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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft Bremsbelagsträgerplatten allgemein sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herausarbeiten von aus der Oberfläche einer Bremsbelagsträgerplatte hervorstehenden Haltevorsprünge für Bremsbeläge, mit einer Werkstückhalterung sowie wenigstens einem in einer Führung geführten Werkzeug, wobei die Werkstückhalterung und die Führung gegeneinander beweglichen angeordnet sind.
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2. Stand der Technik
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Bremsbelagsträgerplatten sowie Krimp-Vorrichtungen zum Herausarbeiten von abstehenden Krimpen aus einer Bremsbelagsträgerplatte sind seit Jahrzehnten aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt. Derartige Krimpen sind aus üblicherweise metallischen Grundkörpern herausgearbeitete und von der Oberfläche des metallischen Grundkörpers abstehende Zähne, Späne oder dergleichen. Die Herstellung erfolgt üblicherweise dadurch, dass ein Werkzeug mittels einer Pressplatte in die Bremsbelagsträgerplatte hineingetrieben und anschließend wieder von dieser entfernt wird, wobei das Werkzeug aus mehreren gegenläufig gegeneinander verstellbaren Werkzeugelementen mit Schneidzähnen, z. B. Sägewerkzeugelementen, besteht und die Werkzeugelemente während des Krimp-Vorganges in einer Ebene in einer ersten Achse und in einer hierzu senkrechten zweiten Achse verfahren werden, wobei die erste Achse mit einer Flächennormalen der Bremsbelagsträgerplatte im Wesentlichen übereinstimmt, und Zwangsführungsmittel zum Verfahren der Werkzeugelemente in Richtung der zweiten Achse vorgesehen sind. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der
WO 00/49308 bekannt.
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Dabei werden die Werkzeuge über ein Zusammenwirken der Keilflächen eines Gleitschiebers und eines Arbeitsschlittens während des eigentlichen Herausarbeitens der Krimpen in Richtung der zweiten Achse verschoben. Die Bewegung der Werkzeuge in Richtung der ersten Achse wird mittels eines Spannmechanismus mit Einstellfedern durchgeführt. Diese Anstellfedern sollen dazu beitragen, die Vorrichtung auf verschiedenen Pressen mit unterschiedlichen Kräftespezifikationen montieren zu können, wobei sichergestellt sein soll, dass auf die Werkzeuge eine konstante Kraft unabhängig von dem von der Presse ausgeübten Druck einwirkt. Die Rückführung der Werkzeuge nach dem Herausarbeiten der Vorsprünge erfolgt dann über eine Federvorspannung.
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Die
EP 1 633 519 B1 beschreibt eine derartige Vorrichtung, bei der für das reproduzierbare Herausarbeiten der abstehenden Krimpen aus der Bremsbelagsträgerplatte Sorge getragen wird und gleichzeitig ein Abbrechen der Krimpen beim Entfernen des Werkzeugs verhindert wird. Dies wird durch weitere Zwangssteuerungsmittel zwischen Pressplatte und Werkzeug bzw. Werkzeugelementen erreicht, wodurch das Werkzeug zweiachsig in einer Ebene zwangsgesteuert bewegt werden kann, so dass zum einen ein definiertes Krimpen der Bremsbelagsträgerplatte ermöglicht und zum anderen auch definiertes Entfernen der Werkzeuge von der Bremsbelagsträgerplatte ermöglicht wird, ohne dass die Gefahr des Abbrechens der Krimpen bzw. der abstehenden Zähne, Späne oder dergleichen besteht.
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Eine solche Vorrichtung erweist sich jedoch auch aufgrund der Vielzahl von Zwangsführungsmitteln als aufwendig und schlussendlich nachteilig. Auch ist die Form der bekannten Krimpen für den gewünschten Einsatzzweck nicht optimal.
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3. Aufgabe der Erfindung
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Es war daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herausarbeiten von aus der Oberfläche einer Bremsbelagsträgerplatte hervorstehenden Haltevorsprünge für Bremsbeläge zur Verfügung zu stellen, die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden in der Lage sind. Darüber hinaus war es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Bremsbelagsträgerplatte zur Verfügung zu stellen, die einerseits einfach herzustellen ist und andererseits sämtlichen Erfordernissen an die in der Praxis gestellten Anforderungen für Bremsbelagsträgerplatten genügt.
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Diese Aufgabe wird im erfindungsgemäßen Sinne mit einer Vorrichtung, umfassend die Merkmale des Anspruchs 1, ein Verfahren, umfassend die Merkmale des Anspruchs 7, sowie mittels einer Bremsbelagsträgerplatte, umfassend die Merkmal des Anspruchs 9, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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4. Zusammenfassung der Erfindung
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Im erfindungsgemäßen Sinne lagert die Werkstückhalterung das zu bearbeitende Werkstück, vorzugsweise die vollständig bearbeitete Bremsbelagsträgerplatte, jedoch ohne Krimpen, unter einem Winkel α von > 0 bis < 90°, somit schräg, in Bezug auf die Führung für das wenigstens eine Werkzeug. Erfindungsgemäß ist das wenigstens eine Werkzeug mittels der Führung ausschließlich in einer Bewegungsachse vor und zurück bewegbar. Die schräge Anordnung des Werkstücks zum Werkzeug ermöglicht ein Herausarbeiten der Haltevorsprünge aus der Oberfläche des Werkstücks und ein Zurückfahren des wenigstens einen Werkzeugs, ohne dass hierfür zwei Bewegungskomponenten, insbesondere zwei zueinander senkrecht stehende Bewegungsachsen, für die Bewegung des Werkzeugs zur Verfügung gestellt werden müssten. In überraschender Weise erreicht die erfindungsgemäße Anordnung sowohl vollständig ausgebildete Haltevorrichtungen in der Werkstückoberfläche, die sämtlichen an Krimpen oder dergleichen gesetzten Anforderungen genügen, als auch die gleichzeitige Gewähr, dass beim Zurückfahren des wenigstens einen Werkzeugs von der Werkstückoberfläche trotz der einen Bewegungsachse kein Abbrechen einzelner oder mehrerer Haltevorsprünge von der Werkzeugoberfläche zu erwarten wäre.
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Diese Effekte sind sowohl bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung als auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung zu beobachten.
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Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Bremsbelagsträgerplatte zur Verfügung gestellt, bei der die Haltevorsprünge für Bremsbeläge einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit einem Mittelschenkel und zwei dazu unter einem Winkel angeordneten Seitenschenkeln aufweisen. Die bezeichnete U-Querschnittsform bezieht sich auf eine Draufsicht auf die Bremsbelagsträgerplatte in einer Richtung parallel zur Flächennormalen derjenigen Oberfläche der Bremsbelagsträgerplatte, aus der die Haltevorsprünge hervorstehen.
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Die erfindungsgemäße Bremsbelagsträgerplatte weicht somit nicht nur in ihrer Herstellung, vorzugsweise unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, sondern auch in der Form der Haltevorsprünge von den aus der Stand der Technik bekannten Bremsbelagsträgerplatten ab. Die aus dem Stand der Technik bekannten Krimpen weisen üblicherweise die Form von Kegelspitzen oder Kegelstümpfen mit sich nach oben verjüngendem Querschnitt auf. Die erfindungsgemäße Bremsbelagsträgerplatte weist dagegen Haltevorsprünge mit ausgeprägten Flächenelementen auf, die ein Halten der Bremsbeläge auf der mit Haltevorsprüngen versehenen Oberfläche der Bremsbelagsträgerplatte besser und sicherer gewährleisten und darüber hinaus auch in der Lage sind, größere Kräfte aufzunehmen als die aus dem Stand der Technik bekannten kegelstumpfförmigen oder kegelspitzförmigen Krimpen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung weist einen Winkel α von vorzugsweise 20 bis 85°, insbesondere bevorzugt zwischen 30 und 85°, ganz besonders bevorzugt zwischen 60 bis 80° Schräglage der Stützfläche der Werkstückhalterung zur Führung des Werkzeugs auf.
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Bevorzugt wird in diesem Zusammenhang, wenn mehrere vorzugsweise gleich dimensionierte Werkzeuge hintereinander in einem Werkzeugblock angeordnet sind. Überaus bevorzugt wird, wenn mehrere vorzugsweise gleich dimensionierte Werkzeuge nebeneinander, vorzugsweise zueinander höhenversetzt, in einem Werkzeugblock angeordnet sind. Hierdurch wird eine Vorrichtung geschaffen, die in der Lage ist, eine Vielzahl von Haltevorsprüngen in einem einzigen Arbeitshub aus der Oberfläche einer Bremsbelagsträgerplatte herauszuarbeiten. Die Relativbewegung von Werkzeug zu Werkstück erfolgt dabei erfindungsgemäß einachsig durch simple Hin- und Herbewegung des Werkzeugs auf die Werkstückoberfläche hin und von dieser zurück, und/oder eine einachsige Hubbewegung des Werkstücks auf das Werkzeug hin und von diesem zurück. Die aus dem Stand der Technik bekannten zweiachsigen Schaukelbewegungen sind dagegen erfindungsgemäß nicht erforderlich.
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Bevorzugt wird überdies, wenn die Anzahl und Anordnung der Werkzeuge in dem Werkzeugblock der Anzahl und Anordnung der Haltevorsprünge auf zumindest einem Teil der Oberfläche der Bremsbelagsträgerplatte entspricht, vorzugsweise der Hälfte der Oberfläche, besonders bevorzugt der gesamten Oberfläche. Hierdurch wird eine Vorrichtung geschaffen, die in der Lage ist, mit einer geringstmöglichen Anzahl von Hüben eine größtmögliche Menge an Bremsbelagsträgerplatten herzustellen.
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In diesem Zusammenhang wird besonders bevorzugt, wenn der Werkzeugblock eine der Werkstückhalterung zugewandte Trägerseite für Werkzeuge aufweist, die gegenüber dem Werkstück abgewinkelt ist, vorzugsweise um einen Winkel, der mit dem Winkel α, unter dem die Werkstückhalterung ein Werkzeug in Bezug auf die Führung in der Vorrichtung lagert, korrespondiert, vorzugsweise übereinstimmt. Hierdurch wird eine Vorrichtung geschaffen, die bei der erfindungsgemäßen einachsigen Bewegung von Werkzeug zu Werkstück eine vorzugsweise beliebige Anzahl von Haltevorsprüngen mit vorzugsweise gleicher Form und Höhe, somit auch vorzugsweise gleicher Form und Tiefe der Materialausnehmungen innerhalb der Oberfläche der Bremsbelagsträgerplatte, aus denen die Haltevorsprünge hervorstehen, ermöglicht.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herausarbeiten von aus der Oberfläche einer Bremsbelagsträgerplatte hervorstehenden Haltevorsprünge zur Verfügung gestellt, welches vorzugsweise eine Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung nutzt.
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Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Bremsbelagsträgerplatte mit einem metallischen Grundkörper sowie einer Oberfläche zum Halten wenigstens eines Bremsbelages zur Verfügung gestellt, bei der aus wenigstens einer Oberfläche eine Vielzahl von Haltevorsprüngen hervorstehen, die ein Abgleiten des wenigstens einen Bremsbelags entlang der Oberfläche zumindest behindern, vorzugsweise vollständig unterbinden. Erfindungsgemäß weisen die Haltevorsprünge einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit einem Mittelschenkel und zwei dazu unter einem Winkel β angeordneten Seitenschenkeln auf. Vorzugsweise beträgt das Maß des Winkels β ≥ 90°, vorzugsweise 90 bis 100°. Hierdurch wird eine Bremsbelagsträgerplatte geschaffen, die besonders dazu geeignet ist, ein Verrutschen der Bremsbeläge entlang der Oberfläche der Bremsbelagsträgerplatte in sämtlichen Flächenrichtungen mit nahezu gleicher Kraft zu verhindern.
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Besonders bevorzugt wird in diesem Zusammenhang, wenn die Höhe des Mittelschenkels über seine gesamte Breite (gesehen im Querschnitt von oben) konstant ist. Hierdurch wird eine Bremsbelagsträgerplatte erhalten, die über die gesamte Breite des Mittelschenkels der U-förmigen Haltevorsprünge eine gleichbleibende Gegenkraft gegen das Verrutschen von Bremsbelägen zur Verfügung stellt.
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Es wird überdies bevorzugt, wenn die Seitenschenkel eine über die Breite nicht konstante Höhe aufweisen, vorzugsweise eine von dem Übergang vom Mittelschenkel bis zum Übergang in die Oberfläche stetig abnehmende Höhe. Hierdurch wird eine Bremsbelagsträgerplatte geschaffen, die keine scharfen Übergänge von der Oberfläche der Bremsbelagsträgerplatten zu den Haltevorsprüngen bereitstellt, so dass Risseinleitungen bei mechanischen Belastungen der Krimpen an den Übergängen von der Oberfläche der Bremsbelagsträgerplatte zu den einzelnen Haltevorsprüngen sicher unterbunden werden.
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Bevorzugt wird in diesem Zusammenhang auch, wenn die Haltevorsprünge Materialausnehmungen in der Oberfläche, aus der die Haltevorsprünge bei ihrer Herstellung herausgearbeitet wurden, an drei Seiten im Wesentlichen umschließen.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Mittelschenkel einen abgerundeten Höhengrat auf, insbesondere einen von dem benachbarten Materialausnehmung abgewandten Höhengrat, der in der Querschnittsansicht etwa einer brechenden Woge ähnelt und ohne Einwirken von Biegekräften bei der Herstellung der Haltevorsprünge mittels der spanabhebenden Werkzeuge der Herstellungsvorrichtung, vorzugsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, hervorgerufen wird. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, dass die einzelnen Haltevorsprünge sich einzeln in den Bremsbelägen, die auf der Bremsbelagsträgerplatte zu liegen kommen, verkrallen können.
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5. Kurze Beschreibung der Figuren
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf eine Reihe von Figuren näher erläutert, aus denen bevorzugte Ausführungsformen sowohl der erfindungsgemäßen Bremsbelagsträgerplatte als auch einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Bremsbelagsträgerplatte, insbesondere zum Herausarbeiten von aus der Oberfläche hervorstehenden Haltevorsprüngen, zu ersehen sind. In den Figuren sind
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1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Bremsbelagsträgerplatte,
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2 eine Schrägansicht auf die erfindungsgemäße Bremsbelagsträgerplatte gemäß 1,
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3 eine Querschnittsansicht entlang des Schnitts AA aus 1,
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4 eine Querschnittsansicht entlang des Schnitts BB aus 1,
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5 eine Querschnittsansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
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6 eine Querschnittsansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach Abschluss des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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6. Detaillierte Beschreibung der Figuren
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Bremsbelagsträgerplatte 1 mit typischen Ausmaßen und Formen für den Einsatz in Bremsen eines Kraftfahrzeugs. Auf der Oberfläche 1a der Bremsbelagsträgerplatte 1 sind eine Vielzahl von Haltevorsprüngen 2 herausgearbeitet, die im Wesentlichen senkrecht zur Zeichenebene aus der Oberfläche 1a hervorstehen und einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit einem im Wesentlichen graden Mittelschenkel 2b und zwei sich daran anschießenden Seitenschenkeln 2a, 2c ausbilden. Diese U-förmigen Haltevorsprünge 2 umschließen im Wesentlichen an drei Seiten eine Materialausnehmung 6, die in die Oberfläche 1a eingebracht wurde, um die einzelnen Haltevorsprünge 2 aus der Bremsbelagsträgerplatte 1 herauszuarbeiten.
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2 zeigt eine erhabene Ansicht auf die erfindungsgemäße Bremsbelagsträgerplatte 1 aus 1. Aus dieser Figur wird deutlicher ersichtlich, dass die Materialausnehmungen 6 in die Oberfläche 1a der Bremsbelagsträgerfläche 1 hineinragen und das Material für die einzelnen Haltevorsprünge 2 zur Verfügung stellen.
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3 zeigt eine Querschnittsansicht durch eine Krimpe 2 entlang des Schnitts A-A aus 1. Der Mittelschenkel 2b zeigt an seinem Höhengrat 2e die Form einer brechenden Welle als Folge der Materialverdrängung von der Oberfläche 1a im Bereich der Materialausnehmung 6. Der hier gezeigte Seitenschenkel 2c weist eine gegenüber der Oberfläche 1a über seine Breite unkonstante Höhe von der Oberfläche 1a bis zum Mittelschenkel 2b auf.
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4 zeigt eine Querschnittsansicht durch einen Haltevorsprung 2 entlang des Schnitts B-B aus 1. Die Seitenschenkel 2a, 2c stehen jeweils unter einem Winkel β > 90° gegenüber dem Mittelschenkel 2b aus der Oberfläche 1a hervor. Der Mittelschenkel 2b weist über seine Breite eine im Wesentlichen gleiche Höhe gegenüber der Oberfläche 1a auf.
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5 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herausarbeiten von aus der Oberfläche 1a einer Bremsbelagsträgerplatte 1 hervorstehenden Haltevorsprünge. Die Bremsbelagsträgerplatte 1 ist dabei in einer Werkstückhalterung 3 unter einem Winkel α < 90° in Bezug auf die Führung 4 für die Werkzeuge 5 gelagert. Die einzelnen Werkzeuge 5 wiederum sind in einem Werkzeugblock 5a an einer Seite angeordnet, die der Werkzeugträgerplatte 1 gegenüberliegt, wobei die Seite des Werkzeugblocks 5a, in der die Werkzeuge 5 angeordnet sind, eine Schräge beschreibt, die mit der schrägen Lagerung der Bremsbelagsträgerplatte 1 innerhalb der Vorrichtung korrespondiert. Der Pfeil A zeigt die Bewegungsachse an, entlang der der Werkzeughalter von der Führung 4 in Bezug auf die Bremsbelagsträgerplatte 1 als zu bearbeitendes Werkstück hin bewegt werden kann, um die (nicht dargestellten) Haltevorsprünge aus der Oberfläche 1a der Bremsbelagsträgerplatte 1 herauszuarbeiten.
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6 zeigt die Vorrichtung aus 5 in einem Verfahrensstadium, bei dem die Haltevorsprünge 2 bereits von den Werkzeugen 5 aus der Oberfläche 1a der Bremsbelagsträgerplatte 1 herausgearbeitet wurden. Pfeil B zeigt die Bewegungsachse an, entlang derer die Führung 4 den Werkzeugblock 5 relativ zur Werkzeughalterung 3 zu bewegen in der Lage ist. Durch eine Bewegung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung gemäß Pfeil A aus 5 wird, ohne dass hierbei Haltevorsprünge 2 beschädigt würden, die örtliche Trennung von Werkzeugen 5 und Bremsbelagsträgerplatte 1 bewirkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremsbelagsträgerplatte
- 1a
- Oberfläche
- 2
- Haltevorsprung
- 2a
- Seitenschenkel
- 2b
- Seitenschenkel
- 2c
- Seitenschenkel
- 2e
- Höhengrat
- 3
- Werkstückhalterung
- 4
- Führung
- 5
- Werkzeug
- 5a
- Werkzeugblock
- 5b
- Trägerseite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 00/49308 [0002]
- EP 1633519 B1 [0004]
