DE3007106A1 - Raeumvorrichtung - Google Patents
RaeumvorrichtungInfo
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- B23D43/02—Broaching tools for cutting by rectilinear movement
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Description
Räumvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf Räumsysteme und betrifft insbesondere
eine neue und verbesserte Räumvorrichtung mit wegwerfbaren Hartmetalleinsätzen.
Räumwerkzeuge werden bereits seit vielen Jahren zur spanabhebenden
Bearbeitung von Metall und für besondere Arbeiten benutzt, beispielsweise zum Räumen von Schlitzen, öffnungen oder Kanälen
mit Spezialquerschnitt, die typischerweise in Turbinenlaufscheiben hergestellt werden. Das herkömmliche Räumwerkzeug ist
eine einstückige Räumnadel mit mehreren Schneidzähnen, die an einem einzigen, massiven, stabförmigen Teil gebildet sind. Mit
der Verwendung von solchen stabartigen Räumnadeln sind jedoch mehrere Nachteile verbunden. Beispielsweise ist die Qualität
des gesamten Werkzeuges nur so gut wie der schlechteste Zahn, da das Vorhandensein eines Zahnes mit Untergröße zu einer Überlastung
des nächsten Zahns führt und es erforderlich macht, aufgrund von Verschleiß od.dgl. das gesamte Werkzeug wegzu-
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werfen, selbst wenn noch viele der übrigen Zähne oder alle übrigen Zähne eine Nutzlebensdauer haben. Selbstverständlich
ist das gesamte Werkzeug auch dann verloren, wenn irgendein Zahn oder irgendein Teil des Werkzeuges beschädigt oder rissig
wird. Außerdem ist die Art des Materials, aus dem das Werkzeug hergestellt wird, begrenzt. Während Schnellstähle
zur Herstellung der stabartigen Räumwerkzeuge benutzt worden sind, können zähere, teuerere Materialien, wie Hartmetalle oder
Carbide nicht benutzt werden, und zwar wegen der zu hohen Kosten der Herstellung des Werkzeuges und des Ersatzes,der
durch die Tatsache erforderlich wird, daß die Beschädigung irgendeines Teils des Werkzeuges zum Wegwerfen desselben zwingt.
Ein weiterer Typ von Räumwerkzeug, der bereits benutzt worden ist, weist mehrere gesonderte Schneideinsätze auf, die an dem
Werkzeugkörper befestigt sind. Typischerweise bestehen die Einsätze aus einem Sinterhartmetall oder einem anderen Hartmetall.
Herkömmlicherweise wird bei Werkzeugen dieser Art mit Hartlötung gearbeitet, d.h. Hartmetallrohlinge werden an einem Stahlhalter
mittels Hartlot dauerhaft befestigt und nach dem Hartlöten auf die erforderliche Schneidenform zugeschliffen. Das
richtige Hartanlöten des Hartmetalls an den Stahl zusammen mit dem Schleifen des Hartmetalls nach dem Hartlöten ist kritisch
und ist im übrigen wegen räumlicher Begrenzungen extrem schwierig. Das Hartlöten der Hartmetallplättchen erfordert, daß jedes
während des Hartlötens in richtiger Lage gehalten wird, um das Formschleifen nach dem Hartlöten zu erleichtern. Weiter
ist es für eine erfolgreiche Räumarbeit notwendig, daß jedes Hartmetallplättchen an dem Stahlkörper fest und richtig hartgelötet
ist. Leider ist es bei einer Hartlötverbindung häufig üblich/ daß sie sich löst, während das Teil geschliffen oder
mit ihm geräumt wird. In jedem Fall muß, wenn das Hartmetallplättchen bricht, ein neues Plättchen hart angelötet und die
Form nachgeschliffen werden. Die herkömmliche Hartlötkonstruktion bietet daher einen geringen Vorteil gegenüber der Schnellwerkzeugbestückung,
da der Ausfall und das Aufarbeiten eines Räumsatzes ein langwieriger Prozeß ist.
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Außer Räumwerkzeugen mit hartgelöteten Einsätzen gibt es Werkzeuge,
in denen die Schneideinsätze andern Werkzeug festgespannt sind. Beispiele solcher Werkzeuge sind in den US-PSen
3 707 748, 3 548 474, 3 641 642 und 3 528 154 sowie in der Sü-PS 727357/25 beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues und verbessertes Räumsystem
mit wegwerfbaren Hartmetalleinsätzen zu schaffen, die
in einer Reihe in einem Schlitz in einem Halter angeordnet sind und durch Spannvorrichtungen in ihre richtige Lage gedrückt
werden.
Insbesondere soll durch die Erfindung ein neues und verbessertes Räumsystem zum Räumen von Schwalbenschwanzschlitzen in Turbinenlauf
scheiben geschaffen werden, bei dem wegwerfbare Hartmetalleinsätze
in einem Schlitz in einem Räumwerkzeughalter angeordnet und mit Hilfe von seitlichen und vorderen Spannbacken,
die außerdem die Einsätze genau an besonders ausgebildeten Flächen des Halters positionieren, festgespannt werden.
Das neue und verbesserte Räumsystem nach der Erfindung hat wegwerfbare
Hartmetalleinsätze, die in dem Schlitz eines Halters genau positioniert und befestigt sind. Eine Reihe von wegwerfbaren
Einsätzen ist in dem Schlitz des Halters angeordnet und wird durch eine langgestreckte Seitenspannteil- und Schraubenanordnung
gegen die gegenüberliegenden Wände des Schlitzes gedrückt. Die Berührungsfläche des Seitenspannteils
drückt die Einsätze automatisch gegen die Seitenpaßflache und gegen die untere Paßfläche des Halters. Außerdem wird ein vorderes
Spannteil benutzt, um die Einsätze gegen einen hinteren Anschlag zu drücken. Das Räumsystem kann daher ohne die zeitraubenden
Arbeiten, die die hartgelöteten Vorrichtungen oder die komplizierten Anordnungen im Stand der Technik erfordern,
schnell zusammengebaut werden. Die Räumvorrichtung eignet sich ideal zum Räumen von Schwalbenschwanznuten, insbesondere in Turbinenlauf
scheiben von Gasturbinentrxebwerken.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden un-
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ter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Räum-
systems nach der Erfindung,
Fig. 2 das Räumsystem in Draufsicht,
Fig. 3 eine Ansicht des Rückendes des Räumsy
stems mit angebautem Endspannteil,
Fig. 4 in gleicher Ansicht wie in Fig. 3 das
Räumsystem bei abgenommenem Endspannteil,
Fig. 5 eine zu der Rückansicht von Fig. 3 ent
gegengesetzte Rückansicht des Räumsystems und
Fig. 6 in Teilseitenansicht zwei Halter in Hin
ter einanderanordnung, wie sie bei der Ausführung eines vollständigen Räumvorganges
üblich ist.
Gemäß den Figuren weist die insgesamt mit der Bezugszahl 10
bezeichnete Räumvorrichtung einen langgestreckten Halter 13
auf, der eine Basis 14, eine obere, zu der Basis 14 entgegengesetzte
Stirnfläche 21 und sich nach oben erstreckende und die Basis 14 mit der oberen Stirnfläche 21 verbindende Seitenwände
18 und 19 hat. Die Seitenwand 18 ist zu der Basis 14 im
wesentlichen rechtwinkelig und endigt an der oberen Stirnfläche 21. Die Wand 19 erstreckt sich vorzugsweise von der Basis
14 aus unter einem Winkel von ungefähr 10° gegen die Vertikale
nach innen und endigt an einer geneigten Wand 22 eines nach außen vorstehenden Teils 23. Darüber hinaus hat die Basis 14
vorzugsweise abgefaste Ränder 16 und 17.
Gemäß den Fig. 1 und 4 weist die Stirnfläche 21 des Halters
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einen im Querschnitt insgesamt U-förmigen Längsschlitz 12 zur
Aufnahme von mehreren Schneideinsätzen 11 auf. Typischerweise
bestehen die Einsätze 11 aus einem Sinterhartmetall- oder einem
anderen Hartmetallblock und weisen einen Unterteil 38, zwei einander gegenüberliegende Stirnwände 54, zwei einander
gegenüberliegende Seitenwände 61 und 62 und einen Schneidteil 51 auf. Vorzugsweise weist die Seitenwand 61 jedes Einsatzes
einen Anlagewandteil 39 auf, der im wesentlichen rechtwinkelig zu dem Einsatzunterteil 38 angeordnet ist. Darüber hinaus
hat die Einsatzseitenwand 62 einen geneigten Spannwandteil 37 entgegengesetzt zu dem Anlagewandteil 39. Der Spannwandteil
37 ist in bezug auf den Einsatzunterteil 38 nach innen geneigt. Gemäß der Darstellung in den Figuren hat der im Querschnitt
U-förmige Schlitz 12 einen insgesamt horizontalen Tragteil 26, an welchem der Einsatzunterteil 38 in Anlage
kommt, einen ersten Wandteil 24, an welchem der Einsatzanlagewandteil 39 in Anlage kommt und welcher als Anschlag dient,
an welchem die Einsätze angeordnet werden können, und einen zweiten Wandteil 27, welcher auf einer Strecke Abstand von dem
geneigten Spannwandteil 37 des Einsatzes 11 aufweist. Vorzugsweise ist der erste Schlitzwandteil 24 zu dem Tragteil 26 des
Schlitzes rechtwinkelig und hat eine Länge, die im wesentlichen gleich der des Einsatzanlagewandteils 39 ist. Darüber hinaus
ist der erste Schlitzwandteil 24 vorzugsweise länger als der zweite Schlitzwandteil 27 und das obere Ende 28 des Schlitzwandteils
27 ist unterhalb der Halterstirnfläche 21 angeordnet.
Weiter hat gemäß den Fig.1 und 4 der Halter 13 vorzugsweise
eine Spannteiltragfläche 29, die von dem oberen Ende 28 aus längs der oberen Fläche des vorstehenden Teils 23 nach unten
geneigt ist und an einer sich nach oben erstreckenden Anschlagwand 31 endigt. Vorzugsweise ist die Anschlagwand 31 im wesentlichen
rechtwinkelig zu der Spannteiltragfläche 29 angeordnet. Eine nach unten geneigte Wand 32 und ein sich insgesamt vertikal
nach unten erstreckender Wandteil 35 vervollständigen den äuße-
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- 11 ren Umfang des vorstehenden Teils 23.
Gemäß den Fig. 2-5 weist das hier beschriebene Ausführungsbeispiel der Räumvorrichtung 10 weiter ein erstes langgestrecktes
Spannteil auf, d.h. eine Seitenspannbacke 33, die auf der Spannteiltragfläche 29 befestigt ist, typischerweise
mittels Schrauben 34. Das Spannteil 33 hat eine Spannfläche 36, welche eine Kraft auf den Spannwandteil 37 der Einsätze
11 ausübt, so daß die Einsätze gegen den Tragteil 26 des Schlitzes bzw. gegen die erste Schlitzwand 24 gedrückt werden.
Die Spannfläche 36 ist zu dem geneigten Spannwandteil 37 des Einsatzes 11 vorzugsweise im wesentlichen parallel. Darüber
hinaus ist vorzugsweise ein insgesamt rechteckiges Beilageteil 53 aus einem weichen Metall/ wie Messing oder Kupfer, zwischen
der Spannfläche 36 und der Einsatzspannwand 37 angeordnet. Das Beilageteil 53 kompensiert Unregelmäßigkeiten, die
zur Folge haben können, daß Flächen 36 und 37 nicht bündig aneinander liegen, und verhindert somit ein Rutschen des Einsatzes.
Der hintere Endteil 41 des Spannteils 33 ruht zu Abstützungszwecken
an der Anschlagwand 31. Gemäß Fig. 1 werden mehrere Einsätze 11 durch das Spannteil 33 positioniert und festgehalten, das in diesem Fall mit Hilfe von fünf Schrauben 34 befestigt
ist, die in gegenseitigen Abstand aufweisenden Vertiefungen 40 sitzen und in Löcher in dem Halter 13 eingeschraubt
sind, wobei die Vertiefungen in einer oberen Fläche 47 angeordnet sind, die sich im wesentlichen parallel zu dem
Unterteil 52 des Spannteils 33 erstreckt. Die Einsätze 11 werden gegen die Seitenfläche und die Bodenfläche 24 bzw. 26
des Schlitzes 12 gedrückt, wobei jede Stirnwand eines Einsatzes fest und bündig an der Stirnwand eines anderen Einsatzes
anliegt.
Ein zweites Spannteil, d.h. eine vordere Spannbacke 44 ist an dem Halter 13 an einem Ende desselben befestigt und mittels
einer Schraube 49 festgespannt, so daß es die Einsätze 11 ge-
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gen ein Anschlagteil 42 drückt. Vorzugsweise weist das Spannteil 44 zwei armartige Teile 56 und 57 und einen Querteil
auf, der durch die Schraube 49 festgehalten wird. Das Anschlagteil 42, das an dem anderen Ende des Halters 13 angeordnet
ist, ist im Querschnitt insgesamt rechteckig und hat einen nach oben vorstehenden Teil 45, der das hintere Ende
des Schlitzes 12 verschließt und den unterhalb des Schneidteils 51 gelegenen Teil des Einsatzes 11 überdeckt. Vorzugsweise
hat der vorstehende Teil 45 im wesentlichen dieselbe Konfiguration wie die Einsatzstirnwand 54.
In einem besonderen Arbeitsgang können ein oder mehrere Räumwerkzeughalter
13a und 13b in Hintereinanderanordnung als Teil eines Systems 10' benutzt werden, das in Fig. 6 gezeigt ist.
Die Schneidteile 51 der Einsätze sind dann entsprechend über der Gesamtzahl der Halter 13 abgestuft. Die Einsätze 11, die
in den Zeichnungen dargestellt sind, sind typisch und deshalb nicht ausführlich beschrieben worden, obwohl anzumerken ist,
daß solche Einsätze 11 benutzt werden können, um Schwalbenschwanzschlitze in superhochfesten Materialien, wie sie in
Gasturbinentriebwerken benutzt werden, herzustellen. Die Sparinteile 33 und 44 gestatten ein schnelles Einstellen des
Räumwerkzeuges und sorgen außerdem für eine bessere Werkzeugleistungsfähigkeit
.
Zusammenfassend kann festgehalten werden, daß die Erfindung eine neue und verbesserte Räumvorrichtung schafft, die mehrere
getrennte, wegwerfbare Schneideinsätze aufweist. Die Räumvorrichtung
hat einen sehr einfachen Aufbau und ermöglicht ein schnelles und genaues Einsetzen und/oder Entnehmen der
einzelnen Einsätze.
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Claims (14)
- Patentansprüche :M Λ Räumvorrichtung, gekennzeichnet durch einen langgestreckten Räumwerkzeughalter (13) mit einer Basis (14), mit einer dieser gegenüberliegenden oberen Stirnfläche (21) und mit aufrechten Seitenwänden (18, 19), die die Basis und die obere Stirnfläche miteinander verbinden, durch einen in der oberen Stirnfläche gebildeten, im Querschnitt insgesamt U-förmigen Längsschlitz (12) zur Aufnahme von mehreren Einsätzen (11), die jeweils einen Unterteil (38), zwei entgegengesetzte Stirnwände (54), zwei entgegengesetzte Seitenwände (61, 62) und einen Schneidteil (51) haben, wobei eine der Einsatzseitenwände einen Anlagewandteil (39) aufweist, der insgesamt rechtwinkelig zu dem Einsatzunterteil angeordnet ist, während die andere Einsatzseitenwand (62) einen Spannwandteil (37) aufweist, der unter einem Winkel gegen den Einsatzunterteil (38) angeordnet ist; wobei der Schlitz einen insgesamt horizontalen Tragteil (26), an dem der Unterteil jedes Einsatzes in Anlage kommt, einen ersten Schlitzwandteil (24) , an welchem der Einsatzanlagewandteil in Anlage kommt, und einen zweiten Schlitzwandteil (27) aufweist, während der Halter weiter eine Spanntei!tragfläche (29) aufweist, die sich von dem zweiten Schlitzwandteil nach unten erstreckt, und eine Anschlagwand030037/0701(31)/ die sich von der Spannteiltragfläche (29) nach oben erstreckt;durch ein erstes Spannteil· (33), das auf der Spannteiltragfläche des Halters lösbar befestigt ist und eine Spannfläche(36) zum Ausüben einer Kraft auf dem geneigten Spannwandteil(37) jedes Einsatzes hat, so daß die Einsätze in eine Position an dem Tragteil und dem ersten Wandteil des Schlitzes gedrückt werden;durch Vorrichtungen (34) zum Festspannen des ersten Spannteils an den Spannwandteilen der Einsätze und der Spannteiltragfläche;durch ein Anschlagteil (42), das an dem Halter an einem Ende des Schlitzes befestigt ist;durch ein zweites Spannteil (44) , das an dem anderen Ende des Schlitzes zum Positionieren der Einsätze an dem Anschlagteil befestigt ist; unddurch eine Vorrichtung (49) zum Anpressen des zweiten Spannteils an die Einsätze.
- 2. Räumvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Spannteil (33) ein langgestrecktes Teil ist, das einen Unterteil (52), einen sich nach oben erstreckenden hinteren Teil (41), der an der Anschlagwand (31) des Halters (13) in Anlage kommt, und eine obere Fläche (47) hat, die sich insgesamt parallel zu dem Spannteilunterteil erstreckt und gegenseitigen Abstand aufweisende und als Durchgangslöcher ausgebildete Befestigungsöffnungen (40) hat, wobei die Spannfläche (36) des ersten Spannteils im wesentlichen parallel zu dem Spannwandteil (37) jedes Einsatzes (11) ist.
- 3. Räumvorrichtung nach Anspruch 2,gekennzeichnet durch ein insgesamt rechteckiges Beilageteil (53), das zwischen der Spannfläche (36) des ersten Spannteils (33) und dem Spannwandteil (37) jedes Einsatzes (11) angeordnet ist.
- 4. Räumvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,030037/0701daß das Beilageteil (5 3) aus Kupfer besteht.
- 5. Räumvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Beilageteil (53) aus Messing besteht.
- 6. Räumvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagteil (42) ein im wesentlichen rechteckiger Block zur Befestigung an dem zu dem zweiten Spannteil (44) entgegengesetzten Ende des Halters (13) ist und einen sich nach oben erstreckenden Teil (45) hat, der an einem der Einsätze (11) in Anlage kommt, so daß die Einsätze axial längs des Schlitzes (12) positioniert werden.
- 7. Räumvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der sich nach oben erstreckende Teil (45) des Anschlagteils (42) im wesentlichen dieselbe Konfiguration wie die Stirnwände der Einsätze (11) hat.
- 8. Räumvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Spannteil (44) einen Teil (48) aufweist, der sich quer zu dem Schlitz (12) erstreckt und an der Stirnwand eines der Einsätze (11) in Anlage kommt, und Befestigungsvorrichtungen (56, 57, 49) zum Befestigen des Querteils an dem Halter (13).
- 9. Räumvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlagewandteil (39) jedes Einsatzes (11) im wesentlichen dieselbe Länge wie der erste Schlitzwandteil (24) hat.
- 10. Räumvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (34) zum Anpressen des ersten Spannteils (33) an den Spannwandteil (37) der Einsätze (11) und an die Spannteiltragfläche (29) in den Befestigungsöffnungen (40) aufgenommene Schrauben sind.
- 11. Räumvorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da-030037/0701durch gekennzeichnet, daß der zweite Wandteil (27) des Schlitzes (12) eine Länge hat, die kleiner ist als die des ersten Wandteils (24) des Schlitzes.
- 12. Räumvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagwand (31) im wesentlichen rechtwinkelig zu der Spannteiltragfläche (29) angeordnet ist.
- 13. Räumvorrichtung, gekennzeichnet durch einen langgestreckten Räumwerkzeughalter (13) mit einer Basis (14), mit einer dieser gegenüberliegenden oberen Stirnfläche (21) und mit nach oben vorstehenden Seitenwänden (18, 19), die die Basis und die obere Stirnfläche miteinander verbinden, durch einen in der oberen Stirnfläche gebildeten, im Querschnitt insgesamt U-förmigen Längsschlitz (12) zur Aufnahme von mehreren Einsätzen (11), die jeweils einen Unterteil (38), zwei entgegengesetzte Stirnwände (54), zwei entgegengesetzte Seitenwände (61, 62) und einen Schneidteil (51) haben, wobei eine der Einsatzseitenwände einen Anlagewandteil (39) aufweist, der insgesamt rechtwinkelig zu dem Einsatzunterteil angeordnet ist, während die andere Einsatzseitenwand (62) einen Spannwandteil(37) aufweist, der unter einem Winkel gegen den Einsatzunterteil (38) angeordnet ist; wobei der Schlitz einen insgesamt horizontalen Tragteil (26) , an dem der Unterteil jedes Einsatzes in Anlage kommt, einen ersten Schlitzwandteil (24), an welchem der Einsatzanlagewandteil in Anlage kommt und der im wesentlichen dieselbe Länge wie der Einsatzanlagewandteil hat, einen zweiten Schlitzwandteil (27), der kürzer als der erste Schlitzwandteil ist, eine Spannteiltragfläche (29), die sich von dem zweiten Schlitzwandteil aus nach unten erstreckt, und eine Anschlagwand (31) aufweist, die sich von der Spannteiltragfläche (29) aus nach oben erstreckt und insgesamt rechtwinkelig zu der Spannteiltragfläche angeordnet ist;durch ein langgestrecktes erstes Spannteil (33), das auf der Spannteiltragfläche des Halters lösbar befestigt ist und einen030037/0701Unterteil (52), einen sich nach oben erstreckenden hinteren Teil (41), der an der Anschlagwand (31) des Halters (13) in Anlage kommt/ eine obere Fläche (47), die sich im wesentlichen parallel zu dem Spannteilunterteil erstreckt, und eine geneigte Spannfläche (36) zum Ausüben einer Kraft auf den Spannwandteil (37) jedes Einsatzes (11) hat, wobei die Spannfläche im wesentlichen parallel zu dem Spannwandteil jedes Einsatzes ist;durch ein insgesamt rechteckiges Beilageteil (53), das zwischen der Spannfläche des ersten Spannteils und dem Spannwandteil jedes Einsatzes angeordnet ist; durch Vorrichtungen (34) zum Anpressen des ersten Spannteils an das Beilageteil und an den Spannwandteil der Einsätze, so daß die Einsätze in eine Position an dem Tragteil und an dem ersten Wandteil des Schlitzes gedrückt werden; durch ein Anschlagteil (42), das an dem Halter an einem Ende des Schlitzes befestigt ist und einen sich nach oben erstrekkenden Teil (45) aufweist, der im wesentlichen dieselbe Konfiguration wie die Stirnwände der Einsätze hat, so daß der sich nach oben erstreckende Teil bündig an der Stirnwand des ihn unmittelbar benachbarten Einsatzes anliegen und die Einsätze in dem Schlitz axial positionieren kann; und durch ein zweites Spannteil (44), das an dem Halter an dem anderen Ende des Schlitzes befestigt ist, um die Einsätze an dem Anschlagteil zu positionieren, wobei das zweite Spannteil einen Teil (48) aufweist, der sich quer über den Schlitz erstreckt und an der Stirnwand eines der Einsätze in Anlage ist, und Befestigungsvorrichtungen (56, 57, 49) zum Befestigen des Querteils an dem Halter.
- 14. Räumvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Beilageteil (53) aus Messing besteht.030037/0701
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