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Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung und ein Verfahren zu deren Rückstellung mit zwei mittels einer Steckverzahnung mit gegeneinander in Umfangsrichtung mittels in Umfangsrichtung gegeneinander vorgespannten Verzahnungsteilen verbundenen Baueinheiten, wobei die Verzahnungsteile mit Umfangsspiel ineinandergreifende Verzahnungen aufweisen und an einem ersten Verzahnungsteil ein das Umfangsspiel ausgleichendes, begrenzt gegenüber dem ersten Verzahnungsteil entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung verdrehbares Verspannungsteil angeordnet sowie eine die Verdrehung von erstem Verzahnungsteil und Verspannungsteil vor dem Zusammenbau der Baueinheiten hemmenden Sperreinrichtung und ein das vorgespannte Verspannungsteil gegenüber dem ersten Verzahnungsteil entgegen der Wirkung der Federeinrichtung rückstellende Rückstelleinrichtung vorgesehen ist.
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Drehmomentübertragungseinrichtungen, bei denen beispielsweise ein Drehschwingungsdämpfer und ein Kupplungsaggregat, beispielsweise eine Doppelkupplung, mittels einer Steckverzahnung miteinander drehschlüssig gekoppelt sind, sind beispielsweise aus der
WO 2007/000151 A2 bekannt. Um Achsversatz zwischen dem Drehschwingungsdämpfer und dem Kupplungsaggregat zu ermöglichen, sind Verzahnungsteile des Kupplungsaggregats und des Drehschwingungsdämpfers mit Verdrehspiel versehen. Um gleichzeitig ein Klappern der Verzahnungen der Verzahnungsteile zu vermeiden, sind die Verzahnungen der Steckverzahnung in Umfangsrichtung mittels eines Verspannungsteils, das an einem der Verzahnungsteile entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung mit beispielsweise in Umfangsrichtung verteilten Energiespeichern wie Druckfedern begrenzt verdrehbar aufgenommen ist, vorgespannt. Hierbei ist das erste Verzahnungsteil mit dem Verspannungsteil funktionsmäßig in Lastzähne zur Übertragung des zwischen Drehschwingungsdämpfer und Kupplungsaggregat zu übertragenden Drehmoments und Spannzähne des Verspannungsteils, die die Lastzähne in den Zahnlücken der Außenverzahnung des Kupplungsaggregats verspannen, aufgeteilt.
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Um beispielsweise Verschleißreserven vorzuhalten und eine ausreichende Vorspannung über Lebensdauer zu garantieren, kann sich das Verspannungsteil bei einer Trennung des Drehschwingungsdämpfers von dem Kupplungsaggregat im Wartungsfall so weit gegenüber dem Verzahnungsteil verdrehen, dass die Zähne des zweiten Verzahnungsteils beim erneuten Zusammenbau von Drehschwingungsdämpfer und Kupplungsaggregat nicht mehr in die durch Lastzähne und Spannzähne infolge deren maximalen Verdrehung gegeneinander verengten Zahnlücken eingeführt werden können. Um eine Montage zu ermöglichen, muss das Verspannungsteil von einer ersten Person von Hand verdreht werden und von einer zweiten Person die Lasche zur Sicherung einer Verdrehung an den hierfür vorgesehenen Drehanschlag positioniert werden. Dieser Vorgang ist insbesondere bei hohen zu übertragenden Drehmomenten infolge der hohen Vorspannung nur unter hohem Kraftaufwand oder gar nicht möglich.
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Eine weitere Drehmomentübertragungseinrichtung mit Verspanneinrichtung ist z.B. auch aus der
DE 10 2011 102 910 A1 bekannt.
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In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung
DE 10 2011 079 523 A1 ist ein Werkzeug zur Rückstellung derartiger Steckverzahnungen beschrieben, das aus zwei aufeinander gelagerten, gegeneinander um eine Drehachse zwangsverdrehbaren Werkzeugteilen gebildet ist, von denen ein erstes der Werkzeugteile einen Anschlag in Umfangsrichtung und einen axialen Anschlag gegenüber dem ersten Verzahnungsteil und eine axial wirksame Verstelleinrichtung für die Sperreinrichtung des ersten Verzahnungsteils und des Verspannungsteils bei komprimierter Federeinrichtung aufweist und ein zweites der Werkzeugteile eine Beaufschlagungseinrichtung für die Spannzähne des Verspannungsteils und ein bei Verdrehung des zweiten gegenüber dem ersten Werkzeugteil am ersten Verzahnungsteil in Wirkung tretendes Widerlager gegenüber dem axialen Anschlag des ersten Werkzeugteils aufweist. Ein derartiges Werkzeug ist aufwendig und entsprechend teuer.
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Aufgabe der Erfindung ist daher die vorteilhafte Weiterbildung einer Drehmomentübertragungseinrichtung, deren Steckverzahnung mittels einfacher Werkzeuge rückgestellt werden kann, und ein Verfahren zur Rückstellung der Steckverzahnung mittels einfacher Werkzeuge vorzuschlagen.
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Die Aufgabe wird durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit zwei mittels einer Steckverzahnung mit gegeneinander in Umfangsrichtung mittels in Umfangsrichtung gegeneinander vorgespannten Verzahnungsteilen verbundenen Baueinheiten, wobei die Verzahnungsteile mit Umfangsspiel ineinandergreifende Verzahnungen aufweisen und an einem ersten Verzahnungsteil ein das Umfangsspiel ausgleichendes, begrenzt gegenüber dem ersten Verzahnungsteil entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung verdrehbares Verspannungsteil angeordnet sowie eine die Verdrehung von erstem Verzahnungsteil und Verspannungsteil vor dem Zusammenbau der Baueinheiten hemmenden Sperreinrichtung und ein das vorgespannte Verspannungsteil gegenüber dem ersten Verzahnungsteil entgegen der Wirkung der Federeinrichtung rückstellende Rückstelleinrichtung vorgesehen ist, gelöst, wobei die Rückstelleinrichtung in Form von zumindest einem Paar von in Umfangsrichtung eine Eingriffsöffnung für ein Werkzeug mit bezüglich seiner Drehachse asymmetrischem Querschnitt bildenden Eingriffsflächen des ersten Verzahnungsteils und des Verspannungsteils gebildet ist. Durch die Ausbildung der zumindest einen Eingriffsöffnung können Werkzeuge mit bezüglich ihrer Drehachse radial asymmetrisch ausgebildetem Umfang beziehungsweise Querschnitt mit ihrer Schmalseite in die Eingriffsöffnung eingeführt werden und verlagern bei Verdrehen durch Beaufschlagung der Eingriffsflächen das erste Verzahnungsteil und das Verspannungsteil um ihre Drehachse.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das zumindest eine Paar von eine Eingriffsöffnung bildenden Eingriffsflächen durch fluchtende Öffnungen gebildet sein, wobei eine Öffnung gegenüber der anderen in Umfangsrichtung erweitert ist. Hierbei stützt sich das Werkzeug an beiden in Umfangsrichtung weisenden Eingriffsflächen der Öffnungen ab und verlagert bei Verdrehen des Werkzeugs damit das erste Verzahnungsteil gegenüber dem Verspannungsteil infolge des asymmetrischen Querschnitts des Werkzeugs.
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Im einfachsten Fall und bei entsprechend gleitender Zentrierung von erstem Verzahnungsteil und Verspannungsteil aufeinander kann bereits ein Paar von Eingriffsflächen zur Rückstellung der Steckverzahnung ausreichend sein. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, mehrere über den Umfang verteilte, bevorzugt zwei diametral zueinander angeordnete Paare von Eingriffsflächen vorzusehen. Diese können benachbart zu Sperreinrichtungen vorgesehen sein. Die Sperreinrichtungen sind beispielsweise aus am Verspannungsteil oder dem ersten Verzahnungsteil in Umfangsrichtung ausgestellten Laschen gebildet, die in unter axiale Vorspannung in entsprechend an dem anderen Bauteil - erstes Verzahnungsteil oder Verspannungsteil - vorgesehene Öffnungen eingreifen, wobei die Sperreinrichtung eine Verdrehung von erstem Verzahnungsteil und Verspannungsteil unter Entspannung der Federeinrichtung verhindert. Der sperrende Zustand der Sperreinrichtung ermöglicht eine Montage der Verzahnungsteile ohne erheblichen Kraftaufwand. Nach der Montage dieser wird die Sperre aufgehoben, indem die Lasche zwangsweise oder durch Aufhebung der Vorspannung in Umfangsrichtung gelöst wird, so dass die unter axialer Vorspannung stehende Lasche selbstständig ausschwenkt. Soll die Sperre nach erfolgter Trennung der Baueinheiten zur einfachen Ausbildung der Steckverzahnung wieder aktiviert werden, werden erstes Verzahnungsteil und Verspannungsteil mittels des in das zumindest eine Paar fluchtender Eingriffsöffnungen eingeführten und verdrehten Werkzeugs beziehungsweise Werkzeuge mit anschließendem Einschwenken der Laschen in die Öffnungen wieder aktiviert.
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Zur effektiven Aktivierung der Sperreinrichtung entspricht eine umfangsseitige Erweiterung einer Öffnung gegenüber der Eingriffsöffnung zumindest einem maximalen Kreisbogen einer Verdrehung des ersten Verzahnungsteils gegenüber dem Verspannungsteil entgegen der Wirkung der Federeinrichtung. Auf diese Weise kann eine in die Eingriffsöffnung eines Paars umfangsseitig einragende Eingriffsfläche der zweiten Öffnung mittels des asymmetrischen Werkzeugs bis zu einer Wandung der ersten Öffnung so weit verdreht werden, dass die Lasche der Sperreinrichtung problemlos beispielsweise mittels eines einfachen Werkzeugs in die zugehörige Öffnung eingeschwenkt und durch Rückverdrehen des durch das Paar fluchtender Eingriffsöffnungen eingebrachtes Werkzeug an der Wandung der Öffnung der Sperreinrichtung fixiert werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ein bevorzugt radial zur Drehachse der Sperreinrichtung eingebrachtes und verliersicher in der Steckverzahnung untergebrachtes Werkzeug für jede der zumindest einen Eingriffsöffnung vorgesehen. Das Werkzeug verlagert dabei in gleicher Weise das erste und zweite Verzahnungsteil gegeneinander und wird beispielsweise radial außen oder radial innen mittels eines Ringschlüssels verdreht. Dabei kann das Werkzeug zugleich als Sperreinrichtung dienen, indem es an der Position der maximalen Verdrehung von erstem Verzahnungsteil und Verspannungsteil verbleibt. Es hat sich hierbei als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn ein Teilprofil der radialen Erweiterung des Werkzeugs in die Verzahnung des Verzahnungsteils einragt. Auf diese Weise kann bei einem Fügen der beiden Verzahnungsteile das Werkzeug wiederum verdreht und damit die Sperreinrichtung deaktiviert werden, so dass die Federeinrichtung das erste Verzahnungsteil und das Verspannungsteil gegeneinander zur Verspannung der Zähne des zweiten Verzahnungsteils und Aufbrauch des Umfangsspiels zwischen den Zähnen der Verzahnungsteile vorspannt.
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Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zur Rückstellung einer Steckverzahnung für gegeneinander in Umfangsrichtung mittels in Umfangsrichtung gegeneinander vorgespannten Verzahnungsteilen verbundenen Baueinheiten, wobei die Verzahnungsteile mit Umfangsspiel ineinandergreifende Verzahnungen aufweisen und an einem ersten Verzahnungsteil ein das Umfangsspiel ausgleichendes, begrenzt gegenüber dem ersten Verzahnungsteil entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung verdrehbares Verspannungsteil angeordnet sowie eine die Verdrehung von erstem Verzahnungsteil und Verspannungsteil vor dem Zusammenbau der Baueinheiten hemmenden Sperreinrichtung und ein das vorgespannte Verspannungsteil gegenüber dem ersten Verzahnungsteil entgegen der Wirkung der Federeinrichtung rückstellende Rückstelleinrichtung vorgesehen ist, gelöst, wobei die Rückstelleinrichtung in Form von zumindest einem Paar von in dem ersten Verzahnungsteil und in dem Verspannungsteil vorgesehenen, eine Eingriffsöffnung für ein Werkzeug mit bezüglich seiner Drehachse asymmetrischem Querschnitt bildenden Eingriffsflächen gebildet ist, wobei in die zumindest eine Eingriffsöffnung das Werkzeug eingebracht und unter Verdrehen und Abstützen an den Eingriffsflächen das erste Verzahnungsteil und das Verspannungsteil gegeneinander verdreht werden und die Sperreinrichtung eingerastet wird.
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Zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens wird bevorzugt zumindest ein Werkzeug mit einem in ein Paar eine Eingriffsöffnung bildender Eingriffsflächen eingeführten Betätigungsteil mit einem bezogen auf eine Drehachse des Betätigungsteils radial asymmetrischen Querschnitt und einem hierzu abgewinkelten Hebelteil vorgesehen.
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Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine Teilansicht einer Steckverzahnung mit einem ersten Verzahnungsteil und einem auf diesem begrenzt verdrehbar aufgenommenen Verspannungsteil,
- 2 eine 3D-Ansicht der Steckverzahnung der 1 bei nicht aktiver Sperreinrichtung und eingesetztem Werkzeug zur Rückverstellung,
- 3 eine 3D-Ansicht der Steckverzahnung der 1 bei rückverstelltem Verspannungsteil,
- 4 eine 3D-Ansicht der Steckverzahnung der 1 bei aktivierter Sperreinrichtung,
- 5 eine Ansicht einer zu der Steckverzahnung der 1 alternativen Steckverbindung mit einem in das Verzahnungsteil integrierten Werkzeug,
- 6 ein Detail der Steckverzahnung der 5 bei deaktivierter Sperreinrichtung in Ansicht
und
- 7 ein Detail der Steckverzahnung der 5 bei aktivierter Sperreinrichtung.
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Die
1 bis
7 zeigen lediglich teilweise dargestellte Steckverzahnungen, wie sie beispielsweise zur Verbesserung von in der
WO 2007/000151 A2 gezeigten Drehmomentübertragungseinrichtungen dienen können. Der weitere Aufbau von Drehmomentübertragungseinrichtung kann beispielsweise diesem Dokument entnommen werden.
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Die 1 zeigt die Steckverzahnung 1 mit dem in das Flanschteil 2 eines nicht dargestellten Drehschwingungsdämpfers integrierten Verzahnungsteil 3. Auf dem Verzahnungsteil 3 ist entgegen der Wirkung der Federeinrichtung 4 mit den Druckfedern 5 das Verspannungsteil 6 begrenzt verdrehbar aufgenommen. Die Steckverzahnung 1 enthält zudem das nicht dargestellte, beispielsweise mit einem Eingangsteil einer Reibungskupplung oder Doppelkupplung verbundene Verzahnungsteil, dessen Außenverzahnung mit Verdrehspiel in die Innenverzahnung 7 des Verzahnungsteils 3 eingreift. Das Verdrehspiel wird im gefügten Zustand der Steckverzahnung 1 durch die mittels der Federeinrichtung 4 gegen die Außenverzahnung vorgespannte Innenverzahnung 8 des Verspannungsteils 6 elastisch ausgeglichen, so dass in Drehrichtung des Verzahnungsteils 3, also in Zugrichtung die Innenverzahnung 7 mit der Au-ßenverzahnung und in Schubrichtung die Innenverzahnung 8 drehelastisch mit der Au-ßenverzahnung des ausgangsseitigen Verzahnungsteils drehschlüssig gekoppelt ist.
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Während des Fügens der beiden Verzahnungsteile der Steckverzahnung 1 ist die Federeinrichtung 4 mittels der Sperreinrichtung 9 vorgespannt, so dass ein Fügen ohne Vorlast der Federeinrichtung 4 und Verdrehen des Verspannungsteils 6 ermöglicht wird. Hierzu wird die hier deaktivierte Sperreinrichtung 9 aktiviert, indem Verzahnungsteil 3 und Verspannungsteil 6 entgegen der Wirkung der Federeinrichtung verdreht und die an dem Verspannungsteil 6 einseitig freigestellte Lasche 10 axial in die im Verzahnungsteil 3 vorgesehene Öffnung 11 eingebracht und an der Anschlagkante 12 durch geringes Rückverdrehen festgelegt wird.
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Infolge des hohen Federmoments der Federeinrichtung 4 ist ein Verstellen von Hand nicht möglich, so dass hierzu die Rückstelleinrichtungen 13 vorgesehen sind, in die Werkzeuge eingreifen, mittels der Verzahnungsteil 3 und Verspannungsteil 6 gegeneinander verdreht werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Rückstelleinrichtung 13 durch jeweils in dem Verzahnungsteil 3 und dem Verspannungsteil 6 gebildete fluchtende Öffnungen 14, 15 gebildet, von denen eine - hier die Öffnung 15 des Verspannungsteils 6 - gegenüber der anderen Öffnung - hier Öffnung 14 - in Umfangsrichtung erweitert ist. Hierdurch entsteht die im Querschnitt im Wesentlichen rechteckige, jedoch bevorzugt mit entsprechenden Rundungen zur besseren Gleitbewegung versehene Eingriffsöffnung 16, die durch die in Umfangsrichtungen angeordneten, dem Verzahnungsteil 3 einerseits und dem Verspannungsteil 6 andererseits zugeordneten Eingriffsflächen 17, 18 begrenzt ist.
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Wie die 3D-Ansicht der 2 zeigt, werden in die Eingriffsöffnungen 16 die Werkzeuge 19 mit im Querschnitt rechteckigem Betätigungsteil 20 und hierzu angewinkeltem Hebelteil 21 formschlüssig und bevorzugt spielfrei eingebracht. Durch eine wie in 3 gezeigte Verdrehung der Werkzeuge 19 werden Verzahnungsteil 3 und Verspannungsteil 6 entgegen der Wirkung der Federeinrichtung 4 soweit verdreht, dass die elastisch federnden Laschen 10 der Sperreinrichtung 9 in die Öffnungen 11 eingeschwenkt werden können. Hierbei werden - wie 4 zeigt - nach dem Einschwenken der Laschen 10 in die Öffnungen 11 beispielsweise mittels eines Druckstifts die Werkzeuge 19 wieder zurückverdreht, so dass die Laschen 10 an den Anschlagkanten 12 der Öffnungen 11 zur Anlage kommen. Das Verspannungsteil 6 ist nun unter Vorspannung der Federeinrichtung 4 gegenüber dem Verzahnungsteil 3 gesperrt und ein Fügen der Verzahnungsteile der Steckverzahnung 1 kann ohne Einfluss der Federeinrichtung erfolgen. Nach dem Fügen wird die Lasche 10 beispielsweise mittels eines Druckstifts oder einer an dem Verzahnungsteil mit der Außenverzahnung vorgesehenen Nase wieder aus der Öffnung 11 ausgeschwenkt, so dass die Federeinrichtung 4 wieder aktiviert wird.
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Es versteht sich, dass das gezeigte Ausführungsbeispiel zwei das Verzahnungsteil 3 beidseitig flankierende, im Wesentlichen gleich ausgebildete Verspannungsteile 6 enthalten kann.
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5 zeigt die gegenüber der Steckverzahnung 1 der 1 bis 4 abgeänderte Steckverzahnung 1a, von der ebenfalls nur das Verzahnungsteil 3a mit dem darauf begrenzt entgegen der Federeinrichtung 4a verdrehbaren, hinter dem Verszahnungsteil angeordnete Verspannungsteil 6a gezeigt ist, in Ansicht. Das über dem Verzahnungsteil 3a angeordnete, im Wesentlichen gleich ausgestaltete zweite Verspannungsteil ist der Übersicht halber weggelassen. Im Unterschied zu der Steckverzahnung 1a ist das die Rückstelleinrichtung 13a betätigende Werkzeug 19a verdrehbar und verliersicher hier an dem Verzahnungsteil 3a mittels des in die Ausnehmung 22 eingreifenden Tellers 23 aufgenommen. In 5 ist das Werkzeug 19a mit seiner flachen Seite zwischen den die Eingriffsöffnungen 16a bildenden Eingriffsflächen 17a, 18a formschlüssig aufgenommen. Hierdurch ist die ebenfalls in die Werkzeuge 19a integrierte Sperreinrichtung 9a deaktiviert, so dass die Innenverzahnungen 7a, 8a des Verzahnungsteils 3a und des Verspannungsteils 6a maximal beabstandet sind. Wie aus der 6 im Detail hervorgeht, werden die Eingriffsflächen 17a, 18a einerseits durch das Verzahnungsteil 3a und andererseits durch den die beiden das Verzahnungsteil 3a beidseitig flankierenden Verspannungsteile 6a verbindenden Bolzen 24 gebildet.
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Wird das im Querschnitt radial asymmetrisch ausgebildete Werkzeug 19a um die Drehachse x beispielsweise mittels eines an dem Teller 23 angesetzten Ringschlüssels verdreht, verdreht - wie in 7 gezeigt - der Bart 25 des Werkzeugs 19a das Verzahnungsteil 3a und die Verspannungsteile 6a gegeneinander. Hierbei ist das Werkzeug 19a zugleich Sperreinrichtung 9a und Rückstelleinrichtung 13a, da die Verspannungsteile 6a und das Verzahnungsteil 3a in ihrer vorgespannten Position - also aktivierter Sperreinrichtung 9a - entgegen der Wirkung der Federeinrichtung 4a (5) beabstandet bleiben. 7 zeigt weiterhin die Funktion der Rückstelleinrichtung 13a. Hierzu weist der Bart 25 ein in die Innenverzahnung 7a radial eingreifendes Profil 26 auf. Wird das hier vor dem Fügen dargestellte Verzahnungsteil 27 mit der Außenverzahnung 28 in die Innenverzahnung 7a gefügt, nimmt die Außenverzahnung 28 das Profil 26 mit und verdreht das Werkzeug 19a, so dass die Vorspannung zwischen der Innenverzahnung 8a (5) der Verspannungsteile 6a und der Außenverzahnung 28 des Verzahnungsteils 27 wieder aufgebaut wird, indem die Sperreinrichtung 9a deaktiviert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverzahnung
- 1a
- Steckverzahnung
- 2
- Flanschteil
- 3
- Verzahnungsteil
- 3a
- Verzahnungsteil
- 4
- Federeinrichtung
- 4a
- Federeinrichtung
- 5
- Druckfeder
- 6
- Verspannungsteil
- 6a
- Verspannungsteil
- 7
- Innenverzahnung
- 7a
- Innenverzahnung
- 8
- Innenverzahnung
- 8a
- Innenverzahnung
- 9
- Sperreinrichtung
- 9a
- Sperreinrichtung
- 10
- Lasche
- 11
- Öffnung
- 12
- Anschlagkante
- 13
- Rückstelleinrichtung
- 13a
- Rückstelleinrichtung
- 14
- Öffnung
- 15
- Öffnung
- 16
- Eingriffsöffnung
- 16a
- Eingriffsöffnung
- 17
- Eingriffsfläche
- 17a
- Eingriffsfläche
- 18
- Eingriffsfläche
- 18a
- Eingriffsfläche
- 19
- Werkzeug
- 19a
- Werkzeug
- 20
- Betätigungsteil
- 21
- Hebelteil
- 22
- Ausnehmung
- 23
- Teller
- 24
- Bolzen
- 25
- Bart
- 26
- Profil
- 27
- Verzahnungsteil
- 28
- Außenverzahnung
- x
- Drehachse
