DE8816552U1

DE8816552U1 - Spannvorrichtung

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Publication number: DE8816552U1
Application number: DE8816552U
Authority: DE
Original assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Current assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Priority date: 1987-12-11
Filing date: 1988-12-09
Publication date: 1990-03-15
Anticipated expiration: 1998-12-10
Also published as: GB2213409A; GB8828788D0; JPH061305Y2; DE3841567A1; JPH0192337U; KR890012842U; GB2213409B; KR910007018Y1; US4898370A

Description

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Spannvorrichtung

Die vorliegende Neuerung betrifft eine Spannvorrichtung, mit der sich Werkstücke oder andere Gegenstände auf einem Bett festspannen lassen. Insbesondere betrifft sie eine Spannvorrichtung, mit der sich beliebige Gegenstände unterschiedlicher Höhe ohne Schwierigkeiten festspannen und entfernen lassen Eine derartige Spannvorrichtung ist aus der CH-PS 495 193 bekannt und im Oberbegriff des Anspruches 1 anerkannt.

Bei herkömmlichen Spannvorrichtungen zum Festlegen von Werkstücken auf dem Beet einer Werkzeugmaschine unter Verwendung der Spannkraft von Gewindebolzen ist ein Spannstück über das Werkstück gelegt, ein Basisblock auf dem Bett fixiert und ein Spannbolzen durch den Mittelbereich des Spannstücks geführt. Ein Gewindeabschnitt am unteren Ende des Spannbolzens ist in eine T-Mutter oder dergl. eingeschraubt, die in der T-Nut des Betts sitzt. Auf diese Weise läßt das Werkstück sich auf dem Bett fixieren.

Damit eine solche Spannvorrichtung für Werkstücke unterschiedlicher Höhe verwendbar ist,, müssen Basisblocks unterschiedlicher Größe - entsprechend den Höhen der Werkstücke - vorgesehen werden. Ohne diese verschiedenen Basisblocks für den individuellen Fall nimmt das Spannstück u.U. eine Schräglage ein,so

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daß beim Festziehen eine Horizontalkraft auf es einwirkt und es auf dem Werkstück - oder Werkstück auf dem Bett - verrutscht. Das Werkstück läßt sich also nicht unter Druck stabil fixieren, üiird in diesem Zustand die Druckschraube zum Austauschen des Werkstücks gelöst, kann das Spannstück sich leicht vom Basisblock lösen. Das Justieren eines neuen Werkstücks erfordert daher ein Wiederholen aller vorerwähnten Schritte.

Einige dieser Spannvorrichtungen haben in der Zwischenzeit Verbesserungen hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit auf Werkstücke unterschiedlicher Höhe und der Leichtigkeit des Werkstückaustauschs erfahren. Unter diesen herkömmlichen Vorrichtungen gibt es solche mit einem Hydraulikzylinder-Aufbau, wobei ein Spannstück am Ende einer Kolbenstange angebracht ist und auf der Außenfläche des Zylinder-Rohrkörpers ein Außengewinde ausgebildet ist, das seinerseits in ein Innengewinde im Bett eingeschraubt ist. Derartige Spannvorrichtungen erfordern jedoch Mittel zum Einschrauben des Zylinderrohrs in das Innengewinde im Bett und zum Einstellen der Einschraubtiefe auf die Werkstückhöhe. Sie sind nur e,uf Betten brauchbar, bei denen der Durchmesser des Innengewindes groß genug für das Außengewinde auf der Außenfläche des Zylinderrohrs ist.

Herkömmlich aufgebaute Spannvorrichtungen benutzen die Spannkraft des Spannbolzens, der durch das übet das Werkstück gelegte Spannstück und den Basisblock verläuft. Derartige Vcr-

richtungen sind in ihrer Anwendbarkeit auf Werkstücke unterschiedlicher Höhe und beim Werkstückaustausch eingeschränkt. Bei Spannvorrichtungen mit Hydraulikzylinderaufbau di^'t weiterhin das Außengewinde auf dem Zylinderrohr sowohl ,:um Festlegen der vorrichtung auf dem Bett &ogr; Ls auch zur Höhenjustierung des Spannstücks. Derartige Spannvorrichtungen lassen sich daher nur auf Oettsn mit sine™ Innengewinde verw';;:dsn, dessen Innengewinde groß genug ist für die Aufnahme des erwähnten Außengewindes.

Der vorliegenden Neuerung liegt die .',ufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung anzugeben, die für unterschiedlich hohe Spannobjekte geeignet ist, einen leichten Austausch dieser Objekte gestattet und auf unterschiedlich aufgebaute Betten aufsetzbar ist. Weiterhin soll erreicht werden, daß auch die Handhabung insbesondere von möglicherweise gegen hohe lokale Druckbeansprijchung empfindlichen immer gleichen Werkstücken erleichtert wird.

Diese Aufgabe wird erreicht mit einer Spannvorrichtung nach dem Anspruch 1. Die Vorrichtung weist einen Basisblock auf, der auf einem Bett angeordnet ist. Eine zylindrische Hülse ist vorgeseher., auf deren Außenfläche sich ein Außengewinde befindet und die auf dem Basisblock auf- und abwärts verschiebbar angeordent ist. Ein Spannstück ist gewindemäßig auf das Außengewinde der Hülse aufgesetzt und kann das Spannobjekt auf das Bett drücken. Eine Hubmechanik kann das Spannsütck und die Hülse relativ zum Basisblock auf- und abwärts bewegen.

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Bei der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung wird der Etasisblock
aui dem Bett durch geeignete Mittel fixiert und wird das Spannstück auf die Höhe des Spanngegenstandes gedreht, so daß eine
Anfangseinstellung der Höhe über den Gewindeeingrif i: mit der
Hülse erfolgt. Dann wird das Spannobjekt unter das Spannstück J geschoben und mit der Hubeinrichtung das Spannstück vind die ;

Hülse relativ zum Basisblock abwärts gedruckt und so das ;

Spannobjekt auf dem Bett fixiert. Das Spannobjekt läßt sich
gegen ein neues austauschen, indem man einfach das Spannstück ;

gemeinsam mit der Hülse mittels der Hubeinrichtung in der ent- ,j gegengesetzten Richtung bewegt. In diesem Fall wird ein neuer j

Gegenstand unter das Spannstück gelegt, das in die Nähe der |

anfangs justierten Einstellage gebracht worden ist, und die ^

Hülse wieder gemeinsam mit dem Spannstück mittels der Hubexn *

richtung abwärts gedrückt.

Weiterhin läßt sich bei der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung
die Höhe des Spannstücks in dem Bereich einstellen, innerhalb
dessen es gemeinsam mit der Hülse von der Hubeinrichtung auf-
und abwärts bewegt wird. Weiterhin läßt sich die Höhe des
Spannstücks inerhalb eines Bereichs frei einstellen derart, daß
es im Eingriff mit der Hülse sich bewegen kann. Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung kann daher unmittelbar für unterschiedlich hohe Spannobjekte Verwendung finden.

Nachdem das auf die Hülse aufgeschraubte Spannstück auf die Höhe des Spannobjekts eingestellt worden ist, läßt letzteres sich leicht austauschen, indem man das Spannstück einfach zu-■ sammen mit der Hülse auf- bzw. abwärts bewegt, ohne daß seine ii Lage bei jedem Spannobjektaustausch nachjustiert werden muß.

&iacgr; Schließlich dient das Außengewinde, das das Spannstück mit der

Hülse verbindet, nicht auch zum Festlegen des Basisblocks im -v Bett. Daher kann die Einrichtung, mit der die erfindun?rsgemäße Spannvorrichtung auf dem Bett festgelegt wird, auf Betten unterschiedlicher Konstruktion - bspw. mit T-Nut oder einem Innengewinde - angewandt werden.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Spannvorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 2 ist ein Längsschnitt, der eine Modifikation des in der Fig. 1 dargestellten Spannbolzens zeigt.

-^ Nach einer Ausführungsform der Erfindung, die die Fig. 1 zeigt,

weist die Spannvorrichtung 1 einen abgesetzten zylindrischen Basisblock 2 mit einem Fuß 2A am unteren Ende auf. Der Fuß 2A k enthält eine Gewindebohrung 6. Der Block läßt sich mit dem Bett 3 einer Werkzeugmaschine so koppeln, daß ein T-Kopf-Bolzen 5, der locker in die T-Nut 4 im Bett 3 eingesetzt ist und aus diesem aufwärts vorsteht, in die Gewindebohrung 6 eingeschraubt ist.

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Die zylindrische Hülse 7 ist auf die Außenfläche des Basis-

blocks 2 auf- und abwärts verschiebbar aufgesetzt; auf ihrer Außenfläche ist ein Gewinde 8 ausgebildet. Das Spannstück 10, mit dem das Werkstück 9 auf dem Bett 3 festgespannt werden kann, ist drehbar auf ^as Gewinde IJ aufgesetzt. Das Spannstück 10 läßt sich durch Verdrehen auf dem Gewinde 8 innerhalb des Versciiiebungsbereichs Dl über dem Merkstück 9 in eim; von dessen Höhe abhängigen Lage anordnen. Nachdem die Höhe des Spannstücks 10 eingestellt ist, wird die Kontermutter 11 auf den, Ciwinde 8 aufgeschraubt, um das Spannstück 10 festzulegen. Alternativ kann die Mutter 11 unter dem Werkstück 10 angeordnet sein.

Zum Festspannen des Werkstücks ⁿ wird bei dieser Ausführungsform das Spannstück 10 mittels des Spannbolzens 12 auf der Hülse 7 bezüglich des Basisblocks 2 auf- und abwärts verschoben. Insbesondere ist der Bolzen 12 in die Durchgangsbohrun^ in der Hülse 7 von oben eingesetzt und mit seinem Außengewinde 13 in das Innengewinde 14 im Mittelbereich der abgesetzten durchgehenden Axialbohrung 2B in der Hülse 2 eingeschraubt. Der Anschlag 16 ist am Ende des Spannbolzens 12 angebracht, das aus dem unteren Ende des Innengewindes 14 in den größerdurchmeßrigen Abschnitt der Axialbohrung 2B hinein -o. zt&zz Sine Bruckschraubenfeder 18 ist in den nach oben offenen Abschnitt 17 der Bohrung 2B des Basisblocks 2 eingesetzt und drückt die Hülse 7 elastisch nach oben.

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Wird der Spannbolzen 12 in Freigaberichtung (bspw. im Gegenuhrzeigersinn) aus der in Fig. 1 gezeigten Lage nach oben gedreht, drückt die Feder 18 die Hülse 7 zusammen mit dem Bolzen 12 elastisch nach oben, so daß das Spannstück 10 vom Werkstück 9 abhebt- Dreht man den Spannbolzen 12 in der entgegengesetzten Richtung bzw. im Uhrzeigersinn, läuft die Hülse 7 gegen die elastische Vorspannkraft der Feder 18 abwärts, so daß das Spannstück 10 das Werkstück 9 auf das Bett 3 drückt. Die obere Grenze der Bewegungsstrecke des Bolzens 12 wird durch den Anschlag 16 bestimmt, der auf die untere Abschlußfläche des größerdurchmeßrigen Abschnitts 15 aufsetzt. Dar Bereich der Auf- und Abwärtsbewegung des Hülse 7 relativ zum Basisblock 2 entspricht der Strecke D2. Das Spannstück 10 kann also mit der Hülse 7 zusammen innerhalb der Strecke D2 und weiterhin unabhängig vor. der Hülse 7 um die Strecke Dl auf- und abwärts laufen. Daher kann das Spannstück 10 Werkstücke 9 mit Höhen von einem Minimum Hmin bis zu einem Maximum Hmax festspannen. Die effektive Länge des Außengewindeabschnitts 13, über die der Spannbolzen 12 in den Basisblock 2 eingeschraubt ist, ist konstant .

Der Spannbolzen 12 kann ein einfacher Gewindebolzen mit Sechskantkopf sein. Alternativ kann er mit einer Anzeigemechanik versehen sein, der den Spannzustand des Werkstücks 9 aufgrund der elastischen Verformung des Bolzens beim Festspannen durch das spannstück 10 visuell anzeigt. In diesem Fall ist ein Stab

23 in die Axialbohrung 21, die von oberen Ende 20 des Bolzens 12 her in diesem hinein verläuft, gegen die Vorspannung eines elastischen Gummirings 22 eingesetzt, der in die Öffnung eingesetzt ist, wie es die Fig. 2 zeigt. Der Kopf 24 des Stabes ist mit einem reflektierenden Indikator 25 mit einer Beschichtung einer verhältnismäßig auffälligen Farbe (bspw. Gelb oder Rot) versehen. Ein transparentes Element 27 aus Glas oder dergl. ist über eine Schicht einer Licht absorbierenden (bspw. dunkelblauen oder schwarzen) Flüssigkeit Oberseite des Indikators 25 zugewandt. Die Flüssigkeit kann zuvor in eine flexible transparente Tasche 28 eingebracht worden sein. Der Stab 23 wird mittels des transparenten Elements 27 gegen den Gummiring 22 gedrückt, so daß Flüssigkeit 26 aus dem Raum zwischen dem Element 27 und dem Indikator 25 verdrängt wird. In diesem Zustand wird das transparente Element 27 in der Öffnung der Axialbohrung 21 des Spannbolzens 12 festgelegt, indem man den Ringhalter 29 feststemmt; das freie Ende des Stabs 23 wird im unteren Ende der Bohrung 21 festgeklebt. Im Ausgangszustand dieser eine elastische Verformung anzeigende Anordnung 19 übt der Kopf 24 des Stabs 23 gleichmäßig Druck auf das transparente Element 27 auf, so daß die Licht absorbierende Flüssigkeit 26 rus dem Raum zwischen dam Kopf 24 und dem Element 27 in den die transparente Tasche 28 umgebenden Bereich verdrängt wird. Der Indikator 25 auf dem Kopf 24 läßt sich also durch das transparente Element hindurch deutlich erkennen.

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Bevor der Spannbolzen 12 von seinem Anfangszustand ausgehend einen vorbestimmten Spannungszustand erreicht, übt der Kopf 24 des Stabs 23 Druck auf das transparente Element 27 aus, verdrängt dabei Licht absorbierende Flüssigkeit 2 6 in den die Tasche 28 umgebenden Bereich 28 und hält sie dort fest. Der Indikator 25 auf der oberen Aschlußflache des Stabs 23 ist daher deutlich zu erkennen. Erreicht der Bolzen 12 einen vorbestimmten Spannungszustand, wird infolge seiner Verformung das transparente Element 27 vom Kopf 24 abgehoben. Es kann Flüssigkeit 26 aus dem die Tasche 28 umgebenden Bereich in den Raum zwischen di'.m Element 27 und dem Kopf 24 fließen und den Indikator 25 abdecken. Die Farbe des Indikators 25 - durch das transparente Element 27 yesehen - ändert daher plötzlich in eine dunkle. Anhand dieser plötzlichen Zustandsänderung läßt sich der vorbestimmte Spannungs- bzw. Verformungszustand des Spannbolzens 12 feststellen.

Die durch das transparente Element 27 hindurch erkennbare Zustands- bzw. Farbänderung des Indikators 25 wiederholt sich Reversibel· mit jeder elastischen Verformung des Spannbolzens 12. Der Spannungszustand des Bolzens 12 bei Erkennbarwerden des Indikator« 25 durch das Element 27 hindurch hängt von der Länge Ii, der Querschnittsfläche und dem Elastizitätsmodul in dem Bereich ab, der beim Aufbringen eines Festspannmoments auf den Bolzen 12 gedehnt wird. Diese charakteristischen Werte erge-

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ben sich aus dem Festspannmoment, das beim Auf- und Festspannen des Werkstücks 9 durch das Spannstück 10 vorliegt.

Bei einem derart aufgebauten Spannbolzen 12 beruht der angezeigte Verformungszustand auf der elastischen Verformung des in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen L bezeichneten Bereichs L. Es ist daher nicht ratsam, in diesem Bereich ein Gewinde vorzusehen, so daß die effektive Schraublänge (von der unteren Spitze des Bolzens 12 her gemessen) kürzer als die Gesamtlänge des Bolzens ist. In dieser Ausführungsform kann das Spannstück 10 nicht nur mit dem Spannbolzen 12 auf- und abwärts laufen, sondern auch unabhängig von diesem auf eine gewünschte Höhe relativ zur Hülse 7 eingestellt werden. Die Spannvorrichtung läßt sich also für Werkstücke unterschiedlicher Höhe einsetzen.

Hs folgt nun eine Beschreibung der Arbeitsweise der erfindungs-Spannvorrichtung.

' SJoIi ein Werkstück 9 mittels der Spannvorrichtung 1 in dieser jLUsführungsform der Erfindung auf dem Bett 3 festgelegt werden, wird der Basisblock 2 zunächst mit dem T-Kopf-Bolzen 5, der locker in die T-Nut 4 im Bett 3 eingesetzt ist, in eine gewünschte Position auf dem Bett 3 gebracht,

iSodann wird zunächst das Spannstück 10 in eine Höhe gebracht, bei der das Werkstück 9 unter es geschoben werden kann. Ist die

Höhe des Werkstücks 9 nicht geringer als die Minimalhöhe Hmin und geringer als die Summe der Höhe Hmin und der Strecke Dl, wird das Spannstück 10 auf der Hülse 7 auf das das Werkstück gedreht. Ist die Höhe des Werkstücks 9 nicht geringer als die Summe der Minimalhöhe Hmin und der Strecke Dl und nicht größer als die Maximalhöhe Hmax, wird das Spannstück 10 in die Maximalhöhe gebracht, wie in Fig. 1 gezeigt. Weiterhin wird der Spannbolzen 12 in der Aufwärtsrichtung gedreht, so daß die Feder 8 die Hülse 7 gemeinsam mit dem Spannstück 10 anhebt. Es wird also die Unterseite des Spannstücks 10 über die Oberseite des Werkstücks 9 angehoben. Danach schiebt man das Werkstück unter das Spannstück 10 und dreht den Spannbolzen 12 in der Festziehrichtung, so daß das Spannstück 10 gemeinsam mit der Hülse 7 abwärts gedrückt wird. Der in dieser Ausführungsform verwendete: Spannbolzen ist eine Ausf:ühr\ing, die den Spannungszustand selbst anzeigen kann. Es läßt sich also das richtige Festziehmoment anhand der Zustandsänderung des Indikators 25 ermitteln, den man durch das transparente Element 27 hindurch sieht.

Zum Abnehmen des Werkstücks 9 dreht man den Spannbolzen 12 in der. Freigaberichtung und damit aufwärts, so daß die Feder 18 die Hülse 7 zusammen mit dem Bolzen 12 aufsteigt und das Spannstück 10 vom Werkstück 9 abhebt. In diesem Zustand kann das Werkstück 9 gegen ein neues ausgetauscht und das neue unter das Spannstück 10 geschoben werden. Danach wird das Spannstück

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wieder mit der Hülse 7 abwärts gedrückt werden, indem man nur <ien Bolzen 12 in der Festziehrichtung dreht. Das Spannstück 10 fixiert so das Werkstück 9 auf dem Bett 3.

Es ist einzusehen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die oben ausführlich beschriebene Ausführungsform beschränkt ist und an letzterer zahlreiche Änderungen möglich sind, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.

Biäpw. wird in der beschriebenen Ausführungsform die Hülse 7 von der elastischen Vorspannkraft der Feder 18 gemeinsam mit dem |

!"pannbolzen 12 angehoben. Alternativ kann ein Anschlagring auf den Bolzen 12 aufgesetzt sein, der drehbar in die Durchgangsbohrung 7A der Hülse 7 geführt ist, so daß der Bolzen 12 die Hülse 7 hält.

Die Hebemechanik, mit der die Hülse 7 relativ zum Basisblock 2 gehoben und gesenkt wird, ist nicht auf die für die obige Ausführungsform beschriebene Anordnung beschränkt, die die Spannkraft des Spannbolzens 12 ausnutzt. Alternativ kann man zu diesem Zweck mit Öldruck arbeiten. In diesem Fall ist der Basisblock als zylindrisches Rohr ausgebildet und muß nur eine Kolbenstange, die von einem Kolben absteht, der in das zylindrische Rohr eingesetzt ist, an der Hülse fixiert werden.

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Die Verbindung des Basisblocks zum Bett ist nicht auf eine Anordnung oeschränkt, in der der T-Kopf-Bolzen, locker in die T-Nut im Bett eingesetzt ist. In einer alternativen Anordnung ist der Basisblock so mit dem Bett verbunden, daß eine T-Mutter auf einen Bolzen aufgeschraubt wird, der aus der Unterseite des
Basisblocks vorsteht. Alternativ kann weiterhin ein Zwischenblock zwischen dem Bett und dem Basisbloek angeordnet werden.

um

die gesamte Spanneinrichtung aufwärts zu verschieben.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ist nicht nur zum Festspannen eines Werkstücks auf dem Bett einer Werkzeugmaschine, sondern auch zum Festlegen einer Gußform auf dem Bett einer
Spritzgußmaschxne geeignete.

N 919 HO/Cl

Claims

• · C · Schutzansprüche

1. Spannvorrichtung, mit

einem auf einem Bett (3) enbringbaren Basisblock (2),
einer zylindrischen Spannhülse (7), die auf dem Basisblock 12) auf- und abwärts bewegbar angeordnet ist,
einem Spannstück (10), das mit einer Bohrung zur Aufnahme der Spannhülse (7) versehen ist, die in Eingriff steht mit dem Spannstück (10) zum Festklemmen eines festzuspannenden Gegenstandes (9) auf dem Bett (3) durch die Klemmkraft einer Schraube (12), die eine Durchgangsbohrung (7A) im Oberteil der Spannhülse (7) durchsetzt und in das Innengewinde (14) des Basisblocks (2) eingeschraubt ist,

und mit einer Druckfeder (18) zwischen den Basisblcck (2) und der Spannhülse (7) zur aufwärts bzw. abwärts gerichteten Verschiebung entsprechend der Drehung der Schi--mbe (12),

dadurch gekennzeichnet,

daß die Außenfläche der zylindrischen Spannhülse (7) mit einem Außengewinde (8) versehen ist, welches mit einem entsprechenden Gewinde in der Bohrung im Spannstück (10) im Eingriff steht, und daß eine Kontermutter (11) in Eingriff mit dem Außengewinde (8) der Spannhülse (7)

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steht zur Festlegung des Spannstückes (10) in einer ausgewählten Position auf der Spannhülse (7) bzw. im Verhältnis zur Schraube (12).

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (12) mit einem Anschlag (16) zur Begrenzung ihrer Aufwärtsbewegung versehen ist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schraube (12) mit einem Anschlag (16) zur Begrenzung ihrer Aufwärtsbewagung versehen ist.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Bolzen (12) eine axial verlaufende Sackbohrung (21) enthält und die Anzeigeeinrichtung (1) einen Stab (23) mit einem Kopf (24) am oberen Ende, der in die Sackbohrung (21) des Bolzens (12) eingesetzt ist, einen Gummiring (22), der um den Stab (23) herum in die öffnung der Sackbohrung (21) eingelegt ist, ein transparentes Element (27) auf dem Kopf (24) des Stabs (23) derart, daß es diesem zugewandt liegt und die Sackbohrung (21) abschließt, eine transparente Tasche (28) zwischen dem transparenten Element (27) und dem Kopf (24) des Stabs (2.3) sowie in der transparenten Tasche (28) eine Licht absorbierende Flüssigkeit (26) aufweist.