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Anwendungsgebiet und Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Dichtung für eine Vakuumpresse, eine Vakuumpresse mit einer solchen Dichtung sowie ein Verfahren zum Einsetzen einer solchen Dichtung in eine solche Vakuumpresse.
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Dichtungen, insbesondere für Vakuumpressen, sind in vielfältiger Form bekannt und bestehen in der Regel aus elastischem Material bzw. Gummimaterial. In einer sehr einfachen Form bestehen Dichtungen aus einem massiven oder hohlen Profil mit einer einfachen geometrischen Grundform, beispielsweise Rechteck, Kreis oder einer Kombination daraus. Bestimmt wird dies häufig unter anderem vom Einsatzzweck. Bei einer Vakuumpresse ist häufig nicht nur ein irgendwie erfolgtes Abdichten einer Pressenkammer von Bedeutung, sondern auch, bei welchem Schließgrad der Vakuumpresse eine Dichtwirkung erreicht wird.
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Aufgabe und Lösung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Dichtung, eine Vakuumpresse mit einer solchen Dichtung sowie ein Verfahren zum Einsetzen einer solchen Dichtung in eine solche Vakuumpresse zu schaffen, mit denen zum einen eine Vakuumpresse vorteilhaft abgedichtet werden kann und zum anderen vielfältige Funktionen der Vakuumpresse möglich sind.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Dichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Vakuumpresse mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Manche Merkmale werden nur für die Dichtung oder nur für die Vakuumpresse beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für die Dichtung als auch für die Vakuumpresse mit einer solchen Dichtung gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Es ist vorgesehen, dass die Dichtung einen Dichtungskörper aus elastischem Material aufweist, insbesondere Gummimaterial. Im Wesentlichen kann hier vorteilhaft ein übliches Material mit guten Dichtungseigenschaften verwendet werden, besonders vorteilhaft ist es ein Silikonmaterial bzw. sogenannter Silikongummi. Der Dichtungskörper ist umlaufend ausgebildet als geschlossener Dichtungsring, vorteilhaft in rechteckiger Form. Des Weiteren weist der Dichtungsring im Querschnitt eine Dichtungsbasis auf, von der erfindungsgemäß eine Dichtungslippe schräg nach außen absteht, also von der durch die Dichtung eingeschlossenen Fläche weg weisend. Durch diese schräg nach außen abstehende Dichtungslippe, die der Dichtung somit eine unter Umständen deutlich größere Höhe verleiht als nur mit der Dichtungsbasis alleine, wird ein Anliegen der Dichtung an eine Gegenfläche, insbesondere bei der Vakuumpresse an einer gegenüberliegenden Pressplatte, und somit eine Dichtwirkung bereits früher erreicht bzw. bei eigentlich noch mehr Abstand als üblich. Deswegen kann bereits ein Vakuum oder ein starker Unterdruck in der Pressenkammer erzeugt werden, wenn ein sonstiger Pressdruck möglicherweise noch recht gering ist.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Dichtungsbasis in ihrer Umlaufebene gesehen breiter als hoch. Sie kann also beispielsweise in etwa rechteckig ausgebildet sein. Dabei kann die Breite in etwa das Doppelte der Höhe betragen oder sogar noch etwas mehr.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Dichtungslippe mit der Dichtungsbasis an einem nach innen weisenden Endbereich der Dichtungsbasis verbunden. Dies bedeutet also, dass bei einem Aufeinanderfahren der von der Dichtung abzudichtenden Pressplatten einer Pressenkammer einer Vakuumpresse diese Verfahrrichtung bzw. Pressrichtung senkrecht zur Umlaufebene der Dichtung ist. Dadurch wird dann erreicht, dass sich die Dichtungslippe der Dichtungsbasis nähert und im Endzustand möglicherweise die beiden sogar aufeinandergedrückt werden, was insgesamt eine Dichtwirkung in diesem Zustand noch erhöhen kann.
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Die Schrägstellung der Dichtungslippe zur Dichtungsbasis im unverpressten Zustand der Dichtung, mit der sie sich also zur gegenüberliegenden Dichtfläche hin erstreckt, kann mit einem spitzen Winkel vorgesehen sein, der vorteilhaft zwischen 20° und 70° liegen kann. Besonders vorteilhaft beträgt er etwa 35° bis 60°. Dann ist sichergestellt, dass die Dichtungslippe nicht nur an sich Druck aufnehmen und vertragen kann, sondern in ihrer Form einigermaßen erhalten bleibt und nur stärker zur Dichtungsbasis hin verbogen wird. Dies reduziert die mechanische Belastung und den Verschleiß bei der Dichtung, so dass sie eine sehr hohe Anzahl von Dichtvorgängen übersteht.
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In nochmals weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Länge der Dichtungslippe in etwa so groß sein wie die Breite der Dichtungsbasis. Dadurch kann erreicht werden, dass die Dichtung trotz ihrer im Querschnitt zweiteiligen Ausbildung bzw. Ausbildung mit zwei Bereichen relativ kompakt ist. Des Weiteren wird dann in einem Zustand, wenn die Dichtungslippe vollständig gegen die Dichtungsbasis gedrückt werden sollte, erreicht, dass die Dichtungslippe gar nicht oder zumindest nicht viel über die Dichtungsbasis übersteht und somit eine Art massiver und kompakter Dichtung ohne abstehende Teile oder Bereiche vorliegt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann ein Verbindungsbereich zwischen der Dichtungsbasis und der schräg stehenden Dichtungslippe verdünnt ausgebildet sein. Hierzu kann vorteilhaft eine in dem Winkel, den die beiden Teile wie vorbeschrieben zueinander bilden, liegende Verdünnung vorgesehen sein, die die Form eines Einschnitts hat. Dadurch kann die Dichtungslippe leichter gegenüber der Dichtungsbasis verbogen werden, insbesondere zu dieser hingebogen werden.
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Bevorzugt ist die schräg stehende Dichtungslippe zu ihrem freien Ende hin im Querschnitt verjüngt ausgebildet und/oder dort noch einmal stärker verjüngt. Dies kann beispielsweise durch eine Abschrägung einer der zu der Dichtungsbasis hin weisenden Seite erreicht werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Dichtungskörper mit einer Halterung versehen sein, die aus stabilem Material gefertigt ist. Halterung und Dichtungskörper können dauerhaft miteinander verbunden sein, beispielsweise verklebt sein oder in einem Mehrkomponenten-Spritzverfahren miteinander verspritzt sein. Die Halterung kann vorteilhaft ein Halterahmen sein, der der Dichtung nicht nur per se Stabilität verleihen kann, sondern vorteilhaft dazu dient, die Dichtung an der Vakuumpresse bzw. einer ihrer Pressplatten zu befestigen. Die Halterung kann vorteilhaft zumindest entlang einer wesentlichen Länge an mehreren Seiten des Dichtungskörpers entlang verlaufen, und zwar besonders vorteilhaft an der Außenseite des Dichtungskörpers. In nochmals weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung verläuft die Halterung an allen Seiten des Dichtungskörpers, und zwar vorteilhaft vollständig umlaufend. Damit entspricht ihr Verlauf demjenigen des Dichtungskörpers bzw. der Dichtung selbst.
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Die Halterung kann beispielsweise aus einem Blechstreifen bestehen oder einen Blechstreifen aufweisen. Dieser kann, je nach Ausbildung und Einsatzzweck, eine Stärke von wenigen Millimetern aufweisen, beispielsweise 0,5 mm bis 3 mm. Zur weiteren Erhöhung der Stabilität eines Blechstreifens bzw. der Halterung kann diese mehrfach abgebogen bzw. mehrfach abgekantet sein im Längsverlauf.
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Zur Befestigung der Halterung bzw. damit auch der Dichtung kann die Halterung mehrere Bohrungen aufweisen, durch die die Dichtung mit Schrauben an einer Pressplatte der Vakuumpresse verschraubt werden kann. Vorteilhaft befinden sich die Bohrungen und damit die Schrauben dann außerhalb des Dichtungskörpers bzw. nicht innerhalb der von diesem umschlossenen Ebene.
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Eine erfindungsgemäße Vakuumpresse weist eine vorbeschriebene Dichtung auf sowie mindestens eine Pressenkammer, vorteilhaft mehrere Pressenkammern. Eine Pressenkammer wird nach unten und nach oben jeweils von einer Pressplatte begrenzt. Dabei ist erfindungsgemäß die Dichtung an der Unterseite der oberen Pressplatte der Pressenkammer derart angeordnet, dass die Dichtungsbasis oben liegt und die Dichtungslippe darunter bzw. nach unten und schräg nach außen absteht. Somit ist also die Oberseite der unteren Pressplatte frei von Dichtungen, sie weist nur die Gegenfläche zur Anlage der Dichtung auf.
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Die Dichtung kann zwar grundsätzlich beliebig an der oberen Pressplatte befestigt werden. Vorteilhaft ist an dieser jedoch eine der Dichtung entsprechende Vertiefung nach Art einer umlaufenden Nut vorgesehen. Nut und Dichtung sind besonders vorteilhaft derart bemessen, dass die Dichtung bereits mit einem gewissen Presssitz in der Nut sitzt. Zusätzlich werden dann noch Schrauben zum Verschrauben vorgesehen, wie zuvor erläutert worden ist. Der Presssitz sollte mindestens so fest sein, dass die Dichtung nicht von ihrer eigenen Gewichtskraft aus der Nut herausgezogen wird. Dann ist es nämlich möglich, dass die Dichtung bereits ohne zusätzliche Verschraubung in der Nut bzw. an der oberen Pressplatte hält, um dann verschraubt zu werden.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsetzen einer vorbeschriebenen Dichtung in eine vorbeschriebene Vakuumpresse wird die Dichtung bei geöffneter Pressenkammer derart auf die untere Pressplatte gelegt, dass sie genau unterhalb der Nut in der oberen Pressplatte liegt. Dann wird die Pressenkammer vorsichtig geschlossen bzw. die Pressplatten aufeinanderzu bewegt. Manuell kann die Dichtung dann noch etwas ausgerichtet werden. Grundsätzlich wird auf diese Art und Weise aber auf leichte Weise die Dichtung in die für sie vorgesehene Nut eingebracht, so dass der vorgenannte Presssitz auch relativ fest sein kann. Des Weiteren besteht der Vorteil eher darin, dass dann eine einzige Person eine neue Dichtung einsetzen kann und nicht zum Fixieren bzw. Anheben der Dichtung an mehreren Punkten mehrere Personen notwendig sind.
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Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelnen Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Vakuumpresse als Etagenpresse in Frontansicht in noch etwas geöffnetem Zustand,
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2 eine Pressplatte der Vakuumpresse aus 1 mit an ihrer Unterseite angeordneten umlaufenden Dichtung in einer Ansicht von schräg unten,
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3 eine vergrößerte Darstellung eines Schnitts durch die Vakuumpresse aus 1,
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4 eine nochmals vergrößerte Darstellung einer erfindungsgemäßen Dichtung im Querschnitt mit an einer Dichtungslippe gerade angelegter weiterer Pressplatte und
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5 die Anordnung aus 4 mit maximal zusammengedrückten Pressplatten.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vakuumpresse 100 als Etagenpresse. Zwischen einem Oberjoch 103 und einem Presstisch 104 sind einzelne Etagenelemente bzw. Pressplatten 106a, 106b und 106c angeordnet. Auf dem Oberjoch 103 ist eine Vakuumpumpe 102 angeordnet, um Vakuum bzw. Unterdruck zwischen den Pressplatten 106 bzw. den dazwischen gebildeten Pressenkammern 115 und 116 zu erzeugen. Dazu ist die Vakuumpumpe 102 mit Vakuum-Leitungen 101 auf nicht dargestellte, jedoch leicht realisierbare Art mit den Pressenkammern 115 und 116 verbunden. Mittels eines Hydraulikzylinders 107 wird der Presstisch 104 von unten gegen das Oberjoch 103 gefahren und bringt somit auch die Pressplatten 106a bis 106c näher zusammen.
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In den Pressenkammern
115 und
116 sind zu laminierende Werkstücke
114 vorgesehen, beispielsweise Photovoltaik-Module. Diese sollen in der Vakuumpresse
100 mit Druck und Temperatur sowie angelegtem Vakuum zusammenlaminiert werden, wie dies beispielsweise aus der
DE 10 2009 042 148 A1 bekannt ist.
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In der Darstellung in 2 ist eine Pressplatte 106b entsprechend 1 alleine dargestellt, und zwar schräg von unten zu sehen. An einer Unterseite 107b ist eine auch aus 1 zu erkennende Dichtung 109 vorgesehen. Aus den Vergrößerungen in 3 sowie in 4 und 5 ist zu erkennen, dass die Dichtung 109 in einer Nut 108 an der Unterseite 107 verläuft, also etwas versenkt ist und befestigt ist.
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Die Dichtung 109 ist, wie aus 2 zu erkennen ist, umlaufend ausgebildet, und zwar mit einer Form entsprechend der Form der Pressplatte 106b, also rechteckig. Lediglich an den Ecken ist sie etwas abgerundet, um die Dichtungsfunktion auch hier besser erfüllen zu können. Dies muss jedoch nicht zwingend so sein.
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Aus 4 ist zu erkennen, dass die Dichtung 109 im Querschnitt eine Dichtungsbasis 110 aufweist sowie eine Dichtungslippe 111, die im rechten Bereich, der nach innen weist, miteinander verbunden sind bzw. ineinander übergehen. An diesem Bereich ist ein eingangs genannter Einschnitt 113 vorgesehen zur besseren Beweglichkeit. Dabei steht die Dichtungslippe 111 im in 4 dargestellten, entspannten Zustand der Dichtung 109 in einem Winkel α zu der Dichtungsbasis 110. Der Winkel α beträgt hier etwa 35°. Er kann jedoch auch kleiner oder vor allem größer sein, beispielsweise 40° bis 60° betragen.
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Es ist zu erkennen, dass die Dichtungslippe 111 in etwa so lang ist wie die Dichtungsbasis 110. Sie ist leicht verjüngt ausgebildet und an ihrem freien linken Ende weist sie eine weitere Verjüngung 112 durch eine obere Abschrägung auf. Dadurch wird die Dichtungslippe 111 an ihrem freien Ende zum einen etwas dünner und somit flexibler bzw. kann schon bei geringem anliegenden Druck besser dichten. Dieser Zustand ist in 4 dargestellt, wenn in der Pressenkammer 116 eine Oberseite 107c der unteren Pressplatte 106c so weit gegen die darüberliegende Pressplatte 106b gefahren ist, dass diese Oberseite 107c gerade an der Dichtungslippe 111 bzw. ihrem Ende anliegt. Dann ist bereits eine gewisse Dichtwirkung gegeben.
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Da, wie aus den 1 und vor allem 3 hervorgeht, die Dichtungslippe 111 nach außen schräg von der Dichtungsbasis 110 absteht und in 4 die von der Dichtung 109 umschlossene Fläche rechts neben der Dichtung liegt, wird also bei einem Unterdruck in der Pressenkammer 116 rechts neben der Dichtungslippe 111 bereits eine gewisse Dichtwirkung erzeugt. Dies bedeutet also, dass die Pressenkammer 116 noch relativ weit geöffnet sein kann bzw. die Pressplatten 106b und 106c noch ausreichend Abstand haben können, gleichzeitig jedoch schon ein Unterdruck an die Pressenkammer 116 angelegt werden kann. Beim Laminieren von Photovoltaik-Modulen dient dies dazu, vor dem Verpressen des Photovoltaik-Moduls bereits durch Anlegen von Unterdruck Luftblasen aus dem Laminatstapel, der das Photovoltaik-Modul bilden soll, abzusaugen. Der Unterdruck ist hier aber in der Pressenkammer 116 noch nicht derart, dass eine besonders starke Dichtwirkung der Dichtung 109 erforderlich ist. Dafür muss sie aber bereits bei noch etwas weiter auseinander liegenden Pressplatten 106b und 106c eine gewisse Dichtwirkung entfalten.
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In 5 ist dargestellt, dass die Pressplatten 106b und 106c maximal weit zusammengefahren werden zum Verpressen des hier nicht dargestellten Werkstücks 114. Es ist zu ersehen, dass hier die Dichtung 109 auch nahezu maximal weit zusammengedrückt wird, da die Dichtungslippe 111 mit großer Länge gegen die Dichtungsbasis 110 gedrückt wird. Jetzt ist die Dichtfunktion der Dichtung 109 maximal gut und in der Pressenkammer 116 könnte extremer Unterdruck herrschen. Durch das jeweils großflächige Andrücken der Dichtung 109 mit der Oberseite der Dichtungsbasis 110 in die Nut 108 der oberen Pressplatte 106b, die Unterseite der Dichtungsbasis 110 gegen die Oberseite der Dichtungslippe 111 sowie deren Unterseite gegen die Oberseite 107c der unteren Pressplatte 106c mit jeweils flächigen Verpressungen ist für hohe Dichtigkeit gesorgt.
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Des Weiteren ist zu erkennen, dass die Dichtung
109 so ausgebildet ist, dass die Anordnung der Dichtungslippe am inneren Endbereich der Dichtungsbasis
110 und ihre schräge Ausrichtung erreicht wird und dass, insbesondere im noch stärker als in
4 verpressten Zustand, ein Druckunterschied zwischen innen und außen dazu führt, dass die Dichtungslippe
111 sozusagen weiter in die Pressenkammer
116 hineingedrückt wird und dabei quasi die dichtende Anlage an der unteren Pressplatte
106c verstärken würde. Mit zunehmendem Vakuum bzw. Unterdruck wird die Dichtwirkung stärker, und zwar unabhängig vom Abstand der beiden gegeneinander abzudichtenden Flächen. Es ist also eine Art selbstverstärkende Dichtung, die noch dazu über einen recht großen Abstandsbereich der Pressplatten
106b und
106c zueinander bzw. über einen großen Hubbereich der Presse wirken kann. Die spezielle Geometrie der Dichtung, insbesondere ihre Breite gem.
5 mit dem breiten dichtenden Bereich, ermöglicht es auch, dass die Dichtung geringe Unebenheiten ausgleicht und dabei immer noch dichtet, beispielsweise bei einer Presse ein durchlaufendes Förderband entsprechend der
DE 10 2010 020 929 A1 .
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Aus den 4 und 5 ist auch zu ersehen, dass an der Dichtung 109 ein Blechstreifen 118 vorgesehen ist in mehrfach unterschiedlich abgewinkelter Form. Dieser Blechstreifen 118 ist im rechten Bereich an der Anlage an der Dichtungsbasis 110 befestigt bzw. festgeklebt. Durch das Verkleben bilden der Dichtungskörper und der Blechstreifen 118 eine Baueinheit. Durch das teilweise Überlappen der Dichtungsbasis 110 kann sie vom Blechstreifen 118 sehr gut gehalten werden.
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Der Blechstreifen 118 füllt die restliche Breite der Nut 108 aus und reicht bis zum linken Rand, was aber nicht so sein muss. Vorteilhaft liegt die Dichtung innen oder außen an dem Rand der Nut 108 an, besonders vorteilhaft innen. In einem Mittelbereich ist eine Schraube 120 vorgesehen, mittels der der Blechstreifen 118 samt Dichtungskörper bzw. Dichtungsbasis 110 und Dichtungslippe 111 festgeschraubt ist.
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Aus 5 ist zu ersehen, dass der nach rechts über die Dichtungsbasis 110 überlappende Teil des Blechstreifens 118 die Dichtwirkung nicht stört. Die Dichtungslippe 111 legt sich hier einfach darüber und daran an.
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Um nun die Dichtung 109 auszuwechseln, beispielsweise weil sie beschädigt ist, wird der Blechstreifen 118 bei maximal weit geöffneter Pressenkammer 116 durch Lösen der Schrauben 120 gelockert. Dann kann die komplette umlaufende Dichtung 109 nach unten aus der Nut 108 gezogen und entfernt werden.
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Um eine neue Dichtung 109 einzusetzen, wird diese auf die untere Pressplatte 106c aufgelegt und so in die Pressenkammer 116 eingeschoben, dass sie genau unter der Nut 108 platziert ist. Dann werden die Pressplatten 106b und 106c langsam aufeinanderzu verfahren, wobei manuell noch nachjustiert werden kann, damit die Dichtung 109 mit Dichtungsbasis 110 und Blechstreifen 118 genau in die Nut 108 einfährt. Dazu weist die Nut 108 die dargestellten Abschrägungen an den Seitenkanten auf.
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Ist die Dichtung 109 nach maximalem Zusammenfahren der Pressplatten 106b und 106c vollständig in der Nut 108, werden sie wieder auseinander gefahren. Da die Dichtung 109 ringsum und mit dem eingangs genannten Presssitz in der Nut 108 sitzt, rutscht sie nicht von alleine heraus. Es können also ohne Probleme die Schrauben 120 eingeschraubt werden zur endgültigen Befestigung.
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Allgemein kann anstelle der Schrauben 120 auch vorgesehen sein, dass Rastvorsprünge odgl. an dem Blechstreifen 118, insbesondere an seinem linken äußeren Ende, in entsprechende Vertiefungen oder hinter sonstige Vorsprünge an der oberen Pressplatte 106b greifen können. Diese können entweder durch eine gewisse Kraft nach unten überwunden zur Freigabe der Dichtung. Alternativ können sie durch das Einrasten einen Formschluss gegen Herausrutschen der Dichtung bilden, wozu beispielsweise der linke Schenkel des Blechstreifens 118 nach rechts gebogen werden muss, um die Dichtung 109 wieder zu entnehmen. Dies erspart jedoch den Aufwand des Festschraubens.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009042148 A1 [0026]
- DE 102010020929 A1 [0033]
