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TECHNISCHES GEBIET
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine Trägervorrichtung für eine bewegbare Aufspannplatte zum Tragen einer bewegbaren Aufspannplatte und Führen der Bewegung der bewegbaren Aufspannplatte z. B. in einer Formwerkzeugspannvorrichtung in einer Formgebungsvorrichtung, etwa einer Spritzgießmaschine.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Formgebungsvorrichtungen, wie Spritzgießmaschinen und Druckgussmaschinen, umfassen eine Formwerkzeugspannvorrichtung, in welcher ein Formwerkzeug, bestehend aus einem feststehenden Formwerkzeug und einem bewegbaren Formwerkzeug, montiert werden soll, und eine Einspritzvorrichtung. Die Formwerkzeugspannvorrichtung beinhaltet eine feststehende Aufspannplatte, an welcher das feststehende Formwerkzeug zu montieren ist, und eine bewegbare Aufspannplatte, an welcher das bewegbare Formwerkzeug zu montieren ist. Es gibt verschiedene Arten bekannter Formwerkzeugspannvorrichtungen. Eine typische Art ist eine Formwerkzeugspannvorrichtung vom Gelenkstangen-Typ, die eine bewegbare Aufspannplatte durch Ausfahren/Einziehen eines kraftbetriebenen Gelenkstangenmechanismus entlang von Spurstangen vor- und zurückbewegt, wodurch ein Formwerkzeug geschlossen, eingespannt und geöffnet wird.
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Bei einer derartigen Formwerkzeugspannvorrichtung wird die bewegbare Aufspannplatte auf einem Rahmen der Formgebungsvorrichtung vermittels einer Aufspannplatten-Trägervorrichtung getragen, so dass sich die bewegbare Aufspannplatte entlang von Spurstangen reibungslos vor- und zurückbewegen kann. Wenn ein bewegbares Formwerkzeug auf der bewegbaren Aufspannplatte montiert wird, wird eine große Last auf die Spurstangen aufgebracht, wodurch die Spurstangen sich manchmal geringfügig nach unten durchbiegen können. Der Betrag der Abwärts-Biegung der Spurstangen verändert sich mit einer Änderung des Gewichts des montierten bewegbaren Formwerkzeugs bei einem Austausch des Formwerkzeugs.
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Zur Verhinderung einer solchen Spurstangenbiegung beschreibt bespielsweise die
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-71894 die Verwendung einer Linearführung, welche entlang einer Führungsschiene als Aufspannplatten-Trägervorrichtung zum Tragen des Gewichts einer bewegbaren Aufspannplatte gleitet. Dies kann die Aufbringung einer Last auf den Spurstangen unterbinden, wodurch es ermöglicht wird, eine gleichmäßige Vor- und Zurück-Bewegung der bewegbaren Aufspannplatte zu gewährleisten und das Biegen der Spurstangen zu verhindern.
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Zum Verhindern der Erzeugung einer Biegungsbewegung in der bewegbaren Aufspannplatte, die nach dem Festspannen eines Formwerkzeugs eine große Kraft von einem Gelenkstangenmechanismus aufnimmt, wird im oben genannten Patentdokument ferner vorgeschlagen, die Linearführung vermittels eines Montageblocks festzulegen, welcher elastisch am unteren Ende der bewegbaren Aufspannplatte montiert ist.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Wenn jedoch ein bewegbares Formwerkzeug an eine bewegbare Aufspannplatte montiert wird, wirkt aufgrund des Gewichts des bewegbaren Formwerkzeugs ein Moment auf die bewegbare Aufspannplatte in der Aufspannplatten-Fallrichtung. Dieses Moment wird bei der herkömmlichen Aufspannplatten-Trägervorrichtung nicht berücksichtigt, welche eine bewegbare Aufspannplatte unter Verwendung einer Linearführung trägt. Deshalb wird, wenn die Biegefestigkeit der Linearführung ungenügend ist, die Bewegungslebensdauer der Linearführung durch die Wirkung des Moments verkürzt.
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Eine Linearführung ist fortwährend der Last einer bewegbaren Aufspannplatte ausgesetzt; deshalb ist es, im Hinblick auf die Bewegungslebensdauer, bevorzugt, eine kostspielige Linearführung zu verwenden, die eine hohe Tragfähigkeit aufweist. Bei der herkömmlichen Aufspannplatten-Trägervorrichtung ist jedoch eine Vielzahl von Linearführungen, welche die gleichen Spezifikationen aufweisen, auf einer Führungsschiene angeordnet, trotz der Tatsache, dass die auf die Linearführungen aufgebrachten Lasten nicht die gleichen sind. Dies ist angesichts der Kosten für eine Verlängerung der Bewegungslebensdauer der Linearführungen nicht bevorzugt.
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Die vorliegende Erfindung erfolgte in Anbetracht der oben genannten Probleme im Stand der Technik. Deshalb besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Trägervorrichtung für eine bewegbaren Aufspannplatte, eine bewegbare Aufspannplatte, eine Vorrichtung zum Öffnen bzw. Schließen des Formwerkzeugs und eine Formgebungsvorrichtung bereitzustellen, welche, mit einer Linearführung mit einer minimalen erforderlichen Tragfähigkeit, eine ausreichende Bewegungslebensdauer der Linearführung sicherstellen können und darüber hinaus die Biegefestigkeit der Linearführung sicherstellen können, welche unter Berücksichtigung eines Moments, das auf eine bewegbare Aufspannplatte wirkt, erforderlich und ausreichend ist.
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Mittel zur Lösung der Probleme
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Um die Aufgabe zu lösen, weist eine Trägervorrichtung für eine bewegbare Aufspannplatte gemäß der vorliegenden Erfindung einen Führungsmechanismus auf, der mit einer Schiene in Eingriff steht, die sich auf einem Rahmen in der Bewegungsrichtung einer bewegbaren Aufspannplatte erstreckt, an welcher ein bewegbares Formwerkzeug montiert werden soll, und der die bewegbare Aufspannplatte bewegbar trägt, wobei der Führungsmechanismus eine Linearführung beinhaltet, die aus einer Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Blöcken aufgebaut ist, und wobei wenigstens einer aus der Vielzahl von Blöcken, welche die Linearführung bilden, eine Tragfähigkeit besitzt, die sich von der/n Tragfähigkeit(n) des/r anderen Blocks/Blöcke unterscheidet.
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Eine bewegbare Aufspannplatte gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine bewegbare Aufspannplatte, an der ein bewegbares Formwerkzeug montiert werden soll; und die oben beschriebene Trägervorrichtung für die bewegbare Aufspannplatte, die den Führungsmechanismus umfasst, der mit einer Schiene in Eingriff steht, die sich auf einem Rahmen in der Bewegungsrichtung der bewegbaren Aufspannplatte erstreckt, an welcher ein bewegbares Formwerkzeug montiert werden soll, und der die bewegbare Aufspannplatte trägt.
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Eine Formwerkzeug-Öffnungs-/Schließvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine feststehende Aufspannplatte, an der ein feststehendes Formwerkzeug montiert werden soll; eine bewegbare Aufspannplatte, an der ein bewegbares Formwerkzeug montiert werden soll; einen Öffnungs-/Schließ-Mechanismus zum Öffnen/Schließen eines Formwerkzeugs; und die oben beschriebene Trägervorrichtung für die bewegbare Aufspannplatte.
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Eine Formgebungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die oben beschriebene Öffnungs-/Schließ-Vorrichtung.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Seitenansicht einer Formwerkzeugspannvorrichtung, auf die eine bewegbare Aufspannplatten-Trägervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
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2 ist eine Seitenansicht der bewegbaren Aufspannplatte aus 1; und
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3 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Verteilung einer statischen Last, wie beobachtet, wenn ein Formwerkzeug auf einer bewegbaren Aufspannplatte montiert ist, und einer Anordnung von Führungsschlitten in einer Linearführungsvorrichtung.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen der Trägervorrichtung für die bewegbare Aufspannplatte, der bewegbaren Aufspannplatte, der Formwerkzeug-Öffnungs-/Schließvorrichtung und der Formgebungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt eine Formwerkzeugspannvorrichtung zur Verwendung in einer Spritzgießmaschine (Formgebungsvorrichtung), auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 die gesamte Formwerkzeugspannvorrichtung.
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Die Formwerkzeugspannvorrichtung (Öffnungs-/Schließvorrichtung, Formwerkzeug-Öffnungs-/Schließvorrichtung) 10 beinhaltet, zum Beispiel, eine feststehende Aufspannplatte 12, befestigt an der vorderen Seite eines Rahmens 11, ein Link- bzw. Gelenkgehäuse (Druck-empfangende Aufspannplatte) 14, installiert an der hinteren Seite des Rahmens 11, und eine bewegbare Aufspannplatte 16, bewegbar installiert zwischen der feststehenden Aufspannplatte 12 und dem Gelenkgehäuse 14. Das Bezugszeichen 17 bezeichnet ein Formwerkzeug. Ein feststehendes Formwerkzeug (das andere Formwerkzeug, ein Formwerkzeug) 18 ist an die feststehende Aufspannplatte 12 montiert, während ein bewegbares Formwerkzeug (ein Formwerkzeug, das andere Formwerkzeug) 19, angeordnet gegenüber dem feststehenden Formwerkzeug 18, an der bewegbaren Aufspannplatte 16 montiert ist.
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Die feststehende Aufspannplatte 12 und das Gelenkgehäuse 14 sind durch eine Vielzahl von (z. B. vier) Spurstangen 20 verbunden. Die bewegbare Aufspannplatte 16 bewegt sich entlang der nachstehend beschriebenen Führungsschienen 41 vor und zurück.
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In dieser Ausführungsform ist die Formwerkzeugspannvorrichtung 10 als eine Formwerkzeugspannvorrichtung vom Gelenkstangen-Typ eingerichtet, die eine Formwerkzeug-Spannkraft mit einem Gelenkstangenmechanismus 22 erzeugt.
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In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 25 eine Traverse. Die Traverse 25 weist, an ihrem Zentrum, ein Mutternglied 27 auf, welches einen Kugelgewindespindelmechanismus zum Antreiben des Gelenkstangenmechanismus 22 bildet. Das Mutternglied 27 ist eingerichtet, um mit einer Kugelgewindestange 28 in Eingriff zu stehen. Die Kugelgewindespindel (Antriebsmechanismus) 28 wird durch einen nicht gezeigten Servomotor (Antriebsabschnitt) angetrieben.
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Der Gelenkstangenmechanismus (Öffnungs/Schließ-Mechanismus) 22 beinhaltet ein Paar von oberen und unteren Gelenkstangen. Jede Gelenkstange beinhaltet Verbindungsstücke 30, 31 und 32. In jeder Gelenkstange ist ein Ende des Verbindungsstücks 30 mit der Traverse 25 verbunden, ein Ende des Verbindungsstücks 31 ist mit dem Gelenkgehäuse 14 verbunden, und ein Ende des Verbindungsstücks 32 ist mit einem Gelenkstangen-Gelenk 34 verbunden, das sich hinter der bewegbaren Aufspannplatte 16 befindet. Ein solcher Gelenkstangenmechanismus 22 bewegt die bewegbare Aufspannplatte 16 vor und zurück und überträgt eine Formwerkzeug-Einspannkraft auf die bewegbare Aufspannplatte 16. Somit wird die bewegbare Aufspannplatte 16 durch den nicht gezeigten Servomotor (Antriebsvorrichtung, Antriebseinheit) vor- und zurückbewegt.
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Die Formwerkzeugspannvorrichtung 10 dieser Ausführungsform ist mit der folgenden Trägervorrichtung 40 für bewegbare Aufspannplatten bereitgestellt, um das Gewicht der bewegbaren Aufspannplatte 16 zu tragen und eine reibungslose Bewegung der bewegbaren Aufspannplatte 16 zu erzielen.
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Ein Paar Führungsschienen (Schienen) 41 ist auf beiden Seiten des Sockels 11 und parallel zu den Spurstangen 20 verlegt. Linearführungsschlitten (Führungsschlitten, Schlitten) 42a bis 42d, als eine Linearführung (Führung, Führungsmechanismus) 42, welche bewegbar mit jeder Führungsschiene 41 in Eingriff steht, sind über einen Montageblock 44 an einem unteren Abschnitt der bewegbaren Aufspannplatte 16 auf jeder Seite der bewegbaren Aufspannplatte 16 montiert.
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In dieser Ausführungsform sind die vier Linearführungsschlitten 42a bis 42d, zum Beispiel, in der Längenrichtung auf jeder Führungsschiene 41 verbunden, wodurch die Linearführung 42 gebildet wird. Die Führungsschiene 41 ist eine bekannte Führungsschiene, die einen im Allgemeinen I-förmigen Querschnitt besitzt. Ein Linearlager (lineares Rollbewegungs-Führungslager) mit Walzen oder Stahlkugeln, welche auf der Rollfläche der Führungsschiene 41 rollen, wird als jeder der Linearführungsschlitten 42a bis 42d verwendet. Ein Linearlager, das auf der Gleitfläche der Führungsschiene 41 mittels eines Schmieröls gleitet, kann ebenfalls verwendet werden.
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Wie in 2 gezeigt wird eine Kombination von Linearlagern mit unterschiedlichen Tragfähigkeiten für die Linearführungsschlitten 42a bis 42d verwendet. In dieser Ausführungsform sind der vordere Linearführungsschlitten 42d und der hintere Linearführungsschlitten 42a Linearführungsschlitten, die eine niedrige Tragfähigkeit (relativ geringe Tragfähigkeit) besitzen, während die zwischenliegenden Linearführungsschlitten 42b, 42c Linearführungsschlitten mit einer hohen Tragfähigkeit (relativ hohe Tragfähigkeit) sind. In 2 stellt G den Schwerpunkt dar, wie beobachtet, wenn das bewegbare Formwerkzeug 19 auf der bewegbaren Aufspannplatte 16 montiert ist, und G0 stellt die Position des Schwerpunkts dar, wie er beobachtet wird, wenn das bewegbare Formwerkzeug 19 nicht auf der bewegbaren Aufspannplatte 16 montiert ist.
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Eine optimale Kombination der Linearführungsschlitten 42a bis 42d kann basierend auf der Verteilung der Last-Aufbringung (statische Last und dynamische Last, einschließlich einer Kraft, erzeugt durch eine Biegebewegung) in der Anordnungsrichtung der Blöcke bestimmt werden, die hervorgerufen wird, wenn das bewegbare Formwerkzeug 19 mit dem maximal montierbaren Gewicht auf der bewegbaren Aufspannplatte 16 montiert ist.
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3 ist ein Diagramm, um eine Beziehung zwischen den Linearführungsschlitten 42a bis 42d und einer Verteilung der statischen Last zu zeigen, wie beobachtet, wenn das bewegbare Formwerkzeug 19 mit dem Maximal-Gewicht auf der bewegbaren Aufspannplatte 16 montiert ist.
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Wie in 3 gezeigt, wirkt, wenn das bewegbare Formwerkzeug 19 auf der bewegbaren Aufspannplatte 16 montiert ist, eine große Last auf die in der Nähe des Schwerpunkts G befindlichen Linearführungsschlitten 42b, 42c, wohingegen eine bei Weitem kleinere Last auf die Linearführungsschlitten 42a, 42d, die sich fern von dem Schwerpunkt G befinden, wirkt.
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Demgemäß werden Linearlager mit einer Tragfähigkeit, die hoch genug ist, um eine erwartete Last zu tragen, als die Linearführungsschlitten 42b, 42c verwendet. Somit werden Linearführungsschlitten, die eine höhere Tragfähigkeit als die Linearführungsschlitten 42a, 42d besitzen, als die Linearführungsschlitten 42b, 42c verwendet. Im Gegensatz dazu werden Linearlager mit einer Tragfähigkeit, die zum Tragen einer minimalen erforderlichen Last ausreicht, als die Linearführungsschlitten 42a, 42d verwendet. Somit werden Linearführungsschlitten, die eine niedrigere Tragfähigkeit als die Linearführungsschlitten 42b, 42c besitzen, als die Linearführungsschlitten 42a, 42d verwendet.
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Die oben beschriebene Trägervorrichtung 40 für eine bewegbare Aufspannplatte besitzt folgende Funktion und Wirkungen.
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Unter Bezugnahme auf 2, wenn das bewegbare Formwerkzeug 19 auf der bewegbaren Aufspannplatte 16 montiert ist, wirkt ein Biegemoment M auf die bewegbare Aufspannplatte 16 in der Platten-Fallrichtung aufgrund des Gewichts des bewegbaren Formwerkzeugs 19, und eine durch das Biegemoment M erzeugte Kraft wird auf die Linearführungsschlitten 42a bis 42d aufgebracht, welche die bewegbare Aufspannplatte 16 tragen.
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Um die Linearführung 42 mit einer ausreichenden Biegefestigkeit bereitzustellen, um dem Biegemoment M zu widerstehen, werden Linearführungsschlitten, die eine hohe Tragfähigkeit besitzen, als Linearführungsschlitten 42b, 42c verwendet, welche unter den vier Linearführungsschlitten 42a bis 42d am meisten durch das Biegemoment M beeinflusst werden. Dies kann die Linearführung 42 vor Beschädigung aufgrund ungenügender Biegefestigkeit bewahren, wodurch eine Verkürzung der Lebensdauer der Linearführung 42 verhindert wird.
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Ferner werden Linearführungsschlitten, die eine hohe Tragfähigkeit besitzen, als die Linearführungsschlitten 42b, 42c verwendet, auf welche eine große Last aufgebracht wird, wenn sich die bewegbare Aufspannplatte 16 beim Öffnen oder Schließen des Formwerkzeugs bewegt, während Linearführungsschlitten mit einer niedrigen Tragfähigkeit als die Linearführungsschlitten 42a, 42d verwendet werden, auf welche eine relativ kleine Last aufgebracht wird. Dies macht es für jeden der Linearführungsschlitten 42a bis 42d möglich, eine aufgebrachte Last verhältnismäßig zu der Tragfähigkeit des Linearführungsschlittens zu lagern. Daher kann dies eine Überleistung von jedem der Linearführungsschlitten 42a bis 42d vermeiden und die Gesamt-Produktionskosten senken, und kann dennoch den Verschleiß der Linearführungsschlitten 42a bis 42d verhindern, wodurch deren langfristige Bewegungslebensdauer sichergestellt wird.
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Wie hierin obenstehend beschrieben kann die Trägervorrichtung 40 für eine bewegbare Aufspannplatte nach dieser Ausführungsform mit Lagern, die jeweils eine minimal erforderliche Tragfähigkeit besitzen, die Biegefestigkeit der Linearführung 42 sicherstellen, die unter Berücksichtigung eines Biegemoments erforderlich und ausreichend ist, das auf die bewegbare Aufspannplatte 16 wirkt, und zudem eine ausreichende Bewegungslebensdauer der Linearführung 42 sicherstellen.
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Obwohl die Trägervorrichtung für eine bewegbare Aufspannplatte gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Ausführungsform beschrieben wurde, bei der die vorliegende Erfindung auf eine Formwerkzeugspannvorrichtung zur Verwendung in einer Spritzgießmaschine angewendet wird, kann die vorliegende Erfindung auch auf eine Formwerkzeugspannvorrichtung zur Verwendung in einer anderen Art von Formgebungsvorrichtung angewendet werden, wie einer Druckgussmaschine, einer Spritzpressmaschine, einer Formpressmaschine, etc.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform werden die bewegbare Aufspannplatte und die Trägervorrichtung für die bewegbare Aufspannplatte als eigenständige getrennte Strukturen angesehen. Jedoch kann die Trägervorrichtung für die bewegbare Aufspannplatte der oben beschriebenen Ausführungsform als Teil einer bewegbaren Aufspannplatte angesehen werden, und die vorliegende Erfindung kann auf diese bewegbare Aufspannplatte angewendet werden. Somit ist, in diesem Fall, die bewegbare Aufspannplatte aus der bewegbaren Aufspannplatte 16 der oben beschriebenen Ausführungsform als einem Körperabschnitt, und der Trägervorrichtung 40 für eine bewegbare Aufspannplatte der oben beschriebenen Ausführungsform als einer Körperabschnitt-Trägervorrichtung zusammengesetzt. Die vorliegende Erfindung wird auf die Körperabschnitt-Trägervorrichtung angewendet.
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Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform die vier Blöcke, von denen zwei eine andere Tragfähigkeit als jene der anderen zwei besitzen, einen Linearführungsmechanismus bilden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Merkmal beschränkt. Zum Beispiel ist es möglich, vier Blöcke mit unterschiedlichen Tragfähigkeiten zu verwenden. Ferner ist es möglich 2, 3, 5 oder mehr Blöcke in einem Linearführungsmechanismus zu verwenden. Daher kann die vorliegende Erfindung auf einen Linearführungsmechanismus angewendet werden, der aus einer Vielzahl von Blöcken zusammengesetzt ist.
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Die ”Tragfähigkeit” hierin bezieht sich auf statische Tragfähigkeit, wenn der Führungsmechanismus ortsfest ist, d. h. wenn die bewegbare Aufspannplatte ortsfest ist, und bezieht sich auf dynamische Tragfähigkeit, wenn der Führungsmechanismus in Bewegung (in Betrieb) ist, d. h. wenn sich die bewegbare Aufspannplatte bewegt.
