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Die Erfindung betrifft eine Anpressvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Die Anpressvorrichtung eignet sich zum Anpressen eines ersten Bauteils, bevorzugt eines Dachblechs an ein weiteres Bauteil, bevorzugt an ein Fahrzeugseitenteil, wobei ein Kraftelement zum Andrücken des ersten Bauteils an das weitere Bauteil in einem Gehäuse angeordnet ist.
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Insbesondere in der Fahrzeugindustrie werden flächige Bauteile mit anderen Bauteilen verbunden. Dabei ist beispielhaft an ein Dachblech gedacht, welches mit Fahrzeugseitenteilen verbunden wird. Dies geschieht meist mittels Lötverbindungen oder Schweißverbindungen. Das Dachblech kann aus einem Stahlblech oder aus einem Leichtmetallblech gebildet sein. Das Fahrzeugseitenteil kann ebenfalls aus einem Stahl oder einem aus einem Leichtmetall gefertigt sein. Beispielsweise bei Lötverbindungen ist ein gutes Zusammenpassen der miteinander zu verbindenden Elemente erforderlich, um die erforderliche Lötqualität oder Schweißqualität überhaupt erreichen zu können. Grundsätzlich wird das Dachblech dabei auf Auflager an den Seitenteilen aufgelegt, wobei ein maximaler Spalt von 0,3 mm gerade noch akzeptabel ist, um die anschließende Lötverbindung mit der notwendigen Qualität erstellen zu können. Selbstverständlich wird dieses maximal mögliche Spaltmaß nicht immer eingehalten, so dass Maßnahmen entwickelt wurden, das maximal mögliche Spaltmaß zu erreichen. Ein Problem stellen dabei aber Abweichungen dar, welche nicht unbedingt wiederkehrend an stets derselben Stelle auftreten, sondern vielmehr zufällig an unterschiedlichen Stellen auftreten. Zudem können sich die Bleche durch zu große Druckbeaufschlagung wellenartig so verformen, dass zwar Erstellung einer hinreichenden Lötverbindung möglich ist, dennoch aber das Dachblech stark verformt ist, so dass derartige Bauteile insbesondere in der Kraftfahrzeugindustrie verworfen werden.
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Eine gattungsbildende Anpressvorrichtung ist in der
DE 100 61 309 A1 offenbart. Die Technik dient zum Fügen von Dachblechen an Seitenwänden von Fahrzeugkarosserien mittels eines Fügegreifers. Der Fügegreifer besteht aus einem robotergeführten Rahmen, mit mehreren Sauggreifern und der peripher angeordneten, auf das Fügeteil einwirkenden Anpressvorrichtung. Diese weist einen Andruckschlauch auf, der in einem Gehäuse angeordnet ist. Mit diesen beidseitig angeordneten, sich längs der Verbindungsnaht erstreckenden Andruckschläuchen sollen die längslaufenden Ränder des Dachblechs gegen die Auflagen an den Seitenwänden angedrückt werden, wobei eine verbleibende Verformung oder Beschädigung an dem Dachblech vermieden werden soll. Der über die gesamte Dachlänge sich erstreckende Andruckschlauch sorgt für einen überall gleichbleibenden Druck, was zwar der Verformungsvermeidung entgegenkommt, andererseits aber keine sichere Anlage des Dachblechs an den Auflagen der Seitenwände garantiert. Nachdem das Dachblech durch Laserlöten mit den Seitenwänden verbunden wird, kann diese unzureichende Anpressung durch Spaltbildung zu Problemen führen, insbesondere wenn die Seitenteile der Karosserie Lagetoleranzen aufweisen. Dabei kann die Lötverbindung unzureichend sein.
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Die
EP 1 599 378 B1 beschäftigt sich ebenfalls mit dem Fügen von Dachblechen an Fahrzeugseitenteilen. Dabei ist anstelle eines Andrückschlauchs eine Andrückleiste an einem Fügegreifer vorgesehen. Die Andrückleiste ist an die Fügekontur angepasst, womit eine sichere und spaltgenaue Anlage entlang der gesamten Fügekontur möglich ist. Die Andrückleiste ist in mehrere Leistensegmente unterteilt, so dass durch die spezielle Ausgestaltung jedes einzelnen Segmentes eine genauere Formanpassung an die vorhandene Fügekontur ermöglicht ist. Die Leistensegmente sind zudem unabhängig voneinander nachgiebig gelagert.
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Aus der
WO2006/082349 A1 ist ebenfalls eine Andrückvorrichtung bekannt, mit welcher ein Dachblech mit Fahrzeugseitenteilen andrückbar ist. Dabei wird eine Vielzahl von Presseinrichtungen vorgeschlagen, sodass unterschiedliche Drücke an verschiedenen Stellen des Dachblechs aufgebracht werden können.
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Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet eine Anpressvorrichtung zum Anpressen eines Dachblechs an ein Fahrzeugseitenteil durchaus noch Raum für Verbesserungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anpressvorrichtung der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, dass stets eine hinreichende stoffschlüssige Verbindung zwischen beiden zu verbindenden Bauteilen erzielt wird. Gleichzeitig soll die bei der zulässige Deformation bzw. Welligkeit des Dachblechs abhängig von der Herstellungstoleranz eingestellt werden können.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Anpressvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Gemäß der Erfindung wird eine Anpressvorrichtung aufgezeigt, mit der ein erstes Bauteil gegen ein anderes Bauteil gedrückt werden kann. Bei dem ersten Bauteil handelt es sich beispielsweise um ein Dachblech, welches im Folgenden so bezeichnet wird, wobei das andere Bauteil z.B. ein Fahrzeugseitenteil sein kann, welches im Folgenden so bezeichnet wird. Die Anpressvorrichtung weist ein Kraftelement auf, das in einem Gehäuse angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist in dem Gehäuse zusätzlich zum Kraftelement ein relativ zu dem Gehäuse bewegbares Druckelement angerordnet.
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Das Druckelement ist in bevorzugter Ausgestaltung T-förmig mit einem Kopfsteg und einem senkrecht dazu verlaufenden Drucksteg ausgeführt. In idealer Ausgestaltung ist der Kopfsteg breiter als der Drucksteg, so dass der Kopfsteg den Drucksteg im Querschnitt gesehen beidseitig überragt. So ist mit den überstehenden Anlageabschnitten quasi eine Bewegungsbegrenzung des Druckelements geschaffen, die mit einer korrespondierend dazu ausgestalteten Gegenanlage des Gehäuses zusammenwirkt. Mit seinem Kopfsteg ist das Druckelement so in dem Gehäuse aufgenommen, dass eine Einwirkung des Kraftelementes auf das Druckelement, also auf dessen Kopfsteg ermöglicht ist, worauf aber weiter unten noch eingegangen wird.
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Zweckmäßig ist, wenn sich das Druckelement entlang einer Verbindungslinie des Dachblechs zum Fahrzeugseitenteil erstreckt. So ist sichergestellt, dass die Anpressvorrichtung an jedem Ort der Verbindungslinie auf diese einwirken kann.
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Zielführend ist, wenn das Druckelement flexibel elastisch, also bevorzugt biegbar ist. Dies ist günstig, da sich das Druckelement auch durch die Einwirkung des Kraftelementes so an den Verlauf des ersten Bauteils, also des Dachblechs anpassen kann. In Bereichen, in denen das Dachblech bereits hinreichend, also z.B. spaltfrei auf einem Auflager des Seitenteils anliegt, wird das Dachblech auch nicht in Richtung zum Fahrzeugseitenteil gedrückt. In Bereichen jedoch, in denen ein Spalt vorhanden ist, oder wo das maximal mögliche Spaltmaß von 0,3 mm überschritten ist, kann sich das Druckelement entsprechend verformen, also entsprechend verbiegen und das Dachblech so bevorzugt vollständig, jedoch zumindest bis auf das maximal mögliche Spaltmaß in Richtung zum Auflager des Fahrzeugseitenteils herunterdrücken. So wird der Spalt zumindest reduziert, bevorzugt vollständig verschlossen.
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Da das Druckelement vorteilhaft relativ zum Gehäuse bewegbar und flexibel elastisch ist, ist es sinnvoll im Sinne der Erfindung, wenn die Maximalbewegung des Druckelementes begrenzt ist, um so zwar den Spalt zu reduzieren oder vollständig zu verschließen aber auch eine maximale Wellentiefe in dem Dachblech begrenzen zu können. Von daher ist zielführend vorgesehen, dass innerhalb des Gehäuses unterschiedliche Druckelemente aufnehmbar sind, wobei insbesondere deren Druckstege in ihrer Hocherstreckung unterschiedlich sind. So kann der Drucksteg zum Beispiel so ausgeführt sein, dass das Druckelement mit seinem Kopfsteg, also mit dessen überstehenden Abschnitten an der Gegenanlage des Gehäuse nach einem Bewegungsbetrag von 0,5 mm oder auch 0,7 mm zur Anlage kommt, und so in seiner Bewegung begrenzt wird. Selbstverständlich sind die genannten Beträge nur Beispielhaft zu verstehen, und nicht beschränkend gemeint. So ist es aber zielführend möglich, den Spalt zwar meist nicht ganz zu verschließen, jedoch bis zum maximal möglichen Spaltmaß von 0,3 mm zu reduzieren, so dass eine den Erfordernissen entsprechende Löt- oder Schweißverbindung herstellbar ist, und gleichzeitig die Wellenbildung des Dachblechs über Gebühr vermieden wird.
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In bevorzugter Ausgestaltung ist das Kraftelement ein Andrückschlauch, weiter bevorzugt ein Wasserschlauch. Das Kraftelement ist entlang der gesamten axialen Länge zwischen dem Kopfsteg und dem Gehäuse angeordnet. In einem Ruhezustand hat das Kraftelement eine Grundausdehnung, wobei das Druckelement in dem Ruhezustand nicht mit einer Kraft beaufschlagt wird. In einem Druckzustand jedoch vergrößert das Kraftelement seine wirksame Kraft auf das Druckelement, so dass das Druckelement durch Einwirkung des Kraftelementes aus dem Gehäuse herausgedrückt wird. Bei der vorteilhaften Ausgestaltung des Kraftelements als Andrückschlauch, wird beispielsweise Wasser oder Luft in den Andrückschlauch gepumpt, so dass dieser sich ausdehnt. Durch die Anlage einerseits an dem Gehäuse und andererseits an dem dazu relativ beweglichen Druckelement wird dieses aus dem Gehäuse herausgedrückt, so dass der Drucksteg unmittelbar auf das Dachblech einwirkt und so den vorhandenen Spalt verschließt oder zumindest reduziert. Selbstverständlich ist das Kraftelement in seiner direkt auf das Druckelement wirkenden Kraft einstellbar, indem mehr oder weniger Druck durch das Kraftelement erzeugt wird, so dass auch nur die notwendige Kraft auf das Dachelement wirkt, um den vorhandenen Spalt zu verschließen oder auf das maximal mögliche Spaltmaß zu reduzieren. Dies wird erreicht, wenn der Andrückschlauch z.B. mit mehr oder weniger Medium, also Wasser oder Luft aufgepumpt wird, so dass auf dessen Ausdehnungsbetrag Einfluss genommen wird.
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In möglicher Ausgestaltung kann der Verbindungsbereich mit geeigneten Untersuchungsmitteln untersucht werden, um das Vorhandensein eines Spaltes und gegebenenfalls dessen Spaltmaß zu bestimmen. Denkbar ist, dies optisch zu überprüfen, wozu beispielsweise Kameras Verwendung finden können. Das Untersuchungsmittel kann mit einer Steuereinheit verbunden sein, in welcher die tatsächlichen Daten abgelegt werden, und in der ein Steuersignal zur Beaufschlagung des Kraftelementes generiert wird. Natürlich kann die Untersuchung auch manuell durchgeführt werden.
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Ist das Kraftelement in der Ausgestaltung als Andrückschlauch mit Wasser gefüllt, kann der Andrückschlauch noch eine Kühlfunktion übernehmen. Natürlich können dazu auch andere geeignete Kühlmedien verwendet werden.
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Eine Greifeinrichtung dient zum Greifen des Dachblechs und weist Saugglocken auf. So kann das Dachblech transportiert und auf die Auflager der Seitenelemente aufgelegt werden. Günstig ist, wenn das Gehäuse einstückig mit der Greifeinrichtung ist. Im Querschnitt gesehen kann das Gehäuse mehreckig, bevorzugt viereckig ausgeführt und einseitig geöffnet sein. Das Gehäuse weist einen Aufnahmebereich auf, in welchem das Kraftelement vollständig und auch der Kopfsteg des Druckelementes aufgenommen ist. Der Aufnahmebereich ist zur Fußseite geöffnet und an die Ausgestaltung des Kopfsteges des Druckelementes angepasst, wobei die Öffnung an die Ausgestaltung des Druckstegs angepasst ist. Insofern ist der Aufnahmebereich im Schnitt gesehen breiter als die Öffnung. So ist beidseitig der Öffnung im Schnitt gesehen ein flanschartiger Fortsatz ausgebildet, welcher die Gegenanlage für die Bewegungsbegrenzung des Druckelementes bildet.
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Mit der Erfindung wird so ein flexibles System zum Andrücken des Dachblechs an das Fahrzeugseitenteil geschaffen mit dem insbesondere lokal vorhandene Spalte vollständig oder zumindest in ihrem Spaltmaß reduziert werden können. Dazu ist das Druckelement flexibel ausgeführt und kann sich an die lokal unterschiedlichen Gegebenheiten anpassen. Das unter Druck gesetzte Kraftelement, also zum Beispiel der Andrückschlauch bewirkt eine Kraft auf das Druckelement, so dass dieses mit seinem Drucksteg aus dem Gehäuse herausbewegt wird. Dort wo kein Spalt vorhanden ist, wird das Dachblech auch nicht weiter heruntergedrückt. Aber dort wo ein Spalt vorhanden ist, kann sich das Druckelement aufgrund der Krafteinwirkung des Kraftelementes flexibel verformen, also verbiegen und aus dem Gehäuse herausgedrückt werden. So wird das Dachblech an die Fahrzeugseitenteile gedrückt und der lokale Spalt verschlossen oder zumindest reduziert. Die Ausgestaltung des Druckelementes, insbesondere die Höhe dessen Druckstegs bestimmt dabei den maximalen Bewegungsbetrag, so dass ein Kompromiss zwischen dem korrigierten Spaltmaß und einer möglichen Wellenbildung des Dachelementes bestimmbar ist. Das maximal mögliche Spaltmaß für eine Lötverbindung ist in diesem Bereich etwa 0,3 mm.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
- 1 im Querschnitt eine Dachelement aufgelegt auf ein Fahrzeugseitenteil mit erfindungsgemäßer Anpressvorrichtung;
- 2 den Querschnitt aus 1 mit Spalt zwischen Dachelement und Fahrzeugseitenteil,
- 3 den Querschnitt aus 2 mit verschlossenem Spalt, und
- 4 unterschiedlich ausgestaltete Druckelemente.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 zeigt eine Anpressvorrichtung 1 zum Andrücken eines ersten Bauteils 2 an ein weiteres Bauteil 3. Das erste Bauteil 2 ist beispielhaft ein Dachblech 2 eines Kraftfahrzeugs. Das weitere Bauteil 3 ist beispielhaft ein Fahrzeugseitenteil 3. Die Anpressvorrichtung 1 weist ein in einem Gehäuse 4 aufgenommenes Kraftelement 6 auf. Zusätzlich zu dem Kraftelement 6 ist in dem Gehäuse 4 noch ein Druckelement 7 angeordnet, welches relativ beweglich zu dem Gehäuse 4 ist.
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Das Gehäuse 4 ist einstückig mit einer Greifeinrichtung 8 gebildet. Die Greifeinrichtung 8 weist Saugelemente 9 auf, welche das Dachblech 2 ansaugen, so dass das Dachblech 2 mittels der Greifeinrichtung 8 transportiert und auf das Fahrzeugseitenteil 3, bzw. auf dessen Auflager abgelegt werden kann.
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Das Druckelement 7 ist T-förmig mit einem in der Zeichnungsebene waagerecht ausgerichteten Kopfsteg 11 und einem senkrecht dazu angeordneten Drucksteg 12 ausgeführt (4). Der Drucksteg 12 ist schaler als der Kopfsteg 11, so dass dieser im Schnitt gesehen beidseitig des Druckstegs 12 diesen mit Anlageabschnitten 13 überragt. Das Druckelement 7 ist seiner Längserstreckung flexibel elastisch, also biegbar.
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Das Gehäuse 4 weist einen Aufnahmebereich 14 und eine Öffnung 16 auf. Der Aufnahmebereich 14 ist an die Ausgestaltung des Kopfstegs 11 angepasst, wobei die Öffnung 16 an die Ausgestaltung des Druckstegs 12 angepasst ist. So sind im Bereich der Öffnung 16 flanschartige Fortsätze 17 gebildet, welche eine Gegenanlage zu den Anlageabschnitten 13 bilden. Die Anlageabschnitte 13 und die Gegenanlage bilden eine Bewegungsbegrenzung des Druckelementes 7.
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Das Kraftelement 6 ist beispielhaft ein Andrückschlauch, welcher mit seinem Schlauchmantel flexibel, also dehnbar ist. Das Kraftelement 6 ist in dem Gehäuse 4 oberhalb des Druckelementes 7, also dessen Kopfsteg 11 angeordnet.
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Wird nun das Kraftelement 6 mit Druck beaufschlagt, also z.B. mit Wasser aufgepumpt, weitet sich dessen Schlauchmantel und drückt das Druckelement 7 mit dem Drucksteg 12 aus dem Gehäuse 4 heraus, was in 3 dargestellt ist.
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Mit der erfindungsgemäßen Anpressvorrichtung 1 sind lokale Spalte 18 verschließbar, oder zumindest in ihrem Spaltmaß auf ein maximal mögliches Spaltmaß reduzierbar.
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Bei dem In 1 dargestellten Zustand liegt das Dachblech 2 quasi spaltfrei an dem Fahrzeugseitenteil 3 an.
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Bei dem in 2 dargestellten Bereich ist ein Spalt 18 vorhanden, welcher einen Betrag größer als das maximal mögliche Spaltmaß hat. Das Kraftelement 6 ist noch in seinem Ruhezustand, und noch mit einer Kraft beaufschlagt. Das Druckelement 7 ist mit seinem Kopfsteg 11 zum flanschförmigen Fortsatz 13 beabstandet innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet. Die Greifeinrichtung 8 liegt vollständig an dem Dachblech 2 auf.
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Um den Spalt 18 zu verschließen oder zumindest zu reduzieren, wird das Kraftelement 6 mit Druck beaufschlagt, so dass sich der Schlauchmantel weitet. Vorteilhaft beaufschlagt das Kraftelement 6 das Druckelement 7 mit einer einstellbaren, also individuell anpassbaren Kraft. Jedoch wirkt entlang des Kraftelementes 6 in der Ausgestaltung als Andrückschlauch eine identische Kraft. Denkbar ist, wenn die resultierende Kraft entlang des Kraftelementes lokal einstellbar ist. Dies kann zum Beispiel bei einem Kraftelement 6 der Fall sein, welches in bestimmten lokalen Bereichen eine bestimmte, erforderliche Kraft generiert. Ein solches Kraftelement könnte ein jeweils lokal ansteuerbarer Aktor sein. Die einstellbare Kraft ist z.B. abhängig von dem vorhandenen Spaltmaß. Dadurch wird das Druckelement 7 aus dem Gehäuse 4 herausgedrückt, und das Dachblech 2 in Richtung zum Fahrzeugseitenteil 3 gedrückt, so dass der Spalt wie in 3 erkennbar verschlossen ist. Die Greifeinrichtung 8 hebt sich dabei im Bereich der einwirkenden Anpressvorrichtung 1 etwas von dem Dachblech 2 ab.
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Die Anpressvorrichtung 1 gemäß der Erfindung ist beidseitig längs der zukünftigen Verbindung des Dachblechs 2 zum Fahrzeugseitenteil 3 verlaufend angeordnet. Da der oder die Spalte 18 nur lokal vorhanden sind, ist es zweckmäßig, dass das Druckelement 7 elastisch flexibel, also biegbar ist. So wird erreicht, dass in den Bereichen, in denen kein Spalt vorhanden ist, wie z.B. in 1 dargestellt, trotz der Einwirkung des Kraftelementes 6 auf das Druckelement 7 ein herunterdrücken des Dachelementes 2 nicht erfolgt. Im Spaltbereich dagegen wird das Druckelement verformt, also verbogen und nach unten in Richtung zum Dachblech 2, dieses herunterdrückend bewegt.
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Das Dachelement 2 kann, wenn alle lokalen Spalte 18 entsprechend verschlossen sind, mit dem Fahrzeugseitenteil 3 verlötet oder verschweißt werden.
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In 4 sind unterschiedliche Druckelemente 7 dargestellt, welche sich in der Höhe des Druckstegs 12 unterscheiden. So ist ein maximaler Bewegungsbetrag 19 zu den unterschiedlichen Druckelementen 7 natürlich unterschiedlich. Ist der maximale Bewegungsbetrag 19 erreicht, liegt der Kopfsteg 11 mit seinen Anlageabschnitten 13 an der Gegenanlage des Gehäuses 4, also an den flanschartigen Fortsätzen 17 an. Die unterschiedlichen Druckelemente 7 sind leicht austauschbar. Dazu wird das Kopfstück 11 in das seitlich geöffnete Gehäuse 4 eingeführt und an den flanschartigen Fortsätzen 17 anliegend in das Gehäuse 4 eingezogen. Die Fortsätze 17 haben insoweit noch eine Doppelfunktion. Nämlich zum einen als Bewegungsbegrenzung und zum anderen als Einzugshilfe für das jeweilige Druckelement 7.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anpressvorrichtung
- 2
- Erstes Bauteil/Dachblech
- 3
- Weiteres Bauteil/Fahrzeugseitenteil
- 4
- Gehäuse
- 5
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- 6
- Kraftelement
- 7
- Druckelement
- 8
- Greifeinrichtung
- 9
- Saugelemente
- 10
-
- 11
- Kopfsteg von 7
- 12
- Drucksteg von 7
- 13
- Anlageabschnitte
- 14
- Aufnahmebereich von 4
- 15
-
- 16
- Öffnung von 4
- 17
- Fortsätze von 4
- 18
- Spalt
- 19
- Bewegungsbetrag
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10061309 A1 [0003]
- EP 1599378 B1 [0004]
- WO 2006/082349 A1 [0005]
