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Stand der Technik
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Eine Wischereinrichtung umfasst ein Wischerblatt, eine Antriebseinrichtung und eine Anlenkung zur Verbindung der Antriebseinrichtung mit dem Wischerblatt. Die Antriebseinrichtung stellt eine oszillierende Bewegung bereit und die Anlenkung ist dazu eingerichtet, diese Bewegung so umzuwandeln, dass das Wischerblatt über eine Sichtscheibe geführt werden kann, um Feuchtigkeit und Fremdkörper von dieser zu entfernen. Dies Sichtscheibe kann insbesondere eine Front- oder Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs umfassen.
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Die Anlenkung kann ein Koppelgetriebe, insbesondere ein sogenanntes Viergelenk umfassen. Dabei ist ein Wischerarm, an dem das Wischerblatt angebracht ist, mittels zweier Hilfshebel an zwei unterschiedlichen Punkten des Kraftfahrzeugs befestigt. An beiden Enden jedes Hilfshebels ist ein Drehgelenk angeordnet. Durch entsprechende Wahl der Längenverhältnisse der Hebel und der Positionen der Gelenke kann erreicht werden, dass das Wischerblatt einen großen Teil der Sichtscheibe überstreicht, ohne den Bereich der Sichtscheibe zu verlassen. Ein sich dadurch ergebender Wischbereich kann so gestaltet sein, dass einem Insassen des Kraftfahrzeugs ein möglichst guter Blick durch die Sichtscheibe ermöglicht wird.
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EP 1 181 177 B1 zeigt einen Scheibenwischerantrieb nach dem Viergelenk-Prinzip. Dabei wird ein Anstellwinkel des Wischerblatts auf der Sichtscheibe dadurch beeinflusst, dass einige der Gelenke nicht parallel zueinander stehen.
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Ein Viergelenk hat keine immanente Sperre, die ihren Bewegungsbereich begrenzt, so dass eine extern auf den Wischerarm bzw. die Anlenkung wirkende Kraft das Wischerblatt bis außerhalb des Wischbereichs befördern und gegebenenfalls einen Schaden an der Anlenkung oder der Antriebseinrichtung hervorrufen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinrichtung für einen Wischerarm bereitzustellen, die ein verbessertes Anschlagelement aufweist, um eine Bewegung des Wischerarms über einen vorbestimmten Wischbereich hinaus zu unterbinden. Die Erfindung löst dieses Problem mittels einer Antriebseinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung für einen Wischerarm umfasst eine Abtriebswelle zum Antrieb des Wischerarms, wobei die Abtriebswelle in einem Schwenkbereich um eine Drehachse schwenkbar ist, eine an der Abtriebswelle befestigte Kurbel zur Einleitung eines Drehmoments in die Abtriebswelle und ein Anschlagelement, um eine Bewegung der Kurbel über ein vorbestimmtes Ende des Schwenkbereichs hinaus zu verhindern. Dabei ist das Anschlagelement derart im Bereich der Kurbel angebracht, dass eine seitliche Begrenzung der Kurbel am Anschlagelement anliegt, wenn sich die Abtriebswelle in einer Position befindet, die einem Ende des Schwenkbereichs entspricht.
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Dadurch kann eine effiziente Begrenzung des Schwenkbereichs durchgeführt werden, ohne eine externe Kraft, die eine Bewegung der Abtriebswelle über das Ende des Schwenkbereichs hinaus bewirken könnte, auf Teile der Antriebseinrichtung weiterzugeben, die in einem Antriebsstrang zur Betätigung der Abtriebswelle liegen. Solche Teile der Antriebseinrichtung, insbesondere ein Kurbeltrieb und ein Getriebe, können somit vor übermäßigen Kräften geschützt sein, wodurch ein Schaden an diesen Teilen verhindert sein kann. Das beschriebene Anschlagelement ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Antriebsstrang dazu eingerichtet ist, nicht mehr als ein vorbestimmtes Drehmoment zu übermitteln. Die Belastbarkeit der Antriebseinrichtung gegenüber der externen Kraft kann durch das Anschlagelement bis auf ein weit höheres Drehmoment gesteigert sein.
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Bevorzugterweise umfasst die Kurbel einen zur Drehachse koaxialen Mitnehmerstift, der auf einem Umfang um die Drehachse der Abtriebwelle liegt, und wobei die seitliche Begrenzung zur Anlage am Anschlagelement am Mitnehmerstift in Richtung des Umfangs ausgebildet ist. Das Anschlagelement kann auf diese Weise kompakt in die Antriebseinrichtung integriert sein. Eine Kraftübertragung zwischen dem Mitnehmerstift und dem Anlageelement kann hoch belastbar sein.
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Die Antriebseinrichtung kann ferner ein Abtriebsrad mit einem Gelenk und einem Pleuel umfassen, wobei das Pleuel das Gelenk mit dem Mitnehmerstift der Kurbel verbindet, um eine Drehbewegung des Abtriebsrads in eine Schwenkbewegung der Abtriebswelle umzusetzen. Durch einen derartigen Aufbau kann eine oszillierende Schwenkbewegung der Abtriebswelle durch eine gleichförmige Drehbewegung des Abtriebsrads bereitgestellt sein. Der Schwenkbereich bzw. dessen Enden können so bereits durch die Bauart der Antriebseinrichtung festgelegt sein. Einrichtungen zum Umkehren einer Drehrichtung des Abtriebsrads auf der Basis einer Position der Abtriebswelle können so entfallen.
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In einer ersten Variante umfasst die Antriebseinrichtung ferner ein Gehäuse mit einem Lager für die Abtriebswelle, wobei das Anschlagelement am Gehäuse angebracht oder ausgebildet ist. Eine von außen in die Abtriebswelle eingeleitete Kraft, die über das Anschlagelement weitergegeben wird, kann auf diese Weise auf kurzem Weg an das Gehäuse und damit letztlich an eine Umgebung, an der das Gehäuse angebracht ist, weitergegeben werden.
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Dabei ist bevorzugterweise das Anschlagelement einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet. Der Kraftschluss zwischen der Kurbel und dem Anschlagelement kann dadurch weiter verbessert sein. Außerdem kann durch die integrierte Ausbildung des Anschlagelements am Gehäuse eine Herstellung der Antriebseinrichtung vereinfacht sein.
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Alternativ dazu kann das Gehäuse eine Ausnehmung aufweisen, um das Anschlagelement formschlüssig aufzunehmen. Das Anschlagelement kann so aus einem anderen Material als dem des Gehäuses gefertigt sein. Insbesondere kann das Anschlagelement aus einem elastischen Material gefertigt sein, um insbesondere eine stoßartige Belastung auf die Abtriebswelle im Bereich eines Endes des Schwenkbereichs verbessert aufzunehmen. Ferner können der Schwenkbereich bzw. dessen Enden durch das Anschlagelement definiert sein, so dass in unterschiedlichen Anwendungen der Antriebseinrichtung unterschiedliche Anschlagelemente zur Definition unterschiedlicher Enden des Schwenkbereichs zur Anwendung kommen können.
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Das Anschlagelement und die Ausnehmung können dazu eingerichtet sein, eine Anbringung des Anschlagelements in Richtung der Drehachse zu erlauben. Dadurch kann das Anschlagelement einfach und unaufwändig montierbar sein, während die volle Belastbarkeit des Anschlagelements bezüglich der auf die Abtriebswelle wirkenden Kraft erhalten sein kann.
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In einer anderen Variante umfasst die Antriebseinrichtung einen Gehäusedeckel im Bereich eines axialen Endes der Abtriebswelle, wobei das Anschlagelement am Gehäusedeckel angebracht ist. Der Gehäusedeckel kann insbesondere ein Blechteil sein, an dem das Anschlagelement einstückig ausgeformt ist. Dazu kann dem Gehäusedeckel beispielsweise mittels Prägen oder Tiefziehen eine dreidimensionale Struktur verliehen sein.
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Das Anschlagelement kann auch formschlüssig mit dem Gehäusedeckel verbunden sein. Wie oben bereits ausgeführt wurde, kann durch die Trennung des Anschlagelements von anderen Elementen der Antriebseinrichtung ein Material des Anschlagelements vorteilhaft unabhängig wählbar und die Position des Endes des Schwenkbereichs durch eine angepasste Formgebung des Anschlagelements definierbar sein. Beispielsweise kann das Anschlagelement aus einem Kunststoff bestehen, der eine vorbestimmte Elastizität aufweist, um einen Anschlag zu dämpfen.
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In einer Ausführungsform trägt der Mitnehmerstift eine elastische Einfassung zur radialen Anlage zwischen dem Mitnehmerstift und dem Anschlagelement. Dadurch kann eine Kraft elastisch und verschleißarm in das am Gehäusedeckel angebrachte Anschlagelement eingeleitet werden.
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In einer Ausführungsform ist die Einfassung an einem axialen Ende geschlossen, um zwischen dem Mitnehmerstift und dem Gehäusedeckel anzulegen. Dadurch kann eine axiale Führung des Mitnehmerstifts realisiert sein, wobei eine Belastung zwischen dem axialen Ende des Mitnehmerstifts und dem Gehäusedeckel reduziert sein kann.
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Kurze Beschreibeung der Figuren
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
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1 eine Antriebseinrichtung für einen Wischerarm;
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2 eine Kurbel an der Abtriebswelle von 1;
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3A und 3B ein Anschlagelement für die Kurbel aus 2 in einer ersten Ausführungsform;
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4 ein Anschlagelement für die Kurbel aus 2 in einer zweiten Ausführungsform;
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5 einen Gehäusedeckel an der Antriebseinrichtung aus 1;
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6 einen Seitenschnitt durch den Gehäusedeckel aus 5 mit einem Anschlagelement in einer dritten Ausführungsform; und
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7 einen Seitenschnitt durch den Gehäusedeckel aus 5 mit einem Anschlagelement in einer vierten Ausführungsform darstellt.
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Genaue Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt eine Antriebseinrichtung 100 zum Antrieb eines Wischerarms 105. Der Wischerarm 105 und ein an ihm befestigtes Wischerblatt 110 sind ebenfalls angedeutet. Der Wischerarm 105 kann insbesondere Teil einer Anlenkung sein, die ein Koppelgetriebe, insbesondere ein Viergelenk, umfasst. In jedem Fall kann das Wischerblatt 110 mittels des Wischerarms 105 derart an der Antriebseinrichtung 100 befestigt werden, dass das Wischerblatt 110 aufgrund einer durch die Antriebseinrichtung 100 bereitgestellten Drehbewegung über eine zu reinigende Oberfläche, insbesondere eine Sichtscheibe eines Kraftfahrzeugs, geführt wird.
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Die Antriebseinrichtung 100 umfasst bevorzugterweise ein Gehäuse 115 mit einem Gehäusedeckel 120 zur Aufnahme von Komponenten der Antriebseinrichtung 100. Der Gehäusedeckel 120 ist vorzugsweise aus einem Blech herstellbar, wobei der Gehäusedeckel 120 wie dargestellt verschiedene Sicken oder Vertiefungen aufweisen kann. Das Gehäuse 115 kann beispielsweise im Guss oder im Spritzguss herstellbar sein und ist bevorzugterweise so geformt, dass es entlang einer ebenen Kontur am Gehäusedeckel 120 anliegt.
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Ferner umfasst die Antriebseinrichtung 100 eine Abtriebswelle 125, die im Gehäuse 115 gelagert ist, vorzugsweise mittels eines Lagers 130. Die Abtriebswelle 125 ragt an einem Ende aus dem Gehäuse 115 heraus und kann an diesem Ende mit dem Wischerarm 105 bzw. der Anlenkung kraftschlüssig verbunden werden.
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Am anderen Ende der Abtriebswelle 125 ist eine Kurbel 135 ausgebildet, die bevorzugterweise einen Mitnehmerstift 140 umfasst. Der Mitnehmerstift 140 ist dazu eingerichtet, mittels der Kurbel 135 ein Drehmoment in die Abtriebswelle 125 einzuleiten und diese um eine Drehachse 145 zu schwenken. Bevorzugterweise erstreckt sich der Mitnehmerstift 140 parallel zur Drehachse 145.
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In einer beispielhaften Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, wird das Drehmoment mittels eines Pleuels 150 von einem Abtriebsrad 155 über den Mitnehmerstift 140 in die Kurbel 135 eingeleitet. Das Pleuel 150 ist mittels eines Gelenks 160 am Abtriebsrad 155 befestigt. Das Abtriebsrad 155 ist um eine Achse, die parallel zur Drehachse 145 verläuft, drehbar. Dabei ist das Abtriebsrad 155 bevorzugterweise mittels eines Elektromotors 165 antreibbar.
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Das Lager 160 befindet sich auf einem Umkreis um die Achse des Abtriebsrads 155, wobei die Hebelverhältnisse des Pleuels 150 und der Kurbel 135 so gewählt sind, dass eine Drehbewegung das Abtriebsrads 155 in eine oszillierende Schwenkbewegung der Abtriebswelle 125 umgewandelt wird. Dadurch wird der Wischerarm 105 in eine Schwenkbewegung versetzt, die einen Schwenkbereich 170 mit einem unteren Ende 175 und einem oberen Ende 180 abdeckt.
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Der Schwenkbereich 170 ist durch die beschriebene Geometrie des Pleuels 150 und der Kurbel 135 fest gelegt. Um ein Bewegen des Wischerarms 105 bzw. der Wischerwelle 125 über die Enden 175 und 180 des Schwenkbereichs 170 hinaus zu verhindern, ist ein Anschlagelement 185 derart im Bereich der Kurbel 135 angebracht, dass eine Seitenfläche der Kurbel 135 an dem Anschlagelement 185 anliegt, wenn sich die Abtriebswelle 125 in einer Position befindet, die dem unteren Ende 175 oder dem oberen Ende 180 des Schwenkbereichs 170 entspricht. Zur Positionierung des Anschlagelements 185 sind unterschiedliche Ausführungsformen möglich, die im Folgenden vorgestellt werden sollen.
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2 zeigt die Kurbel 135 an der Abtriebswelle 125 aus 1. In einem Bereich um die Abtriebswelle 125 ist eine Ausnehmung 205 in das Gehäuse 115 eingebracht. Die Ausnehmung 205 verläuft vorzugsweise in axialer Richtung bezüglich der Drehachse 145 und umfasst vorzugsweie wenigstens ein Eingriffselement 210 zum radialen oder axialen Eingriff, um eine in Umfangsrichtung um die Drehachse 145 wirkende Kraft in das Gehäuse 115 einzuleiten.
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3A zeigt eine Einlage 305, die dazu eingerichtet ist, in die Ausnehmung 205 des Gehäuses 115 von 1 eingesetzt zu werden. 3B zeigt die Einlage 305 in einer bereits montierten Position.
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Die Einlage 305 ist im Wesentlichen halbmondförmig mit einer ersten Anlagefläche 310 und einer zweiten Anlagefläche 315, die sich beide bevorzugterweise senkrecht zu einer Umfangsrichtung um die Drehachse 145 erstrecken, wenn die Einlage 305 im Gehäuse 115 angebracht ist. Die Position der Einlage 305 im Gehäuse 115, insbesondere die rotatorische Position um die Drehachse 145, ist durch das Eingriffselement 210 am Gehäuse 115 und ein korrespondierendes Eingriffselement an der Einlage 305 definiert. Bevorzugterweise weist die Einlage 305 entlang der Drehachse 145 eine Dicke auf, die so bemessen ist, dass die Einlage 305 durch den am Gehäuse 115 montierten Gehäusedeckel 120, vorzugsweise spielfrei, gehalten werden kann.
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Die Anlageflächen 310 und 315 der Einlage 305 sind so gestaltet, dass eine Seitenfläche der Kurbel 135 in der Rotationsebene um die Drehachse 145 an einer der Anlageflächen 310 und 315 anliegt, wenn sich die Abtriebswelle 125 in einer Position befindet, die dem unteren Ende 175 oder dem oberen Ende 180 des Schwenkbereichs 170 entspricht. Die Anlageflächen 310 und 315 der Einlage 305 wirken als Anschlagelement 185, sobald eine externe Kraft auf die Abtriebswelle 125 wirkt, um die Abtriebswelle 125 über eines der Enden 175 oder 180 des Schwenkbereichs 170 hinaus zu verbringen.
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Für unterschiedliche Schwenkbereiche 170 bzw. unterschiedliche Enden 175 und 180 können unterschiedliche Einlagen 305 vorgesehen sein. Üblicherweise korrespondieren unterschiedliche Hebelverhältnisse an der Kurbel 135 und dem Pleuel 150 zu den unterschiedlichen Schwenkbereichen 170.
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4 zeigt ein Anschlagelement 185 entsprechend einer Variante der in 3B gezeigten Ausführungsform. Anstelle der in 3B gezeigten Ausnehmung 205 ist im Bereich der Abtriebswelle 125 eine Erhöhung 405 des Gehäuses 115 vorgesehen, deren Konturen im Wesentlichen denen der Einlage 305 in 3B entsprechen. Eine Materialstärke des Gehäuses 115 in diesem Bereich kann trotzdem unverändert sein, so dass die Erhöhung 405 auf einer Außenseite des Gehäuses 115 als Vertiefung erkennbar ist. Die genaue Form der Erhöhung 405 ist nur im Bereich einer ersten Anlagefläche 410 und einer zweiten Anlagefläche 415 von Belang, die der ersten Anlagefläche 310 bzw. der zweiten Anlagefläche 315 der 3A und 3B entsprechen.
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Wird das Gehäuse 115 mittels eines Guss- oder Spritzgussprozesses hergestellt, so kann ein hierfür verwendetes Spritzwerkzeug im Bereich um die Abtriebswelle 125 einen Wechseleinsatz umfassen. Damit können die Anlageflächen 410 und 415 entsprechend unterschiedlichen Schwenkbereichen 170 ausgeformt werden, wie oben mit Bezug auf 3 ausgeführt ist.
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5 zeigt den Gehäusedeckel 120 an der Antriebseinrichtung 100 aus 1. In einem Bereich, der dem Mitnehmerstift 140 gegenüber liegt, wenn der Gehäusedeckel 120 am Gehäuse 115 montiert ist, ist der Gehäusedeckel 120 in axialer Richtung derart verformt, dass sich auf seiner Innenseite eine Nut 505 ergibt, in welche der Mitnehmerstift 140 eintaucht. Die Nut 505 ist so geformt, dass der Mitnehmerstift 140 über den gesamten Schwenkbereich 170 innerhalb der Nut 505 läuft. Begrenzungen der Nut 505 bilden eine erste Anlagefläche 510 und eine zweite Anlagefläche 515, die den Anlageflächen 310, 315 bzw. 410, 415 funktional entsprechen. Die Anlageflächen 510 und 515 sind dazu eingerichtet, mit dem Mitnehmerstift 140 in Anlage zu stehen, wenn die Abtriebswelle 125 eine Position eingenommen hat, die dem unteren Ende 175 oder dem oberen Ende 180 des Schwenkbereichs 170 entspricht. Insofern wirken die Anlageflächen 510, 515 am Gehäusedeckel 120 als Anschlagelement 185. Abgesehen von den Positionen der Anlageflächen 510, 515 und der Freigängigkeit des Mitnehmerstift 140 zwischen den durch die Anlageflächen 510, 515 definierten Positionen ist die genaue Form der Nut 505 nicht von Belang.
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6 zeigt einen Seitenschnitt durch den Gehäusedeckel 120 aus 5 im Seitenschnitt in einer ersten Ausführungsform. Die Nut 505 ist auf der dem Mitnehmerstift 140 zugewandten Seite mittels einer Einlage 605 ausgekleidet. Dadurch verlagert die Einlage 605 die Anlageflächen 510 und 515 um den Betrag der Materialstärke der Einlage 605 nach innen. Die Anlageflächen 510 und 515, die das Anschlagelement 185 bilden, sind somit an der Einlage 605 ausgebildet, die sich am Gehäusedeckel 120 abstützt. Bevorzugterweise liegt die Einlage 605 auch in axialer Richtung am Mitnehmerstift 140 an, um in diesem Bereich eine Reibung zu verringern. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein Clip 610 an der Einlage 605 ausgeformt, um die Einlage 605 am Gehäusedeckel 120 werkzeugfrei befestigen zu können.
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7 zeigt eine Ansicht entsprechend 6 in einer anderen Ausführungsform. Die Einlage 605 fehlt und der Mitnehmerstift 140 trägt an seinem oberen Ende eine Einfassung 705. Die Anlageflächen 510 und 515, die das Anschlagelement 185 bilden, sind am Gehäusedeckel 120 ausgebildet. Die Einfassung 705 liegt in radialer Richtung am Mitnehmerstift 140 an, so dass ein Anschlag des Mitnehmerstifts 140 an einer der Anlageflächen 510, 515 durch die Einfassung 705 gedämpft werden kann. Vorzugsweise schließt die Einfassung 705 den Mitnehmerstift 140 auch nach oben ab, um eine Reibung zwischen dem Gehäusedeckel 120 und dem oberen axialen Ende des Mitnehmerstifts 140 zu verringern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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