EP2338003A1 - Beschlag für haushaltsgeräte und schmiermittel - Google Patents

Beschlag für haushaltsgeräte und schmiermittel

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EP2338003A1
EP2338003A1 EP09737450A EP09737450A EP2338003A1 EP 2338003 A1 EP2338003 A1 EP 2338003A1 EP 09737450 A EP09737450 A EP 09737450A EP 09737450 A EP09737450 A EP 09737450A EP 2338003 A1 EP2338003 A1 EP 2338003A1
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EP
European Patent Office
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lubricant
boron nitride
pullout guide
fitting
graphite
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EP09737450A
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Peter Jährling
Willi Grigat
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Paul Hettich GmbH and Co KG
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Paul Hettich GmbH and Co KG
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    • C10N2050/10—Semi-solids; greasy

Definitions

  • the present invention relates to a fitting, for example a pull-out guide, in particular for a baking oven, with at least two rails which can be moved relative to one another and which are guided against one another via rolling elements
  • EP 1589291 A1 discloses a generic pull-out guide which has rolling elements mounted in a rolling cage.
  • the WälzSystemkorfig on a lubricating layer which u.a. the inclusion of boron nitride in a paint provides.
  • the coating extends over the entire surface of the rolling element cage. Since boron nitride is used only for reasons of cost in areas in which its special material properties are absolutely necessary, when using this compound, the most cost-effective application is required. A large-area coating as in EP 1589291 A l is therefore not useful.
  • the object of the present invention is to provide a fitting, in particular a pull-out guide, and a lubricant which, even when using rigens and when using high temperatures over a long period of time a smooth running of the rails allows.
  • the lubricant contained in the boron nitride and / or polysiloxane is applied to the significantly smaller areas of the raceways at least in regions. This allows a targeted lubrication with less material consumption.
  • Hexagonal boron nitride has proven to be an optimal lubricating and lubricating agent in the range of higher temperatures. It is chemically inert and oxidation resistant with the exception of alkaline melts and basic solutions.
  • the structure of the boron nitride is similar to that of graphite and from a temperature of 900 0 C, boron nitride converts to cubic ß-boron nitride.
  • the application of the lubricant is preferably carried out as a lubricating paste, suspension or in powder form. This allows the lubricant to be used for industrial series production. In addition, these application forms enable a very exact selection and coating of the application surfaces.
  • the lubricant mixture is according to a preferred embodiment, a mixture of boron nitride, graphite and high-temperature grease, with a mass fraction w
  • the lubricant may advantageously contain as polysiloxane preferably a Siükonpaste, a silicone grease and / or a silicone oil which does not burn at temperatures above 300 0 C, so for example in the pyrolysis of ovens.
  • polysiloxane preferably a Siükonpaste, a silicone grease and / or a silicone oil which does not burn at temperatures above 300 0 C, so for example in the pyrolysis of ovens.
  • the consistency between these embodiments can be varied by mixing.
  • Post-treatment after application of the lubricant by vibratory grinding enables better distribution and adhesion of the lubricant and lubricant on the metallic substrate.
  • the lubricant has a temperature resistance of above 600 0 C, which allows, for example, an application in the range of cooking ovens and their purification by pyrolysis.
  • the lubricant has a thixotropy, which decreases in these pastes under mechanical action whose viscosity and the original viscosity sets only after prolonged standing again.
  • the pastes can be relatively easily distributed on the surface of the drawer guides under pressure load. This is the case with BNC pastes, for example.
  • the viscosity of a lubricant without the addition of solids is advantageously in the range between 50-1500 mm 2 / s, preferably 100-1000 mmVs, whereby an application of the low to medium viscosity mass can be carried out without the lubricant flowing out at the ends of the webs can.
  • the lubricant is so hydrophobic that a bacterial or fungal attack of the lubricant is excluded.
  • the low surface tension in conjunction with a pronounced surface activity at 25 ° C of 20-22 mN / m, preferably from 20.9 to 21 s, 2 mN / m allows the complete wetting of a large-area substrate upon application despite a high viscosity of a lubricant.
  • the carrier substance Depending on the carrier substance, it is decomposed predominantly into water and carbon dioxide during the pyrolysis.
  • the boron nitride and graphite content in the lubricant mixture evenly into the
  • Runways of the pullout guide distributed. After decomposition of the carrier substance during the pyrolysis, at least the boron nitride remains in the tracks of the pullout guide and enables a smooth operation of the pullout guide, thus it is still lubricated. Due to the mechanical stress before the pyrolysis of the boron nitride / graphite content is incorporated in the mixture in the tracks of the statement leadership.
  • the lubricant according to the invention is particularly suitable for the lubrication of fittings in household appliances such as ovens or refrigerators, through its range of use of about - 5O 0 C to about 600 0 C. Also for other areas is the
  • lubricant conceivable, especially in areas where a food suitability is required.
  • pullout guides, hinges, flap fittings or other moving parts, in particular on household appliances can also be lubricated with the lubricant according to the invention.
  • lubricants are preferably used which comply with the FDA 21 CFR 178.3570 (US Food and Drug Administration).
  • the lubricants should be registered by the NSF (National Sanitation Foundation) in the Hl category. Reference is also made to ISO 21469.
  • the lubricants used preferably also meet the hygiene requirements according to the German version DIN EN ISO 21469: 2006.
  • Figure 1 is a perspective view of a pullout guide in the retracted
  • Figure 2 is a perspective view of the pullout guide of Figure 1 in the extended position
  • Figure 3 is an exploded view of the pullout guide of Figure 1;
  • Figure 4 is a sectional view of the pullout guide of Figure 1, and
  • FIG. 5 is a sectional view of the pullout guide of FIG. 1.
  • Figure 6 is a diagram illustrating the erfmdungs intensiveen effect on the pullout guides
  • a pullout guide 1 comprises a guide rail 2 and a running rail 3 movable relative to the guide rail.
  • the guide rail 2 and the running rail 3 are made of a bent sheet steel.
  • the guide rail 2 can be fixed to a side wall of a baking oven and on the running rail 3, a food support can be placed accordingly.
  • the running rail 3 is mounted on rolling elements 4 movable on the guide rail 2.
  • the guide rail 2 in the longitudinal direction of a plurality of raceways 6 for the spherical rolling elements 4, which are held in a rolling element cage 5.
  • a lubricant 7 is applied to a portion of the raceways 6 each. By rolling the rolling elements 4 on the sections with the lubricant 7, this is distributed over the entire track 6 on the guide rail 2 and on the
  • Runways 8 which are formed on the running rail 3.
  • a pullout guide with a running rail 3 and a guide rail 2 is described. It is of course also possible to form the pullout guide as a full extension and to provide a center rail between the guide rail 2 and the running rail 3.
  • a lubricant with boron nitride and / or graphite can be carried out in the following ways: Coating the raceways with a boron nitride lubricating varnish
  • Lubricants and lubricants are, for example, boron nitride and graphite, which are relatively easily distributed by friction on a surface due to their hexagonal structure and then prevent friction.
  • the mixture BNC has tribological and other physical properties. metallic and chemical properties, which makes it possible to use them as dry lubricants with hygroscopic properties in the household appliance sector.
  • the powder has sufficient sliding properties after high temperature stress as in the pyrolysis operation (self-cleaning method in the oven to
  • Lubricating effect in the presence of moisture best unfolded.
  • the lubricating effect is mainly at BN.
  • the BNC mixture can also be further processed with different methods.
  • inflation onto the surface as powder with or without carrier gas spraying with a wet carrier, brushing with a brush and wet carrier, mixing by means of drum technique or dipping in a wet carrier into consideration.
  • spraying process via nozzles even with pasty consistency of the mixture, conceivable.
  • the BNC powder is mixed together with a wet carrier such as water, alcohol or food oils and fats, a suspension (heterogeneous solid / liquid mixture), a dispersion (homogeneous solid / liquid mixture) or an emulsion (depending on the wet carrier) results heterogeneous liquid / liquid mixture).
  • a wet carrier such as water, alcohol or food oils and fats
  • a suspension heterogeneous solid / liquid mixture
  • a dispersion homogeneous solid / liquid mixture
  • an emulsion depending on the wet carrier
  • Both boron nitride and carbon have hexagonal as well as cubic
  • the performance of the BNC-Si lubricants used is based on a physical and tribochemical effect for use in extracts and hinges. This occurs particularly advantageous in the range of -50 to + 22O 0 C. With a consistently high mechanical load, you will get an almost constant viscosity within the specified temperature range.
  • the viscosity of BNC-Si lubricant is in the range between 100-1000 mm7s, is determined at 25 ° C according to DIN 51562 and classifies the BNC-Si lubricant in the category of low to medium viscosity substances. Due to the high hydrophobicity of the lubricants form a corrosion protection, which leads neither to bleeding in the temperature range, nor to oil secretions, even over long periods of time.
  • the viscosity data refer to the lubricants without added solids.
  • the viscosity temperature coefficient is between 0.5-0.7, preferably between 0.60-0.62;
  • the heat of vaporization is up to 200 0 C between 150-300 J / g, preferably between 220-240 J / g;
  • the boiling point at 0.5 mbar is between 100-300 ° C, preferably between 150-230 0 C;
  • the pour point according to DIN 51583 is between -50- 10 0 C, preferably -30 hiss - -1 O 0 C;
  • the flash point is according to DIN 51376 between 230-370 0 C, preferably 275-321 0 C.
  • the ignition point is in accordance with DIN 51794 over 400 0 C, preferably about 42O 0 C.
  • the dropping point is in accordance with ASTM-D-445 of between -80 0 C - -3O 0 C, preferably between -65 0 C and -50 0 C. Additional disturbing noises, such as squeaking, do not occur when using BNC-Si lubricants. Here, a high pressure absorption capability comes into play. Thus, a provided with BNC silicone lubricant drawer slide even under high mass load, for example by Gargutieri, consistently good sliding properties.
  • the BNC-Si lubricant can be applied with silicone pastes, silicone greases and silicone oils.
  • the low surface tension in conjunction with a pronounced surface activity at 25 ° C of 20-22 mN / m, preferably 20.9-21, 2 mN / m allows for the application of a complete wetting of a large area underlay.
  • other solvents can be added to the lubricant.
  • a BNC-Si lubricant layer is highly water-repellent and chemically inert to vegetable oils, mineral oils, gases, dilute acids and alkalis as well as most aqueous solutions. Due to its highly hydrophobic properties, bacterial or fungal attack of the lubricant is also ruled out.
  • BNC-Si lubricants are radiation resistant, oxidation resistant, non-toxic, non-flammable and physiologically inert and odorless.
  • the color of the lubricant is adjustable by the BNC ratio.
  • FIG. 6 shows measured values in the form of a diagram, which can be used to describe the properties of a BNC-Si paste which has been applied as a lubricant to an electrodeposited aluminum surface.
  • the pull-out rail was repeatedly subjected to pyrolysis cycles of 500 ° C., which were each repeated once after 750 double strokes. This serves to simulate the conditions to which the drawer runner is exposed in pyrolysis furnaces.
  • the pullout guide was loaded during this experiment with a mass of 1 1 kg and subjected to a total of 100 pyrolysis runs.
  • the forces which were used to pull out the pullout guide were in the range between 3.5 and 6.5 N, the fluctuations being relatively constant around a mean value of 5.0 N and observed no increase or decrease in the force on average is.
  • the measurement results also show a constant mobility with quietly tapping running (classification 1 -7, where 1 is defined as discreet noise and 7 as disturbing, booming noise).
  • compositions which are listed in the table refer in each case to percentage mass fractions.
  • Si the percentage mass fractions of silicone oils or silicone pastes were characterized.
  • NO was used to denote the percentage by weight of native oils.
  • PFPE was used to denote the percentage by weight of perfluoroethyloxide oil.
  • the composition under test number 2 or 6 is particularly preferred. Thus, even after 100 cleaning cycles, according to test number 6, this formulation shows no change in the running properties or runnability.
  • the silicone oil used is in this exemplary composition in this exemplary composition in this exemplary composition in
  • the particle size of the hexagonal boron nitride used is about 5 microns and the particle size of the graphite used also about 5 .mu.m, a particle size of about 5 microns shows a particularly good lubricating property. Investigated were investigated particle sizes in the range of 0.1 microns to 8 microns.
  • the boron nitride and graphite particles roll into the surfaces.
  • the rolled-in BNC particles can not be removed from the pull-out guides in the dishwasher after only 100 double strokes. After 25 cleaning applications in intensive care
  • both the particle sizes of the boron nitride and of the graphite are subject to a certain fluctuation range.
  • the particle sizes may vary between 0.1-1.500 ⁇ m.
  • Fraction having a particle size of about 5 microns used.
  • compositions of lubricants in the high temperature range are listed:
  • Silicone oil 0.5-5%, preferably 1 -3%
  • Perfluoroethyloxide oil 30-70%, preferably 40-60%
  • Perfluoroethyloxide oil 30-70%, preferably 40-60%
  • oils with a high content of unsaturated fatty acids and other native oils can also be used.
  • the viscosity of the liquid lubricant can be varied without departing from the scope of the inventive concept.
  • the lubricant meets the testing standards of DIN 21469: 2006 as a food grade lubricant.

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Abstract

Einen Beschlag, beispielsweise eine Auszugsführung insbesondere für Haushaltsgeräte, mit mindestens zwei relativ zueinander bewegbaren Schienen, die über Wälzkörper aneinander geführt sind. Dabei sind die Laufbahnen (6, 8) der Wälzkörper (4) an den Schienen (2, 3) zumindest bereichsweise über ein Bornitrid und/oder Polysiloxan enthaltendes Schmiermittel (7) geschmiert. Dies ermöglicht einen effizienten Einsatz von Schmiermittel (7), das auch bei hohen Temperaturen beständig ist. Schmiermittel, insbesondere für Beschläge in Haushaltsgeräten, das eine Temperaturbeständigkeit von über 600°C besitzt und im Nass- und Feuchtbereich einsetzbar ist.

Description

Beschlag für Haushaltsgeräte und Schmiermittel
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Beschlag, beispielsweise eine Auszugsführung, insbesondere für einen Backofen, mit mindestens zwei relativ zueinander bewegbaren Schienen, die über Wälzkörper aneinander geführt sind und ein
Schmiermittel.
Im Bereich der Auszugsführung mit der Anwendung im höheren Temperaturbereich stoßen viele der bekannten Schmiermittel an die Grenzen der Materialbe- lastbarkeit. Viele der bekannten Flüssigschmiermittel, wie beispielsweise polyfluo- rierte Verbindungen sind trotz hervorragender Gleit- und Schmiereigenschaften im höheren Temperaturbereich nicht mehr einsetzbar.
Daher ist es eine technische Herausforderung, einen entsprechenden Beschlag, ins- besondere eine Auszugs führung zu schaffen, die stets gleichbleibend gute Schmier- und Gleiteigenschaften unterhalb Raumtemperatur als auch bei Temperaturen um bis zu 6000C aufweist. Des weiteren ist eine chemische Resistenz der Beschichtung sowie eine preisgünstige Herstellungs- und Auftragungsweise derselben erforderlich.
Die EP 1589291 Al offenbart eine gattungsgemäße Auszugsführung, welche Wälzkörper aufweist, die in einem Wälzkäfig angebracht sind. Dabei weist der Wälzkörperkäfig eine Schmierschicht auf, welche u.a. die Einbindung von Bornitrid in einem Lack vorsieht. Die Beschichtung erstreckt sich dabei über die ge- samte Fläche des Wälzkörperkäfigs. Da Bornitrid nur aus Kostengründen in Bereichen eingesetzt wird, in denen seine speziellen Materialeigenschaften unbedingt erforderlich sind, kommt es bei der Verwendung dieser Verbindung vor allem auf eine möglichst kostenoptimierte Anwendung an. Eine großflächige Beschichtung wie in EP 1589291 A l ist daher nicht sinnvoll.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Beschlag, insbesondere eine Auszugsführung und ein Schmiermittel zu schaffen, die auch bei Einsatz von nied- rigen sowie bei Einsatz von hohen Temperaturen über einen langen Zeitraum eine leichtgängige Führung der Schienen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Auszugsführung mit den Merkmalen des Anspru- ches 1, einem Schmiermittel mit den Merkmalen des Anspruches 16 sowie einem
Beschlag mit den Merkmalen des Anspruches 27 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird das Bornitrid und/oder Polysiloxan enthaltene Schmiermittel auf die deutlich kleineren Flächen der Laufbahnen zumin- dest bereichsweise aufgetragen. Dies ermöglicht eine gezielte Schmierung bei geringerem Materialverbrauch.
Hexagonales Bornitrid hat sich hierbei als ein optimales Schmier- und Gleitmittel im Anwendungsbereich höherer Temperaturen herausgestellt. Es ist, mit Ausnahme von Alkalischmelzen und basischen Lösungen, chemisch inert und oxidations- beständig. Die Struktur des Bornitrids ähnelt weitgehend der des Graphits und ab einer Temperatur von 9000C wandelt sich Bornitrid in kubisches ß-Bornitrid um.
Die Applikation des Schmiermittels erfolgt vorzugsweise als Gleitpaste, Suspensi- on oder in Pulverform. Dadurch kann das Schmiermittel für die industrielle Serienfertigung eingesetzt werden. Zudem ermöglichen diese Applikations formen eine sehr exakte Auswahl und Beschichtung der Auftragsflächen.
Das Schmiermittelgemisch ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung eine Mi- schung aus Bornitrid, Graphit und Hochtemperaturfett, mit einem Massenanteil w
(Bornitrid) zwischen 5 % bis 30 %, vorzugsweise einem Massenanteil w (Bornitrid) zwischenlO % bis 20 %. Sowohl die Verwendung des relativ kostengünstigen Graphits als weitere Schmiermittelkomponente als auch Hochtemperaturfetts als Matrix und Trägersubstanz unterstützen zusätzlich die Gleit- und Schmierwir- kung von Bornitrid. Während jedoch Graphit bei längeren Heizzeiten eingelagerte
Wassermoleküle abgibt, was seine Schmierwirkung kurzzeitig vermindert, bleibt diese bei Bornitrid auch bei hohen Temperaturen, insbesondere über 2000C erhalten. Weiterhin kann das Schmiermittel vorteilhafterweise als Polysiloxanverbindung vorzugsweise eine Siükonpaste, ein Silikonfett und/oder ein Silikonöl enthalten, welches bei Temperaturen oberhalb von 3000C, also beispielsweise im Pyrolysebetrieb von Backöfen, nicht verbrennt. Die Konsistenz zwischen diesen Ausführun- gen kann durch Mischen variiert werden.
Das Schmiermittelgemisch kann gemäß den Ansprüchen 8-9 zur Unterstützung der Gleitwirkung Molybdänsulfid und Polytetrafluorethylen besonders bei Einsatzgebieten unterhalb von 3000C enthalten.
Eine Nachbehandlung nach dem Auftragen des Schmiermittels durch Gleitschleifen ermöglicht die bessere Verteilung und Haftung des Schmier- und Gleitmittels auf dem metallischen Untergrund.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung besitzt das Schmiermittel eine Temperaturbeständigkeit von über 6000C, was beispielsweise eine Anwendung im Bereich von Garöfen und deren Reinigung durch Pyrolyse ermöglicht.
Es ist zudem vorteilhaft, wenn das Schmiermittel eine Thixotropie aufweist, wobei sich bei diesen Pasten bei mechanischer Einwirkung deren Viskosität erniedrigt und sich die ursprüngliche Viskosität erst nach längerem Stehen wieder einstellt. Dadurch können die Pasten relativ leicht auf der Oberfläche der Auszugsführungen bei Druckbelastung verteilt werden. Dies ist beispielsweise bei BNC-Pasten der Fall.
Die Viskosität eines Schmiermittels ohne Zusatz von Feststoffen liegt dabei vorteilhaft im Bereich zwischen 50-1500 mm2/s, vorzugsweise 100- 1000 mmVs, wodurch ein Aufbringen der niedrig- bis mittelviskosen Masse erfolgen kann, ohne dass das Schmiermittel an den Enden der Bahnen herausfließen kann.
Es ist zudem von Vorteil, wenn das Schmiermittel derart hydrophob ist, dass ein Bakterien- oder Pilzbefall des Schmiermittels ausgeschlossen ist. Die geringe Oberflächenspannung in Verbindung mit einer ausgeprägten Oberflächenaktivität bei 25°C von 20-22 mN/ms vorzugsweise 20,9-21 ,2 mN/m ermöglicht beim Auftragen trotz einer hohen Viskosität eines Schmiermittels die vollständige Benetzung einer großflächigen Unterlage.
Je nach Trägersubstanz wird diese während der Pyrolyse überwiegend in Wasser und Kohlenstoffdioxid zersetzt. Durch die Betätigung der Auszugsführung während der Nutzung durch den Anwender wurde mit Hilfe des Trägermaterials der Bornitrid- und Graphit- Anteil in der Schmiermittelmischung gleichmäßig in den
Laufbahnen der Auszugsführung verteilt. Nach dem Zersetzen der Trägersubstanz während der Pyrolyse verbleibt zumindest das Bornitrid in den Laufbahnen der Auszugsführung und ermöglicht eine leichtgängige Bedienung der Auszugsführung, sie ist somit weiterhin geschmiert. Durch die mechanische Belastung vor der Pyrolyse wird der Bornitrid- / Graphit- Anteil in der Mischung in die Laufbahnen der Auszugs führung eingearbeitet.
Das erfindungsgemäße Schmiermittel eignet sich insbesondere zur Schmierung von Beschlägen in Haushaltsgeräten wie z.B. Backöfen oder Kühlgeräten, durch seinen Einsatzbereich von ca. - 5O0C bis ca. 600 0C. Auch für andere Bereiche ist die
Anwendung des Schmiermittels denkbar, insbesondere in Bereichen in denen eine Lebensmitteleignung gefordert ist. Neben Auszugsführungen können mit dem erfindungsgemäßen Schmiermittel auch Scharniere, Klappenbeschläge oder andere bewegliche Teile insbesondere an Haushaltsgeräten geschmiert werden.
Um hier allen Anforderungen an die Trägersubstanz zu ihrer Lebensmitteleignung gerecht zu werden, werden vorzugsweise Schmiermittel eingesetzt, , welche der Richtlinie 21 CFR 178.3570 der FDA (US Food and Drug Administration) entsprechen.
Außerdem sollten die Schmiermittel durch die NSF (National Sanitation Foundation) in der Kategorie Hl registriert sein. Hierzu wird auch auf die ISO 21469 verwiesen.
In den USA kann auch die Zulassung durch das US-DA (United States Department 30 of Agriculture) nach US-DA-H l notwendig werden. Dabei ist zu beachten, dass die hierfür führende Vorschrift die Richtlinie 21 CFR 178.3570 werden soll.
Die eingesetzten Schmiermittel erfüllen vorzugsweise auch die Hygieneanforde- rungen gemäß der deutschen Fassung DIN EN ISO 21469: 2006.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Auszugsführung in der eingefahrenen
Position;
Figur 2 eine perspektivische Ansicht der Auszugsführung der Figur 1 in der ausgefahrenen Position;
Figur 3 eine Explosionsdarstellung der Auszugsführung der Figur 1 ;
Figur 4 eine Schnittansicht der Auszugsführung der Figur 1 , und
Figur 5 eine Schnittansicht der Auszugsführung der Figur 1.
Figur 6 ein Diagramm zur Darstellung des erfmdungsbedingten Effekt auf die Auszugsführungen
Eine Auszugsführung 1 umfasst eine Führungsschiene 2 und eine relativ zur Führungsschiene bewegbare Laufschiene 3. Die Führungsschiene 2 und die Laufschiene 3 sind aus einem gebogenen Stahlblech hergestellt.
Die Führungsschiene 2 ist an einer Seitenwand eines Backofens festlegbar und auf der Laufschiene 3 kann entsprechend ein Gargutträger aufgelegt werden. Die Laufschiene 3 ist dabei über Wälzkörper 4 verfahrbar an der Führungsschiene 2 gelagert. Hierfür weist die Führungsschiene 2 in Längsrichtung mehrere Laufbahnen 6 für die kugelförmigen Wälzkörper 4 auf, die in einem Wälzkörperkäfig 5 gehalten sind. Um eine leichtgängige Führung der Laufschiene 3 zu gewährleisten, ist an einem Abschnitt der Laufbahnen 6 jeweils ein Schmiermittel 7 aufgetragen. Durch das Abrollen der Wälzkörper 4 auf den Abschnitten mit dem Schmiermittel 7 verteilt sich dieses über die gesamte Laufbahn 6 an der Führungsschiene 2 sowie auf die
Laufbahnen 8, die an der Laufschiene 3 ausgebildet sind.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Auszugsführung mit einer Laufschiene 3 und einer Führungsschiene 2 beschrieben. Es ist natürlich auch möglich, die Auszugsführung als Vollauszug auszubilden und eine Mittelschiene zwischen der Führungsschiene 2 und der Laufschiene 3 vorzusehen.
Das Aufbringen eines Schmiermittels mit Bornitrid und / oder Graphit kann auf folgende Arten erfolgen: • Beschichten der Laufbahnen mit einem Bornitrid Gleitlack
• Auftragen des Bornitrids als Gleitpaste oder Suspension
• Auftragen des Bornitrids in Pulverform durch Gleitschleifen
• Mischungen aus Bornitrid und Hochtemperaturfett, wobei nach der Pyrolyse das Bornitrid als Festschmiermittel in den Laufbahnen zurückbleibt • Mischungen aus Bornitrid mit Molybdänsulfid, Graphit und PTFE sind denkbar
• Mischungen aus Bornitrid mit einem Polysiloxan
• Mischungen aus Graphit, Polysiloxan und Wasser
• Mischungen aus Graphit mit einem Polysiloxan
• Mischungen aus Graphit, Bornitrid und einem Polysiloxan
Schmier- und Gleitmittel sind beispielsweise Bornitrid und Graphit, welche sich durch ihre hexagonale Struktur relativ leicht bei Reibung auf einer Oberfläche verteilen und daraufhin Reibung verhindern.
Die Mischung von Pulver aus Bornitrid BN und Graphit C in dem Massenverhältnis 10%BN/90°/oC bis 80%BN/20%C führt zu einem Puder mit unterschiedlichen Graustufen. Die Mischung BNC hat tribologische und andere physika- lische und chemische Eigenschaften, die einen Einsatz als Trockenschmiermittel mit hygroskopischen Eigenschaften im Haushaltsgerätebereich möglich macht.
Das Pulver hat ausreichende Gleiteigenschaften nach hoher Temperaturbeanspru- chung wie sie im Pyrolysebetrieb (Selbstreinigungsverfahren im Backofen um
6000C) auftreten kann, als auch bei Minustemperaturen in Gefrierschränken. Die Temperaturbeanspruchung hat auf die gemischten Substanzen unterschiedlichen Einfluss bei gängigen Temperaturen im Backofen wird die Gleitreibung von beiden Substanzen übernommen. Beim wrasenhaltigen Bereich bis 1000C, als auch bei hoher Luftfeuchte liegt die Hauptschmierwirkung beim Graphit, welches seine
Schmierwirkung unter Anwesenheit von Feuchtigkeit am besten entfaltet. Im Minustemperaturbereich und Temperaturen über 4000C liegt die Schmierwirkung hauptsächlich beim BN.
Die BNC-Mischung kann mit unterschiedlichen Verfahren auch weiterverarbeitet sein. Als Verfahren der Aufbringung kommen Aufblasen auf die Oberfläche als Pulver mit oder ohne Trägergas, Versprühen mit einem Nassträger, Bestreichen mit einem Pinsel und Nassträger, Einmischen über Rommeltechnik oder Tauchen in einem Nassträger in Betracht. Weiterhin ist ein Spritzverfahren über Düsen, auch bei pastöser Konsistenz der Mischung, denkbar.
Wird das BNC Pulver mit einem Nassträger wie Wasser, Alkohol oder Lebensmittelöle, -fette zusammen gemengt, so ergibt sich je nach Nassträger eine Suspension (heterogenes fest/flüssig Gemisch), eine Dispersion (homogenes fest/flüssig Ge- misch) oder eine Emulsion (heterogenes flüssig/flüssig Gemisch). Das anschließende Gemisch kann aus festem/flüssigen oder flüssigen/flüssigen oder gasförmig/flüssigen Stoffen bestehen, welche dann in den oben genannten Verfahren weiter verarbeitet werden.
Sowohl Bornitrid als auch Kohlenstoff verfügen über hexagonale als auch kubische
Modifikationen ihrer Kristallstruktur, wobei die hexagonale Modifikation des Kohlenstoffs weithin als Graphit und die kubische Modifikation als Diamant bekannt ist. Ähnlich dem Graphit weist auch das hexagonale Bornitrid eine Schichtstruktur auf, wobei sich die überlagernden Schichten relativ leicht zueinander verschieben lassen und damit eine Gleit- und Schmierwirkung hervorrufen. Diese Synergieeffekte zwischen Graphit und Bornitrid ermöglichen ein Mischen in den genannten Verhältnissen.
Die Leistungsfähigkeit der eingesetzten BNC-Si-Schmiermittel beruht auf einer physikalischen und tribochemischen Wirkung für den Einsatz in Auszügen und Scharnieren. Diese tritt besonders vorteilhaft im Bereich von -50 bis zu +22O0C auf. Bei gleichbleibend hoher mechanischer Belastung erhalten Sie innerhalb des genannten Temperaturbereichs eine nahezu gleichbleibende Viskosität. Die Viskosität von BNC-Si-Schmiermittel liegt dabei im Bereich zwischen 100-1000 mm7s, wird bei 25°C gemäß der DIN 51562 bestimmt und ordnet die BNC-Si-Schmiermittel in die Kategorie der niedrig- bis mittelviskosen Substanzen ein. Aufgrund der hohen Hydrophobie bilden die Schmiermittel einen Korrosionsschutz, wobei es weder zu einem Ausbluten in dem Temperaturbereich, noch zu Ölabsonderungen, auch über längere Zeit hin, kommt. Die Viskositätsangaben beziehen sich auf die Schmiermittel ohne Feststoffzusatz.
Im Zusammenhang mit der Temperaturbelastbarkeit des BNC-Si sind folgende Eigenschaften zu nennen:
• der Viskositätstemperaturkoeffizient liegt zwischen 0,5-0,7, vorzugsweise zwischen 0,60-0,62;
• die Verdampfungswärme liegt bis 2000C zwischen 150-300 J/g, vorzugsweise zwischen 220-240 J/g;
• der Siedepunkt bei 0,5 mbar liegt zwischen 100-300°C, vorzugsweise zwischen 150-2300C;
• der Stockpunkt gemäß DIN 51583 liegt zwischen -50- 100C, vorzugsweise zischen -30 - -1 O0C;
• der Flammpunkt liegt nach DIN 51376 zwischen 230-3700C, vorzugsweise 275-3210C
• der Zündpunkt liegt nach DIN 51794 über 4000C, vorzugsweise über 42O0C
• der Tropfpunkt liegt nach ASTM-D-445 zwischen -800C - -3O0C, vorzugsweise zwischen -650C und -500C. Zusätzlich störende Geräusche, beispielsweise Quietschen treten bei der Verwendung von BNC-Si-Schmiermitteln nicht auf. Hierbei kommt eine hohe Druckaufnahmefähigkeit zum Tragen. So wird eine mit BNC-Silikon-Schmiermittel versehene Auszugsführung auch unter hoher Massebelastung, beispielsweise durch Gargutträger, gleichbleibend gute Gleiteigenschaften aufweisen.
Nach der Pyrolysebehandlung der BNC-Paste bleibt ein Schmierfilm zurück, welcher die Funktionalität der Auszüge gewährt.
Das Auftragen des BNC-Si-Schmiermittels kann mit Silikonpasten, Silikonfetten und Silikonölen erfolgen. Die geringe Oberflächenspannung in Verbindung mit einer ausgeprägten Oberflächenaktivität bei 25°C von 20-22 mN/m, vorzugsweise 20,9-21 ,2 mN/m ermöglicht beim Auftragen eine vollständige Benetzung einer großflächigen Unterlage. Um die Viskositäten der BNC-Si-Schmiermittel variabel zu gestalten, können weitere Lösungsmittel dem Schmiermittel zugesetzt werden.
Eine BNC-Si-Schmiermittelschicht ist dabei stark wasserabweisend und chemisch inert gegenüber Pflanzenölen, Mineralölen, Gasen, verdünnten Säuren und Laugen sowie den meisten wässrigen Lösungen. Durch seine stark hydrophoben Eigenschaften ist zudem ein Bakterien- oder Pilzbefall des Schmiermittels ausgeschlos- sen. Zusätzlich dazu sind BNC-Si-Schmiermittel strahlungsbeständig, oxidations- beständig, ungiftig, nicht entflammbar und physiologisch inert und geruchlos.
Die Farbgebung des Schmiermittels ist durch das BNC- Verhältnis einstellbar.
Alle Inhaltsstoffe des BNC-Si-Schmiermittels entsprechen der USDA und den
FD A- Vorschriften und sind daher für den Einsatz im Lebensmittelbereich geeignet.
Zudem bestehen nach dem Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz (§5, Abs. 1 Nr. 1 vom 15.08.1974 BGBL.l.S. 1945) keinerlei Bedenken für den Einsatz von Silikonträgern und Phenylmethylsilikonölen, mit einer Viskosität von > 100 mmVs bei 200C, im Lebensmittelbereich. In Figur 6 sind Messwerte in Form eines Diagramms dargestellt, wodurch die Eigenschaften einer BNC-Si-Paste beschrieben werden können, die als Schmiermittel auf eine galvanisch abgeschiedene Aluminium-Oberfläche aufgetragen wurde.
Bei dem Testversuch, dessen Ergebnisse in dem Diagramm aufgeführt sind, wurde eine mit der BNC-Si-Paste versehene Auszugsführung durch häufiges Betätigen der Auszugsführung auf folgende Eigenschaften getestet:
a) Kraftaufwand beim Ausziehen der Auszugsführung (Fa) in N b) Kraftaufwand beim Einfahren der Auszugsführung (Fe) in N c) Laufgüte, beurteilt durch eine geschulte Prüfperson mittels Ordinalskala d) Geräusche, beurteilt durch eine geschulte Prüfperson mittels Ordinalskala
In dem Versuch wurde die Auszugsführung mit 15000 Doppelhüben, also einem Aus- und Einfahren der Auszugsführung, auf ihren Verschleiß getestet.
Zu Beginn der Messung wurde die Auszugsschiene mehrmals Pyrolysezyklen von 5000C unterworfen, welche jeweils nach 750 Doppelhüben jeweils einmal wiederholt wurden. Dies dient der Simulation der Bedingungen, welchen die Auszugsführung in Öfen mit Pyrolysebetrieb ausgesetzt ist.
Die Auszugsführung wurde während dieses Versuches mit einer Masse von 1 1 kg belastet und insgesamt 100 Pyrolysedurchläufen unterworfen.
Die Kräfte, welche zum Ausziehen der Auszugsführung angewendet wurden, lagen dabei im Bereich zwischen 3,5 und 6,5 N, wobei die Schwankungen relativ gleichbleibend um einen Mittelwert von 5,0 N erfolgten und keine Erhöhung oder Erniedrigung des Kraftaufwandes im Mittel zu beobachten ist.
Ähnliche Beobachtungen können bei den Kräften gemacht werden, welche zum Einfahren der Auszugsschiene aufgebracht werden müssen. Hier kommt es in einem Bereich von 1 ,5 bis 4,0 N zu vergleichbar hohen Schwankungen um einen Mittelwert von 2,3 N. Die Messergebnisse zeigen eine gleichbleibende Laufgüte bei leisem Lauf mit wenig Kraftaufwand (Klassifizierung 1-7, wobei Ider höchsten Laufgüte, mit leichtgängigem Lauf, und 7 der niedrigsten Laufgüte, mit blockierendem und stockendem Lauf, entspricht).
Die Messergebnisse zeigen zudem eine gleichbleibende Beweglichkeit mit leise klopfendem Lauf (Klassifizierung 1 -7, wobei 1 als dezente Geräuschentwicklung und 7 als störende, dröhnende Geräuschentwicklung definiert ist).
Aus Materialversuchen ergab sich folgendes Bild:
Die Zusammensetzungen, welche in der Tabelle aufgeführt sind beziehen sich jeweils auf prozentuale Massenanteile. Mit Si wurden die prozentualen Massenanteile an Silikonölen oder Silikonpasten gekennzeichnet. Mit NO wurden die prozentualen Massenanteile an Nativen Ölen gekennzeichnet. Mit PFPE wurden die prozentualen Massenanteile an Perfluorethyloxidöl gekennzeichnet. Dabei ist die Zusammensetzung unter Versuchsnummer 2 bzw. 6 besonders bevorzugt. So zeigt diese Formulierung auch nach 100 Reinigungszyklen, gemäß Versuchsnummer 6, keine Veränderung in den Laufeigenschaften bzw. der Laufgüte.
Das verwendete Silikonöl besteht bei dieser beispielhaften Zusammensetzung im
Wesentlichen aus Polydimethylsiloxan, zudem beträgt die Teilchengröße des eingesetzten hexagonalen Bornitrids etwa 5 μm und die Teilchengröße des eingesetzten Graphits ebenfalls etwa 5μm, Eine Teilchengröße von etwa 5 μm zeigt eine besonders gute Schmiereigenschaft. Untersucht wurden Teilchengrößen im Bereich von 0,1 μm bis 8 μm untersucht.
Durch die Teilchengröße und der Rauhigkeit der Reibpartner walzen sich die Bornitrid- und Graphitteilchen in die Oberflächen ein. Die eingewalzten BNC- Teilchen lassen sich bereits nach 100 Doppelhüben nicht aus den Auszugsführun- gen in der Spülmaschine entfernen. Nach 25 Reinigungsanwendungen im Intensiv-
Reinigungsprogramm sind die Auszugsführungen noch voll funktionstüchtig. Somit wird eine Spülmaschinenfestigkeit erreicht. Zum Einsatz bei der Untersuchung der Spülmaschinenfestigkeit kamen Haushalts- sowie Industriespülmaschinen.
Sowohl die Teilchengrößen des Bornitrids als auch des Graphits unterliegen dabei einem gewissen Schwankungsbereich. Zudem können die Teilchengrößen je nach Zusammensetzung der Mischungen zwischen 0, 1 -500 μm schwanken.
Ein Einsatz von synthetischem Graphit hat sich als vorteilhaft erwiesen, da er gleichmäßiger in Struktur und Korngrößenverteilung ist. Bevorzugt wurde die
Fraktion mit einer Teilchengröße von etwa 5 μm verwendet.
In der Folge werden mehrere Möglichkeiten für Zusammensetzungen von Schmiermitteln im Hochtemperaturbereich (in Massenanteilen w) aufgeführt:
1 , Mischung:
Graphit 20-50%, vorzugsweise 30-40%
Silikonöl 0.5-5%, vorzugsweise 1 -3%
Wasser 45-79.5%, vorzugsweise 57-69% 2. Mischung: Bornitrid 10-40%, vorzugsweise 20-30% Graphit 10-40%, vorzugsweise 20-30% Silikonöl 20-80%, vorzugsweise 40-60%
(erreichte Viskosität beträgt hierbei 1000 mnWs)
3. Mischung: Bornitrid 10-40%, vorzugsweise 20-30%
Graphit 10-40%, vorzugsweise 20-30% Perfluorethyloxidöl 20-80%, vorzugsweise 40-60%
4. Mischung: Bornitrid 10-40%, vorzugsweise 20-30% Graphit 10-40%, vorzugsweise 20-30% Olivenöl 20-80%, vorzugsweise 40-60%
(erreichte Viskosität beträgt hierbei 100 mm2/s)
S.Mischung: Bornitrid 30-70%, vorzugsweise 40-60% Graphit 30-70%, vorzugsweise 40-60% Olivenöl 1- 10%, vorzugsweise 1 -5%
6. Mischung: Bornitrid 15-35%, vorzugsweise 20-30% Graphit 15-35%, vorzugsweise 20-30%
Perfluorethyloxidöl 30-70%, vorzugsweise 40-60%
7. Mischung: Graphit 30-70%, vorzugsweise 40-60% Silikonöl 30-70%, vorzugsweise 40-60% 8. Mischung:
Bornitrid 30-70%, vorzugsweise 40-60%
Perfluorethyloxidöl 30-70%, vorzugsweise 40-60%
9. Mischung:
Bornitrid 30-70%, vorzugsweise 40-60%
Silikonöl 30-70%, vorzugsweise 40-60%
Alternativ zu Olivenöle, können auch andere Öle mit einem hohen Anteil an ungesättigten Fettsäuren und andere Native Öle verwendet werden.
Die Viskosität der Flüssigschmiermittel kann variiert werden ohne den Rahmen des erfindungsgemäßen Gedankens zu verlassen.
Weitere Schmierfette, die den FDA-Reinheitsanforderungen der U.S. Food and Drug Administration nach der Richtlinie 21 CFR 178.3570 entsprechen, können zudem verwendet werden. Gleiches gilt auch für Schmierfette, welche von der NSF (National Sanitary Foundation) in der Kategorie Hl registriert wurden - hierbei sei zusätzlich auf die ISO 21469 verwiesen.
Somit erfüllt das Schmiermittel die Prüfnormen der DIN 21469:2006 als ein lebensmitteltechnischer Schmierstoff.
Bezugszeichenliste
1 Auszugsführung
2 Führungsschiene
3 Laufschiene
4 Wälzkörper
5 Wälzkörperkäfig
6 Laufbahn
7 Schmiermittel
8 Laufbahn

Claims

Ansprüche
1. Auszugsführung ( 1 ), insbesondere für einen Backofen, mit mindestens zwei relativ zueinander bewegbaren Schienen (2, 3), die über Wälzkörper (4) anein- ander geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahnen (6, 8) der
Wälzkörper (4) an den Schienen (2, 3) zumindest bereichsweise über ein Bornitrid und/oder ein Polysiloxan enthaltendes Schmiermittel (7) geschmiert sind.
2. Auszugsführung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Schmiermittel (7) als Gleitpaste, Dispersion oder Suspension aufgetragen ist.
3. Auszugsführung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (7) pulverförmig ist.
4. Auszugsführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (7) eine Mischung aus Bornitrid und Graphit enthält.
5. Auszugsführung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Bornitrid in einem Massenanteil w (Bornitrid) zwischen 5 % bis 30 %, vorzugsweise einem Massenanteil w (Boraitrid) zwischen 10 % bis 20 % enthalten ist.
6. Auszugsführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich- net, dass das Schmiermittel (7) ein Hochtemperaturfett enthält.
7. Auszugsführung nach einem der Ansprüche 1 bis ό, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (7) ein Lebensmittel fett enthält.
8. Auszugsführung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (7) eine Silikonverbindung als eine Silikonpaste, ein Silikonfett und/oder ein Silikonöl enthält.
9. Auszugsführung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (7) Molybdänsulfid enthält
10. Auszugsführung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich- net, dass das Schmiermittel (7) Polytetrafluorethylen (PTFE) enthält
1 1. Auszugsführung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (7) durch Gleitschleifen eingearbeitet ist,
12. Auszugsführung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (7) eine Temperaturbeständigkeit von über 600 0C besitzt.
13. Auszugsführung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (7) thixotrop ist.
14. Auszugsführung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (7) eine Viskosität von 50-1500 mm Vs, vorzugsweise 100-1000 mmVs besitzt.
15. Auszugs führung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (7) eine Oberflächenspannung bei 25°C von 20- 22 mN/m, vorzugsweise 20,9-21 ,2 mN/ra besitzt.
16. Schmiermittel, insbesondere für Beschläge in Haushaltsgeräte, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (7) Bornitrid und/oder ein Polysiloxan enthält und eine Temperaturbeständigkeit von - 5O0C bis über 600 0C besitzt.
17. Schmiermittel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das
Schmiermittel (7) pulverförmig ist.
18. Schmiermittel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das
Schmiermittel (7) als Gleitpaste, Dispersion oder Suspension aufgetragen ist.
19. Schmiermittel nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (7) eine Mischung aus Bornitrid und Graphit enthält.
20. Schmiermittel nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass Bornitrid in einem Massenanteil w (Bornitrid) zwischen 5 % bis 30 %, vorzugsweise einem Massenanteil w (Bornitrid) zwischen 10 % bis 20 % enthalten ist.
21. Schmiermittel nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (7) eine Silikonverbindung als eine Silikonpaste, ein Silikonfett und/oder ein Silikonöl enthält.
22. Schmiermittel nach einem der Ansprüche 16 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (7) Polydimethylsiloxan enthält.
23. Schmiermittel nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel Bornitrid- und/oder Graphitteilchen, im Größenbereich 0,1 μm bis 8 μm aufweist.
24. Schmiermittel nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel im Wesentlichen eine Mischung aus Bornitrid, Graphit und Silikonöl und/oder Silikonpaste und/oder Silikonfett ist
25. Schmiermittel nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass Bornitrid in einem Massenanteil w (Bornitrid) zwischen 20 % bis 30 %, vorzugsweise einem Massenanteil w (Bornitrid) von 25%, Graphit in einem Massenanteil w (Graphit) zwischen 20 % bis 30 %, vorzugsweise einem Massenanteil w (Graphit) von 25% und Silikonöl in einem Massenanteil w (Silikonöl) zwischen 45 % bis 55 %, vorzugsweise einem Massenanteil w (Silikonöl) von 50% enthalten ist.
26. Schmiermittel nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Bornitrid- und/oder Graphitteilchen, nach dem Einarbeiten dieser Teilchen in die Oberflächen der Reibpartner, haushalts- und industriespülma- schinenbeständig sind.
27. Beschlag, insbesondere für Haushaltsgeräte, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschlag mit einem Schmiermittel (7) das Bornitrid und/oder ein Polysilo- xan enthält und eine Temperaturbeständigkeit von - 500C bis über 600 0C besitzt geschmiert ist.
28. Beschlag nach Anspruch 27 dadurch gekennzeichnet, dass der Beschlag mit einem Schmiermittel (7) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 26 geschmiert ist.
29. Beschlag nach den Ansprüchen 27 bis 28 dadurch gekennzeichnet, dass der
Beschlag ein Scharnier beispielsweise für eine Haushaltsgerätetür ist.
30. Beschlag nach den Ansprüchen 27 bis 28 dadurch gekennzeichnet, dass der
Beschlag ein Klappenbeschlag beispielsweise für eine Haushaltsgeräteklappe ist.
31. Beschlag nach den Ansprüchen 27 bis 28 dadurch gekennzeichnet, dass der Beschlag eine Auszugsführung beispielsweise für Gargutträger in Speisenzubereitungsgeräten oder für Auszüge in Lebensmittellagergeräten ist.
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