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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, aufweisend ein Gehäuse und Funktionsteile und ein Verfahren zur Herstellung einer Getriebereihe.
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Es ist bekannt, dass Getriebe, insbesondere industriell eingesetzte Getriebe, mit Getriebeöl als Schmiermittel ausstattbar sind. Dabei ist aus Kostengründen oft nur eine teilweise Befüllung des Getriebeinneren mit Getriebeöl ausgeführt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung weiterzubilden, wobei Kosten reduziert und der Umweltschutz verbessert sein soll.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Vorrichtung nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren nach Anspruch 15 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Vorrichtung und ein Verfahren sind, dass sie ein Gehäuse und Funktionsteile aufweist,
wobei das Gehäuse die Funktionsteile zumindest teilweise aufnimmt und/oder umfasst,
wobei der Raumbereich zwischen den Funktionsteilen und dem Gehäuse zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit befüllt ist, wobei im Raumbereich ein Einlegekörper vorgesehen ist.
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Vorteiligerweise ist mittels des Einlegekörper das der Flüssigkeit zur Verfügung stehende Raumvolumen reduziert und somit nur weniger Flüssigkeit einfüllbar. Auf diese Weise sind die Kosten reduziert und der Umweltschutz verbessert. Insbesondere sind auch die Wartungskosten reduziert, weil das Austauschen der Flüssigkeit schneller ausführbar ist, weniger neue Flüssigkeit benötigt wird und weniger alte Flüssigkeit entsorgt werden muss.
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Von Vorteil ist dabei, dass mit geringer Befüllungsmenge an Öl eine volle Ausfüllung des Getriebeinneren mit Schmieröl ausführbar ist. Somit sind die Kosten für eine Befüllung, die die gesamten Verzahnungsteile umgibt, gering. Außerdem ist das Getriebeinnere eines Getriebes mit einer derart komplexen Geometrie ausführbar, dass in verschiedenen Einbaulagen eines gleichen Getriebes bei teilweiser Befüllung verschiedene Füllmengen notwendig sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind als Funktionsteile Wellen, Verzahnungsteile und/oder Lager zur Lagerung der Wellen in jeweiligen Aufnahmebereichen des Gehäuses vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass die Flüssigkeit zur Verbesserung der Funktion verwendbar ist, insbesondere ist eine Schmierung von Verzahnungsteilen ausführbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Einlegekörper aus Vollmaterial gefertigt oder hohl ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass bei Ausführung aus Vollmaterial auch eine Verletzung der Oberfläche des Einlegekörpers keine Veränderung der Flüssigkeitsmenge bewirkt. Bei hohler Ausführung ist die Masse der Vorrichtung nur geringfügig verändert. Außerdem sind temperaturbedingte Volumenausdehnungen der Flüssigkeit unkritischer, da die Druckerhöhung in der Vorrichtung nur teilweise durch diese Volumenausdehnungen der Flüssigkeit bestimmt sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Einlegekörper aus Kunststoff ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass ein kostengünstiger Werkstoff verwendet wird, mit dem auch komplexe Geometrieen verwirklichbar sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Einlegekörper derart hohl ausgeführt, dass der Hohlraum im Einlegekörper luftbefüllt oder zumindest teilweise luftentleert ist. Von Vorteil ist dabei, dass bei Luftbefüllung eine kostengünstige einfache Herstellung ermöglicht ist. Außerdem herrschen Auftriebskräfte. Bei Ausführung mit Vakuum sind Volumenausdehnungen der Flüssigkeit im Wesentlichen ganz aufnehmbar vom Vakuumbefüllten Raumbereich, wobei der Einlegekörper aus einem entsprechend elastisch verformbaren Kunststoff gefertigt werden muss.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Einlegekörper Distanzmittel auf, insbesondere mittels derer er abgestützt ist an der Innenwandung des Gehäuses. Von Vorteil ist dabei, dass keine Störung der Funktion der Funktionsteile bewirkt ist und außerdem ein definierter vorgesehener Abstand einhaltbar ist, so dass die Flüssigkeit in einer entsprechend vorgegebenen Weise innerhalb des Gehäuses strömt.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gehäuse zweistückig oder mehrstückig ausgeführt, wobei der Einlegekörper an mindestens zwei verschiedenen gehäusebildenden Teilen abgestützt ist. Von Vorteil ist dabei, dass bei Montage in einem ersten Schritt der Einlegekörper einlegbar und in einem zweiten Schritt der Einlegekörper an seine Zielposition durch Verschließen des Gehäuses mittels des zweiten Gehäuseteils gebracht wird.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der Einlegekörper und die weiteren Teile der Vorrichtung, insbesondere das Gehäuse und die die Oberfläche des Raumbereiches bestimmenden Funktionsteile, derart geformt, dass bei allen relevanten Orientierungen der Vorrichtung, insbesondere bei allen relevanten Montageorientierungen der Vorrichtung, der Füllstand der Flüssigkeit im Wesentlichen gleich ist,
insbesondere wobei alle relevanten Orientierungen zumindest eine erste Orientierung, eine dazu senkrechte Orientierung und eine zur ersten um 180° verdrehte Orientierung umfassen. Von Vorteil ist dabei, dass die Vorrichtung in jeder Einbaulage einbaubar ist und dieselbe Funktionstüchtigkeit hat.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorrichtung ein Getriebe und die Flüssigkeit ein Schmieröl oder ein Fließfett. Von Vorteil ist dabei, dass das Fließfett bei Betriebstemperatur flüssig ist und somit auch kleine Zwischenräume zwischen den Funktionsteilen und dem Einlegekörper von der Flüssigkeit ausfüllbar und durchströmbar sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Einlegekörper derart geformt, dass das Strömen von Flüssigkeit zwischen Einlegekörper und Funktionsteilen geführt ist, insbesondere wobei aus dem Eingriffsbereich von Verzahnungsteilen austretender Flüssigkeitsstrom an der Innenwandung des Gehäuses vorbei und zum Eingriffsbereich zurückgeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass ein Abtransport von bei der Funktion entstehender Wärme mittels der Flüssigkeit ausführbar ist und eine Kühlung der Flüssigkeit ermöglicht ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Einlegekörper mittels eines Blasfolienextrusionsverfahrens hergestellt. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige Herstellung des Einlegekörpers ermöglicht ist. Alternativ ist auch ein Vulkanisierverfahren oder ein Druckgießverfahren verwendbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der ölbefüllbare Innenraumbereich zwischen Gehäuse, Funktionsteilen und Einlegekörper nur teilweise mit Öl befüllt und der Einlegekörper derart geformt, dass bei mindestens zwei verschiedenen räumlichen Orientierungen der Ölstand derart hoch ist, dass
- – auch die höchst liegenden Eingriffsbereiche von miteinander im Eingriff stehenden Verzahnungsteilen des Getriebes zumindest teilweise vom Öl bedeckt sind, insbesondere im Stillstand des Getriebes
- – und auch zumindest ein Teilbereich des höchst liegenden, vom Öl zu schmierenden Lagers vom Öl bedeckt und somit geschmiert ist, insbesondere im Stillstand des Getriebes.
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Von Vorteil ist dabei, dass stets dieselbe Teilbefüllungsmenge an Schmieröl einfüllbar ist und somit die Fertigung sehr einfach ausführbar ist. Somit ist das Getriebe in allen Bauformen, also räumlichen verschiedenen Einbaulagen in einer Anlage einbaubar, und die Verzahnungen, insbesondere die Eingriffslinien der miteinander in Eingriff stehenden Verzahnung sowie die nicht abgedichteten, also vom Schmieröl zu schmierenden Lager sind geschmiert.
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Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zur Herstellung einer Getriebereihe sind, dass die Getriebereihe ein erstes Getriebe und ein zweites, vom ersten unterschiedliches Getriebe umfasst,
insbesondere wobei jedes Getriebe eine Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche ist,
wobei zum Herstellen jedes Gehäuses zumindest in einem Fertigungsschritt ein Druckgussverfahren verwendet ist,
wobei die Anzahl der verwendeten Schieber beim Herstellen des Gehäuses des ersten Getriebes und die Anzahl der verwendeten Schieber beim Herstellen des Gehäuses des zweiten Getriebes unterschiedlich ist,
insbesondere wobei die Anzahl der verwendeten Schieber beim Herstellen des ersten Gehäuses drei ist und die Anzahl der verwendeten Schieber beim Herstellen des zweiten Gehäuses fünf ist,
wobei der Einlegekörper derart geformt ist, dass er in den Innenräumen des ersten und zweiten Getriebes vorsehbar ist, also in verschiedenen Varianten der Getriebereihe vorgesehen ist.
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insbesondere wobei das erste Getriebe ein Aufsteckgetriebe und das zweite ein Getriebe in Fußausführung ist.
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Von Vorteil ist dabei, dass die Getriebe verschiedene Gehäuseformen aufweisen und trotzdem derselbe Einlegekörper verwendbar ist.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nun anhand der Abbildungen näher erläutert:
In der 1 ist ein Einlegekörper 1 in einer ersten Blickrichtung gezeigt, der in dem teilweise angeschnitten dargestellten Gehäuse 2 des Getriebes angeordnet ist.
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In der 2 ist der Einlegekörper 1 in einer anderen Blickrichtung gezeigt, der in dem teilweise angeschnitten dargestellten Gehäuse 2 des Getriebes angeordnet ist.
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In der 3 ist der Einlegekörper 1 in einer erste Blickrichtung gezeigt.
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In der 4 ist der Einlegekörper 1 in einer anderen Blickrichtung gezeigt.
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In der 5 ist der Einlegekörper 1 in einer weiteren Blickrichtung gezeigt.
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In der 6 ist das Getriebe mit Einlegekörper 1 in Schnittansicht gezeigt.
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In 7 ist als eine von einer Getriebebaureihe umfasst, erste Variante ein Getriebe mit Aufsteckgehäuse gezeigt.
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In der 8 ist ein zum Getriebe nach 7 gehöriger Querschnitt gezeigt.
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In 9 ist als eine von einer Getriebebaureihe umfasst, zweite Variante einer Getriebebaureihe ein Getriebe in Fußausführung gezeigt.
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In der 10 ist ein zum Getriebe nach 9 gehöriger Querschnitt gezeigt.
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Ein erfindungsgemäßes Getriebe weist ein Gehäuse auf, das miteinander im Eingriff stehende Verzahnungsteile umfasst sowie die zugeordneten Wellen, wie Eintriebswelle, Abtriebswelle und Zwischenwelle. Vorzugsweise sind die Verzahnungsteile formschlüssig verbunden mit einer jeweiligen Welle. Die Wellen sind mittels in Lageraufnahmebereichen des Gehäuses vorgesehenen Lagern.
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Im vom Gehäuse des Getriebes umfassten Getriebeinneren ist ein Schmierstoff, insbesondere ein Öl oder ein Fließfett, vorgesehen.
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Im Inneren ist außerdem ein Einlegekörper angeordnet. Dabei ist der Einlegekörper in einem Raumbereich angeordnet, der nicht von den Funktionsteilen, also Wellen, Lager, Verzahnungsteilen und dergleichen benötigt wird.
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Der Einlegekörper ist abgestützt mittels entsprechender Distanzmittel. Zur Bildung dieser Distanzmittel weist der Einlegekörper entsprechende Erhebungen, wie Ausstülpungen, Schienen oder dergleichen, auf. Mit diesen Erhebungen ist er abgestützt an Teilbereichen der Gehäuseinnenwandung und somit in der vorgesehenen Distanz zum Gehäuse, also in der vorgesehenen Position und Orientierung gehalten.
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Der Ölfüllstand ist maximal. Dies heißt, dass der zwischen Innenwandung des Gehäuses und Einlegekörper vor Schmierstoffbefüllung aus Luft bestehende Raumbereich nach Einfüllen des Schmierstoffes im Wesentlichen vollständig mit Öl ausgefüllt ist oder zumindest alle miteinander im Eingriff stehenden Bereiche der Verzahnung der Verzahnungsteile sowie alle Lager unterhalb der Öloberfläche sich befinden.
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Der Einlegekörper ist aus Kunststoff ausgeführt. Bei einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist der Einlegekörper aus Vollmaterial gefertigt. Somit ist auch bei Verletzung seiner Oberfläche keine wesentliche Änderung des Ölfüllstandes zu befürchten.
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In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist der Einlegekörper hohl ausgeführt. Vorzugsweise ist dabei wiederum ein Kunststoff verwendet. Bei genügend elastischer Ausführung des Kunststoffes führen temperaturbedingte Volumenvergrößerungen des Schmierstoffs nicht zu kritischen Druckunterschieden des Getriebeinneren gegen die Umgebung, welche beispielsweise Wellendichtringe funktionsuntüchtig machen können, sondern die Druckerhöhung ist durch das hohle Innenvolumen zusammen mit dem Schmierstoff bestimmt. Somit ist der ansonsten gefährliche Druckunterschied verringerbar.
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In der 1 ist ein Einlegekörper 1 gezeigt, der in dem Gehäuse 2 des Getriebes angeordnet ist. Dabei ist auch die von einem Elektromotor antreibbare eintreibende Welle 4 mit einem auf ihr vorgesehenen Aufsteckritzel 3 gezeigt. Dieses Aufsteckritzel steht im Eingriff mit einem Verzahnungsteil 9, das auf einer Zwischenwelle 6 drehfest verbunden ist.
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Die Lager 5 für die Zwischenwelle 6 sind im Gehäuse aufgenommen.
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Die abtreibende Welle 7 der letzten Getriebestufe ist ebenfalls über Lager 8 im Gehäuse gelagert.
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Der Einlegekörper 1 weist an seiner Außenseite Erhebungen auf, die als Schienen 30 ausgeführt sind. Mit diesen Schienen 30 ist er am Gehäuse abgestützt und somit in definiertem Abstand gehalten. Zwischen den jeweils benachbarten Schienen 30 sind Hohlraumbereiche 50 ausgebildet, die vom Schmieröl durchströmbar sind. Insbesondere sind an jeder Seite des Einlegekörpers 1 mehrere Schienen parallel ausgebildet und somit wird das Schmieröl in den entsprechend verlaufenden Hohlraumbereichen 50, die also wie Führungskanäle wirken, geführt.
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Der Einlegekörper 1 weist außerdem einen schlitzartige Vertiefung auf, die eine Ausnehmung 31 für eine abtreibende Welle darstellt. Somit ist der Einlegekörper ins Getriebe quer zur abtreibenden Welle einschiebbar, bis die abtreibende Welle am Boden des Schlitzes angeordnet ist, wobei ein Sicherheitsabstand vorgesehen ist. Der Einlegekörper schmiegt sich also möglichst dicht an die Funktionsteile an, wobei ein Mindestabstand gegenüber drehbar gelagerten Teilen vorgesehen ist und mittels der Hohlräume 50 derart große Beabstandungen vorhanden sind, dass ein im Wesentlichen ungestörtes Fließen des Schmieröls erreichbar ist.
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Der Einlegekörper weist auch Auskragungen 40 auf, die wiederum kreisförmige Ausnehmungen aufweisen, um drehbar gelagerten Funktionsteile, wie Verzahnungsteile, in ihrer Funktion nicht zu stören.
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An einer Stirnseite des Einlegekörpers 1 ist ein flächig ausgeformter Vorsprung 51 angeordnet, mit dem eine Beabstandung zum Gehäuse hin erreichbar ist. Die im Gegensatz zu den Schienen ausgebildete große Berührfläche ermöglicht eine höhere Druckkraft zum Gehäuse hin.
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In 7 ist ein Getriebe als Aufsteckgehäuse gezeigt. Dieses wird mittels einer Flanschverbindung mit einer vom Getriebe angetriebenen Vorrichtung verbunden, so dass eine Ableitung des reaktiven Drehmoments ermöglicht ist. Außerdem wird mittels einer am Gehäuse 2 ausgebildeten, in 7 nicht erkennbaren Flanschverbindung das Getriebe mit dem antreibenden Motor verbunden. Eine weitere Ableitung des reaktiven Drehmoments ist nicht notwendig.
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In 8 ist ein Querschnitt des Getriebes nach 7 gezeigt. Dabei sind die am Gehäuse 2 abgestützten Schienen 30 erkennbar, zwischen denen die Hohlraumbereiche 50 vorgesehen sind zur Durchleitung von Schmieröl.
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In 9 ist eine andere Variante von Getrieben der Getriebereihe gezeigt. Dabei ist das Getriebe in Fußausführung ausgeführt. Dies bedeutet, dass das Gehäuse 2 an ebenen Teilflächen 100 seiner Oberfläche an umgebenden Teilen befestigbar ist und sogar mittels der Bohrungen 101 anschraubbar ist.
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Somit ist die Ableitung des reaktiven Drehmoments des Getriebes an die Umgebung über diese Befestigung an umgebende Teile ermöglicht.
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In 10 ist ein zum Getriebe nach 9 zugehöriger Querschnitt gezeigt.
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Der Einlegekörper 1 ist in beiden Getriebevarianten, also bei der Variante nach 7 und bei der Variante nach 9 gleichartig ausgeführt.
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Die Innenräume der beiden Getriebevarianten sind jedoch verschiedenartig ausgeformt, da beide zugehörigen Gehäuse in Druckgusstechnik hergestellt sind, aber die Anzahl der Schieber bei beiden Varianten verschieden ist.
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Die Rohguss teile werden nur an Stellen bearbeitet, an denen Notwendigkeit hierfür besteht, wie beispielsweise Lagersitze Wellendichtringsitze oder Verbindungsbereiche. Somit sind die Eckbereiche der Innenräume und weitere Bereiche, die beabstandet sind von Funktionsteilen des Getriebes, unbearbeitet ausgeführt. In diesen Bereichen bleibt die Ausformung also abhängig von den Schiebern des Druckgussteils.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Einlegekörper
- 2
- Gehäuse
- 3
- Aufsteckritzel
- 4
- eintreibende Welle
- 5
- Lager für die Zwischenwelle 6
- 6
- Zwischenwelle
- 7
- abtreibende Welle
- 8
- Lager
- 9
- Verzahnungsteil
- 30
- Schienen
- 31
- Ausnehmung für abtreibende Welle
- 40
- Auskragung
- 50
- Hohlraumbereich
- 51
- flächig ausgeformter Vorsprung
- 100
- ebene Teilflächen
- 101
- Bohrung
