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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Gipsausspritzanlage
für Pressformen
für Dachziegel
und Ähnliches.
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Die
beschriebene Erfindung bezieht sich genauer auf den Bereich der
Herstellung von Dachziegeln und Zubehör aus Terrakotta.
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Bei
der Herstellung von Dachziegeln wird ein Tonkern in den Zwischenraum
zweier Pressformenhälften
mit Gipsbeschichtung eingepresst. So unterliegen diese Gipsbeschichtungen
einem Verschleiß, aufgrund
dessen die Beschichtungen wiederholt erneuert werden müssen. Dazu
muss die gesamte Beschichtung auf der Pressformoberfläche entfernt
werden. Alte Gipsreste bei der Wiederbeschichtung führen zu
einer örtlich
begrenzten Versprödung
der neuen Beschichtung, was unweigerlich dazu führt, dass sich in Letzterer
Risse bilden. Nun sind jedoch mangelhafte Oberflächeneigenschaften dieser Beschichtung,
die nach dem Pressvorgang in der Ziegeloberfläche erkennbar sind, nicht akzeptabel.
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Insbesondere
ist laut Dokument
FR-A-2.562.832 bekannt,
dass zur Ausspritzung dieser Pressform für Dachziegel und Zubehör eine spezielle
Halterung für
diese Ziegel im Inneren der Reinigungskammer vorhanden sein muss.
Ein Bediener kann außerhalb
dieser Kammer eine Düse
steuern, über
die ein Hochdruckwasserstrahl auf das Objekt gerichtet werden kann. Über eine
Luke kann der Bediener dann das Voranschreiten des Prozesses beobachten.
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Selbst
wenn der Bediener dank Erfahrung in der Lage ist, bei der Gipsausspritzung
und beim Beobachten des Wasserstrahls einem bestimmten Prinzip zu
folgen, das prinzipiell bei jeder Pressformreinigung gleich ist,
ist es schwierig, diesen Vorgang aufgrund der manuellen Arbeitsweise
zu optimieren. Zudem und trotz einer vorhandenen Reinigungsvorrichtung
für das
Lukenfenster, ist es ihm aufgrund der mehrfachen Anwendung des Wasserstrahls
nicht möglich,
die Düse
entsprechend zu führen,
sodass er gezwungen ist, häufig
zu bestimmten Bereichen der Pressform zurückzukehren, um auch letzte
Reste der Gipsbeschichtung zu entfernen, die zuvor nicht erkennbar
waren.
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Auch
das Einsetzen und die Entnahme der Halterungen für die Pressformen erfordern
einen manuellen Eingriff. Diese Tätigkeiten führen zu einem nicht zu vernachlässigenden
Zeitverlust und müssen vom
Bediener vorgenommen werden. Tatsächlich bestehen die Pressformen üblicherweise
aus einer gegossenen Aluminiumlegierung und haben ein nicht zu unterschätzendes
Gewicht. Für
einige größere und
damit schwerere Formen müssen
Hebevorrichtungen zu Verfügung
stehen, beispielsweise ein Flaschenzug oder eine ähnliche
Vorrichtung, um die Formen in die Halterung innerhalb der Reinigungskammer
einzusetzen bzw. aus diesem zu entnehmen.
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Auf
Grundlage des Dokuments
EP-A-578.058 ist
ebenfalls ein Verfahren mit unterschiedlichen Arbeitsweisen zur
Reinigung von Formen aus den unterschiedlichsten Materialien bekannt,
wobei dieses Verfahren insbesondere den Einsatz eines Druckwasserstrahls
gemäß einem
definierten Reinigungsvorgang vorsieht.
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Die
hier beschriebene Erfindung soll ebenfalls eine Antwort auf die
Einschränkungen
geben, die sich aus der Entfernung des Gipses aus den Pressformen
für Dachziegel
und Zubehör
ergeben.
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Die
Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren, nach dem
ein Druckwasserstrahl in Abhängigkeit
vom zur Entfernung der Gipsbeschichtung gewählten Reinigungsvorgang über die
Pressform bewegt wird, wobei die genannte Pressform nach dem definierten
Reinigungsvorgang mittels einer automatischen Prüfvorrichtung geprüft wird;
dadurch können
Bereiche mit noch verbliebenem Gips erkannt werden, sodass solche
Bereiche einer weiteren Reinigung unterzogen werden, bei der das
Areal gereinigt wird, das sich gemäß diesem Bereich und der zu
entfernenden Gipsbeschichtung ergibt.
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Als
besonderer Vorteil ist den ersten Schritten des Verfahrens eine
Phase vorgesehen, in der die zu reinigenden Pressformen bzw. Beschichtungen,
die in dieser eingegossen wurden, erkannt werden sowie für den Einsatz
des Wasserstrahls ein entsprechender Reinigungsvorgang gewählt wird.
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Die
Beschichtung einer Pressform ist insbesondere von der Form der Dachziegel
abhängig,
die mit dem Pressvorgang erreicht werden soll. Es ist also grundsätzlich möglich, diese
Beschichtung in unterschiedlicher Form und Dicke auf die Innenseiten dieser
Form aufzubringen. Aus diesem Grund kann sich die Beschichtung in
einigen Bereichen unter Einwirkung des Wasserstrahls schwächer als
andere erweisen.
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Ebenso
können
sich bei der Entfernung der Pressformbeschichtung in vorgegebenen
Bereichen andere Teilbereiche der Gipsbeschichtung unter Einwirkung
des Wasserstrahls als weniger robust erweisen.
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Um
folglich den richtigen Beschichtungstyp für einen Dachziegel mit für die Pressform
festgelegter Form bestimmen zu können,
muss der Wasserstrahl im Rahmen eines optimierten Reinigungsvorgangs
eingesetzt werden. Genauer ausgedrückt, kann man den auf die Form
gerichteten Wasserstrahl eine Bahn fahren lassen, die eine optimale
Entfernung der Gipsbeschichtung aus dieser Form gewährleistet.
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Bei
der optimierten Erkennung von Bereichen, in denen der Gips in einem
ersten Reinigungsvorgang nicht entsprechend entfernt wurde, ist
es zudem möglich,
den Hochdruckwasserstrahl in hoher Geschwindigkeit über diesen
Bereich zu führen
und diesen so erneut zu reinigen, wobei auch letzte Gipsreste entfernt
werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, dass der Gips auch
eingefärbt
werden kann, sodass der farbliche Unterschied zwischen der ursprünglichen
Farbe der Gipsbeschichtung und der Formoberfläche nach der Reinigung besser
erkennbar ist. Auf diese Weise kann die automatische Prüfung der
Reinigungsergebnisse optimiert und eine zuverlässige Arbeitsweise gewährleistet
werden.
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Speziell
besteht die Vorrichtung zur automatischen Lokalisierung des Bereichs
aus einer CCD-Kamera, die mit einer Bildverarbeitungseinheit verbunden
ist.
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Die
Erfindung bezieht sich zudem auf eine Einheit zur Entfernung der
Gipsbeschichtung in Pressformen für Dachziegel, Zubehör und Ähnlichem,
die eine automatische Aufnahmenvorrichtung für mindestens eine Pressform
sowie eine Vorrichtung umfasst, mit denen diese Form einem definierten
Reinigungsvorgang unter Einsatz eines Wasserstrahls unterzogen werden,
der durch mindestens eine Düse
erzeugt wird. Sie zeichnet sich ebenfalls durch eine automatische
Prüfvorrichtung
für Pressformen
nach mindestens einem definierten Reinigungsvorgang aus, mit der
(10) Bereiche erkannt werden können,
in denen noch immer Gipsreste verblieben sind.
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Die
Einheit umfasst eine Erkennungsvorrichtung für Pressformen bzw. für mögliche Gipsbeschichtungen
vor der Reinigung.
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Gemäß der Erfindung
umfasst die Einheit mindestens ein Transportband bzw. einen Fördertisch
für Pressformen,
von dem mindestens eine Form zur Ausspritzung über die automatische Aufnahmevorrichtung
entnommen wird.
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Gemäß der Erfindung
umfasst die Einheit zudem mindestens ein Auslaufband bzw. einen
Auslauftisch, auf das bzw. den die Pressform nach der Reinigung
mittels der Aufnahmevorrichtung gesetzt wird.
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Mit
Hilfe des Transportbandes bzw. Tisches wird ebenso der Transport
der Formen aus der Presse zur Ausspritzanlage und umgekehrt sichergestellt.
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Bei
einem Ausführungstyp
umfasst die Aufnahmevorrichtung im Wesentlichen jene Elemente, mit
denen die Form dem Reinigungsvorgang unter Einsatz der Wasserstrahldüse zugeführt wird.
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Bei
anderen Ausführungstypen
ist die Aufnahmevorrichtung so konzipiert, dass die Pressform auf
eine Halterung gesetzt wird, die im Wesentlichen aus einer Vorrichtung
besteht, mit der die Form einem Reinigungsvorgang unter Einsatz
einer Wasserstrahldüse
zugeführt
wird.
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Die
hier dargestellte Erfindung ist mit der nachfolgenden Beschreibung
besser nachzuvollziehen. Diese Erläuterung umfasst Ausführungsbeispiele
sowie beiliegende Zeichnungen, wobei:
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1 eine
schematische Darstellung sowie die Ansicht einer Ausspritzanlage
von Pressformen entsprechend einer ersten Ausführungsart ist;
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2 einen
schematischen Aufriss dieser Anlage entsprechend der ersten Ausführungsart
darstellt;
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3 und 4 der
Darstellung in den 1 und 2 entsprechen
und eine zweite Ausführungsart
der Ausspritzanlage entsprechend der Erfindung zeigen.
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Die
hier beschriebene Erfindung betrifft Pressformen für Dachziegel
und Zubehör
aus Terrakotta.
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Diese
Pressformen sind mit einer Gipsbeschichtung versehen, aus der sich
die Form der Dachziegel ergibt und die einem Verschleiß unterliegen,
wodurch eine regelmäßige Entgipsung
erforderlich wird.
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Im
Zuge des mit der Erfindung vorgesehenen Verfahrens soll, zur Gewährleistung
der Entgipsung oder Gipsausspritzung aus einer Pressform, die Form
mit einem Hochdruckwasserstrahl bearbeitet und der Strahl entlang
einer definierten Bewegungsbahn und damit der Form geführt werden.
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Diese
spezielle Bewegungsbahn, an der sich der Wasserstrahl hinsichtlich
der Beschichtung von Pressformen orientiert, wird nachfolgend „definierter Reinigungsvorgang" genannt. Im Prinzip
ist dieser Vorgang jeweils abhängig
von der Art der Beschichtung in solchen Pressformen.
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Zum
Ende dieses definierten Reinigungsvorgangs durchläuft die
Form gemäß der Erfindung
eine automatische Prüfung,
während
die Bereiche erkannt werden können,
die nicht vollständig
vom Gips befreit wurden, sodass diese Bereiche einem erneuten Reinigungsvorgang
in einem, beim Prüfvorgang
markierten Abschnitt zugeführt
werden.
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Tatsächlich ist
ein solcher Reinigungsvorgang zudem von der jeweiligen Beschichtungsart
der Form zu Beginn der Reinigung abhängig.
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Zudem
wird der Gips zur Erleichterung zuvor eingefärbt, sodass der Farbkontrast
zwischen der Gipsbeschichtung und der Formoberfläche erhöht wird, während die Empfindlichkeit der
automatischen Prüfvorrichtung
so eingestellt ist, dass die verwendeten Farben erkannt werden können, wodurch
wiederum die automatische Prüfung
nach einer Reinigung optimiert und zuverlässiger wird.
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Schließlich wird
der Reinigungsvorgang für die
Pressformen, oder genauer die Bewegungsbahn, an der sich der auf
die Form einwirkende Wasserstrahl orientiert, in Abhängigkeit
von den Eigenschaften der Form bzw. der Beschichtung definiert,
um optimale Ergebnisse, d. h. eine vollständige Gipsausspritzung beim
ersten Durchlauf, zu erreichen.
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Dazu
erfolgt, wenn dies beispielsweise in einer Ziegelei zur Herstellung
von Dachziegeln verschiedener Form üblich ist, vor dem eigentlichen
Verfahren eine Erkennung der zu reinigenden Formen bzw. vorzugsweise
der in den Formen enthaltenen Beschichtung.
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Diese
Kennzeichnung kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen.
Dies kann ein Tastverfahren zur Erkennung einer Markierung, eines
Stifts, einer Kerbe oder Ähnlichem
sein. Zudem kann jedoch, wie beim Scannen eines Strichcodes mittels
eines optischen Lesegeräts,
auch eine visuelle Markierung, insbesondere mittels CCD-Kamera,
erfolgen. Die Pressformen können
jedoch auch mit einem elektronischen Chip zur Identifizierung mittels
entsprechenden Lesegeräten
ausgestattet sein.
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Schließt man nun
entsprechende Bildverarbeitungssysteme an diese Kamera an, wird
die Erkennung von Beschichtungen erleichtert, die einer bestimmten
Dachziegelausführung
zugeordnet sind. Dann kann der definierte Reinigungsvorgang automatisch
und entsprechend dieser Beschichtung gewählt werden, um diese mit dem
Wasserstrahl in einem automatisierten Verfahren zu bearbeiten, wobei die
vorher definierte Bewegungsbahn diesem Vorgang entspricht.
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In
dem gemäß der Erfindung
vorgesehenen Verfahren kann auch ein erster Lernprozess ablaufen,
während
dem die übermittelte
Bewegungsbahn, z. B. manuell, für
die Wasserstrahldüse
gespeichert wird, sodass der definierte Reinigungsvorgang der Form
bzw. der Beschichtung entspricht. In der gleichen Weise kann zur
Reinigung eines bestimmten Abschnitts die von der Düse zur weiteren
Reinigung des definierten Formbereichs verfolgte Bewegungsbahn gespeichert
werden. Dies erfolgt auf Grundlage einer definierten und in der
Form enthaltenen Beschichtung.
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Alternativ
können
in einem statistischen Prozess auch Bereiche gespeichert werden,
die nach einem ersten definierten Reinigungsvorgang wiederholt bearbeitet
werden müssen,
um je nach ermittelten und Bezugswerten schließlich den definierten Reinigungsvorgang
zu modifizieren. Bei der praktisch systematischen Markierung eines
Bereichs innerhalb der Form kann der definierte Reinigungsvorgang
so modifiziert werden, dass der Strahl bei der ersten Bearbeitung
nur auf diesen Bereich einwirkt.
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All
diese Werte in Bezug auf die verschiedenen, definierten Reinigungsvorgänge und
die Teilreinigungsvorgänge
sowie die in der Lernphase ermittelten Erkennungswerte hinsichtlich
der Form bzw. der Beschichtung oder die statistischen Daten, auf die
oben Bezug genommen wurde, werden in einem Speicher abgelegt, auf
den von einer zentralen Anlage zur Steuerung der Ausspritzanlage
zugegriffen und der entsprechende Arbeitsvorgang in der Ausspritzanlage
dann gestartet werden kann.
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Einheit 1,
mit der der Arbeitsvorgang initiiert wird, umfasst eine Aufnahmevorrichtung 2 zur
Entnahme von mindestens einer Pressform 5 von einem Fördertisch 3 bzw.
einem Transportband 4' sowie eine
Vorrichtung, mit der diese Form 5 einem definierten Reinigungsvorgang
mit einem über
mindestens eine Düse 6 erzeugten
Wasserstrahl zugeführt wird.
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Sie
umfasst vorzugsweise einen Auslauftisch 7 bzw. ein solches
Band 8, auf den bzw. das die Form 5 über dieselbe
Aufnahmevorrichtung 2 nach der Gipsausspritzung wieder
aufgesetzt wird.
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Für diesen
Zweck und wie aus der Ausführungsart
in den 1 und 2 hervorgeht, ist diese Aufnahmevorrichtung 2 so
konzipiert, dass mindestens eine solche Pressform 5 auf
eine Halterung 9 gesetzt wird, die im Wesentlichen eine
Vorrichtung umfasst, mit der diese Form 5 einem definierten
Reinigungsvorgang erstens mittels Positionierung vor der Düse 6 und
zweitens mit Hilfe einer automatischen Prüfvorrichtung 10 zugeführt wird.
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Im
Einzelnen ist die Halterung 9 so konzipiert, dass eine
oder mehrere Seiten der Form 5 vor der Düse 6 positioniert
werden können.
Weiterhin umfasst diese Halterung 9 eine Vorrichtung, mit
der die Pressform 5 zur Gipsausspritzung und zur Reinigung
der anderen Seiten gedreht werden kann.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsart
umfasst Halterung 9 zudem Vorrichtungen zur Positionierung der
Pressform 5 vor den von der Düse 6 erzeugten Wasserstrahl
zur Durchführung
des definierten Reinigungsvorgangs oder eines Teilreinigungsvorgangs. In
einer anderen Ausführungsart
ist die Düse 6 beweglich,
um einen definierten Reinigungsvorgang oder einen Teilreinigungsvorgang
mittels Wasserstrahl durchzuführen,
der je nach auszuspritzender Pressform 5 ausgewählt wird.
Der Vorteil dieser Bauform liegt darin, dass die Düse 6 über die
Aufnahmevorrichtung 2, z. B. durch einen gesteuerten Roboterarm,
umgesetzt werden kann. Diese ist mit dem Roboterarm verbunden.
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In
einer anderen Ausführungsart
laut den 3 und 4, kann
die Aufnahmevorrichtung 2 zudem als wesentlichen Bestandteil
eine Vorrichtung umfassen, mit der die Form 5 einem definierten
Reinigungsvorgang zugeführt
werden kann. In diesem Fall handelt es sich vorzugsweise um eine
Aufnahmevorrichtung 2, mit der die Pressform 5 vor
der Düse 6,
und damit dem Wasserstrahl, positioniert wird, die sich an der vorher
definierten Bewegungsbahn orientieren. Selbstverständlich kann
die Düse 6 ebenfalls
als bewegliches Element konzipiert werden, um diese Funktion zu
gewährleisten.
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In
einer Lösung
auf Grundlage dieser Ausführungsart
laut 3 und 4 umfasst Einheit 1 vorzugsweise
zudem einen Drehtisch 11, auf den die Pressform 5 mittels
der Aufnahmevorrichtung 2 aufgesetzt wird, sodass die Form
gedreht und diese so von allen Seiten gereinigt werden kann.
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Der
Vorteil dieser Ausführung
liegt darin, dass, wenn die gesamte Einheit 1 in eine Reinigungskammer 12 integriert
werden kann, die von einem Transportband 4 gespeist oder über ein
Auslaufband 8 entleert wird, die eigentliche Reinigung
in einem Schutzkasten 13 erfolgt, in den die Düse 6 gefahren oder
in dessen Inneren die Düse 6 über die
Aufnahmevorrichtung 2 eingesetzt werden kann.
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Selbstverständlich können in
eine solche Reinigungskammer 12 auch Fördertische 3 und Auslauftische 8 integriert
werden.
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Zudem
ist die Vorrichtung 2 so konzipiert, dass die Aufnahme
einer Pressform 5 in das Innere der Reinigungskammer 12 gewährleistet
wird, sodass die Düse 6 in
den Schutzkasten 13 gefahren oder die Form 5 auf
die spezielle Halterung 9 gesetzt werden kann, die vorzugsweise
in diesem Kasten 13 angeordnet ist.
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Die
automatische Prüfvorrichtung 10 umfasst
ein Element zur Sichtkontrolle 14 auf Grundlage einer CCD-Kamera,
vor die die Pressform 5 im Anschluss an einen definierten
Reinigungsvorgang, je nach Fall, mittels einer Aufnahmevorrichtung 2 oder der
Halterung 9 positioniert wird, um zu prüfen, ob diese Pressform 5 vollständig frei
von Gips ist. Mittels Bildverarbeitung können die Bereiche, in denen
noch Gips verblieben ist, für
eine zusätzliche
Reinigung markiert werden.
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Wie
oben beschrieben erfolgt dies vorzugsweise dadurch, dass ein definierter
Teilreinigungsvorgang in und gemäß diesem
markierten Bereich und gemäß der vor
dem Ausspritzvorgang in der Pressform 5 vorhandenen Beschichtung
erfolgt.
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Das
Element zur Sichtkontrolle 14, insbesondere die CCD-Kamera,
kann vor Beginn der Reinigung der Pressformen 5 auch dazu
eingesetzt werden, Letztere bzw. deren Beschichtung zu erkennen, sodass
immer ein Reinigungsvorgang entsprechend der jeweiligen Verhältnisse
gewählt
werden kann (Beschreibung siehe oben).
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Nach
Aufnahme der Pressform 5 über die Vorrichtung 2 wird
diese vor der Positionierung vor der Düse 6, je nach Ausführungsart,
direkt vor das Element zur Sichtkontrolle 14 gefahren oder
auf die Halterung 9 gesetzt, mit der die Form vor dem Element 14 positioniert
wird. Selbstverständlich
kann die Form auch durch Versetzen der Halterung 9 oder
der Kamera vor dem Element zur Sichtkontrolle 14 positioniert
werden. Diese Kamera kann zudem auch so positioniert werden, dass
jede Form, die auf diese Halterung 9 gesetzt wurde, systematisch
geprüft wird.
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Wie
eingangs bereits erwähnt,
beschränkt sich
die hier beschriebene Erfindung nicht alleine auf diese Erkennungsmethode
für Pressformen 5.
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Ein
Vorteil der Ausführung
liegt darin, dass das Element zur Sichtkontrolle 14, insbesondere
die CCD-Kamera, in einer Nebenkammer 15 angeordnet werden
können,
insbesondere, wenn durch die Aufnahmevorrichtung 2, wie
in den 3 und 4 dargestellt, definiert ist, über welche
Hilfsmittel die Form 5 einem definierten Reinigungsvorgang
zugeführt
wird.
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Diese
Aufnahmevorrichtung 2 transportiert die Pressform 5 dann,
je nach Fall, in den Schutzkasten 13 oder die Nebenkammer 15.
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In
einer wie mit den 1 und 2 in der beiliegenden
Zeichnung dargestellten Lösung
kann das Element zur Sichtkontrolle 14, wenn dieses zur Erkennung
von auszuspritzenden Formen oder der zu bearbeitenden Bereiche in
den Schutzkasten 13 hineinreicht, zudem in ein spezielles
Gehäuse 16 gesenkt
werden, das an den Schutzkasten 13 angrenzt.
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Während der
Wasserstrahlreinigung der Pressform 5, kann die Kamera
dann in dieses Gehäuse 16 gefahren
und damit vor Wasserspritzern und Gipspartikeln geschützt werden.
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Zum
Rücktransport
zum Fördertisch 3 oder zum
Transportband 4, umfasst dieser bzw. dieses eine Vorrichtung
zur Vorpositionierung 17 von Pressformen 5, um
deren Aufnahme über
die Aufnahmevorrichtung 2 beispielsweise mittels eines
gesteuerten Arms 18 eines dazugehörigen Roboters 19 zu
erleichtern.
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Diese
Vorrichtung zur Vorpositionierung 17 kann auf einfache
Weise in Form von Stiften oder anderen Anschlägen 20 zur Positionierung
auf dem Fördertisch 3,
einer speziellen Fördervorrichtung, über die
die Pressform 5 an diese Bezugsanschläge 20 anschlägt, ausgeführt sein
oder von einem Bediener vorgenommen werden.
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Auf
gleiche Weise kann ein Transportband 4 auch mit Paletten 21,
und diese wiederum mit Positionierungselementen ausgestattet sein,
wobei es mit jeder dieser Paletten möglich ist, mindestens eine Pressform 5 so
zu arretieren, dass diese in einer Referenzposition gegenüber der
Aufnahmevorrichtung 2 ausgerichtet ist.
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So
ist es vorstellbar, eine dem Transportband 4, auf dem die
Pressformen 5 in beliebiger Reihenfolge hintereinander
transportiert werden, vorgeschalteten Vorrichtung zu Vorpositionierung 17 zu
integrieren, die insbesondere eine spezielle Vorrichtung umfasst,
mit der die Pressformen 5 gegen die Bezugsanschläge gedrückt werden,
um jede Form mittels der Aufnahmevorrichtung 2 in die festgelegte Position
zu bringen.
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Der
Vorteil liegt darin, dass in die in Einheit 1 eingeschlossene
Reinigungskammer 12 eine Zugangsöffnung 22 integriert
wurde, über
die eine beispielsweise große
Pressform 5 gesondert in der Vorrichtung befestigt und
diese Form 5 einem definierten Reinigungsvorgang unterzogen
werden kann. Insgesamt betrachtet, kann eine solche Form 5,
je nach Ausführungsart,
direkt an einem Ende des Steuerarms 18 des Roboters 19 oder
auch an der Halterung 9 angebracht werden.