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Parallel-Planhonmaschine Die Erfindung betrifft eine Parallel-Planhonmaschine,
bei der die Werkzeugbewegung sowohl eine Rotations- als auch eine radiale Oszillationakomponente
aufweist.
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Bei einer bekannten Honmaschine der genannten Art erfolgt die Oszillationsbewegung
nur in einer vorgegebenen Richtung, während dem Werkstück zur Erzielung ausreichender
Bearbeitungsergebnisse zusätzlich eine Rotationsbewegung erteilt wird. Ein solcher
Bewegungsmechanismus, bei dem sowohl dem Werkzeug als auch dem WerkstÜck verschiedene
Bewegungskomponenten erteilt werden, ist relativ aufwendig. Wenn größere Werkstückeg
die zudem eine sperrige Form aufweisen, oder eine größere An-
zahl von kleineren
Werkstücken gleichzeitig bearbeitet werden soll, kann den WerkstÜcken die zusätzliche
Rotationekomponente ,nicht oder nur unter erheblichem Aufwand erteilt werden, so
daß die qualität der bearbeiteten Flächen darunter leidet. Ferner erfolgt der erforderliche
Anpreßdruck bei der bekannten
Honmaschine auf hydraulischem Wegeg
so daß bei der Forderung nach einem einstellbaren Optimaldruck, der gleichzeitig
zur Sicherung gegen Überlast der Maximaldruck sein soll, ein relativ großer Vorrichtungsaufwand
nötig wäre.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Parallel-Planhonmaschine
zu schaffent die einfach im Aufbau ist und mit der selbst bei größeren und schwereren
WerkstÜcken wie auch bei einer größeren Anzahl von gleichzeitig zu bearbeitenden
Werkstücken Bearbeitungsergebnisse höchster Qualität erzielbar sind. Erfindungsgemäß
wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Lagerung der Schleifscheiben zwei vertikal
geführte Ausleger vorgesehen sind, die sich mit Hilfe einer gemeinsamen an sich
bekannten Stellspindel verschieben und zur Erzeugung des nötigen Arbeitsdruckes
zwischen Werkzeug und WerkstÜck gegeneinanderpressen lassen, wobei die Stellepindel
mit einer Antriebseinrichtung verbunden ist, mit der ein vorbestimmtes Drehmoment
einstellbar ist, daß in den Auslegern je eine Hohlwelle mit einem am Arbeitsende
vorgesehenen Flansch gelagert istg daß an den Flanschen je eine fest mit der jeweiligen
Schleifscheibe verbundene, radial zu dem jeweiligen Flansch verschiebbar geführte
Platte befestigt ist, daß in den Hohlwellen in an sich bekannter Weise
je eine Welle mit einer Exzentereinrichtung gelagert ist, mit der den Platten
die Oszillationsbewegung erteilt wird, und daß die Hohlwellen und die in diesen
gelagerten Wellen mit unterschiedlichen Drehzahlen antreibbar sind.
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Der technische Fortschritt der erfindungsgemäßen Parallel-Planhonmaschine
gegenüber der bekannten Honmaschine ist insbe-
-oondere darin zu
sehen, daß trotz ruhend angeordneter Werkstücke eine ausreiche49 Variation der Relativbewegungen
zwischen Werkstück und Werkzeug erreicht und eine Bewegungskomponente, das heißt
ein gesonderter Antrieb für den Werkstückträger, eingespart werden kann. DarÜberhinaus
ist für die vertikale Werkzeugbewegung und den vorwiegend mechanisch steuerbaren
Anpreßdruok gemäß der Erfindung ein geringerer Vorrichtungsaufwand erforderlich
als bei einem hydraulischen Antrieb. Der erforderliche relative hohe Anpreßdruck
zwischen Werkzeug und Werkstück wird dadurch erzeugt, daß die mit Rechts-und Linksgewinde
versehene Stellspindel die beiden die Schleifscheiben tragenden Ausleger gegeneinander
drückt. Diese tonstruktion erweist sich als sehr günstig, denn durch die Wirkung
der Stellspindel wird eine Auslenkung der Ausleger gegen die Horizontale weitgehend
verhindert und somit eine bessere Planparallelität und Genauigkeit erzielt, Auch
wirkt diese Konstruktion einer durch die Anpreßkraft verursachten Verspannung oder
Auslenkung des Ständers oder der Ausleger entgegen.
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Ferner bietet die erfindungsgemäße Anordnung der Schleifscheiben gegenüber
einer Anordnung, bei der die Scheiben nur die Rotationsbewegung und der Werkzeughalter
die Oszillationsbewegung übernimätl den Vort6il, daß die Oszillationabewegung bei
jedem Hub in einer anderen Richtung erfolgt und somit günstigere Bearbeitungsergebnisse
erzielt werden können. Der Verschleiß der Schleifscheiben ist dabei in allen Punkten
gleich und kann
durch die auf beide Schleifscheiben wirkende vertikale Vorschubbewegung
ausgeglichen werden.
Zweckmäßig ist bei der erfindungsgemäßen-Parallel-Planhonmaschine
die an den Wellen vorgesehene Exzentereinrichtung in an sich bekannter Weise als
radial einstellbarer Zapfen ausgebildet, der in einen in den die Schleifscheiben
tragenden Platten vorgesehenen Schlitz eingreift.
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Zur Erzielung optimaler Bearbeitungsergebnisse ist es wichtig, daß
bei-der nacheinander erfolgenden Bearbeitung von Werkstücken aus unterschiedlichem
Material und/oder verschiedener Form und Größe jeweils spezielle Anpreßdrücke eingestellt
werden können* Dazu kann bei der erfindungsgemäßen Honmaschine die Antriebseinrichtung
der Stellspindel einen Antriebsmotor mit einem nachgeschalteten Schneckentrieb aufweisen,
dessen Schnecke axial verschieblich gelagert und Über eine der Ausweichbewegung
der Schnecke entgegenwirkende Feder abgestützt seing wobei, wenn die Ausweichkraft
der Schnecke die Federkraft Übersteigt, ein Endschalter zum Abschalten des Antriebemotors
betätigbar ist. Dabei kann die Federkraft einstellbar sein. Somit läßt sich fÜr
jeden Bearbeitungsfall ein vorbestimmter Anpreßdruck zwischen den Scheiben und den
Werkstücken beispielsweise durch Drehung einer Schraube, durch die die Federkraft
verändert wirdg einstellen. Mit dieser Anordnung ist es dadurch möglich, daß der
Honvorgang stets unter optimalen Anpreßbedingungen durchgeführt werden kann. Gleichzeitig
bietet diese Anordnung einen Schutz gegen Überlast.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht
und im nachstehenden im einzelnen beschrieben.
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Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Honmaschine gemäß
der Erfindung.
Fig. 2-zeigt eine Seitenansicht teilweise im Schnitt.
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Fig. 3 zeigt eine seitliche Teilschnittzeichnung der wesentlichen
Elemente für die Drehbewegung der Schleifscheiben.
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Fig. 4 ist eine Teildraufsicht auf Fig. 3.
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Fig. 5 ist eine Vorderansicht des Gleitteiles der Schleifscheiben
nach Fig. 3.
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Fig. 6 ist eine schematische Zeichnung der Drehbewegung des
Gleitteiles der Schleifscheiben.
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Fig. 7 ist eine seitliche Teilschnittzeichnung der Einrichtung
zur Übertragung der Drehmomehte, die die in Fig. 3
gezeigten Rotationsteile
der Schleifscheiben antreibt.
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Fig. 8 ist eine Teilschnittzeichnung der Draufsicht auf die
Andrückvorrichtung der einander gegenüberliegenden Schleifscheiben.
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Nach Fig. 1 weist die Maschine verschiebbare Ausleger
19 11 aufm die auf an einem Bett 2 befestigten Führungssäulen 3 gelagert
sind. Die Ausleger tragen Schleifscheiben a, al und sind durch die Drehung einer
Spannschraube oder Stellspindel 4 auf-und abbeweglich.
Eine Welle
5 wird von einem Motor m 1 angetriebeng der in dem Maschinenbett 2
vorgesehen ist. Die Welle 5, die FÜhrungssäulen 3 und die Stellspindel
4 sind in dem Stirnteil eines Ständers 6, der an der Rückseite des Bettes 2 vorgesehen
ist, entsprechend gelagert.
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Zwischen den verschiebbaren Auslegern 1, 119 die von den Führungssäulen
3 geführt werden, wird eine auswechselbare Halterung 8 zwischen den
Schleifscheiben a, al von einer GleitstÜtze-7 gehalten.
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In der Halterung 8 sind Löcher 9 zum Halten von Jerkstücken
b
vorgesehen, und es kann abhängig von der Größe und der Gestalt der W e rkstücke
b eine geeignet ausgebildete Halterung benutzt werden.
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In dem verschiebbaren Ausleger 1 ist eine Hohlwelle
13 gelagert, die an einem Ende mit einer Riemenscheibe 12 verbunden ist und
an dem anderen Ende einen Flanschkörper 11 trägt. Die Hohlwelle ist in.Axiallagern
14 gehaltert. In dem Flansch 11 und der Hohlwelle 13 ist eine Welle
15 gelagert und innerhalb des Flansches 11 ist ein am unteren Ende
der Welle 15 ausgebildeter Flansch 16 vorgesehen, während am oberen
Ende der Welle l_5 eine Riemenscheibe 17 befestigt ist.
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Innerhalb der Welle 15 ist weiterhin eine Einstellstange
18
drehbar gelagert, und ein am unteren Ende der Achse 18 befestigter
Teller 19 ist in den Flansch 16 eingepaßt. Der obere Teil der Einstellstange
18 ist in einen Teller 21 geschraubt, der
eine Durchgangsäffnung
20 aufweist. Der Teller 21 ist starr an der Welle 15 mittels einer Schraube
22 befestigt, die durch die Durchgangsöffni2ng 20 hindurch in die Welle
15 geschraubt ist.
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Demgemäß dreht sich die Einstellstange 18 innerhalb der Hohlwelle
13 gleichzeitig mit der Nelle 159 da sie über den Teller 21 verbunden
sind. An der Unterseite des in Flansch 16 unter-.gebrachten Tellers
19 ist ein Zapfen 2_3 exzentrisch zur Einstellstange 18 angebracht.
Der Zapfen 23 greift in ein Langloch 24 der .-latte 10 ein, die an
der unteren Fläche des Flansches 16
und des Tellers 19 an( ,gebracht ist.
Demgemäß verschiebt sich die Platte 10 entlang der Führung 25 im Flansch
11 um den Betrag der Exzentrizität zwischen dem Zapfen 23 und der
Welle 15, wenn sich die Welle dreht.
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N ach Fig. 6 zeigt ein geometrischer Ort x den
Verlauf der in die äelle 15 gelagerten Einstellstange 18 bei einer
Umdrehung, während ein anderer geometrischer Ort y die Wanderung des Zapfens
£-::3 zeigt, der durch die Einstellstange 18 eingestellt werden kann. Demgemäß
zeigt die Drehbewegung der Schleifscheibe a maximale exzentrigehe Auslenkung, wenn
die Zapfenachse z in dem am weitest entfernten Ort von dem Zentralpunkt; x
0 der Hohlwelle 13 und der Welle 15 gelegen ist.
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Die Schleifscheiben al al sind an den Oberflächen von ilatten
10 bzw. 101 befestigt, wobei jede Platte von Flanschen 11, 111
in
einer Führung getragen wird. Die Flanschen 11, 111 sind je-
weils
an den sich gegenüberliegenden verschiebbaren Auslegern 19 11 angebracht,
und da die Drehbewegung der Schleifscheiben a, al einheitlich festgelegt ist, ist
der Aufbau beider Baueinheiten entsprechend gleich. Jeder Positionszahl der oberen
Einheit entspricht folglich eine mit Apostroph versehene Positionszahl der symmetrisch
dazu liegenden unteren Einheit. Über einen Motor m ist die Spannschraube 4 antreibbar,
und «2
von den Werkstücken bl die in der Halterung 8 befestigt sind,
werden beide Oberflächen von den Schleifscheiben a, al bearbeitet, die über die
verschiebbaren Ausleger angetrieben werden. Somit wird der gewÜnschte Honprozeß
an beiden Flächen der' Werkstücke b erreicht, wenn die Schleifscheibe a Über
die Riemen 26, 27 und die Scheibe al Über die Riemen 261, 271 angetrieben
werden. In diesem Falle sind die Riemen 261, 27' Über Kreuz eingehängt, so
daß die Drehrichtung der Schleifscheibe al entgegengesetzt zu der Richtung der Schleifscheibe
a ist, um zu verhindern, daß die Vierkstücke b in der Halterung
8 gleiten und um gleichzeitig die Schleifwirkung zu erhÖhen.
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In diesem Beispiel bewegen sich die verschiebbaren Ausleger
11 11 symmetrisch zueinander, jedoch kann der Ausleger 1 auch allein
auf- und abwärts bewegt werdenl während der Ausleger 11
festgehalten wird.
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In Fig. 7 ist eine Riemenscheibe 28 zum Antrieb des
Riemens 26
mit Hilfe einer zylindrischen Welle 29 in dem hinteren Teil
des verschiebbaren Auslegers 1 gelagert und gegen ein Axiallager
30
abgestützt. Innerhalb der Hohlwelle 29 ist eine Hohlwelle
33
vorgesehen, die einen Schlitz 32 aufweist, in
den Stifte 31
von beiden Seiten der Welle 29 eingreifen. Weiterhin wird die
Welle 33 von der Welle 5 durchdrungen. Eine Riemenscheibe 34 stÜtzt
sich auf einer Seite Über ein Lager 37 gegen das obere Ende der Scheibe
28 und auf der anderen Seite Über ein weiteres Lager 37 gegen einen
am Ausleger 1 befestigten Bügel 38 ab und wird durch eine Stift-Schlitz-Führung
35, 36 auf der Welle 5 geführt. Demgemäß wird der Riemen
27 von der-Riemenscheibe 34 angetrieben. In der Mitte der zylindrischen Welle
33 ist ein Zahnrad 39 starr befestigt und treibt die Riemenscheiben
28, 281
an, indem es mit dem von einem Motor m 3 angetriebenen
Ritzel 40 im Eingriff ist.
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In der Hohlwelle j3 ist eine Arretierschraube 41 befestigt,
deren vorderes Ende in eine Ringnut 42 der Welle 5 eingreift, so daß die
Welle 33 axial festgehalten wird.
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Der oben beschriebene Konstruktionsmechanismus gilt auch für die Riemönscheiben
281, 34', die in dem hinteren Teil des Auslegers 11 vorgesehen sind.
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In diesem Zusammenhang wird die Drehbewegung der Hohlwelle
33
auf die Riemenscheiben 28, 281 Übertragen und die Drehbewegung der
Welle 5 auf die Riemenscheiben 34, 341, auch wenn sich die Ausleger 1,
11 an der Stellspindel 4 auf- und abbewegen.
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Nach Fig. 8 greift eine Schnecke 43 in ein Schneckenrad L#4
ein, das fest auf der Stellspindel 4 sitzt. Die Schnecke 43
ist
auf einer Welle 46 befestigt, auf der noch ein Zahnrad 45 angeordnet ist. Das Stirnende
der Welle 46, das in einem Gehäuse 47 gelagert ist, sitzt in einem EndstÜck 49,
gegen das eine Feder 48 drückt. Wenn also an der Stellspindel 4, die über ein Ritzel
50 angetrieben wird, eine Überlastung auftritt, so dreht sich nur die Schnecke
43 und schiebt sich dabei vor, ohne daß sie das Schneckenrad 44 antreibt. Ein Flansch
51, der auf der Welle 46 sitzt, drückt gegen einen Schalter 52, der
den Antrieb ausschaltet, wenn sich die #Velle 46 zu weit vorschiebt. Demgemäß bremst
der Motor m2 die Drehung der Stellspindel 4 ab, wenn die Schleifscheiben a, al die
WerkstÜcke b
mit dem richtigen Reibungsdruck berühren, nachdem sie durch die
Ausleger 1, 11 herangefahren wurden.
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Ferner ist zwischen dem Motor m 1 und dem Ritzel
50 eine Kupplung vorgesehen. An der Vorderseite der Maschine befindet sich
ein SchaltPult 54.
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Die Parallel-Planhonmaschine ist besonders geeignet für derkstÜcke,
die in angemessener Stellung gehalten werden kÖnnen, während die Schleifscheibenflächen
in mäanderförmigen Bewegungen rotieren,-indem sie exzentrisch eingebaut sind und
gleichzeitig eine Dreh- und Hin- und Herbewegung ausführen. Fern-er besitzt die
Maschine eine Einrichtung, die die Schleifscheibenflächen gegen die Werkstücke drÜckt.
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Die Platte 10, die mit dem Flansch 11 rotiert, kann
so eingestellt werden, daß sie sich um die Zentralachse x. des Flansches
11
dreht. Jedoch kann die Platte 10 eine mäanderfÖrmige Drehbewegung um die
Zentralachse x 0 ausführen, wenn der Betrag der Exzentrizität des Zapfens
23, der am Flansch 16 vorgesehen ist, der Drehung des Flansches
11 Überlagert wird, wobei man bei dieser Drehung eine Fläche mit einem Durchmesser
Überdeckt, der sich aus dem Schleifscheibendurchmesser und der doppelten Exzentrizität
zusammensetzt.
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In diesem Zusammenhang muß die Stellung des Zapfens 2j mit Hilfe der
entsprechenden Einstellung des Tellers 21 so eingestellt werden, daß die Oberflächen
d der "erkstücke mit den beideli Oberflächen d 1 und d 2 der
Schleifscheiben in Berührung sind, wobei den Schleifflächen eine Überlagerte Bewegung
erteilt werden kann, die aus der Drehbewegung der Flanschen besteht und der Hin-
und Herbewegung, diedumh den Zapfen 23 und die Führung 25 ausgeführt
wird. Dieser Mechanismus gewährleistet eine hohe Schleifpräzision, wobei die iiusatzschleiffläche
d 2 besonders vorgesehen ist, um die Fehler zu berichtigen, die durch
den Schleifprozeß zwischen der Schleiffläche d 1 und der Oberfläche
d der Werkstücke entstehen.
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Eine solche Schleif#ethode kann deshalb mit "Drei-Fläclien-Kontaktsystem11
bezeichnet werden. In diesem Sinne wird die Beziehunt- zwiscbeil den Schleifflächen
dl, d und der Oberfläche CD 2
der WerkstÜcke d durch
d d 1 dargestellt, während die Schleifflächen d 1 und d
2 gleich sind.
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Die-Schleifflächen dli d 2, die eine bestimmte sinusförmige
Exzentrizität aufweisen, sind ständig mit den Verkstückoberflächen längs des Weges
d l- > d 2 , d 2 d 1 in Berührung.
Demgemäß
kann die Honmaschine einen wirksamen Honprozeß ausfÜhren und ein genaues Produkt
liefern, ohne daß Schwierigkeiten auftreten, die durch Ungleichförmigkeit der Schleifflächen
auftreten, wie es sich bei konventionellen Honmaschinen zeigt.
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Es soll nun der Anpreßvorgang der Schleifscheibenflächen beschrieben
werden, wenn die Stellspindel 4 durch das Ritzel 50
des Motors m2 angetrieben
wird, wie es durch die Pfeilmarkierung in Fig. 8 gezeigt wird. Die Welle
46, auf der die Schnecke 43 sitzt, bewegt sich mit der Drehung vorwärts (nach rechts
in der Zeichnung) gegen die Federkraft der Feder 48, wenn das Schneckenrad 44 stillsteht
und die Last der verschiebbaren Ausleger 1, l' Über die Stellspindel 4 aufnimmt.
Jedoch kann der Abstand der Schleifflächen verringert werdeng wenn sich das Schneckenrad
44 in Pfeilrichtung dreht, was dadurch bewirkt wird, daß die Welle 46 wegen der
übermäßigen Stauchung der Feder 48 eine größere Drehkraft als die Belastung des
Schneckenrades 44 erhält. Der Schleifvorgang wird ausreichend durchgeführt, wenn
die Schleifflächen die WerkstÜcke in angemessener Weise berühren, jedoch bremst
das Schneckenrad 44 die Zustellung ab, wenn die Anpreßkraft einen bestimmten Wert
Überschreitet.
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Dabei wird die Schnecke 43 von dem Motor m") weitergedreht und nach
rechts vorgeschoben, wodurch die Feder 48 zusammengedrückt wird. In bestimmter Stellung
wird der Motor m durch den End-2 schalter 52, der von dem auf der Welle 46
sitzenden Flansch 51
betätigt wird, abgeschaltet. Demgemäß wirkt auf das Schneckenrad
44 eine Drehkraft in umgekehrter Richtung wie vorher, da die gespannte Feder 48
die Schnecke 43 zurÜckbewegen will.
Wie beschrieben, kann bei der
Anpreßeinrichtung der Schleifscheibenflächen ein kontinuierlicher Honvorgang verwirklicht
werden, indem Motor und Feder gegeneinander wirken, um das Drehmoment an dem Schneckenrad
auszugleichen. Wenn folglich der durch den Flansch 51 betätigte Endschalter
52 mit Hilfe der Gegenkraft der Feder 48 den Stromkreis wieder einschaltet,
wird der Motor m2 wieder in Tätigkeit gesetzt.
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Weiterhin haben natürlich die Schnecke 43 und das Zahnrad 45 eine
angemessene Breite, damit sie mit den Gegenrädern ständig in Eingriff sind.
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Die Torsionskraft der Vorrichtung kann variiert werden, indem die
Federkraft mit Hilfe des EndstÜckes 49 eingestellt wird, wodurch stets eine leistungsfähige
Honwirkung 'erzielt wird.