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VORRICHTUNG FÜR PRÄZISIONS-SKALPELL
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb einer Kette eines
Präzisions-Skalpelis, mit einem Kettenrad zum Antrieb und zur Umlenkung der Kette
in ihrem einen Scheitelbereich, mit einem Klingenteil, das zumindest im Bereich
des Kettenrads zwei Seitenwände aufweist, zwischen denen die Kette läuft und zwischen
denen auch das Kettenrad läuft, sowie mit einer Lagerbohrung zur drehbaren Lagerung
eines Bunds des Kettenrads.
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Eine solche Vorrichtung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
27 592 28 bekannt.
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Die Ketten können kleine Messerchen oder kleine Sägezähne tragen.
Das Skalpell muß leicht sein, damit die das Skalpell führende Hand nicht von Gewicht
belastet wird. Man kann mit dem Skalpell auch umso besser arbeiten, je geringer
die Reaktionskräfte auf die Hand sind. Dies ist eine Größe, die vom Gewicht des
Skalpells unabhängig ist.
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Je feiner der Schnitt ist, desto leichter kann man das Skalpell machen,
weil man dann mit dünnen und kleinen Bauteilen arbeiten kann. Zum Beispiel ist der
Strombedarf
niederer, wenn der Schnitt fein ist. Man braucht dann
auch einen kleineren Motor.
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Das Getriebe kann aus kleineren Teilen bestehen, man kann eine dünnere
Kette verwenden, weil sie weniger schädlichen Zug aufnehmen muß, man kann einen
dünneren Klingenteil verwenden,und der dünnere Klingenteil gesiattet es seinerseits
wieder, zu dünneren Schnitten zu kommen.
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Es tritt hier also eine Ruckkopplungwirkung auf.
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Bei der Benutzung des Skalpells nehmen die Trennglieder der Kette
und/oder die Kette Schnittgut-Mulm zum Kettenrad mi. Wenn man das Skalpell als Messer
ausgebildet hat, dann besteht dieser Schnittgut-Mulm aus Körpersäflen und kleinsten
Teilchen aus Fleisch, Sehnen und vielleicht auch Knochen.
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Bei Versuchen wurde nun beobachtet, daß dieser Schnittgut-Mulm im
Bereich des Kettenrads einen solchen Druck entwickelt, daß die Seitenwände auseinandergedrückt
werden.
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Dadurch wird das Kettenrad nicht mehr richtig geführt, die Kette wird
nicht mehr richtig geführt, die Kette spannt sich zu sehr, da die Kettenglieder
teilweise auf dem zwischen sie und das Kettenrad geklemmten Mulm laufen statt auF
den Zahnflanken und/oder der Fußlinie. Diese schädliche Erscheinung könnte man an
sich durch "Verstärlcungen" unschädlich machen. Dies ginge aber nur mit erhöhten
Kosten, und vor allem würde eine "Verstärkung" die Konstruktion in Richtung Plumpheit
statt Eleganz treiben.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art anzugeben,
die die oben bezeichneten Nachteile vermeidet und
es mit einfachen Mitteln gestattet, die verbrauchte Energie niedrig zu halten, d.
h. mit kleinen Batterien und/ oder Motoren auszukommen, die es gestattet, eine dünne
Kette zu verwenden, die es gestattet, die Kette präzise zu führen und die es gestattet,
den Klingenteil sehr dünn zu halten.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens
eine der Seitenwände im Bereich des Kettenlaufs eine Austrittsöffnung für Schnittgut-Mulm
aufweist.
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Dadurch kann der Mulm an dieser Austrittsöffnung austreten, sei es
durch Schwerkraft, sei es sobald in ihm ein Druck auftritt, wenn die Kettenglieder
zueinander abgewinkelt werden und zwischen ihnen das Volumen kleiner wird und/oder
die Kettenglieder auf eine den Druck im Mulm erhöhende Führungsfläche treffen.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 2 erreicht man, daß man die Austrittsöffnung
dort vorsieht, wo nicht getrennt wird und wo schon eine Tendenz besteht, den Druck
im Mulm zu erhöhen.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 3 erreicht man, daß gerade im Bereich
des Zahnrades kein Druck auftritt, dieses präzise geführt bleibt, die Kette einen
genauen Antrieb ohne Schiefstellung erfährt und dem Kettenrad seine unerwünschte
Pumpwirkung genommen wird. Dies kann man sich so vorstellen, daß seither das auf
das Kettenrad zulaufende Trum Mulm herantransportiert hat. Das noch mit Mulm behaftete,
gerade eben vom Kettenrad ablaufende Trum hat dann wohl den Mulm an der Auflaufstelle
an
der Mittenplatte des Klingenteils abgestreift. Dieser und vielleicht noch an den
Zähnen haftende Mulm wird dann in denjenigen Hohlraum zurücktransportiert, der zwischen
dem Kettenrad und der Mittelplatte vorhanden ist und addiert sich zu erneut herantransportiertem
Mulm. Daraufhin erhöht sich der Druck noch mehr und die Kette läuft nicht mehr auf
den Zahnflanken und/oder dem Fußkreis des Ketten:ads.
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Mdn kann sich dann vorstellen, daß die Kette über das vorgesehene
Maß hinaus gr~-spannt wird, die Antriebsenergie zunimmt, die Seitenwände zu klaffen
beginnen usw.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 4 kann der Mulm großflächig ohne
jeden Druckaufbau herausgeführt werden und die präzise Führung von Kettenrad / Kette
bleibt erhalten. Außerdem kann man dann die Zähne kontrollieren und sieht in Bereiche,
die für die Justierung wichtig sind.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 5 lrann man die Seitenwand nach wie
vor auf ihr er ganzen Erstreckung gleich dünn lassen, sie jedoch im Kettenrndbereich
verstärken und trotzdem den Mulm abwandern lassen.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 6 verliert man nichts an Anlagefläche
und man muß keinen Kanal zwischen Anlagefläche und abnehmbarem Klingenteil vorsehen.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 7 wird die Austrittsöffnung groß
gehalten.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 8 erhält man bei einfacher Fertigung
günstige Pbstreifkanten und trotzdem verliert das Kettenrad nichts von seiner Führung.
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Durch die Merkmale der Ansprüche 9 und 10 erhält man eine einfache
Fertigungsmöglichkeit und schafft keine zusätzlichen Pressungen, die bei solchen
Bogenformen auftreten können, die nicht radiusförmig sind.
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Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
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Wegen Einzelheiten wird ausdrücklich auf die maßstäbliche, im Maßstab
1#: gehaltene Zeichnung verwiesen.
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In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 die abgebrochene Seitenansicht des
Skalpells im Bereich des Getriebeteils, wobei Klingenteil und Getriebeteil miteinander
vereint sind, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1 , jedoch ohne Getriebeteil,
Fig. 3 eine Ansicht gemäß dem Pfeil A in Fig. 1 auf den der Dicke nach abgebrochenen
Getriebeteil, Fig. 4 die Rückseite des Klingenteils im Maßstab 1 : 1.
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Ein weiter nicht dargestelltes Präzisions-Skalpell 11 hat einen Klingenteil
12, einen Getriebeteil 13 und einen Handgriff 14. In letzterem ist ein nicht dargestellter
Motor vorgesehen, der eine Abtriebswelle hat, die in den Getriebeteil 13 hineinreicht.
Im Handgriff- 14 kann eine Batterie vorgesehen sein, wenn es sich um einen Elektromotor
handelt. Dies wird dann meist der Fall sein, wenn der Klingenteil 12 die Wirkung
eines Messers hat. Im Handgriff 14 kann aber auch z. B. ein Drucklufimotor vorgesehen
sein, wenn der Klingenteil 12 die Funktion einer Säge hat. Getriebeteil 13 und Handgriff
14 sind fest miteinander verbunden, während der Klingenteil 12 abnehmbar ist, wie
dies der Vergleich der Figur 2 mit der Figur 3 zeigt.
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Eine vordere Seitenwand 16 ist aus Metall und 0,15 mm dick. Ihr gemäß
Fig. 1 oberer gerader Rand 17 steigt nach links gegenüber einer geometrischen Längsachse
18 um wenige Grade an. Rechts verläuft sie mit einem Radiusbogen 19, der kanz<'ntrisch
zu einer Drehachse 21 ist, die senkrecht zur Zeichnungsebene von Fig. 1 teht 0 Nach
dem etwa 140 betragenden Radiusbogen 19 folgt ein gerader Rand 22, der um 70 nach
unten zur Längsachse 18 geneigt ist. Nach einem winkligen Knick 23 von 1600 folgt
wiederum ein gerader Rand 24.
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Gemäß Fig. 1 hinter der Seitenwand 16 befindet sich eine 0,4 mm dicke
Mittelplatte 26 aus Metall. Deren oberer Rand 27 verläuft etwa 1 mm einwärts vom
Rand 17 und parallel zu diesem. Gleiches gilt für den unteren hinteren Rand 28 relativ
zum Rand 22 und den vorderen unteren Rand 29 relativ zum Rand 24. Das am weitesten
rechts liegende Ende der Mittelplatte 29 ist durch einen Radiusbogen 31 bestimmt,
dessen Radius etwa 3/4 des Durchmessers eines Kettenrads 32 ist und zur Drehachse
21 koaxial ist. Unten geht der Radiusbogen 21 mit einem Zwickel 33 in den Rand 28
über. Oben ist ein entsprechender Zwickel so abgeflacht, daß sich eine Auflauffase
für die vom Kettenrad 32 ablaufende, nicht weiter dargestellte Kette ergibt. Auf
der Rückseite der Mittelplatte 26 ist eine hintere Seitenwand 36 vorgesehen, die
ebenso dünn wie die Seitenwand 16 und aus dem gleichen Material ist. Der Sandwich
Seitenwand 16/ Mittelplatte 26/ Seitenwand 36 ist durch Laser-Punkte verbunden.
Der obere Rand 37 der Seitenwand 36 verläuft vom Spitzenradius 38 aus gegenüber
der Längsachse 18 unter einem Winkel von 3,4 . Dies bedeiltet gemäß Fig. 4, daß
die schematisch eingezeichneten Messerchen 39 der nicht weiter dargestellten Kette
hinter dem oberen
Rand 37 nach einem Weg von etwa 7 mm von der
Spitze aus gemessen, hinter dem oberen Rand 37 verschwinden. Der Winkel bedeutet
außerdem, daß die Ecke 41 einen Abstand von etwa 7 mm von der Längsachse 18 hat.
Nach der Ecke 41 folgt ein senkrecht zur Längsachse 18 verlaufender Rand 42, der
von der ebenen Stirnfläche 43 des Handgriffs 14 einen Abstand von etwas weniger
als 1 mm hat.
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Der Rand 42 reicht damit weit nach rechts über das Kettenrad 32 hinaus.
Unten geht# der Rand 42 in eine Ecke 44 über und hierauf folgt ein gerader Rand
46, der nach oben ansteigt und mit der Längsachse 18 einen Winkel von etwa 3,60
bildet. Daraufhin folgt mehrere Millimeter vor dem Knick 23 ein Eck 47 und ab da
läuft der untere vordere Rand 48 parallel zum Rand 24, jedoch um einen halben Millimeter
weiter nach außen versetzt, so daß man in Fig. 1 den Rand 48 sieht. Der Rand 48
verläuft dann geradlinig bis zum Spitzenradius 38.
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Auf den rechten Bereich der vorderen Seitenwand 16 ist eine Verstärkungsplatte
49 aus Metall aufgepunktet, die etwa 1 mm dick ist, dem Radiusbogen 19 folgt, oben
ein Stück weit dem Rand 17 und unten ein Stück weit dem Rand 22 folgt, deren Rand
51 nur soweit nach links reicht, daß eine gute Überlappung auch mit der Mittelplatte
26 von etwas mehr als einem Kettenradhalbmesser gewährleistet ist. Dem Radiusbogen
31 der Mittelplatte 26 folgt exakt darüberliegend ein gleicher Radiusbogen 52 der
vorderen Seitenwand 16 und ein Radiusbogen 53 der Verstärkungsplatte 49.
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Alle diese Radiusbögen haben vom Kopfkreis der Zähne 54 des Kettenrads
32 einen Abstand von etwa zweifacher Zahnhöhe. Der Radiusbogen 52, 53 setzt sich
sowohl in der Seitenwand 16 als auch der Verstärkungsplatte 49 mit einem Rand 56
fort, der gerade ist und parallel zur geometrischen Längsachse 18 oberhalb dieser
mit einem Abstand von ihr etwa gleich dem halben Kettenradradius verläuft. Der Rand
56 geht
dann rechts in einen Radiusbogen 57 über, der etwa koaxial
zur Drehachse 21 ist.
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Der Radiusbogen 57 geht wieder in einen Rand 58 über, der unter der
geomcXrischen Längsachse 18 parallel zu dieser etwa im halben Radiusabstand des
Kettenrads 32 verläuft. Dieser Rand 58 trifft dann wieder auf den durch die Radiusbögen
31, 52, 53 definierten Radiusbogen.
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Man schafft somit ein Fenster zu einem erheblichen Teil des Kettenrads
32 und vor allem zu dem Raum 59, in dem der Mulm seinen Druck aufbauen kann.
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Die Kreisscheibe des Kettenrads 32 nimmt den Platz zwischen den Seitenwänden
16, 36 der Dicke nach nahezu ganz ein. Der Radiusbogen 19 ragt gerade so weit über
den Kopfkreis der Zähne 54 hinaus, daß die Kettenglieder abgedeckt und damit geführt
sind. Ansonsten ragen die Messerchen 39 immer über den Umriß der Seitenwand 16 hinaus.
Dies macht jedoch nichts aus, da ja die hintere Seitenwand 36 die Messerchen 39
wegen ihres teilweise größeren Umrisses dort nicht zur Wirkung kommen läßt.
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Immerhin werden bei dieser Lösung in den nicht interessierenden Bereichen
die Messerchen 39 nicht beiderseits sondern nur einseitig abgedeckt, so daß die
durch die Seitenwände 16, 36 und die Mittelplatte 26 definierte Führungsnut nur
so hoch ist wie unbedingt nötig und sich auch deshalb schon dort der Mulm ggf. teilweise
herausschaffen kann.
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Das Kettenrad 32 läuft gemäß Fig. 1 im Gegenuhrzeigersinn. Keine Kette
kann absolut stramm sein. Deshalb wird die Kette etwa zwischen 12 Uhr des Kettenrads
32 und der Auflauffase 34 etwas durchhängen, wie dies übertrieben stark in Fig.
1 strichpunktiert dargestellt ist.
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Der Durchhang ist nicht nur eine Frage der Kinematik sondern auch
der bei diesen kleinen Teilchen nicht zu vernachlässigenden Adhäsion und Kohäsion.
Die Auflauffase 34 verhilft der Kette besser auf den oberen Rand 27 zu finden und
dient auch als Abstreifer für Mulm.
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Das Kettenrad 32 hat ein Futter, bestehend aus einem inneren Bund
61 , auf dem die Scheibe des Kettenrads sitzt und etwa 0,7 mm hoch ist. Der Bund
61 reicht frei in den durch den Rand 56, den Radiusbogen 57 und den Rand 58 definierten
Raum. Das Futter hat dann noch einen zweiten, hinteren Bund 62, der ebenfalls kreiszylindrisch
ist, aber einen mit 3,5 mm größeren Durchmesser als der Bund 61 hat. Der Bund 62
sitzt der Höhe nach in einer Kreisausnehmung 63 einer Spannplatte 64. In dieser
Kreisausnehmung 63 sitzt der Bund 62 mit wenig Spiel, das aber größer ist als an
sich für die Drehbewegung notwendig wäre.
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Koaxial zur Drehachse 21 , was auch für den Bund 61, 62 und damit
für das Kettenrad 32 zutrifft. Koaxial im strengen Sinne ist die Anordnung aber
erst, nachdem der Klingenteil 12 am Getriebeteil 13 befestigt ist.
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In der Seitenwand 36 ist koaxial eine Kreisausnehmung 66 vorgesehen,
die etwa bis zum halben Durchmesser des Kettenrads 32 reicht, also wesentlich größer
als die Kreisausnehmung 63 ist. Durch das Futter hindurch geht ein koaxialer Innen-
Zwölfkant 67.
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Die Spannplatte 64 ist nach dem Justieren der Kettenspannung durch
stärkere Punktschweiß
-Punkte 68 mit der Seitenwand 36 verbunden.
Ihr oberer Rand verläuft rechts deckungsgleich hinter dem oberen Rand 37. Analog
verläuft ihr unterer Rand deckungsgleich hinter dem Rand 46. Der rechte Rand 71
verläuft parallel zum Rand 42, aber hinter diesem etwa 1 mm rechts davon, so daß
der Rand 71 und nicht etwa der Rand 42 an der Stirnfläche 43 anliegt. Links geht
die Spannplatte 64 in einen Radiusbogen 72 über, der links über einen Schraubknebel
73 hinausreicht.
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Zwei Stiftlöcher 74 durchqueren die Spannplatte 64.
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In diese passen Stifte 76, die aus der Anlagefläche 77 des Getriebeteils
13 herausragen. Dort ragt auch koaxial zur Drehachse 21 eine Antriebswelle 78 heraus,
die an ihrem Ende einen Einführungskegel 79 und an ihrem weiter innen liegenden
Umfang einen Sechskant 81 aufweist.
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Indem man den Innen-Zwölfkant 67 mit dem Sechskant 81 paart, vermeidet
man, daß man beim Aufsetzen des Klingenteils 12 diese filigrane Konstruktion beschädigt.
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Verdoppelt man die Anzahl der Kanten gegenüber den Kanten der Antriebswelle
78, dann erhält man ein kraftfreies EinfUhren der Antriebswelle 78 in den Innen-Sechskant
des Kettenrads 32. Zu einem Vierkant würde daher ein Achtkant, zu einem Fünfkant
ein Zahnkant, zu einem Siebenkant ein Vierzehnkant usw. passen.
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Aus dem Getriebeteil 13 ragt auch ein starrer Schraubenschaft 82,
der ebenfalls einen Einführungskegel hat. Er hat außerdem ein Außengewinde. Um die
durch ihn definierte Achse ist koaxial eine Ringnut 83 eingelassen. In diese paßt
ein Bund 84 des Schraubknebels
73 . Der Bund 84 hat ein Innengewinde,
das auf das Gewinde des Schraubenschafts 82 paßt und ein darüber hinausgehendes
Sackloch zur Aufnahme des Einfuhrungskegels. Ein Rande 86 macht den Schraubknebel
73 unverlierbar. Außerhalb der vorderenSeitenwand 16 hat der Schraubknebel 73 ein#e
radiale Andrückplatte 87 und einen auf ihr quer verlaufenden Knebel 88. Der Bund
84 durchquert die Seitenwand 16, Mittelplatte 26, Seitenwand 36 in einem weit tolerierten
Kreisloch und durchquert die Spannplatte 64 in einem eng tolerierten koaxialen Kreisloch.
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Zum Spann der nicht dargestellten Kette hat man die Einheit nach Fig.
2 vollständig fertiggestellt, jedoch die Punkt-Schweißpunkte 68 noch nicht gesetzt,
so daß die Spannplatte 64 relativ zum ganzen noch gemäß dem Pfeil 89 oder antiparallel
hierzu verschoben werden kann. Verschiebt man die Platte in Richtung des Pfeils
89, so nimmt ihre Kreisausnehmung 63 den Bund 62 mit und spannt damit die Kette.
Hat man die richtige Kettenspannung erreicht, so werden die Punktschweiß-Punkte
68 gesetzt und das Klingenteil 12 ist einstückig. Es liegt nun aber der Umfang des
Bunds 62 an der Kreisausnebmvng 63 in ihrem in Fig. 2 links liegenden Bereich unter
Reibung an. Den Rest an Positionierung und genauer koaxialer Anordnung erhält man
aber dadurch, daß man den Innen-Zwölfkant 67 auf den Sechskant 61 aufschiebt.
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Dadurch wird die Kette nochmals um einen allerdings zu vernachlässigenden
Betrag gespannt, aber der Bund 62 bewegt sich ein ganz klein wenig nach rechts in
der Kreisausnehmung 63, die dementsprechend größer ist und läuftrun in ihr frei.
Dabei spielen die Stiftlöcher 74 zusammen mit den relativ zur Drehachse 21 genau
sitzenden Stiften 76 die Bezugsrolle. Die Andrückplatte 87 kann den rechten Bereich
des Klingenteils 12 plan ohne Verbiegungen gegen die Anlagefläche 77 drücken und
dort
halten. Dem Rand 71 zusammen mit der Stirnfläche 43 fällt die Aufgabe einer Vorpositionierung
zu, und diese Fläche kann auch eventuelle Überlasten in demjenigen Kraftbereich
aufnehmen, in dem die Kräfte nicht bleibend verformend sind.