DE2530400A1

DE2530400A1 - Keileinrichtung fuer pressen oder dergleichen

Info

Publication number: DE2530400A1
Application number: DE19752530400
Authority: DE
Inventors: Walter J Grombka
Original assignee: National Machinery Co
Current assignee: National Machinery Co
Priority date: 1974-07-22
Filing date: 1975-07-08
Publication date: 1976-02-05
Also published as: US3889515A; GB1495634A; JPS5136677A

Description

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Firma The National Machinery Company, Tiffin, Ohio 44883 (USA)

Keileinrichtung für Pressen oder dergleichen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Keileinrichtung für Pressen, insbesondere Schmiedepressen, oder dergleichen mit ersten sowie zweiten Plattenanordnungen, die in einer ersten Richtung aufeinander zu und voneinander weg bewegbar angeschlossen sind und von denen eine mit einer zur anderen Plattenanordnung weisenden geneigten Oberfläche versehen ist, ferner mit einem zwischen der geneigten Oberfläche und der anderen Plattenanordnung angeordneten Keil, der in einer zweiten und zur ersten weitgehend rechtwinkligen Richtung verschiebbar ist, um eine Bewegung der Plattenanordnungen in der ersten Richtung zuzulassen und die Plattenanordnungen in ihren Einstellpositionen zu halten. Die Keileinrichtung dient als Formen- bzw. Gesenkauflage eines Grund- oder Auflagerahmens .

In bekannter Weise dient eine derartige Keileinrichtung zum einstellbaren Stützen oder Halten von Formen bzw. Gesenken auf dem Grundrahmen von Schmiedepressen oder dergleichen. Verschiedene Gebilde dieser Art sind in den US-Patenten 1 7o9 876; 2 ol7 784; 2 199 864; 2 245 573; 2 826 947; 3 422 66o; 3 422 661; 3 427 und 3 584 497 beschrieben. Bei den bekannten Keileinrichtungen treten manchmal Schwierigkeiten auf, wenn der Schieber einer Hemmung- unterliegt oder in seiner Totpunktlage unter Eingriff der Werkzeuge und Formen bzw. Gesenke bewegungsunfähig wird. In vielen

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Fällen ist es erforderlich, die Formen bzw. Gesenke oder ihre Auflage herauszubrennen oder abzutrennen, um den Schieber für ein Rückziehen freizugeben.

Zur Überwindung dieses Problems sind die Keile manchmal mit relativ stellen Keilwinkeln versehen, so daß sie zum Entlasten des Drucks auf die Werkzeuge zurückgetrieben werden können. Eine solche Lösung kann jedoch zu einer Instabilität der Keile während des normalen Betriebes der Maschine und dazu führen, daß manchmal zweite Keile benutzt werden, um den ersten Keil in seiner Lage zu blockieren. Ein solches System ist im US-Patent 2 175 742 offenbart. Außerdem führt die Lösung mit steilen Keilwinkeln nicht immer zu dem erwünschten Ergebnis, da die Keile im allgemeinen Zunder und anderen Verunreinigungen ausgesetzt sind, die zu einem Rosten, Angreifen bzw. Zerfressen und Verschrammen der Keiloberflächen mit dem Ergebnis führen, daß die Schiebe- oder Gleiteigenschaften des Keils sich während der Benutzung der Maschine verändern und daß auch mit relativ steilen Winkeln ausgebildete Keile in einer gegebenen Lage hemmen oder blockieren können.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Keileinrichtung der genannten Art unter Vermeidung der genannten Nachteile mit einfachen Mitteln zu verbessern.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Keileinrichtung der genannten Art vorgeschlagen, daß der Keil mit einer blockierenden oder selbsthemmenden Keilverjüngung ausgebildet ist und daher die in der ersten Richtung auf die Plattenanordnungen ausgeübten Kräfte den Keil nicht zu einer Bewegung in der zweiten Richtung veranlassen und daß Hydraulikmittel angeordnet sind, um ein Fluid unter Druck längs der Betriebsoberflächen des Keils zu leiten, damit sich der Keil in diesem Zustand selbst dann in der zweiten Richtung bewegen kann, wenn erhebliche Kräfte auf die Plattenanordnungen ausgeübt werden.

Die erfindungsgemäße Keileinrichtung für Pressen, wie Schmiedepressen, oder dergleichen weist einen mit einem relativ kleinen Keil-^

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winkel in der Größenordnung von 4° ausgebildeten Keil auf. Ein solcher Keil ist selbsthemmend, und es ist nicht erforderlich, starke Belastungen stützende Keilblockiervorrichtungen vorzusehen, um den Keil in seiner eingestellten Position zu halten. Die Keileinrichtung ist mit Abdeckmitteln versehen, die Zunder oder andere Verunreinigungen an einem Zutritt zu den Keilflächen hindern. Daher unterliegen die Keiloberflächen während des Gebrauchs keiner Abnutzung. Das Hydrauliksystem sorgt für ein Einführen von Schmiermittel unter Druck zwischen die Oberflächen der Keileinrichtung, so daß der Keil seitlich 'schwimmen¹ bzw. 'schweben' kann, und für ein Lösen des Pressenschiebers in dem Fall, daß dieser in seiner Mittellage einer Hemmung unterliegt und bewegungsunfähig wird. Die wirksame Schmiermittelfläche ist ausreichend groß, damit der Keil auch dann 'schwimmen' kann, wenn die in einem Hemmzustand extrem großen Kräfte auf die Keileinrichtung ausgeübt werden. Nach der Erfindung kann der Schieber ohne Schwierigkeiten gelöst bzw. freigegeben werden, und es ist nicht erforderlich, die Werkzeugausrüstung oder ihr Auflagegebilde zum Aufheben der Hemmung zu zerstören.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Antriebsmittel vorgesehen, um ein einfaches Einstellen der Keileinrichtung während der Einrichtung der Werkzeugausrüstung zu ermöglichen. Ferner arbeiten angetriebene Verriegelungsmittel, um die Einrichtung während des normalen Betriebes der Presse in ihrer eingestellten Position zu halten.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 - in perspektivischer Ansicht eine typische Schmiedepresse der allgemeinen Art, für die die vorliegende Erfindung besonders geeignet ist,

Figur 2 - in teilweise geschnittener Seitenansicht eine Keilauflageeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung,

Figur 3 - die Keileinrichtung aus Figur 2 in Draufsicht,

Figur 4 - einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie 4-4 aus Figur 3,

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Figur 5 - eine vergrößerte und teilweise geschnittene Draufsicht zur Darstellung eines Motorantriebes zum Einstellen-des Keils und

Figur 6 - in vergrößertem Teilschnitt einen hydraulischen Verriegelungsmechanismus zum Blockieren von Keileinstellungsschrauben in ihren Einstellpositionen.

Figur 1 zeigt eine typische vertikale Schmiedepresse mit einem eine Gesenkunterlage bzw. ein Formenbett 11 bildenden Rahmen Io und mit einem Schieber 12, der auf die Gesenkunterlage 11 zu und von dieser weg bewegbar ist. Der Schieber oder Schlitten wird durch einen Motor 13 und eine Antriebsverbindung vom Kurbelwellen- und Ritzeltyp angetrieben. Auf der Gesenkunterlage 11 befindet sich eine Formenstütz-Keileinrichtung 14 nach der vorliegenden Erfindung. Diese Keileinrichtung 14 sorgt für eine einstellbare Positionierung der festen Formen oder Gesenke im Rahmen Io der Maschine. Die Keileinrichtung ist einstellbar, um die festen Formen anzuheben und abzusenken, so daß sie in bezug auf die vom Schieber getragenen beweglichen Formen oder Werkzeuge passend angeordnet werden.

Gemäß Figuren 2 und 3 enthält die Keileinrichtung 14 eine Grundplattenanordnung 16, die an der Gesenkunterlage 11 der Maschine festgelegt ist. Die Grundplattenanordnung weist einen nach oben vorstehenden, allgemein rechteckigen, einstückigen und mit einer geneigten oberen Keiloberfläche 18 versehenen Keilabschnitt 17 und Seitenwandungen 19 auf.

Über der Grundplattenanordnung 16 befindet sich eine Abdeckplatte 21 mit einer oberen Oberfläche 22, die einen Formen- bzw. Gesenksatz oder einen Pressenunterteil trägt. Die Abdeckplatte 21 ist mit herabhängenden Wandungen 23 ausgebildet, deren Innenflächen 24 die Seitenwandungen 19 eng umfassen, um eine Seitenverschiebung zwischen der Grundplattenanordnung 16 und der Abdeckplatte 21 zu verhindern. Jedoch ermöglichen die zusammenpassenden Wandungen eine Vertikalbewegung der Abdeckplatte in bezug auf die Grundplatte.

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Zwischen der Keiloberfläche 18 und einer unteren horizontalen Oberfläche 26 der Abdeckplatte 21 befindet sich ein Keil 27. Die Ausdrücke 'horizontal' und 'vertikal' werden vorliegend benutzt, um die Beschreibung zu vereinfachen. Jedoch erfordert die Erfindung keineswegs eine solche Ausrichtung, und die Einrichtung kann auch in anderen Lagen benutzt werden. Eine untere Oberfläche 28 des Keils 27 tritt in Eingriff mit der Keiloberfläche 18, während sich eine obere Oberfläche 29 des Keils 27 in Eingriff mit der Oberfläche 26 der Abdeckplatte 21 befindet. Die beiden Keiloberflächen 18 und 28 sind in bezug auf die Oberflächen 26 und 29 unter einem Blockierwinkel geneigt, der vorzugsweise in der Größenordnung von 4° liegt. Demzufolge führen auf die Abdeckplatte 21 ausgeübte vertikale Belastungen nicht zu einer Seitenverschiebung des Keils 27 in bezug auf die beiden Plattenanordnungen.

Die Lage des Keils 27 wird von einem Paar von Schrauben 31 und 32 bestimmt, die durch Buchsen 33 und 34 in der Wandung 23 geschraubt sind. Ein Motorantrieb ist für die Schrauben 31 und 32 vorgesehen, was am besten aus Figur 5 ersichtlich ist. Der Antrieb enthält einen Motor 36 mit einem an seiner Ausgangswelle befestigten Antriebszahnrad 37. Das letztere kämmt mit einem Paar von Zahnrädern 38 und 39, die ihrerseits in einem Rahmen 41 um ihre Achse drehbar gelagert sind. Die Zahnräder 38 und 39 treiben jeweils längliche Zahnräder 42 und 43, die ihrerseits auf den Schrauben 31 und 32 befindliche Zahnräder 44 und 46 antreiben. Dieser Zahnradantrieb sorgt für eine synchronisierte Drehung und Drehzahluntersetzung. Die länglichen Zahnräder nehmen die Längsbewegung der zwei Schrauben auf, wenn diese je nach Anwendungsfall ein- oder ausgeschraubt werden. Die Schrauben sind auch mit Schlüsselkopfenden 47 ausgebildet, um eine manuelle Betätigung in dem Fall zu ermöglichen, daß der Motor betriebsunfähig wird.

Die beiden Schrauben 31 und 32 erstrecken sich durch die Seitenwandung 23 und treten an ihren inneren Enden mit einer Stirn- oder Endwandung 58 des Keils 27 in Eingriff, um diesen in bezug auf die zwei Plattenanordnungen zu positionieren. Wenn die Schrauben herausgeschraubt werden, kann sich der Keil 27 gemäß Figuren 2 und 3

nach rechts bewegen, wodurch ein Absenken der Abdeckplatte begründet wird. Wenn die Schrauben eingeschraubt werden, bewegt sich der Keil 27 unter Anheben der Abdeckplatte 21 nach links. Da sich die Schrauben 31 und 32 parallel zur Oberfläche 26 erstrecken und an der Abdeckplatte 21 befestigt sind, ergibt sich während der Keileinstellung keine Vertikalbewegung zwischen der Stirnwandung 58 und den inneren Enden der Schrauben.

Von der gemäß Figur 2 linksseitigen Wandung erstreckt sich ein hydraulisch betätigter Stößel 59, der mit dem schmalen Ende des Keils in Eingriff tritt. Der Stößel wird unter Druck gesetzt, um sicherzustellen, daß sich der Keil 27 nach rechts bewegt, wenn die Schrauben zum Absenken der Abdeckplatte 21 herausgeschraubt werden.

Ein hydraulisch betätigtes Sicherungssystem dient zum lösbaren Verriegeln bzw. Blockieren der Schrauben in ihrer eingestellten Position. Dieses Sicherungssystem enthält jeweils eine auf jede der Schrauben 31 und 32 in Angrenzung an die Buchsen 33 und 34 aufgeschraubte Sicherungsmutter 48. Wie es am besten aus Figur 6 ersichtlich ist, weist die Sicherungsmutter eine Ringnut 49 auf, in der ein Dichtungsring 51 angeordnet ist. Ein Paar von Dichtungen 52 sowie 53 bildet eine Flüssigkeitsabdichtung zwischen dem Ring 51 und den Seitenwandungen der Nut 49. Wenn die Kammer 54 über eine Versorgungsleitung 56 unter Druck gesetzt wird, drückt der Ring 51 gegen die Buchse 34, und die Sicherungsmutter 48 wird in der zeichnerischen Darstellung nach rechts gedrängt. Diese axiale Belastung der Sicherungsmutter erzeugt selbstverständlich im System eine Reibung, um ein Drehen der zugeordneten Schraube zu verhindern. Ein Stift oder Bolzen 57 dient dazu, ein Drehen der Mutter zu verhindern. Während des Betriebes des Gerätes wird die Kammer 54 unter Druck gesetzt, um das Schraubensystem in der Einstellposition zu blockieren. Bei einem Aufheben des Drucks wird selbstverständlich ein freies Drehen der Schrauben 31 und 32 für eine Einstellung der Keilposition ermöglicht.

An allen vier Ecken der Anordnung befinden sich hydraulisch betä-

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tigte K leitimvor richtungen, die im Druckzustand arbeiten,- um die Abdeckplatte 21 gegen die Grundplatte 16 zu ziehen. Der Aufbau dieser Klemmvorrichtungen ist am besten aus Figur 4 ersichtlich. Jede Klemmvorrichtung enthält eine Kolbenstange 61, die an ihrem unteren Ende zur Aufnahme einer Mutter 62 unterhalb der Grundplatte 16 mit Gewinde versehen ist. Das obere Ende einer jeden Kolbenstange ist mit einem in einer Bohrung 64 angeordneten Kolbenkopf 63 ausgebildet. Ein Verschlußkörper 66 dient zum Verschließen des oberen Endes der Bohrung 64. Auf dem Kolbenkopf ist eine Dichtung 67 zum Bilden einer Flüssigkeitsdichtung mit der Wandung der Bohrung 64 befestigt, und eine Dichtung 68 in der Abdeckplatte 21 sorgt für eine Abdichtung mit der Kolbenstange 61. Wenn durch eine Leitung 69 ein Fluid unter Druck zur Unterseite des Kolbenkopfes 63 geführt wird, wird eine Reaktionskraft erzeugt, die die Abdeckplatte 21 in einen festen Blockiereingriff mit dem Keil 27 nach unten schiebt. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Keil passend aufliegt und daß die Abdeckplatte an einem Anheben gehindert wird, wenn in der Maschine geformte Teile mit den zurückgehenden Werkgeräten nach einem Arbeitshub hochzuziehen neigen.

Ein Auswerferbolzen 71 erstreckt sich durch eine Hülse 72 im mittleren Teil der Keileinrichtung nach oben, um die Auswerfervorrichtungen in den verschiedenen von der Keileinrichtung getragenen Formen bzw. Gesenken zu betätigen. Der Keil ist mit einer länglichen Aussparungsöffnung 73 ausgebildet, um die Einstellbewegung des Keils in bezug auf die Hülse ohne Störung zu ermöglichen.

Am unteren Ende der Wandung 23 ist ein Dichtungsring 74 befestigt, der mit den Seitenwandungen 19 des Keilvorsprungs 17 in Eingriff steht, um jegliches Fremdmaterial, wie Zunder, Schmierstoffe, Kühlmittel oder dergleichen, an einem Eintreten in die Keilkammer zu hindern. In ähnlicher Weise steht eine in der Grundplatte 16 befestigte Dichtung 76 in Eingriff mit der Außenfläche der Hülse 72, um Fremdmaterial an einem Eintreten in den mittleren Teil der Einrichtung zu hindern. Bei diesem Aufbau ist der Keil vollständig eingehüllt und daher keinem Fremdmaterial ausgesetzt, das normalerweise die Keiloberflächen erreichen und deren Abnutzung hervor-

rufen kann. Daher unterliegen die Keiloberflächen im Betrieb keiner Abnutzung, und es ist nicht erforderlich, sie periodisch zu überarbeiten.

Es ist eine Hydraulikeinrichtung vorgesehen, um den Keil dann freizugeben bzw. zu lösen, wenn eine Hemmung oder Blockierung in der unteren Totpunktlage des Schiebers auftritt. Dieses System enthält ein Paar von Ringdichtungen 81 sowie 82 in der oberen Fläche 29 des Keils und ein ähnliches Paar von Ringdichtungen 83 sowie 84 in Nuten längs der unteren Oberfläche 28 des Keils. Die inneren Dichtungen 81 und 83 erstrecken sich um die Hülse 72 und die Aussparungsoffnung 7 3 im Keil. Ein Querkanal 86 erstreckt sich zwischen den Dichtungen an den entsprechenden Oberflächen durch den Keil.

Die Hydraulikflüssigkeit kann unter Druck durch eine Druckleitung 87 und Durchströmkanäle 88 sowie 89 in der Abdeckplatte zu den Zonen zwischen den Ringdichtungen geleitet werden. Wenn es erwünscht ist, eine Hemmung bzw. ein Verklemmen aufzuheben, wird das Fluid unter einem relativ großen Druck in der Größenordnung von normalerweise 351,5-7o3,l kp/cm (5ooo-loooo psi) zu den zwei Oberflä-

hen des Keils zwischen den Ringdichtungen geführt. Dieser Druck veranlaßt die Oberfläche 28 an einem Trennen von der Oberfläche und die Oberfläche 26 an einem Trennen von der Oberfläche 29. Hierdurch wird eine Art Schwebezustand des Keils in bezug auf den übrigen Aufbau erzeugt, und der Keil kann zum Aufheben des Verklemnens nach rechts bewegt werden, indem lediglich die Schrauben 31 aus der Abdeckplatte herausgeschraubt werden. Bei diesem System

rd der Keil im wesentlichen reibungsfrei, wenn die Oberflächen unter Druck gesetzt sind, so daß der Keil zum Aufheben des Verclemmens bzw. der Hemmung trotz der in solchen Fällen auftretenden xtrem großen Kräfte bewegt werden kann. Während des Aufhebens siner Hemmung kann der Stößel 59 unter Druck gesetzt werden, um Ixe Bewegung des Keils zu unterstützen, jedoch reicht die Kraft äer Verklemmung gewöhnlich aus, um den Keil zu einem Lösen zu veranlassen, nachdem die Oberflächen unter Druck gesetzt sind.

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Nachdem die Hemmung aufgehoben ist, wird der Druck abgebaut, um zum üblichen Betrieb zurückzukehren, in dem die Position des Keils durch die Schrauben 31 und 32 eingestellt wird. Wenn der Keil richtig aufliegt, sind das Fluid längs der Grenzfläche ausgedrückt und die normale Blockierfunktion des Keils wieder erreicht.

Das Hydrauliksystem für ein Erzeugen eines Schwebe- oder Schwimmzustandes des Keils wird normalerweise nicht während der Einstellung der Keileinrichtung benutzt und ist bloß zum Lösen des Drucks der Niederhalteklemmen und der Sicherungsmuttern erforderlich, damit die Schrauben ein- oder ausgeschraubt werden können, bis die erwünschte Einstellposition erreicht ist. Wie es bereits erläutert wurde, wird der Stößel 59 während dieser Bewegung normalerweise unter Druck gesetzt, um ein geeignetes Anliegen des Keils an den Enden der Schrauben sicherzustellen. Nachdem die Einstellposition erreicht ist und während des Betriebes des Gerätes werden die Sicherungsmuttern 48 zum Blockieren der Schrauben in der eingestellten Position unter Druck gesetzt bzw. angezogen und die Niederhalteklemmen unter Druck gesetzt. Da am Keil eine hemmende oder blockierende bzw. selbsthemmende Keilverjüngung vorgesehen ist, werden während des normalen Betriebes des Gerätes keine übermäßigen Kräfte auf die Schrauben ausgeübt, so daß es nicht erforderlich ist, Verbundkeilgebilde oder dergleichen zu benutzen.

- Patentansprüche -

- Io -

Claims

Patentansprüche

5. Λ Keileinrichtung für Pressen, insbesondere Schmiedepressen oder dergleichen mit ersten sowie zweiten Plattenanordnungen, die in einer ersten Richtung aufeinander zu und voneinander weg bewegbar angeschlossen sind und von denen eine mit einer zur anderen Plattenanordnung weisenden geneigten Oberfläche versehen ist, ferner mit einem zwischen der geneigten Oberfläche und der anderen Plattenanordnung angeordneten Keil, der in einer zweiten und zur ersten weitgehend rechtwinkligen Richtung verschiebbar ist, um eine Bewegung der Plattenanordnungen in der ersten Richtung zuzulassen und die Plattenanordnungen in ihren Einstellpositionen zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (27) mit einer blockierenden oder selbsthemmenden Keilverjüngung ausgebildet ist und daher die in der ersten Richtung auf die Plattenanordnungen (1.6, 21) ausgeübten Kräfte den Keil nicht zu einer Bewegung in der zweiten Richtung veranlassen und daß Hydraulikmittel (86, 88, 89) angeordnet sind, um ein Fluid unter Druck längs der-Betriebsoberflächen (28, 29) des Keils zu leiten, damit sich <^er Keil in diesem Zustand selbst dann in der zweiten Richtung bewegen kann, wenn erhebliche Kräfte auf die Plattenanordnungen ausgeübt werden.

2. Keileinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch lösbare Mittel (61, 63, 64) zum Aufbringen von die Plattenanordnungen (16, 21) gegeneinander drückenden und die Betriebsoberflächen (28, 29) des Keils (27) belastenden Kräften.

3. Keileinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einstellbzw. Positionierinittel (36) zum Erfassen und einstellbaren Positionieren des Keils (27) innerhalb der Plattenanordnungen (16, 21).

. Keileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstell- bzw. Positioniermittel (36) eine in die andere Plattenanordnung (21) eingeschraubte Schraube (31, 32) enthalten.

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5. Keileinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstell- bzw. Positioniermittel (36) eine Blockiereinrichtung (48, 51) zum lösbaren Festlegen der Schraube (31, 32) gegen Drehung enthalten.

6. Keileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Betriebsoberflächen (28, 29) des Keils (27) und den zusammenpassenden Oberflächen (18, 26) der Plattenanordnungen (16, 21) Dichtungsmittel (81, 82 und 83, 84) vorgesehen sind, um das Fluid unter Druck auf vorbestimmte Zonen oder Bereiche einzuengen.

7. Keileinrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Antriebsmittel (59) zum Drücken des Keils (27) gegen die Schraube (31, 32) .

8. Keileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenanordnungen (16, 21) unter Umhüllung des Keils (27) zusammenarbeiten und Fremdmaterial an einem Zutritt zum Keil hindern.

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