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Die Erfindung betrifft ein handführbares Preßgerät mit einem
Preßwerkzeug
zum Verpressen und einem Antrieb für das Preßwerkzeug, wobei der Antrieb
einen Motor und ein von dem Motor linear bewegtes Antriebsglied
aufweist, das beim Verpressen auf das Preßwerkzeug einwirkt, und wobei
eine Schalteeinrichtung vorgesehen ist, die bei Erreichen einer
bestimmten Grenzlast ein Schaltsignal zum Ansteuern des Motors erzeugt.
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Solche Preßgeräte werden zum Verbinden von
Rohren eingesetzt. Hierzu werden Preßfittings über die Rohrenden geschoben
und dann mittels des Preßgeräts zusammengepreßt, wobei
sowohl das Preßfitting
als auch das Rohr plastisch verformt werden. Solche Rohrverbindungen
sind beispielsweise aus der DE-PS 1 187 870 bekannt.
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Die hierfür verwandten Preßgeräte sind
in verschiedenen Ausführungsformen
bekannt, wobei lediglich beispielsweise auf die
DE 196 31 019 A1 und das
DE 295 02 032.6 U1 verwiesen
wird. Die Preßgeräte haben
ein Preßwerkzeug
mit zumindest zwei oder auch mehr Preßbacken, die beim Preß vorgang
radial nach innen zwecks Bildung eines im wesentlichen geschlossenen
Preßraums
bewegt werden. Das Preßwerkzeug
ist auswechselbar an dem übrigen
Teil des Preßgeräts angebracht,
damit jeweils ein zu dem Durchmesser des Preßfittings passendes Preßwerkzeug
montiert werden kann.
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Für
die Bewegung der Preßbacken
ist ein Antrieb vorhanden, der einen elektrischen Motor aufweist.
Der Motor wirkt direkt auf ein Antriebsglied, wobei die Drehbewegung
des Motors über
ein Getriebe in eine Linearbewegung des Antriebsgliedes umgewandelt
wird. Bei Durchführung
der Verpressung wird das Antriebsglied durch den Motor zwischen zwei
Hebelarme getrieben, die hierdurch auseinanderbewegt werden und
die Preßbacken
in radialer Richtung bewegen.
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Der Elektromotor kann direkt auf
das Antriebsglied einwirken. Es sind jedoch auch Motorausführungen
bekannt, bei denen der Elektromotor eine Hydraulikpumpe antreibt,
die mit einer Kolben/Zylindereinheit verbunden ist, welche das Antriebsglied antreibt.
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Bei entsprechender Ausbildung des
Preßwerkzeuges
können
mit dem Preßgerät auch andere Gegenstände verpreßt werden,
wobei insbesondere das Verpressen von Kabelschuhen zwecks Verbindung
mit einem Kabelende in Frage kommt.
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Bei einer Verpressung ist es wesentlich,
daß die
Preßbakken
mit einer Preßkraft
beaufschlagt werden, die unter Hinzufügung eines ausreichend großen Sicherheitsfaktors
so ausgelegt ist, daß im Normalfall
eine ordnungsgemäße Verpressung
erzielt wird. Bei Erreichen der Endpreßkraft spricht ein Schaltorgan
an, das den Motor ausschaltet oder derart umschaltet, daß das Antriebsglied
wieder zurückgefahren
wird. Bei rotierenden Antrieben kann das Schaltorgan eine Drehmomentkupplung
sein, bei hydraulischen Antrieben ein Überdruckventil und bei elektrisch
betriebenen Preßgeräten ein Überstromauslöser. Da
hierbei eine Größe (Drehmoment, Druck
oder Strom) gemessen wird, die nur noch ein Bruchteil der Größe der Endpreßkraft darstellt,
hat jede Ungenauigkeit bei der Herstellung des Schaltorgans und
jeder Verschleiß große Auswirkungen
auf die Endpreßkraft
und damit letztendlich auf die Preßqualität. Auch die Umgebungs- und
Betriebstemperatur hat hierauf Einfluß. Soweit es den Überstromauslöser betrifft,
kommt noch hinzu, daß die
Stromaufnahme des Elektromotors auch durch Veränderungen im Getriebe beeinflußt wird
und deshalb über längere Zeit
kein zuverlässiges
Abschaltkriterium bildet.
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Um sicherzustellen, daß das Preßwerkzeug seine
Endpreßstellung
erreicht, ist vorgeschlagen worden, einen Endschalter in Verbindung
mit einem Backenschließsensor
am Preßwerkzeug
vorzusehen oder den vorgesehenen Preßweg in einer Speichereinrichtung
des Preßgeräts einzuspeichern,
die mit einer Wegerfassungseinrichtung derart zusammenwirkt, daß der Antrieb
bei Erreichen des Preßwegendes
abgeschaltet wird (vgl.
EP
0 860 222 A2 ). Hierzu bedarf es jedoch eines erheblichen
elektronischen Aufwandes.
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Dies gilt auch für die in der WO 02/102 555 A1
vorgeschlagene Lösung.
Bei dem darin offenbarten Preßwerkzeug
wird die Antriebswelle für
die Spindel durch ein axiales Drucklager abgestützt und somit auch die von
der Spindel aufgenommene Kraft an ein gerätefestes Stützteil des Preßgeräts weitergegeben.
Zwischen Drucklager und dem Stützlager
ist ein Kraft- oder Drucksensor angeordnet, der beim Erreichen eines
vorgegebenen Sollwertes ein Schaltsignal an die Steuerung des Antriebsmotors
abgibt. Als Kraft- oder Drucksensoren werden piezoelektrische Sensoren
oder Dehnungsmessungsstreifen vorgeschlagen. Hierdurch wird zwar
die Kraft auf direktem Wege ermittelt. Erforderlich ist jedoch ein
erheblicher elektronischer Aufwand, um das Schaltsignal zu erzeugen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Preßgerät der eingangs
genannten Art so auszubilden, daß mit einfachen Mitteln eine
zuverlässige Abschaltung
bzw. Umschaltung des Motors bei Erreichen einer bestimmten Grenzlast
gewährleistet
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Schaltvorrichtung eine Feder aufweist, die zwischen einem Stützteil des
Preßgeräts und einem
dazu verschieblich gelagerten Kraftaufnahmeteil des Preßgeräts angeordnet
ist, wobei das Kraftaufnahmeteil des Preßgeräts von der auf das Antriebsglied
beim Preßvorgang
wirkenden Kraft oder einer dazu proportionalen Kraft beaufschlagt
ist und wobei die Schalteinrichtung das Schaltsignal bei Erreichen
eines bestimmten Federweges erzeugt. Erfin dungsgemäß wird also
die auf das Kraftaufnahmeteil einwirkende Kraft bzw. Reaktionskraft
in einen dieser Kraft entsprechenden Weg umgewandelt und dieser
Weg für
die Erzeugung des Schaltsignals genutzt. Die erfindungsgemäße Ausbildung
zeichnet sich durch Einfachheit und Robustheit aus und eignet sich
deshalb besonders für
den Einsatz bei rauhen Betriebsbedingungen, wie sie bei der Verwendung
eines Preßgeräts insbesondere
auf Baustellen auftreten.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist
vorgesehen, daß die
Schalteinrichtung derart ausgebildet ist, daß sie ein dem Federweg entsprechendes
Signal erzeugt und mit einem in einem Speicher der festgehaltenen
Schwellenwert vergleicht, wobei der Schaltsignal ausgelöst wird,
wenn das Signal den Schwellenwert erreicht oder überschreitet. Die Signalerzeugung
kann mit Hilfe eines Wegmeßorgans,
z.B. eines kapazitiven oder induktiven Sensors oder eines Hall-Sensors
bewirkt werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Schwellenwert
abänderbar
gespeichert ist. Auf diese weise kann der Schwellenwert an veränderte Bedingungen,
insbesondere an das jeweils verwendete Preßwerkzeug, angepaßt werden.
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Sofern eine entsprechende Einrichtung,
beispielsweise Schalter oder dergleichen vorhanden sind, kann der
Schwellenwert von der Bedienungsperson von außen eingestellt und angepaßt werden. Alternativ
dazu besteht jedoch die Möglichkeit,
daß der
Speicher als Teil der Schalteinrichtung an dem Preßwerkzeug
angeordnet ist, wobei in dem Speicher der jeweils für das Preßwerkzeug
op timale Schwellenwert eingespeichert ist. Bei einem Wechsel des
Preßwerkzeuges
ist deshalb gesichert, daß der Abschaltpunkt
bzw. Umschaltpunkt des Antriebs optimal an das Preßwerkzeug
angepaßt
ist. Damit wird eine fehlerhafte Zuordnung von Schwellenwert und Preßwerkzeug
vermieden. Statt eines Speichers an dem Preßwerkzeug kann das Preßwerkzeug
auch einen Chip ausweisen, der mit dem Speicher der Schalteinrichtung
derart verbunden ist, daß in
dem Speicher ein Schwellenwert eingespeichert wird, der einem in
dem Chip gespeicherten Steuerparameter entspricht. Eine solche Ausbildung
eines Preßwerkzeugs
ist beispielsweise in
DE
297 03 052 U1 und der
EP 0 860 222 A2 offenbart.
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Alternativ dazu ist nach der Erfindung
vorgesehen, daß die
Schalteinrichtung einen Schalter, beispielsweise einen Mikroschalter,
aufweist, der zwischen Stützteil
und Kraftaufnahmeteil angeordnet ist und bei Erreichen eines bestimmten
Federweges das Schaltsignal erzeugt. Dies kann dann direkt zur Abschaltung
bzw. Umschaltung des Motors oder zur Ansteuerung eines separaten
Schalters genutzt werden.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung
ist vorgesehen, daß das
Antriebsglied in an sich bekannter Weise als Stempel ausgebildet
ist, der von dem Antrieb in axialer Richtung bewegbar ist. Dabei
kann der Stempel als Spindel ausgebildet sein, die in einer von dem
Motor in Drehbewegung versetzbaren Spindelmutter eingreift. In diesem
Fall bietet sich die Möglichkeit
an, daß sich
die Spindelmutter als Kraftaufnahmeteil über ein Axiallager an der Feder
abstützt. Alternativ
kann vorgesehen sein, daß das
Antriebsglied antriebsseitig als Stützteil und werkzeugseitig als
Kraftaufnahmeteil ausgebildet ist, wobei sich das Kraftaufnahmeteil über die
Feder an dem Stützteil abstützte. In
diesem Fall ist also das Antriebsglied selbst aufgeteilt, und zwar
in ein sich letztendlich gerätefest
abstützendes
Stützteil
und in ein dazu verschieblich gelagertes Kraftaufnahmeteil. Das
Kraftaufnahmeteil ist dabei zweckmäßigerweise teleskopisch in
dem Stützteil
geführt.
Zwischen beiden kann dann ein Schalter oder ein Wegsensor ausgebildet sein.
Als dritte Alternative kann das Preßwerkzeug an den Kraftaufnahmeteil
gelagert sein, so daß es
mit diesem an dem Preßgerät verschieblich
geführt
ist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung
anhand von Ausführungsbeispielen
näher veranschaulicht. Es
zeigen:
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1 die
Seitenansicht eines Preßgeräts;
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2 einen
Längsschnitt
durch eine erste Ausführungsform
des Antriebes des Preßgeräts gemäß 1;
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3 einen
Längsschnitt
durch eine zweite Ausführungsform
des Antriebs des Preßgeräts gemäß 1;
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4 einen
Längsschnitt
durch eine dritte Ausführungsform
des Antriebs des Preßgeräts gemäß 1.
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Das in 1 dargestellte
Preßgerät 1 wird typischerweise
für das
Verpressen von Preßfittings an
Rohrverbindungen verwendet. Es hat ein Antriebsgehäuse 2,
in dem der Antrieb untergebracht ist. Das Antriebsgehäuse 2 läuft rechts
in einer Gabel 3 aus, die zwei beabstandete, im Querschnitt
halbkreisförmigen
Gabelarme aufweist, von der hier nur der eine Gabelarm 4 zu
sehen ist.
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Die Gabelarme 4 umfassen
beidseitig ein Preßwerkzeug 5.
Das Preßwerkzeug 5 hat
zwei T-förmige
Halteplatten 6, 7, die teilweise in den Raum zwischen
den Gabelarmen 4 hineinragen und dort mittels eines Querbolzens 8 an
den Gabelarmen 4 gehalten sind. Der Querbolzen 8 durchsetzt
beide Gabelarme 4 und die Halteplatten 6, 7 und
verbindet auf diese Weise das Preßwerkzeug 5 mit dem
Antriebsgehäuse 2.
Der Querbolzen 8 kann herausgenommen werden, so daß das Preßwerkzeug 5 durch ein
anderes Preßwerkzeug
ersetzt werden kann.
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Zwischen den Halteplatten 6, 7 sind
zwei spiegelbildlich ausgebildete Preßbackenhebel 9, 10 angeordnet.
Sie sind über
Lagerbolzen 11, 12 an den Halteplatten 6, 7 verschwenkbar
gelagert. Die Preßbackenhebel 9, 10 haben
Antriebsarme 13, 14, die sich teilweise in den
Zwischenraum zwischen den Gabelarmen 4 erstrecken. Zur
anderen Seite hin setzen sich die Antriebsarme 13, 14 als
Preßbacken träger 15, 16 fort.
Die Preßbackenträger 15, 16 bilden an
den einander zugewandten Seiten spiegelbildliche Preßbakken 17, 18 aus.
Sie dienen dazu, ein Preßfitting
radial zu stauchen.
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Vor einem Verpreßvorgang werden die Antriebsarme 13, 14 aus
der gezeigten Position in den Zwischenraum zwischen den Gabelarmen 4 hineingedrückt, so
daß sich
die freien Enden der Preßbackenträger 15, 16 derart öffnen, daß die Preßbacken 17, 18 an
einem Preßfitting
beidseits angelegt werden können.
Dann werden die Antriebsarme 13, 14 mit Hilfe
des Antriebs auseinandergespreizt. Hierdurch werden die Preßbacken 17, 18 einander
angenähert
und komprimieren bzw. stauchen das Preßfitting, bis die Preßbackenträger 15, 16 zur
gegenseitigen Anlage kommen.
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In 2 ist
der Antrieb des Preßgerätes 1 in schematischer
Darstellung unter Weglassung des Antriebsgehäuses 2 gezeigt. Zu
sehen ist die Gabel 3 mit dem in 1 nicht sichtbaren Gabelarm 19.
In dem zylinderförmigen
Abschnitt 20 der Gabel 3 ist eine Spindelmutter 21 angeordnet,
in die eine Spindel 22 eingreift. Am freien Ende der Spindel 22 ist über einen
Querbolzen 23 ein Antriebskopf 24 befestigt, an
dem zwei nebeneinander angeordnete, mit ihren Umfangsseiten aneinander
anliegende Spreizrollen 25, 26 gelagert sind.
Die Spindelmutter 21 ragt nach hinten aus der Gabel 3 hinaus
und ist dort über ein
nicht dargestelltes Getriebe drehfest mit der Antriebswelle 27 eines
Elektromotors 28 verbunden. Der Elektromotor 28 ist
in dem Antriebsgehäuse 2 gekapselt. Über die
Spindelmut ter 21 wird die Drehbewegung des Elektromotors 28 in
eine Linearbewergung der Spindel 22 und damit des Antriebskopfes 24 umgesetzt.
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Die Spindelmutter 21 stützt sich
in Richtung auf den Elektromotor 28 auf einem Axiallager 29 ab. Dieses
wiederum liegt an einer Tellerfeder 30 an, die sich in
einer Ringnut 31 an dem zylinderförmigen Abschnitt 20 der
Gabel 3 abstützt.
Damit ist die Abstützung
der Spindelmutter 21 federnd. Eine Bewegung der Axiallager 29 aufgrund
Einfederns der Tellerfeder 30 wird mittels eines sich an
dem Axiallager 29 abstützenden Übertragungsgliedes 32 auf
einen Mikroschalter 33 übertragen.
Bei Erreichen eines bestimmten Federweges bewirkt der Mikroschalter 33 ein
Abschalten des Elektromotors 28.
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Bei einem Verpreßvorgang wird der Elektromotor
28 von
der Bedienungsperson angeschaltet, sobald das Preßwerkzeug
5 in
vorbeschriebener Weise an dem Preßfitting angesetzt worden ist.
Der Elektromotor
28 dreht dabei in einer solchen Drehrichtung,
daß die
Spindelmutter
21 eine Auswärtsbewegung der Spindel
22 bewirkt.
Hierdurch werden die Spreizrollen
25,
26 zwischen
die in
2 nicht dargestellten
Antriebsarme
13,
14 des Preßwerkzeuges
5 eingefahren
und kommen dort an den Antriebsarmen
13,
14 zur
Anlage. Ein weiteres Ausfahren der Spindel
22 bewirkt dann
ein Auseinanderspreizen der Antriebsarme
13,
14 (vgl.
die
1 bis
4 der
DE 196 31 019 A1 mit zugehöriger Beschreibung).
Die plastische Verformung des Preßfittings erzeugt eine Reaktionskraft,
die über
die Preßbackenhebel
9,
10, den
Antriebskopf
24 und die Spindel
22 an die Spindelmutter
21 weitergegeben
wird. Dies führt
zu einer entsprechenden Axialbewegung der Spindelmutter
21 in
Richtung auf den Elektromotor
28 unter Verformung der Tellerfeder
30.
Der Federweg wird auf den Mikroschalter
33 übertragen
und löst
einen Schaltvorgang aus, sobald ein bestimmter Federweg überschritten
wird. Dieser Federweg korreliert mit einer vorbestimmten Grenzlast,
die auf das Preßwerkzeug einwirkt
und auslegungsgemäß nicht überschritten werden
soll. Damit ist der Preßvorgang
selbst beendet.
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Um das Preßgerät 1 wieder von dem
Preßfitting
abnehmen zu können,
wird der Elektromotor umgesteuert. Hierdurch fährt die Spindel 22 wieder
in die Spindelmutter 21 ein, so daß der Antriebskopf 24 wieder
aus dem Bereich der Antriebsarme 13, 14 des Preßwerkzeugs 5 herausfährt. Diese
können
dann von Hand zusammengedrückt
werden, wodurch sich die Preßbacken 17, 18 voneinander
entfernen.
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In 3 ist
eine gegenüber
der Ausführungsform
gemäß 2 abweichende Ausführungsform
dargestellt, wobei gleiche bzw. funktionsgleiche Teile mit den in 2 verwendeten Bezugsziffern versehen
sind und insoweit auf die dortige Beschreibung Bezug genommen wird.
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Die Gabel 3 ist in dem Antriebsgehäuse 2 axial
verschieblich gelagert. Die Spindelmutter 21 stützt sich über das
Axiallager 29 an einem Zylinderteil 34 ab, das
gerätefest
in dem Antriebsgehäuse 2 fixiert
ist: Am zum Axiallager
29 entfernten Ende hat das Zylinderteil 34 innenseitig
eine Ringnut 35, in der die Tellerfeder 39 eingesetzt
ist. Die Innenkanten der Tellerfeder 30 greifen in die
Ringnut 36 einer die Spindel 21 umgebenden Buchse 37 ein,
die fest mit der Gabel 3 verbunden ist. Der Mikroschalter 33 ist hier
an der Außenseite
des Zylinderteils 34 angeordnet und erfaßt die Relativbewegung
zwischen Zylinderteil 34 und Gabelarm 19.
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Bei einem Verpreßvorgang führt die von dem Antriebskopf 24 auf
das Preßwerkzeug 5 und
damit auch auf die Gabel 3 übertragende Kraft zu einer
Relativbewegung zwischen Gabel 3 und Buchse 37 einerseits
sowie Zylinderteil 34 andererseits, wobei die Tellerfeder 39 eine
Federbewegung entsprechend der Höhe
der jeweiligen Kraft ausführt.
Dies wird von dem Mikroschalter 33 erfaßt. Bei Erreichen eines Grenzfederweges
wird ein Schaltvorgang ausgelöst, wodurch
der Elektromotor 28 abgeschaltet wird.
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In 4 ist
eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Antriebes
dargestellt, wobei auch hier wieder gleiche oder funktionsgleiche
Teile mit den schon in den 2 und 3 verwendeten Bezugsziffern
versehen sind. Soweit diese Teile nachstehend nicht beschrieben
werden, wird auf die Beschreibung zu der Ausführungsform gemäß 2 Bezug genommen.
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Bei der Ausführungsform gemäß 4 ist die Spindelmutter 21 über das
Axiallager 29 axial fest, jedoch drehbar in dem zylindrischen
Abschnitt 20 der Gabel 3 gelagert.
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Die Spindel 22 hat an ihrem
dem Antriebskopf 24 benachbarten Ende einen Führungskopf 38, der
eine zylindrische Ausnehmung 39 aufweist, welche zu dem
Antriebskopf 24 hin offen ist. In die Ausnehmung 39 faßt ein Teleskopteil 40 ein,
das mit dem Antriebskopf 24 über den Querbolzen 23 verbunden ist.
Das Teleskopteil 40 ist in der Ausnehmung 39 teleskopisch
in axialer Richtung geführt.
Der Antriebskopf 24 stützt
sich rückseitig
an der Tellerfeder 30 ab, die außenseitig an dem Führungskopf 38 anliegt.
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Die Mikroschalter 33 ist
hier in der Ausnehmung 33 axial mittig angeordnet und ragt
in ein Sackloch 41 des Teleskopteils 40 hinein.
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Bei einem Verpreßvorgang wird die auf den Antriebskopf 24 wirkende
Reaktionskraft direkt auf die Tellerfeder 30 übertragen
und führt
zu einer Einfederbewegung. Bei einem bestimmten, der Grenzlast entsprechenden
Federweg kommt das Ende des Sacklochs 41 in Kontakt mit
dem Mikroschalter 33 und löst einen Schaltvorgang aus
mit der Folge, daß der
Elektromotor 28 abgeschaltet wird.