DE8701674U1 - Guiding or clamping device for workpieces - Google Patents

Guiding or clamping device for workpieces

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DE8701674U1 DE8701674U DE8701674U DE8701674U1 DE 8701674 U1 DE8701674 U1 DE 8701674U1 DE 8701674 U DE8701674 U DE 8701674U DE 8701674 U DE8701674 U DE 8701674U DE 8701674 U1 DE8701674 U1 DE 8701674U1
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/72—Auxiliary arrangements; Interconnections between auxiliary tables and movable machine elements
    • B23Q1/76—Steadies; Rests

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

Patentanwalt Walter:K$ß4>bütz&i ; Wafcßstrfiße 6 · 5419 HelferskirchenPatent Attorney Walter : K$ß4>bütz&i ; Wafcßstrfiße 6 · 5419 Helferskirchen

- 3 - G 153a- 3 - G 153a

GWT Gesellschaft für Gewindewirbei- & Tiefbohrtechnik mbH, Ihdustriestraße 15 - 17, 3564 Steffenberg 1GWT Society for Thread Turning and Deep Drilling Technology mbH, Industriestraße 15 - 17, 3564 Steffenberg 1

Führtungs- oder Einspannvorrichtung für WerkstückeGuiding or clamping device for workpieces

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum zentrischen Führen oder Einspannen von Werkstücken, insbesondere von zu bearbeitenden Wellen in Maschinen zum Wiebeln oder Schälen von Gewinde, Schnecken, Profilen oder dgl., bestehend aus zwei mittels eines hydraulischen Antriebes auf Führungen verfahrbaren Schlitten zur Aufnahme von auswechselbaren Führungs- oder Spannbacken.The innovation relates to a device for the centric guiding or clamping of workpieces, in particular of shafts to be machined in machines for turning or skiving threads, worms, profiles or the like, consisting of two slides that can be moved on guides by means of a hydraulic drive to accommodate interchangeable guide or clamping jaws.

Es sind Vorrichtungen zum zentrischen Führen, sogenannte Lünetten, für Wirbel- bzw. Scha!vorrichtungen bekannt, die aus zwei gegeneinander bewegbaren Führungsbacken bestehen, denen jeweils eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit zugeordnet ist. Dabei wird die erste Führungsbacke durch eine Kolben-Zylinder-Einheit mit großem Arbeitsdruck gegen einen einstellbaren Festanschlag bewegt, während die zweite Führungsbacke durch eine Kolben-Zylinder-Einheit mit geringerem Arbeitsdruck auf das Werkstück einwirkt und dieses führend gegen die erste, ortsfeste Führungsbacke drückt. Diese bekannten Vorrichtungen sind aufgrund ihrer speziellen Konstruktion nur für Wirbel- bzw. Scha!vorrichtungen von Gewinde, Schnecken und Profilen verwendbar; jedoch nicht auf normalen Drehmaschinen einsetzbar. Darüber hinaus haben diese bekannten Führungsvörrichtungen den Nachteil, daß beim Wirbeln bzw. Schälen von Gewinde selbst eine geringe Toleranz am Werkstückaußendurchmesser nicht ausgeglichen werden kann und bei der Bearbeitung sich im Flankendurchmesser verdoppelnd auswirkt. Durch die beiden Kolben-Zylinder-Einheiten benötigt eine solche Vorrichtung einen verhältnismäßig großen Einbauraum, der sich besonders zur Bedienungsseite störend auswirkt.Devices for centric guidance, so-called steady rests, for whirling or peeling devices are known, which consist of two guide jaws that can be moved against each other, each of which is assigned a hydraulic piston-cylinder unit. The first guide jaw is moved against an adjustable fixed stop by a piston-cylinder unit with high working pressure, while the second guide jaw acts on the workpiece by a piston-cylinder unit with lower working pressure and presses it against the first, stationary guide jaw. Due to their special design, these known devices can only be used for whirling or peeling devices for threads, worms and profiles; however, they cannot be used on normal lathes. In addition, these known guide devices have the disadvantage that when whirling or peeling threads, even a small tolerance on the workpiece's outer diameter cannot be compensated for and has a doubling effect on the flank diameter during machining. Due to the two piston-cylinder units, such a device requires a relatively large installation space, which is particularly disruptive on the operating side.

6 Patentanwalt Walter KößQbufeki*· Walcisiraite 6 · 5419 Helferskirchen 6 Patent Attorney Walter KößQbufeki*· Walcisiraite 6 · 5419 Helferskirchen

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Es sind ferner Schnei!spannvorrichtungen für Werkstücke be-" kannt, die aus zwei um getrennte Achsen gegeneinander bewegbare Hebel mit auswechselbaren Spannbacken bestehen. Dabei werden die Hebel von einer Kolben-Zylinder-Einheit über eine Steuerscheibe bewegt. Die Steuerscheibe unterteilt den Schwenkbereich der Hebel in eine Schließ- und eine Spannbewegung* Derartige Vorrichtungen weisen bei verhältnismäßig großer Einbauhöhe nur eine geringe Öffnung auf, wodurch der Einsatz Solcher Vorrichtungen an Wirbel= bzw. Schälmaschinen nicht möglich ist. Ein öffhühgsweg, der es gestattet, bis an die Einspannstelle am Putter zu arbeiten, d. h., die Spannvorrichtung bzw. Lünette so weit zu öffnen, daß sie über das Futter gefahren werden kann, ist technisch nicht durchführbar.Cutting clamping devices for workpieces are also known, which consist of two levers with interchangeable clamping jaws that can be moved against each other around separate axes. The levers are moved by a piston-cylinder unit via a control disk. The control disk divides the swivel range of the levers into a closing and a clamping movement. Such devices have only a small opening with a relatively large installation height, which means that the use of such devices on whirling or peeling machines is not possible. An opening path that allows work to be carried out up to the clamping point on the putter, i.e. opening the clamping device or steady rest so far that it can be moved over the chuck, is not technically feasible.

Es sind ferner Spannvorrichtungen bekannt, die aus zwei gegeneinander bewegbaren Spannschlitten mit auswechselbaren Spannbacken bestehen. Dabei ist nur einem Spannschlitten eine Kolben-Zylinder-Einheit zugeordnet, während die Bewegung des zweiten Spannschlittens vom ersten Spannschlitten über zwei Zahnstangen und ein Zahnrad Übertragen wird. Solche Vorrichtungen benötigen ebenfalls einen großen Einbauraum, spannen verhältnismäßig ungenau und sind daher für Maschinen zum Wirbeln bzw. Schälen von Gewinde oder dgl. ungeeignet.Clamping devices are also known that consist of two clamping slides that can move against each other and have interchangeable clamping jaws. A piston-cylinder unit is assigned to only one clamping slide, while the movement of the second clamping slide is transmitted from the first clamping slide via two toothed racks and a gear wheel. Such devices also require a large installation space, clamp relatively imprecisely and are therefore unsuitable for machines for whirling or peeling threads or the like.

Schließlich sind Zentrierspannvorrichtungen bekannt, die aus zwei auf Führungen verfahrbaren Schlitten mit auswechselbaren Spannbacken bestehen. Dabei ist jedem Schlitten eine hydraulisch beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Einheit zugeordnet. Um einen Gleichlauf der beiden Schlitten zu erzielen, ist eine Leitspindel mit Trapezgewinde vorgesehen, die Rechtsund Linksgewinde aufweist und einseitig gelagert ist. Um sicherzustellen, daß diese Leitspindel bei der Verschiebung der beiden Schlitten gedreht werden kann, darf dieselbe keine Selbsthemmung aufweisen. Dies bedeutet, daß das Trapezgewinde verhältnismäßig steil ausgebildet ist. Dies führt zu einem raschen Verschleiß und damit zu einer Beeinträchtigung der Zentrierspanngenauigkeit.Finally, centering clamping devices are known that consist of two slides that can be moved on guides with interchangeable clamping jaws. Each slide is assigned a hydraulically actuated piston-cylinder unit. In order to achieve synchronization of the two slides, a lead screw with a trapezoidal thread is provided, which has right-hand and left-hand threads and is mounted on one side. In order to ensure that this lead screw can be rotated when the two slides are moved, it must not have any self-locking. This means that the trapezoidal thread is relatively steep. This leads to rapid wear and thus to an impairment of the centering clamping accuracy.

Ratärtoiwalt Walter^ofobutzltf· Walzstraße 6 · 5419 HelferskirchenCouncillor Walter^ofobutzltf· Walzstrasse 6 · 5419 Helferskirchen

Der feuerung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum zentrischen Führen oder Einspannen von Werkstücken zu schaffen, die insbesondere bei Maschinen zum Wirbeln oder Schälen von Gewinde, Schnecken, Profilen oder dgl., aber auch bei normalen Drehmaschinen einsetzbar ist, die eine hohe Zentriergenauigkeit aufweist und so weit geöffnet werden kann, daß sie über das Spannfutter bewegbar ist. Darüber hinaus soll eine solche Vorrichtung nur einen verhältnismäßig geringen Einbauraum benötigen.The aim of the invention is to create a device for centrally guiding or clamping workpieces, which can be used in particular in machines for whirling or peeling threads, worms, profiles or the like, but also in normal lathes, which has a high degree of centering accuracy and can be opened so wide that it can be moved over the chuck. In addition, such a device should only require a relatively small installation space.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Neuerung bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß den beiden Schlitten eine mit dem Antrieb gekoppelte und mit Muttern der Schlitten zusammenwirkende, mittig ge- ■ lagerte und beidseitig der Lagerung symmetrisch mit Rechtsund Linksgewinde versehene Kugelrollspindel zugeordnet ist. Da eine Kugelrollspindel keine Selbsthemmung besitzt·, ist beispielsweise auch bei geringfügiger Durchmesserveranderung das Erreichen eines konstanten, eingestellten Anpreßdruckes gewährleistet, so daß ein Fressen des Werkstückes in den Führungs- oder Spannbacken ausgeschlossen und ein ungewollt hoher Anstieg des Drehmoments am Werkstück nicht zu befürchten ist. Der Antrieb kann verhältnismäßig klein ausgebildet sein, so daß der Einsatz der Vorrichtung auf kleinstem Raum möglich ist.To solve this problem, according to the innovation in a device of the type described at the beginning, it is proposed that the two slides be assigned a ball screw coupled to the drive and interacting with the nuts of the slides, centrally mounted and symmetrically provided with right-hand and left-hand threads on both sides of the bearing. Since a ball screw does not have a self-locking mechanism, a constant, set contact pressure is guaranteed even with a slight change in diameter, so that seizing of the workpiece in the guide or clamping jaws is excluded and there is no risk of an unwanted high increase in the torque on the workpiece. The drive can be designed to be relatively small, so that the device can be used in the smallest of spaces.

Weitere Merkmale der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 offenbart.Further features of the device are disclosed in claims 2 to 7.

Merkmale und Einzelheiten einer Vorrichtung gemäß der Neuerung werden nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigenFeatures and details of a device according to the innovation are explained in more detail below using an embodiment shown in a drawing.

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Patentanwalt WalterjKöäobÄi -WafchstraBe 6 · 5419 HelferskirchenPatent Attorney WalterjKöäobÄi -WafchstraBe 6 · 5419 Helferskirchen

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Fig. 1 eine Aüfrißdärstellung, halb Schnitt, halb Ansicht einer Vorrichtung gemMß der Neuerung und Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung der Fig. &Idigr;.Fig. 1 is an elevational view, half section, half view of a device according to the innovation and Fig. 2 is a side view of the device of Fig. &Idigr;.

Die in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellte Vorrichtung dient zum zentrischen Führen einer Welle in einer Maschine sun? Wirbeln von Gewinde« Dabei besteht die Vorrich= f,ung aus einem Fühi'ungskörper 1, der in diesem Ausführungsbeispiel mit einer doppelten, senkrechten Flachführung 2 versehen ist. Der Führungskörper 1 wird in an sich bekannter, nicht dargestellter Weise auf dem Maschinenschlitten befestigt, Auf der Flachführung 2 sind zwei Schlitten 3,4 verschiebbar gehalten, di>2 auswechselbare Führungsbacken 5,6 aufweisen. Dabei ist jede Führungsbacke 5,6 mit prismenartig angeord- ' neten Führungsleisten 7 versehen. In Abhängigkeit von dem Durchmesser des zu bearbeitenden Werkstückes 8 werden die Führungsbacken 5,6 ausgewechselt.The device shown in Fig. 1 and 2 of the drawing is used for the central guidance of a shaft in a machine for whirling threads. The device consists of a guide body 1, which in this embodiment is provided with a double, vertical flat guide 2. The guide body 1 is fastened to the machine slide in a manner known per se, not shown. Two slides 3, 4 are slidably held on the flat guide 2, which have two replaceable guide jaws 5, 6. Each guide jaw 5, 6 is provided with guide strips 7 arranged in a prism-like manner. The guide jaws 5, 6 are replaced depending on the diameter of the workpiece 8 to be machined.

Mittig im Führungsköper 1, also senkrecht unterhalb des Werkstückes 8, ist ein Lager 9 vorgesehen, welches eine Kugelrollspindel 10 drehbar aufnimmt. Diese Kugelrollspindel ist in diesem Ausführungsbeispiel im mittleren Bereich des Lagers 9 mit einem Zahnkranz 11 versehen, der entweder einstückig mit der Kugelrollspindel 10 ausgebildet oder getrennt * gefertigt und drehfest mit der Kugelrollspindel 10 verbundenIn the middle of the guide body 1, i.e. vertically below the workpiece 8, a bearing 9 is provided which rotatably accommodates a ball screw 10. In this embodiment, this ball screw is provided with a gear ring 11 in the middle area of the bearing 9, which is either formed in one piece with the ball screw 10 or manufactured separately * and connected to the ball screw 10 in a rotationally fixed manner.

ist. Der Zahnkranz 11 kämmt mit einem Zahnrad 12, welches auf einer Welle 13 befestigt ist. Dabei wird die Welle 13 von einem an sich bekannten, nicht dargestellten Hydromotor angetrieben.The gear ring 11 meshes with a gear 12 which is attached to a shaft 13. The shaft 13 is driven by a hydraulic motor known per se, not shown.

Die Kugelrollspindel 10 weist an ihren in den Bereich der Schlitten 3,4 ragenden Enden einerseits ein Linksgewinde und andererseits ein Rechtsgewinde auf, welches als an sich bekanntes Kugelrollgewinde 14 ausgebildet ist. Auf dem Kugel-The ball screw 10 has a left-hand thread on the one hand and a right-hand thread on the other hand at its ends that protrude into the area of the slides 3, 4, which is designed as a known ball screw thread 14. On the ball screw

Ratentanwalt \&Lgr;&&EEgr;&bgr;&Ggr;}4}9&bgr;&Igr;?&mgr;&&Kgr;&Ggr;· WalHäreße 6 · 5419 HelferskirchenInstallment lawyer \&Lgr;&&EEgr;&bgr;&Ggr;}4}9&bgr;&Igr;?&mgr;&&Kgr;&Ggr;· WalHäreße 6 · 5419 Helferskirchen

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rollgewinde 14 ist jeweils eine Kugelrollmutter 15 angeordnet, die von Aussparungen 16 des Führungskörpers 1 aufgenommen werden und mit dem jeweiligen Schlitten 3,4 verbunden sind. Bei einer Drehbewegung der Kugelrollspindel 10 werden nun die beiden Kugelrollmuttern 15 entweder gegeneinander oder voneinander weg bewegt, wobei die Schlitten 3,4 mit den Führungsbacken 5,6 die gleiche Bewegung ausführen.A ball screw nut 15 is arranged on each rolling thread 14, which are received in recesses 16 of the guide body 1 and are connected to the respective slide 3,4. When the ball screw spindle 10 rotates, the two ball screw nuts 15 are now moved either against each other or away from each other, with the slides 3,4 carrying out the same movement with the guide jaws 5,6.

Dadurch bedingt, daß die Krafteinleitung mittig an der Kugel rollspindel 10 erfolgt, ist sichergestellt, daß sich dieselbe bei großem Spanndruck auf beiden Seiten gleichmäßig lenkt bzw. verformt, so daß auch dann ein genau zentrisches Führen bzw. Spannen erreicht wird. Über den Hydromotor kann der Anpreßdruck der Führungsleisten stufenlos eingestellt · und damit dem Durchmesser des Werkstückes 8 angepaßt werden. Da die Kugelrollspindel 10 keine Selbsthemmung aufweist, ist auch bei geringfügiger Veränderung des Durchmessers ein konstanter Anpreßdruck erreichbar, so daß ein Fressen des Werkstückes 8 an den Führungsleisten 7 oder ein ungewollt hoher Anstieg des Drehmoments am Werkstück 8 nicht zu befürchten ist.Because the force is introduced centrally on the ball screw 10, it is ensured that it is guided or deformed evenly on both sides when there is high clamping pressure, so that even then a precisely centric guiding or clamping is achieved. The contact pressure of the guide rails can be continuously adjusted via the hydraulic motor and thus adapted to the diameter of the workpiece 8. Since the ball screw 10 has no self-locking mechanism, a constant contact pressure can be achieved even with a slight change in diameter, so that there is no risk of the workpiece 8 seizing on the guide rails 7 or an unintentionally high increase in the torque on the workpiece 8.

In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es möglich, das Zahnrad 12 durch eine Zahnstange zu ersetzen, die von einer hydraulisch beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Einheit bewegt wird. Eine solche Anordnung ist jedoch nur dann zweckmäßig, wenn der Spannweg verhältnismäßig kür? ist. Ferner ist es möglich, ab einem gewissen Durchmesser der Kugelrollspindel 10 dieselbe hohl auszubilden und mit einem inneren Zahnkranz zu versehen, über eine in der Kugelrollspindel 10 gelagerte Antriebswelle mit einem äußeren Zahnkranz kann dann die Kugelrollspindel 10 ebenfalls in Drehbewegung Versetzt werden« Bei geringen Spanndrücken und einem kurzen Spännweg ist es möglich, den Antrieb an einer SeiteIn a modification of the embodiment described, it is possible to replace the gear 12 with a rack which is moved by a hydraulically actuated piston-cylinder unit. However, such an arrangement is only useful if the clamping path is relatively short. Furthermore, it is possible to make the ball screw 10 hollow from a certain diameter and to provide it with an inner gear ring. The ball screw 10 can then also be set in rotation via a drive shaft mounted in the ball screw 10 with an outer gear ring. With low clamping pressures and a short clamping path , it is possible to have the drive on one side.

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Patentanwalt Waltenkoi3ebutzkicWaid)§tna'ße 6 · 5419 HelferskirchenPatent Attorney Waltenkoi3ebutzki c Waid)§tna'ße 6 · 5419 Helferskirchen

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der Kugelrollspindel 10 anzuordnen, da dann keine nennenswerte Längendehnung der Kugelroi!spindel zu erwarten ist.the ball screw 10, since then no significant elongation of the ball screw is to be expected.

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Claims (7)

i ä Patentanwalt WalterjK<$flbuiziil· Waösfräße 6 · 5419 Helferskirchen G 153a GWT Gesellschaft für Gewindewirbel- & Tiefbohrtechnik mbH, Industriestraße 15 - 17, 3564 Steffenberg 1 Schutzansprüchei ä Patent Attorney WalterjK<$flbuiziil· Waösfräße 6 · 5419 Helferskirchen G 153a GWT Gesellschaft für Gewindewirbel- & Tiefbohrtechnik mbH, Industriestraße 15 - 17, 3564 Steffenberg 1 Protection claims 1. Vorrichtung zum zentrischen Führen oder Einspannen von Werkstücken, insbesondere von zu bearbeitenden Wellen in Maschinen zum Wirbeln oder Schälen von Gewinde, Schnekken, Profilen oder dgl., bestehend aus zwei mittels eines hydraulischen Antriebes auf Führungen verfahrbaren Schlitten zur Aufnahme von auswechselbaren Ftihrungs- oder Spannbacken ,1. Device for the centric guiding or clamping of workpieces, in particular shafts to be machined in machines for whirling or peeling threads, worms, profiles or the like, consisting of two slides that can be moved on guides by means of a hydraulic drive to accommodate interchangeable guide or clamping jaws , dadurch gekennzeichnet,characterized, daß den beiden Schlitten (3,4) eine mit dem Antrieb gekoppelte und mit Muttern (15) der Schlitten (3,4) zusammenwirkende, mittig gelagerte und beidseitig des Lagers (9) symmetrisch mit Rechts- und Linksgewinde (14) versehene Kugelroilspindel (10) zugeordnet ist.that the two slides (3,4) are assigned a ball screw spindle (10) which is coupled to the drive and interacts with nuts (15) of the slides (3,4), is centrally mounted and is symmetrically provided with right-hand and left-hand threads (14) on both sides of the bearing (9). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,2. Device according to claim 1,
characterized, -daß der Antrieb mittig an der Kugelrollspindel (10) angreift. -that the drive engages centrally on the ball screw (10). 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that daß die Kugelrollspindel (10) ein Zahnrad (11) trägt, in das ein mit einer Antriebswelle (13) verbundenes Zahnrad (12) eingreift.that the ball screw (10) carries a gear (11) into which a gear (12) connected to a drive shaft (13) engages. &bull; · t 4 ·· t 4 · Ratentanwalt Walter fOcß0y^:}t9a^tr&e 6 · 5419 HelferskirchenInstallment lawyer Walter fOcß0y^ : }t9a^tr&e 6 · 5419 Helferskirchen 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelrollspindel (10) ein Zahnrad (11) trägt, in das eine mit dem Antrieb verbundene Zahnstange eingreift.4. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the ball screw (10) carries a gear (11) into which a rack connected to the drive engages. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelrollspindel (10) als Hohlwelle mit ipittiger Innenverzahnung ausgebildet ist, in die ein Zahnrad einer Antriebswelle eingreift&ldquor;5. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the ball screw (10) is designed as a hollow shaft with internal toothing, into which a gear of a drive shaft engages. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicnnet, daß der Antrieb an einem Ende der Kugelrollspindel (10) angreift.6. Device according to claim 1, characterized in that the drive engages one end of the ball screw (10). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis:6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen als senkrechte Flächführungen (2) ausgebildet sind..7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the guides are designed as vertical surface guides (2).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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