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Pittler Werkzeugmaschinenfabrik AG. in Leipzig -Wahren Vorschubeinrichtung
für Werkstoffstangen mit Vorschubzange, vorzugsweise für schnell laufende Drehbänke,
Revolverdrehbänke und selbsttätige Drehbänke e
Die Erfindung betrifft eine
auf zwei Führungsstangen angeordnete Vorschubeinrichtung mit einer Vorschubzange
ohne Vorspannung, die vorzugsweise für schnell laufende Drehbänke, Revolverdrehbänke
und selbsttätige Drehbänke Verwendung finden kann, und bei der .die Vorschubzange
einerseits zur Schonung der Werkstoffstangenoberfläche bei ihrem Rückgang wie auch
bei ihrer kurzen Bewegung vor dem eigentlichen Fassen der Werkstoffstange genügend
Spielraum um die Werkstoffstange hat, anderseits aber beim Vorschieben der Werkstoffstänge
diese ohne vorherige Berührung :der Außenflächen mit Hilfe e?ner besonderen Schließvorrichtung
plötzlich umschließt und sicher faßt. Besonders für schnell laufende Drehbänke,
Revolverdrehbänke und selbsttätige Revolverdrehbänke ist diese Einrichtung von großem
Vorteil, weil bei hohen Umlaufgeschwindigkeiten das infolge der Fliehkraftwirkung
eintretende Auseinanderspreizen der Spannzungen der bisher üblichen Vorschubzange,
wodurch die Werkstoffstange nicht mehr sicher und gleichmäßig vorgeschoben wurde,
nicht eintreten kann.
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Die Verbesserung besteht im wesentlichen darin, .daß zur Schonung
der Werkstoffoberfläche erfindungsgemäß das längs verschiebbare Vorschubgehäuse
durch federnde Backen auf seiner Führung abgebremst ist und daß an dem Schließkegel
der unvorgespannten Vorschubzange ein an dem Vorschubgehäuse mit seinem Drehpunkt
abgestützter doppelarmiger Hebel angreift, dessen anderes Ende von einer verschiebbaren
Anschlagstange erfaßt wird, die das Vorschubgehäuse selbst erst über einstellbare
Anschläge mitnimmt,
welche einen kurzen Verschiebeweg der Anschlagstange
gegenüber dem Gehäuse zum Bewegen der Vorschubzange gegenüber ihrem Schließkegel
freilassen.
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Die neue Vorschubeinrichtung eignet sich für alle zu verarbeitenden
Stangenwerkstoffe mit rundem oder eckigem Querschnitt insbesondere für an der Oberfläche
polierte Stangen und Rohre. Solche Rohre und Stangen finden vor allem für feimnechanische
und optische Erzeugnisse Verwendung und dürfen durch das Zurückgleiten oder Vorschieben
der Vorschubzange in keiner Weise angegriffen oder beschädigt werden.
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Es sind bisher bei Revolverdrehbänken und selbsttätigen Drehbänken
Werkstoffstangenvorschubeinrichtungen mit Vorschubzange bekanntgeworden, die auf
ein oder zwei Stützen an oder neben der Maschine am hinteren Arbeitsspindelende
angeordnet und mit einem band- oder auch selbsttätig betätigten Schieber, Schlitten
oder Reiter sowie einer darin auf Kugellagern laufenden federnden Vorschubzange
versehen sind. Da die Vorschubzange mit Vorspannun.g ausgeführt ist, wird die Werkstoffstange
bei der Vorwärtsbewegung der Vorschubzange unmittelbar durch die Klemmwirkung der
Zange vorgeschoben, während bei der Rückwärtsbewegung die federnden Zungen der Vorschubzange
auf der umlaufenden Werkstoffstange entlang gleiten und auf der Oberfläche der Stange
Riefenspuren hinterlässen. Bei schnell laufenden Maschinen fällt dieser Nachteil
allerdings meistens weg, weil die Zungen der Vorschubzange infolge .der Fliehkraftwirkung
nur mit geringerem Druck am Umfang der-Werkstoffstange anliegen oder sogar davon
etwas abgehoben werden. Für das Vorschieben der Werkstoffstangen wirkt sich diese
Fliehkraftwirkung deshalb ungünstig aus, weil infolge der geringen oder ganz. aufgehobenen
Anpressung der Vorschubzange gegen die Werkstoffstange diese nicht mehr mit Sicherheit
vorgeschoben wird.
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Man hat nun versucht, sich in der Weise zu helfen, daß man den Vorschubzangen
für schnell laufende Maschinen eine größere Vorspannung gab, wodurch zwar ein sicheres
Vorschieben der Werkstoffstange erreicht wird, aber andererseits beim Zurückgleiten
der Vorschubzangen auf der Werkstoffstange ein größerer Widerstand überwunden werden
muß. Dadurch wird der Umfang der Werkstoffstange zerschrammt, so daß an unbearbeiteten
Außenflächen des 'Werkstücks unsaubere Stellen zurückbleiben. Aus dem verschiedenen
-\herhalten der Vorschubzangen mit Vorspannung bei niedrigen und hohen Drehzahlen
ergibt sich im Betriebe die Notwendigkeit, für jeden Z@'erkstoffstangendurchmesser
zwei Vorschubzangen mit verschiedenen Vorspannungen für langsam und schnell laufende
Maschinen zu führen, wodurch die Lagerhaltung und die Ersatzteilbcschafiung sehr
erschwert wird.
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Es ist weiter, besonders bei Revolverdrehbänken, eine Vorschubeinrichtung
mit schnell spannender Vorschubzange bekanntgeworden, bei der eine vorgespannte
Vorschubzange und äußere kegelige Spannhülse oder ein Schließkegel durch eine Reihe
in einem Käfigring unter Federdruck stehenden Spannkugeln getrennt sind, so daß
eine unmittelbare Berührung zwischen Vorschubzange und äußerer Spannhülse nicht
stattfindet. Beim Vorschieben :der äußeren Spannhülse durch Handhebel und Vorschubschieberwerden
die Spannkugeln durch den inneren Kegel der äußeren Spannhülse und eine auf dem
Kugelkäfig sitzende Schraubenfeder auf die zylindrischeAußenfläche der Vorschubzange
gleichmäßig nach innen gezogen, wodurch die Vorschubzange die Werkstoffstange nach
und nach fest umfaßt und dann durch das weitere Verschieben des Vorschubschiebers
bis zum eingestellten Begrenzungsanschlag vorschiebt. Das Lösen der Vorschubzange
von der Werkstoffstange erfolgt dann beim Zurückziehen des Vorschubschiebers mit
der äußeren Spannhülse selbsttätig durch .das Freiwerden der Spannkugeln innerhalb
des Spannkegels. Zum leichteren Lösen der Spannkugeln von dem inneren Kegel der
Spannhülse wirkt eine schwächere Gegenfeder innerhalb des Kugelkäfigs gegen die
Vorschubzange in entgegengesetzter Richtung der äußeren stärkeren Spannfeder. Auch
bei dieser Vorschubvorrichtung gibt die vorgespannte Vorschubzange beim Zurückgleiten
des Vorschubschiebers die Werkstoffzange nicht ganz frei, so daß auch bei dieser
Vorschubeinrichtung die äußere Fläche der Stange !eicht zerschrammt bzw. zerkratzt
werden kann.
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Es sind noch weitere Vorschubeinrichtungen bekanntgeworden, die bei
Revolverdrehbänken ebenso wie bei ein- und mehrspindligen selbsttätigen Revolverdrehbänken
Verwendung finden, bei denen die Vorschubzangen oder Vorschubbacken innerhalb der
Arbeitsspindeln und der inneren größeren Bohrung der Werkstoffspannzangen angeordnet
sind und durch entsprechend lange Verbindungsrohre oder Seelen mit den am linken
Ende der Arbeitsspindeln vorgesehenen federnden Klernmkugelsperren verbunden sind.
Während der Bearbeitung der Werkstücke gleiten hier die inneren Verbindungsrohre
mit den \-orschubbacken und den am Ende der :@rbeitsspindeln frei gleitenden Kugelsperren
auf den Werkstoffstangen frei zurück, wobei eine längere
Schraubenfeder
so stark gespannt wird, daß nach Fertigstellung der Werkstücke beim Offnen der Spannzangen
das Vorschieben der Werkstoffstangen selbsttätig, ganz plötzlich und sehr schnell
erfolgt. Durch das Reiben der Vorschubbacken und der Gesperrkugeln während des langsamen
Zurückgleitens ist ein Zerkratzen der äußeren Werkstoffstangenflächennicht zu vermeiden.
Außerdem kann ein sofortiges Zufassen der Werkstoffstangen durch die äußerlich kegelig
geformten Vorschubbacken innerhalb der Arbeitsspindeln nicht erfolgen, weil eine
geringe Verschiebung zwischen Vorschubbacken und Werkstoffstangen vor jeder Vorschubbewegung
nicht zu vermeiden ist.
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Die obenerwähnten Nachteile und Mängel sind beim Gegenstand der Erfindung
nicht vorhanden. Ein Zerkratzen der äußeren Werkstoffstangenflächen beim Vorschieben
der Werkstoffstangen bzw. beim Zurückziehen der Vorschubbacken kann nicht. eintreten,
weil die Vorschubzange vor dem Fassen der Werkstoffstange wie auch bei ihrer Rückwärtsbewegung
die Werkstoffstange überhaupt nicht berührt und beim Vorschieben derselben durch
,den Innenkegel einer kurz beweglichen Gegenhülse die Werkstoffstange augenblicklich
umpannt und vorschiebt.
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Das Vorschieben der Werkstoffstange wird durch den einzigen Handhebel
nahezu geräuschlos bewirkt.
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Zwei Ausführungsformen der Vorsch4beinrichtung nach der Erfindung
sind in den Abbildungen beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eine.
Werkstoffvorschubeinrichtung außerhalb des Spindelkastens einer Dreh- oder Revolverbank
angeordnet, teils in Ansicht, teils im Schnitt, mit der Vorschubzange in Verbindung
mit dem Schließkegel und der Bremsvorrichtung des Vorschubgehäuses in geschlossener
Stellung der Vorschubzange, Abb.2 die Draufsicht der Werkstoffvorschubeinrichtung
nach Abb. i, Abb. 3 die Draufsicht derselben Werkstoffvorschubeinrichtung in geöffneter
Stellung der Vorschubzange, Abb.4 einen Querschnitt nach der Linie A-B der Abb.
i, in Richtung des Pfeiles a gesehen, Abb. 5 den Längsschnitt einer Vorschubzange
mit Schließkegel und Bremsvorrichtung zum Einbau innerhalb der. Arbeitsspindel,
Abb.6 einen Querschnitt nach der Linie C-D von Abb. 5.
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Die Vorschubeinrichtung besteht aus einem auf den feststehenden, 'in
üblicher Weise waagerecht angeordneten Führungsstangen i und 2 verschiebbaren Vorschubgehäuse
3, das in seinem Oberteil eine in Kugellagern 4 drehbare, leicht herausnehmbare,
mehrfach geschlitzte Vorschubzange 5 trägt, und aus einem auf einer mit dem Vorschubgehäuse
3 fest verbundenen längeren Führungshülse 3« verschiebbaren Schließkegelschieber
6, der beim Vorschieben der Werkstoffstange W außer auf der Führungsstange i noch
auf einer mit dem Vorschubgehäuse 3 verbundenen schwächeren Führungsstange 14 geführt
ist, ferner aus dem doppelarmigen Gabelhebel 9 mit dem Bolzen 8 und dem Arm 7, der
mit dem Vorschubgehäuse 3 fest verbunden ist, und zuletzt aus einer federnden Bremsvorrichtung
24-26, die das Vorschubgehäuse 3 so lange zurückhält, bis durch die Betätigung des
Handhebels 23 und die Verschiebung des Schließkegelschiebers 6 auf der Führungshülse
3" des Vorschubgehäuses 3 der Schließkegel 13 die Vorschubzange 5 um die Werkstoffstange
W geschlossen hat. Der im oberen Teil lid des Schließkegelschiebers 6 vorgesehene
Schließkegel 13
für die Vorschubzange 5 läuft wie die Vorschubzange selbst
ebenfalls in Kugellagern r2.
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Der doppelarmige Gabelhebel 9 greift mit seinem der Vorschubzange
5 abgekehrten Ende 9b in eine Muffe 15, 15, der längs verschiebbaren Steuerstange
16. Diese ist am linken Ende mit zwei Paar Stellmuttern 17, 17" versehen und in
einer Bohrung 18 des mit dem Vorschubgehäuse 3 verbundenen Auges i9 geführt. An
ihrem rechten Ende ist die Steuerstange 16 mit einer Verzahnung 2o versehen, die
über ein Zahnsegment 21 und eine Querwelle 22 mittels des Handhebels 23 die Verschiebung
der Steuerstange 16 bewirkt. Zur Einstellung der kurzen Bewegung s des Schließkegelschiebers
6 zum Schließen bzw. Offnen der Vorschübzange 5, bevor sich das Vorschubgehäuse
3 in Bewegung setzt, dienen die Stellmuttern 17 und 17, (Abb. 2. und 3).
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Die Arbeitsweise des Gegenstandes der Erfindung ergibt sich aus folgendem:
Beim Schwenken des Handhebels 23 aus seiner untersten Lage I (Abb. i) nach rechts
in Richtung nach Lage II (Abb. i und 2) wird über die Querwelle 22, das Zahnsegment
2i und die Verzahnung 20 der Steuerstange 16 letztere nach rechts verschoben, wobei
die Stellmuttern 17, die vorher die in Abb. 3 gezeigte Stellung-inne hatten, bei
Erreichen der Zwischenstellung II zum Anliegen an die linke Seite des Auges i9 kommen.
Durch diese kurze Längsbewegung der Steuerstange 16 wird das Gabelende 9b nach rechts
und dementsprechend das andere Gabelende 9" nach links geschwenkt, wodurch über
die Zapfen io und die- Führungssteine
i i der Schließkegelschieber
6 finit seinem Schließkegel 13 nach links auf die Vorschubzange 5 gepreßt und dadurch
die Werkstoffstange ff' von den federnden Zungen der Vorschubzange 5 sicher gefaßt
wird. Um beim Schließen der Vorschubzange 5 eine Verschiebung des Vorschubgehäuses
3 durch den mit dem Schließkegel 13 ausgeübten Druck zu verhindern, ist dieses mit
einer federnden Bremseinrichtung 4 bis 26 versehen, die aus einem Druckstück 24.,
einer Schraubenfeder 25 und einer Einstellschraube 26 besteht und für die Bewegung
des Vorschubgelläuses 3 so lange einen künstlichen Widerstand erzeugt, bis die vollständige
Schließung der Vorschubzange 5 erfolgt ist.
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Durch Weiterschwenken des Handhebels 23 nach Lage 111 wird die von
der Vorschubzange 5 gefaßte Werkstoffstange fI" in Richtung des Pfeiles a durch
die Arbeitsspindel der Maschine hindurch bis an einen Werkstoffanschlag vorgeschoben.
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Sobald die Werkstoffstange ff" durch Schließen des nicht abgebildeten
Spannfutters der Maschine sicher gefaßt ist, wird durch Zurückschweilken des Handhebels
23 aus Lage III nach links zunächst die Steuerstange 16 mit ihren Stellmuttern 17"
zum Anschlagen an die rechte Seite des Auges ic) gebracht und gleichzeitig damit'
durch ein geringes Schwenken des doppelten Gabelhebels 9 der Schließkegelschieber
b und der Schließkegel 13 selbst um daß Maß des Spielraumes s in Richtung des Pfeiles
a verschoben, so daß sich die bisher durch den Schließkegel 13 geschlossene Vorschubzange
5 öffnet (Abb. 3). Beim Weiterschwenkeii des Handhebels 23 nach links in Richtung
nach Lage 1, das übrigens in einem einzigen Zug erfolgt, wird das Vorschubgeliäuse
3 und der Schließkegelschieber 6 von der Steuerstange i6 auf den beiden Führungsstangen
i und 2 in Pfeilrichtung b verschoben, so daß die geöffnete Vorschubzange 5 sich
rnit Spiel über die umlaufende Werkstoffstange ff' bewegt und damit wieder in ihre
Ausgangsstellung für den nächsten `Werkstoffvorschub gelangt (Abb. i und 2).
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Eine Beschädigung oder Zerkratzen der \Verkstoffstangenoberfläche
kann hierbei nicht vorkommen, da der Rückzug der Vorscliubzange ohne Berührung der
Werkstoffstange ffr vor sich geht.
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Durch die lange- Führung der abgebreinsteii Hülse 3" auf der Führungsstange
i sowie des Schließschiebers 6 auf derselben Führungshülse ist eine etwaige schnelle
Abnutzung der sich gegeneinander verschiebenden Teile nicht zu befürchten. Auch
würde 111 der Praxis eine solche Abnutzung auf das gleichmäßige Verschieben
der Werkstoffstangeil lf@ ohne Einfluß sein, weil das Spiel zwischen geöffneter
@-orschubz@inbe 5 und Werkstoffstange W so reichlich bemessen wird, daß ein Berühren
zwischen Zange und @i'erkstoffstange trotzdem nicht eintreten kann.
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Ein Umlaufen der Vorschubzange 5 und des Schließkegels 13 mit der
Werkstoffstange W bei geöffnetem Spannfutter (in der Zeichnung nicht dargestellt)
ist beim Werkstoffvorschieben sowie beim Zurückziehen der Vorschubzange 5 über die
Werkstoffstange W nicht erforderlich. Sollten bei nicht sachgernäßer Bedienung die
Vorschubzange 5 und der Schließkegel 13 doch mitgenommen werden, so ist dies für
den einwandfreien Betrieb der Maschine und der Vorschubeinrichtung ohne Einfluß.
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In der etwas abweichenden Ausführung nach Abb. 5 und 6 wird der Vorschub
der Werkstoffstange ff' innerhalb der Arbeitsspindel bewirkt, wobei die in die Arbeitsspindel
i hineinragende Vorschubzange 5" mit dem Vorscliubgehäuse 3 durch eine in Abb. 5
nur teilweise dargestelltes Vorschubrohr 27 verbunden ist, während die übrigen bei
der in Abb. i bis d. gezeigten Ausführung vorhandenen Teile, wie Schlie13kegelschieber
6, Hebelübertragung 8, 9 und Bremsvorrichtung 24 bis a6, wegfalen. Diese \ orschubeinr'.chtung
besteht aus Gier @Torschubzange 5", dem Schließkegel 13 und einer den hinteren geschlossenen
Teil der Spannzange 5, und den Schließkegel 13 unifassenden Hülse 28, die
durch mehrere in Längsschlitzen :29 eingelassene Führungsschrauben 30 mit
der Spannzange 5" längs beweglich verbunden ist. Die Beweglichkeit der Führungsschrauben
30 in den Längsschlitzen 29 der Hülse 28 kann von der Mittelstellung aus
nach beiden Seiten mehrere Millimeter betragen. Im vorderen Teil der Hülse 28 sind
mehrere Bremsstücke 32 eingelassen, die durch Bremsfedern 31 gegen die Innenwand
der Arbeitsspindel i gedrückt werden und eine Bremsung der Hülse 28 innerhalb der
Arbeitsspindel hervorrufen. Die Vorschubzange 5" kann je nach der Oberflächenbeschaffenheit
der Werkstoffstange W mit Einsatzbacken 33 aus Stahl. Bronze oder Preßstoff dem
Durchmesser der Werkstoffstange ff' entsprechend ausgestattet werden.
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Die Wirkungsweise dieser zweiten Ausführung ergibt sich aus folgendem:
Beim Schwenken des Handhebels 23 aus Lage I in Richtung nach Lage 111 ,wird über
Ouerwelle 22 Zahnsegment 21, Verzahnung .2o und Steuerstange 16 das Vorschubgeliäuse
3 (Abb. i und 2) mit dem angeschlossenen Vorschubrohr 2; und der geschlitzten Spannzange
5" in Pfeilrichtung a. verschoben
(Abb. 5 und 6). Dadurch werden
die Zungen Spannzange 5" in den Schließkegel 13 hineingepreßt und entsprechend zusammengedrückt,
wobei der für das Schließen der Spannzange 5a erforderliche Widerstand durch die
im Vorderteil der Hülse 28 angeordneten Bremsfedern 31 mit Bremsstücken 32 erzeugt
wird. Beim Weiterschwenken des Handhebels 23 nach der Lage III (Abb. z), das übrigens
in einem einzigen Zug erfolgt, wird die von der Spannzange 5a gefaßte Werkstoffstange
W in Pfeilrichtung a bis an den nicht dargestellten Werkstoffanschlag
der Maschine vorgeschoben.
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Sobald die Werkstoffstange W durch Schließen des nicht dargestellten
Spannfutters der Maschine gegen Zurückgleiten gesichert ist, wird der Handhebe123
in Richtung nach Lage I zurückgeschwenkt (Abb. r), wodurch wieder über Querwelle
22, Zahnsegment 2z, Verzahnung 20 und Steuerstange 16 das Vorschubgehäuse 3 mit
dem Vorschubrohr 27 und der Vorschubzange 5a in Pfeilrichtung b zurückgezogen wird.
Dabei bleiben Hülse 28 und Schließkegel 13 infolge der Bremswirkung der Bremsstücke
32 gegenüber der Vorschubzange 5, um den zwischen Führungsschrauben
30 und Längsschlitzen z9 bestehenden Spielraum zurück, so daß der Kegel der
Vorschubzange 5a von dem Schließkegel 13 der Hülse 28 gelöst wird und sich die federnden
Zungen der Vorschubzange 5" nach außen bewegen und so die Werkstoffstange W vollkommen
freigeben. Bei der Weiterbewegung des Handhebels 23 nach Lage I, die ebenfalls in
einem einzigen Zuge erfolgt, "gleitet die Vorschubzange 5" mit Spielraum über die
Werkstoffstange W zurück, so daß .diese weder beschädigt noch zerkratzt noch mitgenommen
werden kann.
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Auch bei dieser abweichenden Ausführung der Vorschubeinrichtung ist-
eine etwaige Verletzung oder Abnutzung der Führungsflächen innerhalb der Arbeitsspindel:bohrung
durch Abbremsen der Hülse 28 ohne Einfluß auf .das sichere Verschieben der Werkstoffstangen.
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Die neue Vorschubeinrichtung läßt sich anstatt unmittelbar am Spindelkasten
mit ihren Führungsstangen F und 2 auch auf zwei ortsbeweglichen Stützsäulen befestigen,
die getrennt und unabhängig von der Maschine aufgestellt werden. Bei dieser Anordnung
werden Schwingungen und Erschütterungen, wie sie durch krumme oder nicht genügend
ausgerichtete Werkstoffstangen auftreten, von der Maschine ferngehalten, so daß
ein nachteiliger Einfluß auf die Genauigkeit und Sauberkeit der Dreharbeit nicht
eintreten kann.