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Die Erfindung betrifft eine Übertragungsvorrichtung mit einer Kette.
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Um Geräusche von Übertragungselementen sowie die Reibung zwischen Wälzkörpern zu verringern, ist eine Übertragungsvorrichtung mit einer Kette entwickelt worden. Dabei sind die Wälzkörper in einer Kette so untergebracht, dass diese nicht gegeneinander stoßen und somit Geräusche reduziert werden. Gleichzeitig wird die durch Berührung der Wälzkörper hervorgerufene Reibung verhindert, wodurch die Lebensdauer der Übertragungsvorrichtung erhöht wird und eine gewisse Genauigkeit gewährleistet ist. Daher weist die mit einer Kette versehene Übertragungsvorrichtung viele Vorteile auf.
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Wird die Kette jedoch nicht angepasst an die Bewegungsbahn der Übertragungsvorrichtung gestaltet, kann eine problematische Bewegung der Übertragungsvorrichtung auftreten, wobei die Genauigkeit reduziert wird. In schlimmsten Fällen kann dies zur Beschädigung führen. Aus der
US 5,993,064 ist eine Kettenanordnung bekannt, die aus zwei Kettchen besteht, auf denen mehrere kreuzweise miteinander verbundene Ringkörper vorgesehen sind. Der Endabschnitt ist kreuzförmig ausgeführt, wenn dieser direkt gesehen wird. Bei Berührung dieser Konstruktion mit dem Wälzkörper handelt es sich um einen bogenförmigen Linienkontakt. Diese Konstruktion ist jedoch für die komplizierte Bewegungsbahn mit einer Verdrehung oder Krümmung nicht geeignet. Der Grund dafür besteht darin, dass diese Ringkörper einer unter Zug-/und Druckeinwirkung verursachten Verformung ausgesetzt sein können. Gleichzeitig tritt eine Interferenz mit der Wand der Bewegungsbahn auf. Daher ist es leicht, die Kette abzubrechen, was zum problematischen Umlauf führt. Die aus der
JP 2607993 bekannte Kettenanordnung besteht aus mehreren Abstandselementen und zwei die Abstandselemente verbindende Verbindungsbänder. In beiden Seiten der Abstandselemente befindet sich eine Vertiefung, die als Haltefläche dient. Die Wälzkörper stehen mit der Vertiefung in flächendeckender Berührung, bei der es sich um einen bogenförmigen Linienkontakt handelt. Bei dieser Kettenanordnung ist es möglich, dass die Vertiefung des Abstandselements auf der endlosen Umlaufbahn bei der Verdrehung oder/und Krümmung mit dem Wälzkörper nicht richtig in Berührung kommen kann. Wird die Kette auf einer krummen Bewegungsbahn gekrümmt, können die Abstandselemente in Richtung zur Innenseite der krummen Bewegungsbahn verschoben werden. Damit geschieht eine Kontaktreibung der Abstandselemente mit der Innenwand der krummen Bewegungsbahn, was zur problematischen Bewegung einer Übertragungsvorrichtung führt. Daher sind die herkömmlichen Konstruktionen verbesserungsbedürftig.
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Die
EP 0 890 755 A2 beschreibt eine Kettenanordnung mit zwei Verbindungsbändern und mit einer Vielzahl an Abstandselementen, die gleichmäßig verteilt zwischen den Verbildungsbändern angeordnet sind. Die Abstandselemente enthalten zwei Halteelemente, die als Ringsegmente geformt sind und deren konkave Seiten voneinander abgewandt angeordnet sind, um Wälzkörper zu halten. Wiederum kann es zu den weiter oben beschriebenen Problemen kommen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Übertragungsvorrichtung mit einer Kette zu schaffen, die durch einfache Maßnahmen die oben genannten Nachteile vermeidet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Übertragungsvorrichtung mit einer Kette, die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Gemäß der Erfindung wird eine Übertragungsvorrichtung mit einer Kette bereitgestellt, die Folgendes aufweisend:
eine lange Welle, die mit einer ersten Rollrille versehen ist;
einen Bewegungskörper, der einen Aufnahmeabschnitt aufweist, in dem sich die lange Welle befindet, wobei der Aufnahmeabschnitt eine an die erste Rollrille angepasste zweite Rollrille besitzt, und wobei die erste Rollrille und die zweite Rollrille eine Belastungsbahn bilden;
wenigstens ein Rücklaufelement, das am Bewegungskörper angebracht ist und eine Rücklaufbahn aufweist, die zusammen mit der Belastungsbahn eine endlose Umlaufbahn bildet;
eine Mehrzahl von Rollelementen, die sich in der endlosen Umlaufbahn befinden und als Kraftübertragungsmittel für die lange Welle und den Bewegungskörper dient; und
eine Kette, die eine Mehrzahl von Abstandsabschnitten und zwei Verbindungsbänder aufweist, wobei die Verbindungsbänder an beiden Seiten der Abstandsabschnitte angeordnet sind, um die Abstandsabschnitte so zu verbinden, dass die Abstandsabschnitte gleichmäßig beabstandet sind, wodurch sich Aufnahmeräume ergeben, in denen Rollelemente vorgesehen sind, und wobei die Verbindungsbänder in Längsrichtung verlaufen, wobei die Abstandsabschnitte eine in gleicher Richtung angeordnete, U-förmige Konstruktion aufweisen, und wobei der Abstandsabschnitt an einer der Längsrichtung G zugewandte Seite mit einem Konkavabschnitt und an der anderen Seite mit einem Konvexabschnitt versehen ist, und wobei der Konkavabschnitt wenigstens zwei zweite Halteflächen und der Konvexabschnitt eine erste Haltefläche aufweist, und wobei die Rollelemente mithilfe der Halteflächen in den Aufnahmeräumen frei rollbar sind.
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Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Konkavabschnitt des Abstandsabschnitts mehr als zwei Krümmungsflächen auf, wobei der Kontaktbereich zwischen der zweiten Haltefläche des Konkavabschnitts und dem Rollelement bogenförmig oder ballig ausgebildet ist. Die erste Haltefläche des Konvexabschnitts des Abstandsabschnitts ist konzentrisch zum Rollelement angeordnet, wobei die erste Haltefläche flächig, bogenförmig oder vieleckig ausgebildet ist.
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Von Vorteil ist dabei, dass nach der Aufnahme der Rollelemente die Aufnahmeräume über wenigstens einen Ölspeicherraum zur Speicherung von Schmieröl verfügen, um eine ausreichende Versorgung der Rollelemente mit dem Schmieröl zu ermöglichen. Die Rollelemente sind in den jeweiligen Aufnahmeräumen vorgesehen, wobei jeweils ein Ölspeicherraum zwischen den Rollelementen und den an deren beiden Seiten befindlichen Abstandsabschnitten vorhanden ist. Der Kontaktbereich zwischen dem Konkavabschnitt des Abstandsabschnitts und dem Rollelement ist größer als derjenige zwischen dem Konvexabschnitt und dem Rollelement, sodass der Ölspeicherraum zwischen dem Rollelement und der ersten Haltefläche des Abstandsabschnitts größer ist als derjenige zwischen dem Rollelement und der zweiten Haltefläche des Abstandsabschnitts.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kette in Seitenrichtung im Wesentlichen als Rechteck ausgebildet ist, wobei der Abstandsabschnitt eine Höhe h aufweist, die das 0,35- bis 0,45-Fache des Durchmessers des Rollelements beträgt. Vorzugsweise beträgt die Höhe h das 0,4-Fache des Durchmessers des Rollelements 5. Die Höhe H der Verbindungsbänder kann aber auch der Höhe h des Abstandsabschnitts entsprechen. Bevorzugt ist diese Konstruktion, die gegenüber der herkömmlichen Kette einen reibungsloseren Umlauf auf der endlosen Umlaufbahn mit einer Verdrehung und/oder Krümmung gewährleistet. Hingegen ist die Höhe des Abstandsabschnitts der herkömmlichen Kette höher, wobei zwischen dem Abstandsabschnitt und dem Rollelement ein bogenförmiger Linienkontakt geschieht. Auf der endlosen Umlaufbahn mit Verdrehung und/oder Krümmung entsteht daher ein einseitiger Kontakt zwischen dem Abstandsabschnitt und dem Rollelement, wodurch der Abstandsabschnitt ungleichmäßig belastet ist. Auf diese Weise kann der Verschleiß am Abstandsabschnitt leicht auftreten, was zur Verringerung der Lebensdauer der Kette führt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein erster Endabschnitt und ein zweiter Endabschnitt der erfindungsgemäßen Kette miteinander verbunden sein können, nachdem die erfindungsgemäße Kette auf der endlosen Umlaufbahn montiert worden ist. Die Verbindung kann durch die Feder-Nut-Verbindung, den Formschluss, die Ultraschallverbindung oder die Klebeverbindung derart erfolgen, dass die Kette kein Ende aufweist. Auf diese Weise wird vermieden, dass eine Interferenz der beiden Endabschnitte der Kette im Betrieb mit der endlosen Umlaufbahn auftritt. Hierdurch ergibt sich eine erhöhte Leichtgängigkeit beim Umlauf.
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Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 einen Teilschnitt durch die erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung mit einer Kette;
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2 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kette, wobei der Abstandsabschnitt keine Durchgangsbohrungen aufweist;
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3 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Kette im Zusammenwirken mit den Rollelementen;
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4 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Kette;
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5 einen vergrößerten Ausschnitt der erfindungsgemäßen Kette aus 3;
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6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Konvexabschnitts der erfindungsgemäßen Kette aus 5;
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7 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kette, wobei der Abstandsabschnitt keine Durchgangsbohrungen aufweist;
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8 einen Schnitt durch die Kette in. 7;
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9 eine Draufsicht auf die Kette in 7;
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10 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Kette in 7, die im Zusammenwirken mit den Rollelementen steht; und
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11 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kette, wobei der Abstandsabschnitt mit Durchgangsbohrungen versehen ist.
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Wie aus den 1 bis 4 ersichtlich, weist eine erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung mit einer Kette eine lange Welle 1, einen Bewegungskörper 2, wenigstens ein Rücklaufelement 3, mehrere Rollelemente 5 und eine Kette 4 auf.
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Die lange Welle 1 ist mit einer Rollrille 11 versehen. Der Bewegungskörper 2 besitzt einen Aufnahmeabschnitt 21, in dem sich die lange Welle 1 befindet. Der Aufnahmeabschnitt 21 weist eine an die Rollrille 11 angepasste Rollrille 211 auf. Die Rollrille 11 und die Rollrille 211 bilden eine Belastungsbahn 60.
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Das Rücklaufelement 3 ist am Bewegungskörper 2 angebracht und weist eine hier nicht näher dargestellte Rücklaufbahn auf, die zusammen mit der Belastungsbahn 60 eine endlose Umlaufbahn bildet.
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Die Rollelemente 5 befinden sich in der endlosen Umlaufbahn und dienen als Kraftübertragungsmittel zwischen der langen Welle 1 und dem Bewegungskörper 2.
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Die Kette 4 weist eine Mehrzahl von Abstandsabschnitten 42 und zwei Verbindungsbänder 41 auf, wobei die Verbindungsbänder 41 an beiden Seiten der Abstandsabschnitte 42 angeordnet sind, um die Abstandsabschnitte 42 so zu verbinden, dass die Abstandsabschnitte 42 gleichmäßig beabstandet sind, wodurch sich Aufnahmeräume 43 ergeben, in denen Rollelemente 5 vorgesehen sind. Jedes der Verbindungsbänder 41 besitzt eine dem Aufnahmeraum 43 zugewandte Konkavfläche 413. Die Verbindungsbänder 41 verlaufen in Längsrichtung G, wobei die Abstandsabschnitte 42 eine in gleicher Richtung angeordnete, U-förmige Konstruktion aufweisen. Der Abstandsabschnitt 42 ist an einer der Längsrichtung G zugewandten Seite mit einem Konkavabschnitt 421 und an der anderen Seite mit einem Konvexabschnitt 422 versehen, wobei der Konkavabschnitt 421 wenigstens zwei zweite Halteflächen 423 und der Konvexabschnitt 422 eine erste Haltefläche 424 aufweist. Die Rollelemente 5 sind im Inneren der Aufnahmeräume 43 aufgenommen, wobei die Rollelemente 5 mithilfe der Halteflächen 423, 424 in den Aufnahmeräumen 43 frei rollbar sind. An den beiden Konkavflächen 413 liegen die beiden Seiten der Rollelemente 5 an.
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Wie in 11 gezeigt, sind die Halteflächen 423, 424 mit Durchgangsbohrungen 425 versehen. Anstelle der Durchgangsbohrungen 425 können aber auch Nuten ausgebildet sein. Diese sorgen im Rollvorgang für eine stabilere Halterung der Rollelemente 5 auf der ersten Haltefläche 424 und den zweiten Halteflächen 423.
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Wie in der 3 gezeigt, sind die Abstandsabschnitte 42 der erfindungsgemäßen Kette 4 im Wesentlichen derart U-förmig ausgebildet, dass die Aufnahmeräume 43 in Längsrichtung G zwei asymmetrisch ausgebildete Seiten besitzen. Nach der Aufnahme der Rollelemente 5 verfügen die Aufnahmeräume 43 über wenigstens einen Ölspeicherraum X zum Speichern von Schmieröl, um eine ausreichende Versorgung der Rollelemente 5 mit dem Schmieröl zu ermöglichen. Die Rollelemente 5 sind in den jeweiligen Aufnahmeräumen 43 vorgesehen, wobei jeweils ein Ölspeicherraum X zwischen den Rollelementen 5 und den an deren beiden Seiten befindlichen Abstandsabschnitten 42 vorhanden ist. Der Kontaktbereich zwischen dem Konkavabschnitt 421 des Abstandsabschnitts 42 und dem Rollelement 5 ist größer als derjenige zwischen dem Konvexabschnitt 422 und dem Rollelement 5, sodass der Ölspeicherraum X zwischen dem Rollelement 5 und der ersten Haltefläche 424 des Abstandsabschnitts 42 größer ist als derjenige zwischen dem Rollelement 5 und der zweiten Haltefläche 423 des Abstandsabschnitts 42.
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Gemäß 3 in Verbindung mit 5 und 6 wird die Kette 4 in seinem Betrieb einer Zug- und Stoßkraft ausgesetzt. Gleichzeitig wird diese von den Rollelementen 5 so gedrückt, dass eine Verformung geschieht. An den beiden Seiten der Längsrichtung G der Abstandsabschnitte 42 sind der Konkavabschnitt 421 und der Konvexabschnitt 422 ausgebildet, wodurch sich eine im Wesentlichen U-förmige Kontur ergibt. Auf diese Weise sind wenigstens zwei zweite Halteflächen zwischen dem Rollelement 5 und dem Konkavabschnitt 421 des Abstandsabschnitts 42 vorhanden, wodurch der Abstandsabschnitt 42 gleichmäßig belastet ist, was zur Verringerung der Verformung und somit zur Erhöhung der Standzeit der Kette 4 führt. Wie in der 5 und 6 gezeigt, ist die erste Haltefläche 424 des Konvexabschnitts 422 des Abstandsabschnitts 42 konzentrisch zum Rollelement 5 angeordnet. Gemäß 5 ist die erste Haltefläche 424 vieleckig ausgebildet, wobei ihr Kontaktbereich mit dem Rollelement 5 flächig ist. Gemäß 6 ist der Kontaktbereich zwischen der ersten Haltefläche 424 und dem Rollelement 5 bogenförmig ausgebildet.
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Wie in 4 gezeigt, ist die Kette 4 in Seitenrichtung Y im Wesentlichen als Rechteck ausgebildet. Der Abstandsabschnitt 42 weist eine Höhe h auf, die das 0,35- bis 0,45-Fache des Durchmessers des Rollelements 5 beträgt. Vorzugsweise beträgt die Höhe h das 0,4-Fache des Durchmessers des Rollelements 5. Die Höhe H der Verbindungsbänder 41 kann aber auch der Höhe h des Abstandsabschnitts 42 entsprechen. Bevorzugt ist diese Konstruktion, die gegenüber der herkömmlichen Kette einen reibungsloseren Umlauf auf der endlosen Umlaufbahn mit einer Verdrehung und/oder Krümmung gewährleistet. Hingegen ist die Höhe des Abstandsabschnitts der herkömmlichen Kette höher, wobei zwischen dem Abstandsabschnitt und dem Rollelement ein bogenförmiger Linienkontakt geschieht. Auf der endlosen Umlaufbahn mit einer Verdrehung und/oder Krümmung entsteht daher ein einseitiger Kontakt zwischen dem Abstandsabschnitt und dem Rollelement, wodurch der Abstandsabschnitt ungleichmäßig belastet ist. Auf diese Weise kann der Verschleiß am Abstandsabschnitt leicht auftreten, was zur Verringerung der Lebensdauer der Kette führt.
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Wie in den 2, 3 und 11 gezeigt, können ein erster Endabschnitt 411 und ein zweiter Endabschnitt 412 der erfindungsgemäßen Kette 4 miteinander verbunden sein, nachdem die erfindungsgemäße Kette 4 auf der endlosen Umlaufbahn montiert worden ist. Die Verbindung kann durch die Feder-Nut-Verbindung, den Formschluss, die Ultraschallverbindung oder die Klebeverbindung derart erfolgen, dass die Kette kein Ende aufweist. Auf diese Weise wird vermieden, dass eine Interferenz der beiden Endabschnitte der Kette im Betrieb mit der endlosen Umlaufbahn auftritt. Hierdurch ergibt sich eine erhöhte Leichtgängigkeit beim Umlauf.
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In den 7 bis 10 ist gezeigt, dass die Abstandsabschnitte der erfindungsgemäßen Kette keine Durchgangsbohrungen aufweisen.
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Wie aus 7 ersichtlich, weist die Kette 4 eine Mehrzahl von Abstandsabschnitten 42 und zwei Verbindungsbänder 41 auf, wobei die Verbindungsbänder 41 an beiden Seiten der Abstandsabschnitte 42 angeordnet sind, um die Abstandsabschnitte 42 so zu verbinden, dass die Abstandsabschnitte 42 gleichmäßig beabstandet sind, wodurch sich Aufnahmeräume 43 ergeben, in denen Rollelemente 5 vorgesehen sind. Die Verbindungsbänder 41 verlaufen in Längsrichtung G, wobei die Abstandsabschnitte 42 eine in gleicher Richtung angeordnete, U-förmige Konstruktion aufweisen. Der Abstandsabschnitt 42 ist an einer der Längsrichtung G zugewandten Seite mit einem Konkavabschnitt 421 und an der anderen Seite mit einem Konvexabschnitt 422 versehen, wobei der Konkavabschnitt 421 wenigstens zwei zweite Halteflächen 423 und der Konvexabschnitt 422 eine erste Haltefläche 424 aufweist. Die Rollelemente 5 sind im Inneren der Aufnahmeräume 43 aufgenommen, wobei die Rollelemente 5 mithilfe der Halteflächen 423, 424 in den Aufnahmeräumen 43 frei rollbar sind.
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8 zeigt einen Schnitt entlang der Seitenrichtung der Kette 4. Der Abstandsabschnitt 42 weist eine Höhe h auf, die das 0,35- bis 0,45-Fache des Durchmessers des Rollelements 5 beträgt. Vorzugsweise beträgt die Höhe h das 0,4-Fache des Durchmessers des Rollelements 5. Die Höhe H der Verbindungsbänder 41 kann aber auch der Höhe h des Abstandsabschnitts 42 entsprechen. Diese Konstruktion ist insbesondere bevorzugt.
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Gemäß 7 in Verbindung mit 9 und 10 weist der Konkavabschnitt 421 des Abstandsabschnitts 42 der Kette 4 zwei Krümmungsflächen auf. Der Kontaktbereich zwischen der zweiten Haltefläche 423 des Konkavabschnitts 421 und dem Rollelement 5 ist bogenförmig oder ballig ausgebildet. Die erste Haltefläche 424 des Konvexabschnitts 422 des Abstandsabschnitts 42 ist konzentrisch zum Rollelement 5 angeordnet. Die erste Haltefläche 424 kann flächig, bogenförmig oder vieleckig ausgebildet sein. Die Rollelemente 5 sind in den jeweiligen Aufnahmeräumen 43 aufgenommen, wobei der Aufnahmeraum 43 an beiden Seiten des Kontaktbereichs zwischen dem Rollelement 5 und der zweiten Haltefläche 423 mit Räumen zum Speichern von Schmieröl versehen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- lange Welle
- 11
- Rollrille
- 2
- Bewegungskörper
- 21
- Aufnahmeabschnitt
- 211
- Rollrille
- 3
- Rücklaufelement
- 4
- Kette
- 41
- Verbindungsband
- 411
- erster Endabschnitt
- 412
- zweiter Endabschnitt
- 413
- Konkavfläche
- 42
- Abstandsabschnitt
- 421
- Konkavabschnitt
- 422
- Konvexabschnitt
- 423
- zweite Haltefläche
- 424
- erste Haltefläche
- 425
- Durchgangsbohrung
- 43
- Aufnahmeraum
- 5
- Rollelement
- 60
- Belastungsbahn
- X
- Ölspeicherraum
- H
- Höhe des Verbindungsbands
- h
- Höhe des Abstandsabschnitts
- G
- Längsrichtung
- Y
- Seitenrichtung
