EP0032116B1 - Antriebs- und Führungsvorrichtung für eine Stranggiesskokille - Google Patents

Antriebs- und Führungsvorrichtung für eine Stranggiesskokille Download PDF

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EP0032116B1
EP0032116B1 EP81100024A EP81100024A EP0032116B1 EP 0032116 B1 EP0032116 B1 EP 0032116B1 EP 81100024 A EP81100024 A EP 81100024A EP 81100024 A EP81100024 A EP 81100024A EP 0032116 B1 EP0032116 B1 EP 0032116B1
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EP
European Patent Office
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lifting table
mould
eccentrics
strips
leaf springs
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EP81100024A
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EP0032116A1 (de
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Ernst Theodor Dr. Ing. Sack
Rudolf Guse
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Schloemann Siemag AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/053—Means for oscillating the moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/043—Curved moulds

Definitions

  • the invention relates to a drive and guide device for the oscillating movement of a mold in continuous casting plants, in particular continuous sheet casting plants with an arcuate mold, with rodless eccentric drive for the lifting table carrying the mold, with side strips on the lifting table that interact with the movement path of the lifting table and thus the mold determine with guides engaging on both sides of the strips, with four synchronously driven eccentrics arranged in the area of the corners of the lifting table (DE-B-2 012 270).
  • rotatable rollers are supported on the lifting table about horizontal axes, which are supported on synchronously driven eccentric discs, so that when they rotate, an oscillating movement of the lifting table carrying the mold is produced.
  • This design avoids many lever-articulation points because the mold stroke is no longer transmitted by lever linkages, but by rodless eccentric drives, but because of the additional lift table castors, it has other bearing parts and components that wear quickly and lead to malfunctions.
  • the mold lifting table has at least one projection or a bar, which is attached laterally in the central area and which is guided between laterally adjacent rollers, for guiding the lifting movement.
  • DE-A-2 248 066 has disclosed leaf springs for carrying and guiding a mold.
  • the leaf springs extend horizontally between the mold or the lifting table and a vertical, stationary support, whereby the mold is no longer accessible from all sides. If the weight of the mold and lifting table can be absorbed by the leaf springs even when the leaf springs are designed as strong spring assemblies firmly clamped at the ends, an exact oscillation control is not given, in particular in continuous sheet casting systems.
  • the invention is therefore based on a guide device with rodless eccentric drive for the lifting table carrying the mold, with guides engaging on strips on both sides and with four synchronously driven eccentrics.
  • the invention is therefore based on the object to avoid the use of additional support and lateral guide rollers with the then required bearings while avoiding the susceptible, maintenance-intensive and leading to inaccuracies.
  • the lifting table is suspended from leaf springs which are fastened to movable bearings which each surround one of the four eccentrics.
  • the leaf springs are now used exclusively to transmit the eccentric strokes to carry out the oscillating movements of the lifting table.
  • the number of bearings is reduced to the bearing points for the eccentrics, which can be regarded as problem-free, since they can be designed as standard spherical roller bearings.
  • the eccentrics can be fixed in place with their shafts and the free ends of the leaf springs can be fixed on the lifting table, or the free ends of the leaf springs can be fixed in a kinematic reversal, whereby the eccentrics with their shafts are mounted on the lifting table.
  • the eccentrics are arranged on a stationary frame of the strand guide frame, and in the second case, the eccentrics are on the lifting table, i.e. their bearings are at rest and the eccentric shafts carry out the eccentric strokes with the lifting table, for which purpose drive shafts would have to be provided in their drive.
  • the free ends of the leaf springs are then connected to the stationary frame.
  • the basic structure 1 anchored to the foundations of the hut corridor, not shown, carries the segments which hold the support rollers 2 for the strand, of which only the two top segments 4, 5 are shown.
  • the lifting table 9 hangs on four leaf springs 11 which act in the area of the corners of the lifting table, each of which is connected at one end to bearings 12 surrounding eccentric 13 and at the other, so to speak free end, to the lifting table 9 (FIGS. 4 and 5 ).
  • the connections are made by means of bolts 14, 14a, 14b.
  • the four eccentrics 13 are driven by a motor 15 via angular gears 16 and shafts 19 (FIG. 3), the shafts running synchronously.
  • the eccentric shafts 19 are mounted on pairs of supports 8a of the fixed frame 8 in bearings 18.
  • each leaf spring 11 is connected to the respective eccentric bearing 12 via a detachable connecting piece 22, the connecting pieces 22 being joined to the bearings 12 with the interposition of spacer plates 23 via the screw bolts 14a.
  • the bolts 14a need to be loosened somewhat, since the spacers 23, which are clamped when the bolts are tightened and are therefore not penetrated by the bolts, are removed transversely to the bolts 14a and by other spacers with the desired thickness dimension can be replaced (Fig. 4).
  • the fixing of the free ends of the leaf springs 11 on the lifting table 9 also takes place with the inclusion of an intermediate piece 24, which establishes the connection with the lifting table 9 via screw bolts 14b and with the leaf spring 11 via the bolts 14 (FIG. 5).
  • the lifting table 9 If the lifting table 9 is to be moved with the mold 10 during oscillation on an arcuate path, the lifting table 9 must be provided with a corresponding curved guide.
  • the eccentrics - the eccentrics 12 seen in the direction of the arrow in FIG. 3 have a smaller eccentricity e1 compared to the eccentric eccentric 12 with the eccentricity e2 - the narrow sides of the lifting table therefore have novel guides, which are general in FIG. 6 are designated by 25.
  • the arrangement of these guides 25 can be seen in FIG. 2.
  • These consist of spring elements 25a designed as round rods, of which the outer ends are each anchored to the stationary frame 8, while the central regions are fixed to angular strips 26, 26a which are fastened in the middle to the narrow sides of the lifting table 9 (FIG .
  • Each spring bar 25a can also consist of a pair of spring bars instead of a single spring bar, in which case the inner ends of each spring bar are fixed to the strips 26, 26a.
  • the spring bars 25a are easy to assemble as a complete unit.
  • the ends of the spring rods are received by blocks 29, 30, which are placed on a removable support plate 31 and, for example, are welded.
  • the spring bars each have a bead 32 (FIG. 8) which fit in corresponding recesses 33 in the strips 26, 26a, which are joined together by screws 34 after the assembly, whereby the beads 32 are centered in the recesses 33 .
  • a pair of strips 26, 26a is then screwed to the movable lifting table 9 by means of screws 35 on the two narrow sides of the mold (FIG. 2), whereas the support plate 31 is also screwed to the fixed frame 8 by screws 36.
  • the strips can be supported by an intermediate layer 39, which is removed again after screwing.
  • the spring bars 25a aligned with the center point guide the lifting table on the desired arcuate path, whereby they are somewhat stretched. It is advisable to pretension the spring bars 25a via outer nuts 40 (FIG. 8).
  • extension hooks 41 can still be seen, in which rope loops can be hung, so that the unit consisting of lifting table 9, mold 10 and the upper segment 4 can be lifted by means of the hall crane in the event of a malfunction.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Casting Devices For Molds (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebs- und Führungsvorrichtung für die oszillierende Bewegung einer Kokille in Stranggiessanlagen, insbesondere Bogenstranggiessanlagen mit bogenförmiger Kokille, mit gestängelosem Exzenterantrieb für den die Kokille tragenden Hubtisch, mit seitlichen Leisten am Hubtisch, die die Bewegungsbahn des Hubtisches und damit der Kokille im Zusammenwirken mit beiderseits der Leisten angreifenden Führungen bestimmen, mit vier im Bereich der Ecken des Hubtisches angeordneten, synchron angetriebenen Exzentern (DE-B-2 012 270).
  • Bei einer bekannten Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sind am Hubtisch um waagerechte Achsen drehbare Rollen gelagert, die sich auf synchron angetriebenen Exzenterscheiben abstützen, so dass bei deren Umlauf eine oszillierende Bewegung des die Kokille tragenden Hubtisches entsteht. Diese Bauart vermeidet zwar viele Hebel-Gelenkstellen, weil der Kokillenhub nicht mehr von Hebelgestängen übertragen wird, sondern von gestängelosen Exzenterantrieben, besitzt aber wegen der zusätzlichen Hubtischrollen andere schnell verschleissende und zu Betriebsstörungen führende Lagerstellen und Bauteile. Darüber hinaus hat der Kokillenhubtisch zur Führung der Hubbewegung mindestens einen im mittleren Bereich seitlich angebrachten Vorsprung bzw. eine Leiste, der bzw. die zwischen seitlich anliegenden Rollen geführt ist. Diese Führungsrollen, die kleinste Schwenkbewegungen machen, sind durch die geringen Winkelbewegungen einem hohen Verschleiss unterworfen, wodurch Laufgenauigkeit und -ruhe erheblich gestört sind. Im übrigen werden bei dem bekannten Antrieb dann, wenn die Kokille bzw. der Hubtisch auf einer kreisbogenförmigen Bahn oszilliert wird, Kurvenscheiben mit unterschiedlicher Exzentrizität verwendet. Hierbei ist die Exzentrizität der bogeninneren Kurvenscheiben kleiner als die der bogenäusseren Scheiben.
  • Durch die DE-A-2 248 066 sind Blattfedern zum Tragen und zur Führung einer Kokille bekannt geworden. Hierbei erstrecken sich die Blattfedern waagerecht zwischen der Kokille bzw. dem Hubtisch und einer senkrechten, ortsfesten Stütze, wodurch die Kokille nicht mehr allseits zugänglich ist. Wenn auch bei Ausbildung der Blattfedern als starke, an den Enden fest eingespannte Federpakete das Gewicht von Kokille und Hubtisch von den Blattfedern aufgenommen werden kann, so ist doch insbesondere bei Bogenstranggiessanlagen eine exakte Oszillationsführung nicht gegeben. Die Erfindung geht daher von einer Führungsvorrichtung mit gestängelosem Exzenterantrieb für den die Kokille tragenden Hubtisch mit beiderseits an Leisten angreifenden Führungen und mit vier synchron angetriebenen Exzentern aus.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der störanfälligen, wartungsaufwendigen und zu Ungenauigkeiten führenden Gelenkstellen auch die Verwendung von zusätzlichen Stütz- und seitlichen Führungsrollen mit den dann erforderlichen Lagerungen überflüssig zu machen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Hubtisch an Blattfedern aufgehängt ist, die an beweglichen Lagern befestigt sind, die jeweils einen der vier Exzenter umgeben.
  • Die Blattfedern dienen nunmehr ausschliesslich der Übertragung der Exzenterhübe zur Ausführung der Oszillationsbewegungen des Hubtisches. Die Anzahl der Lager ist auf die Lagerstellen für die Exzenter reduziert, die als problemfrei anzusehen sind, da sie als handelsübliche Pendelrollenlager ausgeführt werden können.
  • Zur Übertragung der Exzenterhübe auf den Hubtisch durch die Blattfedern können nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Exzenter mit ihren Wellen ortsfest gelagert und die freien Enden der Blattfedern am Hubtisch festgelegt sein, oder aber in kinematischer Umkehr die freien Enden der Blattfedern ortsfest festgelegt sein, wobei die Exzenter mit ihren Wellen auf dem Hubtisch gelagert sind. In dem ersten Fall sind die Exzenter auf einem ortsfesten Rahmen des Strangführungsgerüstes angeordnet, und in dem zweiten Fall befinden sich die Exzenter auf dem Hubtisch, d.h. ihre Lager sind in Ruhe und die Exzenterwellen führen die Exzenterhübe unter Mitnahme des Hubtisches aus, wozu in ihrem Antrieb Gelenkwellen vorgesehen werden müssten. Hierbei sind dann die freien Enden der Blattfedern mit dem ortsfesten Rahmen verbunden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind den Unteransprüchen 4 bis 8 zu entnehmen, wobei insbesondere Gegenstand der Ansprüche 6 bis 8 ist, bei einer bogenförmigen Kokille und beim Oszillieren auf einer bogenförmigen Bahn die bis dahin bekannten seitlichen Führungsrollen durch Federelemente zu ersetzen. An den Führungsrollen wälzen sich Vorsprünge oder Leisten des Hubtisches ab, wodurch der Hubtisch auf dem Giessradius gehalten wird. Durch die erfindungsgemäss vorgeschlagenen Federstäbe ist jetzt ein Maschinenelement zur Hubtischführung und zur Aufnahme der bei der Hubbewegung auftretenden Kräfte im Einsatz, das im Dauerfestigkeitsbereich liegt und wegen des Wegfalls von Roll- und Gleitreibung unbeeinflussbar von äusseren Einwirkungen, wie z.B. Hitze und Schmutz, ist. Um beim Einbau der Federstäbe keine Durchbiegung der Stäbe zuzulassen, kann es vorteilhaft sein, die Stäbe hydraulisch vorzuspannen.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung der Seitenansicht des erfindungsgemässen Kokillen-Hubsystems mit den ersten, auf dem Grundrahmen einer Stranggiessanlage montierten Segmenten,
    • Fig. 2 die Draufsicht auf die Kokillenhubvorrichtung zur Hälfte,
    • Fig. 3 die schematische Abbildung der Draufsicht der Kokillenhubvorrichtung mit Darstellung des Antriebes zu den Exzenterwellen,
    • Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 2,
    • Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 11-11 in Fig. 4,
    • Fig. 6 die Anordnung und Festlegung der Federstäbe zur Führung des Hubtisches auf der bogenförmigen Bahn in vergrössertem Massstab in der Draufsicht,
    • Fig. 7 die Seitenansicht der Fig. 6 und
    • Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 6.
  • Die Seitenansicht nach Fig. 1 lässt den oberen Teil einer Stranggiessanlage erkennen, die mit dem erfindungsgemässen Kokillen-Hubsystem ausgerüstet ist. Das mit dem nicht dargestellten Fundament des Hüttenflurs verankerte Grundgerüst 1 trägt die die Stützrollen 2 für den Strang aufnehmenden Segmente, von denen lediglich die beiden obersten Segmente 4, 5 abgebildet sind. Zwischen dem obersten Segment 4 und einem ortsfesten, mit dem Grundgerüst 1 in Verbindung stehenden Rahmen 8 befindet sich der bewegliche Hubtisch 9, auf welchem die Kokille 10 aufsitzt. Der Hubtisch 9 hängt hierbei an vier im Bereich der Ecken des Hubtisches angreifenden Blattfedern 11, die jeweils an einem Ende mit Exzenter 13 umgebenden Lagern 12 und an dem anderen, sozusagen freien Ende mit dem Hubtisch 9 verbunden sind (Fig. 4 und Fig. 5). Die Verbindungen sind mittels Schraubenbolzen 14, 14a, 14b hergestellt.
  • Der Antrieb der vier Exzenter 13 erfolgt von einem Motor 15 über Winkelgetriebe 16 und Wellen 19 (Fig. 3), wobei die Wellen synchron laufen. Die Exzenterwellen 19 sind auf Paaren von Stützen 8a des ortsfesten Rahmens 8 in Lagern 18 gelagert. Beim Betätigen des Motors 15, in dessen Ausgangswelle 20 noch eine Kupplung 21 zwischengeschaltet ist, werden die Exzenterhübe von den Blattfedern 11, die die Verbindung zwischen dem ortsfesten Rahmen 8 und dem beweglichen Hubtisch 9 herstellen, auf den Hubtisch übertragen, so dass die Kokille 10 die gewünschte Auf-und Abwärtsbewegung ausführt.
  • Wie aus Fig. 4 und 5 entnommen werden kann, ist jede Blattfeder 11 über ein lösbares Anschlussstück 22 mit dem jeweiligen Exzenterlager 12 verbunden, wobei die Anschlussstücke 22 unter Zwischenlage von Distanzblechen 23 über die Schraubenbolzen 14a mit den Lagern 12 zusammengefügt sind. Zur Justierung des Hubtisches 9 brauchen nur die Schraubenbolzen 14a etwas gelöst zu werden, da die Distanzbleche 23, die beim Anziehen der Schraubenbolzen geklemmt werden, und somit von den Schraubenbolzen nicht durchgriffen sind, quer zu den Schraubenbolzen 14a entnommen und durch andere Distanzbleche mit gewünschter Dickenabmessung ersetzt werden können (Fig. 4). Die Festlegung der freien Enden der Blattfedern 11 an dem Hubtisch 9 erfolgt ebenfalls unter Einbeziehung eines Zwischenstückes 24, das mit dem Hubtisch 9 über Schraubenbolzen 14b und mit der Blattfeder 11 über die Bolzen 14 die Verbindung herstellt (Fig. 5).
  • Soll der Hubtisch 9 mit der Kokille 10 beim Oszillieren auf einer bogenförmigen Bahn bewegt werden, muss der Hubtisch 9 mit einer entsprechenden Bogenführung versehen sein. Ausser der bekannten Unterschiedlichkeit der Exzenter - die nach Fig. 3 in Pfeil richtung gesehen bogeninneren Exzenter 12 haben eine kleinere Exzentrizität e1 gegenüber den bogenäusseren Exzentern 12 mit der Exzentrizität e2-weisen deshalb die Schmalseiten des Hubtisches neuartige Führungen auf, die in Fig. 6 allgemein mit 25 bezeichnet sind. Die Anordnung dieser Führungen 25 ist aus Fig. 2 ersichtlich. Die bestehen aus als Rundstäbe ausgebildeten Federelementen 25a, von denen jeweils die äusseren Enden an dem ortsfesten Rahmen 8 verankert sind, während die mittleren Bereiche an winkelförmigen Leisten 26, 26a festgelegt sind, die in der Mitte an den Schmalseiten des Hubtisches 9 befestigt sind (Fig. 2). Es empfiehlt sich, mehrere Federstäbe 25a nebeneinanderliegend vorzusehen. Zur Aufnahme der Führungs- und Gegenkräfte müssen die Federstäbe in Einbaulage in Richtung zum Mittelpunkt des Giessradius der Stranggiessanlage ausgerichtet sein. Jeder Federstab 25a kann auch anstatt aus einem einheitlichen Federstab aus einem Paar von Federstäben bestehen, wobei dann die inneren Enden eines jeden Federstabes an den Leisten 26, 26a festgelegt sind.
  • Die Federstäbe 25a sind als komplette Einheit leicht montierbar. Dazu werden die Federstabenden von Blöcken 29, 30 aufgenommen, welche auf eine demontierbaren Trägerplatte 31 aufgesetzt und mit dieser z.B. verschweisst sind. Im mittleren Bereich besitzen die Federstäbe jeweils eine Wulst 32 (Fig. 8), die in entsprechenden Ausnehmungen 33 der Leisten 26, 26a passen, die nach dem Zusammenfügen, wodurch die Wulste 32 in den Ausnehmungen 33 zentriert werden, durch Schrauben 34 miteinander verbunden werden. Beim Einbau wird dann an den beiden Schmalseiten der Kokille je ein Leistenpaar 26, 26a an den beweglichen Hubtisch 9 mittels Schrauben 35 angeschraubt (Fig. 2), wogegen die Trägerplatte 31 ebenfalls durch Schrauben 36 mit dem ortsfesten Rahmen 8 verschraubt wird. Als Montagehilfe können die Leisten durch eine Zwischenlage 39 unterstützt werden, die nach dem Verschrauben wieder entfernt wird. Sobald der Oszillationsantrieb in Bewegung gesetzt wird, führen die zum Mittelpunkt ausgerichteten Federstäbe 25a den Hubtisch auf der gewünschten bogenförmigen Bahn, wobei sie etwas gedehnt werden. Es empfiehlt sich, die Federstäbe 25a über äussere Muttern 40 (Fig. 8) vorzuspannen.
  • Aus Fig. 1 sind noch Ausbauhaken 41 ersichtlich, in die Seilschlaufen eingehängt werden können, so-dass mittels des Hallenkranes im Störfalle die Einheit, bestehend aus Hubtisch 9, Kokille 10 und dem oberen Segment 4, ausgehoben werden kann.

Claims (8)

1. Antriebs- und Führungsvorrichtung für die oszillierende Bewegung einer Kokille (10) in Stranggiessanlagen, insbesondere Bogenstranggiessanlagen mit bogenförmiger Kokille (10), mit gestängelosem Exzenterantrieb (13) für den die Kokille (10) tragenden Hubtisch (9), mit seitlichen Leisten (26, 26a) am Hubtisch (9), die die Bewegungsbahn des Hubtisches (9) und damit der Kokille (10) im Zusammenwirken mit beiderseits der Leisten (26, 26a) angreifenden Führungen (25a, 29, 30) bestimmen, mit vier im Bereich der Ecken des Hubtisches (9) angeordneten, synchron angetriebenen Exzentern (13), dadurch gekennzeichnet, dass der Hubtisch (9) an Blattfedern (11) aufgehängt ist, die an beweglichen Lagern (12) befestigt sind, die jeweils einen der vier Exzenter (13) umgeben.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenter (13) mit ihren Wellen (19) ortsfest gelagert sind und die freien Enden der Blattfedern (11) am Hubtisch (9) festgelegt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Blattfedern ortsfest festgelegt sind und die Exzenter (13) mit ihren Wellen (19) auf dem Hubtisch (9) gelagert sind.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 mit 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfedern (11) über ein lösbares Anschlussstück (22) mit den Exzenterlagern (12) verbunden sind, das über Schrauben (14a) unter Zwischenlage eines Distanzbleches (23) mit den Exzenterlagern verbunden ist, das nach dem Lösen der Schrauben quer zu den Schrauben auswechselbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit 2 oder 3, für eine bogenförmige Kokille, dadurch gekennzeichnet, dass wie an sich bekannt, das dem Krümmungsmittelpunkt der Bogenform der Kokille nächstliegende Exzenterpaar einen kleineren Exzenterhub (e1) hat als das andere Exzenterpaar derart, dass die Bewegungsbahn der Kokille dem Radius der Bogenform entspricht.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsfesten Führungen (25) aus zum Krümmungsmittelpunkt der Bogenform ausgerichteten Federelementen (25a) bestehen, die an den äusseren Enden ortsfest verankert sind und im mittleren Bereich an den Leisten (26, 26a) festgelegt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (25a) aus als Rundstäbe ausgeführten Federstäben bestehen.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Federelemtent (25a) aus Paaren von Federstäben gebildet ist, die an den äusseren Enden ortsfest verankert sind und an den inneren gegenüberliegenden Enden an den Leisten (26, 26a) festgelegt sind.
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