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Die Erfindung betrifft zum einen
einen Vorschubapparat mit Einschubrollen zum Beschleunigen von Werkstücken, insbesondere
von Stäben,
Rohren, Stangen, Drähten,
Kabeln oder ähnlichem,
entlang einer Bearbeitungsachse einer Förderstrecke, bei welchem die
Einschubrollen jeweils mittels einer Einschubrollenwelle angetrieben
sind. Zum anderen betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Einstellen
einer Einschubrolle eines Vorschubapparates gegenüber einer
Bearbeitungsachse einer Förderstrecke.
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Derartige Vorschubapparate sind bereits
aus dem Stand der Technik bekannt und werden vorzugsweise zum Beschleunigen
und Befördern
von Werkstücken
im Zusammenhang mit einer Beschickung von Werkstückbearbeitungsanlagen eingesetzt,
die das Werkstück,
wie beispielsweise ein Stangenmaterial, anschließend kontinuierlich bearbeiten.
Solche Vorschubapparate werden insbesondere auch im Umfeld von Schälmaschinen
eingesetzt, wobei die Einschubrollen zum Beschleunigen des Werkstücks und
zum Vorwärtstransportieren
des Werkstücks
zu der bzw. in die Schälmaschine
dienen.
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Hierbei sind die Einschubrollen,
insbesondere bei kleineren Werkstückdurchmessern, oft um einen
Winkel gegenüber
einer Bearbeitungsachse des Werkstückes versetzt. Durch die hierbei
erzielte Schrägstellung
der Einschubrollen wird das Werkstück in Rotation versetzt, wodurch
sich das Schälergebnis
an dein Werkstück
in der Regel verbessert. Zusätzlich
rollt das Werkstück
auch nach dem Schälvorgang
um seine Rotationsachse, was im Einzelfall für den weiteren Bearbeitungsprozess
vorteilhaft ist.
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Dagegen minimiert ein Geradestehen
der Rollen beim Schälen
von Werkstücken
mit größeren Durchmessern,
wie bereits aus dem Stand der Technik bekannt, unter anderem den
Verschleiß der
Einschubrollen.
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Dass eine Schälmaschine nicht nur Werkstücke mit
ein und demselben Durchmesser sondern darüber hinaus unterschiedliche
Werkstücke
mit verschiedenen Durchmessern bearbeitet, ist aus dem Stand der
Technik ebenfalls bekannt. Deshalb werden die Einschubrollen einer
Schälmaschine
bzw. eines Vorschubapparates oft mittels einer Verstellmechanik
auf den jeweiligen Durchmesser des zu bearbeitenden Werkstückes individuell
eingestellt.
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Jedoch haben die bekannten Verstellmechanismen
den Nachteil, dass sie gegenüber
Verschmutzungen sehr anfällig
sind, so dass es oftmals beim Einstellen der Einschubrollen zu Ungenauigkeiten
kommt, welche die Gefahr erhöhen,
dass aufgrund des Verschmutzungsgrades ein nicht mehr zu vertretendes
Produktionsergebnis erzielt wird. Darüber hinaus besteht die Gefahr,
dass die bekannten Verstellmechanismen anbacken und so nicht bzw. nur
unter Aufwand präzise
verstellt werden können. Bei
den bekannten Verstellmechaniken kommt es deshalb immer wieder zu
kritischen Produktionsparametern und darüber hinaus ist das Reinigen
bzw. die Wiederinbetriebnahme bekannter Verstellmechaniken meistens
sehr aufwendig.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen
Einstellmechanismus für
Einschubrollen in einem Vorschubapparat bereitzustellen, der die
vorstehend beschriebenen Nachteile zumindest verringert.
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Die Aufgabe der Erfindung wird von
einem Vorschubapparat mit Einschubrollen zum Beschleunigen von Werkstücken, insbesondere
von Stäben, Rohren,
Stangen, Drähten,
Kabeln oder ähnlichen, gelöst, bei
welchem die Einschubrollen jeweils mittels einer Einschubrollenwelle
angetrieben sind, wobei wenigstens eine Einschubrollenwelle exzentrisch in
einer Wellenaufnahme gelagert ist. Die Einschubrollenwelle, also
die antreibende Welle jeder Einschubrolle, ist hierbei vorteilhafter
Weise in der Wellenaufnahme derart gelagert, dass sich die Einschubrollenwelle
verlagert, wenn die Wellenaufnahme um eine ihrer Längsachsen
rotiert. Hierdurch ist auf baulich besonders einfache Art und Weise
ein Einstellmechanismus einer Einschubrollenwelle geschaffen, der
es ermöglicht,
mit einfachen Mitteln die Einschubrollenwelle aus einer ersten Lage
in eine weitere Lage zu verlagern. Darüber hinaus ist die Einschubrollenwelle
in einer derartigen Wellenaufnahme besonders robust und daher sehr
störungsunanfällig gelagert.
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Damit die Einschubrollenwelle auf
einfache Art und Weise durch die Wellenaufnahme verlagert werden
kann, ist es vorteilhaft, wenn die Wellenaufnahme um eine Wellenaufnahmeachse
drehbar gelagert und vorzugsweise im Wesentlichen rotationssymmetrisch
ist. Eine derartige Lagerung ist sehr unanfällig gegenüber Verschmutzungen, so dass
ein derartiger Einstellmechanismus sehr wartungsfreundlich ist.
Darüber
hinaus ist diese Verstellmög lichkeit
besonders preiswert herzustellen. Durch eine derartige Wellenaufnahme
wird eine besonders vorteilhafte Einschubrollenwellenlagerung geschaffen.
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Eine bevorzugte Ausführungsvariante
sieht vor, dass die Wellenaufnahme eine Lagerbuchse ist, und die
Lagerbuchse rotierbar um eine ihre Längsachsen, vorzugsweise um
ihre mittlere Längsachse, in
einer Halterung angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich zum einen
ein baulich besonders robuster und zum anderen ein baulich besonders
kompakter Einstellmechanismus, um die Einschubrollen individuell auf
das jeweilig zu bearbeitende Werkstück einzustellen.
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Kumulativ bzw. alternativ hat sich
herausgestellt, dass sich ein verlagernder Lagerkörper mit
einer Lagerung für
die Einschubrollenwelle, wie etwa die hier besprochene Wellenaufnahme,
für eine
Verlagerung der Einschubrollenwelle vorzugsweise derart an einer
Halterung geführt
ist, dass die Lagerung der Einschubrollenwelle eine Bewegung mit
einer Rotationskomponente um eine Komponentenachse ausführt, die
in einer Ebene liegt, die parallel zum Werkstück angeordnet ist und von der
Hauptandruckrichtung, in welcher die jeweilige Einschubrolle auf das
Werkstück
wirkt, durchstoßen
wird. Insofern dreht die Lagerung der Einschubrollenwelle zumindest
um eine Achse, die windschief bezüglich der Hauptandruckrichtung
angeordnet ist bzw. die eine zur Hauptandruckrichtung parallele
Achse schneidet.
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Durch diese Abweichung von der Hauptandruckrichtung
sind die Andruckkräfte
für das
Werkstück
einerseits und die Haltekräfte
für die
Lagerung ge trennt voneinander ausgerichtet und es kann so unter
anderem wesentlich weniger zu einem Anbacken kommen.
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Vorzugsweise ist die Drehachse der
Einschubrollenwelle gegenüber
der Rotationsachse der Wellenaufnahme derart angeordnet, dass bei
einer Rotation der Wellenaufnahme die Drehachse der Einschubrollenwelle
einen Kegel im Raum beschreibt.
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Vorteilhaft ist es hierbei, wenn
der Kegel eine Spitze aufweist, die sich im Wesentlichen in einem Schnittpunkt
der Drehachse der Einschubrollenwelle und einer Senkrechten der
Bearbeitungsebene, vorzugsweise sich im Wesentlichen in einem Schnittpunkt
der Drehachse der Einschubrollenwelle und der Bearbeitungsebene,
befindet. Hierbei wird die Bearbeitungsebene durch die Bearbeitungsachse und
die Hauptandruckrichtung aufgespannt. Insbesondere, wenn die Spitze
des Kegels sich in einem Schnittpunkt der Drehachse der Einschubrollenwelle und
der Bearbeitungsebene befindet, werden besonders geringe Lagerkräfte erzeugt,
die auf den Einstellmechanismus, insbesondere auch auf die Wellenaufnahme,
wirken.
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Um die Einschubrollenwelle gegenüber dem Werkstück in unterschiedlichen
Winkeln anstellen zu können,
ist es vorteilhaft, wenn die Drehachse der Einschubrollenwelle und
die Rotationsachse der Wellenaufnahme einen Winkel miteinander einschließen. Hierdurch
wird erreicht, dass die Drehachse der Einschubrollenwelle bei Rotation
der Wellenaufnahme um deren Rotationsachse eben diesen Kegel beschreibt
und die Einschubrollen gegenüber
einem Werkstück
bzw. der Bearbeitungsachse der Förderstrecke
in verschiedenen Positionen angestellt werden kann. In diesem Zusammenhang
wurde ermittelt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Rotationsachse
der Wellenaufnahme schräg
zu einer Senkrechten der Bearbeitungsachse der Förderstrecke angeordnet ist.
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Eine Lagerung der Einschubrollenwelle
an der Wellenaufnahme, mit welcher die vorstehend beschriebenen
Möglichkeiten
erzielt werden können,
ist baulich besonders einfach gestaltet, wenn die Wellenaufnahme
eine Bohrung zur Aufnahme einer Einschubrollenwelle aufweist und
die Bohrung schräg
zu der Rotationsachse der Wellenaufnahme angeordnet ist.
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Damit die Drehachse der Einschubrollenwelle
bei einer Rotation der Wellenaufnahme, wie erläutert einen Kegel beschreibt,
weist die Wellenaufnahme vorzugsweise eine Bohrung auf, deren Eingangs- und
Ausgangsöffnung
unterschiedliche Abstände
zu der Rotationsachse der Wellenaufnahme aufweisen.
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Um die Kegelspitze möglichst
nahe in dem Bereich der Bearbeitungsachse anordnen zu können, ist
es vorteilhaft, wenn eine Öffnung
der Bohrung der Wellenaufnahme an der der Einschubrollen zugewandten
Stirnseite der Wellenaufnahme näher an
der Rotationsachse der Wellenaufnahme angeordnet ist als eine Öffnung der
Bohrung an der Einschubrollen abgewandten Stirnseite der Wellenaufnahme.
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Um die Bauteilmenge des Einstellmechanismusses
möglichst
gering zu halten, ist es vorteilhaft, wenn die Wellenaufnahme einen
selbsthemmenden Antrieb aufweist. Mittels des selbsthemmenden Antriebes
kann die Wellenaufnahme sehr genau angesteuert werden und es werden
darüber
hinaus zuin Feststellen der Wellenaufnahme keine zusätzlichen Mittel,
wie beispielsweise Brems- oder Halteeinrichtungen benötigt, da
der selbsthemmende Antrieb die Wellenaufnahme baulich besonders
-einfach in ihrer gewünschten
Betriebspositionfixiert.
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Um einen derartigen selbsthemmenden
Antrieb baulich weiter zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, wenn
der selbsthemmende Antrieb ein selbsthemmendes Schraubengetriebe
bzw. Schneckengetriebe und/oder einen hydraulischen Stellmotor aufweist.
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Darüber hinaus wird die Aufgabe
der Erfindung von einem Verfahren zum Einstellen einer Einschubrolle
eines Vorschubapparates gegenüber
einer Bearbeitungsachse einer Förderstrecke
gelöst, bei
welchem eine Drehachse der Einschubrollenwelle verlagert wird, indem
eine Lagerbuchse, in welcher die Einschubrollenwelle gelagert ist,
um die Rotationsachse der Lagerbuchse gedreht wird, und die Rotationsachse
der Lagerbuchse zumindest eine Komponente parallel zur Drehachse
der Einschubrollenwelle aufweist. Hierdurch ist ein besonders sicheres und
besonders wartungsarmes Verfahren zum Einstellen einer Einschubrolle
gegenüber
einem linear bewegten Werkstück
realisiert. Insbesondere hinsichtlich der parallelen Komponente
können
die notwendigen Anstellkräfte
wesentlich einfacher und besser beherrscht werden.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn
beim Rotieren der Lagerbuchse die Drehachse der Einschubrollenwelle
um die Rotationsachse der Lagerbuchse taumelt. Durch eine derartige
Bewegung kann eine Einschubrolle individuell auf die jeweiligen
Bedürfnisse
besonders einfach eingestellt werden.
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Eine bevorzugte Verfahrensvariante
sieht vor, dass beim Rotieren der Lagerbuchse zwischen der Drehachse
der Einschubrollenwelle und der Bearbeitungsachse der Förderstrecke
ein Winkel zwischen 0° und
10°, vorzugsweise
ein Winkel zwischen 0° und
5°, eingestellt
wird. Um eine Einschubrolle zwischen Werkstücken mit einem relativ geringen Durchmesser
und einem Werkstück
mit einem demgegenüber
relativ großen
Durchmesser ausreichend gut einstellen zu können, wird in der Praxis eine
Einstellmöglichkeit
eines Winkels zwischen 0 und 1,25° bevorzugt
angewendet.
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Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender
Erfindung werden anhand der Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert, in
welcher beispielhaft ein Vorschubapparat und eine entsprechende
Wellenaufnahme einer Einschubrollenwelle dargestellt ist. Der Übersichtshalber
sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile in den einzelnen Figuren
mit denselben Bezugsziffern versehen.
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Es zeigt
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1 eine
erfindungsgemäße Anordnung einer
Lagerbuchse und einer darin angeordneten Einschubrollenwelle einschließlich eines
Einschubrollenwellenmotors,
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2 schematisch
eine Darstellung einer Winkelverstellung einer Einschubrollenwelle
mit einer dementsprechenden Lagerbuchse gegenüber einer Bearbeitungsachse
einer Förderstrecke
und
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3 schematisch
eine perspektivische Ansicht eines Vorschubapparates mit vier Einschubrollenwellen.
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Die 1 zeigt
eine Einschubrollenwelle 1, die in einer Lagerbuchse 2 drehbar
gelagert ist. Die Lagerbuchse 2 wiederum ist drehbar um eine Rotationsachse 13 (siehe 3) in einer Halterung 3 gelagert.
Somit kann nicht nur die Einschubrollenwelle 1, sondern
auch die Lagerbuchse 2 gegenüber der Halterung 3 gedreht
werden. Darüber
hinaus ist es möglich,
die Lagerbuchse 2 sowohl gegenüber der Halterung 3 als
auch gegenüber
der Einschubrollenwelle 1 zu drehen. Ein Drehen der Einschubrollenwelle 1 ist selbst
dann möglich,
wenn die Lagerbuchse 2 sich nicht gegenüber der Halterung 3 dreht.
Die Einschubrollenwelle 1 dreht in einer ersten Ausrichtung
um eine Drehachse 1A.
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An einem ersten Ende der Einschubrollenwelle 1 ist
eine Einschubrolle 4 angeordnet, die bei Rotation im Uhrzeigersinn 25 ein
Werkstück 5 entlang
einer Bearbeitungsachse 6 in Pfeilrichtung 7 transportiert.
An dem der Einschubrolle 4 entgegengesetzten Ende der Einschubrollenwelle 1 ist
ein Antriebsmotor 8 angeordnet, der die Einschubrollenwelle 1 antreibt.
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Die Lagerbuchse 2 weist
einen umlaufenden Ring 9 auf, der mit einer Schrägverzahnung 10 versehen
ist. Hierbei ist der Steigerungswinkel der Schrägverzahnung 10 so
groß gewählt, dass
die Schrägverzahnung 10 eine
selbsthemmende Getriebeverzahnung darstellt, welche die Lagerbuchse 2 in einer
einmal eingestellten Position so lange beibehält, bis diese Position aktiv
verändert
wird.
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Die Einschubrollenwelle 1 ist
in der Lagerbuchse 2 schräg angeordnet, so dass sich
die erste Drehachse 1A der Einschubrollenwelle 1 bei
Rotation der Lagerbuchse 2 in eine weitere Position verschiebt
und die Einschubrollenwelle 1 eine weitere Drehachse 1B aufweist,
die von der ersten Drehachse 1A der Einschubrollenwelle 1 abweicht.
Somit wird die Einschubrolle 4 gegenüber dein Werkstück 5 bzw. gegenüber der
Bearbeitungsachse 6 in einem anderen Winkel angestellt.
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Die hier beispielhaft eingezeichneten
zwei unterschiedlichen Positionen, der Drehachsen 1A und 1B stellen
nur eine Auswahl von vielen darüber hinausgehenden
Positionen dar, welche die Einschubrollenwelle 1 durch
das Rotieren der Lagerbuchse 2 um die Rotationsachse 13 einnehmen
kann.
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Um die Möglichkeit eines Verlagerns
der Einschubrollenwelle 1 schematisch besser zu veranschaulichen,
ist die Einschubrollenwelle 1 im Bereich ihrer Einschubrolle 4 abgewandten
Seite 11 strichpunktiert in einer verlagerten Position 1' angedeutet, so
dass aus der 1 leichter
ersichtlich ist, wie sich die Einschubrollenwelle 1 gegenüber einer
ersten Position verlagern kann. Darüber hinaus ist der Antriebsmotor 8 ebenfalls
strichpunktiert in einer verlagerten Position 8' dargestellt.
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Die in der 2 schematisch abgebildete Ansicht 12 zeigt
eine Lagerbuchse 2, in welcher eine Einschubrollenwelle 1 schräg gelagert
ist.
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Die Lagerbuchse 2 rotiert
hierbei um eine Rotationsachse 13, wohingegen sich die
Einschubrollenwelle 1 ursprünglich um eine Drehachse 1A dreht.
Die Rotationsachse 13 der Lagerbuchse 2 ist in
einem Winkel 14 gegenüber
der Drehachse 1A der Einschubrollenwelle 1 angestellt.
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Rotiert nun die Lagerbuchse 2 um
ihre Rotationsachse 13, verlagert sich die Drehachse 1A der
in der Lagerbuchse 2 schräg angeordneten Einschubrollenwelle 1 derart,
dass die Drehachse 1A virtuell einen Kegel 15 in
den Raum 16 schreibt, und der Kegel 15 eine Spitze 17 aufweist,
die in einem Schnittpunkt 18 der Einschubrollenwellenebene,
in welcher die Einschubrollenwellenachse 1A liegt und die
senkrecht zur Bildebene und somit parallel zur Hauptandruckrichtung
der Einschubrolle 4 auf das Werkstück 5 ausgerichtet
ist, und der Bearbeitungsachse 6 ihren Ursprung hat.
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Hierdiirch kann die Einschubrolle 4 auf
baulich einfache Weise in unterschiedlichen Winkeln gegenüber der
Bearbeitungsachse 6 und dementsprechend auch gegenüber einem
Werkstück 5 eingestellt
werden. Mittels dieser Anordnung ist es möglich, die Drehachse 1A der
Einschubrollenwelle 1 zwischen 0° und 1,25° zu verlagern und hierdurch eine
ausreichende Anstellung der Einschubrolle 4 gegenüber dem
Werkstück 5 zu
erreichen. Somit kann die Einschubrolle 4 an die wechselnden
Erfordernisse unterschiedlicher Durchmesser der Werkstücke 5 angepasst
werden. Die Anordnung ermög licht
es unter anderem auch, die entsprechenden Winkel äußerst fein
und präzise
anzustellen.
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Der in der 3 gezeigte Vorschubapparat 20 ist
Teil einer Schälmaschine 21 (hier
nur im Hintergrund angedeutet) und weist vier Einstellmechaniken 22 (nur
exemplarisch beziffert) auf, wobei die Einstellmechaniken 22 jeweils
eine Lagerbuchse 2 (siehe 1 und 2) mit einer darin schräg angeordneten Einschubrollenwelle 1 (siehe 1 und 2) aufweisen. Neben den Einstellmechaniken 22 können zusätzlich noch
Spanneinrichtungen vorgesehen sein, mittels welcher die Einschubrollen
parallel zu ihrer Hauptandruckrichtung auf das Werkstück zu verlagert
bzw. angestellt werden können,
um ihren Abstand an den jeweiligen Werkstückdurchmesser geeignet anpassen
zu können.
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Die vier an dem Vorschubapparat 20 angeordneten
Einschubrollen 4 (siehe 1 und 2) transportieren das Werkstück 5 in
Förderrichtung 7 zu
der Schälmaschine 21,
mit welcher in diesem Ausführungsbeispiel
beispielsweise eine Zunderschicht (hier nicht dargestellt) von dem
Werkstück 5 entfernt wird,
bewegt wird, wobei das Werkstück
6 im Anschluss an den Schälvorgang
eine metallisch blanke Oberfläche
(hier nicht dargestellt) aufweist.
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Im oberen Bereich des Vorschubapparates 20 befindet
sich eine Antriebsund Einstelleinheit 23, die mittels einer
Stellmechanik 24 jeweils auf die Schrägverzahnung 10 des
umlaufenden Ringes 9 (siehe 1)
wirkt und die Lagerbuchse 2 hierbei in eine gewünschte Position
eingestellt werden kann.