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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zur Aufnahme von flächigen Werkstücken über ein im Werkstück eingebrachtes Spannloch, aufweisend einen Zentrierkopf, in dem zwei sich gegenüberliegend angeordnete Spannhaken aus dem Zentrierkopf hervorspringbar und in den Zentrierkopf zurückziehbar aufgenommen sind, und mit einem Grundkörper, an dem der Zentrierkopf angeordnet ist, und wobei im Grundkörper eine Spannmechanik aufgenommen ist, mit der über ein Betätigungsmittel die Spannhaken zwischen der hervorspringenden und der zurückgezogenen Position bewegbar sind, und wobei die Spannhaken an Spannhakenplatten ausgebildet sind, die an Führungsstiften geführt sind.
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Stand der Technik
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Die
DE 103 39 322 A1 zeigt eine Spannvorrichtung zur Aufnahme von flächigen Werkstücken über ein im Werkstück eingebrachtes Spannloch mit einem Zentrierkopf, in dem zwei sich gegenüberliegend angeordnete Spannhaken aus dem Zentrierkopf hervorspringbar und in den Zentrierkopf zurückziehbar aufgenommen sind. Sollten unterschiedliche Werkstücke mit verschiedenen Blechdicken oder mit verschieden großen Spannlöchern gespannt werden, so muss in der Regel die gesamte Spannvorrichtung ausgetauscht werden, da die aus dem Zentrierkopf herausspringbaren Spannhaken der Blechdicke und dem Spannloch im Werkstück insbesondere hinsichtlich ihrer Bewegungsbahn angepasst sein müssen. Zudem muss der Zentrierkopf einen Durchmesser besitzen, der an das Spannloch im Werkstück angepasst ist.
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Die
DE 10 2013 000 925 B4 zeigt eine weitere Spannvorrichtung zur Aufnahme von flächigen Werkstücken über ein im Werkstück eingebrachtes Spannloch, und die Spannvorrichtung weist einen Zentrierkopf auf, in dem ein Spannhaken aus dem Zentrierkopf hervorspringbar und in den Zentrierkopf zurückziehbar aufgenommen ist. Die Bewegung im Spannhaken wird erzeugt durch eine kulissenförmige Aussparung im inneren Endabschnitt des Spannhakens, der sich in den Grundkörper der Spannvorrichtung hinein erstreckt und einen Teil einer Spannmechanik bildet. In der kulissenartigen Aussparung läuft ein Kulissenfolgestift, der fest im Grundkörper angeordnet ist, und die Bewegung im Spannhaken wird erzeugt über einen Hebelarm, welcher vermittels eines Laschenkörpers und über einen Pneumatikzylinder ansteuerbar ist. Bei einer Druckbeaufschlagung des Pneumatikzylinders springt der Spannhaken aus dem Zentrierkopf hervor, und das Werkstück kann gespannt werden. Nachteilhafterweise besitzt die Spannvorrichtung nur einen Spannhaken und der Spannhaken kann immer nur die gleiche Bewegung zwischen der aus dem Zentrierkopf hervorspringenden und der in den Zentrierkopf zurückgezogenen Position ausführen.
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Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Die Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Spannvorrichtung zur Aufnahme von flächigen Werkstücken über ein im Werkstück aufgebrachtes Spannloch, wobei die Spannvorrichtung zur Aufnahme verschieden dicker Werkstücke ausgebildet sein soll, insbesondere ohne dass die Spannvorrichtung aufwendig an die Werkstückdicke angepasst werden muss. Dabei ist es insbesondere wünschenswert, für unterschiedlich dicke Werkstücke eine angepasste oder reproduzierbare, im Wesentlichen gleiche Spannsituation zu schaffen. Dabei ist es eine besondere Aufgabe der Erfindung, den Zentrierkopf und die Spannhaken auf möglichst einfache Weise mit einer immer gleichen Spannvorrichtung an verschieden dicke Werkstücke anzupassen. Die Spannvorrichtung soll ferner auf verschiedene flächige Werkstücke auf einfache Weise umrüstbar sein.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Spannvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Führungsstifte an wenigstens einem Aufnahmeelement relativ zum Grundkörper positionsveränderlich aufgenommen sind, sodass bei einer Änderung der Position der Führungsstifte die Spannhaken unterschiedlich weit aus dem Zentrierkopf hervorspringbar sind.
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Grundgedanke der Erfindung ist ein veränderbarer Aufbau der Spannvorrichtung mit einer damit variierbaren Spannmechanik. Durch entsprechende Anordnung der Führungsstifte kann die Position der beiden Spannhakenplatten relativ zum Grundkörper angepasst werden, sodass die Bewegung der Spannhaken aus dem Zentrierkopf heraus unterschiedlich ausfallen kann. Insbesondere können die Spannhaken verschieden weit aus dem Zentrierkopf hervorspringen, und wird beispielsweise der Abstand der Führungsstifte der beiden Spannhakenplatten zueinander verändert, so wird auch der Abstand der Spannhaken zueinander verändert, die somit an den zu spannenden Lochdurchmesser des Spannloches im Werkstück angepasst werden können.
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Zusätzlich ist es von Vorteil, wenn der Zentrierkopf austauschbar am Grundkörper angeordnet ist. Somit kann auf einfach Weise auch der Zentrierkopf mit dem entsprechenden Durchmesser an das Werkstück angepasst werden, ohne die gesamte Spannvorrichtung tauschen zu müssen. Im Ergebnis sind sämtliche Elemente austauschbar und einstellbar, die mit dem Werkstück in Berührung kommen. Diese Elemente sind die Spannhaken, die in ihrer Bewegung einstellbar sind, mit der diese aus dem Zentrierkopf herausspringen und in den Zentrierkopf wieder zurückgezogen werden können, zum anderen kann der Zentrierkopf selbst ausgetauscht werden, sodass die Spannvorrichtung an verschiedene flächige Werkstücke angepasst werden kann.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist das Aufnahmeelement selbst positionsveränderlich am Grundkörper anordbar. Beispielsweise ist das Aufnahmeelement in Form einer Wählscheibe ausgebildet und drehbar am Grundkörper angeordnet. Sollen die Führungsstifte in unterschiedlichen Positionen relativ zum Grundkörper angeordnet werden, kann das Aufnahmeelement in Form der Wählscheibe am Grundkörper verdreht werden, bis eine Aufnahmesituation der Spannhakenplatten entsteht, die ein Anpassen der Positionen der Spannhaken an das zu spannende Werkstück mit der entsprechenden Dicke und der Ausgestaltung des Spannloches ermöglicht.
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Gemäß einer Weiterbildung sind zwei Aufnahmeelemente an sich gegenüberliegenden Seiten am Grundkörper angeordnet, und dabei können sich die Führungsstifte zwischen den beiden Aufnahmeelementen erstrecken. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn jede der beiden Spannhakenplatten an zwei Führungsstiften geführt ist, sodass an dem wenigstens einen Aufnahmeelement insgesamt vier Führungsstifte aufgenommen sind. Die Spannrichtung entspricht dabei einer Längsrichtung der Spannvorrichtung, die sich in der Vertikalen erstreckt und beispielsweise eine Orthogonale auf das Werkstück beziehungsweise den innenliegenden Rand des Spannloches bildet. Die Verstellung der Positionen der Führungsstifte erfolgt dabei quer zur Längsrichtung, sodass die beiden Spannhakenplatten beispielsweise bei einer entsprechenden Veränderung der Drehposition der Wählscheibe paarweise unterschiedlich weit auseinanderstehend am Grundkörper angeordnet sind. Dementsprechend können auch die Spannhaken unterschiedlich weit aus dem Zentrierkopf hervorspringen.
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Beispielsweise weist das Aufnahmeelement, insbesondere die Wählscheibe, mehrere Aufnahmelöcher auf, die zueinander unterschiedliche Positionen im Aufnahmeelement aufweisen und in denen die Führungsstifte zur Positionsveränderung wahlweise aufnehmbar sind. Damit entsteht eine einfache Veränderung der Positionen der Führungsstifte, wenn das Aufnahmeelement, also beispielsweise die Wählscheibe, in die erforderliche Umfangsposition gedreht wird, anschließend können die Führungsstifte durch die sich gegenüberliegend angeordneten Wählscheiben hindurchgeführt werden. Somit sind die Spannhakenplatten quer zur Längsrichtung in unterschiedlichem Abstand zueinander am Grundkörper aufgenommen, wobei sich aus geometrischen Gründen die Spannhakenplatten zumindest teilweise überdecken können.
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Ein weiterer Vorteil der Spannvorrichtung wird erreicht, wenn das Betätigungsmittel an einer Nutenplatte aufgenommen ist, die um eine Aufnahmeachse verdrehbar im Grundkörper aufgenommen ist, wobei die Nutenplatte eine Führungsnut aufweist, in der ein Führungselement der Spannmechanik einsitzt. Das Führungselement ist dabei in einer Längsrichtung der Spannvorrichtung beweglich geführt, wobei die Spannmechanik ein Zugfederelement umfasst, über die eine Bewegung des Führungselementes auf die Spannhakenplatten übertragbar ist. Durch die Übertragung der manuell eingeleiteten Hebelbewegung über das Betätigungsmittel in die Nutenplatte und von der Nutenplatte über die Führungsnut auf das Führungselement wird zunächst eine geometrisch gebundene Bewegung im Führungselement der Spannmechanik bei Betätigung des Betätigungsmittels erzeugt.
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Die Spannkraft wird durch die Zugfederelemente erzeugt, und bei einem dickeren Blech werden die Zugfederelemente weiter gedehnt und erzeugen somit eine höhere Spannkraft. Auch wird erreicht, dass die Zugfederelemente beim Einfahren der Spannhaken nicht auf Druck beansprucht werden und somit ausknicken könnten. Auch ist vorgesehen, dass beim Spannen die Zugfederelemente nicht übermäßig gedehnt werden, wenn die Haken sich verklemmen, hierzu ist ein Federbegrenzer vorgesehen.
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Die Führungsnut in der Nutenplatte weist eine Bogenform auf, die zur Aufnahmeachse in einem variablen Abstand verläuft. Durch die in der Längsrichtung gebundene Bewegung des Führungselementes wird unter Erzielung einer Hebelwirkung mit dem Betätigungsmittel zunächst die Drehbewegung in die Nutenplatte eingeleitet, und über die Führungsnut wird die Hubbewegung im Führungselement erzeugt Insbesondere dann, wenn die Spannhaken auf dem Werkstück aufsetzen und die Bewegung des Betätigungsmittels und dabei die Verdrehung der Nutenplatte um die Aufnahmeachse über den Aufsetzpunkt der Spannhaken auf dem Werkstück weitergeführt wird, wird keine übermäßig große Spannkraft erzeugt.
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Mit weiterem Vorteil sind in den Spannhakenplatten jeweils zwei Bewegungsnuten eingebracht, in denen die Führungsstifte entlang führbar sind. Die Spannhakenplatten sind dabei insbesondere ausschließlich über die beiden Führungsstifte für jeweils eine Spannhakenplatte geführt, und werden die Führungsstifte relativ zum Grundkörper der Spannvorrichtung versetzt angeordnet, so folgen die Spannhakenplatten der versetzten Anordnung der Führungsstifte gleichermaßen. Infolgedessen erzeugt das Versetzen der Führungsstifte auch eine Veränderung der Bewegung der Spannhaken in den Zentrierkopf hinein und aus dem Zentrierkopf heraus.
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Bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
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1 eine Seitenansicht einer Spannvorrichtung zur Aufnahme von flächigen Werkstücken, wobei Teilkomponenten der Spannvorrichtung zur Darstellung der Spannmechanik entnommen sind und
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2 eine perspektivische Ansicht der Spannvorrichtung in einer im Wesentlichen vollständigen Darstellung.
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Die in den 1 und 2 gezeigte Spannvorrichtung 100 dient zur Aufnahme von flächigen Werkstücken über ein im Werkstück eingebrachtes Spannloch, wobei das flächige Werkstück ein Blechbauteil oder dergleichen sein kann, und wobei das flächige Werkstück nicht dargestellt ist. Die Spannvorrichtung 100 weist einen Zentrierkopf 10 auf, der an einem Grundkörper 12 der Spannvorrichtung 100 aufgenommen ist. Die Spannvorrichtung 100 erstreckt sich im Wesentlichen in der Vertikalen entlang einer Längsrichtung 23, und der Zentrierkopf 10 bildet den oberen Abschluss der Spannvorrichtung 100. Das Werkstück wird mit dem eingebrachten Spannloch so auf der Spannvorrichtung 100 aufgebracht, dass sich der Zentrierkopf 10 durch das Spannloch im Werkstück erstreckt.
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Im Zentrierkopf 10 sind zwei sich gegenüberliegend angeordnete Spannhaken 11 angeordnet, die aus dem Zentrierkopf 10 hervorspringbar und in den Zentrierkopf 10 zurückziehbar sind, wobei die gezeigte Position der Spannhaken 11 der aus dem Zentrierkopf 10 hervorspringenden Anordnung entspricht. Unterhalb der Spannhaken 11 weist der Zentrierkopf 10 einen Auflagering 27 auf, auf den das Werkstück oberseitig aufgelegt werden kann, sodass sich der Zentrierkopf 10 durch das Spannloch im Werkstück hindurch erstreckt.
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Das Auflegen des Werkstücks erfolgt, wenn die Spannhaken 11 in den Zentrierkopf 10 zurückgezogen sind. Diese Position wird erreicht, wenn sich das Betätigungsmittel 13 in Form des Hebels in einer nach oben gerichteten Position befindet, wobei die Darstellung zur Sichtbarmachung der Spannhaken 11 eine nach unten gerichtete Position des Betätigungsmittels 13 zeigt. Ist das Werkstück aufgebracht worden, so werden die Spannhaken 11 in gezeigte aus dem Zentrierkopf 10 hervorspringende Position überführt, sodass das Werkstück zwischen der Oberseite des Auflageringes 27 und den Spannhaken 11 eingespannt wird. Das Herausspringen der Spannhaken 11 aus dem Zentrierkopf 10 wird bewirkt, indem das Betätigungsmittel 13 in gezeigter Pfeilrichtung nach unten gedrückt wird. Hierfür ist das Betätigungsmittel 13 beweglich am Grundkörper 12 der Spannvorrichtung 100 aufgenommen.
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Die Spannhaken 11 sind an Spannhakenplatten 14 ausgebildet, beispielsweise sind die Spannhaken 11 einteilig mit den Spannhakenplatten 14 hergestellt. Um die Spannhakenplatten 14 so zu bewegen, dass die Spannhaken 11 aus dem Zentrierkopf 10 hervorspringen und in diesen zurückgezogen werden können, sind die Spannhakenplatten 14 an Führungsstiften 15 aufgenommen, und die Führungsstifte 15 laufen in Bewegungsnuten 25, die in den Spannhakenplatten 14 eingebracht sind. Durch das Entlangwandern der Führungsstifte 15 in den Bewegungsnuten 25 können die Spannhakenplatten 14 die entsprechende Bewegung ausführen, sodass die Spannhaken 11 aus dem Zentrierkopf 10 herausspringen und in diesen zurückgezogen werden können. Die Erzeugung der Bewegung in den Spannhakenplatten 14 wird nachfolgend näher beschrieben.
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Das Betätigungsmittel 13 ist an einer Nutenplatte 19 aufgenommen, und die Nutenplatte 19 ist am Grundkörper 12 der Spannvorrichtung 100 um die Aufnahmeachse 20 drehbar aufgenommen. Damit kann das Betätigungsmittel 13 zwischen einer Freigabeposition (nicht gezeigte nach oben weisende Anordnung) und in eine Spannposition gemäß der Darstellung hin und her bewegt werden. Um die Endlagen des Betätigungsmittels 13 in der Spannposition und in der Freigabeposition vorzuspannen, dient die Druckfeder 26, die sich zwischen dem Grundkörper 12 und der Nutenplatte 19 erstreckt. Zwischen dem Grundkörper 12 und der Nutenplatte 19 erstreckt sich eine Federdorn-Federhülseneinheit 28. Die Nutenplatte 19 weist eine Führungsnut 21 auf, in der ein Führungselement 22 geführt ist. Das Führungselement 22 ist in einer Führungsplatte 29 in der Längsrichtung 23 geführt (Führungsplatte 29 mit der Nut 30 ist in 2 dargestellt).
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Somit kann die Hebelbewegung des Betätigungsmittels 13 als Schwenkbewegung um die Aufnahmeachse 20 in eine Hubbewegung des Führungselementes 22 entlang der Längsrichtung 23 umgewandelt werden. Das Führungselement 22 ist mit einem Zugfederelement 24 gekoppelt, und das Zugfederelement 24 erstreckt sich zwischen dem Führungselement 22 und einem Nutenstift 31. Der Nutenstift 31 ist in Quernuten 32 geführt, die in den Spannhakenplatten 14 eingebracht sind und sich quer zur Längsrichtung 23 erstrecken.
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Bei Betätigung des Betätigungsmittels 13 und einer damit erzeugten Hubbewegung des Führungselementes 22 wird diese Hubbewegung über das Zugfederelement 24 auf den Nutenstift 31 übertragen. Der Nutenstift 31 führt daher eine Bewegung in Längsrichtung 23 auf, wobei eine in das Betätigungsmittel 13 eingeleitete Kraft durch das Zugfederelement 24 begrenzt werden kann.
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Bei Aufbringung der Zugkraft auf das Zugfederelement 24 wird der Nutenstift 31 in die gezeigte untere Position überführt, sodass die Spannhakenplatten 14 ebenfalls nach unten gezogen werden, sodass die Spannhaken 11 aus dem Zentrierkopf 10 hervorspringen. Das Hervorspringen der Spannhaken 11 aus dem Zentrierkopf 10 wird erzeugt, indem Führungsstifte 15 in den Bewegungsnuten 25 entlanglaufen, die die entsprechende Konturierung aufweisen, sodass die Spannhaken 11 aus dem Zentrierkopf 10 hervorspringen.
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Wird das Betätigungsmittel 13 entgegen der Pfeilrichtung wieder nach oben bewegt, so entlastet das Zugfederelement 24, und der Nutenstift 31 fährt gemeinsam mit den Spannhakenplatten 14 in Längsrichtung 23 nach oben Richtung Zentrierkopf. Durch die Bewegung der Spannhakenplatten 14 laufen die Führungsstifte 15 wieder entlang den Bewegungsnuten 25 in eine gegenüberliegende Endlage, wodurch die Spannhaken 11 unter gleichzeitiger Ausübung einer nach oben gerichteten Hubbewegung in den Zentrierkopf 10 zurückverfahren. Während dieser Bewegung wandert der Nutenstift 31 zugleich entlang der jeweiligen Quernut 32 in den Spannhakenplatten 14.
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Um den Vorsprungweg der Spannhaken 11 aus dem Zentrierkopf 10 zu verändern, werden die Führungsstifte 15 in ihren Positionen relativ zum Grundkörper 12 verändert. Hierfür sind die Führungsstifte 15 an einem als Wählscheibe 17 ausgeführten Aufnahmeelement 16 aufgenommen. In der Wählscheibe 17 sind mehrere Aufnahmelöcher 18 eingebracht, und die Aufnahmelöcher 18 weisen in Gruppierungen aufgeteilt verschiedene Bohrbilder auf, und durch ein Drehen der Wählscheiben 17 (auf der Vorderseite und auf der Rückseite des Grundkörpers 12 befindet sich jeweils eine Wählscheibe 17) können die Positionen der Führungsstifte 15 insbesondere relativ zur mittigen Längsrichtung 23 im Abstand verändert werden. Der Änderung der Position der Führungsstifte 15 im Grundkörper 12 folgend verändern sich auch die Anordnungen der Spannhakenplatten 14. Diese können beispielsweise weiter nach außen fahren oder weiter zur Mitte fahren. Dadurch wird eine einfache Möglichkeit geboten, durch ein Drehen der Wählscheibe 17 die Führungsstifte 15 an paarweise unterschiedlichen Positionen im Grundkörper 12 anzuordnen, sodass entsprechend den Anordnungen der Führungsstifte 15 auch die Bewegung der Spannhaken 11 beeinflusst werden kann.
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Damit wird eine einfache Möglichkeit geschaffen, die Spannvorrichtung 100 an verschiedene Werkstücke anzupassen. Insbesondere auch der Zentrierkopf 10 kann austauschbar am Grundkörper 10 aufgenommen werden, sodass durch ein einfaches Rüsten der Spannvorrichtung 10 verschiedene Bauteile aufgenommen und gespannt werden können, ohne dass die gesamte Spannvorrichtung 100 ausgetauscht werden muss.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten oder räumlichen Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Spannvorrichtung
- 10
- Zentrierkopf
- 11
- Spannhaken
- 12
- Grundkörper
- 13
- Betätigungsmittel
- 14
- Spannhakenplatte
- 15
- Führungsstift
- 16
- Aufnahmeelement
- 17
- Wählscheibe
- 18
- Aufnahmeloch
- 19
- Nutenplatte
- 20
- Aufnahmeachse
- 21
- Führungsnut
- 22
- Führungselement
- 23
- Längsrichtung
- 24
- Zugfederelement
- 25
- Bewegungsnut
- 26
- Druckfeder
- 27
- Auflagering
- 28
- Dämpfungszylinder
- 29
- Führungsplatte
- 30
- Nut
- 31
- Nutenstift
- 32
- Quernut
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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 10339322 A1 [0002]
- DE 102013000925 B4 [0003]
