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Die Erfindung betrifft eine insbesondere elektromotorisch antreibbare, mobil mitführbare Vorrichtung zum Trennen von Schieferplatten, Faserzementplatten oder Keramikplatten mit einem eine Anlagefläche für die Schieferplatte aufweisenden Widerlager, bei der mittels eines Exzenters ein eine Schneide aufweisender Werkzeugträger zyklisch ausgelenkt wird, sodass die Schneide von einer dem Widerlager abgewandten Seite in die Schieferplatte eindringt und eine Schnittkante bzw. Bruchkante erzeugt.
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Platten aus Schiefer werden seit Jahrhunderten zur Dacheindeckung oder zur Fassadenbekleidung eingesetzt. Der Bearbeitungsschritt, bei dem die Schieferplatten ihre endgültige Formgebung erhalten, wird Zurichten genannt. Das Zurichten wird auch heute noch weitestgehend manuell durchgeführt.
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Unter Zurichten im Sinne der Erfindung ist dabei einerseits die äußere Formgebung der Schieferplatten zu verstehen, andererseits aber auch das Vorsehen von Lochungen und Aussparungen für die nachfolgende Befestigung der zugerichteten Platten an den Unterkonstruktionen von Dächern oder Fassaden.
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Das traditionelle und auch in der heutigen Zeit noch angewendete Zurichten wird mittels eines Zurichthammers und einer Haubrücke durchgeführt. Auf das Zurichten kann am Einbauort nicht verzichtet werden, da erst dort feststeht, welche Platten an welcher Stelle des Dachs oder der Fassade montiert werden, und somit erst am Einbauort feststeht, welche Schieferplatten einer besonderen Formgebung bedürfen.
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Das traditionelle Zurichten mit Hammer und Haubrücke bedarf großen handwerklichen Könnens und langjähriger Erfahrung, da die im Einbauzustand sichtbare Kante der Schieferplatte an der Anlagefläche entsteht und somit während des Zurichtens nicht eingesehen werden kann.
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Es ist aber auch bekannt, die Schieferplatten unter Zuhilfenahme maschineller Einrichtungen auf ein gewünschtes Format vor Ort zuzurichten. So beschreibt beispielsweise die
DE 34 02 038 A1 eine Vorrichtung zum Zuschneiden der Ränder von Schieferplatten auf einer stationär angeordneten Unterlage, wobei ein Schneidwerkzeug entlang einer stationären Schienenführung beweglich ist.
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Weiterhin offenbart die
DE 199 60 426 A1 ein Zurichtwerkzeug für Schieferplatten, das mit einer Stichsäge verwendet werden kann und das für das Zurichten nur einen Bearbeitungszahn aufweist, der eine vertikale, permanent hämmernde Bewegung ausführt, um die Schieferplatte zuzurichten.
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Aus der
US 2005/0028391 A1 und der
US 2016/0375510 A1 ist jeweils eine Schere für Baumaterialien einschließlich steinbeschichteter Metallschindeln bekannt, die mit einem Spannfutter einer tragbaren Bohrmaschine verbunden werden kann.
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Die
DE 199 43 598 A1 bezieht sich auf ein insbesondere akkubetriebenes, vorzugsweise handgeführtes Werkzeug für die Bearbeitung von Faserzement-, Schiefer- oder Keramikplatten mit einem elektrischen Hubantrieb für einen Werkzeugsatz.
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Die
DE 10 2012 103 564 A1 betrifft eine Schieferschere für Schieferplatten, Zementplatten oder dergleichen, die zwei sich kreuzend schwenkbare Hebel aufweist. Die beiden Enden der Hebel bilden jeweils einen Griffarm und einen Brecharm aus.
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Aus der
DE 333 291 A ist eine Schere zum Schneiden von Dachschiefer bekannt, mit einem festen Scherteil und einem als doppelarmiger Hebel ausgeführten beweglichen Scherteil, der durch eine Verbindungsstange mittels einer Exzenterscheibe so auf und nieder bewegt wird, dass das Schermaul nicht ganz geschlossen wird. Die Dachschieferplatte liegt beim Schneiden stets auf dem unteren Schneidemesser auf, damit ein Abrutschen der Schieferplatte aus der Schneidefläche vermieden und ein leichtes Vorrücken und beliebiges Drehen der Schieferplatte ermöglicht wird.
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Mit einer Vorrichtung gemäß der
DE 79 584 A sollen beliebig geformte Schieferplatten geschnitten werden, indem polygonal gekrümmte Messer, deren Schneiden schräg ansteigend verlaufen, gleichzeitig immer nur eine einzige Polygonseite der Schieferplatte treffen.
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Weiterhin beschreibt die
DE 188 688 A eine Vorrichtung zum Beschneiden und Lochen von Schieferplatten. Am Ende einer Welle ist ein Kopf angeordnet, an dessen Stirnseite vier gewölbte Messer in gleichen Abständen befestigt sind, wobei diese bei einer Drehung der Welle an einem Auflagemesser vorbeigleiten. Die zu bearbeitende Kante des Schiefers wird auf dieses Auflagemesser aufgelegt und nach Bedarf verschoben.
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Ein wesentlicher Aspekt bei der Verarbeitung von Schieferplatten betrifft die Zuordnung der Bruchkante und der Schnittkante zu der Vorderseite bzw. Rückseite der Schieferplatte. Beim Schneiden von Schieferplatten ist die Bruchkante des Schnitts auch gleichzeitig die Sichtkante. Die Bruchkante entsteht jedoch beim Schneiden auf der der Schneide abgewandten Rückseite auf der Seite des Widerlagers.
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Der auf der Schieferplatte markierte gewünschte Schnittverlauf muss daher oftmals auf die gegenüberliegende Seite übertragen werden, um dort die Schneide anzusetzen und auf der Vorderseite die gewünschte Bruchkante zu erzeugen. Dieser Übertrag führt jedoch zu einem zusätzlichen Aufwand und zu Fehlereinflüssen.
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Entsprechendes gilt auch für das Einbringen von Durchgangsöffnungen als Nagellöcher in die Schieferplatte, wobei nur auf der Sichtseite eine kegelförmige Erweiterung der Durchgangsöffnung gewünscht ist.
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Im Falle von Faserzementplatten soll hingegen weder die Bruchkante noch eine kegelförmige Erweiterung der Durchgangsöffnung sichtbar sein.
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Durch offenkundige Vorbenutzung ist zur Vermeidung dieses Problems auch eine handbetätigbare, beidseitig nutzbare Schieferschere bekannt, bei der sich die Bruchkante je nach Orientierung der Schneide und des Widerlagers oben oder unten bildet. In der einen Position zum Schneiden von Schieferplatten bildet sich die Bruchkante sichtbar an der Oberseite. In der umgekehrten Position, beispielsweise in der Anwendung bei Faserzementplatten, entsteht hingegen die Schnittkante an der Oberseite.
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In der Praxis wirkt sich im Gebrauch solcher handbetätigten Schieferscheren hinderlich aus, dass der Benutzer nicht nur die Kraft zur Betätigung der Schieferschere, sondern auch die Kraft zum Halten der Schieferplatten zum Ausgleich der Schnittkräfte aufbringen muss, die zudem von der Orientierung der Schieferschere abhängig sind. Auf der Baustelle unter oftmals erschwerten Umgebungsbedingungen ermüdet der Benutzer daher schnell.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bearbeitung von Schieferplatten wesentlich zu erleichtern und insbesondere eine weitgehend ermüdungsfreie Durchführung von Schnitten, wahlweise als Schnittkante oder als Bruchkante, zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß ist also eine Vorrichtung vorgesehen, die während der Durchführung des Trennverfahrens stationär oder ortsfest lösbar fixierbar ist und die mit zumindest zwei in einer gemeinsamen Ebene mit dem Werkzeugträger einander gegenüberliegenden Schneiden ausgestattet ist, wobei zumindest eine Schneide oberhalb des zumindest einen Widerlagers und zumindest eine weitere Schneide unterhalb eines Widerlagers angeordnet ist, sodass die Schieferplatte während des Trennprozesses wahlweise von oben oder von unten gegen eine jeweilige Anlagefläche des zumindest einen Widerlagers anlegbar ist und wobei der die Schneiden tragende Werkzeugträger mittels des Exzenters im Betrieb reversierend translatorisch beweglich ausgeführt ist. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass eine genaue und weitgehend ermüdungsfreie Bearbeitung der Schieferplatten dann möglich ist, wenn der Benutzer nicht etwa - wie beim Stand der Technik - selbst die Haltekräfte, sondern lediglich die Führung der Schieferplatte gegenüber der Schneide in Vorschubrichtung zur Erzeugung der Kontur aufbringen muss. Hierzu ist die Vorrichtung während des Gebrauchs unmittelbar am Einsatzort, beispielsweise an Sparren, mittels eines Fixiermittels lösbar fixiert. Hierzu können sowohl Schrauben als auch Schnellverschlüsse, insbesondere Klemm- oder Spannelemente, verwendet werden. Die durch die Anlage der Schieferplatte an dem Widerlager der Vorrichtung im Gebrauch auftretenden Kräfte werden somit in die ortsfeste Struktur abgeleitet.
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Man könnte nun daran denken, die Vorrichtung schwenkbar auszuführen, um so die Bearbeitung durch die Schneide von oben oder unten zu realisieren. Erfindungsgemäß hat die Vorrichtung jedoch zumindest zwei an dem gemeinsamen Werkzeugträger fixierte Schneiden, die spiegelsymmetrisch in Bezug auf die Ebene der zugeführten Schieferplatte angeordnet sind. Das Widerlager ermöglicht eine Anlage der Schieferplatte von oben oder von unten, sodass die obere oder die untere Schneide zum Einsatz kommt. Hierdurch kann der Benutzer jederzeit durch die bloße Auswahl der Anlagefläche bestimmen, auf welcher Seite die Bruchkante und die Schnittkante entsteht, wobei etwaige Markierungen auf der Schieferplatte jederzeit sichtbar bleiben.
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Ein wesentlicher Vorteil ist dabei die Bewegung der Schneiden entlang einer translatorischen, reversierenden Bewegungsbahn, weil dadurch der zwischen der Schneide und der Oberfläche der Schieferplatte eingeschlossene Winkel in jeder Bearbeitungsphase konstant bleibt. Es hat sich bereits gezeigt, dass die so erzielbare Bearbeitungsqualität der Schnittkante sowie der Bruchkante den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren weitaus überlegen ist. Die reversierende Bewegung wird dabei durch einen Exzenter nach dem Prinzip eines Kurbeltriebs oder Schubkurbelgetriebs realisiert, wobei der Werkzeugträger zugleich das Schubglied bildet.
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Die Wirkrichtung der so erzeugten Schubkraft des Werkzeugträgers liegt dabei vorzugsweise parallel zu der Verbindungslinie zwischen der Drehachse der rotatorischen Krafteinleitung und den Schneiden, sodass ein unerwünschtes seitliches Kippmoment reduziert ist. Es hat sich auch gezeigt, dass der erzeugte Schieferstaub reibungsreduzierende Eigenschaften aufweist, sodass der Verschleiß der beweglichen Teile der Vorrichtung vermindert ist und insbesondere eine Kapselung dieser Teile unnötig ist.
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Die Krafteinleitung erfolgt vorzugsweise durch einen externen Drehantrieb, wobei ein integrierter elektrischer Antrieb der Vorrichtung nicht ausgeschlossen ist. Die Schneiden sind vorzugsweise mit dem Werkzeugträger lösbar verbunden und lassen sich so bei Bedarf problemlos austauschen.
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Dabei hat es sich bereits als sinnvoll erwiesen, wenn die Schneide eine maximale Dicke aufweist, die größer ist als die Dicke des Werkzeugträgers, sodass dieser nicht in Kontakt kommt mit den Schnittflächen der Schieferplatte.
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Ferner kann auch eine Auffangvorrichtung für Bruchstücke oder auch für weiterverwendbare Plattenteile vorgesehen sein.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass zumindest der unterhalb des Widerlagers angeordneten Schneide ein bewegliches Stützelement zur Übertragung einer insbesondere einstellbaren Andruckkraft zur Vorspannung der Schieferplatte gegen die Anlagefläche des Widerlagers zugeordnet ist. Hierdurch wird die von unten zu bearbeitende Schieferplatte mittels des Stützelements entgegen der Schwerkraft gegen die Anlagefläche gepresst, wobei die Andruckkraft so bemessen ist, dass eine Verschiebung der Schieferplatte quer zur Wirkrichtung der Andruckkraft, insbesondere also in der horizontalen Ebene, problemlos möglich ist. Durch das Stützelement wird der Kontakt zwischen der Schieferplatte und der Anlagefläche während der Bearbeitung sichergestellt und so insbesondere ein unerwünschtes kurzzeitiges Abheben der Schieferplatte während der Rückbewegung der Schneide zuverlässig ausgeschlossen. Die Ebene des Stützelemente bleibt dabei auch dann parallel zu der Anlagefläche des Widerlagers, wenn Schieferplatten mit verschiedenen Materialstärken geschnitten werden. Hierzu eignet sich beispielsweise eine teleskopische Führung oder ein Hebelgestänge, insbesondere eine Parallelogrammführung.
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Von Vorteil ist es, dass je nach Masse oder Materialeigenschaften der zu bearbeitenden Schieferplatte die Vorspannkraft des beweglichen Stützelements einstellbar ist. Indem diese mittels eines einstellbaren Federelements erzeugt wird, kann jederzeit auch während der Bearbeitung der Schieferplatte die Vorspannkraft variiert werden.
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Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird dadurch erreicht, dass der Werkzeugträger mit zumindest einem Stempel zum Einbringen von als Nagellöcher verwendbaren Durchgangsöffnungen in die Schieferplatte kinematisch gekoppelt ist, wobei dem Stempel eine Anlagefläche eines Widerlagers zugeordnet ist. Um den Bearbeitungsfreiraum der Schieferplatten beim Schneiden nicht zu beeinträchtigen, ist jeder Stempel in einer von der Bearbeitungsebene beim Schneiden insbesondere parallel beabstandeten Ebene angeordnet.
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Besonders bevorzugt kommt auch hinsichtlich des Stempels das Prinzip der gegensinnig reversierenden Bewegung mehrerer Stempel zum Einsatz, indem der Werkzeugträger mit zumindest zwei Stempeln verbunden ist, denen jeweils eine Anlagefläche zumindest eines Widerlagers derart zugeordnet ist, dass die Schieferplatte von oben oder unten anlegbar ist, wobei zumindest ein Stempel oberhalb des zumindest einen Widerlagers und zumindest ein weiterer Stempel unterhalb eines Widerlagers angeordnet ist. Dadurch kann der Benutzer wahlweise die konische Erweiterung oder die im Wesentlichen zylindrische Ausnehmung auf der Sichtseite bzw. der Rückseite der Schieferplatte erzeugen.
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Die Vorrichtung weist dann besonders kompakte Abmessungen und ein geringes Eigengewicht auf, wenn die Vorrichtung eine Kupplung für ein handelsübliches, mitführbares Bohr- und/oder Schraubwerkzeug zur Übertragung einer Rotationsbewegung aufweist, sodass beispielsweise ein ohnehin zum Standardwerkzeug zählender Akkuschrauber als Antriebsquelle für den Rotationsantrieb genutzt werden kann, um den Exzenter der Vorrichtung anzutreiben. Das Bohr- und/oder Schraubwerkzeug stützt sich dabei an einer Kontaktfläche der Vorrichtung ab, die beispielsweise auch durch ein in unterschiedlichen Positionen an der Vorrichtung fixierbares Profilelement realisiert werden kann. Dieses Profilelement ist in der Nichtgebrauchsposition in einer Halterung fixiert, die zugleich den Werkzeugträger oder den Zugang zu den Schneiden blockiert, sodass das Profilelement vor Gebrauch zunächst entfernt werden muss, sodass dessen Verwendung nicht versehentlich unterbleibt.
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Die Aktivierung des Bohr- und/oder Schraubwerkzeugs kann mittels des vorhandenen Schalters erfolgen. Hierzu eignet sich eine Variante besonders gut, bei welcher die Vorrichtung ein Betätigungselement zur Übertragung einer Bedienkraft auf einen Schalter oder Taster des Bohr- und/oder Schraubwerkzeugs aufweist, sodass das Betätigungselement insbesondere von der Zuführseite der Schieferplatten ergonomisch optimiert erreichbar ist und eine schnelle Abschaltung ermöglicht. Dabei sind verschiedene Schaltstellungen für einen Dauerbetrieb oder für eine kurzzeitige Betätigung realisierbar. Selbstverständlich sind auch sensorisch, insbesondere berührungslose Signalgeber realisierbar. Das Betätigungselement ist dabei wahlweise zur rein mechanischen Kraftübertragung mittels einer Koppelstange oder eines Bowdenzugs ausgeführt, oder aber durch ein elektrisch aktivierbares Stellelement mit dem Schalter des Bohr- und/oder Schraubwerkzeugs verbunden.
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Eine weitere ebenfalls besonders sinnvolle Abwandlung der Erfindung wird dadurch erreicht, dass die Vorrichtung mit einer Führung für einen gegen die Schieferplatte insbesondere in unterschiedlichen Winkelpositionen anlegbaren Anschlag ausgestattet ist, welcher zur Zustellung translatorisch entlang der Führung beweglich ist. Hierdurch lässt sich die Schieferplatte mittels des Anschlags ohne eine unerwünschte Winkeländerung entlang der beispielsweise als Schiene oder Profil ausgeführten Führung in Zustellrichtung zu der Schneide bewegen. Dadurch wird das Verletzungsrisiko noch weiter vermindert und die Herstellung von geraden Schnitten in der Schieferplatte vereinfacht. Selbstverständlich kann eine Skalierung zur Einstellung einer gewünschten Winkelposition oder Schnittlänge vorgesehen sein.
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Bei einer anderen ebenfalls besonders sinnvollen Ausgestaltungsform der Erfindung weist die Vorrichtung eine Schnellfixierung zur stationären oder ortsfesten Fixierung an Objekten auf, um so eine einfache, schnell lösbare Verbindung vor Ort zu ermöglichen, die zugleich belastbar ist und die auftretenden Kräfte bei der Bearbeitung der Schieferplatten zuverlässig und ohne eine Verformung oder Verlagerung aufnimmt. Selbstverständlich sind Voreinstellungen für eine gewünschte Winkelposition, insbesondere für eine horizontale Ausrichtung der Anlageflächen, in sinnvoller Weise realisierbar.
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Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in einer Seitenansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Trennen von Schieferplatten 2. Die Vorrichtung 1 wird zunächst vor Gebrauch mittels einer Schnellfixierung an einem ortsfesten Objekt 3 fixiert. Anschließend wird eine Kupplung 4 der Vorrichtung 1 zur Übertragung einer Antriebsleistung und zur Einleitung einer Rotationsbewegung 5 mit einem nicht dargestellten Akkuschrauber gekoppelt, der sich seinerseits ebenfalls an dem Objekt 3 oder an einer nicht gezeigten Stützfläche der Vorrichtung 1 abstützt. Die so eingeleitete Rotationsbewegung 5 wird mittels eines Exzenters 6 auf einen Werkzeugträger 7 übertragen, der dadurch in seiner Führung 8 in Pfeilrichtung 9 reversierend translatorisch angetrieben wird. An dem Werkzeugträger 7 sind in einer gemeinsamen Ebene austauschbar zwei einander gegenüberliegende Schneiden 10, 11 sowie zwei Stempel 12, 13 angeordnet. Zwischen den Schneiden 10, 11 sowie oberhalb des oberen Stempels 12 und unterhalb des unteren Stempels 13 ist jeweils ein Widerlager 14, 15, 16 angeordnet, wobei das zwischen den Schneiden 10, 11 angeordnete Widerlager 14 jeweils eine Anlagefläche 17 an seiner Oberseite und eine Anlagefläche 18 an seiner Unterseite aufweist. Indem die obere Schneide 10 oberhalb des Widerlagers 14 und die untere Schneide 11 unterhalb eines Widerlagers 14 angeordnet ist, kann die Schieferplatte 2 während des Trennprozesses wahlweise von oben oder von unten gegen eine jeweilige Anlagefläche 17, 18 des Widerlagers 14 angelegt werden. Dadurch dringt die Schneide 10, 11 wahlweise von der Sichtseite oder der Rückseite der Schieferplatte 2 in deren Oberfläche ein und erzeugt so die typische Bruchkante 19 und die Schnittkante 20 auf der gewünschten Seite. Lediglich andeutungsweise dargestellt ist ein unterhalb des Widerlagers 14 angeordnetes Stützelement 21 zur Übertragung einer Vorspannung der Schieferplatte 2 gegen die Anlagefläche 18 durch eine einstellbare Andruckkraft F, welches die Handhabung und Führung der Schieferplatte 2 während der Bearbeitung wesentlich erleichtert. In gleicher Weise dringen auch die Stempel 12, 13 wahlweise von der Vorderseite oder der Rückseite der Schieferplatte 2 ein, wobei diesen jeweils das Widerlager 12 bzw. 13 zugeordnet ist. Um den Akkuschrauber zu aktivieren, hat die Vorrichtung 1 ein mit einem Gestänge ausgestattetes Betätigungselement 22 zur mechanischen Übertragung einer Bedienkraft auf einen Schalter bzw. Taster des Akkuschraubers, welches sich dadurch für den Benutzer in ständiger Reichweite befindet und neben einer Stellung für einen Dauerbetrieb als Schalter auch einen Kurzzeitbetrieb als Taster ermöglicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Schieferplatte
- 3
- Objekt
- 4
- Kupplung
- 5
- Rotationsbewegung
- 6
- Exzenter
- 7
- Werkzeugträger
- 8
- Führung
- 9
- Pfeilrichtung
- 10
- Schneide
- 11
- Schneide
- 12
- Stempel
- 13
- Stempel
- 14
- Widerlager
- 15
- Widerlager
- 16
- Widerlager
- 17
- Anlagefläche
- 18
- Anlagefläche
- 19
- Bruchkante
- 20
- Schnittkante
- 21
- Stützelement
- 22
- Betätigungselement
- F
- Andruckkraft
