DE8625142U1 - Profiliervorrichtung für Honsteine - Google Patents

Description

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Maschinenbau Grieshäber GmbH & COi 7620 Wolfach

München, 9. September 1986 la-fr 15 177/381

Profiliervorrichtung für Honsteine

Die vorliegende Neuerung betrifft eine Profiliervorrichtung für große Honsteine, die eine sphärische Form in zwei Ebenen aufweisen.

Zur Superfinishbearbeitung von Ringen mit großen Durchmessern, beispielsweise Wälzlagerringen mit Durchmessern bis zum 1 m und mehr, sind Honsteine entsprechender Größe erforderlich. Zur Erzielung einer entsprechenden Oberflächengüte ist es unbedingt erforderlich, daß die Honsteine • ine an da,s zu bearbeitende Werkstück gut angepaßte Form •ufweisen.

Gemäß dem Stand der Technik wird diese hochgenaue Formanpassung der Honsteine an das zu bearbeitende Werkstück dadurch erreicht, daß vorgeformte Honsteine durch das sogenannte "Einlaufen" mit den zu bearbeitenden 'Werkstücken ihre endgültige Form erhalten, die dann erst zu dem gewünschten Honergebnis führt.

Dabei ist es allerdings unvermeidlich, daß die ersten Werkstücke bezüglich ihrer Oberflächenqualität nicht den gegebenen Anforderungen entsprechen und unter Umständen bei der Qualitätskontrolle als "Ausschuß" aussortiert werden müssen. Eine solche EYidprofi 1 ierung der Honsteine durch "Einlaufen" ist also nur bei großen Werkstückzahlen

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wirtschaftlich, da der beim Einlaufen zwangsweise entstehende "Ausschuß" kaum mehr ins Gewicht fällt. Werden dagegen Werkstücke in nur geringen Produktionszahlen oder gar als Einzelstucke gefertigt, ist eine Endprofi 1ierung von Honsteinen durch "Einlaufen" wirtschaftlich nicht mehr vertretbar. Gerade ab'er Wälzlagerringe mit großen Durchmessern werden erfahrungsgemäß nur in geringen Stückzahlen gefertigt.

Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Prof i 1 iervorri ch-^ tung zur hochgenauen Profilierung von Honsteinen, die vorzugsweise eine sphärische Form in zwei Ebenen aufweisen, derart zur Verfugung zu stellen, daß die Honsteine in ihrer Formgebung ideal an die Oberflächenformung des zu bearbeitenden Werkstückes angepaßt sind, schon bevor sie mit diesen in Berührung kommen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß auf einer Grundplatte (26) ein erster Lagerbock (24) und ein zweiter Lagerbock (50) senkrecht stehend montiert sind* wobei in dem ersten Lagerbock (24) mittei-s einer Welle (20) und einem darauf sitzenden Schwenkarmhalter (22) ein in letzterem aufgenommener Schwenkarm (18) schwenkbar gelagert ist, eine am Lagerbock (24) zwar ortsfest, aber drehbar angelenkte ZyIinder-/Kolbenanordnung (32/34) mit ihrem anderen Ende an dem Schwenkarmhalter (22) drehbar gelagert ist und der Schwenkarm (18) an einem Freiende den Honstein (12) aufnimmt und wobei in dem zweiten Lagerbock (50) ein Tisch (46) mittels einer längs zu ihm verlaufenden Stange (48) 1ängsverschieblich und um die Mittellinie der Stange (48) drehbar gelagert ist, auf dem Tisch ein Antreibsmotor mit Spindel und auf diesem aufgesetzt ein scheibenförmiger Fräser (40) derart ortsfest montiert sind, daß der rotierende scheibenförmige Fräser (40) mit dem Honstein (12) in Berührung tritt,

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ein ebenfalls auf der Grundplatte ortsfest montierter Arm (54) so angeordnet ist, daß mittels einer Zylinder-/Kolbenanordnung (56/58), die einenends am Arm (54) und anderenends am Tisch (46) angelenkt ist, der Tisch (46) längsverschoben werden kann, an einem Freiende des Arms (59) ein Stab (60) in Richtung von der Grundplatte (26) weg erstreckt und an diesem Stab (60) eine Halteplatte (62) mittels eines Bolzens (64) schwenkbar gelagert ist, die mit ihrem zur Grundplatte hinweisenden Ende über einen Bolzen (70) an den Tisch (46) derart angelenkt ist, daß eine Relativbewegung zwischen der Halteplatte (62) und dem Tisch (46) in mehr als zwei Raumkoordinaten möglich ist.

Bevorzugte Ausführungsformen dieser neuerungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den auf den Anspruch 1 folgenden Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Neuerung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von einem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Profiliervorrichtung für Honsteine gemäß der vorliegenden Neuerung,

Fig. 2 die teilweise geschnittene Frontalansicht eines Teils der Profi1ierungsvorrichtung zu einem Bearbeitungszeitpunkt T₁,

Fi g * 3 eine schematische Seitenansicht des in Figur 2 dargestellten Teils cigr Profiliervorrichtung zu einem Bearbeitungszeitpunkt T-, (durchgezogene Linie) und einem Bearbeitungszeitpunkt T (strichpunktierte Linie) und

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Fig. 4 eine der Figur 2 entsprechenden Darstellung, jedoch zu einem Bearbeitungszeitpunkt T_a die der strichpunktierten Arbeitsstellung des ProfiliervorrichtungsteiIs in Fig. 3 entspricht. |

In Figur 1 wird in einer Profiliervorrichtung 10 f*i &eegr; Honstein 12 auf seine endgültige Form geschliffen. Während des Bearbeitungsvorganges sitzt der Honstein 12 fest in einem Steinhalter 14, der mittels einer Verzahnung 16 an einem Freiende eines Schwenkarms 18 starr montiert ist. Der Schwenkarm 18 wird von einem einseitig | auf einer Welle 20 aufsitzenden Schwenkarmhalter 22 klauenartig umfaßt. Der Schwenkarmhalter 22 ist über die | Welle 20 in einem Lagerbock 24 gelagert. |

Der Lagerbock 24 ist in einer auf einer Grundplatte 26 ortsfest angebrachten Schwalbenschwanzführung 28 längsverschieblich geführt. Mit dem Lagerbock 24 ist ortsfest ein Arm 30 verbunden, an den ein mit Druckluft oder Hydraulik betriebener Zylinder 32 drehbar angelenkt ist. Die zuführenden und wegführenden Versorgungsleitungen für die Druckluft oder Hydraulik des Zylinders 32 sind in Figur 1 nicht dargestellt. Der Zylinder greift über seine in ihm geführten Kolbenstange 34 an dem oberen freien Ende des Schwenkarmhalters 22 an, in dem das U-förmig ausgebildete Kolbenstangenende der Kolbenstange 3£ drehbar mit dem Schwenkarmhalter 22 verbunden ist. Somit bewirkt eine Verschiebung der Kolbenstange 34 im Zylinder 32 eine Schwenkbewegung des Schwenkarms 18 um die Welle 20, wobei die mögliche Schwenkbewegung des Schwenkarms 18 durch dessen Grenzsymmetrielinien 36 und 38 angedeutet ist,

Durch diese vertikale Schwenkbewegung wird die erste Krümmung des Honsteins 12 im Zusammenwirken mit einem

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scheibenförmigen Fräser 40, der diesen überstreicht, in Längsrichtung des Honsteins 12 erhalten. Dabei ist die Schwenkbewegung des Schwenkarms 18 so ausgelegt, daß der Honstein 12 während des Bearbeitungsvorgangs von seinem oberen bis unteren Ende vo-=t dem scheibenförmigen Fräser 40 überstrichen wird. Zur Einstellung des Krümmungsradius des Honsteins wird zunächst die Pressverbindung zwischen de^n kl auenf örmi gen Schwenkarmhalter 22 und dem Schwenkarm 18 gelöst, so daß der Schwenkarm 18 in dem Schwenkarmhalter 22 leicht 1ängsverschieblich aufgenommen ist, Anschliessend wird der Lagerbock 24 um den gewünschten Betrag entlang der Schwal benschwanzführvng 28 verschoben. Der Lagerbock wird mittels Klemmschrauben wieder ortsfest mit der Grundplatte 26 verbunden, der Schwenkarm 18 um den entsprechenden Betrag in der Schwenkarmhalterung 22 verschoben, um wieder mit dem scheibenförmigen Fräser 42 in Berührung zu treten, und der Schwenkarm 18 wird wieder durch die entsprechende Klemmvorrichtung im Schwenkarm-· halter 22 eingeklemmt. Der neu eingestellte Radius des Honsteins 12 entspricht dann der Strecke zwischen der gedachten Symetrieachse der Welle 20 und dem Berührungspunkt zwischen dem Honstein 12 und dem scheibenförmigen Fräser 40. Zur Erleichterung der Einstellung dieses Radius auf der Grundplatte 26 ist eine Skala 42 aufgebracht, wobei eine Markierung am Lagerbock 24 auf den jeweils eingestellten Skalenstrich, der einem gewünschten Radius des Honsteins 12 entspricht, zeigt.

Der gegenüber der Dicke der Honscheibe 12 schmal ausgebildete scheibenförmige Fräser 40 wird durch einen Motor, von dem in Figur 1 nur das Motorgehäuse 44 dargestellt ist, angetrieben. Aus dem Motorgehäuse 44 ist eine in der perspektivischen Darstellung verdeckte Spindel herausgeführt, auf deren Ende der scheibenförmige

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Fräser 40 sitzt. Motor und Motorgehäuse 44 sitzen ortsfest auf einem Tisch 46, der mittels einer Verschiebestange 48 in einem Lagerbock 50 gleitend gelagert ist. Der Lagerbock 50 ist ortsfest suf der Grundplatte 26 montiert. Der Tisch 46 kann über die Verschiebestange 48 eine längs zur Längsausrichtung des Lagerbocks gerichtete Verschiebung und eine Rotationsbewegung um den Achsmittelpunkt der Verschiebestange ausführen. Die Verschiebung des Tisches 46 hat also zwei Freiheitsgrade, wobei die Längsverschiebung senkrecht zu der Verschiebungsrichtung des Lagerbocks 24 gegenüber der Grundplatte 26 ausgerichtet ist. An dem Ende des Tisches 46, das dem scheibenförmigen Fräser 40 gegenüberliegt, ist ein abgewinkelter Arm 54 derart auf der Grundplatte 26 aufgebracht, daß diese über den Tisch 46 hinausragt und letzterer unter diesem verschoben werden kann. Der Tisch 46 ist durch eine jeweils drehbar angelenkte pneumatische oder hydraulische Kolbenzylinderanordnung, deren Zu- und Ableitungen wiederum in Figur 1 nicht dargestellt sind, mit dem ortsfesten Arm 54 verbunden, so daß durch eine Betätigung
der KoI ben-Zyl i nderanordnung. zunächst im wesentlichen eine Längsverschiebung des Tisches 46 und somit des scheibenförmigen Fräsers 40 einhergeht. Am Freiende des Arms 54 erstreckt sich ortsfest eine Stange 60 senkrecht nach oben, also in die der Grundplatte gegenüberliegende Richtung. Über einen Bolzen 64 wird in einem vorbestimmten Abstand eine Halteplatte 62 an der Stange 60 aufgehängt, wobei die Halteplatte 62 über ein Kugelgelenk 66 dreh- und schwenkbar ist. Das zur Grundplatte ?6 hin weisende Freiende der Halteplatte 62 ist ebenfalls durch einen, in Fiaur 1 nicht dargestellten Bolzen mit Kugelgelenk 68 an Tisch 46 angelenkt. Durch die über die Halteplatte 62 gewährleistete Verbindung zwischen dem Tisch 46 und dem ortsfest über Arm 54 mit der Grundplatte

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26 Verbundenen Stange 60 ist einerseits eine Rotationsbewegung des Tisches 46 um die Achse der Verschiebestange 48 ausgeschlossen, Zum anderen wird aber durch die Haltestange 62 ein Abkippen des Tisches 46 und somit des damit verbundenen scheibenförmigen Fräsers 40 bei einer Vorwärts·= bzw. Rückwärtsbewegung des Tisches bewirkt. Durch dieses Abkippen wird der scheibenförmige Fräser 40 um einen geringen Betrag von dem zu bearbeitenden Honstein 12 weggeführt, wodurch sich während der Bearbeitung die zweite Krümmung des Honsteins 12, in diesem Fall eine konkave Krümmung, ergibt.

Der Bewegungsablauf zur Erzeugung der zweiten Krümmung auf dem Honstein 12 wird in den Figuren 2 bis 4 verdeutlicht.

In Figur 2 steht der scheibenförmige Fräser 40 in seiner Ausgangsposi ti on j d^h^ daß die Mittellinie 72 des Tisches 46 mit dem Lot auf die Grundplatte 26 zusammenfällt. Vor einer Rotation um die Symmetrielinie der Achse 48 ist der Tisch 46 durch die Halteplatte 62 gesichert. Eine entsprechende seitliche Draufsicht auf diese Tischstellung ist mit den durchgezogenen Linien in Figur 3 dargestellt. Hier ist ersichtlich, daß auch die Mittellinie 74 der Halteplatte 62 im Lot auf die Grundplatte 26 steht und somit vollständig parallel zu dem deckungsgleichen Arm 60, der in Figur 2 nur schematisch und in Figur 3 nicht mehr dargestellt wurde, verläuft. Wird der Verschiebetisch, wie in Figur 3 durch die gestrichelten Linien dargestellt, durch die hier nicht dargestellte Kolben-Zylinderanordnung 56,58 in Pfeilrichtung längsverschoben, schwenkt die Befestigungsplatte 62 in Pfeilrichtung aus der senkrechten Ausgangslage weg, so daß der Mittelpunkt des Kugelgelenks 68 einen Kreisbogen um den

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Mittelpunkt des Kugelgelenks 66 beschreibt* Infolge dieser Bewegung des Haltearms 62 wird der nach Vorne verschobene Tisch 46 in Ermangelung eines Verschiebefreiheitsgrades in der senkrecht zur Verschieberichtung stehenden Richtung uiii die Symmetrielinie der Welle 48 gekippt. Wie aus Figur 4 ersichtlich ist, ist diese Bewegung dadurch ermöglicht, daß die Verbindung zwischen | dem Bolzen 70 und der Platte 62 durch ein Kugelgelenk ausgeführt ist: Aus dieser Figur_; die de<" strichpunktierten Ausführung der Figur 3 entspricht, geht ebenfalls hervor, daß bei Längsverschiebung in Pfeilrichtung der Figur 3 der Tisch 46 samt ortsfest an ihm angebrachten scheibenförmigen Fräser 40 um den Winkel gegenüber dem Lot auf die Grundplatte 26 gekippt wird, ^j

Unter Zugrundelegung dieses Bewegungsablaufes ist aus Figur 1 ersichtlich, daß in der Arbeitsstellung zum Zeitpunkt T₁ der scheibenförmige Fräser am weitesten in den Honstein 12 eingreift und zu einem Zeitpunkt T^ weniger weit eingreift. Vorzugsweise wird während einer definierten Ausgangs- oder Kippstellung des scheibenförmigen Fräsers 40 der Honstein 12 axial einmal mittels des

Schwenkarms 18 hin- und hergeschwenkt, bevor der Fräser

ä um einen Betrag weiter gerückt wird, der vorzugsweise ca. |

der Dicke des scheibenförmigen Fräsers 40 entspricht. J

Während dieses Vor- oder entsprechend auch dem Zurückver- |

schieben wird der Tisch 46 und der entsprechende Fräser |

40 aber auch von dem Honstein 12 weggekippt, woraus sich | die zuvor angesprochene zweite sphärische Oberflächenformung ergibt.

Der scheibenförmige Fräser 40 kann beispielsweise zu dem Zeitpunkt T₄ , an welchem Tisch und Fräser senkrecht zur Grundplatte 26 stehen, die Hittellinie des Honsteins überstreichen. Wird nun der Fräser aus dieser Grundstel-

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lung vorwärts oder rückwärts bewegt, wird er um die Mittelachse der Welle 48 weggekippt und es entsteht durch den Fräsvorgang eine konkave zweite Oberflächenrunduhg des Honsteins 12.

Um diese zu erhalten, ist die Befestigungsplatte 62 also auf der dem Honstein zugewandten Seite des zuletzt beschriebenen Teils der Vorrichtung angebracht. Werden der winkelförmige Arm 54, die an dessen Freiende angebrachte Stange 6Ö und die über den Bolzen 64 mit dieser verbundene Halteplatte 62 spiegelbildlich gegenüber der senkrecht zur Grundplatte 26 stehenden Symmetrieebene des Lagerbocks 50 angeordnet, d.h. ist die Befestigungsplatte 62 auf der von dem Honstein 12 abgewandten Seite angeordnet, so kippt der scheibenförmige Fräser 40 bei der Längsverschiebung zum Honstein hin weg und beim Überfahren des Honsteins in Querrichtung mittels des Fräsers 40 entsteht eine konvexe Form. Letztere Ausführung ist in den hier dargestellten Figuren nicht ausgeführt.

Die Befestigungsplatte 62 kann an verschiedenen Punkten des ortsfesten Armes 60 mittels des Bolzens 64 drehbar gelagert werden. Dazu sind entsprechende Ausnehmungen 76 bzw. 78 in der ortsfesten Stange 60 und der um diese verschieblichen Befestigungsplatte 62 vorgesehen. Die durch die Symmetrielinien der Bolzen 64 und 70 bezeichnete Strecke entspricht dem Radius der Querform des Honsteins 12, wenn der vertikale Abstand der Symmetrieachse der Welle 48 zur Schleifspindel achse, der in Figur 1 mit A bezeichnet ist, gleich der zuvor beschriebenen Strecke ist. Ist das nicht der Fall, so kann dies bei den Radiuisangaben, d.h. bei den an den Ausnehmungen 76 angebrachten Angaben am Stab 60, entsprechend dem' Verhältnis der beiden Abstände aus dem sich einfach ergebenden geometrischen Verhältnis berücksichtigt werden.

Claims (1)

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   Maschinenbau Grieshaber GmbH & Co. Wolfach

   München, 9. September 1986 la-fr 15 177/381

   Schutzansprüche

   1. Profiliervorrichtung für Honsteine, die eine sphärische Form in zwei Ebenen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Grundplatte (26) ein erster Lagerbock (24^ und ein zweiter Lagerbock (50) senkrechtstehend montiert sine, wobei in dem ersten Lagerbock (24) mittels einer Welle (20) und einem darauf sitzenden Schwenkarmhalter (22) ein in letzterem aufgenommener Schwenkarm (18) schwenkbar gelagert ist, eine am Lagerbock (24) zwar ortsfest, aber drehbar angelenkte Zylinder-/Kolbenanordnung (32/34) mit ihrem anderen Ende an dem Schwenkarmhalter (22) drehbar gelagert ist und der Schwenkarm (18) an einem Freiende den Honstein (12) aufnimmt und wobei in dem zweiten Lagerbock (50) ein Tisch (46) mittels einer längs zu ihm verlaufenden Stange (48) längsverschieblich und um die Mittellinie der Stange (48) drehbar gelagert ist, auf dem Tisch ein Antreibsmotor mit Spindel und auf diesem aufgesetzt ein scheibenförmiger Fräser (40) derart ortsfest montiert sind, daß der rotierende scheibenförmige Fräser (40) mit dem Honstein (12) in Berührung tritt, ein ebenfalls auf der Grundplatte ortsfest montierter Arm (59) so angeordnet ist, daß mittels einer Zylinder-/Kolbehanerdnung (56/58), die einenends am Arm (54) und anderenends am Tisch (46) angelenkt istj der Tisch (46) längsverschoben werden kann, an

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   an einem Freiende des Arms (59) ein Stab (60) in Richtung von der Grundplatte (26) weg erstreckt und an diesem Stab (60) eine Halteplatte (62) mittels eines Bolzens (64) schwenkbar gelagert ist, die mit ihrem zur Grundplatte hin weisenden Ende über einen Bolzen (70) an dem Tisch (46) derart angebracht ist, daß eine Relativbewegung zwischen der Halteplatte

   (62) und dem Tisch (46) in mehr als zwei Raumkoordinaten möglich i st.

   2. Profiliervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Lagerbock (24) 1ängsverschieblich in Richtung senkrecht zur bearbeitenden Fläche des Honsteins (12) auf der Grundplatte (26) angebracht ist und der Schwenkarm (18) um einen entsprechenden Betrag in der Schwenkarmhalterung (22) längsverschoben werden kann.

   3. Profiliervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Lagerbock (24) in einer auf der Grundplatte ortsfest montierten Schwalbenschwanzführung (28) geführt ist.

   4. Profi 1 iervorrichtung nach Anspruch 2 und/oder

   3,

   dadurch gekennzeichnet, daß auf der Grundplatte (26) seitlich entlang des Verschiebeweges eine Skala (42) angebracht ist.

   5* Profiliervorrichtung nach Anspruch 2,3 und/oder 4,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbock (24) mittels Klemmschrauben,

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   die über Klemmbacken auf die SchwalbenschwanzfUhrung (28) wirken* gegenüber der Grundplatte fixierbar ist.

   6. Profiliervorrichtung nach Anspruch 2,3,4 und/oder 5,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkarm (18) mittels Klemmschrauben

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   7i Profiliervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Honstein (12) mittels eines Steinhalters (14) am Freiende des Schwenkarms (18) lösbar angebracht ist.

   8. Profiliervorrichtung nach Anspruch 1 und/öder 7,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Steinhalter (12) mittels einer Verzahnung

   (16) in das Freiende des Schwenkarms (18) eingreift.

   9. Profiliervorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Halteplatte (62) zugewandten Ende des Bolzens (70) ein Kugelgelenk (68) ausgeführt ist.

   10. Profiliervorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Symmetrielinien der an der Halteplatte angebrachten Bolzen (64)/(70) gleich dem Abstand (A) zwischen den Symmetrielinien der Welle (48) und der Schleifspindel auf der

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   der scheibenförmige Fräser (40) sitzt* ist*

   11. Profiliervorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden Ansprüchej

   dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Stabs (60) Und der Halteplatte (62) Ausnehmungen (76) bzw, (78) zur Aufnähme des Bolzens (64) angeordnet sind*

   12. Profiliervorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden Ansprüche,

   dadurch gek e"n nzei chnet, daß der Arm (59) der darauf angebrachte Stab

   (60) und die Haltepiatte (62) derart ausgerichtet sind, daß die Halteplatte (62) auf der dem Honstein I

   (12) zugewandten Seite des Stabs (62) schwenkbar I

   angebracht ist* |

   13i Profiliervorrichtung nach Anspruch ' 1 und/oder I einem der folgenden Ansprüche, I

   dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (59), der darauf angebrachte Stab (60) und die Halteplatte (62) derart ausgerichtet sind, daß die Halteplatte (62) auf der dem Honstein (12) abgewandten Seite des Stabes (62) schwenkbar angebracht ist.