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Die
Erfindung betrifft einen Motor mit einer Kettenführung für ein Getriebe, insbesondere
ein Kettengetriebe, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Eine derartige Führung wird bei einem Motor
verwendet, um den Umlaufweg einer Getriebekette zu begrenzen, welche
Energie von einem Antriebskettenrad an ein oder mehrere Abtriebskettenräder beim
Taktsteuerantrieb eines Fahrzeugmotors überträgt.
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Im
Allgemeinen ist ein Motor mit einem Taktsteuergetriebe ausgestattet,
welches Energie über eine
Kette überträgt, die
in Eingriff mit einem Antriebskettenrad an einer Motorkurbelwelle
und einem oder mehreren Abtriebskettenrädern an den die Ventile betätigenden
Nockenwellen ist. Bei einem bekannten Taktsteuergetriebe, wie es
in 7 dargestellt ist, weist ein schwenkbarer Spannhebel
GA einen Gleitschuh auf, der in Gleitkontakt mit einem Bereich der
Kette CH ist, welche von einem Antriebskettenrad S1 in Richtung
eines Abtriebskettenrades S2 umläuft.
Der Spannhebel GA sind mit einem Spanner T gegen die Kette CH gedrückt, um
eine geeignete Spannung aufzuerlegen, wodurch Schwingungen der Kette
verhindert werden. Der Spannhebel GA ist um eine Achse P verschwenkbar,
welche ein Teil eines Bolzens oder dergleichen sein kann, der an
dem Motorblock angebracht ist.
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Eine
feste Kettenführung
GB ist auf der gegenüberliegenden
Seite des Taktsteuergetriebes für einen
Gleitkontakt mit einem Bereich der Kette CH vorgesehen, der von
einem Abtriebskettenrad S2 in Richtung des Antriebskettenrads S1
umläuft.
Die feste Kettenführung
GB, welche den Umlaufweg der Kette begrenzt, ist am Motorblock E
mittels zweier Bolzen Q oder anderen geeigneten Montagemitteln angebracht,
welche eine Bewegung der festen Kettenführung GB verhindern.
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Die
feste Kettenführung
GB besteht üblicherweise
aus einem hochfesten, leichtgewichtigen Träger, der aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff besteht,
und einem Gleitschuh, der aus einem Kunststoff ohne Glasfasern besteht.
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Ein
herkömmliches
Taktsteuergetriebe der Art, wie es in 1 dargestellt
ist, ist genauer in der Patentanmeldung US 2007/0155555 A1 beschrieben,
die am 5. Juli 2007 veröffentlicht
wurde. Ein Problem bei herkömmlichen
festen Kettenführungen
ist, dass ihr Träger
und ihr Gleitschuh aus unterschiedlichen Materialien bestehen, was
sie teuer in der Herstellung macht, so dass sie dem Bedürfnis erhöhter Nachfrage
nach kostengünstigen
Motoren nicht folgen können.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Kettenführung zu
verbessern.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Führung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist eine
Kettenführung
vorgesehen, welche in Verbindung mit einem einen Motorblock aufweisenden
Motor verwendet wird, welche ein Kettengetriebe einschließt. Die
Kettenführung weist
einen langgestreckten Führungskörper mit
einander gegenüberliegenden
ersten und zweiten Enden auf, die voneinander beabstandet in Richtung der
Längserstreckung
des Führungskörper sind,
und einer Gleitkontaktfläche,
die in Gleitkontakt mit der Kette des Kettengetriebes steht. Das
erste Ende der Kettenführung
ist verschenkbar an einer Montageachse unterstützt, welche am Motorblock fixiert
ist. Ein Endunterstützungsbereich
des Führungskörpers benachbart
des zweiten Endes des Führungskörpers liegt
am Motorblock an, und ein Zwischenunterstützungsbereich des Führungskörpers in
einem Zwischenbereich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende
ist beabstandet vom Motorblock angeordnet, wenn die Spannung in
der Kette unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts liegt, aber liegt
am Motorblock an, wenn die Spannung in der Kette den Grenzwert erreicht
oder überschreitet.
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Während es
ausreicht, die erfindungsgemäße Führung mit
einem einzigen Montagebolzen oder einer anderen geeigneten Montageachse
zu unterstützen,
werden üblicherweise
zwei Montagebolzen benötigt,
um eine herkömmliche
feste Führung
zu unterstützen.
Deshalb wird die Teileanzahl verringert und die Führung kann
schneller und einfacher montiert werden. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Führung dicht
am Motorblock montiert werden, und deshalb können die Gesamtgröße und das
Gesamtgewicht verringert werden. Die Vereinfachung der Führungsmontage
und die Größenverringerung, die
durch die Erfindung bewirkt werden, resultieren in einer beachtlichen
Kostenreduzierung.
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Der
Führungskörper kann
eine Mehrzahl von Zwischenunterstützungsbereichen im Zwischenbereich
zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende aufweisen, wobei im
Falle, wenn die Spannung in der Kette unterhalb eines vorgegebenen
Grenzwerts liegt, die Unterstützungsbereiche
beabstandet vom Motorblock angeordnet sind, während wenn die Spannung in
der Kette den Grenzwert erreicht oder überschreitet, die Unterstützungsbereiche
am Motorblock anliegen.
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Mit
einer Mehrzahl von Unterstützungsbereichen
kann der Führungskörper flexibel Änderungen bei
der Kettenspannung folgen, ohne dass eine übermäßige Erzeugung von Wärme als
Ergebnis von Reibung zwischen der Kette und dem Führungskörper erfolgt.
Deshalb kann ein Festigkeitsverlust auf Grund thermischer Zerstörung des
Führungskörpers unterdrückt werden.
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Vorzugsweise
hat der Führungskörper wenigstens
eine Durchgangsöffnung
benachbart des Endunterstützungsbereichs
und wenigstens eine Durchgangsöffnung
benachbart des oder der Zwischenunterstützungsbereiche. Die Durchgangsöffnungen
können
in verschiedener Gestalt und Anzahl vorgesehen sein, wobei sie die
Elastizität
des Endunterstützungsbereichs
und des oder der Zwischenunterstützungsbereiche
verbessern. Selbst wenn ein plötzlicher
Anstieg der Kettenspannung auftritt, welcher einen starken Stoß zwischen
dem Führungskörper und
dem Motorblock verursacht, wird der Stoß durch den oder die Zwischenunterstützungsbereiche aufgenommen,
dessen bzw. deren Elastizität
durch die Durchgangsöffnungen
verbessert wird, so dass die Auferlegung großer Belastungen auf den Führungskörper vermieden
wird. Darüber
hinaus kann die Elastizität
des Führungskörpers einfach
durch Anpassung geeigneter Durchgangsöffnungen eingestellt und angepasst
werden. Der Führungskörper kann
einfach Veränderungen
der Kettenspannung folgen, und deshalb ermöglicht die erfindungsgemäße Führung einen
hohen Grad an Freiheit bei den Spannungssteuereigenschaften des
Kettengetriebes.
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Der
Führungskörper besteht
vorzugsweise aus einem einstückig
aus glasfaserverstärktem Kunststoff
gegossenen Körper.
Die einstückige
Ausgestaltung resultiert in einer Kostenreduzierung im Vergleich
zu den Herstellungskosten für
herkömmliche
feste Führungen.
Ferner hat glasfaserverstärkter Kunststoff
eine bessere thermische Leitfähigkeit
als ein herkömmlicher
Kunststoff. Folglich wird die Reibungswärme, die während des Entlanggleitens der Kette
am Führungskörper erzeugt
wird, effektiver an die Umgebung abgegeben.
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Im
Folgenden ist die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die beiliegende Zeichnung näher
erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels
einer Kettenführung,
die in Gleitkontakt mit einer Kette ist, welche unter geringer Spannung
steht,
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2 eine
Seitenansicht der Kettenführung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel,
bei dem die Kette unter erhöhter
Spannung steht,
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3 eine
Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels
einer Kettenführung,
die in Gleitkontakt mit einer Kette ist, welche unter geringer Spannung
steht,
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4 eine
Seitenansicht der Kettenführung gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel,
bei dem die Kette unter erhöhter
Spannung steht,
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5 eine
Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels
einer Kettenführung,
die in Gleitkontakt mit einer Kette ist, welche unter geringer Spannung
steht,
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6 eine
Seitenansicht der Kettenführung gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel,
bei dem die Kette unter erhöhter
Spannung steht,
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7 eine
schematische Ansicht eines herkömmlichen
Taktsteuergetriebes eines Doppelnockenwellen-Verbrennungsmotors, in dem sowohl eine
feste Kettenführung
als auch eine bewegliche Kettenführung
eingebaut ist.
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Im
Allgemeinen ist die erfindungsgemäße Kettenführung an einem Ende schwenkbar
angebracht, liegt am anderen Ende am Motorblock an und hat einen
dazwischenliegenden Unterstützungsbereich,
welcher sich weg vom Motorblock bewegt, wenn sich die Kette lockert,
welcher sich aber in Anlage an den Motorblock bewegt, wenn sich
die Spannung in der Kette erhöht.
Für diesen
Zweck kann die Kettenführung
auf unterschiedliche Weise ausgebildet sein, wobei im Folgenden
drei unterschiedliche Ausführungsbeispiele
beispielhaft beschrieben sind.
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Gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel, das
in den 1 und 2 dargestellt ist, weist eine Kettenführung 100 einen
langgestreckten Führungskörper 110 auf,
welche einen Gleitschuhbereich 118 in Gestalt eines sich
allmählich
in seiner Krümmung ändernden
Bogens aufweist. Eine Kette CH steht in Gleitkontakt mit einer Oberfläche des
Gleitschuhs, welche sich entlang der Längsrichtung der Kette erstreckt.
Die Seite des Führungskörpers, die
auf der der Kette abgewandten Seite angeordnet ist, weist die Gestalt
eines Bogens 119 auf. Der Gleitschuh ist federnd und elastisch
verformbar in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung. Benachbart eines
Endes des Bogens 119 ist der Führungskörper 110 schwenkbar
an einer Achse gelagert, welche durch einen Bolzen B gebildet sein
kann, der am Motorblock E fixiert ist. Ein Endunterstützungsbereich 111 am
gegenüberliegenden
Ende des Bogens 119 liegt am Motorblock E an. Dieser Endunterstützungsbereich 111 weist
eine ebene Fläche
auf, die den Motorblock E mehr in einem Flächenkontakt als einem Punkt-
oder Linienkontakt berührt,
wodurch eine Spannungskonzentration vermieden wird, welche die Lebensdauer
der Führung
verringern könnte.
Die Kettenführung
weist auch einen Zwischenunterstützungsbereich 112 auf,
welcher jedoch nicht am Motorblock E anliegt, wenn die Kette CH
locker ist. Er liegt jedoch am Motorblock E an, wenn die Spannung in
der Kette CH zunimmt, wie in 2 dargestellt, was
bewirkt, dass sich der Führungskörper biegt.
Der Zwischenunterstützungsbereich 112 weist
ebenfalls eine ebene Fläche
für einen
Kontakt am Motorblock E auf, und er liegt am Motorblock E an, wenn
die Spannung in der Kette CH einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
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Schlitzförmige Durchgangsöffnungen 114 und 115 sind
jeweils benachbart des Endunterstützungsbereichs 111 und
des Zwischenunterstützungsbereichs 112 vorgesehen.
Diese schlitzförmigen Durchgangsöffnungen
erstrecken sich entlang der Längsrichtung
des Führungskörpers 110 und
sind vorzugsweise direkt hinter den ebenen, den Motorblock kontaktierenden
Flächen
des Führungskörpers angeordnet
(siehe 1 und 2). Diese Durchgangsöffnungen 114 und 115 ermöglichen
es dem Endunterstützungsbereich 111 und
dem Zwischenunterstützungsbereich 112 sich
einfach in eine Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Führungskörpers 110 zu
verformen. Deshalb wird, wenn die Spannung in der Kette CH zunimmt,
die erhöhte
Spannung durch die Deformation der Unterstützungsbereiche 111 und 112 aufgenommen,
wie in 2 gezeigt.
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Obwohl
die Durchgangsöffnungen
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
und bevorzugt in Gestalt von Schlitzen ausgebildet sind, welche
sich in Längsrichtung
des Führungskörpers erstrecken,
können
die Durchgangsöffnungen
beliebige andere Größen, Gestalten
und Anordnungen haben. Darüberhinaus
kann eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen benachbart zueinander
an einem oder beiden Unterstützungsbereichen
des Führungskörpers vorgesehen
sein.
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Der
Führungskörper 110 ist
vorzugsweise als eine Einheit aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff,
wie Polyamid 66, gegossen sein. Da der gesamte Führungskörper einstückig gegossen
ist, kann der Herstellungsvorgang vereinfacht werden, und der Führungskörper kann
kostengünstiger
hergestellt werden.
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Gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel, das
in den 3 und 4 dargestellt ist, weist eine Kettenführung 200 einen
langgestreckten Führungskörper 210 auf,
welche einen Gleitschuhbereich 218 in Gestalt eines sich
allmählich
in seiner Krümmung ändernden
Bogens aufweist. Eine Kette CH steht in Gleitkontakt mit einer Oberfläche des
Gleitschuhs, welche sich entlang der Längsrichtung der Kette erstreckt.
Die Seite des Führungskörpers, die
auf der der Kette abgewandten Seite angeordnet ist, weist die Gestalt
eines Bogens 219 auf. Der Gleitschuh ist elastisch verformbar
in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung. Benachbart eines
Endes des Bogens 219 ist der Führungskörper 210 schwenkbar
an einer Achse gelagert, welche durch einen Bolzen B gebildet sein
kann, der am Motorblock E fixiert ist. Ein Endunterstützungsbereich 211 am
gegenüberliegenden
Ende des Bogens 219 liegt am Motorblock E an. Dieser Endunterstützungsbereich 211 weist
eine ebene Fläche
auf, die den Motorblock E mehr in einem Flächenkontakt als einem Punkt-
oder Linienkontakt berührt,
wodurch eine Spannungskonzentration vermieden wird, welche die Lebensdauer
der Führung
verringern könnte.
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Die
Kettenführung
weist zwei Zwischenunterstützungsbereiche 212 und 213 auf,
welche nicht am Motorblock E anliegen, wenn die Kette CH locker ist.
Sie liegen jedoch am Motorblock E an, wenn die Spannung in der Kette
CH zunimmt, wie in 4 dargestellt, was bewirkt,
dass sich der Führungskörper biegt.
Diese Zwischenunterstützungsbereiche 212 und 213 weisen
ebenfalls ebene Flächen
für einen Kontakt
am Motorblock E auf.
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Eine
schlitzförmige
Durchgangsöffnung 214 ist
im Führungskörper benachbart
des Endunterstützungsbereichs 211 vorgesehen,
und schlitzförmige durchgangsöffnungen 216 und 215 sind
im Führungskörper jeweils
benachbart der Zwischenunterstützungsbereiche 213 und 212 vorgesehen.
Diese schlitzförmigen
Durchgangsöffnungen
erstrecken sich entlang der Längsrichtung
des Führungskörpers 210 und
sind vorzugsweise direkt hinter den ebenen, den Motorblock kontaktierenden
Flächen
des Führungskörpers angeordnet
(siehe 3 und 4). Diese Durchgangsöffnungen 214, 215 und 216 ermöglichen
es dem Endunterstützungsbereich 211 und
den Zwischenunterstützungsbereichen 212 und 213 sich
einfach in eine Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Führungskörpers 210 zu
verformen. Deshalb wird, wenn die Spannung in der Kette CH zunimmt,
die erhöhte
Spannung durch die Deformation der Unterstützungsbereiche aufgenommen, wie
in 4 gezeigt.
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Auch
in diesem Fall sind die Durchgangsöffnungen, wie gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
vorgesehen, bevorzugt in Gestalt von Schlitzen ausgebildet, welche
sich in Längsrichtung
des Führungskörpers erstrecken,
jedoch können
die Durchgangsöffnungen
beliebige andere Größen, Gestalten und
Anordnungen haben. Darüberhinaus
kann eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen benachbart zueinander
an einem, zwei oder allen Unterstützungsbereichen des Führungskörpers vorgesehen
sein.
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Wiederum
ist der Führungskörper 210 bevorzugt
als eine Einheit aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, wie Polyamid 66,
gegossen. Da der gesamte Führungskörper einstückig gegossen
ist, kann der Herstellungsvorgang vereinfacht werden, und der Führungskörper kann
kostengünstiger
hergestellt werden.
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Gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel, das
in den 5 und 6 dargestellt ist, weist eine Kettenführung 300 einen
langgestreckten Führungskörper 310 auf,
welche einen Gleitschuhbereich 318 in Gestalt eines sich
allmählich
in seiner Krümmung ändernden
Bogens aufweist. Eine Kette CH steht in Gleitkontakt mit einer Oberfläche des
Gleitschuhs, welche sich entlang der Längsrichtung der Kette erstreckt.
Die Seite des Führungskörpers, die
auf der der Kette abgewandten Seite angeordnet ist, weist die Gestalt
eines Bogens 319 auf. Der Gleitschuh ist elastisch verformbar
in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung. Benachbart eines
Endes des Bogens 319 ist der Führungskörper 310 schwenkbar
an einer Achse gelagert, welche durch einen Bolzen B gebildet sein
kann, der am Motorblock E fixiert ist. Ein Endunterstützungsbereich 311 am
gegenüberliegenden
Ende des Bogens 319 liegt am Motorblock E an. Dieser Endunterstützungsbereich 311 weist
eine ebene Fläche
auf, die den Motorblock E mehr in einem Flächenkontakt als einem Punkt-
oder Linienkontakt berührt,
wodurch eine Spannungskonzentration vermieden wird, welche die Lebensdauer
der Führung
verringern könnte.
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Die
Kettenführung
weist ebenfalls zwei Zwischenunterstützungsbereiche 312 und 313 auf,
welche nicht am Motorblock E anliegen, wenn die Kette CH locker
ist. Sie liegen jedoch am Motorblock E an, wenn die Spannung in
der Kette CH zunimmt, wie in 6 dargestellt,
was bewirkt, dass sich der Führungskörper biegt.
Diese Zwischenunterstützungsbereiche 312 und 313 weisen
ebenfalls ebene Flächen für einen
Kontakt am Motorblock E auf.
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Eine
schlitzförmige
Durchgangsöffnung 314 ist
im Führungskörper benachbart
des Endunterstützungsbereichs 311 vorgesehen,
eine kreisförmige Durchgangsöffnung 315 ist
im Führungkörper benachbart
des Zwischenunterstützungsbereichs 312 vorgesehen,
und zwei schlitzförmige
Durchgangsöffnungen 316, 317 sind
im Führungskörper benachbart des
Zwischenunterstützungsbereichs 313 vorgesehen.
Diese schlitzförmigen
Durchgangsöffnungen 316 und 317 erstrecken
sich senkrecht zur Längsrichtung
des Führungskörpers 310.
Diese Durchgangsöffnungen 314, 315, 316 und 317 ermöglichen es
dem Endunterstützungsbereich 311 und
den Zwischenunterstützungsbereichen 312 und 313 sich
einfach in eine Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Führungskörpers 310 zu
verformen. Deshalb wird, wenn die Spannung in der Kette CH zunimmt, die
erhöhte
Spannung durch die Deformation der Unterstützungsbereiche aufgenommen,
wie in 6 gezeigt.
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Auch
in diesem Fall können
die Durchgangsöffnungen,
wie gemäß bei den
zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen
erwähnt,
beliebige andere Größen, Gestalten
und Anordnungen haben, wobei es den Unterstützungsbereichen ermöglicht wird, sich
zu verformen, wenn die Spannung in der Kette ansteigt.
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Wiederum
ist der Führungskörper 310 bevorzugt
als eine Einheit aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, wie Polyamid
66, gegossen. Da der gesamte Führungskörper einstückig gegossen
ist, kann der Herstellungsvorgang vereinfacht werden, und der Führungskörper kann
kostengünstiger
hergestellt werden.
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- 100,
200, 300
- Kettenführung
- 110,
210, 310
- Führungskörper
- 111,
211, 311
- Endunterstützungsbereich
- 112,
212, 213, 312, 313
- Zwischenunterstützungsbereich
- 114,
115, 214, 215, 216, 314, 315, 316, 317
- Durchgangsöffnung
- 118,
218, 318
- Gleitschuhbereich
- 119,
219, 319
- Bogen
- B
- Bolzen
- CH
- Kette
- E
- Motorblock