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Die
Erfindung betrifft ein Schlittensystem für Werkzeugmaschinen
umfassend zwei parallel zueinander in einer Führungsrichtung
verlaufende und an einem Maschinengestellkörper angeordnete
Führungsschienen, mindestens einen an jeder der Führungsschienen
angeordneten Gleitführungsschuh und einen von Gleitführungsschuhen
getragenen Schlittenkörper.
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Derartige
Schlittensysteme sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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Bei
derartigen Schlittensystemen besteht das Problem, beim Zusammenbau
von Schlittenkörper, Gleitführungsschuh und Führungsschienen
diese alle so gegeneinander auszurichten, dass die Gleitführungsschuhe
möglichst großflächig an den Gleitführungsschienen
anliegend gleitend geführt sind.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Schlittensystem der gattungsgemäßen
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
jeder Gleitführungsschuh an dem Schlittenkörper
durch ein Gelenk gelagert ist, dass das Gelenk eine Schwenkbewegung
um mindestens eine quer zur Führungsrichtung verlaufende
Gelenkachse erlaubt und dass das Gelenk in beliebigen Schwenkstellungen
versteifbar ist.
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Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist
darin zu sehen, dass die mindestens eine Gelenkachse es erlaubt,
die Gleitführungsschuhe bei der Montage des Schlittenkörpers
so relativ zum Schlittenkörper und zu den Führungsschienen
auszurichten, dass die Gleitführungsschuhe möglichst
großflächig auf Führungsflächen
der Führungsschienen aufliegend gleiten.
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Eine
derartige weitgehend großflächige Auflage verbessert
nicht nur die Führungseigenschaften sondern auch das Dämpfungsverhalten
der Gleitführung bezüglich Vibrationen.
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Dies
ist insbesondere ein großer Vorteil bei Gleitführungen,
insbesondere hydrodynamischen Gleitführungen, da es für
die Aufrechterhaltung des sich hydrodynamisch bildenden Gleitfilms
wesentlich ist, dass die diesen einschließenden Führungsflächen
möglichst parallel zueinander verlaufen.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass
die Gelenkachse parallel zu einer Führungsfläche
der Führungsschiene ausgerichtet ist, so dass zumindest
zu dieser einen Führungsfläche eine weitgehende
parallele Ausrichtung des Gleitführungsschuhs mit der an
dieser vorgesehenen Tragfläche möglich ist.
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Insbesondere
ist es günstig, wenn die mindestens eine Gelenkachse parallel
zu der Führungsfläche verläuft, an welcher
bei jeder der Führungsschienen der mindestens eine Gleitführungsschuh
im Betrieb spielfrei geführt ist.
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Unter
einer spielfreien Führung im Betrieb ist eine Anordnung
zu verstehen, bei welcher zwischen den Führungsflächen
und den Tragflächen am Gleitführungsschuh noch
ein Schmierfilm vorhanden ist, wobei diese Anordnung außer
der Gleitbewegung keine Bewegung quer zu den Führungsflächen
und Tragflächen zulässt und folglich spielfrei
ist.
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Damit
besteht die Möglichkeit, den mindestens einen Gleitführungsschuh
zu dieser Führungsfläche weitgehend vollflächig
aufliegend auszurichten.
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Hinsichtlich
des Aufbaus des Gelenks sind die unterschiedlichsten Lösungen
denkbar.
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Eine
vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Gelenk einen Gelenkkörper
aufweist, der in mindestens einer Gelenkkörperaufnahme
um die mindestens eine Gelenkachse schwenkbar gelagert ist.
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Der
Vorteil dieser Lösung ist ein sehr einfacher Aufbau des
Gelenks.
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Um
das Gelenk versteifen zu können, ist es dabei insbesondere
von Vorteil, wenn der Gelenkkörper in der Gelenkkörperaufnahme
kraftschlüssig fixierbar ist.
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Eine
derartige kraftschlüssige Fixierung des Gelenkkörpers
in der Gelenkkörperaufnahme zum Versteifen des Gelenks
ist dann möglich, wenn die Gelenkkörperaufnahme
einen ersten Aufnahmekörper und mindestens einen gegenüber
dem ersten Aufnahmekörper zum Fixieren des Gelenkkörpers bewegbaren
zweiten Aufnahmekörper aufweist und dass der Gelenkkörper
durch Verspannen der beiden Aufnahmekörper zueinander fixierbar
ist.
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Eine
noch günstigere und insbesondere spannungsfreiere Fixierung
ist dann möglich, wenn die Gelenkkörperaufnahme
zwei sowohl relativ zueinander als auch zum ersten Aufnahmekörper
bewegbare zweite Aufnahmekörper aufweist.
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Insbesondere
ist es dabei günstig, wenn die zwei zweiten Aufnahmekörper
durch ein Spannelement relativ zueinander verspannbar sind, wobei
insbesondere dabei auch ein Verspannen der zwei zweiten Aufnahmekörper
relativ zum ersten Aufnahmekörper erfolgt.
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Hinsichtlich
der Ausbildung des Gelenks wurden bislang keine näheren
Angaben gemacht, sondern es wurde lediglich gefordert, dass dieses mindestens
eine Gelenkachse aufweisen soll.
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Daher
ist es im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung
denkbar, das Gelenk mindestens zweiachsig auszubilden, so dass der
Gleitführungsschuh relativ zum jeweiligen Führungskörper
um zwei quer zueinander verlaufende Gelenkachsen gelenkig bewegbar
ist.
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Noch
vorteilhafter ist es, wenn der Gleitführungsschuh relativ
zum jeweiligen Schlittenkörper um drei Gelenkachsen gelenkig
bewegbar ist.
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Eine
besonders einfache Realisierungsform eines derartigen mehrachsigen
Gelenks sieht die Verwendung eines Gelenks auf der Basis von Kugelflächen
vor. Das heißt, dass der Gelenkkörper in diesem
Fall zumindest eine Kugelkappe, vorzugsweise einen Kugelkopf, aufweist,
so dass sich die jeweiligen Gelenkachsen, um die das Gelenk geschwenkt
wird, entsprechend den äußeren Gegebenheiten,
insbesondere der Ausrichtung des Gleitführungsschuhs zu den
Schlittenführungen einstellen kann.
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Insbesondere
erlaubt ein Kugelgelenk eine optimale Ausrichtung des Gleitführungsschuhs
einerseits relativ zum Schlittenkörper und andererseits
relativ zu den Führungsschienen, insbesondere dann, wenn
erreicht werden soll, dass der jeweilige Gleitführungsschuh
optimal flächenhaft mit allen seinen für die Führung
notwendigen Tragflächen an den für die Führung
vorgesehenen Führungsflächen der jeweiligen Führungsschiene
anliegt.
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Ein
derartiges Kugelgelenk erfordert jedoch eine aufwändige
und somit kostenintensive Herstellung.
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Aufgrund
ihrer Einfachheit sieht eine besonders günstige Lösung
vor, dass das Gelenk als Gelenkkörper einen Gelenkbolzen
aufweist, welcher als Gelenkkörperaufnahme mindestens eine
Gelenkbolzenaufnahme durchsetzt.
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Ein
derartiges Gelenk ist zwar ein lediglich um eine Gelenkachse schwenkbares
Gelenk, hat jedoch den Vorteil, dass es sehr einfach aufgebaut und sehr
stabil realisiert werden kann.
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Besonders
vorteilhaft ist es dabei, wenn jeder Gleitführungsschuh
mindestens eine Gelenkbolzenaufnahme aufweist.
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Ferner
ist es günstig, wenn der Schlittenkörper für
jeden Gleitführungsschuh mindestens eine Gelenkbolzenaufnahme
aufweist.
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Eine
besonders günstige Lösung sieht vor, dass der
Schlittenkörper beiderseits des jeweiligen Gleitführungsschuhs
Gelenkbolzenaufnahmen aufweist.
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Eine
derartige Gelenkbolzenaufnahme kann in unterschiedlichster Art und
Weise ausgebildet sein.
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So
sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die Gelenkbolzenaufnahme
einen Grundkörper mit einer Aufnahmebohrung und mindestens
einen Spannkörper zum Verspannen des Gelenkbolzens in der
Aufnahmebohrung aufweist.
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Dabei
kann der Spannkörper in unterschiedlichster Art und Weise
relativ zum Gelenkbolzen angeordnet sein.
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Eine
besonders günstige Lösung sieht vor, dass der
Spannkörper den Gelenkbolzen in Richtung quer zu dessen
Achse einseitig beaufschlagt.
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Dabei
könnte ein derartiger Spannkörper beispielsweise
ein Keil sein, der quer zur Achse des Gelenkbolzens ausgerichtet
ist und auf den Gelenkbolzen einwirkt.
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Eine
andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass jeder Gelenkbolzenaufnahme
zwei ein Verspannelement bildende Spannkörper zugeordnet sind.
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Insbesondere
ist dabei vorgesehen, dass mit dem Verspannelement der Gelenkbolzen
spielfrei in der Gelenkbolzenaufnahme festlegbar ist.
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Insbesondere
besteht die Möglichkeit, mit dem Verspannelement, beispielsweise
mit jeweils entgegengesetzt verlaufenden Keilflächen der Spannkörper,
den Gelenkbolzen einseitig zu beaufschlagen, ohne den Gelenkbolzen
mit in Richtung einer Drehbewegung des Gelenkbolzens wirkenden Kräften
zu beaufschlagen.
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Damit
ermöglicht ein derartiges Verspannelement ein Versteifen
des Gelenks in der jeweiligen Schwenkstellung derart, dass beim
Versteifen des Gelenks keine Kraftwirkung in Richtung einer Veränderung
der Schwenkstellung entsteht. Somit lässt sich bei dieser
Lösung insbesondere der Gelenkbolzen frei von in Richtung
einer Drehbewegung des Gelenkbolzens wirkenden Kräften
in der jeweiligen Gelenkbolzenaufnahme verspannen und somit die Relativbewegung
zwischen dem Gelenkbolzen und der Gelenkbolzenaufnahme versteifen.
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Hinsichtlich
der Führung des Schlittenkörpers an den Führungsschienen
wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
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So
sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass eine Führungsschiene
mit dem mindestens einen an dieser geführten Gleitführungsschuh
eine Hauptführung bildet, welche den Schlittenkörper
exakt in Richtung der Führungsrichtung führt.
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Diese
Hauptführung definiert somit eine spielfreie Führung
des jeweiligen Gleitführungsschuhs an dieser Führungsschiene
in allen quer zur Führungsrichtung verlaufenden Richtungen
und auch in allen Rotationsrichtungen.
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Ferner
ist es in diesem Zusammenhang günstig, insbesondere um
eine Überbestimmung zu vermeiden, wenn die andere Führungsschiene
und der mindestens eine an dieser geführte Gleitführungsschuh
eine Nebenführung bilden, welche den Schlittenkörper
nur in einer Richtung senkrecht zu einer parallel zur Abstandsrichtung
der Führungsschiene verlaufenden Hauptführungsebene
führt, so dass durch die Nebenführung im Wesentlichen
auf die Hauptführung wirkende Kippmomente durch senkrecht
zur Hauptführungsebene wirkende Kräfte vermieden
werden.
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Hinsichtlich
des Aufbaus der Gleitführungsschuhe wurden bislang keine
näheren Angaben gemacht.
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So
sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass jeder Gleitführungsschuh
einen Basiskörper, umfassend eine frontseitige Tragfläche
und eine seitliche Tragfläche, aufweist.
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Ferner
ist es vorteilhaft, wenn an dem Basiskörper ein Seitenkörper
fixierbar ist, der eine seitliche und eine der frontseitigen Tragfläche
gegenüberliegende Tragfläche aufweist.
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Durch
einen derartigen Aufbau der Gleitführungskörper
besteht die Möglichkeit, diese – insbesondere
zur Ausbildung der Hauptführung – so zusammenzusetzen,
dass alle Tragflächen dieses Gleitführungskörpers
spielfrei an den entsprechenden Führungsflächen
der Führungsschiene anliegen, da sich die Trennfläche
zwischen dem Seitenkörper und dem Basiskörper
einfach und günstig bearbeiten lässt und sich
andererseits auch der Seitenkörper einfach relativ zum
Basiskörper so montieren lässt, dass sämtliche
Tragflächen spielfrei an den Führungsflächen
anliegen.
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Hinsichtlich
des Aufbaus der Führungsschienen wurden bislang keine näheren
Angaben gemacht.
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So
sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die Führungsschienen
eine Montageleiste und eine quer zur Montageleiste verlaufende Führungsleiste aufweisen.
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Ein
derartiger Aufbau der Führungsschienen hat sich als besonders
kostengünstig erwiesen.
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Insbesondere
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Montageleiste und
die Führungsleiste sich zu einem L-förmigen Querschnitt
der Führungsschiene ergänzen.
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Insbesondere
steht dabei die Führungsleiste einseitig über
die Montageleiste über, um den L-förmigen Querschnitt
zu erreichen.
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Besonders
günstig ist es dabei, wenn die Führungsleiste
einen in Schwerkraftrichtung unten liegenden Untergriff bildet,
das heißt in Schwerkraftrichtung gesehen nach unten über
die Montageleiste übersteht.
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Ferner
ist es hinsichtlich der Anordnung der Führungsschienen
relativ zum Maschinengestellkörper von Vorteil, wenn die
Führungsschienen eine in Schwerkraftrichtung nach oben
weisende, im Wesentlichen plane Fläche aufweisen, von welcher
sich insbesondere auf diese fallende Späne dadurch leicht
durch an den Gleitführungsschuhen vorgesehene Abstreifer
entfernen lassen.
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Besonders
günstig ist es im Fall eines Untergriffs, denn in diesem
Fall weisen die Führungsschienen vorzugsweise auf einer
dem Untergriff gegenüberliegenden Seite in Schwerkraftrichtung
nach oben weisende, im Wesentlichen plane Flächen auf.
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Hinsichtlich
der an einer derartigen Führungsschiene angeordneten Führungsflächen
wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
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So
sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass jede Führungsleiste
eine frontseitige Führungsfläche und eine dieser
gegenüberliegende rückseitige Führungsfläche
aufweist.
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Im
Fall eines Untergriffs ist dabei die rückseitige Führungsfläche
in dem Bereich der Führungsleiste angeordnet, welcher über
die Montageleiste übersteht.
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Ferner
ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Führungsleiste zwei
einander gegenüberliegende seitliche Führungsflächen
aufweist.
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Im
Fall eines Untergriffs ist es dabei zweckmäßig,
wenn die rückseitige Führungsfläche in Schwerkraftrichtung
unterhalb der Montageleiste liegt.
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Eine
andere zweckmäßige Lösung sieht ferner
vor, dass die dem Untergriff abgewandt angeordnete seitliche Führungsfläche
die obere Führungsfläche ist.
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Ferner
ist zweckmäßigerweise bei dieser Lösung
vorgesehen, dass die auf Seiten des Untergriffs angeordnete seitliche
Führungsfläche die untere Führungsfläche
ist.
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Hinsichtlich
der Anordnung der Fixierung der Montageleiste am Maschinengestellkörper
wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
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So
sieht eine günstige Lösung vor, dass die Montageleiste
mit einem Fußbereich in einer Fußaufnahme des
Maschinengestellkörpers angeordnet ist.
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Damit
ist zumindest eine teilweise formschlüssige Fixierung der
Montageleiste an dem Maschinengestellkörper realisierbar.
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Insbesondere
ist hierbei vorgesehen, dass die Fußaufnahme zwei quer
zueinander verlaufende Flächen aufweist, an welcher sich
die Montageleiste mit ebenfalls entsprechend quer zueinander verlaufenden
Flächen abstützen kann.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
perspektivische Gesamtansicht eines Ausführungsbeispiels
einer Werkzeugmaschine mit einem erfindungsgemäßen
Schlittensystem;
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2 einen
Schnitt quer zur Führungsrichtung bei einem ersten Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Schlittensystems;
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3 einen
vergrößerten Schnitt ähnlich 2 mit
Darstellung einer Fixierung der Führungsschienen;
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4 eine
perspektivische Darstellung von Führungsleisten und Gleitführungsschuhen
des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schlittensystems;
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5 eine
perspektivische Darstellung von Führungsschienen und Gleitführungsschuhen
des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Schlittensystems mit Explosionsdarstellung eines Gleitführungsschuhs;
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6 einen
vergrößerten Schnitt ähnlich 2 durch
einen Gleitführungsschuh des ersten Ausführungsbeispiels
mit Führungsschiene und entsprechendem Bereich eines Schlittenkörpers;
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7 einen
Schnitt längs Linie 7-7 in 6;
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8 einen
Schnitt längs Linie 8-8 in 7 und
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9 einen
Schnitt längs Linie 6-6 durch ein zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Schlittenführung.
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Ein
in 1 dargestelltes Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Drehmaschine umfasst ein Maschinengestell 10 mit
einem unteren Maschinengestellkörper 12, welcher
auf einer Aufstellfläche 14 steht. Auf einer der
Aufstellfläche 14 gegenüberliegenden
Seite ist ein oberer Maschinengestellkörper 16 angeordnet,
welcher fest mit dem unteren Maschinengestellkörper 12 verbunden
ist.
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Sowohl
der untere Maschinengestellkörper 12 als auch
der obere Maschinengestellkörper 16 sind als langgestreckte
Hohlkörper ausgebildet, welche eine Frontwand 20,
eine Rückwand 22, eine untere Wand 24 und
eine obere Wand 26 aufweisen, die einstückig miteinander
verbunden sind und einen inneren Hohlraum 28 umschließen,
welcher durch Diagonalstege 30 und 32, die quer
zueinander verlaufen und sich im Wesentlichen über die
ganze Länge des jeweiligen Maschinengestellkörpers 12, 16 erstrecken,
unterteilt ist.
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Vorzugsweise
trägt der untere Maschinengestellkörper 12 eine
Werkstückspindeleinheit 40, in deren Werkstückaufnahme 42 ein
Werkstück zur Bearbeitung aufnehmbar ist.
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Ferner
besteht die Möglichkeit, an dem unteren Maschinengestellkörper 16 noch
weitere Bearbeitungseinheiten, wie beispielsweise einen Reitstock 44,
anzuordnen.
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An
dem oberen Maschinengestellkörper 16 ist mittels
eines als Ganzes mit 50 bezeichnetes Schlittensystem vorgesehen,
welches einen Schlitten 52 in einer Führungsrichtung 54 bewegbar
führt, die beispielsweise parallel zu einer Werkstückspindelachse 46 der
Werkstückspindeleinheit 40 verläuft,
so dass sich die Führungsrichtung 54 in der Z-Richtung der
Werkzeugmaschine erstreckt.
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Ferner
ist auf dem Schlitten 52 noch mittels eines weiteren Schlittensystems 56 ein
weiterer Schlitten 58 geführt, wobei die Führungsrichtung 60 dieses
Schlittensystems quer, vorzugsweise senkrecht zur Spindelachse 46 verläuft,
so dass der Schlitten 58 in X-Richtung bewegbar ist.
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Auf
dem Schlitten 58 sitzt vorzugsweise ein als Ganzes mit 62 bezeichneter
Werkzeugträger, welcher vorzugsweise als üblicher
Werkzeugrevolver ausgebildet ist.
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Wie
in 2 und 3 dargestellt, umfasst das Schlittensystem 50 zwei
in einer Abstandsrichtung 64 in konstantem Abstand zueinander,
parallel zu einer zur Führungsrichtung 54 parallelen
Hauptführungsebene 70 und parallel zu der Führungsrichtung 54 verlaufende
Führungsschienen 72 und 74, die identisch
ausgebildet sind und von denen jede eine Montageleiste 76 und
eine Führungsleiste 78 umfasst, wobei die Montageleiste 76 mit
einem Fußbereich 80 am oberen Maschinengestellkörper 16 gehalten
ist und mit einem Kopfbereich 82 die Führungsleiste 78 trägt,
welche auf dem Kopfbereich 82 aufsitzt und sich quer zur
Montageleiste 76 erstreckt, dabei mit einem Teilbereich 84 an
den Kopfbereich 82 der Montageleiste 76 anschließt
und mit einem Teilbereich 86 sich auf einer Seite der Montageleiste 76 über
diese hinaus erstreckt, so dass die Führungsleiste 78 und
die Montageleiste 76 zusammen einen ungefähr L-förmigen
Querschnitt mit einem Untergriff 79 der jeweiligen Führungsschiene 72, 74 ergeben.
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Vorzugsweise
ist dabei die Führungsleiste 78 mit dem Teilbereich 84 einstückig
an den Kopfbereich 82 der Montageleiste 76 angeformt,
so dass jede der beiden Führungsschienen 72 und 74 als
einstückiges zusammenhängendes Teil ausgebildet
ist.
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Die
jeweiligen Montageleisten 76 sind mit ihrem Fußbereich 80 jeweils
in Führungsschienenaufnahmen 90 gehalten, wobei
jede der Führungsschienenaufnahmen 90 zwei quer
zueinander verlaufende Anlageflächen 92 und 94 aufweist,
an denen sich der jeweilige Fußbereich 80 mit
korrespondierenden und ebenfalls quer zueinander verlaufenden Stützflächen 96 und 98 abstützt.
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Um
die Stützflächen 96 und 98 kraftbeaufschlagt
an den Anlageflächen 92 und 94 in Anlage
zu halten, ist der Fußbereich 80 von Halteschrauben 100 durchsetzt,
welche mit ihrer Schraubachse 102 quer, jedoch jeweils
in einem spitzen Winkel zu den Anlageflächen 92 und 94 und
somit auch zu den Stützflächen 96 und 98 verlaufen,
um sowohl die Stützflächen 96 gegen die
Anlageflächen 92 als auch die Stützflächen 98 gegen
die Anlageflächen 94 kraftbeaufschlagt anzulegen.
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Zur
Ausbildung der Führungsaufnahme 90 ist die Frontwand 20 des
oberen Maschinengestellkörpers 16 vorzugsweise
mit Vorsprüngen 104 versehen, welche eine stabile
Abstützung insbesondere der quer zu der Frontwand 20 verlaufenden
Anlageflächen 94 ermöglichen.
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Wie
in 3 dargestellt, umfasst die Führungsleiste 78 auf
einer der Montageleiste 76 gegenüberliegenden
Seite eine frontseitige Führungsfläche 110,
die sich über die Teilbereiche 84 und 86 erstreckt,
im Teilbereich 86 eine rückseitige Führungsfläche 112,
die sich im Anschluss an eine Seite der Montageleiste 76 auf
einer der frontseitigen Führungsfläche 110 gegenüberliegenden
Seite erstreckt, sowie seitliche Führungsflächen 114 und 116,
wobei sich die seitliche Führungsfläche 114 zwischen
der frontseitigen Führungsfläche 110 und
der rückseitigen Führungsfläche 112 erstreckt
und die seitliche Führungsfläche 116 sich
im Anschluss an die frontseitige Führungsfläche 110 auf
einer der seitlichen Führungsfläche 114 gegenüberliegenden
Seite in Richtung der Montageleiste 76 erstreckt.
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Vorzugsweise
verlaufen die frontseitige Führungsfläche 110 und
die rückseitige Führungsfläche 112 parallel
zueinander und die seitlichen Führungsflächen 114 und 116 verlaufen
senkrecht zu der frontseitigen Führungsfläche 110 und
ebenfalls parallel zueinander.
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Bei
der dargestellten Werkzeugmaschine und dem dargestellten Schlittenführungssystem 50 sind
die Führungsschienen 72 und 74 derart
an dem oberen Maschinengestellkörper 16 angebaut,
dass der über die Montageleiste 76 überstehende
Teilbereich 86 der Führungsleiste 78 in
Schwerkraftrichtung nach unten weist, so dass auch die seitliche Führungsfläche 114 in
Schwerkraftrichtung nach unten gewandt ist, während die
seitliche Führungsfläche 116 in Schwerkraftrichtung
nach oben gewandt ist und zwischen der frontseitigen Führungsfläche 110 und
dem jeweiligen Vorsprung 104 eine plan verlaufende Fläche
bei der jeweiligen Führungsschiene 72, 74 bildet.
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An
den Führungsschienen 72, 74 sind, wie insbesondere
in 2 bis 4 dargestellt, jeweils mindestens
zwei Gleitführungsschuhe 120, 122 bzw. 124, 126 geführt,
die identisch ausgebildet sind, wobei die Gleitführungsschuhe 120, 122 sowie 124, 126 einen
Schlittenkörper 130 tragen, der somit seinerseits über
die Gleitführungsschuhe 120, 122 sowie 124, 126 an
den Führungsschienen 72, 74 geführt
ist.
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Jeder
der Gleitführungsschuhe 120 bis 126 liegt
mit einer Tragfläche 140 auf der frontseitigen Führungsfläche 110 auf,
stützt sich mit einer Tragfläche 142 an
der rückseitigen Führungsfläche 112 ab und
kann mit Tragflächen 144 bzw. 146 durch
die seitlichen Führungsflächen 114, 116 geführt
werden.
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Vorzugsweise
ist bei dem erfindungsgemäßen Schlittensystem 50 vorgesehen,
dass die Gleitführungsschuhe 120, 122 längs
der Führungsschiene 72 mit ihren Tragflächen 144, 146 in
der Führungsrichtung 54 geführt sind,
während die Gleitführungsschuhe 124, 126,
die an der Führungsschiene 74 geführt
sind, mit ihren Tragflächen 144, 146 mit geringem
Abstand relativ zu den seitlichen Führungsflächen 114, 116 verlaufen,
um keine überbestimmte Führung für den
Schlittenkörper 130 in der Führungsrichtung 54 zu
erhalten.
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Bei
der erfindungsgemäßen Schlittenführung 50 erfolgt
somit eine Abstützung des Schlittenkörpers 130 in
Schwerkraftrichtung beispielsweise ausschließlich über
die Tragflächen 146 der Gleitführungsschuhe 120, 122 auf
der seitlichen Führungsflächen 116 der
Führungsschiene 72.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Schlittensystem 50 sind
die Gleitführungsschuhe 120 bis 126 zweiteilig
ausgebildet. Diese umfassen, wie in 5 dargestellt,
einen Basiskörper 150, welcher mit der Tragfläche 140 und 146 versehen
ist, sowie ein Seitenteil 152, welches mit der Tragfläche 142 und
der Tragfläche 144 versehen ist, wobei eine Trennfläche 154 zwischen
dem Basiskörper 150 und dem Seitenteil 152 mit
der Tragfläche 144 fluchtet.
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Damit
lässt sich im Fall der Gleitführungsschuhe 120 und 122 in
einfacher Weise eine exakte Führung der Tragflächen 144 und 146 an
den seitlichen Führungsflächen 114 und 116 dadurch
realisieren, dass die Erstreckung des Basiskörpers 150 bis zur
Trennfläche 154 durch exaktes Bearbeiten der an die
Trennfläche 154 angrenzenden Seite 156 des
Basiskörpers 150 erreicht wird.
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Andererseits
lässt sich ebenfalls in einfacher Weise der erforderliche
Abstand zwischen den Tragflächen 144 und 146 im
Fall der Gleitführungskörper 124 und 126 realisieren,
indem die Ausdehnung des Basiskörpers 150 bis
zur dessen Seite 156 mit Übermaß erfolgt.
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Ferner
besteht zur exakten Fixierung der Tragfläche 142 relativ
zur Tragfläche 140 die Möglichkeit, das
Seitenteil 152 parallel zur Trennfläche 154 soweit
zum Basiskörper 150 zu verschieben, bis eine passgenaue
Position der Tragfläche 142 relativ zur Tragfläche 140 erreicht
ist und der jeweilige Gleitführungsschuh 120 bis 126 im
Betrieb spielfrei quer zu den Tragflächen 140, 142 an
der jeweiligen Führungsschiene 72, 74 geführt
ist.
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Zur
passgenauen Fixierung des Seitenteils 152 relativ zum Basiskörper 150 durch
Verschieben desselben in der Trennfläche 154 ist
das Seitenteil 152, wie in 5 dargestellt,
mit einer Vielzahl von Schrauben 158 am Basiskörper 150 fixiert,
wobei die Schrauben 158 eine geringfügige Relativverschiebung
des Seitenteils 152 relativ zum Basiskörper 150 in
Richtung der Trennebene 154 zulassen, so dass die exakte
Position des Seitenteils 152 relativ zum Basiskörper 150 letztendlich
durch Kraftschluss in der Trennfläche 154 fixierbar
ist.
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Zur
Verbindung zwischen den Gleitführungsschuhen 120 bis 126 mit
dem Schlittenkörper 130 ist, wie in den 2 bis 6 dargestellt,
zwischen dem jeweiligen Gleitführungsschuh 120 bis 126 und
dem Schlittenkörper 130 jeweils ein Gelenk 160 vorgesehen,
welches um mindestens eine Gelenkachse 162 schwenkbar ist,
so dass sich der Schlittenkörper 130 und die Gleitführungsschuhe 120 bis 126 relativ
zueinander so ausrichten können, dass der jeweilige Gleitführungsschuh 120 bis 126 mit
einer zu der Gelenkachse 162 parallelen Tragfläche
vollflächig auf der dieser Tragfläche zugeordneten
Führungsfläche aufliegt und somit vollflächig
auf dieser Führungsfläche gleitet.
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Bei
dem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Schlittensystems 50 verläuft die Gelenkachse 162 des
Gelenks 160 parallel zur Tragfläche 140 sowie
quer, insbesondere senkrecht, zur Führungsrichtung 54,
so dass die Tragfläche 140 die Möglichkeit
hat, sich durch entsprechendes Kippen des Gleitführungsschuhs 124 um
die Gelenkachse 162 sich im Wesentlichen vollflächig
an der Führungsfläche 110 anzulegen.
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Vorzugsweise
umfasst das jeweilige Gelenk 160 einen Gelenkkörper 164,
im vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgebildet als Gelenkbolzen 166, welcher
einerseits eine Gelenkkörperaufnahme 170 des jeweiligen
Gleitführungsschuhs, im dargestellten Fall des Gleitführungsschuhs 120,
durchsetzt und andererseits Gelenkkörperaufnahmen 172 und 174 des
Schlittenkörpers 130 durchsetzt, die beiderseits des
jeweiligen gelenkig zuführenden Gleitführungsschuhs,
in diesem Fall des Gleitführungsschuhs 124, angeordnet
sind.
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Hierzu
erstreckt sich der Gelenkbolzen 166 durch den jeweiligen
Gleitführungsschuh, in diesem Fall den Gleitführungsschuh 120,
hindurch und durchsetzt die Gelenkkörperaufnahme 170 desselben,
so dass der Gelenkbolzen 166 mit Endstücken 176 beidseitig über
den jeweiligen Gleitführungsschuh, in diesem Fall den Gleitführungsschuh 120, übersteht
und mit diesen Endstücken 176 in die Gelenkkörperaufnahmen 172 und 174 im
Schlittenkörper 130 eingreift.
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Die
Gelenkkörperaufnahmen 170, 172 und 174 sind
vorzugsweise alle identisch ausgebildet und weisen jeweils einen
Grundkörper 178 einer Aufnahmebohrung 180 für
den Gelenkbolzen 166 sowie eine quer zur Aufnahmebohrung 180 verlaufende
und die Aufnahmebohrung 180 seitlich schneidende Spannkörperbohrung 182 auf,
in welche, wie in 7 und 8 dargestellt,
Spannkörper 184, 186 einsetzbar sind,
die durch eine Spannschraube 188 aufeinander zu bewegbar
sind und die einen Verspannkörper 190 bilden.
Die Spannschraube 188 erlaubt es, die Spannkörper 184, 186 in
Richtung einer Längsachse 190 der Spannkörperbohrung 182 aufeinanderzu
zu bewegen, um quer zu der Längsachse 190 verlaufende
Spannflächen 192, 194 in Richtung des
Gelenkbolzens 166 zu bewegen und dadurch drehmomentenfrei
den Gelenkbolzen 166 zu verspannen. Damit können
sich die Spannkörper 184, 186 einerseits
mit Spannflächen 192, 194 an einer Mantelfläche 196 des
Gelenkbolzens 166 kraftschlüssig anlegen und sich
andererseits mit ihren eigenen Mantelflächen 198, 200 in
der Spannkörperbohrung 182 abstützen.
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Die
Spannkörperbohrung 182 mit den Spannkörpern 184 und 186 und
der Spannschraube 188 erlauben es, die Schwenkbarkeit des
Gelenkbolzens 166 relativ zur Aufnahmebohrung 180 zu
verhindern und somit die Drehbarkeit des Gelenkbolzens 166 in
der Aufnahmebohrung 188 in beliebigen Drehstellungen relativ
zueinander zu blockieren.
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Da
jede der Gelenkkörperaufnahmen 170, 172 und 174 mit
in einer Spannkörperbohrung 182 vorgesehenen Spannkörpern 184 und 186 versehen ist,
sind alle drei Gelenkkörperaufnahmen 170, 172 und 174 in
beliebigen Drehstellungen drehblockierbar so dass insgesamt die
Möglichkeit besteht, das Gelenk 160 in beliebigen
Gelenkstellungen zu versteifen.
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Somit
besteht die Möglichkeit, den Schlittenkörper 130 zunächst
gelenkig über die Gelenke 160 mit den Gleitführungsschuhen 120, 122, 124 und 126 zu
verbinden, dadurch diesen die Möglichkeit zu geben, sich
optimal zu den Führungsschienen 72, 74 auszurichten
und dann alle Gelenke 160 zwischen dem Schlittenkörper 130 und
den Gleitführungsschuhen 120, 122, 124 und 126 durch
Eindrehen der Spannschrauben 188 zu versteifen, so dass
dann die Gleitführungsschuhe 120, 122, 124 und 126 spielfrei und
drehfest relativ zum Schlittenkörper 130 ausgerichtet
und an diesem gehalten sind.
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Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in 9,
ist das Gelenk 160' gebildet durch einen am Schlittenkörper 130 gehaltenen
Gelenkkörper 164 in Form eines Kugelkopfes oder
einer Kugelkalotte, welcher in dem jeweiligen Gleitführungsschuh
in einer Gelenkkörperaufnahme 170' in Form einer
Kugelkalottenaufnahme gehalten ist.
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Dabei
ist die Gelenkkörperaufnahme 170' in dem Basiskörper 150 des
jeweiligen Gleitführungsschuhs 120 bis 126 ausgebildet,
so dass der Basiskörper 150 relativ zum Schlittenkörper 130 ausrichtbar
und an diesem in der jeweiligen Stellung fixierbar ist gehalten
sind.
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Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in 9,
ist das Gelenk 160' gebildet durch einen am Schlittenkörper 130 gehaltenen
Gelenkkörper 164 in Form eines Kugelkopfes oder
einer Kugelkalotte, welcher in dem jeweiligen Gleitführungsschuh
in einer Gelenkkörperaufnahme 170' in Form einer
Kugelkalottenaufnahme gehalten ist.
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Dabei
ist die Gelenkkörperaufnahme 170' in dem Basiskörper 150 des
jeweiligen Gleitführungsschuhs 120 bis 126 ausgebildet,
wobei der Basiskörper 150' derart geteilt ist,
dass dieser einen ersten Aufnahmekörper 204 bildet,
in den der als Gelenkkugel 202 ausgebildete Gelenkkörper
einsetzbar ist, und einen zweiten Aufnahmekörper 206 bildet,
der so mit dem ersten Aufnahmekörper 204 verschraubbar ist,
dass ein kraftschlüssiges Einklemmen der Gelenkkugel 202 mittels
einer Schraube 208 möglich ist, wenn die Schraube 208 angezogen
wird.
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Damit
besteht die Möglichkeit, einerseits in diesem Fall den
jeweiligen Gleitführungsschuh 120 bis 126 um
drei quer zueinander verlaufende Schwenkachsen, insbesondere orthogonal
zueinander verlaufende Schwenkachsen, in einem kleinen Winkelbereich
zu verschwenken, so dass sich der jeweilige Gleitführungsschuh 120 bis 126 in
jeder Richtung mit seinen Tragflächen 140 bis 146 an
den Verlauf der Führungsflächen 110 bis 116 der
jeweiligen Führungsschiene 72 bis 74 anpassen
kann.
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Außerdem
besteht ebenfalls die Möglichkeit, dieses Gelenk 160' durch
Anziehen der Schraube 208 und somit verspannen der Gelenkkörperaufnahme 170' zu
versteifen und damit den jeweiligen Gleitführungsschuh 120 bis 126 spielfrei
und fest relativ zum Schlittenkörper 130 zu fixieren.
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Um
den jeweiligen Gleitführungsschuh 120 bis 126 hydrodynamisch
an der jeweiligen Führungsschiene 72, 74 zu
führen, sind in jedem der Gleitführungsschuhe 120 bis 126 zu
jeder der Tragflächen 140 bis 146 führende
Schmiermittelkanäle 210 bis 216 vorgesehen,
so dass allen Tragflächen 140 bis 146 Schmiermittel
in ausreichendem Umfang zuführbar ist, um ein hydrodynamisches
Gleiten der Tragflächen 140 bis 146 auf
den jeweiligen Führungsflächen 110 bis 116 zu
erreichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004041745
A1 [0003]