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Die Erfindung betrifft eine Spann- oder Greifvorrichtung, insbesondere einen Parallelgreifer, zum Spannen oder Greifen von Werkstücken.
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Aus der
EP 1 905 549 A1 ist eine Greifvorrichtung mit einem Rotationsantrieb und zwei mittels eines Synchronzahnrads synchronisierten Schlitten offenbart, wobei an jedem Schlitten eine Verzahnung zum Eingriff mit dem Synchronzahnrad vorgesehen ist.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist eine zuverlässige, langlebige und einfach herzustellende Spann- oder Greifvorrichtung bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Spann- oder Greifvorrichtung weist wenigstens eine, vorzugsweise zwei, drei oder mehrere, entlang einer Führungsachse erstreckende Backenführung und wenigstens eine, vorzugsweise zwei, drei oder mehrere, in der Backenführung zwischen einer Greifposition und eine Freigabeposition verlagerbare Greifbacke auf. Die Greifbacke kann auch als Spannelement ausgebildet sein. Die Greifbacke weist wenigstens einen sich parallel zur Führungsachse erstreckenden Backenschenkel auf, wobei am Backenschenkel wenigstens eine mit der Backenführung zusammenwirkende, senkrecht zur Führungsachse verlaufende erste Gleitfläche und wenigstens eine mit der Backenführung zusammenwirkende, senkrecht zur Führungsachse und senkrecht zur ersten Gleitfläche verlaufende zweite Gleitfläche vorgesehen ist. Bei Anordnung der Spann- oder Greifvorrichtung auf einem horizontal ausgerichteten Maschinentisch, wobei dann die Führungsachse ebenfalls horizontal verläuft, ist die erste Gleitfläche vertikal und die zweite Gleitfläche horizontal ausgerichtet. Ferner weist die Spann- oder Greifvorrichtung einen Antrieb mit einem Antriebsritzel zum Verlagern der wenigstens einen Greifbacke auf. Das Antriebsritzel erstreckt sich vorzugsweise senkrecht zur Führungsachse entlang einer Antriebsachse und weist an seinem Außenumfang eine Verzahnung auf. Am Backenschenkel ist ein mit dem Antriebsritzel zusammenwirkendes, parallel zur ersten Gleitfläche verlaufendes Zahnstangenprofil mit Zähnen und/oder mit Nuten vorgesehen. Die Zähne und/oder die Nuten verlaufen vorzugsweise parallel zur Antriebsachse. Im Betrieb kämmt das Antriebsritzel mit dem Zahnstangenprofil. Die Zähne und/oder die Nuten des Zahnstangenprofils sind gegenüber der zweiten Gleitfläche zurückversetzt ausgebildet. Durch den entlang der Antriebsachse verlaufenden Versatz zwischen der zweiten Gleitfläche und dem Zahnstangenprofil bildet sich eine Tasche, in welcher sich Mittel, insbesondere Fette oder Schmierstoffe, ablagern können, wodurch das Führungsverhalten der wenigstens einen Greifbacke in der Backenführung und das Laufverhalten des Antriebsritzel im Zahnstangenprofil gefördert werden kann. Zudem wird so verhindert, dass die mit der zweiten Gleitfläche zusammenwirkende Fläche der Backenführung mit dem Zahnstangenprofil im Randbereich zum Eingriff kommt.
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Das Zahnstangenprofil weist vorzugsweise entlang der Antriebsachse ein der zweiten Gleitfläche zugewandtes oberes Profilende auf, wobei das obere Profilende in einer geraden ersten Ebene angeordnet ist. Die zweite Gleitfläche verläuft vorzugsweise in einer gerade zweiten Ebene. Das Zahnstangenprofil und die zweite Gleitfläche sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass die erste Ebene und die zweite Ebene zueinander beabstandet sind. Somit ist es nur erforderlich, die zweite Gleitfläche gegenüber der Backenführung hoch genau zu fertigen, insbesondere zu schleifen, sodass Kosten für die Oberflächenbearbeitung im Bereich des oberen Profilendes eingespart werden können.
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Eine vorteilhafte Weiterentwicklung sieht vor, dass der wenigstens eine Backenschenkel wenigstens einen ersten Führungsabschnitt und wenigstens einen entlang der Führungsachse zum ersten Führungsabschnitt beabstandeten zweiten Führungsabschnitt aufweist. Der erste Führungsabschnitt und der zweite Führungsabschnitt weisen jeweils eine erste Gleitfläche und eine zweite Gleitfläche auf. Zu Führungszwecken sind nur der erste Führungsabschnitt und der zweite Führungsabschnitt, insbesondere deren erste Gleitfläche und deren zweite Gleitfläche, geschliffen und beschichtet. Weitere Flächen zwischen den Führungsabschnitten müssen demnach nicht zu Führungszwecken geschliffen oder beschichtet werden.
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Vorteilhafterweise ist das Zahnstangenprofil entlang der Führungsachse zwischen dem ersten Führungsabschnitt und dem zweiten Führungsabschnitt angeordnet. Folglich sind mit den Führungsabschnitten die Hubendlagen der wenigstens einen Greifbacke bezüglich des Eingriffs des Antriebsritzels im Zahnstangenprofil definiert. Zudem ergibt sich eine vorteilhafte Lastverteilung, wenn das Antriebsritzel zwischen den Führungsabschnitten mit der wenigstens einen Greifbacke zusammenwirkt.
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Es ist vorteilhaft, wenn das Zahnstangenprofil, insbesondere die Zahnköpfe deren Zähne, gegenüber der ersten Gleitfläche bündig ausgebildet ist. Demnach kann die Backenführung sowohl mit der ersten Gleitfläche als auch mit dem Zahnstangenprofil, insbesondere mit den Zahnköpfen, zusammenwirken. Dazu sind die Zahnköpfe vorzugsweise ebenfalls geschliffen und beschichtet. Alternativ ist es vorteilhaft, wenn das Zahnstangenprofil, insbesondere die Zahnköpfe deren Zähne, gegenüber der ersten Gleitfläche zurückversetzt angeordnet ist. In dem Fall ist eine für die Backenführung erforderliche hochpräzise Oberflächenbehandlung nur für die erste Gleitfläche und nicht für das Zahnstangenprofil, insbesondere an den Zahnköpfen, erforderlich.
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Eine vorteilhafte Weiterentwicklung sieht vor, dass der Backenschenkel, insbesondere jeweils der erste Führungsabschnitt und/oder der zweite Führungsabschnitt, eine parallel zur zweiten Gleitfläche angeordnete dritte Gleitfläche aufweist, wobei das Zahnstangenprofil gegenüber der dritten Gleitfläche, insbesondere entsprechend zur zweiten Gleitfläche, zurückversetzt angeordnet ist. Bei Anordnung der Spann- oder Greifvorrichtung auf einem horizontal ausgerichteten Maschinentisch ist die dritte Gleitfläche horizontal ausgerichtet. Es ergeben sich die selben Vorteile wie beim Versatz zwischen dem oberen Profilende und der zweiten Gleitfläche.
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Das Zahnstangenprofil weist vorzugsweise entlang der Antriebsachse ein der dritten Gleitfläche zugewandtes, dem oberen Profilende gegenüberliegendes unteres Profilende auf, wobei das untere Profilende in einer geraden dritten Ebene angeordnet ist. Die dritte Gleitfläche verläuft vorzugsweise in einer geraden vierten Ebene. Das Zahnstangenprofil und die dritte Gleitfläche sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass die dritte Ebene und die vierte Ebene zueinander beabstandet sind. Somit ist es nur erforderlich, die dritte Gleitfläche gegenüber der Backenführung hoch genau zu fertigen, insbesondere zu schleifen, sodass Kosten für die Oberflächenbearbeitung im Bereich des unteren Profilendes eingespart werden können.
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Eine vorteilhafte Weiterentwicklung sieht vor, dass der Backenschenkel wenigstens eine Aussparung mit einem Aussparungsboden aufweist. Die wenigstens eine Aussparung kann im Bereich der zweiten Gleitfläche bzw. im Bereich des oberen Profilendes oder im Bereich der dritten Gleitfläche bzw. im Bereich des unteren Profilendes angeordnet sein. Der wenigstens eine Aussparungsboden kann senkrecht zu den Zähnen und/oder zu den Nuten des Zahnstangeprofils und beabstandet zur zweiten Gleitfläche und/oder zur dritten Gleitfläche ausgebildet sein. Der wenigstens eine Aussparungsboden begrenzt vorteilhafterweise die Zähne und/oder die Nuten des Zahnstangenprofils in Richtung der zweiten Gleitfläche und/oder der dritten Gleitfläche. Vorzugsweise ist ein erster Aussparungsboden vorgesehen, welcher das obere Profilende bildet, und ein zweiter Aussparungsboden, welcher das untere Profilende bildet. Der erste Aussparungsboden kann vorteilhafterweise in der ersten Ebene angeordnet sein. Der zweite Aussparungsboden kann vorteilhafterweise in der dritten Ebene angeordnet sein. Der Versatz zwischen den Profilenden und der jeweils zugeordneten zweiten oder dritten Gleitfläche ist einfach durch eine Aussparung herstellbar.
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Ferner ist vorteilhaft, wenn das Zahnstangenprofil eine parallel zur Führungsachse verlaufende Profillänge und die wenigstens eine Aussparung eine parallel zur Führungsachse verlaufende Aussparungslänge aufweist. Das Zahnstangenprofil und die wenigstens eine Aussparung sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Aussparungslänge größer als die Profillänge ist. Demnach bildet sich auch abseits des Zahnstangenprofils eine Tasche aus, in der Mittel, insbesondere Fette und Schmierstoffe, angesammelt werden können.
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Vorteilhafterweise ist das Antriebsritzel in Richtung der zweiten Gleitfläche bündig mit dem wenigstens einen Aussparungsboden und/oder mit dem oberen Profilende ausgebildet. Demnach ergibt sich ein optimaler Eingriff des Antriebsritzels in das Zahnstangenprofil.
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Es ist vorteilhaft, wenn zwei parallel zur Führungsachse verlaufende, separat zueinander ausgebildete Backenführungen vorgesehen sind, wobei in jeder Backenführung eine verlagerbare Greifbacke vorgesehen ist. Das Antriebsritzel dient vorzugsweise zur Synchronisierung der Verlagerung der beiden Greifbacken. Das Antriebsritzel kann zwischen den beiden Backenführungen angeordnet sein. Demnach ergibt sich eine gleichmäßige Leistungsübertragung und eine gleichmäßige Lastverteilung.
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Vorteilhafterweise ist senkrecht zur Führungsachse und senkrecht zur Antriebsachse zwischen den beiden Greifbacken ein erstes Backenführungselement vorgesehen. Das Backenführungselement wirkt hin zu einer Seite mit der ersten Greifbacke und hin zur gegenüberliegenden Seite mit der zweiten Greifbacke zusammen. Ferner ist ein zweites Backenführungselement und ein drittes Backenführungselement vorgesehen, welche jeweils nur mit einem der beiden Greifbacken zusammenwirken.
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Es ist vorteilhaft, wenn das Antriebsritzel im ersten Backenführungselement angeordnet ist.
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Ferner kann die wenigstens eine Greifbacke T-förmig und die wenigstens eine Backenführung T-Nut-förmig ausgebildet sein. Demnach weist die wenigstens eine Greifbacke zwei gegenüberliegende Backenschenkel auf.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert wird.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Spann- oder Greifvorrichtung;
- 2 eine schematische Oberansicht einer Spann- oder Greifvorrichtung gemäß 1;
- 3 eine schematische Schnittansicht einer Spann- oder Greifvorrichtung entlang Schnitt B-B gemäß 1;
- 4 eine schematische Schnittansicht einer Spann- oder Greifvorrichtung entlang Schnitt A-A gemäß 2;
- 5 eine perspektivische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Greifbacke;
- 6 eine perspektivische Unteransicht einer Greifbacke gemäß 5;
- 7 eine perspektivische Oberansicht einer Greifbacke gemäß 5;
- 8 eine schematische Seitenansicht einer Greifbacke gemäß 5;
- 8a eine Detailansicht des Details A der Greifbacke gemäß 8;
- 8b eine Detailansicht des Details B der Greifbacke gemäß 8;
- 8c eine Detailansicht des Details C der Greifbacke gemäß 8;
- 9 eine schematische Oberansicht einer Greifbacke gemäß 5; und
- 10 eine schematische Unteransicht einer Greifbacke gemäß 5.
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Die 1 bis 4 zeigen eine erfindungsgemäße Spann- oder Greifvorrichtung 10 in der Form eines Parallelgreifers mit einem Grundgehäuse 12 und einer im Grundgehäuse 12 parallel zu einer Führungsachse 14 erstreckenden Backenführung 16, wobei die Backenführung 16 eine entlang einer ersten Führungsachse 14a verlaufende erste T-Nut-förmige Backenführung 16a und eine zur ersten Backenführung 16a separate, entlang einer zweiten Führungsachse 14b verlaufende zweite T-Nut-förmige Backenführung 16b aufweist. Die Backenführung 16 erstreckt sich über die gesamte axiale Länge der Spann- oder Greifvorrichtung 10. Die erste Backenführung 16a wird durch ein erstes Backenführungselement 18a und ein zweites Backenführungselement 18b gebildet. Die zweite Backenführung 16b wird durch das erste Backenführungselement 18a und ein drittes Backenführungselement 18c gebildet. Das erste Backenführungselement 18a ist zwischen dem zweiten Backenführungselement 18b und dem dritten Backenführungselement 18c angeordnet.
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Ferner sind zwei entlang der Führungsachse 14 verlagerbare T-förmige Greifbacken 20 vorgesehen, wobei eine erste Greifbacke 20a in der ersten Backenführung 16a und eine zweite Greifbacke 20b in der zweiten Backenführung 16b angeordnet ist. Demnach wirkt im Betrieb die erste Greifbacke 20a mit dem ersten Backenführungselement 18a und mit dem zweiten Backenführungselement 18b und die zweite Greifbacke 20b mit dem ersten Backenführungselement 18a und mir dem dritten Backenführungselement 18c zusammen.
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Zum Verlagern der Greifbacken 20 ist gemäß 4 eine Antriebseinrichtung 22 mit einem Rotationsantrieb 24, einer Getriebeeinrichtung 26 und einer Kupplungseinrichtung 28 vorgesehen. Ferner umfasst die Antriebseinrichtung 22 eine entlang einer Antriebsachse 30 erstreckende Antriebswelle 32, an dessen freiem Ende 34 ein Antriebsritzel 36 drehfest angeordnet ist.
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Das Antriebsritzel 36 wirkt gemäß 3 mit einem an den Greifbacken 20, vorzugsweise integral, angeordneten Zahnstangenprofil 38 zusammen. Das Zahnstangenprofil 38 umfasst gemäß 5 vorzugsweise Zähne 40 und/oder Nuten 42, wobei die Zähne 40 und/oder die Nuten 42 sich parallel zur Antriebsachse 30 erstrecken. Im Betrieb kämmt die Verzahnung des Antriebsritzels 36 mit der Verzahnung des Zahnstangenprofils 38. Die Greifbacken 20 weisen gemäß 7 das Zahnstangenprofil 38 vorzugsweise auf der dem Antriebsritzel 36 zugewandten Ritzelseite 44 auf. Das Antriebsritzel 36 steht im Eingriff sowohl mit der ersten Greifbacke 20a und der zweiten Greifbacke 20b, wobei das Antriebsritzel 36 zur Synchronisierung der Verlagerung der Greifbacken 20 dient. Durch das Zusammenwirken des Zahnstangenprofils 38 mit dem Antriebsritzel 36 wird die Rotationsbewegung der Rotationsantriebs 24 hin zu einer Linearbewegung der Greifbacken 20 gewandelt.
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In den 5 bis 10 ist eine erfindungsgemäße Greifbacke 20 gezeigt. Die Greifbacke 20 weist zwei sich parallel zur Führungsachse 14 erstreckende Backenschenkel 46 auf, wobei die Backenschenkel 46 senkrecht zu einer Backenachse 14c und senkrecht zur Antriebsachse 30 einander gegenüber angeordnet sind, wobei im Betrieb die Backenachse 14c einer der Führungsachsen 14, 14a, 14b entspricht. In einem der beiden Backenschenkel 46 ist das Zahnstangenprofil 38 der Greifbacke 20 angeordnet.
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Die Greifbacke 20 weist gemäß 1 jeweils am Backenschenkel 46 eine parallel zur Antriebsachse 30 angeordnete erste Gleitfläche 48, eine parallel zur Führungsachse 14 und senkrecht zur ersten Gleitfläche 48 angeordnete zweite Gleitfläche 50 sowie eine parallel zur zweiten Gleitfläche 50 angeordnete dritte Gleitfläche 52 auf. Die Gleitflächen 48, 50, 52 wirken im Betrieb mit der Backenführung 16, insbesondere mit den Backenführungselementen 18a, 18b, 18c, zusammen. Die dritte Gleitfläche 52 des einen Backenschenkels 46 ist gemäß 6 mit der dritten Gleitfläche 52 des anderen Backenschenkels 46 an der Unterseite 54 der Greifbacke 20 durchgängig ausgebildet.
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Ferner weist die Greifbacke 20 gemäß 5 und 8 einen ersten Führungsabschnitt 56 und einen zweiten Führungsabschnitt 58 aus, wobei die Führungsabschnitt 56, 58 jeweils endseitig am Backenschenkel 46 angeordnet sind. Die Gleitflächen 48, 50, 52 sind an den Führungsabschnitten 56, 58 angeordnet. Demnach gleitet die Greifbacke 20 insbesondere mittels der Führungsabschnitte 56, 58 in der Backenführung 16. Dazu werden die Führungsabschnitte 56, 58, insbesondere deren Gleitflächen 48, 50, 52 geschliffen und beschichtet. Es ist nicht erforderlich, weitere Flächen zu Führungszwecken zu schleifen oder zu beschichten.
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Das Zahnstangenprofil 38 ist gemäß 8 am Backenschenkel 46 zwischen dem ersten Führungsabschnitt 56 und dem zweiten Führungsabschnitt 58 angeordnet. Das Zahnstangenprofil 38 wird parallel zur Führungsachse 14 von den Führungsabschnitten 56, 58 begrenzt. Die Zähne 40 des Zahnstangenprofils 38 sind so ausgebildet, dass diese bündig mit der ersten Gleitfläche 48 ausgebildet sind. Demnach gleitet die Greifbacke 20 im Bereich des Zahnstangenprofils 38 als Verlängerung der ersten Gleitfläche 48 auch über die Zähne 40.
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Im Bereich der zweiten Gleitfläche 50 wirken nur die Führungsabschnitte 56, 58 mit der Backenführung 16 zusammen. Demnach sind nur die Führungsflächen 56, 58 aufwendig für die Führung zu bearbeiten. Dazu weist gemäß 6 der Backenschenkel 46 zwischen den Führungsabschnitten 56, 58 eine, insbesondere mit einem Rundfräser eingebrachte, erste Aussparung 60 auf. Die erste Aussparung 60 weist einen parallel zur zweiten Gleitfläche 50 und/oder senkrecht zu den Zähnen 40 und/oder senkrecht zu den Nuten 42 verlaufenden Aussparungsboden 62 auf. Nach 9 weist die Aussparung 60 eine Aussparungslänge LA auf und das Zahnstangenprofil 38 weist eine Profillänge LP auf, wobei die Aussparungslänge LA größer als die Profillänge LP ausgebildet ist.
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Im Bereich der dritten Gleitfläche 52 wirken ebenfalls nur die Führungsabschnitte 56, 58 mit der Backenführung 16 zusammen, wobei hier auch die die beiden dritten Gleitflächen 52 verbindende Unterfläche 64 an der Unterseite 54 der Greifbacke 20 mitwirkt. Demnach sind nur die Führungsflächen 56, 58 aufwendig für die Führung zu bearbeiten, insbesondere durch Schleifen. Dazu weist gemäß 7 die Greifbacke 20 zwischen den Führungsabschnitten 56, 58 eine zweite Aussparung 66 auf. Die zweite Aussparung 66 erstreckt sich zwischen der ersten Gleitfläche 48 des einen Backenschenkels 46 und der ersten Gleitfläche 48 des anderen Backenschenkels 46 an der Unterseite 54 der Greifbacke 20. Auch die zweite Aussparung 66 weist einen parallel zur dritten Gleitfläche 52 und/oder senkrecht zu den Zähnen 40 und/oder senkrecht zu den Nuten 42 verlaufenden Aussparungsboden 68 auf.
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Das Zahnstangenprofil 38 wird gemäß 8a und 8c in Richtung der zweiten Gleitfläche 50 durch den ersten Aussparungsboden 62 begrenzt und gemäß 8b in Richtung der dritten Gleitfläche 52 durch den zweiten Aussparungsboden 68 begrenzt. Damit erstrecken sich die Zähne 40 und/oder die Nuten 42 zwischen einem oberen Profilende 70 und einem unteren Profilende 72.
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Das erste Profilende 70 und/oder der erste Aussparungsboden 62 sind gemäß 8, 8a und 8c in einer geraden ersten Ebene 74 angeordnet. Die zweite Gleitfläche 50 ist einer gerade zweiten Ebene 76 angeordnet. Die erste Ebene 74 und die zweite Ebene 76 verlaufen parallel zueinander und sind beabstandet zueinander angeordnet. Das zweite Profilende 72 und/oder der zweite Aussparungsboden 68 sind gemäß 8 und 8b in einer geraden dritten Ebene 78 angeordnet. Die dritte Gleitfläche 52 ist in einer geraden vierten Ebene 80 angeordnet. Die dritte Ebene 78 und die vierte Ebene 80 verlaufen parallel zueinander und sind beabstandet zueinander angeordnet. Der Abstand zwischen den ersten Ebene 74 und der zweiten Ebene 76 ist vorzugsweise gleich zum Abstand zwischen der dritten Ebene 78 und der vierten Ebene 80 ausgebildet. Ferner weist die Greifbacke 20 an einer Vielzahl der Kanten Fasen 82 auf. An der Oberseite 84 der Greifbacke 20 sind Bohrungen 86 zum Anbringen von nicht dargestellten Greif- oder Spannelementen vorgesehen.
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Der Versatz zwischen den Gleitflächen 50, 52 und den Profilenden 70, 72 bildet jeweils eine Tasche zur Aufnahme von Mitteln, insbesondere Fetten und Schmierstoffen, zur Förderung der Bewegung der Gleitbacke 20 in der Backenführung 16 sowie des Zahnstangenprofils 38 am Antriebsritzel. Ferner werden durch den Versatz die Zähne 40 und/oder die Nuten 42 vor durch die Backenführung verursachten Verschleiß und Schäden im Bereich der Profilenden 70, 72 geschützt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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