzu die zum Anmeldungszeitpunkt unveröffentlichte
DE 10 2015 112 686 A1 ).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll eine besser an unterschiedliche Randbedingungen anpassbare Spannvorrichtung geschaffen werden.
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Diese Aufgabe ist mit einer Spannvorrichtung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
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Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass am Grundkörper eine alternativ zur Zentrierdornspannhakeneinrichtung in Wirkverbindung mit der Antriebseinrichtung bringbare Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung angeordnet ist. Diese Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung besteht dabei u. a. wiederum aus einem (Zusatz-)Zentrierdorn und mindestens einem (Zusatz-)Spannhaken bzw. umfasst einen (Zusatz-)Zentrierdorn und mindestens einen (Zusatz-)Spannhaken, wobei die Zentrierdornspannhakeneinrichtung und die Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung orientiert an unterschiedlichen Zentrierspannaufgaben vorzugsweise unterschiedlich ausgebildet sind.
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Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung somit dadurch aus, dass am Grundkörper letztlich mindestens zwei Zentrierdornspannhakeneinrichtungen, nämlich die Zentrierdornspannhakeneinrichtung und die Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung, angeordnet sind. Je nach dem, was gespannt werden soll, wird entweder, was unten noch genauer erläutert wird, die eine oder die andere Zentrierdornspannhakeneinrichtung in Wirkverbindung mit der Antriebseinrichtung gebracht. So ist es zum Beispiel möglich, in einer ersten Produktionsphase mit der Zentrierdornspannhakeneinrichtung Bleche mit einem Lochdurchmesser von 16 mm zu spannen. Sollen nun als nächstes in einer zweiten Produktionsphase Bleche mit einem Lochdurchmesser von 19,8 mm gespannt werden, so muss nicht, was mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist und heute so durchgeführt wird, die gesamte Spannvorrichtung demontiert, sondern lediglich die ebenfalls am Grundkörper angeordnete Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung in die richtige Position gebracht, insbesondere geschwenkt, werden.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigt
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1 eine Außenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung in einer ersten Position mit betriebsbereiter Zentrierdornspannhakeneinrichtung;
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2 die Spannvorrichtung gemäß 1 in einer zweiten, verschwenkten Position;
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3 die Spannvorrichtung gemäß 1 in einer dritten Position mit betriebsbereiter Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung;
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4 die Spannvorrichtung gemäß 1 in Innenansicht in einer ersten Betriebsposition mit betriebsbereiter Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung;
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5 die Spannvorrichtung gemäß 1 in Innenansicht in einer ersten Zwischenposition;
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6 die Spannvorrichtung gemäß 1 in Innenansicht in einer zweiten Zwischenposition;
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7 die Spannvorrichtung gemäß 1 in Innenansicht in einer dritten Zwischenposition;
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8 die Spannvorrichtung gemäß 1 in Innenansicht in einer zweiten Betriebsposition mit betriebsbereiter Zentrierdornspannhakeneinrichtung;
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9 das Schwenkelement der Spannvorrichtung gemäß 1 mit herausgezogenen Führungselementen (Explosionsdarstellung);
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10 das Schwenkelement der Spannvorrichtung gemäß 1 mit eingesteckten Führungselementen;
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11 die Spannvorrichtung gemäß 4 in Innenansicht in einer ersten Arbeitsposition mit eingefahrenen Zusatzspannhaken;
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12 die Spannvorrichtung gemäß 4 in Innenansicht in einer zweiten Arbeitsposition mit den Zusatzspannhaken in einer oberen, ausgefahrenen Stellung und
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13 die Spannvorrichtung gemäß 4 in Innenansicht in einer dritten Arbeitsposition mit den Zusatzspannhaken in einer unteren, ausgefahrenen Stellung.
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Die in den Figuren dargestellte Spannvorrichtung besteht aus einem Grundkörper 1 (auch Kopfgehäuse genannt), an dem eine Antriebseinrichtung 2 und eine mit der Antriebseinrichtung 2 betätigbare Zentrierdornspannhakeneinrichtung 3 angeordnet ist (siehe 1).
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Wesentlich für die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ist nun, und dies gilt nicht nur für die dargestellte Ausführungsform, dass am Grundkörper 1 eine alternativ zur Zentrierdornspannhakeneinrichtung 3 in Wirkverbindung mit der Antriebseinrichtung 2 bringbare Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung 4 angeordnet ist.
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Bevorzugt weist dabei sowohl die Zentrierdornspannhakeneinrichtung 3 als auch die Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung 4 einen mit der Antriebseinrichtung 2 in Wirkverbindung bringbaren Stellfortsatz 3.1, 4.1 auf, wie beispielsweise in 5 dargestellt ist. Vorzugsweise weist dabei zudem einer der beiden Stellfortsätze 3.1, 4.1 eine Durchgriffsöffnung 5 für den anderen Stellfortsatz 4.1, 3.1 auf (siehe 9). Bevorzugt ist dabei weiterhin, dass jeder Stellfortsatz 3.1, 4.1 an seinem freien, zentrierdornabgewandten Ende einen ersten Kupplungsteil 6 und die Antriebseinrichtung 2 für jeden ersten Kupplungsteil 6 mindestens einen zweiten Kupplungsteil 7 aufweist (siehe 4 bis 8) und wiederum bevorzugterweise, dass das erste Kupplungsteil 6 in Form einer als einseitiger Verstellanschlag für das jeweilige zweite Kupplungsteil 7 dienenden Ausnehmung am Stellfortsatz 3.1, 4.1 ausgebildet ist, wie zum Beispiel in 9 dargestellt ist. Anders ausgedrückt, kann also bevorzugt, und zwar insbesondere bei antriebsseitig unterschiedlich lang ausgebildeten Stellfortsätzen 3.1, 4.1, vorgesehen sein, dass hierbei wahlweise einer der ersten Kupplungsteile 6 mit einem der zweiten Kupplungsteile 7 in Eingriff bringbar ausgebildet ist.
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Weiterhin weisen vorzugsweise die beiden an den Stellfortsätzen 3.1, 4.1 angeordneten Ausnehmungen jeweils einen Eintrittsbereich 6.1 für das jeweilige zweite Kupplungsteil 7 auf, wobei diese beiden Eintrittsbereiche 6.1 zur Realisierung der Verschwenkbarkeit einander zugewandt zugeordnet sind (siehe 10). Ebenso ist vorzugsweise das zweite Kupplungsteil 7 in Form eines mit seiner Hauptachse senkrecht zur Stellrichtung der Antriebseinrichtung 2 orientierten Bolzens ausgebildet. Dabei ist bevorzugt, dass die Antriebseinrichtung 2 einen vorzugsweise (luft-)druckbetätigbaren Kolbenantrieb 14 mit einer mit dem mindestens einen zweiten Kupplungsteil 7 wirkverbundenen Kolbenstange 14.1 umfasst. Mit Stellrichtung ist dabei jene Richtung gemeint, welche der Richtung entspricht, in welche die Antriebseinrichtung 2 ihre Kraft ausübt. In den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen entspricht dies der Senkrechten. Bevorzugterweise ist zudem die Ausnehmung am Stellfortsatz 3.1, 4.1 und der Bolzen an der Antriebseinrichtung 2 formschlüssig in Eingriff bringbar ausgebildet. Dabei kann, wie oben bereits erläutert, durchaus bewusst ein gewisses Spiel zwischen der Ausnehmung und dem zweiten Kupplungsteil 7 vorgesehen sein, um unterschiedlich ausgebildete Zentrierdornspannhakeneinrichtungen ohne Neujustierung der Endstellungsabfrageeinrichtung verwenden zu können.
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Außerdem ist bevorzugt, dass die Zentrierdornspannhakeneinrichtung 3 und die Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung 4 an einem Schwenkelement 8 angeordnet sind und dieses schwenkbar am Grundkörper 1, bevorzugt um 90° zum Grundkörper 1 verschwenkbar, gelagert ist (siehe 2). Vorzugsweise ist, wie in 3 dargestellt, zudem am Schwenkelement 8 für jeden Stellfortsatz 3.1, 4.1 ein Führungselement 9 vorgesehen. Hierbei ist bevorzugt, dass das Führungselement 9 ein Widerlager 9.1 für ein zu spannendes Bauteil (Blech mit Durchgriffsöffnung) aufweist. Zudem ist vorzugsweise der eine Stellfortsatz 3.1 in einer ersten Verschieberichtung innerhalb des einen Führungselements 9 und der andere Stellfortsatz 4.1 in einer zweiten Verschieberichtung innerhalb des anderen Führungselements 9 geführt, wobei die Verschieberichtungen vorzugsweise rechtwinklig zueinander abgewinkelt angeordnet sind (siehe 4 bis 8). Bezüglich des Stellfortsatzes 3.1, 4.1 gilt außerdem vorzugsweise, dass dieser in einer senkrecht zu seiner Verschieberichtung verlaufenden Ebene einen wahlweise U- oder V-förmigen Querschnitt aufweist (siehe 10).
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Zudem ist, wie eingangs bereits erwähnt, bevorzugt, dass die Zentrierdornspannhakeneinrichtung 3 bzw. die Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung 4 einen Zentrierdorn 3.2 bzw. Zusatzzentrierdorn 4.2 (siehe 9) und einen Spannhaken 3.3 bzw. Zusatzspannhaken 4.3 aufweist (siehe 10 bis 13). Außerdem ist bevorzugt, dass wahlweise der Zentrierdorn 3.2 und/oder der Zusatzzentrierdorn 4.2 eine zylindrische Außenkontur vorzugsweise mit abgerundet zulaufender Spitze aufweisen bzw. aufweist, sowie dass vorzugsweise der Spannhaken 3.3 bzw. der Zusatzspannhaken 4.3 je nach Stellung der Antriebseinrichtung 2 (und somit je nach Spannstellung) wahlweise vollständig im Zentrierdorn 3.2 bzw. im Zusatzzentrierdorn 4.2 oder mindestens teilweise außerhalb des Zentrierdorns 3.2 bzw. des Zusatzzentrierdorns 4.2 angeordnet ist.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass am Grundkörper 1 zur Erfassung wahlweise der Spannposition der Zentrierdornspannhakeneinrichtung oder der Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung eine mit der Kolbenstange 14.1 der Antriebseinrichtung 2 zusammenwirkende Endstellungsabfrageeinrichtung (in 3 ist deren elektrischer Anschlussstecker zu erkennen) angeordnet ist. Um diese bei einem Wechsel von der Zentrierdornspannhakeneinrichtung 3 zur Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung 4 oder umgekehrt nicht neu justieren zu müssen, ist weiterhin besonders bevorzugt vorgesehen, dass eine der Ausnehmungen am Stellfortsatz 3.1, 4.1 zum Ausgleich unterschiedlicher Abstände zwischen dem Spannhaken 3.3 bzw. dem Zusatzspannhaken 4.3 und dem Widerlager 9.1 in Stellrichtung der Antriebseinrichtung 2 eine größere Erstreckung als das zweite Kupplungsteil 7 aufweist (siehe hierzu insbesondere 8 und 9).
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Des Weiteren ist bevorzugt zum werkzeugfreien Wechseln von der Zentrierdornspannhakeneinrichtung 3 zur Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung 4 oder umgekehrt eine Betätigungseinrichtung 10 vorgesehen, wobei vorzugsweise die Betätigungseinrichtung 10 mit dem Schwenkelement 8 wirkverbunden ausgebildet ist und/oder bevorzugt die Betätigungseinrichtung 10 einen vorzugsweise (luft-)druckbetätigbaren Kolbenantrieb 10.1 und mindestens ein sowohl mit dem Kolbenantrieb 10.1 als auch mit dem Schwenkelement 8 verbundenes Stellglied 10.2 aufweist (siehe 11).
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Zusätzlich weist das Schwenkelement 8 vorzugsweise (siehe hierzu 9 und 10) eine erste Wandung 8.1 zur Aufnahme des einen Führungselements 9, eine zweite, zur ersten vorzugsweise senkrecht abgewinkelt stehende Wandung 8.2 zur Aufnahme des anderen Führungselements 9 und zwei weitere, parallel zueinander und senkrecht zur ersten und zweiten Wandung 8.1, 8.2 stehende dritte Wandungen 8.3 auf. Vorzugsweise ist es außerdem so, dass die Zentrierdornspannhakeneinrichtung 3 und die Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung 4 um eine gemeinsame Achse 11 zum Grundkörper 1 verschwenkbar gelagert ausgebildet sind und vorzugsweise die gemeinsame Achse 11 am antriebseinrichtungabgewandten Ende des Grundkörpers 1 angeordnet ist. Bevorzugt ist dann weiterhin, dass die gemeinsame Achse 11 senkrecht zu den beiden dritten Wandungen 8.3 stehend ausgebildet ist.
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Weiterhin ist vorzugsweise das Schwenkelement 8 auf einer Seite des Grundkörpers 1 und die Antriebseinrichtung 2 auf der anderen Seite des Grundkörpers 1 angeordnet. Bevorzugt ist dabei, dass die Antriebseinrichtung 2 je nach Stellung des Schwenkelements 8 entweder sowohl zur Betätigung des Zentrierdorns 3.2 als auch des Spannhakens 3.3 oder sowohl zur Betätigung des Zusatzzentrierdorns 4.2 als auch des Zusatzspannhakens 4.3 ausgebildet ist. Ebenso ist bevorzugt, dass der zum Spanneinsatz vorgesehene Zentrierdorn 3.2 bzw. Zusatzzentrierdorn 4.2 eine Bewegungsrichtung aufweist, die der Bewegungsrichtung der Antriebseinrichtung 2 entspricht.
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Zusätzlich ist die Spannvorrichtung bevorzugt mit einer Positionserfassungeinrichtung 13 für die Zentrierdornspannhakeneinrichtung 3 bzw. für die Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung 4 versehen (siehe 2). Diese dient dazu, zu erfassen, ob entweder die Zentrierdornspannhakeneinrichtung oder die Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung mit der Antriebseinrichtung 2 wirkverbunden ist.
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Des Weiteren ist vorzugsweise zum Schutz vor Verschmutzung des Inneren der Vorrichtung mindestens ein vorzugsweise sowohl mit dem Grundkörper 1 als auch mit dem Schwenkelement 8 verbundenes, vorzugsweise haubenförmig ausgebildetes Abdeckelement 12 vorgesehen. Bevorzugterweise ist das Abdeckelement 12 verschieblich am Grundkörper 1 und drehbar am Schwenkelement 8 gelagert. Außerdem ist es bevorzugt, dass in Rotationsrichtung beidseitig der abgewinkelt nebeneinander angeordneten Führungselemente 9 jeweils ein Abdeckelement 12 angeordnet ist, d. h. das Innere der Spannvorrichtung ist in jeder Schwenkstellung des Schwenkelements 8 vor Verschmutzung geschützt. Zudem ist vorzugsweise die Betätigungseinrichtung 10 im Innern des Grundkörpers 1 angeordnet und vorzugsweise auch vom Abdeckelement 12 abgedeckt ausgebildet.
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Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform funktioniert nun folgendermaßen:
Soll beispielsweise ein Blech mit einer Durchgangsöffnung gespannt werden, deren Durchmesser nicht zum Durchmesser des Zentrierdorns 3.2 der Zentrierdornspannhakeneinrichtung 3 passt, so kann diese bei deaktivierter Antriebseinrichtung 2 mittels der Betätigungseinrichtung 10 über das Schwenkelement 8 aus der Stellrichtung heraus gedreht werden. Mit der gleichen Schwenkbewegung wird dabei die Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung 4 in die Stellrichtung hinein gedreht (siehe 1 bis 3). Die Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung 4 besitzt nun in diesem Beispiel gerade einen Zusatzzentrierdorn 4.2, welcher dem Durchmesser der Durchgangsöffnung am zu spannenden Blech entspricht. Das Blech wird nun also zunächst durch den Zusatzzentrierdorn 4.2 zentriert, auf dem Widerlager 9.1 der Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung 4 aufgelegt und dann durch die Zusatzspannhaken 4.3 arretiert (siehe 11 bis 13). Die Zusatzspannhaken 4.3 lassen sich bei wieder aktivierter Antriebseinrichtung 2 ausfahren, da der Stellfortsatz 4.1 durch die zuvor durchgeführte Schwenkbewegung mit seinem ersten Kupplungsteil 6 mit dem zweiten Kupplungsteil 7 der Kolbenstange 14.1 in Eingriff gebracht wurde. Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung erlaubt also einen unkomplizierten Austausch von Zentrierdornspannhakeneinrichtungen mit wenig Zeitaufwand, ohne dass eine komplett neue Spannvorrichtung angeschafft oder ein aufwendiger Umbau der Vorrichtung durchgeführt werden muss.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Grundkörper
- 2
- Antriebseinrichtung
- 3
- Zentrierdornspannhakeneinrichtung
- 3.1
- Stellfortsatz
- 3.2
- Zentrierdorn
- 3.3
- Spannhaken
- 4
- Zusatzzentrierdornspannhakeneinrichtung
- 4.1
- Stellfortsatz
- 4.2
- Zusatzzentrierdorn
- 4.3
- Zusatzspannhaken
- 5
- Durchgriffsöffnung
- 6
- erster Kupplungsteil
- 6.1
- Eintrittsbereich
- 7
- zweiter Kupplungsteil
- 8
- Schwenkelement
- 8.1
- erste Wandung
- 8.2
- zweite Wandung
- 8.3
- dritte Wandung
- 9
- Führungselement
- 9.1
- Widerlager
- 10
- Betätigungseinrichtung
- 10.1
- Kolbenantrieb
- 10.2
- Stellglied
- 11
- gemeinsame Achse
- 12
- Abdeckelement
- 13
- Positionserfassungeinrichtung
- 14
- Kolbenantrieb
- 14.1
- Kolbenstange
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010046190 A1 [0002]
- DE 102015112686 A1 [0002]
- US 6371468 B1 [0008]
- JP 2002/011671 A [0008]
- DE 4340740 A1 [0008]
- WO 2009/049367 A1 [0008]
- KR 1020050080531 A [0008]
- DE 19650735 A1 [0008]
