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Die
im Folgenden dargestellte Erfindung betrifft ein Scharnierteil,
insbesondere ein Scharnierteil für
Fenster oder Türen.
Die Erfindung ist jedoch nicht darauf eingeschränkt, in Betracht kommen auch Scharnierteile
für Möbeltüren oder
für andere
Anwendungen.
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Ein
Scharnierteil dient dazu, einen Flügel gelenkig mit einem Rahmen,
einer Wand, einem Korpus oder dgl. zu verbinden. Die gelenkige Verbindung
erlaubt eine Schwenkbewegung des Flügels gegenüber dem Rahmen, der Wand, dem
Korpus oder dgl. Dabei ist es in manchen Fällen erwünscht, die Flügelbewegung
etwas zu bremsen, d. h. die Schwenkbewegung zu erschweren.
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So
kann beispielsweise durch schnell zu- oder aufschlagende Fenster-
oder Türflügel in Folge von
Luftzug, unbeabsichtigtem Anstoßen
usw. eine Personengefährdung
oder eine Beschädigung
anderer Gegenstände,
des Flügels
oder des Scharniers selbst ausgehen. Außerdem kann durch eine schiefe Montagelage
des Flügels
eine Tendenz des Flügels zum
selbsttätigen Öffnen oder
Schließen
verursacht sein.
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In
diesen und anderen Fällen
können
Flügelbremsen
nach dem Stand der Technik verwendet werden. Im allgemeinen handelt
es sich um Friktionsbremsen, die durch gezieltes Erzeugen von Reibung die
Flügelbewegung
abbremsen bzw. ein selbsttätiges
Ingangsetzen der Flügelbewegung
verhindern. Häufig
sind solche Friktionsflügelbremsen
mit einem Scharnierteil baulich zusammengefaßt.
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Die
Erfindung geht aus von dem Stand der Technik
DE 295 03 024 U1 , nämlich von
einem Scharnierteil mit einem Achsstift, einer Scharnierhülse und
einer Friktionsbremse zum Erzeugen eines Friktionskraftschlusses
bezüglich
einer Drehbewegung zwischen dem Achsstift und der Scharnierhülse, wobei
die Friktionsbremse durch einen Betätigungsbolzen betätigbar ist.
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Dabei
liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, ein Scharnierteil
mit einer einfachen und kompakten Flügelbremse mit guten Gebrauchseigenschaften
anzugeben.
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Erfindungsgemäß ist dazu
vorgesehen, daß der
Betätigungsbolzen
einen Umfangsflächenabschnitt
aufweist, in dem eine dem Achsstift nächste Stelle liegt, und dazu
ausgelegt ist, bei Betätigung
mit dieser Stelle zusammenwirkend mit dem Achsstift den Friktionskraftschluß einzustellen.
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Gemäß der Erfindung
wird ein Betätigungsbolzen,
der etwa ein Schraubbolzen oder ein drehbarer Bolzen sein kann,
so gestaltet, daß ein
Teil seiner Umfangsfläche – im Gegensatz
zu seinen Stirnflächen – die dem
Achsstift nächste
Stelle des Betätigungsbolzens
enthält.
Diese Stelle ist bei einer Betätigungsbewegung
des Betätigungsbolzens
im allgemeinen nicht konstant, läuft
dann also mit der Betätigungsbewegung
auf der Umfangsfläche
entlang. Der Betätigungsbolzen
kann dabei in einem unmittelbaren Kontakt zu dem Achsstift stehen
oder auch nur in einem mittelbaren, indem er beispielsweise durch eine
den Achsstift umgebenden Hülse
von dem Achsstift getrennt ist, wie sie bei Höhenverstellvorrichtungen von
Eckbändern
im Stand der Technik bekannt ist, etwa aus der
DE 295 03 024 U1 oder aus der
EP 0 215 281 B1 .
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Die
für die
Wirkung der Friktionsbremse notwendige Kraftschlußkopplung
kann dabei dadurch entstehen, daß sich die beschriebene Umfangsfläche durch
die Betätigungsbewegung
des Bolzens in ihrer Relativlage zu dem Achsstift so verändert, daß die beschriebene
nächste
Stelle gewissermaßen
auf den Achsstift zu bewegt wird – dabei aber auch durchaus an
ihm entlang bewegt werden kann. Durch diese Auslegung des Bewegungsumfangsflächenabschnitts
zu einer Bewegung auf den Achsstift zu muß nicht tatsächlich eine
makroskopische Bewegung der „nächsten Stelle" erzeugt werden.
Im Gegenteil ist bei der Verstellung einer Friktionsbremse im allgemeinen
weniger an die Erzeugung eines Kraftschlusses, also an ein in Kontakt
Bringen, sondern vielmehr an eine Veränderung eines Andrucks gedacht,
bei dem nur noch im Elastizitätsbereich
der verwendeten Materialien, Lager usw. kleine Bewegungen stattfinden
können.
Dies gilt sowohl für
einen unmittelbaren Kontakt zwischen dem Betätigungsbolzen und dem Achsstift
als auch für
einen mittelbaren.
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Im
Falle eines mittelbaren Kraftschlusses sind die vermittelnden Elemente
vorzugsweise lediglich „Zwischenlagen", deren Form für die Vermittlung dieses
Kraftschlusses, also zur Herstellung des Friktionskraftschlusses
zwischen einem vermittelnden Element und dem Achsstift oder einem
vermittelnden Element und dem Betätigungsbolzen oder unter vermittelnden
Elementen untereinander, keine wesentliche Rolle spielt. Im Hinblick
auf die Friktion können ihre
Oberflächenbeschaffenheit
und ihr Material allerdings durchaus von Bedeutung sein.
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In
dieser Weise kann die Erfindung besonders einfache Flügelbremsen
zur Verfügung
stellen, bei denen neben den Betätigungsbolzen
und dem ohnehin vorhandenen Achsstift keine weiteren wesentlichen
Elemente erforderlich (wenn auch nicht ausgeschlossen) sind. Dazu
ist es weiterhin bevorzugt, daß der
Betätigungsbolzen
selbst bereits ein Werkzeug- oder Handangriffselement aufweist,
mit dessen Hilfe ein Benutzer die Einstellung der Flügelbremse
vornehmen kann.
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Insbesondere
können
mit der Erfindung der konstruktive Aufwand und mögliche Gebrauchschwierigkeiten
der in den bereits zitierten Dokumenten aus dem Stand der Technik
dargestellten Lösungen
vermieden werden. So ist in der
EP 0 215 281 B1 ein Schlitz in der gesamten
Scharnierhülse
notwendig, der die Scharnierhülse
schwächt
und außerdem aufwendig
herzustellen ist. Ferner bedeutet eine elastische Verspannung des
relativ massiven geschlitzten Teils der Scharnierhülse einen
nicht unerheblichen Kraftaufwand bei der Bedienung der Flügelbremse.
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Auch
die in der
DE 295
03 024 U1 dargestellte Lösung mit einem von einer Schraube
angetriebenen Keil, der mit einer ebenfalls eine schräge Flanke aufweisenden
Hülse des
Achsstifts in Kraftschluß steht,
bestehen verschiedene Nachteile. So erfordert der dort dargestellte
Aufbau eine im Schnitt senkrecht zu der Achse des Achsstifts im
Verhältnis
zu der Größe der Schraube
relativ weiträumige
Aushöhlung der
Scharnierhülse
und dementsprechende Schwächung
ihrer Stabilität.
Weiterhin sind neben der Schraube zwei besonders geformte Teile
notwendig, die eigens angefertigt werden müssen und zu deren Einbau entsprechende
Vorkehrung bei der Konstruktion der Scharnierhülse getroffen sein müssen. Schließlich kann
die Bedienung einer solchen Flügelbremse
durch die sich addierenden Reibungskräfte zwischen der Schraube und
dem Keil sowie zwischen dem Keil und der Hülse des Achsstifts unnötig erschwert
sein.
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Aus
der
DE 197 17 116
A1 ist ein Scharnierteil bekannt, bei dem in der Bohrung
der Scharnierhülse
ein Betätigungsbolzen
angebracht ist. Der Betätigungsbolzen
ist mit einer in der Mantelfläche
angebrachten Umfangsnut versehen, die einen kreissegmentförmigen Querschnitt
hat und die in den Umfangsabschnitt der Bohrung der Scharnierhülse ragt. Der
kreissegmentförmige
Querschnitt der Umfangsnut ist dabei bezogen auf eine Längsachse
exzentrisch angeordnet, so dass sich entlang des Außenumfangs
unterschiedliche Tiefen der Umfangsnut ergeben. Bei einer Verstellung
des Betätigungsbolzens kann
dadurch der Achsstift an die dem Betätigungsbolzen gegenüberliegende
Innenfläche
der Bohrung gepresst werden, so dass sich eine erhöhte Klemm- und
Bremswirkung ergibt.
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Nachteilig
ist dabei, dass sich aufgrund der Nutform eine sehr komplizierte
Herstellung des Betätigungsbolzens
ergibt.
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Die
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung verdeutlichen, wie das Grundkonzept dieser
Erfindung hier Abhilfe schaffen kann.
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Insbesondere
ist bei der Erfindung vorgesehen, als Betätigungsbolzen einen Schraubbolzen
zu verwenden, der einen konischen Abschnitt aufweist, dessen konische
Umfangsfläche
die Funktion des bereits erwähnten
Umfangsflächenabschnitts
erfüllt. Dazu
wird bei der Betätigung
der Flügelbremse
durch eine Schraubbewegung des Bolzens durch die konische Form eine
Veränderung
(bzw. auch ein Herstellen oder Wegnehmen) eines Andrucks bzw.
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Kraftschlusses
zwischen der beschriebenen nächstgelegenen
Stelle und dem Achsstift selbst bzw. den bereits diskutierten möglichen
vermittelten Elementen verändert.
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Diese
Lösung
ist verblüffend
einfach und erlaubt dennoch eine gut funktionierende und leicht
dosierbare Flügelbremse,
insbesondere wenn die Steigung des konischen Abschnitts eher flach
gewählt
ist. Die bei der Herstellung des Scharnierteils notwendigen Zusatzschritte
beschränken
sich im wesentlichen auf die Herstellung einer Bohrung und einer
Gewindebohrung zur Aufnahme der entsprechenden Abschnitte des Schraubbolzens
sowie auf die Herstellung des weitgehend rotationssymmetrisch und damit
durch einfache Standardverfahren herstellbaren bzw. kommerziell
erhältlichen
konischen Schraubbolzens.
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Eine
zweite günstige
Möglichkeit
verwendet keine konische Form, also eine Steigung in Richtung der
Achse des Betätigungsbolzens,
sondern vielmehr eine Steigung in Umfangsrichtung des Betätigungsbolzens.
Demgemäß ist der
Betätigungsbolzen mit
einem Exzenterabschnitt versehen, dessen Umfangsfläche die
Funktion des erwähnten
Umfangsflächenabschnitts
erfüllt.
Dabei ist die hierzu notwendige Drehbewegung des Betätigungsbolzens
entweder durch eine drehbare Lagerung des Betätigungsbolzens in der Scharnierhülse oder
in Folge einer Schraubbewegung des Betätigungsbolzens in der Scharnierhülse zu erzielen.
Diese Lösung
hat ähnliche
Vorteile wie die zuvor beschriebene, wenngleich der Exzenterabschnitt
nicht rotationssymmetrisch ist. Insbesondere tritt hier bei einer
Einstellung der Flügelbremse
keine Drehmomentkopplung an die Drehbewegung des Flügels auf
wie bei der zuvor erläuterten
Lösung.
Auch kann durch die Verteilung der Steigung auf den Umfang des Betätigungsbolzens
eine gewisse Feinheit der Einstellung bei gleichzeitig großem Gesamthub
erzielt werden, ohne daß der
Betätigungsbolzen
dazu besonders lang sein müßte. Er braucht
vielmehr lediglich eine gewisse radiale Stärke, die er wegen der notwendigen
Stabilität
der verwendeten Lager bzw. Gewinde häufig ohnehin hat. Schließlich werden
bei diesen Lösungen
die Lager oder Gewinde des Betätigungsbolzens
nicht axial sondern radial belastet, was in vielen Fällen unproblematischer
ist.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung allgemein und insbesondere
hinsichtlich der beiden soeben beschriebenen Ausführungsformen
für den
Betätigungsbolzen
betrifft eine Ausführung
bestimmter mit dem Kraftschluß zwischen
dem Betätigungsbolzen
und dem Achsstift in Verbindung stehender Elemente. Zunächst kann
der Betätigungsbolzen
selbst aus einem (zumindest geringfügig) elastischen Material bestehen
oder mit einem solchen Material zumindest in dem betroffenen Oberflächenbereich
beschichtet sein. In gleicher Weise kann der Achsstift – zusätzlich dazu
oder alternativ – aus
einem solchen elastischen Material bestehen oder damit beschichtet
sein. Schließlich
ist es auch möglich,
daß eine
Zwischenlage zwischen diesen beiden Elementen aus solchem Material
besteht, z. B im Fall der erwähnten
Hülse einer
Vertikalverstellvorrichtung.
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Neben
der Verbesserung des Andrucks beim Spannen der Flügelbremse
durch die Elastizität durch
die Vergrößerung der
beteiligten Flächen kommt
es dadurch zu einem erhöhten
Bedienungskomfort, indem die Bedienungsperson bei der Betätigung von
Hand oder mit einem Werkzeug ein angenehmeres, weil weicheres Greifen
der Flügelbremse spürt. Auch
ist die Nachhaltigkeit der einmal erzeugten Spannung der Flügelbremse
im allgemeinen besser, weil die elastische Verformung der betreffenden Elemente
die Spannenergie besser speichert als bei relativ geringen elastischen
Verformungen, beispielsweise bei einem Kraftschluß nur zwischen
Metallelementen.
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Als
elastische Materialien kommen bevorzugt entsprechende Kunststoffe
in Frage. Wenn das betreffende Element auch an der durch den Kraftschluß hervorgerufenen
Friktion bei einer Bewegung des Scharniers beteiligt ist, so kann
durch solche Materialien auch eine Erhöhung der Haftreibung und Gleitreibung
bewirkt werden.
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Bevorzugt
richtet sich diese Erfindung auf ein Eckband, wie es aus Beschlägen für Fenster
oder Türen
bekannt ist und auch in dem zitierten Stand der Technik gezeigt
wird. Auch die Ausführungsbeispiele beziehen
sich auf diesen Anwendungsfall.
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Die
Ausführungsbeispiele
zeigen ferner für diesen
Anwendungsfall eine bevorzugte Einbaulage des Betätigungsbolzens
in die Scharnierhülse,
die auch bei anderen Anwendungen von Vorteil sein kann. Dazu verläuft eine
Drehachse des Betätigungsbolzens
im wesentlichen senkrecht zu der Achse des Achsstifts, also des
Scharniers. Dabei kann der Betätigungsbolzen
neben dem Achsstift und in dessen Nähe eingebaut sein, wobei der
Begriff neben im Sinn eines Schnitts senkrecht zu der Achsstiftachse
zu verstehen ist. Hierdurch ergeben sich kleine Bauvolumina und
geringe Eingriffe in die Konstruktion des übrigen Scharnierteils.
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Im
Folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung zur näheren
Erläuterung
herangezogen. Dazu zeigt:
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1 eine
Schnittansicht senkrecht zu der Achse eines Achsstifts durch eine
Scharnierhülse
eines erfindungsgemäßen Scharnierteils;
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2 eine
Ausschnittsdarstellung aus einem Schnitt durch dasselbe Scharnierteil,
jedoch entlang der Achsstiftachse;
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3 eine
schematisierte Darstellung eines Werkzeugeingriffselements des Betätigungsbolzens in
dem Scharnierteil aus den 1 und 2;
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4 eine
zu 1 analoge Darstellung einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung; und
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5 eine
analoge Darstellung zur 3, jedoch zu der zweiten Ausführungsform
aus 4.
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Die
folgenden Ausführungsbeispiele
zeigen Scharnierteile von Falzeckbändern bei Drehkippfensterbeschlägen. Dabei
handelt es sich um ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für die Erfindung.
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1 zeigt
das erste Ausführungsbeispiel im
Schnitt senkrecht zu der Achse 7 eines Achsstiftes 1.
Der Achsstift 1 ist aufgenommen in einer Scharnierhülse 2,
die in der Umgebung der einen Hälfte des
Achsstiftes 1 in der Schnittdarstellung im wesentlichen
eine Halbkreisringform aufweist und im übrigen Bereich im wesentlichen
quadratische Außenkonturen
hat. In dem quadratischen Teil der Scharnierhülse 2 ist ein quer
zu der Achse 7 des Achsstifts 1 liegender, also
axial geschnitten dargestellter Betätigungsbolzen 3 gezeigt.
Dieser Betätigungsbolzen 3 weist
einen Exzenterabschnitt mit einem entsprechend exzentrisch verlaufenden
Umfangsmantelabschnitt 4 auf. Dies ist durch die gegenüber der
Drehachse 8 des Betätigungsbolzens 3 versetzte
Symmetrieachse 9 des Exzenterabschnitts dargestellt.
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Der
Berührungspunkt
zwischen dem Achsstift 1 und dem Umfangsflächenabschnitt 4 ist
hier mit 5 bezeichnet und entspricht der in der Beschreibungseinleitung
erwähnten „nächsten Stelle".
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Man
erkennt im linken Bereich einen Kopf 10 des Betätigungsbolzens
mit vergrößertem Durchmesser,
der in dem in der 1 unteren Bereich in einer Rille
der Scharnierhülse 2 drehbar
gehalten ist. Ferner enthält
der Kopf einen bis in den Exzenterabschnitt hineinreichenden Sechskanteingriff 6 für einen
Sechskantschlüssel
zur Betätigung
des Bolzens 3. Schematisch ist dieser Sechskanteingriff 6 in 3 dargestellt,
und zwar in Blickrichtung der Achse 8 des Betätigungsbolzens 3.
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Auf
der entgegengesetzten Seite des Bolzens 3 findet sich ein
radial verjüngter
Lagerabschnitt 11 des Betätigungsbolzens 3,
der zu der Achse 8 symmetrisch ist und zusammen mit der
Lagerung des Kopfes 10 als Drehlager dient. Dazu ist er
in einer entsprechenden Bohrung der Scharnierhülse 2 gehalten. Der
dargestellte Scharnierbolzen 3 ist also gegenüber der
Scharnierhülse 2 um
die Achse 8 drehbar, jedoch nicht in einer Schraubbewegung.
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2 verdeutlicht
insbesondere die Exzentrizität
des Exzenterabschnitts des Betätigungsbolzens 3.
Dies erkennt man wiederum am Versatz der hier punktförmig erscheinenden
Achsen, nämlich
der Rotationsachse 8 des Betätigungsbolzens 3,
sowie der Symmetrieachse 9 des Exzenterabschnitts.
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Weiterhin
erkennt man, daß der
Betätigungsbolzen
3 in
der Richtung der Achse
7 des Achsstifts
1 nur
neben einem Teil der Längenerstreckung
des Achsstifts
1 liegt. Die Flügelbremse kann somit also „in der
Höhe" zwischen verschiedenen
anderen Elementen des Scharnierteils eingebaut sein. Im Frage kommt
z. B. ein Einbau oberhalb (in Montageposition) einer Andruckverstellvorrichtung,
wie sie z. B. die
EP
0 674 079 A1 zeigt.
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4 zeigt
das zweite Ausführungsbeispiel, das
sich von dem ersten lediglich hinsichtlich der Form des Betätigungsbolzens 3 und
der Aufnahmebohrungen der Scharnierhülse 2 für diesen
Bolzen 3 unterscheidet. Der Betätigungsbolzen 3 ist
in diesem Fall ein Schraubbolzen, der mit einem Gewinde 12 an einem
Ende in einem entsprechenden Gewinde der Scharnierhülse 2 gehalten
ist.
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An
dem anderen Ende weist der Betätigungsbolzen 3 wiederum
einen Kopf 10 auf, der einen dem ersten Ausführungsbeispiel
entsprechenden Sechskanteingriff 6 trägt. Eine Draufsicht auf den Kopf 10 ist
in 3 entsprechender Weise in 5 dargestellt.
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Zwischen
dem Kopf 10 des Betätigungsbolzens 3 und
dem Gewindeabschnitt 12 weist der Bolzen 3 einen
konischen Abschnitt 4 auf, dessen Mantelfläche den
Umfangsflächenabschnitt 4 im
Sinne der Erfindung darstellt.
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Wiederum
ist der Berührungspunkt 5 zwischen
dem Achsstift 1 und dem Umfangsflächenabschnitt 4 hier
mit 5 bezeichnet und entspricht der in der Beschreibungseinleitung
erwähnten „nächsten Stelle".
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Man
erkennt in den 1 und 4, daß ein Drehen
eines in den Werkzeugeingriff 6 eingreifenden Schlüssels in
beiden Fällen
zu einer Drehbewegung des Betätigungsbolzens 3 führt, im
zweiten Fall gekoppelt mit einer Schraubenbewegung. Dadurch wird
im ersten Fall ein Teil des Umfangflächenabschnitts 4 mit
bezüglich
der Achse 8 größerem Radius
an die Stelle 5 gebracht und damit der Andruck bzw. die
Stärke
des Kraftschlusses zwischen dem Betätigungsbolzen 3 und
dem Achsstift 1 vergrößert. Im
zweiten Fall erzeugt die axiale Komponente der Schraubenbewegung
letztlich den gleichen Effekt, nämlich
daß ein
Bereich des Umfangflächenabschnitts 4 mit
bezüglich
der Achse 8 größerem Radius
an die Stelle 5 gelangt. Das Ergebnis ist äquivalent.