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Die Erfindung betrifft ein Transportsystem aus einer Metallplatte für ein Elektrokleingerät und einer an der Metallplatte angreifenden Stabilisierungsklammer/Klammer. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen der Metallplatte und darüber hinaus ein Verfahren zur Verwendung des Transportsystems.
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Die Metallplatte weist Aufnahmenuten / Nuten auf, welche bspw. dazu vorgesehen sind, Heizelemente aufzunehmen oder Wärme von der Platte abzuleiten. Weiterhin ist die Platte dünn, d. h. ihre Höhe ist im Vergleich zu ihrer Länge und Breite vernachlässigbar (sehr) klein. Außerdem ist die Platte gegenüber ihrer Grundhöhe im Bereich ihrer Nuten weiter vertieft / dünner, sodass die Platte in einem nicht eingespannten / freien Zustand dazu neigt, sich aufzurollen / in sich zusammen zu rollen. Durch ein derartiges Aufrollen kann die Platte beschädigt sein; d. h., dass bspw. Biegestrukturen an der Fläche der Platte entstehen, welche die Rückseite der Nuten ausbildet.
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Da die Metallplatte aber dafür vorgesehen ist, für ein Elektrokleingerät verwendet zu werden, ist es erforderlich bzw. wünschenswert, dass eine dem Endverbraucher zugewandte Sichtfläche der Metallplatte, also die Fläche der Platte, die die Rückseite der Nuten ausbildet, optisch und/oder haptisch vollkommen glatt und strukturfrei ist.
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Dabei ist aus
US 2019/0 054 555 A1 bekannt, dass mittels PECM-Verarbeitung in einen mehrstufigen, scheibenförmigen Rohling nutenartige Öffnungen eingebracht werden, wozu der Rohling in eine Werkzeugmaschine eingespannt ist.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein derartiges System zum Transport der Platte vorzusehen, das verhindert, dass die Metallplatte in einem freien Zustand (optisch) beschädigt wird.
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Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung dadurch, dass die Metallplatte einen Grundkörper besitzt, in dem eine Vielzahl von Aufnahmenuten / Nuten quer zur Längsrichtung des Grundkörpers (vorzugsweise orthogonal dazu und parallel und/oder äquidistant zueinander) vorhanden sind, wobei vom Grundkörper zumindest zwei Rippen, die sich bspw. entlang der Längskanten der Metallplatte erstrecken und vorzugsweise senkrecht zu einer vom Grundkörper aufgespannten Grundebene sind, abstehen und so beschaffen sind, dass die Stabilisierungsklammer derart form- und/oder kraftschlüssig lösbar an den zumindest zwei Rippen angreift, dass ein beispielsweise schwerkrafteinwirkungs bedingtes ungewolltes Verformen der Metallplatte während des Transportes, etwa nach Art eines Einrollens, unterbunden ist. Mit einer derartigen Stabilisierungsklammer wird die Metallplatte gegen ein Aufrollen stabilisiert, sodass die Platte an der Seite, an der die Rückseiten der Nuten ausgebildet sind, vollkommen glatt und strukturfrei ist.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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So ist es denkbar, dass die Stabilisierungsklammer in die Metallplatte etwa form- und/oder kraftschlüssig eingesetzt oder eingeschoben ist. Diese Art des Zusammenwirkens zwischen Stabilisierungsklammer und Metallplatte ist besonders effektiv, um zu verhindern, dass die Platte optisch beschädigt wird.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Stabilisierungsklammer zwischen die beiden Rippen und an diesen anliegend, insbesondere an den einander zugewandten Seiten der Rippen, eingelegt ist.
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Darüber hinaus ist zweckmäßig, dass ein Nutgrund des Grundkörpers im Bereich / innerhalb der Aufnahmenuten eine folienartige Dicke besitzt. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Platte insgesamt von einer geringen Dicke ist und daher ist es weiter vorteilhaft, wenn der Nutgrund eine folienartige Dicke aufweist. Diese folienartige Dicke macht eine Stabilisierung der Platte erforderlich.
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Weiterhin ist vorteilhaft, wenn der Grundkörper im Großteil der von ihm aufgespannten Fläche neben den Aufnahmenuten und beabstandet von den Rippen eine Dicke von 0,4 mm bis 0,6 mm besitzt. Eine besonders bevorzugte Dicke des Grundkörpers ist dabei 0,5 mm.
Es ist vorteilhaft, wenn die Rippen fräsend hergestellt sind. Die Rippen durch Fräsen herzustellen, ist eine besonders günstige und schnelle Art der Herstellung.
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Es ist auch möglich, dass beide Rippen im Bereich der Aufnahmenuten unterbrochen sind. Weiterhin ist möglich, dass jede Rippe eine Vielzahl von Rasthaken / Einrasthaken ausbildet. Diese Rasthaken dienen bspw. zu einem verbesserten Einbau der Platte in das Elektrokleingerät.
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Auch ist denkbar, dass zumindest einer der Rasthaken oder bevorzugt alle Rasthaken einen flanschartigen Überstand/Vorsprung besitzen, der über einen Klammeraufnahmekanal greift. Damit ist der Klammeraufnahmekanal durch das Zusammenwirken von Vorsprung, Oberfläche/Vorderseite des Grundkörpers der Metallplatte und den Rasthaken definiert. Dieser Klammeraufnahmekanal kann vorteilhafterweise die Stabilisierungsklammer so aufnehmen, dass die Klammer die inneren Seitenflächen der Rasthaken und damit die inneren Seitenflächen der Rippen berührt. Auch ist in diesem Zusammenhang denkbar, dass der Klammeraufnahmekanal eine solche von der Oberfläche des Grundkörpers senkrecht abstehend gemessene Höhe besitzt, die exakt der Dicke der Stabilisierungsklammer entspricht oder um 5 % kleiner ist als die Dicke der Stabilisierungsklammer. Das heißt, dass die Stabilisierungsklammer so zwischen die Grundfläche der Metallplatte und die dazu parallele Unterseite der Rasthaken bzw. des flanschartigen Vorsprungs einfügbar ist, dass der Klammeraufnahmekanal mit seiner gesamten Fläche die Klammer in vollständiger Anlage aufnimmt, oder, wenn der Klammeraufnahmekanal um bis zu 5 % kleiner als die Dicke der Stabilisierungsklammer ist, die Stabilisierungsklammer besonders fest und (verrutsch-)sicher an der Metallplatte befestigt werden kann.
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Es ist darüber hinaus vorstellbar, dass die Höhe des Klammeraufnahmekanals so auf die Dicke der Stabilisierungsklammer abgestimmt ist, dass die Stabilisierungsklammer in den Klammeraufnahmekanal händisch oder automatisiert aber widerstandsarm sowie rippenunverbiegend (d. h. ohne die Rippen zu verbiegen) einsetzbar ist. Ein derartiges händisches oder automatisches Einsetzen der Stabilisierungsklammer in die Klammeraufnahmekanäle und damit in die Metallplatte ist besonders schnell und einfach zu realisieren.
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Auch ist vorstellbar, dass der Grundkörper aus Messing besteht oder Messing beinhaltet. In diesem Fall ist die Metallplatte besonders einfach und auch kostengünstig zu fertigen.
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Als eine weitere Ausführungsform ist denkbar, dass der Nutgrund PECM- oder ECM -bearbeitet /-endbearbeitet ist. Unter Elektro-chemical Machining wird hier ein elektrochemisches Abtragen verstanden. Es ist dabei besonders vorteilhaft, den Nutgrund nach einem Frässchritt zur endgültigen Fertigstellung anschließend mit einem ECM-Verfahren zu bearbeiten, um zu verhindern, dass die Rückseite des Nutgrundes durch das Fräsen optisch beschädigt wird.
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Darüber hinaus ist vorteilhaft, wenn jeder Einrasthaken eine viereckige Grundform hat und an seinen vier Ecken jeweils einen Schnappverschlusshaken aufweist. Somit bildet jede Rippe, welche in die Vielzahl von Einrasthaken unterteilt ist, eine Reihe an inneren Schnappverschlusszähnen und eine dazu parallele Reihe an Schnappverschlusszähnen aus, wobei die inneren Schnappverschlusszähne näher an einer Längsmittelachse der Metallplatte sind als die äußeren Schnappverschlusszähne. Diese Schnappverschlusszähne können dafür vorgesehen sein, in eine, insbesondere dazu komplementär ausgebildete, Vorrichtung am Elektrokleingerät einzugreifen, um bspw. die Platte in dieses Gerät besonders einfach einbauen zu können.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass zwischen den inneren und äußeren Schnappverschlusszähnen jeweils einer Reihe ein durch die MetallelementAufnahmenuten unterbrochener Durchgangskanal vorhanden ist, der somit die Reihen an den inneren und äußeren Schnappverschlusszähnen einer Rippe voneinander trennt/beabstandet. Die Durchgangskanäle der beiden Rippen sollen bspw. gleich groß zueinander sein.
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Weiterhin ist vorstellbar, dass die Stabilisierungsklammer in dem in die Metallplatte eingebrachten Zustand zwei Schenkel besitzt, die in Anlage mit den Rippen stehen, wobei die Schenkel über ein Verbindungselement federnd miteinander verbunden sind. Eine derartige Ausführung der Stabilisierungsklammer ist besonders einfach und kostengünstig realisierbar.
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Auch ist es möglich, dass die beiden Schenkel einstückig über das Verbindungselement als einmaterialiges Bauteil ausgeführt sind. In diesem Fall wird die Klemmbarkeit der Stabilisierungsklammer über die Materialelastizität der Stabilisierungsklammer hervorgerufen.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Stabilisierungsklammer einen konstant runden Querschnitt, vorzugsweise über die gesamte Länge der Stabilisierungsklammer, aufweist. Somit ist die Stabilisierungsklammer besonders einfach aus einem stangenförmigen Grundmaterial durch Umbiegen herstellbar.
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Es ist weiterhin vorstellbar, dass die Stabilisierungsklammer als metallische Biegefeder mit zwei distalen Enden ausgeführt ist.
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Weiterhin können die distalen Enden aufeinander zu ragen.
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Außerdem kann das Verbindungselement so ausgeführt sein, dass es zwei jeweils an einen Schenkel anschließende Nebenstege und einen diesen verbindenden Hauptsteg aufweist.
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In diesem Zusammenhang ist denkbar, dass alle Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Teilelementen der Klammer, d.h. die jeweiligen Verbindungsstellen zwischen Schenkel und Nebensteg, zwischen Nebensteg und Hauptverbindungssteg und zwischen Schenkel und distalen Enden, abgerundet, d.h. nicht eckig / spitz, sind. Dies vermindert ein Verletzungsrisiko bei der Handhabung der Klammer.
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Als weiter vorteilhaft ist anzusehen, wenn das Verbindungselement als Haltebügel ausgebildet ist. In diesem Fall kann die Klammer besonders einfach gegriffen werden und besonders einfach in Anlage mit der Metallplatte gebracht werden.
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Außerdem ist vorteilhaft, wenn die Dicke der Stabilisierungsklammer 120 % bis 150 % der Dicke des Grundkörpers im Bereich neben den MetallelementAufnahmenuten ist. In diesem Fall ist die Stabilisierungsklammer besonders dazu geeignet, die Metallplatte gegenüber einem Aufrollen zu stabilisieren.
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Die Erfindung wird weiterhin durch ein Verfahren zur (bspw. vollautomatischen) Herstellung einer Platte mit den folgenden Schritten gelöst, die vorzugsweise nacheinander in vorzugsweise der nachfolgenden Reihenfolge ablaufen:
- a) Einlegen eines plattenartigen Rohlings in eine Werkstückaufnahme,
- b) Vorfräsen des plattenartigen Rohlings zum Erzeugen einer vorbestimmten Dicke eines Grundkörpers der Metallplatte und Anfertigen der Rippen,
- c) Fräsen von Metallelementaufnahmenuten durch Durchziehen des Fräsers über die komplette Breite des Grundkörpers, und
- d) PECM-Bearbeitung, insbesondere Fertigbearbeitung, der Aufnahmenuten zur Einstellung von deren finalen Breite und Tiefe, wobei
die Metallplatte mit der Werkstückaufnahme durch alle Bearbeitungsschritte a) bis d) transportiert wird.
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Das heißt, dass der für das Werkstück kraftlose PECM-Prozess das restliche Material nach dem Vorfräsen abträgt, ohne dass es durch den PECM-Prozess zu einer Verformung des Nutgrundes kommt. Gleichzeitig bewirkt der PECM-Prozess, dass die Nutkanten gratfrei hergestellt werden.
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Der Schritt c) ist dabei vorteilhafterweise so abzustimmen, dass ein Einbringen der Nuten mit einer solchen Tiefe und Breite zum Erzwingen eines maximierten Materialabtrages nur solange durchgeführt wird, bis der Anpressdruck des spanenden Werkzeugs, ergo etwa des Fräsers, noch nicht zu einer Verformung des Nutgrundes führt.
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Durch die erfindungsgemäße Gestaltung können viele Elektrokleingeräte, bei denen die Kundenanforderungen an Optik, Haptik, Präzision und Qualität besonders hoch sind zeit- und kosteneffizient herstellen lassen. Insbesondere Elektrokleingeräte, wie elektrische Zahnbürsten, Bügeleisen, Toaster, Dosenöffner, Kaffeemaschinen, elektrische Messer, Haartrockner, Haarglätteisen, Rasierapparate, Wecker, Uhren, Waagen, Kleincomputer, Tastaturen, Taschenrechner, Telefone, Radios, Videokameras, Bohrmaschinen, Akkuschrauber oder Schleifmaschinen lassen sich dann effizient gestalten. Bei diesen Elektrokleingeräten ist beispielsweise in der Regel eine Metallplatte zu verbauen, die diversen Aufgaben, wie einem Stabilisieren oder einer Wärmezurverfügungstellung, gerecht werden muss. Die Metallplatte kann dann als Stabilisierungsstab und/oder Heizplatte ausgebildet sein. Die spätere Stückzahl in der Produktion ist hoch.
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Der im Stand der Technik eingesetzte ausschließliche Frässchritt ist zwar schnell und wäre diesbezüglich der optimale Prozess, hat aber leider Qualitätsnachteile, insbesondere beim Hervorrufen von (optisch und haptisch) wahrnehmbaren Nutgrundkanten auf jenen dem Endverbraucher zugewandten Sichtflächen, d.h. auf der nutabgewandten Seite.
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Das Herstellverfahren wird nun optimiert, da - anders als beim Fräsen, bei dem während der Fertigung immer Druck auf das Werkstück auszuüben ist, was Verformung nach sich zieht - nun (Vollständig/nahezu) drucklos gefertigt werden kann. Gerade der Einsatz von PECM hat sich im Rahmen der Erfindung als erfolgreich herausgestellt. Es wird während eines Nuteinbringens kein Druck mehr auf das Werkstück aufgebracht, wobei hier jene durch ein Einspannen bedingten Druckkräfte unberücksichtigt zu bleiben haben. Es kommt jedenfalls nicht zu einer fertigungsbedingten Verformung.
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Bekannt ist jedoch, dass ein Fertigungsprozess, der PECM einsetzt, leider (zu) langsam ist. Um eine zeitangepasste reine PECM-Bearbeitung mit dem damit einhergehenden ungeheuren Investitionsaufwand für eine gewünschte Produktionsrate zu erhalten, geht die Erfindung den neuen Weg des Kombinierens der Vorteile der einzelnen Fertigungsschritte. Aus diesem Grund werden Prozesse, umfassend ein spanendes/fräsendes Fertigen und ein Erosionsfertigen, z.B. unter Einsatz von ECM, insbesondere PECM, gemischt / versetzt eingesetzt, was zu einer unerwarteten Optimierung führt. PECM hat insbesondere noch den Vorteil, dass die Nutkanten außerdem noch beim Einsenken der Nut entgratet werden.
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Es sei an dieser Stelle hier noch auf den Unterschied zwischen PECM und ECM hingewiesen: So bedeutet das „P“ bedeutet so viel wie „präzise“. Beim PECM-Prozess ist der Vorschubbewegung der Kathode eine Schwingung überlagert. Diese Schwingung mit einer Amplitude von ca. 500 µm, verkleinert und vergrößert einen bei der Fertigung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück vorhandenen Spalt mit einer Frequenz um ca. 50 Hz. Zum Zeitpunkt des kleinsten Spaltabstandes entsendet die Stromquelle einen kurzen Stromimpuls an den Spalt. Das verursacht einen kleinstmöglichen Spalt bei einer größtmöglichen Stromdichte, d.h. höchste Konzentration des abtragenden Stromes auf den Spalt, ergo eine geringe Streuung / Fertigungsabweichung. Für das Werkstück bedeutet es die größte Abbildungsgenauigkeit der Kathode auf das Werkstück, d.h. höchste Genauigkeit der Dimensionen bei bester Oberflächenqualität.
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Beim regulären ECM wird mit konstantem Spaltabstand und konstantem Strom gesenkt. Daher ist der ECM-Prozess etwas unpräziser als der bevorzugte PECM-Prozess.
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In Bezug auf dieses Herstellungsverfahren ist denkbar, dass die nach diesem Verfahren soweit fertiggestellte Platte nach dem Punkt d) gereinigt wird, um Verunreinigungen und/oder Herstellungsrückstände von der Metallplatte zu entfernen.
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Weiterhin ist möglich, dass ein PECM-Verfahren zur Einstellung der Breite und Tiefe der Nuten (siehe Schritt d) des Herstellungsverfahrens) verwendet wird, was eine Sonderform der elektrochemischen Metallbearbeitung ist, mit welcher (auch im Vergleich mit einem ECM-Verfahren) besonders präzise gefertigt werden kann.
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Außerdem wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zur Verwendung der Stabilisierungsklammer mit den folgenden Schritten gelöst, die vorzugsweise nacheinander und vorzugsweise in folgender Reihenfolge ablaufen:
- a) (bspw. automatisiertes) Einspannen/Einlegen der Schenkel der Stabilisierungsklammer zwischen die zwei Rippen der fertiggestellten Metallplatte, die in eine Werkstückaufnahme eingelegt / eingespannt ist,
- b) (bspw. automatisiertes) Entnehmen/Entfernen der Metallplatte aus der Werkstückaufnahme etwa mit Hilfe der an der Metallplatte befestigten Stabilisierungsklammer, und
- c) (bspw. manuelles) Entnehmen/Entfernen der Stabilisierungsklammer von der Metallplatte vor einer Endmontage / Endverwendung der Metallplatte (in einem Elektrokleingerät).
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In anderen Worten wird die Metallplatte erfindungsgemäß folgendermaßen gefertigt:
- Die Platte wird in eine Werkstückaufnahme (kann auch als „Shuttle“ bezeichnet werden) eingelegt und mit dieser Werkstückaufnahme durch alle Bearbeitungsschritte transportiert. In einem ersten Schritt erfolgt das Vorfräsen. Die Metallplatte erhält im in die Werkstückaufnahme eingelegten Zustand an den Längsseiten/Längskanten gleichmäßig verteilte Einrasthaken und die Plattendicke des Grundkörpers der Platte wird erzeugt/eingestellt. Der flache Teil der Platte / der Grundkörper hat nach dem Vorfräsen eine Stärke von ca. 0,5 mm.
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In einem nächsten Schritt werden in den flachen Bereich der Platte zwischen die Rasthaken Nuten eingefräst. Der Fräsprozess ist ein Vorbearbeitungsprozess für den nachfolgenden PECM-Prozess. In diesem PECM-Prozess werden die vorgefrästen Nuten in Tiefe und Breite fertiggestellt. Alle Bearbeitungs- und Prozessschritte erfolgen in dem Shuttle.
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Bereits beim Fräsen der Nuten wird die vorher stabile Platte fragil. Nach dem PECM-Prozess hat der Nutboden eine Dicke von wenigen Mikrometern. Die Platte ist in diesem Zustand nicht mehr aus dem Shuttle entfernbar, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Platte (optisch) beschädigt wird. Eine Beschädigung ist nämlich bereits dadurch erreicht, dass die Fläche der Rückseite der Nuten Biegestrukturen aufweist. Es ist allerdings erforderlich, dass diese als metallische Sichtfläche vollkommen glatt und strukturfrei ist.
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Der gesamte soeben beschriebene Bearbeitungsprozess ist vollautomatisch. Nach einem optionalen Reinigungsvorgang am Ende der Bearbeitung muss die fertiggestellte Platte zu ihrer zweckmäßigen Verwendung aus dem Shuttle entnommen werden. Um die Platte auch in einem aus der Werkstückaufnahme entnommenen Zustand bis zur Endmontage in einem Elektrokleingerät zu stabilisieren, ist die Stabilisierungsklammer vorgesehen, die am Ende der Fertigung (automatisch) zwischen die Rasthaken an der Platte eingespannt wird, während die Platte noch in der Werkstückaufnahme aufgenommen ist. Mithilfe der eingespannten Stabilisierungsklammer kann die Metallplatte problemlos aus dem Shuttle entnommen und verpackt werden. Erst bei der Endmontage entnimmt ein Monteur die Klammer / löst die Klammer von der Metallplatte (durch einfaches Herausziehen der Klammer aus den Klammeraufnahmekanälen) und setzt die Platte (vorsichtig) in das Elektrokleingerät ein.
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In anderen Worten sieht die Erfindung ein System aus einer Klammer und einer Platte vor, welche aus Metall ist und in ein Elektrokleingerät einbaubar ist. Dabei durchläuft die Platte bei ihrer Herstellung u. a. einen PECM-Prozess und ist im fertiggestellten Zustand so ausgebildet, dass sie zumindest in ihrer einen Grundfläche zumindest abschnittsweise zwei parallel voneinander beabstandete Rippen aufweist, die sich entlang von zwei gegenüberliegenden Kanten, insbesondere Längskanten, der Platte erstrecken. Die Stabilisierungsklammer ist dabei zur Stabilisierung der Platte im fertiggestellten Zustand vorgesehen und ist so ausgebildet, dass sie zwei zueinander parallele Schenkel aufweist, die über ein Verbindungselement einstückig miteinander verbunden sind. Dabei ist die Klammer ein aus einem stangenförmigen Grundkörper gefertigtes Umformbauteil und die Schenkel der Klammer sind aufgrund ihrer Materialelastizität zerstörungsfrei und reversibel relativ zueinander, d. h. aufeinander zu und voneinander weg, biegbar, um eine Klemmwirkung zu entfalten. Dabei ist die Klammer zwischen die Rippen der Platte klemmbar und die Schenkel der Klammer liegen in einem Klemmzustand an den Seiten der Rippen, die einander zugewandt sind, an.
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Dabei kann die Klammer weiterhin so ausgeführt sein, dass die zuvor definierten Nebenstege jeweils senkrecht an die Schenkel anschließen und der Hauptverbindungssteg in senkrechter Richtung zu den Nebenstegen verläuft, sodass das Verbindungselement eine Ebene aufspannt, die zu der Ebene, die die Schenkel aufspannen, senkrecht ist.
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Auch kann vorgesehen sein, dass die Schenkel jeweils an ihrem freien Ende (das Ende der Schenkel, an das kein Nebensteg anschließt, d. h. das distale Ende der jeweiligen Schenkel) einen Haken aufweisen, wobei die Haken aus der Ebene ragen, die die Schenkel aufspannen. Auch ist möglich, dass die freien Enden der Haken einander zugewandt sind.
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Es ist weiterhin vorstellbar, dass die Länge der zueinander parallelen Längskanten der Metallplatte jeweils 300 % bis 400 % der Länge der zueinander parallelen Querkanten der Platte entspricht, wobei die Querkanten jeweils senkrecht zu den Längskanten sind und die Höhe der Platte 15-20 % der Länge der Querkanten der Platte entspricht.
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Auch ist möglich, dass die Platte so ausgebildet ist, dass die Höhe des Nutbodens 20 % bis 25 % der Höhe der Platte entspricht. Weiterhin ist möglich, dass sich die Rippen der Platte zumindest über mehr als die halbe Länge der Längskanten der Platte erstrecken (vorzugsweise jedoch über die gesamte Länge der Platte).
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Weiterhin ist vorstellbar, dass die Nuten parallel zueinander sind und parallel zu den Querkanten der Platte angeordnet sind, wobei die Nuten gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Dabei können sich die Nuten über die gesamte Breite der Platte erstrecken.
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Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Nuten in die Grundfläche / die Oberseite der Platte eingebracht sind, die auch die Rippen aufweist. Dabei sind die Nuten nicht durchgängig zur gegenüberliegenden Grundfläche /Rückseite der Platte und der Nutboden misst nur wenige Mikrometer.
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Im Folgenden ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems aus Stabilisierungsklammer und Metallplatte unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht der Oberseite einer Metallplatte mit einer an der Metallplatte angebrachten Stabilisierungsklammer;
- 2 eine Draufsicht der Metallplatte und eine Draufsicht der Stabilisierungsklammer, die hier in einem voneinander separierten Zustand dargestellt sind;
- 3 eine perspektivische Darstellung der Rückseite der Metallplatte;
- 4 eine perspektivische Darstellung eines Werkstückträgers / Shuttles / Werkstückaufnahme, ohne ein eingelegtes Werkstück;
- 5 eine perspektivische Darstellung des Werkstückträgers mit einem plattenartigen Rohling vor einem Fräsprozess;
- 6 eine perspektivische Darstellung der Werkstückaufnahme mit eingespannter Metallplatte nach einem Fräsprozess und nach einer (P)ECM-Bearbeitung;
- 6A eine Draufsicht der Metallplatte nach einem Vorfräsprozess;
- 6B eine Draufsicht der Metallplatte nach einem Vorfräsprozess, einem Fräsprozess und einer ECM-Verarbeitung zum Einbringen von Nuten in die Metallplatte;
- 7 eine perspektivische Darstellung des Werkstückträger mit der eingespannten Metallplatte nach dem erfolgten Herstellungsprozess der Platte mit einer an der Metallplatte angebrachten Stabilisierungsklammer; und
- 8 einen Vergleich zweier Metallplatten in der Seitenansicht mit und ohne Stabilisierungsklammer.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Dabei werden den gleichen Elementen dieselben Bezugszeichen zugewiesen. Die Ausführungsform ist nur beispielhaft.
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1 zeigt das Transportsystem 1, welches eine Metallplatte 2 und eine Stabilisierungsklammer 3 aufweist. Hier ist die Oberseite der Metallplatte 2 dargestellt, welche zwei zueinander parallele Längskanten und zwei zueinander parallele Querkanten aufweist, wobei die Längskanten jeweils senkrecht zu den Querkanten sind. Die Metallplatte 2 hat somit einen plattenartigen Grundkörper 4, in den parallel zu ihren Querkanten voneinander beabstandete und zueinander parallele (Aufnahme-) Nuten 5, bspw. Zum Aufnehmen von Heizelementen eingebracht sind. Entlang ihrer Längskanten weist die Metallplatte 2 jeweils in ihrem Randbereich eine Rippe 6 auf. Die Rippen 6 erstrecken sich von der Oberfläche des Grundkörpers 4 aus senkrecht nach oben.
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Es ist in 1 außerdem zu erkennen, dass sich die Aufnahmenuten / Nuten 5 über die gesamte Breite der Metallplatte 2 erstrecken. Außerdem ist zu erkennen, dass die Nuten 5 immer im gleichen Abstand voneinander beabstandet sind. Außerdem werden die Rippen 6 durch die Ausbildung der Nuten 5 in eine Vielzahl von Einrasthaken 7 unterteilt, die eine viereckige Grundform haben. Weiterhin sind die einzelnen Einrasthaken / Rastvorsprünge 7 an allen vier Ecken mit Schnappverschlusszähnen 8 versehen, die sich von der Grundfläche der Einrasthaken 7 aus (senkrecht) nach oben erheben. Diese Schnappverschlusszähne 8 können bspw. in eine dafür vorgesehene und dazu komplementär ausgebildete Vorrichtung an einem hier nicht dargestellten Elektrokleingerät eingreifen, in welches die Metallplatte 2 bei einer Endmontage eingebaut wird.
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Jede Rippe 6 weist somit eine Reihe von inneren Schnappverschlusszähnen 9 und von äußeren Schnappverschlusszähnen 10 auf, wobei die inneren Schnappverschlusszähne 9 näher zu einer Längsmittelachse der Metallplatte 2 angeordnet sind als die äußeren Schnappverschlusszähne 10. Zwischen jedem Paar äußerer Schnappverschlusszähne 9 und jedem Paar innerer Schnappverschlusszähne 10 ist an jedem Einrasthaken 7 eine Vertiefung 11 ausgebildet. Die Vielzahl der Vertiefungen 11 jedes Einrasthakens 7 einer Rippe 6 bildet somit einen Durchgangskanal für diese Rippe 6 aus, der in einer Querrichtung nur durch die Nuten 5 unterbrochen ist. Die Vertiefung 11 kann dazu dienen, eine dazu komplementär ausgebildete und dafür vorgesehene Vorrichtung des Elektrokleingerätes aufzunehmen, um bspw. einen Einbau der Metallplatte 2 in das Elektrokleingerät zu erleichtern.
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Weiterhin ist zu erkennen, dass beide Rippen 6 einen zur mittleren Längsachse der Metallplatte 2 ausgerichteten /angeordneten Vorsprung / flanschartigen Überstand 12 ausbilden, der in direkter Anlage mit den inneren Schnappverschlusszähnen 9 jedes Einrasthakens 7 steht. Dieser Vorsprung 12 ist parallel zur Oberfläche des Grundkörpers 4 der Metallplatte 2 und bildet zusammen mit der Grundfläche der Metallplatte, d. h. mit der Oberseite des Grundkörpers 4 der Metallplatte 2, im Bereich ihres Überstands den Klammeraufnahmekanal 13 aus. Genau genommen werden die beiden Klammeraufnahmekanäle 13 der beiden Rippen 6 oberseitig durch die Unterseite der Vorsprünge 12 und unterseitig durch die Oberseite des Grundkörpers 4 der Metallplatte 2 ausgebildet. Dabei ist die Höhe dieses Klammeraufnahmekanals 13, d. h. der Abstand zwischen der Oberseite des Grundkörpers 4 der Metallplatte 2 und der Unterseite der Vorsprünge 12, zumindest so bemessen, dass die Stabilisierungsklammer 3 in diesen Bereich einlegbar ist. Hier ist zu erkennen, dass die Stabilisierungsklammer 3 an beiden Rippen 6, d. h. in beiden Klammeraufnahmekanälen 13, anliegt. Dies verhindert ein unbeabsichtigtes Entfernen der Stabilisierungsklammer 3 von der Metallplatte 2 und ermöglicht eine besonders effiziente Stabilisierung der Metallplatte 2 in einem freien Zustand (ein Zustand, in dem die Metallplatte 2 nicht bspw. in eine Werkstückaufnahme eingespannt ist), wie es hier dargestellt ist, gegenüber einem Aufrollen der Metallplatte 2, u. a. entlang ihrer Längsrichtung.
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Weiterhin ist zu erkennen, dass die Einrasthaken 7 im gleichen Abstand voneinander beabstandet sind wie die Nuten 5, und immer in dem Bereich zwischen den Nuten 5 ausgebildet sind, sodass sie die Nuten 5 über die Breite des Grundkörpers 4 hinaus fortsetzen.
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In dem Zustand, in dem die Stabilisierungsklammer 3 in die Metallplatte 2 eingelegt ist, wie es in 1 dargestellt ist, ist zu erkennen, dass die beiden Schenkel 14 der Stabilisierungsklammer 3 parallel zueinander sind, da sie an den jeweils einander zugewandten Seiten der Rippen 6 anliegen. Dabei sind die Schenkel 14 zumindest über die gesamte Längserstreckung der Platte 2 parallel zueinander.
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2 zeigt die Platte 2 in einer Draufsicht und die von der Platte 2 separierte Stabilisierungsklammer 3. Dabei ist zu erkennen, dass die beiden Schenkel 14 der Stabilisierungsklammer 3 über ein Verbindungselement 15 einstückig miteinander verbunden sind. Allerdings ist darüber hinaus vorstellbar, dass die beiden Schenkel 14 nicht einstückig, sondern bspw. über Federelemente miteinander verbunden sind. Es ist zu erkennen, dass das Verbindungselement 15 zwei jeweils an einen Schenkel 14 anschließende Nebenstege 16 und einen diesen verbindenden Hauptverbindungssteg 17 aufweist. Dabei schließen die Nebenstege 16 jeweils senkrecht an die Schenkel 14 an und ragen aus der durch die Schenkel 14 aufgespannten Ebene (senkrecht) nach oben. Außerdem verbindet der Hauptverbindungssteg 17 diese beiden Nebenstege 16 so miteinander, dass er senkrecht zu diesen Nebenstegen verläuft, sodass das Verbindungselement 15 insgesamt eine Ebene aufspannt, die zu der Ebene, die die Schenkel 14 aufspannen, senkrecht ist.
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Außerdem weist jeder Schenkel 14 an seinem distalen Ende einen Haken 18 auf, der aus der Ebene nach oben ragt, die die Schenkel 14 aufspannen. Weiterhin ist zu erkennen, dass die Verbindungsstellen zwischen Schenkeln 14 und Nebenstegen 16, zwischen den Nebenstegen 16 und dem Hauptverbindungssteg 17 sowie zwischen den Schenkeln 14 und den Haken 18 abgerundet sind. Damit kann eine Verletzungsgefahr bei der Handhabung der Klammer 3 eingeschränkt bzw. unterdrückt werden.
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In dieser Darstellung in 2 ist zu erkennen, dass die Schenkel 14 der Stabilisierungsklammer 3 in einem Zustand, in dem die Stabilisierungsklammer 3 nicht in die Metallplatte 2 eingelegt ist, ausgehend von dem Verbindungselement 15 kontinuierlich auseinander (d.h. voneinander weg) laufen. Das heißt, dass der Abstand zwischen den beiden Schenkeln 14 startend bei dem Verbindungselement 15 bis hin zu dem distalen Bereich der Schenkel 14 mit den Haken 18 immer weiter (kontinuierlich) zunimmt. Dieser in 2 dargestellte Zustand, in dem die Stabilisierungsklammer 3 nicht in die Metallplatte 2 eingelegt, sondern von dieser getrennt vorgesehen ist, zeigt dabei den Normalzustand der Stabilisierungsklammer 3, d. h. den entspannten Zustand der Stabilisierungsklammer 3, an. Da die Stabilisierungsklammer 3 hier einstückig ausgebildet ist, wird die Klemmwirkung der Stabilisierungsklammer 3 über ihre Materialelastizität erzielt, d. h., die Schenkel 14 werden durch die jeweiligen Rippen 6 der Metallplatte 2 in einem in die Platte 2 eingelegten Zustand zueinander ausgerichtet und somit mit der Metallplatte 2 verklemmt.
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3 zeigt die Rückseite der Metallplatte 2 in einer perspektivischen Darstellung. Dabei ist die Rückseite 19 der Metallplatte 2 zu erkennen, welche optisch unbeschädigt ist. Das heißt, dass diese Rückseite 19 der Metallplatte 2, welche gleichzeitig die Rückseite des Nutbodens / des Nutgrundes der Nuten 5 der Metallplatte 2 ausbildet, vollkommen glatt und strukturfrei ist. Weiterhin sind die beiden Rippen 6 zu erkennen, welche über die Breite der Rückseite 19 der Metallplatte 2 jeweils seitlich herausragen. Es ist zu erkennen, dass die Metallplatte 2 in einem freien Zustand ist, d. h. sie ist nicht in eine Werkstückaufnahme eingeklemmt und/oder nicht durch die Stabilisierungsklammer 3 stabilisiert, sodass eine leichte Wölbung der Metallplatte in ihre Längsrichtung zu erkennen ist. Genau diese Wölbung soll durch die Stabilisierungsklammer 3 verhindert werden.
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Die nachfolgenden Figuren 4, 5, 6, 7 beschreiben einzelne Bearbeitungsschritte zur Herstellung der Metallplatte 2.
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Dabei zeigt 4 eine perspektivische Ansicht eines Werkstückträgers / einer Werkstückaufnahme 20, welche auch als Shuttle bezeichnet wird. Die Werkstückaufnahme 20 ist in 4 in einem leeren Zustand dargestellt, d. h. sie ist nicht mit einem Werkstück bestückt. Es ist zu erkennen, dass die Werkstückaufnahme 20 gleichmäßig voneinander beabstandete Nuten 21 aufweist. Die Werkstückaufnahme 20 ist massiv und aus Metall hergestellt.
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5 zeigt einen Zustand, in dem ein plattenartiger Rohling der Metallplatte 2 in die Werkstückaufnahme 20 eingespannt ist. Die Oberfläche des Rohlings ist hier vollkommen glatt und strukturfrei. Der Grundkörper weist entlang seiner beiden Längskanten jeweils in seinem äußeren Bereich bereits die Rippen 6 auf. In diesem Zustand, der hier in 5 dargestellt ist, befindet sich der Rohling vor dem Fräsen und vor den weiter folgenden Bearbeitungsschritten.
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6 zeigt die immer noch in das Shuttle eingespannte Metallplatte 2, welche bereits die fertiggestellten Nuten 5 aufweist. Hier ist ein Zustand der Metallplatte 2 dargestellt, nachdem ein Fräsprozess und ein PECM-Verarbeitungsprozess an der Metallplatte 2 durchgeführt wurden. Es ist zu erkennen, dass die Nuten 21 die eingefrästen und PECM-bearbeiteten Nuten 5 der Metallplatte 2 fortsetzen. Dies zeigt, dass die Nuten 21 der Werkstückaufnahme 20 dazu dienen, den Fräskopf beim Vorfräsen der Platte 2 und beim Hauptfräsen der Nuten 5 in die Platte 2 über die gesamte Breite der Metallplatte 2 ohne Abzusetzen durchziehen zu können.
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6A zeigt die Metallplatte 2 nach dem Vorfräsen zum Einstellen der Dicke des Grundkörpers 4 der Metallplatte 2 und vor dem Einfräsen der Nuten 5. Es ist zu erkennen, dass die Oberfläche Frässtrukturen aufweist. Die Rippen 6 sind bereits in die einzelnen Rasthaken 7 unterteilt. Es ist zu erkennen, dass sich die Rippen 6 jeweils an dem äußeren Rand der Längskante der Metallplatte 2 befinden.
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6B zeigt die Metallplatte 2 in einem freien Zustand, d. h. in einem Zustand ohne Stabilisierungsklammer 3 und in einem nicht in die Werkstückaufnahme 20 eingespannten Zustand, nachdem sie den Fräsprozess und den PECM-Prozess durchlaufen hat, wobei die Platte 2 hier bereits die Nuten 5 aufweist und die inneren und die äußeren Schnappverschlusszähne 9 und 10 vollständig an den Rippen 6 ausgebildet sind. Die Nuten 5 werden beim Fräsprozess ausgehend von der Oberseite des Grundkörpers 4 in die Tiefenrichtung der Metallplatte 2 eingebracht. Mit dem auf den Fräsprozess folgenden (P)ECM-Prozess werden die Nuten 5 in auf ihre endgültige Breite und Tiefe eingestellt, da bei diesem Prozess nicht die Gefahr besteht, dass die Rückseite der Platte 2 beschädigt wird. Die Metallplatte 2 ist in 6B in einem fertiggestellten Zustand dargestellt.
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7 zeigt den Werkstückträger 20 mit der Metallplatte 2 nach dem PECM-Prozess und möglicherweise auch nach einem auf den PECM-Prozess erfolgten Reinigungsprozess mit der in die Klammeraufnahmekanäle 13 eingelegten Stabilisierungsklammer 3. Es ist dabei wichtig, dass die Stabilisierungsklammer 3 in die Metallplatte 2 eingelegt wird, solange sich die Metallplatte 2 noch in dem Shuttle 20 befindet und bevor sie diesem entnommen wird. Die Schritte der 4, 5, 6 und 7 zeigen, dass die Platte 2 während ihrer gesamten Herstellung in ein und derselben Werkstückaufnahme 20 verbleibt. Erst wenn die Stabilisierungsklammer 3 in die Metallplatte 2 eingebracht ist, kann die Metallplatte 2 aus der Werkstückaufnahme 20 entnommen werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass sich die Metallplatte 2 in ihrer Längsrichtung aufrollt.
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8 zeigt jeweils in der Seitenansicht einen Vergleich einer in der 8 oben dargestellten Metallplatte 2 in einem Zustand, in dem sie frei ist, d. h. in dem sie nicht mit der Stabilisierungsklammer 3 versehen ist, mit einer in der 8 unten dargestellten Metallplatte 2, die mit der Stabilisierungsklammer 3 versehen ist. Es ist zu erkennen, dass sich die Metallplatte 2 im freien Zustand in ihrer Längsrichtung in Richtung ihrer Oberseite (nach oben) wölbt, wohingegen die mit der Stabilisierungsklammer 3 stabilisierte Metallplatte 2 gerade/planar/eben ist und sich nicht aufrollt. Somit kann die Stabilisierungsklammer 3 erfolgreich ein Aufrollen und somit eine Beschädigung der optischen Sichtfläche (der Rückseite 19) der Metallplatte 2 verhindern.
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Liste der Bezugszeichen
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- 1
- Transportsystem aus Stabilisierungsklammer und Metallplatte
- 2
- Metallplatte
- 3
- Stabilisierungsklammer
- 4
- Grundkörper der Metallplatte
- 5
- Aufnahmenut / Nut der Metallplatte
- 6
- Rippen
- 7
- Einrasthaken
- 8
- Schnappverschlusszähne
- 9
- äußere Schnappverschlusszähne
- 10
- innere Schnappverschlusszähne
- 11
- Vertiefung
- 12
- Vorsprung
- 13
- Klammeraufnahmekanal
- 14
- Schenkel der Stabilisierungsklammer
- 15
- Verbindungselement
- 16
- Nebensteg
- 17
- Hauptverbindungssteg
- 18
- Haken
- 19
- Rückseite der Metallplatte
- 20
- Werkstückaufnahme
- 21
- Nuten der Werkstückaufnahme
