DE2218033A1

DE2218033A1 - Motorisch angetriebene stemmvorrichtung

Info

Publication number: DE2218033A1
Application number: DE2218033A
Authority: DE
Inventors: Henry Neuenburg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-04-14
Filing date: 1972-04-14
Publication date: 1973-10-31
Also published as: CH558244A; GB1389173A; US3837230A

Description

Henry Neuenburg, Essen

10.4.72

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Motorisch angetriebene Stemmvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine motorisch angetriebene Stemmvorrichtung zur Herstellung von Einschnitten oder Nuten in Gestein oder dergleichen mittels eines mit Präszähnen versehenen Werkzeugs.

Uir. die Vorzüge eines fräsend und eines schlagend arbeitenden Werkzeugs hinsichtlich deren prinzipieller Wirkungsweise zu vereinigen und um beispielsweise Rillenstemmarbeiten in _: Mauerwerk oder auch in Straßendecken rasch und sauber leisten zu können, ist eine motorisch angetriebene Stemmvor-* richtung vorgeschlagen worden, die ein Getriebe aufweist, ] welches die Drehbewegung des Antriebsmotors in eine pendelnde Schwingbewegung des Werkzeugs in einer durch dessen LängB4-achse gelegten Ebene umsetzt, und ein Schlagwerk besitzt, das auf das Werkzeug während dessen Pendelbewegung eine Viel·- zahl von Schlägen in der Längsrichtung des Werkzeugs auszu- ; üben vermag. Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe i gestellt, eine Stemmvorrichtung der vorerwährten Art derart I weiterzuentwickeln und zu verbessern, daß die Triebwerks- j teile nicht der Verschmutzung durch Gesteinsstaub oder der- I gleichen und dem damit verbundenen Verschleiß ausgesetzt sind sondern einwandfrei geschmiert werden können, daß ferner die. Stemmvorrichtung noch ruhiger läuft und noch besser gehalten werden kann und daß weiterhin die Halterung für das Werkzeug.

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sehr robust ist und hohen Beanspruchungen und rauher Arbeitsweise standhält.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Stemmvorrichtung besteht in erster Linie darin, daß sie eine Arbeitsstange besitzt, die mittels eines Gelenkes pendelnd sowie längsbeweglich gelagert ist und durch dieses Gelenk, welches eine Durchtrittsöffnung des Getriebegehäuses der Vorrichtung für die Arbeitsstange dicht verschließt, aus dem Getriebegehäuse abr gedichtet nach außen heraustritt, wobei der außerhalb des Getriebegehäuses liegende Hebelarm der Arbeitsstange an seinem Ende eine Werkzeugaufnahme besitzt und der innerhalb : des Getriebegehäuses liegende Hebelann an das die Pendelbewegung der Arbeitsstange erzeugende Getriebe der Vorrichtung angekuppelt ist. Hierdurch wird erreicht, daß alle Trieb werksteile vollständig von der verstaubten Umgebung abge- : kapselt sind und in einem vollkommen geschlossenen Getriebegehäuse liegen, so daß die Triebwerksteile, wie dies wün- ^; sehenswert ist, in einem ölgefüllten Getrieberaum laufen ^; können. Da die Pendelbewegung der Arbeitsstange nur in einer Ebene erfolgt, kann an sich eine normale Radiallagerung ver-4 beispielsweise in Form eines zylinderartigen, die Arbeite- ; stange längsbeweglich aufnehmenden Gelenkkörpers, die aber | zur Erzielung einer einwandfreien Abdichtung der Durchtrittaistelle der Arbeitsstange durch die Getriebegehäusewandung gegen Ölaustritt eine aufwendige und schwierige Auebildung oder die Zuhilfenahme eines ölfesten Faltenbalges oder dergleichen erfordert. Mit besonderem Vorteil wird daher gemäß

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einem weiteren Merkmal der Erfindung das Gelenk als Kugel i ausgebildet, die von einer Gelenkkapsel des Getriebegehäuses aufgenommen ist und den ö'lgefüllten Getriebegehäuseraum ab.-_; dichtet und durch die die Arbeitsstange, vorzugsweise mit \ einem im Querschnitt zylindrischen Abschnitt, hindurchgeführt ist. Mit einem solchen Gelenk ist der öldichte Verschluß äse Getriebegehäuseraumes einfach und zuverlässig erreichbar, \

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der im Getriebegehäuse liegende Hebelarm der Arbeitsstange durdL eine Pleuelstange mit einer an einer Getriebewelle angeordneten Kurbel verbunden ist und daß dieser Hebelarm eine an einem Querholm angeordnete Rolle aufweist, welche, an einer auf der Getriebewelle angeordneten unrunden Scheibe abrollt,= die die Arbeitsstange in eine der Pendelbewegung überlagerte Längsbewegung zu versetzen vermag, wobei die Rolle durch eine auf die Arbeitsstange einwirkende Feder gegen die ; Scheibe angedrückt wird. Die Scheibe kann 'ganz oder teilweise auf ihrem Umfang mit Schlagnocken versehen sein, die · die Arbeitsstange samt daran befestigtem Werkzeug während ; der Pendelbewegung in eine vibrierende Längsbewegung ver- ; setzen, sie kann ferner derart mit verschieden großen j Krümmungsradien ausgebildet sein, daß das Werkzeug bei der ; Vorwärtspendelbewegung der Arbeitsstange an die zu bearbei-; tende Oberfläche herangeschoben und während der Rückwärts- = pendelbewegung der Arbeitsstange von der zu bearbeitenden \ Oberfläche abgehoben wird. Diese Ausbildung des die Arbeitsstange antreibenden Getriebes hat die Vorteile, daß sie mit■

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einfachen Triebwerksteile η auskommt und daher wenig aufwendig ist und robust ausgeführt werden kann und daß sie ferner einen außerordentlich ruhigen, erschütterungsfreien Lauf · : aufweist. Ein weiterer Vorteil dieser Getriebeausbildung ist; daß die Vorrichtung, um größere Leistungen bei breiten Einschnitten zum Beispiel für Sträßenmarkierungen zu erzielen, in einfacher Weise in doppelter Ausführung mit gegenläufig pendelnden Werkzeugen ausgebildet werden kann, indem auf der Getriebewelle mühelos zwei Kurbeln und zwei Scheiben für den Antrieb von zwei Arbeitsstangensätzen angeordnet sein können und zwar derart, daß die Arbeitsstangensätze gegenläufige Pendelbewegungen ausführen. ;

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das \ Ende des außerhalb dee Getriebegehäuses liegenden Hebelarmes der Arbeitsstange als schlanker Konus ausgebildet ist, auf den ein abnehmbarer Werkzeughalter aufgeschoben ist, dessen ] dem Getriebegehäuse zugekehrtes Ende mit einem Gewinde für eine Stellmutter versehen ist, mittels der die Arbeitsstange gegen die Kraft der auf sie einwirkenden Feder so weit aue dem ftptriebegebäuse herausziehbar ist, daß die Rolle des Querholms von der Scheibe abgehoben ist. Mittels der Stellr ^; mutter kann die Vorrichtung bequem und einfach von fräsender und schlagender Arbeitsweise auf nur fräsende Arbeitsweise \ oder umgekehrt umgestellt werden. Der schlanke Konus der Arbeitsstange, der in einen entsprechend konischen, hülsenförmigen Teil des Werkzeughalters eingreif/t, verleiht dem Werkzeughalter einen soliden Halt an der Arbeitsetange,

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wobei Konus und Werkzeughalter durch eine 8chraubenverbinduig zusammengespannt werden können. Vorteilhafterweiee besitzt
der Werkzeughalter an den Rändern seines werkzeugseitigen · : Endes zapfen- oder zahnförmige Tor Sprünge und Ausnehmungen, '--in die entsprechend geformte Sander des Werkzeugs eingreifen. Auf diese Weise werden große Anlageflächen zwischen Werkzeughalter und Werkzeug und damit eine robuste Verbindung
zwischen diesen beiden Teilen geschaffen.

Weitere Merkmale der Erfindung werden nachstehend anhand

der Zeichnung beschrieben, in der verschiedene Ausführungs- ' beispiele einer Stemmvorrichtung nach der Erfindung darge- ; stellt sind, und zwar zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in Ansicht, teilweise ^: aufgeschnitten;

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie Xl-XX in Fig. 1f

Fig. 3, 4 und 5 eine Einzelheit in vergrößerter vereinfachter Darstellung und in unterschiedlicher Ausbildung?

Fig. 6 und 7 eine besondere Ausführungsform der Verbindung
zwischen der Stemmvorriehtmng und dem Werkzeugj

Fig. 8 und 9 ein zweites Ausführungsbeispiel der Stemmvorrthtung im Längsschnitt respektive Querschnitt;

Fig.Io ein Anwendungsbeispiel der Stemmvorrichtung der
Fig. 8 und 9 .

Der Antriebsmotor 1 der Stemmvorrichtung treibt über ein
Kegelradgetriebe 2 eine Getriebewelle 3 an, die an einem

Ende einen Kurbelzapfen 4 trägt. Durch eine Pleuelstange 5

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ist der Kurbelzapfen 4 mit dem oberen Ende einer Arbeite- · stange 6 verbunden. Zum Ausgleich der Unwucht der Kurbel trägt die Getriebewelle 3 eine Scheibe 7. Auf der Getriebe-r welle 3 sitzt ferner eine unrunde Scheibe 8, deren Unwucht durch einen auf der Getriebewelle angeordneten Teil 9 ausgeglichen wird. Die Arbeitsstange 6 ist als zweiarmiger Hebel pendelnd und längsbeweglich gelagert. Als Gelenk hierfür dient eine Kugel 1o, die in einer Gelenkkapsel 11 des Getriebegehäuses 12 der Vorrichtung staub- und öldicht gelagert ist. Durch die Kugel "Io hindurch, in der die Arbeitsstange 6 längsverschieblich und gleichfalls staub- und öldicht gelagert ist, ist die Arbeitsstange 6 aus dem Getriebe? gehäuse 12 herausgeführt. Die Gelenkkugel 1o verschließt also die Durchtrittsstelle in der Wandung des Getriebege- ^: häuses für die Arbeitsstange, so daß alle Triebwerksteile in einem vollkommen gegenüber der Umgebung geschlossenen Getriebegehäuse untergebracht sind und in einem ölgefüllten^: Getrieberaum laufen können. An dem außerhalb des Getriebegehäuses 12 liegenden Hebelarm der Arbeitsstange 6 ist ein ^l mit Präszähnen versehenes Werkzeug 13 befestigt. Der in ; dem Getriebegehäuse liegende Hebelarm der Arbeitsstange 6, ; an dem die Pleuelstange 5 des Kurbeltriebes angreift, | besitzt einen herausragenden Querholm 14 mit einer Rolle 15* Durch eine an der Arbeitsstange 6 angreifende Feder 16 ^; wird diese Rolle 15 gegen den Umfang der Scheibe 8 gedrückt» Duä den Kurbelzapfen 4 wird die Arbeitsstange 6 in eine Pendelbewegung versetzt, während der die Rolle 15 auf dem Umfang der synchron mit der Kurbel rotierenden unrunden

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Scheibe ö abrollt. Diese Scheibe 8 kann nun so geformt und angeordnet sein, daß sie der Arbeitsstange 6 eine bestimmte ! und gewünschte, der Pendelbewegung überlagerte Längsbewegung erteilt. Bei Fräswerkzeugeη für härtere Werkstoffe, die wie = in Fig. 6 dargestellt Spitzzähne besitzen und in beiden = Pendelbewegungsrichtungen Nutzarbeit leisten, kann die \ Scheibe 8 gemäß Fig. 3 auf ihrem gesamten Umfang mit Sehlag4 nocken 17 oder dergleichen versehen werden, die die Arbeitsstange 6 während der Vorwärts- und Rückwärtspendelbewegung in eine vibrierende Längsbewegung versetzen. Bei einem Fräswerkzeug mit den üblichen Schrägzähnen, "wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Scheibe 8 zweckmäßigerweise nur auf demjenigen Umfangsteil mit Schlagnocken 17 versehen, auf dem die Rolle 15 während der Vorwärtspendelbewegung der Arbeits-4 stange abrollt. In diesem Fall wird die Scheibe 8 zweckmäßigerweise auch noch so ausgebildet, daß, wie in Fig. 5 veranschaulicht ist, derjenige Umfangsteil der Scheibe, auf dem die Rolle 15 während der ""ückwärtspendelbewegung der Arbeitsstange abrollt, einen kleineren Krümmungsradius besitzt als derjenige Umfangsteil, auf dem die Rolle während der Vorwärtspendelbewegung der Arbeitsstange abrollt, wodurch das Fräswerkzeug bei der Rückwärtspendelbewegung nicht nur ohne Schlagwirkung bleibt sondern auch von der Arbeitsfläche leicht abgehoben wird. Eine Scheibe 8 gemäß Fig. 5 ohne Schlagnocken, die nur bewirkt, daß das Fräswerkzeug durch die Feder 16 während des Rückhubes von der Arbeitsfläche abgehoben wird, kann bei Anwendung der Stemmvorrichtung in weicheren Werkstoffen zweckmäßig sein.

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In Pig. 6 und 7 ist eine besonders vorteilhafte und stabile; Aufnahme- und Befestigungseinrichtung an der Arbeitsstange 6 für das Fräswerkzeug dargestellt. Die Arbeitsstange 6 istan ihrem aus dem Kugelgelenk 1o, 11 herausragenden Ende als schlanker Konus 18 ausgebildet, auf den ein Werkzeughalter 19 aufgeschoben ist. Mittels einer Mutter 2o ist der Werkzeughalter 19 auf dem Konus lö festgespannt und gesichert. Ein Stift 21 der Arbeitsstange 6 sichert den Werkzeughalter 19 zusätzlich gegen Verdrehen auf dem Konus Id. Diese schlanke konische Verbindung zwischen Arbeitsstange und Werkzeughalter ist sehr stabil und zuverlässig. Das dem Kugelgelenk zugekehrte Ende 22 des Werkzeughalters 19 ist mit einem Gewinde versehen und trägt eine Stellmutter 23. Bei der in Fig. 6 und 7 dargestellten Lage der Stellmutter 23 arbeitet! das Fräswerkzeug 24 mit Schlag, da die Feder 16 die rtolle 15 gegen die Scheibe 8 andrücken kann. Wird die Stellmutter 23 gegen die Gelenkkugel 1o hochgeschraubt, zieht sie die Arbeitsstange 6 gegen die Kraft der Feder 16 aus dem Getriebegehäuse heraus, bis die Rolle 15 von der Scheibe 8 abgehoben ist. Danach arbeitet das Werkzeug 24 nur noch fräsend. Mittels der Stellmutter 23 kann mithin die zusätzliche Schlagwirkung des Getriebes rasch und einfach ein- ader ausgeschaltet werden. Das werkzeugseitigernde des Werkzeughalters 19 ist an dem in Pendelbewegungsrichtung vorderen : und hinteren Rand mit Vorsprüngen 25 und Aussparungen 26 versehen, in die entsprechend gabelförmig ausgeklinkte Ränder des Fräswerkzeugs eingreifen. Das Werkzeug umgreift dadurch, wie Fig. 6 erkennen läßt, den Werkzeughalter an i

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beiden Seiten etwa U-förmig, wodurch für die Übertragung der Antriebskraft der pendelnden Arbeitsstange auf das Präswerkzeug große Anlageflächeη geschaffen werden. Mittels Schrauben 27 wird das Fräswerkzeug an dem Werkzeughalter 19 befestigt und mit diesem in festem Eingriff gehalten.

Wie beispielsweise die Pig. 7 zeigt, können mehrere Präsblätter gebündelt angewendet und gemeinsam von der Arbeitsstange der Stemmvorrichtung angetrieben werden. Pig. 8 und 9 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Stemmvorrichtung für noch größere Leistungsanforderungen und sehr breite Einschnitte, wie sie beispielsweise für Straßenleitlinien oder dergleichen benötigt werden. Die Getriebewelle 26 dieses ■ Ausführungsbeispiels ist als Kurbelwelle mit zwei Kurbeln 29! ausgebildet, von denen über Pleuelstangen 3o zwei Ärbeits-Stangensätze 31 angetrieben werden. Ferner befinden sich auf der Getriebewelle 28 zwei mit Schlagnocken"versehene unrunde Scheiben 32, deren Unwucht durch Scheiben 33 ausgeglichen wird und die analog wie beim Ausführungsbe'ispiel der Figo 1 und 2 als Schlagkörper wirken und je einen Arbeitsstaugen- : satz über dessen Querholm 34 und Holle 35 in ©ine vibrieren-·· de Längsbewegung während der Pendelbewegung verseilen. : Wegen der breiten Ausbildung der "beiden Fräswerk^erngkalter-J?, an denen jeweils eine Mehrzahl von Präszähnen 37 befestigt ; ist, werden zweckmäßigerweise bei jedem Arbeitsstangensatz zwei oder mehr Arbeitsstangen 3ö angewendet,, mit denen die Werkzeughalter 36 unter ZwishensehsuLtung von Traverses, 39 verbunden sind. Die Hindur einführung der einzelnen Arlbeits-

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stangen 38 durch das gemeinsame Getriebegehäuse 4o erfolgt auch hier durch ein die Durchtrittsstelle abdichtend verschließendes Kugelgelenk 41. Bei der dargestellten doppelten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Arbeitsstangensätze zweckmäßigerweise derart angetrieben, daß sie gegenläufige Pendelbewegungen ausführen.

Die Fig. 8 und 9 veranschaulichen ferner ein Ausführungsbeispiel, das keinen eigenen Antriebsmotor besitzt sondern für Fremdantrieb vorgesehen ist, beispielsweise zur Verwendung an einem Traktor, wie in Fig. 1o dargestellt. Die Getriebewelle 28 ist beidseitig aus dem Getriebegehäuse herausgeführt (Fig. 8) und derart ausgebildet, beispielsweise als Vielteilwelle, daß sie mit einer in Fig. 1o nicht näher dargestellten Antriebswelle des Traktors kuppelbar ist. An beiden Seiten ist das Getriebegehäuse 4o mit Lagern 42 versehen, durch die es an dem Traktor befestigt wird. Während der Fräsarbeit wird das Getriebegehäuse 4o durch einen Handhebel über ein Kniehebelsystem 43 herunter und an den Getriebekasten 44 des Traktors angedrückt. Für die Leerfahrt wird mit diesen Hebeln das Getriebegehäuse 4o in den Lagern 42 hochgeschwenkt, wie in Fig. 1o strichpunktiert angedeutet ist. Für Fräsarbeiten in Straßendecken hat die erfindungsgemäße Vorrichtung gegenüber bekannten Straßen- ■ fräsmaschinen den Vorteil, daß sie nicht auf eine möglichst starke Erwärmung der Straßendecke durch Gas bzw. durch Infrarotstrahlung angewiesen ist. Diese bei den bekannten Maschinen notwendige Erwärmung der Straßendecken setzt den

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bekannten Maschinen die Grenzen ihrer Leistung. Durch die Anwendung der schlagend fräsenden Vorrichtung gemäß der Erfindung kommt man demgegenüber ganz ohne oder mit nur geringer Erwärmung der Straßendecke aus.

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Claims

2218U33 Patentansprüche

1. Motorisch angetriebene Stemmvorrichtung zur Herstellung von Einschnitten oder Nuten in Gestein oder dergleichen mittels eines mit Präszähnen versehenen Werkzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Arbeitsstange (6) besitzt, die mittels eines Gelenkes (io) pendelnd sowie längsbeweglich gelagert ist und durch dieses Gelenk, welches eine Durchtrittsöffnung des Getriebegehäuses (12) der Vorrichtung für die Arbeitsstange dicht verschließt, aus dem Getriebegehäuse abgedichtet nach außen heraustritt, wobei der außerhalb des Getriebegehäuses liegende Hebelarm der Arbeitsstange an seinem Ende eine Werkzeugaufnahme besitzt und der innerhalb des Getriebegehäuses liegende Hebelarm an das die Pendelbewegung ; der Arbeitsstange erzeugende Getriebe der Vorrichtung angekuppelt ist.

2. Stemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (Io) als Kugel ausgebildet ist, die von einer Gelenkkapsel (11) des Getriebegehäuses (12) ausgenommen ist und den ölgefüllten Getriebegehäuse raum abdichtet und durch die die Arbeitsstange (6), vorzugsweise mit einem im Querschnitt zylindrischen Abschnitt, hindurchgeführt ist.

3. Stemmvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Getriebegehäuse (12) liegende Hebelarm der Arbeitsstange (6) durch eine Pleuelstange (5) mit einer an einer Getriebewelle (3) angeordneten Kurbel (4) ver-

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bunden ist und daß dieser Hebelarm eine an einem Querholm (14) angeordnete Rolle (15) aufweist, welche an einer auf der Getriebewelle angeordneten unrunden Scheibe (8) abrollt, die die Arbeitsstange in eine der Pendelbewegung überlagerte Längsbewegung zu versetzen vermag, wobei die'Rolle (15) durch eine auf die Arbeitsstange (6) einwirkende Feder (16) gegen die Scheibe (d) angedrückt wird.

4. Stemmvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des außerhalb des Getriebegehäuses (12) liegenden Hebelarmes der Arbeitsstange (6) als schlanker Konus (ß) ausgebildet ist, auf den ein abnehmbarer Werkzeughalter (19) aufgeschoben ist, dessen dem Gelenk (Io) zugekehrtes Ende (22) mit einem Gewinde für eine Stellmutter (23) versehen ist, mittels der die Arbeitsstange gegen die Kraft der auf sie einwirkenden Feder (16j so weit aus dem Getriebegehäuse herausziehbar ist, daß die Rolle (15) des Querholms (14) von der Scheibe (8) abgehoben ist.

5. Stemmvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das werkzeugseitige Ende des Werkzeughalters (19) an den Rändern zapfen- oder zahnförmige Vorsprünge (25) und Ausnehmungen (2b) aufweist, in die entsprechend geformte Ränder, des Werkzeugs (24) eingreifen.

6. S-^emmvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (8) wenigstens auf dem Umfangsteil, auf dem die Rolle (15) während der Vorwärtspendelbewegung der

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Arbeitsstange (6) abrollt, mit Schlagnocken (17) versehen ist, die die Arbeitsstange in eine vibrierende Längsbewegung versetzen.

7. Steigvorrichtung nach Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsteil der Scheibe (8) auf dem die Rolle (15) während der Rückwärtspendelbewegung der Arbeitsstange (6) abrollt, einen kleineren Krümmungsradius besitzt als derjenige Umfangsteil, auf dem die Rolle während der VorwärtSpendelbewegung der Arbeitsstange abrollt.

8. Stemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Getriebewelle (2Ö) zwei Kurbeln (29) und zwei mit chlagnocken versehene unrunde Scheiben (32) für den Antrieb von zwei Arbeitsstangensätzen (31, 38) derart angeordnet sind, daß die Arbeitsstangensätze gegen läufige Pendelbewegungen ausführen.

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