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Die Erfindung betrifft einen Verriegelungsbolzen zur Befestigung eines Werkzeuges in einem Pressgerät, wobei der Verriegelungsbolzen in einer Bolzenaufnahme zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Freigabestellung zu bewegen ist, mit einem Sicherungselement, das in der Bolzenaufnahme angeordnet ist und durch formschlüssigen Eingriff in den Verriegelungsbolzen die Verriegelungsstellung sichert, wobei weiter das Sicherungselement gegen Federkraft auf den Verriegelungsbolzen zur Freigabe verlagerbar ist.
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Aus der
DE 299 05 357 U1 ist ein Presswerkzeug bekannt, das elektromechanisch oder elektrohydraulisch ausgebildet sein kann, und bei welchem Pressbacken mittels eines Verriegelungsbolzen an dem Werkzeug gehaltert sind. Die Verriegelungsstellung des Verriegelungsbolzens ist sensorüberwacht. Ein formschlüssiger Eingriff eines Sicherungselementes in den Verriegelungsbolzen ist nicht beschrieben.
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Verriegelungsbolzen der in Rede stehenden Art sind bekannt und dienen beispielsweise zur Festlegung von Press-, Schneidwerkzeugen oder dergleichen in einem hydraulischen Pressgerät, welch letzteres elektrisch oder handhebelbetätigbar ausgebildet sein kann. Zum schnellen Wechseln des anzuordnenden Werkzeuges ist ein derartiger Verriegelungsbolzen in Form eines Steckbolzens ausgebildet, wobei in der Sicherungsstellung ein in dem Pressgerät beziehungsweise in einem Aufnahmehals für das Werkzeug quer zur Erstreckungsrichtung des Verriegelungsbolzens federunterstützt auf letzteren einwirkendes Sicherungselement in Form beispielsweise einer Rastkugel oder dergleichen in eine entsprechend ausgeformte Ringnut des Bolzens eingreift. Durch Zugverlagerung des Verriegelungsbolzens wird das Sicherungselement entgegen der Federkraft zurückverlagert.
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Im Hinblick auf den zuvor beschriebenen Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, einen Verriegelungsbolzen der in Rede stehenden Art bei einfacher Handhabung hinsichtlich der Sicherung der Verriegelungsstellung zu verbessern.
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Diese Problematik ist zunächst und im Wesentlichen durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass der Verriegelungsbolzen einen Sicherungsabschnitt aufweist, der relativ zu einem Verriegelungsabschnitt des Verriegelungsbolzens bewegbar ist und dass der Sicherungsabschnitt eine Auflaufschräge zur Bewegung des Sicherungselementes in die Freigabestellung aufweist. Zufolge dieser Ausgestaltung ist ein Verriegelungsbolzen angegeben, welcher sich durch eine erhöhte Verriegelungssicherheit auszeichnet. Der erfindungsgemäße Verriegelungsbolzen ist nur willensbetont aus der Verriegelungsstellung verlagerbar. Zufolge dessen kann der einmal eingerastete Verriegelungsbolzen nicht unbeabsichtigt aus der Bolzenaufnahme herausverlagert werden. Hierzu ist zunächst die Betätigung des Sicherungsabschnittes erforderlich, bei welcher Betätigung über die Auflaufschräge des Sicherungsabschnittes das Sicherungselement in die Freigabestellung verlagert wird und erst hiernach durch Zugeinwirkung der Verriegelungsbolzen aus der Verriegelungsstellung verlagert werden kann. In vorteilhafter Weise ist zur Erlangung der Freigabestellung des Sicherungselementes der Sicherungsabschnitt des Verriegelungsbolzens in Auszugsrichtung des Verriegelungsbolzens bewegbar, so dass die gewünschte Entriegelung durch übliche Ziehhandhabung, wie bei den bekannten Verriegelungsbolzen, erreicht werden kann.
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Gemäß dem Anspruch 2 ist zur Sicherung des Verriegelungsbolzen gegen vollständiges Herausziehen aus der Bolzenaufnahme vorgesehen, dass zugeordnet einem dem Sicherungsabschnitt gegenüberliegenden Ende des Verriegelungsabschnittes eine zweite Sicherungsausnehmung angeordnet ist, die zur lediglichen blockierenden Zusammenwirkung mit dem Sicherungselement gestaltet ist. Zufolge dieser Ausgestaltung ist eine Auszugssperre realisiert. Zum Lösen der Befestigung beispielsweise eines Werkzeuges in einem hydraulischen Pressgerät wird der Verriegelungsbolzen in Achsrichtung desselben in der Bolzenaufnahme verlagert, bevorzugt unter Zugeinwirkung. Nach Freigabe des zuvor verriegelten Werkzeuges erreicht die zweite Sicherungsausnehmung des Verriegelungsabschnittes das im Bereich der Bolzenaufnahme angeordnete Sicherungselement, welch letzteres bevorzugt federunterstützt in die Sicherungsausnehmung sperrend einfährt. Der Verriegelungsbolzen ist hiernach zumindest in einem Teilbereich der Bolzenaufnahme unverlierbar gefangen. Bevorzugt ist diese Blockierstellung nur durch Axialverlagerung des Verriegelungsbolzens in die Verriegelungsstellung aufhebbar. In vorteilhafter Weise ist diesbezüglich weiter vorgesehen, dass die zweite Sicherungsausnehmung zur Blockierung einen umlaufenden Flansch aufweist, welch letzterer weiter bevorzugt eine quer zur Bolzenausrichtung ausgerichtete Blockierungsschulter ausformt. Gegen diese tritt in Auszugsrichtung das die Sicherungsstellung definierende Sicherungselement. Um diese Entriegelungs-Sicherungsstellung aufzuheben, wird in einfachster Weise der Verriegelungsbolzen in die Verriegelungsstellung zurück verlagert, im Zuge welcher Verlagerung das Sicherungselement aus dem Sperreingriff in die Sicherungsausnehmung verlagert wird. Bevorzugt wird diesbezüglich eine Ausgestaltung, bei welcher in der zweiten Sicherungsausnehmung axial gegenüberliegend zu dem umlaufenden Flansch eine Aussteuerschräge ausgebildet ist. Letztere schließt mit der Bolzenachse bevorzugt einen spitzen Winkel ein, so beispielsweise ein Winkel von c. 45° bis 60°.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der Sicherungsabschnitt und der Verriegelungsabschnitt axial hintereinander angeordnet sind. Diesbezüglich erweist es sich weiter als vorteilhaft, dass der Sicherungsabschnitt zumindest in dem in der Verriegelungsstellung in der Bolzenaufnahme einliegenden Bereich durchmessergleich ausgebildet ist, wie der Verriegelungsabschnitt. Als insbesondere handhabungstechnisch von Vorteil, erweist sich eine Weiterbildung, bei welcher der Sicherungsabschnitt relativ zu dem Verriegelungsabschnitt axial begrenzt bewegbar ist. Die Aufhebung der Verriegelungsstellung des Bolzens erfolgt erfindungsgemäß durch übliche Zugeinwirkung, welche jedoch zunächst lediglich auf den Sicherungsabschnitt zur Aufhebung der Sicherung einwirkt und hiernach, durch die erwähnte axiale Begrenzung der Sicherungsabschnittbewegung, ein Herausziehen des Verriegelungsbolzens bewirkt. Um ein unbeabsichtigtes Lösen der Verriegelung zu verhindern, wird weiter vorgeschlagen, dass der Sicherungsabschnitt in einer Anschlagstellung an den Verriegelungsabschnitt federvorgespannt ist. Zufolge dessen ist die Aufhebung der Sicherungsstellung, in welcher das Sicherungselement blockierend gegen den Sicherungsabschnitt tritt, nur willensbetont entgegen der Federvorspannung durchführbar. In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass der Bereich der Auflaufschrägen des Sicherungsabschnittes zumindest teilweise in Überlappung ist zu einem Anschlagflansch des Verriegelungsabschnittes, welcher Anschlagflansch beispielsweise durch eine kreisringförmige Wandung durch Ausformung einer stirnseitigen, topfartigen Ausnehmung des Verriegelungsbolzens zur Aufnahme eines Sicherungsabschnitt-Fußbereiches gebildet sein kann. Auch ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass die Auflaufschräge Teil einer umlaufenden Nut ist. Hier kann sowohl die Auflaufschräge im Bereich des Sicherungsabschnittes als auch im Bereich einer gegebenenfalls vorgesehenen zweiten Sicherungsausnehmung am dem Sicherungsabschnitt gegenüberliegenden Ende des Verriegelungsabschnittes Teil einer umlaufenden Nut sein. Gemäß der beschriebenen zweiten Sicherungsausnehmung zur Entnahmesicherung des Verriegelungsbolzens kann auch im Bereich der die Auflaufschrägen aufweisenden umlaufenden Nut des Sicherungsabschnittes axial gegenüberliegend zu der Auflaufschräge die Nut durch einen umlaufenden Flansch begrenzt sein zur Ausbildung einer bevorzugt quer zur Achsrichtung ausgerichteten Radialsperrschulter. Zudem ist vorgesehen, dass der Anschlagflansch radial außen bezüglich der Auflaufschräge angeordnet ist. Als vorteilhaft erweist sich weiter, dass das Sicherungselement ein zumindest teilweise zylindrisches Sicherungsteil aufweist, dessen Zylinderabschnitt in der Sicherungsstellung in Überdeckung zu dem Anschlagflansch des Verriegelungsabschnittes ist. Zudem erweist es sich diesbezüglich als Vorteil, dass das freie Ende des Sicherungsteiles sphärisch, kugelförmig gestaltet ist. Ein weiterer handhabungstechnischer Vorteil ist dadurch gegeben, dass der Sicherungsabschnitt endseitig einen umlaufenden Handhabungsflansch aufweist. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass ein Halterungsvorsprung des Verriegelungsabschnittes in den Sicherungsabschnitt hineinragt und einen Halterungsflansch ausbildet, der einen Anschlag für den Sicherungsabschnitt bei Axialbewegung bildet. Bevorzugt wird diesbezüglich weiter, dass an dem Halterungsflansch eine Feder abgestützt ist, die sich anderendig auf einem Ausnehmungsbogen des Sicherungsabschnittes abstützt, wobei der Halterungsvorsprung des Verriegelungsabschnittes den Ausnehmungsboden durchsetzend in die Sicherungsabschnitt-Ausnehmung taucht. Dementsprechend bildet der Halterungsvorsprung in vorteilhafter Weise einen Führungsabschnitt für den Sicherungsabschnitt.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, welche lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine perspektivische Darstellung eines hydraulischen Pressgerätes mit einem, mittels eines erfindungsgemäßen Verbindungsbolzens zu befestigenden Werkzeug;
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2 eine Explosionsstellung des erfindungsgemäßen Verriegelungsbolzens und einem, die Bolzenaufnahme aufweisenden Aufnahmehals des Pressgerätes;
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3 einen Schnitt durch den Bereich der Bolzenaufnahme mit einem Verriegelungsbolzen in der gesicherten Verriegelungsstellung;
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4 den stark vergrößerten Bereich gemäß IV-IV in 3;
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5 eine der 3 entsprechende Schnittdarstellung, jedoch nach Zugverlagerung eines Sicherungsabschnittes in eine Bolzen-Entsperrstellung;
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6 die Herausvergrößerung des Bereiches VI-VI in 5;
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7 eine weitere, der 3 entsprechende Schnittdarstellung, jedoch die gesicherte Freigabestellung des Verriegelungsbolzens betreffend;
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8 den vergrößerten Bereich VIII-VIII in 7.
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Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu 1 ein elektrisch betätigbares hydraulisches Pressgerät 1 mit einem Aufnahmehals 2 für ein an das Pressgerät 1 zu befestigendes Werkzeug 3. Letzteres ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Verpresswerkzeug.
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Das Werkzeug 3 ist auswechselbar an dem Pressgerät 1 festlegbar, so dass auch andere Werkzeuge wie beispielsweise Stanz- oder Schneidwerkzeuge anordbar sind.
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Der Aufnahmehals 2 ist in üblicher Weise gabelförmig ausgestaltet, mit einer quer zur Halserstreckung die Gabelschenkel 4, 5 durchsetzenden Bolzenaufnahme 6 in Form einer Durchgangsbohrung. In dieser Bolzenaufnahme 6 ist ein Verriegelungsbolzen 7 gehaltert.
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Wie insbesondere aus der Schnittdarstellung in 3 zu erkennen, durchsetzt der Verriegelungsbolzen 7 in der Verriegelungsstellung die Bolzenaufnahme 6 des betätigungsseitigen Gabelschenkels 4 und werkzeugseitige, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich zweier Befestigungslaschen 8, welche in den Bereich der Gabelöffnung des Aufnahmehalses 2 treten, ausgeformte Bohrungen 9 und taucht endseitig in die Bolzenaufnahme 6 des anderen Gabelschenkels 5 zur Verriegelung des Werkzeuges 3 ein.
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Je nach gewähltem Werkzeug 3 kann an Stelle der Befestigungslaschen 8 auch ein mit einer Bohrung versehener Massivkörper zur Festlegung des Werkzeuges 3 vorgesehen sein, welcher Massivkörper mit seinen Abmessungen angepasst ist an die Gabelöffnung des Aufnahmehalses 2.
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Der Verriegelungsbolzen 7 ist entlang seiner quer zur Aufnahmehals-Achse x verlaufenden Verriegelungsbolzen-Achse y aus einer Verriegelungsstellung in eine Freigabestellung und umgekehrt verlagerbar, wobei sowohl die Freigabestellung als auch die Verriegelungsstellung mittels eines Sicherungselementes 10 gesichert ist.
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Das Sicherungselement 10 ist in einer quer zur Verriegelungsbolzen-Achse y ausgerichteten, die Bolzenaufnahme 6 durchquerenden Bohrung 11 im Bereich des einen Gabelschenkels 4 verlagerbar aufgenommen. Die Anordnung ist hierbei weiter so gewählt, dass das Sicherungselement 10 in dem dem freien Ende des Aufnahmehalses 2 abgewandten Abschnitt der Bohrung 11 rückwärtig abgestützt über eine Druckfeder 12 einliegt und somit über die Druckfeder 12 in Richtung auf den Verriegelungsbolzen 7 einwirkt.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Sicherungselement 10 ein der Führung in der Bohrung 11 dienendes, zylindrisches Sicherungsteil 13 auf. Das in Richtung auf den Verriegelungsbolzen 7 weisende freie Ende 14 ist kugelförmig gestaltet.
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Der Verriegelungsbolzen 7 ist im Wesentlichen zweiteilig ausgebildet. So ist ein der eigentlichen Festlegung des Werkzeuges 3 an dem Pressgerät 1 dienender, der Bolzenaufnahme 6 durchmesserangepasster Verriegelungsabschnitt 15 und ein einen endseitig, d. h. einen seitlichen über den Aufnahmehals 2 hinausragenden, umlaufenden Handhabungsflansch 16 aufweisender Sicherungsabschnitt 17 vorgesehen, wobei der Sicherungsabschnitt 17 und der Verriegelungsabschnitt 15 axial hintereinander angeordnet sind.
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Der bolzenförmige Verriegelungsabschnitt 15 weist stirnseitig, dem Sicherungsabschnitt 17 zugewandt, eine topfförmige, zentrale Ausnehmung 18 auf, wodurch ein umlaufender, kragenförmiger Anschlagflansch 19 ausgeformt ist, wobei die axiale Länge des Verriegelungsabschnittes 15 so gewählt ist, dass in der Verriegelungsstellung gemäß Figur 15 der Anschlagflansch 19 in Überdeckung zu dem zylindrischen Sicherungsteil 13 des Sicherungselementes 10, jedoch unterhalb des kugelförmigen freien Endes 14 liegt.
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In der topfförmigen Ausnehmung 18 sitzt in der unbelasteten Stellung wie beispielsweise die Sicherungsstellung gemäß 3 das zugewandte freie Ende 20 des Sicherungsabschnittes 17 ein. Dementsprechend ist dieses freie Ende 20 des Sicherungsabschnittes 17, angepasst an die tupfförmige Ausnehmung 18, gegenüber der Bolzenaufnahme 6 durchmesserverringert.
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In dem dem freien Ende 20 abgewandten, in der Sicherungsstellung in der Bolzenaufnahme 6 einliegendem Abschnitt 21 ist ein der Bolzenaufnahme 6 angepasster Durchmesser gewählt, so dass der Sicherungsabschnitt 17 hier geführt ist.
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Dieser Abschnitt 21 setzt sich in einen radial erweiterten, gegenüber der Bolzenaufnahme 6 durchmessergrößeren Bereich fort, an dessen freien Ende der erwähnte radial ausgerichtete Handhabungsflansch 16 angeformt ist.
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Der Sicherungsabschnitt 17 ist zudem mit einer gestuften Axialbohrung 22 versehen, durch welche ein axial ausgerichteter, stirnseitig im Bereich der topfförmigen Ausnehmung 18 schraubbefestigter Halterungsvorsprung 23 tritt. Letzterer weist an seinem freien, dem Handhabungsflansch 16 zugeordneten Ende einen Halterungsflansch 24 auf. Zwischen letzterem und dem Boden der den Halterungsflansch 24 aufnehmenden Ausnehmung beziehungsweise der Stufe 25 der Bohrung 22 eine als Druckfeder ausgeführte Feder 26 angeordnet.
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In dem Bereich zwischen dem der Bolzenaufnahme 6 angepassten Abschnitt 21 und dem fußseitigen freien Ende 20, besitzt der Sicherungsabschnitt 17 eine umlaufende Nut 27, deren dem Handhabungsflansch 16 zugewandte Nutwandung 28 quer zur Erstreckungsrichtung des Verriegelungsbolzens 7 ausgerichtet ist. Dieser Nutwandung 28 gegenüberliegend, weist die Nut 27 eine Auflaufschräge 29 auf, die mit der Verriegelungsbolzen-Achse y einen spitzen Winkel von ca. 60° einschließt. Die Anordnung und Axialerstreckung der Nut 27 ist hierbei so gewählt, dass die quer zur Verriegelungsbolzen-Achse y verlaufende Nutwandung 28 in der Sicherungsstellung gemäß 3 oberhalb der das Sicherungselement 10 aufnehmenden Bohrung 11 im Bereich des Aufnahmehalses 2 angeordnet ist und sich die Auflaufschräge 29 von dem freien Ende 20 des Sicherungsabschnittes 17 ausgehend bis in den Bereich des Sicherungselementes 10 erstreckt. Konkret ist die Anordnung hierbei so gewählt, dass der Bereich der Auflaufschräge 29 zumindest teilweise in Überlappung ist zu dem Anschlagflansch 19 des Verriegelungsabschnittes 15, wobei der Anschlagflansch 19 radial außen bezüglich der Auflaufschräge 29 angeordnet ist.
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Bedingt durch die gewählte Anordnung von Verriegelungsabschnitt 15, Sicherungsabschnitt 17 sowie den, einen Führungsabschnitt für den Sicherungsabschnitt 17 bildenden Halterungsvorsprung 23 ist der Sicherungsabschnitt 17 in Axialrichtung relativ zu dem Verriegelungsabschnitt 15 bewegbar, wobei diese Bewegung axial begrenzt ist durch den Halterungsflansch 24. In der Sicherungsstellung gemäß 3 ist der Sicherungsabschnitt 17 durch die vorgesehene Feder 26 in eine Anschlagstellung gegen den Verriegelungsabschnitt 15 vorgespannt.
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Das Sicherungselement 10 tritt unter Einwirkung der dieses rückwärtig beaufschlagenden Druckfeder 12 mit dem kugelförmigen freien Ende 14 in die umlaufende Nut 27 des Sicherungsabschnittes 17 ein. Wie insbesondere aus der Vergrößerungsdarstellung in 4 zu erkennen, ragt in dieser Stellung das Sicherungsteil 13 bzw. dessen freies kugelförmiges Ende 14 über den Anschlagflansch 19 des Verriegelungsabschnittes 15 nach radial innen über, so dass der Verriegelungsabschnitt 15 in dieser Position in Axialrichtung gesichert ist. Zufolge dessen ist einer Verlagerung des Verriegelungsabschnittes 15, insbesondere in die, das Werkzeug 3 freigebende Stellung im Zuge der Nutzung des Werkzeuges 3 durch beispielsweise Rütteln entgegengewirkt.
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Eine solche Verlagerung des Verriegelungsabschnitts 15 in die das Werkzeug 3 freigebende Stellung ist nur willensbetont möglich. Hierzu ist eine, für den Benutzer übliche Zugeinstellung auf den Verriegelungsbolzen 7 nötig, wobei durch diese Zugeinwirkung entgegen der Kraft der Feder 26 zunächst lediglich der Sicherungsabschnitt 17 relativ zu dem Verriegelungsabschnitt 15 verlagert wird. Im Zuge dieser Verlagerung des Sicherungsabschnittes 17 erfolgt eine Rückverlagerung des Sicherungselementes 10 entgegen der Kraft der dieses Sicherungselement 10 beaufschlagenden Druckfeder 12 über die Auflaufschräge 29. Die Relativverlagerung des Sicherungsabschnittes 17 gegenüber dem Verriegelungsabschnitt 15 ist begrenzt durch Anschlagen des Halterungsflansches 24 gegen eine weitere Stufe 30 der als Stufenbohrung ausgeführten Axialbohrung 22 (vgl. 5).
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Mit dieser Stufe 30 wird über den Halterungsflansch 24 und dem Halterungsvorsprung 23 im Zuge der weiteren Zugeinwirkung auf den Verriegelungsbolzen 7 der Verriegelungsabschnitt 15 mitgeschleppt, dessen Anschlagflansch 19 gegebenenfalls gegen das kugelförmige freie Ende 14 des Sicherungsteiles 13 tretend das Sicherungselement 10 weiter in die Freigabestellung zurückverlagert.
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Um ein vollständiges Herausziehen des Verriegelungsbolzens 7 zu verhindern, weist der Verriegelungsabschnitt 15 an seinem freien Ende eine weitere umlaufende Nut 31 auf, welche zugeordnet dem freien Ende des Verriegelungsabschnittes 15 begrenzt ist durch einen umlaufenden, eine quer zur Verriegelungsbolzen-Achse y verlaufende Nutwandung ausbildenden Flansch 32. In dieser zweiten, durch die Nut 31 gebildeten Sicherungsausnehmung 33 ist gegenüberliegend zu dem Flansch 32 eine Aussteuerschräge 34 ausgeformt.
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In diese zweite Sicherungsausnehmung 33 tritt in der Freigabestellung des Verriegelungsbolzens 7 das Sicherungselement 10 mit dem kugelförmigen freien Ende 14 ein. Der Flansch 32 tritt hierbei unterseitig gegen das freie Ende 14 des Sicherungsteiles 13, wodurch ein Herausziehen des Verriegelungsbolzens 7 aus der Bolzenaufnahme 6 verhindert ist. Der Verriegelungsbolzen 7 ist demnach stets unverlierbar an dem Pressgerät 1 im Bereich dessen Aufnahmehalses 2 gefangen.
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Bei einer Verlagerung des Verriegelungsbolzens 7 in die Verriegelungsstellung wird das Sicherungselement 10 über die Aussteuerschräge 34 rückverlagert, welch letzteres in der Verriegelungsstellung wieder über die Druckfeder 12 in die Nut 27 des Sicherungsabschnittes 17 einfährt.
