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Diese
Erfindung betrifft eine Führung
für eine mechanische
Energieübertragungsvorrichtung,
von dem Typ, wie sie in einem Fahrzeugmotor zur Ventilsteuerung
verwendet wird, bei der Energie über
ein flexibles, umlaufendes Energieübertragungsmedium, wie einer
Kette, einem Riemen oder dergleichen, übertragen wird. Die Erfindung
betrifft insbesondere eine Führung,
welche den Umlaufweg des Übertragungsmediums
begrenzt, um Vibrationsgeräusche, Querschwingungen
und Eingriffsstörungen
zu verhindern, oder eine Führung,
welche in Zusammenwirken mit einem Spanner dem Übertragungsmedium eine Spannung
auferlegt.
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8 zeigt
eine typische Taktsteuerrung eines Motors E, bei der eine endlose
Kette C um ein Antriebskettenrad S1 und ein Paar Abtriebskettenräder S2 umläuft. Eine
bewegliche Führung
Ga, über welche
die Kette C gleitet, wirkt mit einem Spanner T zusammen, um der
Kette eine Spannung aufzuerlegen. Eine feste Führung Gb begrenzt den Umlaufweg der
Kette C, um Vibrationsgeräusche,
Querschwingungen und Eingriffsstörungen
zu verhindern. Beide Führungen
sind an einer Innenwand des Motors mittels Befestigungsmitteln P
angebracht, wobei es sich um Montagebolzen, -stifte oder dergleichen
handeln kann.
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Wie
in
9 dargestellt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1 und als Vorbenutzung und aus der Druckschrift
EP 1 241 380 bekannt, die ein „54(3)-Dokument" ist, weist die bewegliche
Führung Ga
einen Gleitschuh A11 für
einen Gleitkontakt mit einer Kette und einen Führungskörper A10 auf, welcher einstückig mit
dem Gleitschuh geformt ist. Der Führungskörper umfasst einen Plattenaufnahmebereich
A12, der sich in Längsrichtung
entlang dem Rücken
des Gleitschuhs A11 erstreckt, das heißt auf der Seite auf welcher
der Gleitschuh der kettenberührenden
Seite gegenüberliegt.
Eine Verstärkungsplatte A20,
welche den Führungskörper A10
verstärkt, passt
in einen Schlitz A12a, welcher entlang der Länge des Plattenaufnahmebereichs
A12 offen ist. Die bewegliche Führung
Ga ist an einer Innenwand eines Motors durch einen Montagebolzen
P angebracht, welcher in eine Montageöffnung A12b, die durch den Führungskörper A10
gebohrt ist, und eine Montageöffnung
A21 eingeführt
ist, die durch die Verstärkungsplatte
A20 gebohrt ist und die mit der Öffnung A12b
fluchtet, wenn die Verstärkungsplatte
in dem Schlitz A12a angeordnet ist.
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Bei
der herkömmlichen
beweglichen Führung
Ga hat die Montageöffnung
A12b im Führungskörper A10
den gleichen Öffnungsdurchmesser
wie die Montageöffnung
A21 in der Verstärkungsplatte A20.
So kann, wenn die Mitten der Öffnung
A12b und der Öffnung
A21 auch nur ein kleines Stück
relativ zueinander beim Zusammenbau verschoben sind, sei es in Längsrichtung
der Führung
oder in vor-rück-Richtung,
in vielen Fällen
der Montagebolzen P nicht durch die Montageöffnungen eingeführt werden.
Darüber
hinaus kann, wenn der Montagebolzen P durch die Öffnungen eingeführt werden
kann, die Knappheit beim Einpassen – resultierend aus einer nicht
fluchtenden Anordnung der Montageöffnungen – die Führung an einem reibungslosen
Schwenken um ihren Montagebolzen hindern.
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Bei
einer Umgebung, in welcher hohe Temperaturen herrschen, wie sie
in einem Motor auftreten, ist der Führungskörper A10, welcher aus Kunstharz
besteht, einem thermischen Schrumpfen ausgesetzt, welches bewirken
kann, dass sich der Führungskörper A10
relativ zur Verstärkungsplatte
verschiebt. Ein derartiges Verschieben beeinträchtigt nicht nur ein reibungsloses
Schwenken der Führung um
den Montagebolzen P, sondern verformt auch die Gestalt der Führung und
verringert ihre Festigkeit und Haltbarkeit beachtlich.
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Folglich
sind unter den Aufgaben der Erfindung die Lösung eines oder mehrerer der
oben genannten Probleme des Standes der Technik, und das Zurverfügungstellen
einer Führung
für ein
flexibles Übertragungsmedium,
bei der eine Verstärkungsplatte
einfach in einen Führungskörper beim
Zusammenbau eingepasst werden kann, und die einfach an einem Bolzen
oder einem Montagestift an einem Ort, wie an einer Innenwand eines
Motors, angebracht werden kann.
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Um
die obigen Aufgaben zu lösen,
weist die Führung
erfindungsgemäß einen
verlängerten
Führungskörper und
eine Verstärkungsplatte
auf. Der Führungskörper besteht
aus einem verlängerten Gleitschuh
mit einer Vorderfläche
für einen
Gleitkontakt mit dem Energieübertragungsmedium
und einer Rückseite,
und einen Plattenaufnahmebereich, der sich in Längsrichtung entlang der Rückseite
des besagten Gleitschuhs erstreckt und einen sich in Längsrichtung
erstreckenden Schlitz hat, der offen in eine Richtung ist, die der
Richtung gegenüberliegt,
in die die Vorderfläche
des Gleitschuhs zeigt. Der Gleitschuh und der Plattenaufnahmebereich
sind einstückig
als eine Einheit aus einem Kunstharz gegossen. Die Verstärkungsplatte
passt in den Schlitz. Der Führungskörper hat
benachbart einem Ende des Führungskörpers eine
nahezu kreisförmige,
aber verlängerte
Montageöffnung.
Die Montageöffnung
im Führungskörper ist
in vor-rück-Richtung
des Gleitschuhs verlängert.
Die Verstärkungsplatte
hat eine kreisförmige
Montageöffnung,
und die verlängerte
Montageöffnung
des Führungskörpers überlappt
die kreisförmige
Montageöffnung
der Verstärkungsplatte.
Ein Befestigungsmittel, wie ein Bolzen oder Stift ist durch die
kreisförmigen
und die verlängerten
Montageöffnungen
eingeführt
und trägt
die Führung
an einer Innenwand eines Motors.
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Der
Plattenaufnahmebereich hat in Längsrichtung
des Führungskörpers voneinander
beabstandete erste und zweite Enden, und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
hat der Führungskörper eine
Positionierungsführungswand
an einem Ende ihres Plattenaufnahmebereichs zur Führung der
Verstärkungsplatte
in vor-rück-Richtung
des Gleitschuhs während
dem Zusammenbau der Führung,
und zum Beschränken
des Verschiebens der Verstärkungsplatte
in Längsrichtung
des Führungskörpers während des
Betriebs der Führung.
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Die
erfindungsgemäße Führung kann
eine feste Führung
für einen
Gleitkontakt mit einer Kette, einem Riemen oder einem anderen umlaufenden Übertragungsmedium
sein, um Vibrationsgeräusche, Querschwingungen,
Eingriffsstörungen
und dergleichen durch Begrenzen des Umlaufwegs des Übertragungsmediums
zu verhindern. Alternativ kann die Führung eine bewegliche Führung sein,
die durch Zusammenwirken mit einem Spanner einem umlaufenden Übertragungsmedium
eine geeignete Spannung auferlegt.
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Die
Kunstharze, aus denen der Führungskörper besteht,
sind nicht speziell beschränkt,
jedoch sind es bevorzugt Kunstharze wie Nylon 6, Nylon 66 und
alle aromatischen Nylone, auf die als „technische Kunststoffe" Bezug genommen wird, die
einen ausgezeichneten Verschleißwiderstand
und Schmiereigenschaften haben, so dass sie dazu geeignet sind als
Gleitschuh für
einen Gleitkontakt mit einem umlaufenden Übertragungsmedium zu dienen.
Die Kunstharze können
faserverstärkt
sein, wenn eine erhöhte
Festigkeit erfordert ist.
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Die
Verstärkungsplatte
kann aus einem beliebigen geeigneten Material bestehen, das den
Führungskörper verstärken kann.
Zum Beispiel können Metalle
auf Eisenbasis, wie Gusseisen, Edelstahl oder dergleichen, Nichteisenmetalle,
wie Aluminium, Magnesium, Titan oder dergleichen, und technische Kunststoffe
mit hoher Biegesteifigkeit und Festigkeit und faserverstärkte Kunststoffe
oder dergleichen verwendet werden. Ferner kann durch Vorsehen einer Mehrzahl
von Stanzlöchern
in der Verstärkungsplatte,
die in Längsrichtung
der Führung
verteilt sind, eine wesentliche Verringerung des Gesamtgewichts der
Führung
erreicht werden.
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Das
Befestigungsmittel zum Anbringen der Führung an einer Innenwand eines
Motors kann ein Montagebolzen, ein Montagestift oder dergleichen sein.
Bei einer beweglichen Führung
dient das Befestigungsmittel als eine Schwenkachse an einem Ende der
Führung.
Befestigungsmittel können
an beiden Enden einer festen Führung
vorgesehen sein. In beiden Fällen
sind die spezifischen Formen der Befestigungsmittel nicht speziell
beschränkt.
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Die
Montageöffnung
im Führungskörper, die nahezu
kreisförmig,
aber leicht verlängert
in die vor-rück-Richtung
ist, überlappt
die kreisförmige Montageöffnung in
der Verstärkungsplatte.
Der Führungskörper ist
an einer Innenwand eines Motors durch ein Befestigungsmittel angebracht,
das durch die beiden Montageöffnungen
eingeführt
ist. Selbst wenn ein Verschieben der Relativpositionen des Führungskörpers und
der Verstärkungsplatte
beim Anbringen der Führung
auftritt, kann ein Befestigungsmittel, wie ein Montagebolzen oder
dergleichen einfach eingeführt
und gesichert werden. Die Relativpositionen der Öffnungen in dem Führungskörper und der
Verstärkungsplatte
können
bei der Montage der Führung
am Befestigungsmittel eingestellt werden.
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Im
Falle einer beweglichen Führung,
wenn der Führungskörper, der
aus Kunstharz besteht, um einen Bolzen oder ein anderes Befestigungsmittel
an einer Innenwand eines Motors schwenkt, ist sie thermischem Schrumpfen
als Ergebnis ihres Aussetzens zu hohen Temperaturen unterworfen.
Die verlängerte Montageöffnung im
Führungskörper nimmt
nicht nur die fällige
Verschiebung der Positionen des Führungskörpers auf, die aus dem thermischen Schrumpfen
resultiert, wodurch ein reibungsloses Schwenken der Führung um
das Befestigungsmittel sichergestellt wird, sondern nimmt auch die
Verformung der Gesamtgestalt der Führung auf und erhält die Festigkeit
der Führung über eine
lange Zeitdauer aufrecht.
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Da
eine Positionierungsführungswand
an einem Ende des Plattenaufnahmebereichs des Führungskörpers vorgesehen ist, wird
die Verstärkungsplatte
in vor-rück-Richtung während dem
Zusammenbau geführt.
Die Positionierungsführungswand trägt auch
zur Beschränkung
der Verstärkungsplatte gegenüber einer
Längsverschiebung
bei, wenn die Führung
in Betrieb ist.
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1 ist
eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen beweglichen Führung;
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2 ist
eine Teilansicht, die Details des Montagebereichs der beweglichen
Führung
von 1 ohne die Verstärkungsplatte zeigt;
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3 zeigt
eine aufgeschnittene Ansicht, die innere Details des Montagebereichs
der Führung zeigt;
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4 ist
eine schematische Ansicht, die das Verhältnis zwischen der langen Montageöffnung im Führungskörper und
dem kreisförmigen
Montageöffnung
in der Verstärkungsplatte
zeigt;
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5 ist
eine schematische Ansicht, die die Weise darstellt, auf die eine
Verstärkungsplatte
in den Führungskörper eingepasst
ist;
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6 ist
eine aufgeschnittene Ansicht, die die in den Führungskörper eingepasste Verstärkungsplatte
zeigt;
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7 ist
eine teilweise Ansicht, die Details des Montagebereichs der beweglichen
Führung
von 1 mit im Führungskörper platzierter
Verstärkungsplatte
zeigt;
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8 ist
eine schematische Ansicht einer Taktsteuerrung eines Motors mit
festen und beweglichen Führungen,
die an einer Innenwand des Motors angebracht sind; und
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9 ist
eine Explosionsdarstellung einer herkömmlichen Führung, die aus einem gegossenen Führungskörper und
einer Verstärkungsplatte
besteht.
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Die
in 1 dargestellte Führung hat einen zweiteiligen
Aufbau bestehend aus einem Führungskörper 10,
der einstückig
aus Kunstharz geformt ist, und einer Verstärkungsplatte 20, die
aus einem Stahlblech ausgestanzt ist. Der zweiteilige Aufbau wird
durch Einführen
der Verstärkungsplatte 20 in den
Führungskörper 10 in
Pfeilrichtung erhalten.
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Der
Führungskörper 10 weist
einen Gleitschuh 11 mit einer Fläche, an der eine Kette in Gleitkontakt
umläuft,
und einen Plattenaufnahmebereich 12 auf der Rückseite
des Gleitschuhs 11 auf. Der Plattenaufnahmebereich erstreckt
sich in Längsrichtung
entlang der Führung,
wie in den 1 und 2 dargestellt.
Der Plattenaufnahmebereich 12 umfasst einen Schlitz 12a,
der sich in Längsrichtung der
Führung
erstreckt und in eine Richtung offen ist, die von der Rückseite
des Gleitschuhs weg zeigt. Der Plattenaufnahmebereich umfasst eine
Nabe 12c mit einer Montageöffnung 12b zur Anbringung
an einem Bolzen, Stift oder dergleichen an einer Innenwand eines
Motors, wie in 8 dargestellt. Der Plattenaufnahmebereich
hat auch einen Spannerkontaktbereich 12d für einen
Kontakt mit dem Plungerkolben eines Spanners T, wie in 8 dargestellt.
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Wie
in 3 dargestellt, ist eine Positionierungsführungswand 12e an
einem Ende einer Innenfläche
des Plattenaufnahmebereichs 12 des Führungskörpers 10 vorgesehen.
Die Positionierungsführungswand 12e ist
dazu geeignet, die Verstärkungsplatte 20 zu
führen,
wenn sie in vor-rück-Richtung
X während
des Zusammenbaus der Führung bewegt
wird. Die Positionierungsführungswand 12e begrenzt
auch die Positionsverschiebung der Verstärkungsplatte 20 in
Längsrichtung
Y während
des Betriebs der Führung.
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Ein
Verriegelungsteil 12f, dargestellt in 3,
welches einstückig
ein Teil des Plattenaufnahmebereichs 12 ist, steht in den
Schlitz 12a im Führungskörper 10 vor,
um die Verstärkungsplatte 20 im Schlitz
zu verriegeln.
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Wie
in 1 dargestellt umfasst die Verstärkungsplatte 20 eine
gebohrte kreisförmige
Montageöffnung 21 an
einer Stelle, um mit der Montageöffnung 12b des
Führungskörpers 10 zu
fluchten, wenn der Führungskörper und
die Verstärkungsplatte
zusammengebaut sind. Die Montageöffnung 21 passt auf
einen Bolzen, Stift oder anderes Befestigungsmittel (nicht dargestellt),
der durch die Montageöffnung 12b im
Führungskörper 10 und
die kreisförmige
Montageöffnung 21 in
der Verstärkungsplatte 20 eingeführt ist.
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Eine
Verriegelungsöffnung 22,
dargestellt in 1, ist in Eingriff mit dem Verriegelungsteil 12f (3),
welches in den Schlitz 12a im Führungskörper 10 vorsteht,
um die Verstärkungsplatte 20 am
Ort zu verriegeln. Gestanzte Öffnungen 23 sind
entlang der Längsrichtung
der Verstärkungsplatte
zur Gewichtsreduktion verteilt.
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Ein
Unterscheidungsmerkmal der Erfindung ist das Verhältnis zwischen
der Montageöffnung 12b im
Führungskörper 10 und
der kreisförmigen
Montageöffnung 21 in
der Verstärkungsplatte 20.
Dieses Verhältnis
ist in 4 anschaulich dargestellt. Die Montageöffnung 12b in
dem Plattenaufnahmebereich 12 des Führungskörpers 10 ist nahezu
kreisförmig
aber leicht verlängert
in vor-rück-Richtung X der Führung, so
dass ihre Länge
D der Öffnung 12b in vor-rück-Richtung etwas größer als
der Durchmesser d der kreisförmigen
Montageöffnung
in der Verstärkungsplatte 20 ist.
Auf Grund des Unterschieds zwischen der Länge D und dem Durchmesser d überlappt
die verlängerte
Montageöffnung 12b die
kreisförmige Öffnung 21.
Die Verlängerung
der Öffnung 12b stellt
einen Spalt zur Verfügung,
welcher der Position der Öffnung 12b und
damit der Position des Führungskörpers 10,
der in vor-rück-Richtung
X während
der Montage der Führung
eingestellt werden soll. Das Verriegelungsteil 12f kann
so positioniert sein, dass es fest die Verstärkungsplatte in Kontakt mit
dem Boden des Schlitzes 12a verriegelt, in welchem Fall
sich die kreisförmige
Montageöffnung 21 nicht
relativ zur verlängerten
Montageöffnung 12b bewegen
kann. Jedoch kann das Verriegelungsteil so positioniert sein, dass
das Verriegelungsteil und der Boden des Schlitzes 12a es
der Verstärkungsplatte ermöglichen,
sich hin zu und weg von dem Boden des Schlitzes in einem Bewegungsbereich
zu bewegen, in dem wenigstens ein Teil der Verstärkungsplatte vollständig in
axialer Projektion der verlängerten Montageöffnung 12b ist.
Vorzugsweise ist das Verriegelungsteil vom Boden des Schlitzes 12a durch
eine Stecke beabstandet, die eine Bewegung der Verstärkungsplatte
in einem beschränken
Bereich erlaubt, in dem die kreisförmige Montageöffnung 21 in
der Verstärkungsplatte
stets vollständig
in einer axialen Projektion der verlängerten Montageöffnung 12b befindet.
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Die
bewegliche Führung
umfasst die leicht verlängerte
Montageöffnung
im Führungskörper 10 und
auch eine Positionierungsführungswand 12e (3).
So kann, wenn die bewegliche Führung
an einer Innenwand eines Motors durch einen Montagebolzen P, der
durch die verlängerte
Montageöffnung 12b im
Führungskörper 10 und
die kreisförmige
Montageöffnung 21 in
der Verstärkungsplatte 20 eingeführt ist,
angebracht ist, die Führung
in vor-rück-Richtung eingestellt
werden. Darüber
hinaus kann, wie in 5 dargestellt, beim Zusammenbau
der Führung die
kreisförmige
Montageöffnung 21 in
der Verstärkungsplatte
einfach in X und Y Richtung eingestellt werden und in einem geeigneten
Verhältnis
zur verlängerten
Montageöffnung 12b im
Führungskörper positioniert
werden, wie in den 5 und 6 verdeutlich
ist. Folglich kann die Verstärkungsplatte 20 einfach
in den Führungskörper 10 beim
Zusammenbau der Führung
eingepasst werden, und der Führungskörper 10 und
die Verstärkungsplatte 20 können an
der Innenwand eines Motors oder dergleichen angebracht werden, während sie
miteinander verbunden werden.
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Da
der Gleitschuh 11 und der Plattenaufnahmebereich des Führungskörpers einstückig als
eine Einheit aus einem Kunstharz gegossen sind, gleitet die Kette
oder ein anderes Übertragungsmedium
an dem Führungskörper selbst
entlang, und es ist nicht erforderlich einen getrennten Gleitschuh
vorzusehen. So wird die Anzahl an Einzelteilen der Führung verringert.
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Die
Verstärkungsplatte 20,
die in den Schlitz 12a des Plattenaufnahmebereichs 12 passt,
verbessert die Biegesteifigkeit und Festigkeit der Führung, verglichen
mit einer Führung
mit einer herkömmlichen
Verstärkungsplatte,
die parallel zu einer Gleitkontaktfläche des Gleitschuhs angeordnet
ist. Gleichzeitig erreicht die Verstärkungsplatte eine Verringerung
des Gesamtgewichts der Führung.
Zusätzlich
kann, da die Verstärkungsplatte
in einen Schlitz im Führungskörper passt,
die Führung
eine einfache Gestalt haben. Darüber
hinaus kann die Verstärkungsplatte 20 einfach
durch Stanzen hergestellt werden. Folglich hat die bewegliche erfindungsgemäße Führung Vorteile
in Bezug auf Genauigkeit, Herstellungskosten und Einfachheit des
Zusammenbaus, und ein automatisierter Zusammenbau kann durchgeführt werden.
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Die
bewegliche Führung
ist an einer Innenwand eines Motors durch ein Befestigungsmittel
P, das durch die verlängerte
Montageöffnung 12b im Führungskörper 10 und
die kreisförmige
Montageöffnung 21 in
der Verstärkungsplatte 20 eingeführt ist, angebracht.
Wenn die bewegliche Führung
in einer Umgebung mit hohen Temperaturen verwendet wird, werden,
welbst wenn der Führungskörper 10 und
die Verstärkungsplatte 20 unterschiedliche
Wärmeausdehnungskoeffizienten
haben, Verformungen der Gestalt, der die Führung unterliegt, vermieden,
da die Enden des Führungskörpers 10 und
der Verstärkungsplatte 20 beabstandet
von den Montageöffnungen 12b und 21 sich
frei relativ zueinander in Längsrichtung
der Führung
bewegen können.
Deshalb werden eine Verformung und ein Brechen der Führung auf
Grund thermischer Effekte vermieden.
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Obwohl
die Erfindung unter spezieller Bezugnahme auf eine bewegliche Führung, die
mit einem Spanner verwendet wird, beschrieben ist, können viele
der Vorteile, die bei einer beweglichen erfindungsgemäßen Führung verwirklicht
werden, auch bei einer festen Führung
mit einer ähnlichen
Montageöffnungsstruktur
verwirklicht werden.
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Selbst
wenn sich die Relativstellungen des Führungskörpers und der Verstärkungsplatte
während
des Zusammenbaus der Führung
verschieben, kann ein Befestigungsmittel, wie ein Montagebolzen oder
dergleichen einfach eingeführt
und gesichert werden.
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Darüber hinaus
ist, da eine Positionierungsführungswand
an einem Ende des Plattenaufnahmebereichs vorgesehen ist, die Verstärkungsplatte
in vor-rück-Richtung während des
Zusammenbaus geführt,
und eine Positionsverschiebung der Verstärkungsplatte in Längsrichtung
der Führung
während des
Betriebs ist auch beschränkt.
So kann die Verstärkungsplatte
einfach in den Führungskörper bei dem
Zusammenbau eingepasst werden, und die Führung kann einfach und leicht
montiert werden.