DE2808667A1

DE2808667A1 - Spannvorrichtung fuer werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE2808667A1
Application number: DE19782808667
Authority: DE
Inventors: Andre Carossino
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-10
Filing date: 1978-03-01
Publication date: 1978-09-14
Also published as: IT7883343A0; CA1086338A; DE2808667C2; IT1104901B; US4120490A; CH620626A5

Description

DIPL.-CHEM. JOACHIM DRESSLSR PATENTANWALT 3520 Hofgeismar 4, Eichenhof, Talstr.

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den 20. Februar 19 1465/78 Dr/kü

Andre Carossino, Cergy Cedex/Frankreich

"Spannvorrichtung für fcferlczeugmaschine"

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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Aufspannen der v/erk stücke auf den Tisch einer Werkzeugmaschine mit T-Nuten, wie Fräsmaschinen, Bohrmaschinen- Waagerechtschleif- oder hobelmaschinen oder ähnliche.

Da die i/erkstücke fest an dem Tisch der Werkzeugmaschine befestigt sein müssen, um zu vermeiden, daß sie sich unter der Einwirkung des Werkzeugs verschieben, greift man meistens zu Schraubstöcken oder anderen Spannvorrichtungen, die fest mit dem Tisch der Maschine verbunden werden.

Unter diesen'Vorrichtungen ist in der PR-PS 72 02 940 eine Lösung vorgeschlagen, die darin besteht, daß eine Gelenkbacke mit Verzahnung, die in eine tangentiale Steuerschnecke eingreift, im winkel verschoben wird, wobei diese beiden Organe in einem Gehäuse untergebracht sind, dessen Unterseite mit einem Formstück von T-förmigem Querschnitt versehen ist» das in die Nuten des Werkzeugmaschinentisches eingesetzt wird.

Diese Art von Vorrichtung ist wirkungsvoll, wenn es darum geht, die Werkstücke leicht aufzuspannen, für kräftiges Spannen ist sie jedoch wenig zuverlässig* Denn wenn das Drehmoment des Werkzeugs groß ist_; besteht die Gefahr, daß das ungenügend gespannte Werkstück sich bewegt, ja sogar sich aus der Vorrichtung löst und damit zu einer wirklichen Gefahr für den Bedienungsmann wird.

Diese ungenügende Verspannung mit einem Spanndruck von etwa 1,2 t hat ihre Ursache darin, daß der Hebelarm zwischen der Backe und der Steuerschnecke, d.h. der Achsabstand zwischen der Drehachse dieser Backe und der Achse der Schnecke

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kurz ist und insbesondere geringer als der Abstand zwischen dieser Achse der Backe und ihrem Arbeitsende, so daß das Kraftmoment dieser Backe gering ist.

Dieser Achsabstand konnte jedoch nicht beträchtlich vergrößert werden, ohne die Abmessungen des Gehäuses proportional zu vergrößern, um die Unterbringung und die Schwenkbewegung dieses neuen verlängerten Hebelarms zu ermöglichen. Eine solche Ausführung, die darin besteht, die Länge des Hebelarms mit zwei oder drei zu multiplizieren, würde sich also als technisch unmöglich erweisen, denn sie würde eine korrelate Vergrößerung des Volumens des Gehäuses voraussetzen, das damit schwer und sperrig werden würde und schwierig vor allem unter die Köpfe der Fräsmaschinen zu setzen wäre.

Die Erfindung löst dieses Problem, indem eben der Achsabstand zwischen der Drehachse der Backe und der Achse der Schnecke merklich vergrößert wird, ohne dabei die Abmessungen des Gehäuses beträchtlich zu ändern, wobei diese Vorrichtung nunmehr Drücke von 3 bis 4 t ausüben kann und sich damit für das Aufspannen jeglicher Werkstücke selbst auf Maschinen großer Abmessungen eignet.

Die Erfindung betrifft also eine Vorrichtung zum Festspannen von Werkstücken auf eine Werkzeugmaschine des Typs, der aus einem Körper in Gehäuseform besteht, der mit einem Verankerungsorgan ausgestattet ist, um ihn am Tisch der Maschine zu befestigen, und mit einer Gelenkbacke, deren Verschiebung im Winkel durch ein von außerhalb des Gehäuses zugängliches Steuerorgan erfolgt. Danach wird die Backe durch einen unabhängigen Hebelarm verlängert, der mit Mitteln

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zur Kupplung mit dem Steuerorgan versehen ist, die Backe und der Hebelarm sind dabei gelenkig an derselben Achse angebracht und gegeneinander drehbar, können aber entsprechend den verschiedenen Uinkelstellungen mit Hilfe eines herausnehmbaren Kupplungsorgans fest miteinander verbunden werden, um beim Einsatz des Steuerorgans miteinander zu kippen.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung hat der Hebelarm Segmentform, wobei das Ende, das dem an der Achse der Backe gelenkig angebrachten Ende gegenüberliegt, mit einer Verzahnung versehen ist, die in die Zähne des Steuerorgans in Form einer Schnecke eingreift.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart ist der Hebelarm mit vier transversalen Bohrungen versehen, von denen jede Vj selektiv zu einer der drei durch die Backe führenden Bohrungen gleichen Durchmessers geführt werden kann, wobei die feste Drehverbindung des Hebelarms und der Backe in einer gewühlten 'winkelstellung mit Hilfe eines herausnehmbaren Stiftes erfolgt.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung besteht das Verankerungsorgan aus einem Gewindebolzen, der in die Unterseite des Gehäuses eingeschraubt wird, einem Nutstein mit T-förmigem Querschnitt, der in die Nut entsprechender Form eines Werkzeugmaschinentisches eingesetzt wird, und einer

2b Sicherungsmutter und -unterlegscheibe, die die Vorrichtung linear , bezogen auf die Maschine, festhalten.

Spannvorrichtung gemäß der Erfindung ist als nicht einschränkendes Beispiel in den beigefügten Abbildungen dargestellt; dabei ist:
3(J Abbildung 1 ein Längsschnitt,

Abbildung 2 ein Teilausschnitt der mit einem Hebezwischenblock versehenen Spannvorrichtung.

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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen aus vier Elementen, dem Gehäuse (1), das den Körper der Vorrichtung bildet, einer drehbar angebrachten Backe (2), einem kippbar an derselben Achse wie die Backe angebrachten Hebelarm (3) und schließlich einem von außerhalb des Gehäuses zugänglichen Steuerorgan (4).

Das Gehäuse (1) stellt sich als ein gegossener Metallblock von nahezu parallelepipedxscher Form dar, wobei dieser Block ausgehöhlt und von außen zugänglich ist durch ein Fenster (5) in einer der Seitenwände des Gehäuses und durch ein Fenster (6) in der Vorderwand (7) dieses Gehäuses; dieses Fenster nimmt das kreisförmige Profil dieser Vorderwand (7) an, die sich an die obere Viand (8) des genannten Gehäuses anschließt.

Die beiden Seitenwände des Gehäuses (1) weisen eine Bohrung (9) auf, die als Lager für einen Gelenkbolzen <10) dient, an dem die Backe (2) und der Hebelarm (3) drehbar angebracht sind. Somit sind die Backe (2) und der Hebelarm (3) im Winkel an der gemeinsamen Achse (10) beweglich und können sich drehbar gegeneinander verschieben.

Dieses Gehäuse (1) hat außerdem zwei kreisförmige Bohrungen (11) und (12), in die Stifte (13) eingeführt sind, die jeweils auf die beiden Seitenflächen des hinteren Endes des Hebelarms (3) stoßen; diese beiden Stifte (13) sind in der Höhe versetzt, um einen Verspannungseffekt des Hebelarms (3) zu vermeiden, wenn er von dem Steuerorgan (4) in Bewegung gesetzt wird.

Um der Deutlichkeit willen wurden in der Abbildung (1) beide Stifte (13) dargestellt, um ihre jeweilige Position

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zu zeigen, obwohl von der Zeichnung her, wegen der Ebene, durch die der Schnitt geht, in Wirklichkeit nur einer dieser beiden Stifte (13) sichtbar ist. Der Körper oder das Gehäuse (1) enthält schließlich einen Sitz (14), in den das Steuerorgan (4) eingeführt ist, das in dem betrachteten Beispiel aus einer Schnecke (15) besteht, deren oberes Ende mit einem polygonalen Kopf versehen ist, z.B. einem Sechskantkopf, im Hinblick auf den Antrieb durch z.B. eine Handkurbel.

Die Backe (2) besteht aus einem Spannfinger (2^), der dazu bestimmt ist, auf das Werkstück (17) zu drücken, welches auf der Werkflache des Tisches (18) der Werkzeugmaschine, wie Präsmaschine, Bohrmaschine, Waagerechtstoßmaschine oder andere, ruht. Diese Backe (2) ist kippbar an ihrer Drehachse (10) angebracht und enthält ein Endstück (2_O), das teilweise über den Hebelarm (3) übergreift. Diese Backe (2) enthält außerdem drei transversale Bohrungen (19), (20) und (21), die entsprechend den verschiedenen Winkelstellungen zur Ankupplung an den Hebelarm (3) dienen, wie nachstehend beschrieben. Diese Backe (2) kann dank des Fensters (6) in der Vorderwand des Gehäuses (1) frei um ihre Achse (10) schwenken. Der Hebelarm (3) stellt sich als Segment dar, dessen eines Ende gelenkig an der Achse (10) angebracht ist, während das entgegengesetzte Ende (22) mit einer Verzahnung versehen ist, die in die Zähne der Schnecke (15) eingreift, die tangential zu dieser Verzahnung angeordnet ist. Dieser Hebelarm (3) enthält vier transversale Bohrungen (23), die wahlweise an eine der Bohrungen (19), (20) oder (21) der Backe herangeführt werden können.

Dieser Hebelarm (3) hat einen Schwenkweg im Winkel um die Achse (10), und sein Hub wird durch die Innenwände (24) und (25) der Ober- und Unterseite des Gehäuses (1) begrenzt.

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Das Spiel der Bohrungen (19), (20), (21) und (23) der Backe (2) und des Hebelarms (3) gestattet eine Kupplung dieser beiden Teile in verschiedenen Winkelstellungen; diese Kupplung erfolgt mit Hilfe eines Stiftes (26), der in die zueinandergefuhrten Bohrungen eingesteckt wird. Dieser Stift (26) hat den Zweck, die Backe (2) und den Hebelarm (3) fest miteinander zu verbinden, damit sie während der Drehung der Stellschnecke (15) zusammen um die Achse (10) kippen.

Diese Wahl der Winkelstellung der Backe (2) bezogen auf den Hebelarm (3) hat den Zweck, den Ausschlag des letzteren zu unterteilen, und zwar so. daß die direkte Berührung der Backe (2) mit dem Werkstück innerhalb des Hubs des Hebelarms (3) erfolgt. Mit anderen Worten, die Backe (2) wird zunächst durch die Grobeinstellung des Stiftes (26) so nahe wie möglich an das Werkstück (17) herangeführt, dann erfolgt die Peineinstellung und das Spannen durch einen geringen Hub des Hebelarms (3) unter der Einwirkung der Stellschnecke (15), Diese Konzeption hat den Zweck, den Achsabstand zwischen der Achse (10) und der Mittelachse der Stellschnecke (15) beträchtlich zu verlängern, ohne dabei das Volumen des Gehäuses (1) merklich zu vergrößern.

Die Spannvorrichtung wird auf dem Tisch der Werkzeugmaschine durch ein Formstück (27) mit T-förmigem Querschnitt festgestellt, das in einer der Nuten (28) mit entsprechendem Querschnitt, die in den Werkzeugmaschinentischen vorgesehen sind, hin- und herbewegt werden kann. Dieses Formstück (27) ist mit dem Körper des Gehäuses (1) durch eine Schraube (29) verbunden, die zum Teil in eine Gewindebohrung (30) des Formstücks (27) und in eine Gewindebohrung (31) des Gehäuses (1) eingeschraubt ist.

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Diese Bohrung (30) nimmt im übrigen eine mit einer Unterlegscheibe (33) zusammenwirkende Sicherungsmutter (31) auf; diese, beispielsweise ausgebildete, Sicherungsmutter (31) drückt auf die Oberseite (18) des Tisches der Werkzeugmaschine, um die Spannvorrichtung auf den Tisch linear zu befestigen, dabei aber deren Drehung zu ermöglichen.

Schließlich ist der S;-annfinger (2^) der Backe (2) mit einer gelenkig an einer Achse (35) angebrachten Wiege (34) versehen, wobei diese U-förmige Wiege (34), dargestellt im Schnitt, verschiedene "Winkelstellungen bezogen auf den Spannfinger (2.) einnehmen kann, so daß sie auf Werkstücke (17) mit schrägen Flächen drücken kann.

Gemäß Abbildung (2) ist die Spannvorrichtung, so wie sie beschrieben ist, mit einem oder mehreren Zwischenblöcken (36) verbunden, die dazu bestimmt sind, die Spannvorrichtung anzuheben, um das Aufspannen von Werkstücken großer Höhe zu ermöglichen.

Dieser Block (36) besteht aus einer Art ausgehöhltem nahezu parallelepipedischem Gehäuse, das nahe seiner Oberseite (51) einen Sitz (52) mit einer das Verankerungsorgan (53) ergänzenden Form hat; dieses befindet sich an der eigentlichen Spannvorrichtung bzw. dem angrenzenden Zwischenblock.

An dieser Stelle muß darauf hingewiesen werden, daß der Zwischenblock allein mit der Spannvorrichtung verwendet oder mit anderen identischen Zwischenblöcken vereinigt werden kann, die übereinander gesteckt werden, wenn das Werkstück sehr hoch ist. Bei dem betrachteten Beispiel

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wird der Block (36) allein verwendet.

Der Sitz (52) besteht aus einer Ausfräsung, in die das Verankerungsorgan (53) eingefügt wird, das im Querschnitt die Form eines umgekehrten T haben kann (identisch mit dem Verankerungsorgan (27), Abb. 1) , wobei dieses Organ (53) mit dem Spanngehäuse (1) durch eine Innensechskantschraube (54) fest verbunden ist.

Diese Ausfräsung (52) bildet zusammen mit der Rippe (55), die in das Innere des Blocks (36) vorspringt, den Sitz, in dem das Verankerungsorgan (53) verriegelt wird.

Diese Verriegelung wird durch einen Riegel (56) ergänzt, der aus einem Stift besteht, der durch eine Feder (57) ständig vorspringend, bezogen auf die Oberseite (51) des Blocks (36), belastet wird; dieser Stift ist in ein Sackloch (58) des Blocks (36) eingesetzt und fest mit einem radialen Finger (59) verbunden, der sich in einem in der Wand des Blocks (36) ausgesparten Schlitz (60) hin- und herbewegen läßt.

Die Verriegelung des Spanngehäuses (1) bzw. des Zwischenblocks (36) erfolgt durch einfaches Gleiten des Verankerungsorgans (53) nach vorn (Pfeil F) in den Sitz (52) und durch Eindringen des Stiftes (56) in ein ergänzendes Sackloch (61), das in der Unterseite (62) des Spanngehäuses (1) bzw. Zwischenblocks ausgespart ist.

Dieser Zwischenblock (36) enthält eine zweite Rippe (63), die ebenfalls in das Innere des Blocks vorspringt; diese Rippe (63) dient zur Befestigung durch eine Innensechskantschraube (64) und ein Verankerungsorgan (65), das mit dem Verankerungsorgan (53) identisch ist.

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Auch die Unterseite (66) des Zwischenblocks (36) enthält ein Sackloch (67), das mit der Bohrung (61) des Spanngehäuses (1) identisch ist.

Der Zwischenblock (36) wird in Verbindung mit einem Fuß (68) verwendet, der dazu bestimmt ist, auf einen Tisch (69) der Werkzeugmaschine gespannt zu werden, der in bekannter Weise eine Nut (70) mit dera Querschnitt eines umgekehrten T aufweist. Dieser Fuß (68) enthält nach dem Muster des Zwischenblocks (36) einen Sitz (71), der mit dem Sitz (52) des Blocks (36) identisch ist und dazu bestimmt ist, das Verankerungsorgan (65) aufzunehmen. Er enthält außerdem einen Riegel (72), der entsprechend dem Riegel (56) ausgebildet und dazu bestimmt ist, mit der Bohrung (67) des Blocks (36) zusammen zu wirken.

Dieser Fuß (68) enthält schließlich ein Befestigungsorgan (73), in entsprechender Form zur Nut (70) des Tisches (69) der Werkzeugmaschine, wobei dieses Befestigungsorgan (73) mit dem Fuß durch eine Irmensechskantschraube (74) verbunden ist, die auf eine Unterlegscheibe (75) drückt, welche in einen Sitz (76) eingreift, der durch eine Ausfräsung im Körper des Fusses (68) gebildet wird.

Diese Schraube (74) ist vor der Montage des Blocks (36) vom Inneren des Fußes (68) her mit Hilfe eines Werkzeugs zugänglich und dient so zum Festspannen des Fußes (68) auf dem Tisch der Werkzeugmaschine und damit zum Festspannen der übereinander gesteckten Teile: Zwischenblöcke (36) und Gehäuse (1).

Das wesentliche Merkmal dieser Zwischenblöcke (36) besteht darin, daß jeder von ihnen die Einsteck- und Verbindungsorgane enthält, die notwendig sind, um sie untereinander

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oder mit dem Aufspannfuß (68) oder mit dem Sf.anngehäuse (1) zu verbinden. Denn alle Verankerungsorgane (63) bzw. (65) sind genau ebenso gleich ausgebildet wie die Riegel (56) bzw. (72), und die Verriegelungssitze (52) bzw. (74), die zur Aufnahme der Organe (53) und (65) dienen.

Aufgrund dieser einfachen und praktischen Konzeption kann man entsprechend der Zahl der verwendeten Zwischenblöcke eine stabile Spannvorrichtung aus Modulelementen erreichen.

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Claims

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Patentansprüche

rl. "(Vorrichtung zum Spannen von Werkstücken auf eine '/Werkzeugmaschine, die aus einem Körper in Gehäuseform besteht, der mit einem Verankerungsorgan ausgestattet ist, um ihn am Tisch der Maschine zu befestigen, und mit einer Gelenkbacke, deren Verschiebung im Winkel durch ein von außerhalb des Gehäuses zugängliches Steuerorgan erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Backe (2) durch einen unabhängigen Hebelarm (3) verlängert wird, der mit Mitteln zur Kupplung (26) mit dem Steuerorgan (4) versehen ist, die Backe (2) und der Hebelarm (3) sind dabei gelenkig an derselben Achse (10) angebracht und gegeneinander drehbar, können aber entsprechend den verschiedenen rfinkelstellungen mit Hilfe eines herausnehmbaren Kupplungsorgans (26) fest miteinander verbunden werden, um beim Einsatz des Steuerorgans (4) miteinander zu kippen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Hebelarm (3) Segmentform hat, wobei das Ende (22), das dem an der Achse der Backe (2) gelenkig angebrachten Ende gegenüberliegt, mit einer Verzahnung versehen ist, die in die Zähne des Steuerorgans (4) in Form einer Schnecke (15) eingreift.
3. Vorrichtung nach Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelarm (3) mit vier transversalen Bohrungen (23) versehen ist, von denen jede selktiv zu einer der drei durch die Backe (2) führenden Bohrungen gleichen Durchmessers geführt werden kann, wobei die feste Drehverbindung des Hebelarms (3) und der Backe (2) in einer

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gewählten .jinkels teilung mit Hilfe eines herausnehmbaren Stiftes (26) erfolgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsorgan aus einem Gewindebolzen (29) besteht, der in die Unterseite des Gehäuses (1) eingeschraubt wird, einem Formstück (27) mit T-förmigem Querschnitt, der in die Nut (28) entsprechender Form eines werkzeugmaschinentisches eingesetzt wird, und einer Sicherungsmuster (31) und -unterlegscheibe (33), die die Vorrichtung linear auf dem I-Iaschinentisch festhalten.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dss Ende des Backens (2) mit einer Gelenkwiege (34) versehen ist, die auf geneigte Werkstücke (17) drücken kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) ein Gußstück ist, das in einer seiner Seitenwände ein erstes Fenster (5) aufweist, durch das die Kupplungsbohrungen des Hebelarms (3) und der Backe (2) zugänglich sind, und ein zweites Vorderfenster (6) für die Winkelschwenkbewegung der Backe (2), v/obei die Innenwände der Unter- und Oberseite des Gehäuses die Endanschläge des Hebelarms (3) bilden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehüuse (1) zwex durch seine Seitenwände gehende versetzte Bohrungen (11, 12) aufweist, die in das Gehäuseinnere ragende Stifte (13) aufnehmen, die ein Verspannen des Hebelarms (3) verhindern, wenn dieser von der Steuerschnecke (O in Bewegung gesetzt wird.

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S. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit mindestens einem Zwischenblock (36) verbunden ist, der an seiner Oberseite (51) einerseits einen Sitz (52) hat, in der Form entsprechend dem Verankerungsorgan des Körpers in Form eines Gehäuses (1) oder entsprechend dem eines angrenzenden Zwischenblocks (36), und andererseits einen Riegel (56), der in eine Bohrung (61) eingefügt wird, die in der Unterseite des genannten Körpers oder des genannten Blocks ausgespart ist, wobei die Unterseite (66) des Zwischenblocks (36) selbst ein Verankerungsorgan (65) und eine Bohrung (67) zur Aufnahme des Riegels (56) eines angrenzenden Blocks hat.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenblock (36) mit einem Fuß (68) verbunden ist, der an seiner Oberseite einen Sitz (71) hat, in der Form entsprechend dem Verankerungsorgan (65) des angrenzenden Zwischenblocks (36), und einen Riegel (72), der in die Bohrung (67) eingefügt wird, die in der Unterseite (66) des genannten Blocks (36) ausgespart ist, wobei der Fuß außerdem ein von außen zugängliches Befestigungsorgan (73) enthält, das zum Einspannen des genannten Fußes in die Nuten (70) des Tisches (69) der Werkzeugmaschine bestimmt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenblock (36) ausgehöhlt ist und innen zwei transversale Rippen (55-63) aufweist, von denen die eine, die untere, mit einer Gewindebohrung versehen ist, in die ein Gewindebolzen (64) eingeschraubt ist, an dem das Verankerungsorgan (65) befestigt ist; die andere, die

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obere, bildet mit einer Ausfräsung (52) den Sitz zur Aufnahme des Verankerungsorgans (53) des Körpers (1) in Form eines Gehäuses oder des angrenzenden Zwischenblocks (36).
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (56-72) aus einem auf einer Feder (57) angeordneten Stift in einem Sackloch (58) des Zwischenblocks besteht, wobei ein radialer Finger (59), der fest mit dem Stift verbunden ist, in einem Schlitz (60) des Zwischenblocks gleitet und nach außen ragt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß (68) mit einer Längsnut versehen ist, in der eine von außen zugängliche Innensechskantschraube (74) gleitet, wobei das Ende dieser Schraube in eine Gewindebohrung des Befestigungsorgans (73) in Form eines umgekehrten T eingefügt ist; sie drückt dabei auf eine Verriegelungsscheibe (75), die in eine Spannut (76) eingreift.

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