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Die Erfindung betrifft eine Arbeitsvorrichtung mit einem Saughalter, welcher ein Gehäuse mit einem Handgriff und mindestens einem Saugelement aufweist, welches zum Ansaugen eines insbesondere scheibenförmigen Werkstückes mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist, und einer Unterdruckeinheit zur Bereitstellung eines Unterdrucks für den Saughalter.
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Aus
DE 10 2004 053 701 A1 ist eine Haltevorrichtung mit mindestens einem Saughalter bekannt, wobei der Saughalter eine Betätigungseinrichtung aufweist, die zwischen einer Befestigungsstellung und einer Lösestellung verstellbar ist. Bei Überführung der Betätigungseinrichtung in die Befestigungsstellung bildet sich zwischen der Befestigungsfläche und der Saugscheibe ein Hohlraum aus, in dem ein Unterdruck herrscht, so dass der entsprechende Saughalter fest an der Befestigungsfläche gehalten wird. Im Gegensatz dazu wird in der Lösestellung die Saugscheibe abgesenkt, so dass der Hohlraum verschwindet und dadurch der Saughalter nicht mehr an der Befestigungsfläche haftet. Der zum Ansaugen nötige Unterdruck muss bei dieser Haltevorrichtung erst über eine Betätigungseinrichtung erzeugt werden, was die Bedienung des Saughalters recht aufwändig macht.
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Die gattungsbildende
DE 10 2007 037 335 A1 bezieht sich auf einen Saugkopf für eine Vakuumhaltevorrichtung. Sie besteht aus einem Werkstückhalter mit einem Saugkopf zum Ansaugen eines jeweiligen Werkstücks. Der Werkstückhalter ist über einen Luftschlauch mit einer Vakuumerzeugervorrichtung verbunden, der das zum Ansaugen des Werkstücks notwendige Vakuum erzeugt. Das hat den Nachteil, dass der Werkstückhalter aufgrund des angeschlossenen Luftschlauches in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt und grundsätzlich für einen stationären Betrieb vorgesehen ist.
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Aus
DE 809 338 ist eine pneumatische Vorrichtung zum Anheben und Fortbewegen von glatten Flächen, wie zum Beispiel Glasscheiben, beschrieben. Die Vorrichtung besteht aus zwei Saugköpfen, die mit einem bügelartigen Handgriff miteinander verbunden sind. Die Befestigung an der glatten Oberfläche wird dadurch erreicht, dass die beiden Saugköpfe auf die anzuhebende Glasscheibe gesetzt werden und über den Handgriff manuell ein ausreichender Druck auf die beiden Saugköpfe ausgeübt wird. Gleichzeitig wird mittels einer Taste eine Hineinwölbung einer an den beiden Saugköpfen angebrachten Gummiplatte ausgelöst. Dadurch entsteht zwischen der Gummiplatte und der Glasscheibe ein Vakuum, so dass der Gegenstand angehoben und fortbewegt werden kann. Auch bei dieser Erfindung muss der notwendige Unterdruck erst manuell am Saughalter erzeugt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Saughalter zu schaffen, der auf einfache Weise eine gute Saugleistung erzielt und eine hohe Bewegungsfreiheit ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Arbeitsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Arbeitsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckeinheit eine Aufsatzeinrichtung zum Aufsetzen und lösbaren Halten des Saughalters in einer Ladeposition aufweist, dass in dem Gehäuse des Saughalters ein Druckspeicherraum ausgebildet ist, welcher in der Ladeposition mit der Unterdruckeinheit zum Aufladen des Saughalters mit Unterdruck druckverbunden ist, und dass der Saughalter von der Aufsatzeinrichtung abnehmbar und getrennt von der Unterdruckeinheit betreibbar ist.
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Ein Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, einen Saughalter zu schaffen, der frei beweglich und separat von einer Unterdruckeinheit betreibbar ist. Der getrennte Aufbau des Saughalters und der Unterdruckeinheit in der Arbeitsvorrichtung hat den Vorteil, dass der Saughalter uneingeschränkte Bewegungsfreiheit aufweist, da für das Befestigen des Saugelements an einem Werkstück keine Verbindung zu der Unterdruckeinheit während des Betriebes des Saughalters vonnöten ist. Weiterhin muss in dem Saughalter selbst keine Einheit zur Erzeugung eines Unterdrucks integriert sein, wodurch eine leichte und einfache Bauweise des Saughalters ermöglicht wird. Der Saughalter lässt sich auf einfache Weise bedienen, da durch den Bediener keine Kraft zur Erzeugung des Unterdrucks, wie Pumpen oder Betätigen von Hebeln, aufgebracht werden muss.
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Das Gehäuse des Saughalters weist einen Druckspeicherraum auf, der in einer Ladeposition des Saughalters mit einer externen Unterdruckeinheit druckverbunden ist, wodurch der Druckspeicherraum mit einem Unterdruck aufgeladen wird. Die Druckverbindung kommt dadurch zustande, dass der Saughalter in einer Ladeposition auf eine Aufsatzeinrichtung, die mit der Unterdruckeinheit in Verbindung steht, aufgesetzt wird, wodurch in dem Druckspeicherraum ein Unterdruck beziehungsweise ein Vakuum erzeugt wird. Sobald ein ausreichender Unterdruck in dem Druckspeicherraum vorhanden ist, kann der Saughalter von der Aufsatzeinrichtung abgenommen werden, wobei der Unterdruck in dem Druckspeicherraum bestehen bleibt. Der Saughalter kann im Anschluss daran manuell über den am Gehäuse angebrachten Handgriff in Kontakt mit einem Werkstück gebracht werden. Das Saugelement wird dabei auf die Oberfläche des Werkstückes aufgesetzt, wodurch der Saughalter mittels Unterdruck an der Oberfläche des Werkstückes befestigt wird.
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Nach einem Arbeitsschritt kann der Druckspeicher durch einfaches Aufsetzen des Saughalters auf die Aufsatzeinrichtung wieder mit einem Unterdruck aufgeladen werden. Die einfache Bedienungsweise der Arbeitsvorrichtung ermöglicht es auch einer Person gleichzeitig zwei Saughalter zu bedienen.
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Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, dass die Aufsatzeinrichtung eine Aufnahme mit einem ersten Verbindungselement aufweist, welches sowohl als ein Druckventil als auch als Auflager für den Saughalter ausgebildet ist. Die Aufsatzeinrichtung ermöglicht ein einfaches Absetzen des Saughalters. Wird der Saughalter auf die Aufsatzeinrichtung abgesetzt, wird ein Druckventil des Saughalters in Ladeposition durch das Gewicht des Saughalters geöffnet. Dadurch kann auf einfache Weise eine Druckverbindung zwischen dem Saughalter und der Unterdruckeinheit geschaffen werden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der Saughalter an seiner Auflageseite ein zweites Verbindungselement aufweist, welches korrespondierend mit dem ersten Verbindungselement ausgebildet ist. Das zweite Verbindungselement hat zum einen die Funktion einen Kontakt zu dem Druckspeicherraum des Saughalters herzustellen. Zum anderen kann das zweite Verbindungselement in das in der Aufnahme befindliche erste Verbindungselement passgenau eingebracht werden.
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Das hat den Vorteil, dass der Saughalter ohne zusätzliche Haltekräfte oder Vorkehrungen in Ladeposition an der Aufsatzvorrichtung befestigt ist. Die Befestigung beider Verbindungselemente kann auch durch ein ineinandergreifendes Steckprofil an den jeweils gegenüberliegenden Oberflächen der Aufsatzeinrichtung und einer Auflageseite des Saughalters unterstützt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es bevorzugt, dass eine Druckverbindung zwischen dem ersten Verbindungselement und dem zweiten Verbindungselement durch Aufsetzen des Saughalters hergestellt beziehungsweise durch Abnehmen des Saughalters unterbrochen ist. Bei bestehender Druckverbindung kann über die Unterdruckeinheit ein Unterdruck im Druckspeicher des Saughalters erzeugt werden. Das hat den Vorteil, dass dieser Vorgang durch Aufsetzen des Saughalters auf die Aufnahme automatisch in Gang gesetzt wird. Beim Abnehmen des Saughalters werden die Druckventile sowohl der Aufsatzeinrichtung als auch des Saughalters geschlossen. Zum Öffnen der Ventile kann schon das Gewicht des Saughalters ausreichen. Es wäre aber auch möglich, die Ventile elektrisch über einen Kontaktsensor im Ladezustand zu öffnen beziehungsweise beim Abnehmen des Saughalters zu schließen.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorteilhaft, dass die Aufsatzeinrichtung eine Aufsatzsäule mit der Aufnahme für den Saughalter an ihrem oberen Ende aufweist. Die Aufsatzeinrichtung muss daher nicht unmittelbar an der Unterdruckeinheit angeordnet sein, sondern kann über die Aufsatzsäule von der Unterdruckeinheit beabstandet sein. Das hat den Vorteil, dass die Aufsatzeinrichtung in eine für das Bedienen des Saughalters günstige Position gebracht werden kann. Die Aufsatzeinrichtung ist über die Aufsatzsäule mit der Unterdruckeinheit druckverbunden, wobei die Form der Aufsatzsäule nicht festgelegt ist. Die Aufsatzsäule kann zum Beispiel als ein auf dem Boden aufgesetzter Standfuß ausgebildet sein, an dessen oberem Ende die Aufsatzeinrichtung in Höhe einer bedienenden Person angebracht ist. Die Aufsatzsäule könnte aber auch an einer Deckenwand oder an einer seitlichen Wand montiert sein.
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Vorzugsweise weist der Handgriff einen Hohlraum auf, der zumindest als ein Teil des Druckspeicherraums ausgebildet ist. Der Hohlraum bietet dadurch zusätzlichen Speicherraum und erhöht dadurch das Volumen des Druckspeichers im Saughalter. Außerdem wird das Gewicht des Saughalters reduziert, was die Bedienung des Saughalters erleichtert. Der Druckspeicherraum kann auch in mehrere Kammern unterteilt sein, um mehrere Ansaugvorgänge des Saughalters zu ermöglichen, bevor der Druckspeicher erneut an der Aufsatzeinrichtung geladen werden muss.
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In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Arbeitsvorrichtung ist im Innenbereich des Saugelements ein Kontaktstift zum Öffnen des Druckspeicherraums für ein Ansaugen angeordnet. Sobald das Saugelement in Kontakt mit der Oberfläche des scheibenförmigen Werkstückes, welches angehoben werden soll, gebracht wird, kann der Druckspeicherraum aufgrund des Kontaktstifts geöffnet werden, wodurch das Saugelement sich an dem Werkstück festsaugt. Der Saugvorgang wird dadurch nur durch Beaufschlagung des Saugelements auf das Werkstück ausgelöst. Der Kontaktstift kann dabei einen definierten Mindestdruck aufweisen, mit dem das Saugelement auf die Oberfläche des Werkstückes gedrückt werden muss, um den Ansaugvorgang auszulösen. Dieser notwendige Mindestdruck kann an die erforderliche Situation oder an die Beschaffenheit des Werkstückes angepasst werden. Was dann von Vorteil ist, wenn das Werkstück auf Druckausübung sehr sensibel reagiert, wie es zum Beispiel bei dünnem Glas der Fall ist.
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In einer weiteren Ausführungsform der Arbeitsvorrichtung ist an dem Saughalter ein Betätigungsschalter zum Belüften des Druckspeicherraumes und/oder des Saugelements vorgesehen. Der Saughalter kann dadurch von einem Werkstück wieder durch Auslösen des Betätigungsschalters getrennt werden. Vorzugsweise ist der Betätigungsschalter in der Nähe des Handgriffs angeordnet, wodurch der Schalter mit derselben Hand betätigt werden kann, mit der auch der Saughalter gehalten wird. Dadurch wird eine einhändige Bedienung ermöglicht. Es könnten auch mehrere Betätigungsschalter vorgesehen sein, um zum Beispiel nur einzelne Kammern des Druckspeicherraums zu belüften.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Aufsatzsäule in ihrer Länge flexibel einstellbar ist. Die Aufsatzsäule könnte zum Beispiel teleskopierbar ausgebildet sein, um dadurch die an der Aufsatzsäule angebrachte Aufsatzeinrichtung auf eine für den Arbeitsablauf günstige Hohe zu positionieren. Die Aufsatzsäule könnte auch schwenkbar ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass die Aufsatzeinrichtung flexibel in die Nähe der Arbeitsbereiche positioniert werden kann, ohne dass die komplette Arbeitsvorrichtung abmontiert und neu aufgebaut werden muss.
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Vorzugsweise ist an der Aufsatzeinrichtung eine Seitenführung für ein geführtes Aufsetzen des Saughalters angeordnet. Die Seitenführung erleichtert das Aufsetzen des Saughalters und sorgt gleichzeitig dafür, dass das zweite Verbindungselement an dem Saughalter in die richtige Position geführt wird, um eine Druckverbindung mit dem ersten Verbindungselement an der Aufsatzeinrichtung herzustellen. Die Seitenführung kann zum Beispiel aus zwei an der Aufsatzeinrichtung befestigte Führungsschienen bestehen, zwischen denen der Saughalter eingebracht werden kann und dadurch in die gewünschte Ladeposition geführt wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter beschrieben, welche schematisch in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Arbeitsvorrichtung;
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2 eine Schrägansicht der Aufsatzeinrichtung;
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3 Rückseite eines Saughalters mit einer Aufsatzeinrichtung;
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4 Vorderseite eines Saughalters mit einer Aufsatzeinrichtung;
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5 Ansicht eines Längsschnittes durch einen erfindungsgemäßen Saughalter.
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In 1 ist die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Arbeitsvorrichtung 10 gezeigt. Die Arbeitsvorrichtung besteht aus einer Unterdruckeinheit 15, die in einer Bodenplatte integriert ist. An der Unterdruckeinheit 15 ist eine Aufsatzsäule 17 angebracht, die an ihrem oberen Ende eine Aufsatzeinrichtung 20 aufweist. Der Querschnitt der Aufsatzsäule 17 ist im Wesentlichen quadratisch. An der Oberfläche der Aufsatzsäule 17 verlaufen Befestigungsrillen 25 parallel zur Längsrichtung. Im oberen Bereich der Aufsatzsäule 17 ist an diesen Befestigungsrillen 25 an je zwei gegenüber liegenden Seiten eine Seitenführung 26 zum Führen eines Saughalters 40 angeordnet. Oberhalb der Aufsatzsäule 17 mit der Aufsatzeinrichtung 20 ist ein erfindungsgemäßer Saughalter 40 dargestellt. Der Saughalter 40 besteht aus einem Gehäuse 42, das aus Leichtmetall, insbesondere Aluminium, gefertigt ist. An der Vorderseite des Gehäuses 42 sind zwei Saugelemente 48 angeordnet, mit denen der Saughalter 40 auf die Oberfläche eines anzuhebenden Werkstücks gedrückt wird. An der Rückseite des Gehäuses 42 ist ein Handgriff 45 befestigt, wodurch der Saughalter 40 gut mit einer Hand greifbar ist und manuell bewegt werden kann.
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2 zeigt eine erfindungsgemäße Aufsatzeinrichtung 20. Die Aufsatzeinrichtung 20 ist am oberen Ende der Aufsatzsäule 17 montiert, wobei die Aufsatzeinrichtung 20 mit einem Aufsatz 28 das obere Ende der Aufsatzsäule 17 abschließt. Im Mittenbereich des Aufsatzes 28 ist eine Ausnahme 23 gebildet, in der ein Druckventil 30 eingebracht ist, das als Vakuumejector 30 ausgebildet ist. Der Vakuumejector 30 ist mit einer Verschlussplatte 36 an dem Aufsatz 28 befestigt. Die Verschlussplatte 36 weist dafür an je zwei gegenüber liegenden Enden Ausnehmungen 38 auf, durch welche Schrauben geführt werden können, mit den die Verschlussplatte 36 an dem Aufsatz 28 angeschraubt werden kann.
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In 3 und 4 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Saughalters 40 mit der Aufsatzeinrichtung 20 dargestellt wird. Zum Aufladen des Saughalters 40 mit Unterdruck wird der Saughalter 44 über den Handgriff 45 in die Aufsatzeinrichtung 20 eingeführt. Der Saughalter 40 wird dabei in Richtung seiner Auflageseite 51 entlang der Seitenführungen 26 auf die Aufsatzeinrichtung 20 aufgesetzt. Die Auflageseite 51 des Saughalters 40 weist zwei Auflagestützen 55 auf, zwischen denen eine Einbuchtung 52 geformt ist. Im Mittenbereich der Einbuchtung 52 ist ein Druckventil 34 angeordnet. Durch Aufsetzen des Saughalters 40 mit seinem an der Auflageseite 51 angebrachten Auflagestützen 55 auf dem Aufsatz 28 der Aufsatzeinrichtung 20 wird das Druckventil 34 des Saughalters 40 in den Vakuumejector 30 der Aufsatzeinrichtung 20 eingebracht. Dadurch wird zwischen dem Druckventil 34 und dem Vakuumejector 30 eine Druckverbindung aufgebaut, wodurch in dem Druckspeicherraum 50 des Saughalters 40 ein Unterdruck erzeugt wird. Der Ladezustand des Druckspeicherraums 50 kann an einem am Gehäuse 42 des Saughalters 40 angebrachten Manometer 60 abgelesen werden. Der erforderliche Unterdruck in dem Druckspeicherraum 50 ist relativ schnell innerhalb weniger Sekunden nach Aufsetzen des Saughalters 40 auf die Aufsatzeinrichtung 20 erreicht.
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Der Handgriff 45 des Saughalters 40 weist dabei einen Hohlraum auf, der den Druckspeicherraum 50 des Gehäuses 42 nach weiter vergrößert. Bei ausreichendem Unterdruck in dem Druckspeicherraum 50 kann der Saughalter 40 von der Aufsatzeinrichtung 20 manuell abgelöst werden, wodurch das Druckventil 34 automatisch geschlossen wird, um den Unterdruck in dem Saughalter 40 aufrechtzuerhalten. In diesem Zustand kann der Saughalter 40 auf die Oberfläche eines Werkstückes aufgesetzt werden. Bei diesem Vorgang wird der Saughalter 40 mit der Vorderseite 43 über den Handgriff 45 manuell auf die Oberfläche des Werkstückes gedrückt, so dass die Saugelemente 48 mit der Oberfläche des Werkstückes in Kontakt treten. Dadurch werden im Mittenbereich der Saugelemente 48 angeordnete Kontaktstifte 54 aktiviert, wodurch sich eine Verbindung zwischen dem Innenbereich der Saugelemente 48 und dem Druckspeicherraum 50 ausbildet. in den Zwischenräumen zwischen den Saugelementen 48 und der Oberfläche des beaufschlagten Werkstückes bildet sich ein Unterdruck, der die Saugelemente 48 an das Werkstück andrückt.
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Das Werkstück kann nun in die gewünschte Position getragen beziehungsweise bewegt werden. Befindet sich das Werkstück in der gewünschten Position, kann der Druckspeicherraum 50 über einen Betätigungsschalter 57 belüftet werden, was dazu führt, dass sich die Saugelemente 48 von der Oberfläche des Werkstückes aufgrund des nun fehlendes Unterdrucks ablösen lassen. Anschließend kann der Saughalter 40 wieder in die Ladeposition in der Aufsatzeinrichtung 20 zurückgeführt werden, um den Druckspeicherraum 50 erneut mit einem Unterdruck zu befüllen.
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In 5 ist ein Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Saughalter 40 gezeigt. Durch die nicht dargestellte Rückseite 44 wird auch der Aufbau des Inneren des Gehäuses 42 sichtbar. Das Gehäuse 42 besitzt einen schmalen und länglichen Aufbau, wobei die Oberseite 46 des Gehäuses 42 abgerundet ist. Der Durchmesser des Gehäuses 42 wird entlang der Außenseiten 68 zur Mitte hin schmaler und vergrößert sich wieder in Richtung der Auflageseite 51. Die runde und schlanke Form des Gehäuses 42 weist keine Ecken auf, wodurch das Vorbeiführen des Saughalters 40 an Hindernissen auch in einem eingeschränkten und unübersichtlichen Arbeitsumfeld erleichtert wird.
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Das Gehäuse 42 ist innen hohl ausgeführt und bildet den Druckspeicherraum 50 aus. Im Mittenbereich des Gehäuses 42 ist eine Innenwand 66 auf Höhe des Handgriffs 45 angeordnet, was dem Gehäuse 42 zusätzliche Stabilität bei ausgeübtem Druck auf den Handgriff 45 verleiht. In die Vorderseite 43 sind im Mittenbereich des Saugelementes 48 die als Stößelventile 54 ausgebildeten Kontaktstifte 54 angebracht, die sich bei Aktivierung durch Kontakt mit einer Oberfläche öffnen, um dadurch eine Verbindung zwischen den Saugelementen 48 und dem Druckspeicherraum 50 zu schaffen. An der Auflageseite 51 des Gehäuses 42 ist in der Einbuchtung 52 ein Druckventil 34 angeordnet, wodurch der Druckspeicherraum 50 des Gehäuses 42 in Ladeposition in der Aufsatzeinrichtung 20 mit Unterdruck befüllt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004053701 A1 [0002]
- DE 102007037335 A1 [0003]
- DE 809338 [0004]
