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Die
Erfindung betrifft eine Führungsbuchse für einen
Höhenlift,
insbesondere eines Bürostuhls, beziehungsweise
einen Höhenlift
mit einer solchen Führungsbuchse.
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Ein
Höhenlift
weist ein Standrohr auf, mit dem er in einem Fusskreuz angeordnet
werden kann. Die Verbindung zwischen Fusskreuz und Standrohr erfolgt
gewöhnlich über eine
Konusklemmung. Im Innern des Standrohrs oder Säulenrohrs ist ein Schubelement
angeordnet. Das Schubelement hat eine Kolbenstange, die an einem
unteren Ende des Standrohrs abgestützt ist, und ein Tragrohr,
das gegenüber
der Kolbenstange und dem Standrohr verschieblich gelagert ist. Das
Tragrohr besitzt eine Aufnahme, in der Regel ein endständiger Konusbereich, auf
dem ein Tragelement eines Stuhls angeordnet werden kann.
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Im
Innern des Tragrohrs sind in bekannter Art zwei durch ein Ventil
verbundene oder getrennte Druckkammern ausgebildet, in welchen unter
Druck stehende Luft eingekapselt ist. Durch Öffnen des Ventils kann die
Luft aus der einen Kammer in die zweite Strömen. Die erste Kammer ist auf
einer Seite durch die Kolbenstange abgeschlossen. Durch eine Verschiebung
der Kolbenstange in dieser Kammer verändert sich der Druck darin.
Bei einer Betätigung des
Ventils werden die beiden Kammern verbunden, so dass sich die Kolbenstange
verschieben lässt.
Bei verschlossenen Ventil bildet das Luftpolster in der ersten Kammer
eine durch die Luftelastizität
leicht abgefederte Begrenzung für
eine translatorische Bewegung des Tragrohrs.
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Die
Druckverhältnisse
sind so gewählt,
dass durch das Körpergewicht
des Stuhlbenützers
durch eine Einstossen des Tragrohrs die Luft von der ersten Kammer
durch eine die Bewegung abbremsende Engstelle des Ventils in die
zweite Kammer gepresst werden kann und bei entlastetem Stuhl der
Druck in der zweiten Kammer genügt,
das Tragrohr ganz auszustossen und so die erste Kammer ganz mit
Druckluft zu füllen.
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Die
Führung
dieser translatorischen Bewegung der Tragstange ist durch eine Fuhrungsbuchse geführt. Diese
Führungsbuchse
bildet einen Führungskanal
mit einer Innenfläche.
Diese Innenfläche dient
als Gleitlager für
die Tragstange. Die Führungsbuchse
führt mit
dieser Innenfläche
die Tragstange. Die Innenfläche
ist in einem gleichmässigen
Abstand zu einem Aussenumfang angeordnet. Der Aussenumfang liegt
in montiertem Zustand an der Innenseite des Standrohres an. Die
Führungsbuchse
hat die Aufgabe, das Tragrohr möglichst
leichgängig
und möglichst
spielfrei zu führen.
Spürbares
Abkippen des Tragrohrs aus der theoretischen Bewegungsachse wird
als verunsichernd und die Qualität
des Stuhls beeinträchtigend
empfunden. Tatsächlich
ist die Lebensdauer eines Schubelements umso grösser, je besser das Tragrohr
geführt
ist, bzw. je weniger das Tragrohr abkippen kann.
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Ein
zu satter Sitz des Tragrohrs und ein Verkanten des Tragrohrs infolge
eines Abkippens in einer zu ungenauen Führungsbuchse indes behindern das
Gleiten des Tragrohrs in der Führungsbuchse. Dies
führt zu
ruckartigem Nachgeben und zu einer Konforteinbusse. Eine Federwirkung
des Schubelements oder einer eventuell vorhandener Tiefenfeder ist
beeinträchtigt.
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Es
ist daher Aufgabe einer Führungsbuchse, das
Tragrohr möglichst
gleitreibungsfrei und möglichst
spielfrei zu führen.
Es wurde zu diesem Zweck eine sogenannte kardanische Führungsbuchse
vorgeschlagen, die zwei in Abstand zueinander angeordnete Ringe
aufweist. Jeder Ring besitzt eine das Tragrohr führende Innenfläche und
einen diese umfassenden Stahlring. Der Stahlring ist annähernd kugelig
gegenüber
dem Standrohr gelagert. Es wurde dadurch ermöglicht, dass ein geringes Abkippen
des Tragrohrs noch keine verklemmende Wirkung zwischen Führungsbuchse
und Tragrohr ausübt.
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Aus
wirtschaftlichen Gründen
hat sich jedoch durchgesetzt, dass die Führungsbuchse als einfaches
Kunststoffteil im Spritzgussverfahren hergestellt wird und nach
einer Montage im Standrohr mit Präzisionswerkzeugen die Innenfläche der
Führungsbuchse
ausgeschliffen wird.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Führungsbuchse vorzuschlagen,
die nach der Montage im Standrohr nicht ausgeschliffen zu werden
braucht. Es ist vielmehr Ziel der Erfindung, dass jegliche Nacharbeit
entfallen kann. Die Führungsbuchse
soll als Fertigteil in das Standrohr eingesetzt werden können und
unbehandelt eine ausreichend genaue Führung für die Tragstange bilden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäss
durch eine Führungsbuchse
nach dem Anspruch 1 gelöst.
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Eine
solche Führungsbuchse
besitzt in bekannter Art einen axialen Führungskanal für ein Tragrohr
eines Höhenlifts
und an ihrem Aussenumfang eine Aussenfläche zum Anliegen an der Innenfläche eines
Standrohrs des Höhenlifts.
Bei der erfindungsgemässen
Führungsbuchse
sind im Führungskanal
abwechselnd Begrenzungsflächen
und Gleitflächen
vorhanden. Die Begrenzungsflächen
liegen in einem ersten, geringeren radialen Abstand zur Aussenfläche, und
die Gleitflächen
liegen in einem zweiten, grösseren
radialen Abstand zur Aussenfläche.
Die Gleitflächen
haben angenähert
den Durchmesser des Tragrohres, wogegen die Begrenzungsflächen einen
etwas grösseren
Durchmesser aufweisen.
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Diese
hat zur Folge, dass im Vergleich zur Fläche von vollflächig ausgeschliffenen
Führungskanälen bei
der erfindungsgemässen
Führungsbuchse lediglich
kleinflächige
Gleitflächen
vorhanden sind. Die Gleitreibung ist dank der geringeren Gleitfläche geringer
als bei den bekannten Führungsbuchsen. Dadurch
ist der Gleitwiderstand zwischen Führungsbuchse und Tragrohr deutlich
weniger abhängig
von der Präzision
des Durchmessers der Gleitflächen
des Führungskanals.
Es kann daher auf ein Ausschleifen der montierten Führungsbuchse
verzichtet werden.
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Bei
einer Montage der Führungsbuchse
in einem Standrohr wird diese in bekannter Weise am Standrohr gesichert
gegen ein unbeabsichtigtes Ausziehen der Führungsbuchse. Solche Auszugsicherungen
erfolgen gewöhnlich
durch das Einbringen eines Stifts durch das Standrohr in die Führungsbuchse,
oder durch bördeln
des Öffnungsrandes
des Standrohrs.
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In
montiertem Zustand kann zwischen den lediglich leicht von den Gleitflächen abgesetzten
Begrenzungsflächen
und dem Tragrohr ein Fettfilm als Gleitschicht vorhanden sein. Dieser
Fettfilm verteilt sich über
den gesamten Umfang des Tragrohrs. Teile davon werden immer wieder
an den Rändern
der Gleitfläche
abgestreift. Der Film baut sich daher jeweils wieder frisch zwischen
den Begrenzungsflächen
und dem Tragrohr auf. Die Begrenzungsflächen sind vorzugsweise axial
bis ans Ende des Führungskanals
geführt.
Beim Absenken des Tragrohrs gelangen sodann am Tragrohr vorhandene
Fettrückstände zu einem
grossen Teil zwischen die Gleitflächen und werden dort zwischen Begrenzungsflächen und Tragrohr
in die dort vorhandene Fettschicht eingetragen. Dadurch werden Fettränder, die
gewöhnlich oberhalb
der Führungsbuchse
auftreten und im Laufe des Gebrauchs des Stuhles ihr Volumen vergrössern verhindert.
Auftretende Fettansammlungen werden vielmehr im Laufe des Gebrauchs
immer wieder in die Führungsbuchse
zurückgeführt.
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In
vorteilhaften Ausführungsformen
der Führungsbuchse
sind die Gleitflächen
in radialer Richtung federnd nachgebend ausgebildet. Dank der federnden
Ausbildung der Gleitflächen
ist nach dem Einbau der Führungsbuchse
in ein Standrohr kein Ausschleifen des Führungskanals mehr erforderlich, selbst
wenn durch den Einbau der Radius der Gleitflächen etwas verkleinert worden
ist. Dank der Federung erhöht
sich der lokale Druck auf die Gleitflächen lediglich in begrenzten
Umfang, wenn die Tragsäule verkippt
wird. Die Tragsäule
steht bei geringer Verkippung bereits an der nicht nachgebenden
Begrenzungsfläche
an, die benachbart zur nachgebenden Gleitfläche ausgebildet ist. Der Federweg
der Gleitflächen
ist durch die Durchmesserdifferenz zwischen dem Durchmesser der
Gleitflächen
und dem grösseren
Durchmesser der Begrenzungsflächen
begrenzt.
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Zweckmässige Durchmesserdifferenzen zwischen
dem Durchmesser der Gleitflächen
und dem Durchmesser der Begrenzungsflächen liegen in einem Bereich
von Bruchteilen eines Millimeters. Ein Innenradius des Führungskanals
ist daher im Bereich der Begrenzungsflächen um einen Betrag von 0,1
bis 1, vorzugsweise um 0,3 bis 0,6 Millimeter grösser ist als ein Innenradius
des Führungskanals
im Bereich der Gleitflächen.
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Zweckmässigerweise
erstrecken sich die Begrenzungsflächen und die Gleitflächen in
axialer Richtung des Führungskanals.
Diese Erstreckung braucht indes nicht geradlinig und parallel zur
Achse des Führungskanals
zu sein. Diese Flächen
können sich
in einer Kurve, vorzugsweise als Wendel, von einem zum andern Ende
des Führungskanal
erstrecken. Eine gekrümmte
Bahn der Gleit- und Begrenzungsflächen hat den Vorteil, dass über den
gesamten Umfang das Tragrohr gleichmässig abgestützt ist, selbst wenn die Gleitflächen sich
jeweils exakt gegenüber
liegen. Für
eine gleichmässige
Abstützung kann
auch vorgesehen sein, dass die Begrenzungsflächen und die Gleitflächen je
in einer ungeraden Anzahl vorhanden sind. Dann liegt jeweils eine
Gleitfläche
einer Begrenzungsfläche
gegenüber,
wodurch eine bessere Führung
des Tragrohrs in der Führungsbuchse
erreicht wird als bei einer geradzahligen Teilung des Umfangs des
Führungskanals.
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Vorteilhaft
können
auch bei einer ungeradzahligen Teilung die Begrenzungsflächen und
die Gleitflächen
gewendelt ausgebildet sind.
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Die
Abstützung
der Führungsbuchse
am Standrohr oder Säulenrohr
erfolgt mit dessen Aussenfläche.
Diese Aussenfläche
weist einen Durchmesser auf, der dem Innendurchmesser des Standrohres
entspricht. Sollte das Standrohr konisch ausgebildet sein, wird
der Aussendurchmesser in der Regel ebenfalls konisch ausgebildet
sein müssen. Zweckmässigerweise
ist die zum Anliegen an der Innenfläche eines Standrohrs vorgesehene
Aussenfläche
auf einer Mehrzahl von Stützstegen
verteilt ausgebildet. Solche Stützstege
sind weniger empfindlich gegenüber
Ungenauigkeiten des Standrohres, da sie eher weichen können als
eine ganzflächige,
ringförmige
Kontaktfläche
es könnte.
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Um
eine Montage in einem über
die Länge der
Führungsbuchse
teilweise konischen Standrohr zu erleichtern, können gegen das eine axiale
Ende der Führungsbuchse
hin die die Aussenfläche
aufweisenden Stützstege
starrer ausgebildet sind als gegen das andere axiale Ende der Führungsbuchse hin.
Die starreren Stützstege
gewährleisten
an der Austrittöffnung
für das
Tragrohr eine unbewegliche, unnachgiebige Fixierung der Führungsbuchse
im Standrohr. Die weniger starren Stützstege gewährleisten eine höhere Anpassungsfähigkeit
der Führungsbuchse
im gegenüberliegenden
Endbereich, in welchem die Führungsbuchse
mit einem Konus zusammenwirken können
sollte.
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Um
eine Montage im Konusbereich ohne nennenswerte Verformung des Führungskanals
zu ermöglichen,
können
im Bereich des andern, weniger starren, axialen Endes die Stützstege
federnd ausgebildet sein. Es wird dazu vorgeschlagen, zwei Bereiche
auf der Aussenseite der Führungsbuchse
vorzusehen, die aneinander angrenzend sind und unterschiedliche
Stegausbildungen aufweisen. Eine federnde Stegausbildung kann erreicht
werden, indem die Stege in einem von Null abweichenden Winkel sowohl
zu einer Kreislinie um die Achse des Führungskanals als auch zu einem
Radius des Führungskanals
stehen. mittels eines
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Um
einer Montage in einem konisch ausgebildeten Standrohr besser zu
entsprechen, kann zudem die Aussenfläche der federnden Stützstege
einen geringeren Durchmesser bilden als die Aussenfläche auf
den starreren Stützstegen.
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Eine
für die
Produktion als Spritzgussteil geeignete Form der Führungsbuchse
kann wie folgt beschreiben werden. Die Führungsbuchse weist einen rohrförmigen Querschnitt
auf, an welchem Ring zum zentralen Führungskanal hin gerichtete
Radialstege ausgebildet sind. Diese Radialstege weisen die Begrenzungsflächen auf.
Von den Radialstegen stehen Tangentialstege seitlich in etwa tangentialer
Richtung ab, auf welchen die Gleitflächen ausgebildet sind. Die Gleitflächen sind
daher in einem tangentialen Abstand zum Radialsteg ausgebildet.
Daher tritt eine Federwirkung über
die Breite des Tangentialstegs oder des Radialstegs, oder über beide
Stege hinweg auf.
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Um
eine möglichst
direkte Lastabtragung zu erreichen, sind die Radialstege und die
Stützstege
in Lastrichtung zueinander fluchtend ausgebildet. Abweichend davon
können
sie sich auch kreuzen, wenn die Inneren Stege gewendelt sind, die äusseren
jedoch nicht, nicht gleich stark oder gegenläufig zu den inneren gewendelt
sind. Die äusseren
Stege und die inneren Stege können
auch, um eine federnd nachgebende Anbindung der Stützstege
am Ring zu erreichen, gegeneinander versetzt angeordnet sein.
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Die
Erfindung umfasst auch einen Höhenlift mit
einem Standrohr, einem Schubelement und einer erfindungsgemässen Führungsbuchse
zwischen dem Standrohr und dem Tragrohr des Schubelements, wie auch
einen Bürostuhl
mit einem Fusskreuz, darin einem Höhenlift und auf dem Höhenlift angeordnet,
einem Sitz, bei dem die Führungsbuchse
erfindungsgemäss
ausgebildet ist.
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An
Ausführungsbeispielen
von Führungsbuchsen,
die in den Figuren dargestellt sich, wird die Erfindung im Folgenden
im Detail beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
Schnittzeichnung durch ein Standrohr mit einer Führungsbuchse gemäss dem Stand
der Technik.
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2 eine
perspektivische Darstellung einer erfindungsgemässen Führungsbuchse.
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3 eine
Seitenansicht der Führungsbuchse.
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4 eine
Aufsicht auf die Führungsbuchse.
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5 eine
perspektivische Darstellung einer zweiten erfindungsgemässen Führungsbuchse
mit verschiedenen Stützstegen
an den gegenüberliegenden
Endbereichen.
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6 einen
Querschnitt durch den einen Endbereich.
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7 einen
Querschnitt durch den anderen Endbereich.
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Der
in 1 dargestellte Höhenlift 1 ist aus dem
Stand der Technik bekannt. Er umfasst ein Standrohr oder Säulenrohr 2,
in dessen Boden die Kolbenstange eines Schubelements oder Teleskopelements 3 verankert
ist. Das Tragrohr 4 des Schubelements 3 ist in
einer Führungsbuchse 5 geführt. Die Führungsbuchse 5 ist
am dem Boden gegenüberliegenden
Ende des Standrohrs im Standrohr 2 angeordnet. Sie besitzt
eine Aussenfläche,
die auf Stegen 6 ausgebildet ist und an der Innenfläche des
Standrohrs anliegt. Konzentrisch zu dieser Aussenfläche besitzt
sie einen Führungskanal,
dessen Innenfläche ganzflächig in
Berührung
mit dem Tragrohr ist. Das Tragrohr gleitet bei einer Betätigung des
Ventilstössels 7 und
einer entsprechenden Belastung im Führungskanal 15 hoch
oder nieder. Die maximale Distanz zwischen den beiden Extremstellungen
ist mit Hubhöhe
A bezeichnet. In der einen Endstellung liegt das Tragrohr 4 möglicherweise
nicht auf der ganzen Länge
des Führungskanals 15 an.
Die Mindestlänge der
Führung
durch die Führungsbuchse
ist in 1 mit B bezeichnet. Das Tragrohr 4 besitzt
einen Konus 8 zur Befestigung in einem Sitzträger. Das
Standrohr 2 besitzt einen Konus 9 zur Befestigung
in einem Fusskreuz.
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Die
in den 2 bis 4 dargestellte erfindungsgemässe Führungsbuchse 11 ist
im Querschnitt ringförmig
und daher rohrförmig
ausgebildet. Die Ringwandung 13 und die Stege der Führungsbuchse
schaffen eine Distanz zwischen dem Führungskanal 15 im
Zentrum der Führungsbuchse 11 und
dem Aussenumfang 17 der Führungsbuchse 11. Auf
dem Aussenumfang sind Stützstege 19 ausgebildet,
auf denen die Aussenfläche 21 vorliegt,
die beim Einbau der Führungsbuchse
in das Standrohr in Berührung
mit dem Standrohr gebracht wird. Von der Ringwandung 13 nach
innen sind Radialstege 23 ausgebildet, die eine Begrenzungsfläche 25 definieren.
An den Radialstegen 23 sind Tangentialstege 27 angeordnet,
die eine Gleitfläche 29 definieren.
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Die
Ringwandung 13 bildet daher nicht wie beim Stand der Technik
direkt die Innenwandung des Führungskanals.
Es sind vielmehr Stege zwischen der Ringwandung 13 und
der Gleitfläche 29 vorhanden.
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In
den bevorzugten und dargestellten Ausführungsbeispielen gemäss 2 bis 7 sind
die Gleitflächen 29 auf
Tangentialstegen 27 ausgebildet, die lediglich einseitig
mit der Ringwandung 13 verbunden. Diese Verbindung zwischen
Ringwandung 13 und dem die Gleitfläche 29 tragenden Tangentialsteg 27 ist über den
Radialsteg 23 erreicht, der auch die Begrenzungsfläche trägt. Es gibt
jedoch auch andere, nicht dargestellte Querschnitte, bei denen abwechslungsweise
auf der Innenfläche
des Führungskanals 15 Gleitflächen 29 und
Begrenzungsflächen 25 definiert
werden. Dadurch dass die Gleitflächen 29 einen
kleineren Durchmesser aufweisen als die Begrenzungsflächen 25,
liegen die Begrenzungsflächen
im Normalfall nicht am Tragrohr an.
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Dank
dem die Gleitflächen 29 lediglich
einen Bruchteil der Innenfläche
des Führungskanals 15 bilden,
ist die Gleitreibung zwischen Tragrohr und Führungsbuchse geringer als beim
Stand der Technik. Daher wird eine höhere Flächenpressung ohne Verminderung
der Gleiteigenschaften der Führungsbuchse
möglich.
Dies führt
dazu, dass die Genauigkeit der Führungsbuchse
verglichen mit dem Stand der Technik reduziert werden kann, so dass
ein Nacharbeiten des Innendurchmessers nicht mehr erforderlich ist.
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Die
Tangentialstege 27 sind federnd ausgebildet. Sie können unter
Last soweit zurückweichen, bis
das Tragrohr an den benachbarten Begrenzungsflächen 25 anliegt. Dieser
Federweg ist durch die Radius-Unterschiede zwischen dem Radius der
Gleitflächen
und dem Radius der Begrenzungsflächen
definiert und daher durch die Formgebung definierbar. Dieser Federweg
definiert auch eine Produktionstoleranz, da ein Grossteil der in
der Produktion nur mit grossem Aufwand vermeidbaren Abweichungen
von einer Zieldimension des Führungskanals
durch diesen Federweg kompensiert werden können. Daher ist ein Nacharbeiten
der Gleitflächen
hinfällig
und die Produktionsgenauigkeit eines Giessvorganges genügend genau.
Es ist auch möglich
geworden, die Führungsbuchsen
durch Extrusion eines entsprechend geformten Schlauchs und Abschneiden
von einem solchen Extrusionsschlauch zu produzieren.
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Um
eine Anpassung der Führungsbuchse insgesamt
an den Innendurchmesser eines Stützrohrs
zu ermöglichen,
sind die Stützstege 19 minimal federnd
ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel
gemäss den 2 bis 4 sind
sie V-förmig
ausgebildet, wobei der V-Ausschnitt 37 zwischen den beiden
zusammengehörigen
Teilstegen eines Stützstegs
bis in die Ringwandung 13 hineinreicht. Dadurch ist die Steifigkeit
der Ringwandung leicht reduziert, so dass diese ihren Radius bzw.
Umfang geringfügig
anpassen den Gegebenheiten eines Standrohrs kann. Dank dem die V-Ausschnitte 37 im
Bereich der Radialstege 23 ausgebildet sind, ist die Ringwandung 13 über diese
V-Ausschnitte hinweg durch das Material der Radialstege 23 geschlossen.
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Über die
360 Grad des ringförmigen
Querschnittes der Führungsbuchse
sind in regelmässigen Winkelabständen 9 Stege
vorhanden. Diese absichtlich ungerade Anzahl von Stegen gewährleistet
eine gleichmässige
Abstützung
ohne schwacher und stärker
federnd ausgebildete Richtungen. Andere mögliche Teilungen sind 5, 7,11
oder 13.
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Bei
der in den 2 bis 4 dargestellten Führungsbuchse 11 sind
sowohl die inneren Stege 23, 27 als auch die äusseren
Stützstege 19 (bzw. 39, siehe
unten) linear und parallel zur Achse des Führungskanals und der Führungsbuchse 11 insgesamt ausgebildet.
Von der Darstellung abweichend kann der Radialsteg 25,
zusammen mit dem Tangentialsteg 27, jeweils auch gewendelt
verlaufen. Es kann auch der Stützsteg 19 gewendelt
verlaufen.
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Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel
einer Führungsbuchse
gemäss 5 bis 7 sind
zwei Bereiche zu unterscheiden. Die Führungsbuchse 11 besitzt
einen ersten Endbereich 31, der die Austrittöffnung 33 für das Tragrohr
umfasst. Der diesem ersten Endbereich 31 gegenüberliegend
angeordnete zweite Endbereich 35 ist in montiertem Zustand
dem Boden des Standrohrs zugewandt. Im erste Bereich 31 ist
der Querschnitt der Führungsbuchse 11 identisch
mit dem Querschnitt des ersten Ausführungsbeispiels, wie er dort über die
ganze Länge
gleich ausgebildet ist.
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Im
zweiten Endbereich 35 hingegen sind die Aussenflächen 21 auf
einem federnd ausgebildeten Stützsteg 39.
Dies ermöglicht
das Einführen
der Führungsbuchse
in den konischen Bereich des Standrohrs. In diesem zweiten Endbereich
ist die Ringwandung 13 weniger nachgebend ausgebildet als
im ersten Endbereich, damit der in diesem zweiten Endbereich möglicherweise
erhöhte
radiale Druck auf die Führungsbuchse
nicht zu einer Verkleinerung des Durchmessers des Führungskanals 15 führt.