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Die Erfindung betrifft eine Einstelllehre zum Ablesen eines Einstellwinkels zwischen zwei relativ zueinander einstellbaren Bauteilen, insbesondere des Winkels zwischen einem einstellbaren Propellerblatt und einer Propellernabe, mit einem Ableseabschnitt und einem Steckabschnitt, mittels dem die Einstelllehre temporär auf ein erstes der beiden Bauteile aufgesteckt werden kann, wobei der Steckabschnitt zwei einander gegenüberliegende Schenkel aufweist, wobei die beiden Schenkel als Klemmschenkel ausgeführt sind, die relativ zueinander elastisch federn ausgebildet sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Baugruppe mit einer solchen Einstelllehre.
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Zur Messung eines Einstellwinkels zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Bauteilen, beispielsweise zur Messung eines Winkels zwischen einem Propeller- oder Rotorblatt und der Rotornabe, werden Messbaugruppen verwendet, die temporär auf die Bauteile aufgesteckt werden können. Auf ein erstes Bauteil wird eine Einstelllehre aufgesteckt, die an einem Ableseabschnitt eine Messskala aufweist. Auf das zweite Bauteil wird ein Zeigerelement so aufgesteckt, dass dieses radial zur Drehachse des zweiten Bauteils und vor der Messskala der Einstelllehre angeordnet ist. Der aktuelle Winkel kann dann auf der Messskala abgelesen werden. Bei einer Verdrehung der Bauteile relativ zueinander wird das Zeigerelement relativ zur Einstelllehre bewegt, so dass der Verdrehwinkel durch die Verschiebung des Zeigerelements relativ zur Messskala erfasst werden kann.
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Um ein Verdrehen der Einstelllehre relativ zum ersten Bauteil zu verhindern, sind beispielsweise am ersten Bauteil zwei einander gegenüberliegende parallele Aufsteckflächen vorgesehen, die relativ zueinander federn ausgebildet sind. Die Einstelllehre hat am Steckabschnitt eine zum Querschnitt des ersten Bauteils im Bereich der Aufsteckflächen korrespondiere Öffnung, die durch die beiden Schenkel abgegrenzt ist. Die Einstelllehre wird mit dieser Öffnung auf das erste Bauteil aufgesteckt und ist somit verdrehsicher an dieser gehalten. Eine solche Einstellehre ist beispielsweise in der
DE 32 03 089 A1 , der
US 2009/0 223 073 A1 , der
US 2 348 095 A oder der
DE 203 14 115 U1 gezeigt.
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Durch Fertigungstoleranzen oder aber durch Abnutzung kann die Einstelllehre aber unter Umständen nicht mehr exakt auf das erste Bauteil aufgesetzt werden oder hat ein geringes Spiel auf diesem, wodurch eine exakte Winkelabmessung nicht mehr gewährleistet ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einstelllehre sowie eine Baugruppe mit einer solchen Einstelllehre bereitzustellen, die über einen längeren Gebrauchszeitraum eine exakte Winkelablesung ermöglicht.
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Zur Lösung der Aufgabe ist bei einer Einstelllehre der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die beiden Klemmschenkel ausgehend von einem Körperabschnitt der Einstelllehre erstrecken und dass am Körperabschnitt ein Schlitz vorgesehen ist, sodass die beiden Klemmschenkel elastisch federnd ausgebildet sind und dass die einander zugewandten Kanten des Klemmschenkels im Wesentlichen parallel zueinander und parallel zum Schlitz verlaufen, wobei die Verlängerung des Schlitzes mittig zwischen den beiden Kanten verläuft.
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Die Klemmschenkel werden nach dem Aufsetzen auf das Bauteil federnd gegen dieses gedrückt, sodass die Einstelllehre spielfrei gehalten ist. Durch diese gegen das Bauteil gerichtete Federkraft können geringe Herstellungstoleranzen oder auch Verschleiß durch häufiges Aufsetzen auf verschiedene Bauteile ausgeglichen werden, so dass ein zuverlässiger, spielfreier Sitz der Einstelllehre auf dem Bauteil sichergestellt werden.
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Die Klemmschenkel bzw. die Anlagebereiche, mit denen die Klemmschenkel am Bauteil anliegen, sind relativ starr ausgebildet, sodass diese an die Form des Bauteils angepasst werden können. Die Federfunktion wird überwiegend durch den Körperabschnitt bzw. durch die beiden Abschnitte des Körperabschnitts, die durch den Schlitz voneinander getrennt sind, bereitgestellt. Zudem liegt durch den Schlitz der virtuelle Drehpunkt der Klemmschenkel weiter von der Aufnahme entfernt. Dadurch wird eine gleichmäßigere Anlage der Klemmschenkel am Bauteil ermöglicht, da diese beim Ein- bzw. Ausfedern um einen geringeren Winkel verdreht werden, sodass die Ausrichtung zur jeweiligen Aufsteckfläche am Bauteil eingehalten werden kann.
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Vorzugsweise ist der Schlitz so angeordnet, dass dieser, wenn die Einstelllehre auf das Bauteil aufgesetzt ist, bezüglich der Drehachse radial verläuft. Dadurch weist die Einstelllehre einen achsensymmetrischen Aufbau auf, wobei der Schlitz auf der Symmetrieachse liegt. Die Klemmschenkel werden dadurch beidseitig gleichmäßig weggebogen, sodass eine gleichmäßige Anlagekraft über beide Klemmschenkel auf das Bauteil ausgeübt wird und die Klemmschenkel gleichmäßig am Bauteil anliegen können. Zudem ist so sichergestellt, dass die Einstellehre stets mit der gleichen Orientierung bezüglich der Drehachse des Bauteils aufgesetzt wird, so dass eine auf dem Ableseabschnitt vorgesehene Messskala in Umfangsrichtung um die Drehachse verläuft.
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Das innere Ende des Schlitzes läuft beispielsweise in einer Öffnung aus, deren Durchmesser größer ist als die Breite des Schlitzes. Die Öffnung ist insbesondere kreisrund ausgebildet, sodass eine Kerbwirkung am Ende des Schlitzes vermieden wird. Dies verhindert ein Ausreißen des Schlitzes durch ein zu weites Aufbiegen der Klemmschenkel.
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Das äußere Ende des Schlitzes, also das zum Bauteil weisende Ende des Schlitzes, ist vorzugsweise mit einer Positionierungserweiterung versehen, die symmetrisch relativ zum Schlitz ausgeführt ist. Insbesondere ist die Positionierungserweiterung durch abgefaste Enden des Schlitzes gebildet. In dieser Ausführungsform ist am Bauteil ein zur Positionierungserweiterung korrespondierender Positionierungsvorsprung vorgesehen, der beim Aufstecken der Einstelllehre auf das Bauteil in die Positionierungserweiterung eingreift. Durch die Positionierungserweiterung und den korrespondierenden Positionierungsvorsprung ist ein Verdrehen der Einstelllehre in Umfangsrichtung relativ zum Bauteil verhindert. Wenn ebene Aufsteckflächen am Bauteil verwendet werden, erhöht der Positionierungsvorsprung die Genauigkeit, mit der die Einstelllehre auf dem Bauteil gehalten ist. Der Positionierungsvorsprung kann aber auch dazu verwendet werden, auf die ebenen Aufsteckflächen am Bauteil zu verzichten. Somit sind im Aufsteckabschnitt des Bauteils, auf den die Einstelllehre aufgesteckt wird, keine Querschnittsschwächungen durch die Aufsteckflächen vorhanden.
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Des Weiteren können an den einander zugewandten Seiten der Klemmschenkel Positionierungsausnehmungen vorgesehen sein, die im Wesentlichen die gleiche Funktion haben wie die Positionierungserweiterung. Am Bauteil sind zu den Positionierungsausnehmungen korrespondierende Positionierungsnasen vorgesehen, die in die Positionierungsausnehmungen eingreifen. Die Positionierungsausnehmungen verrasten gewissermaßen an den Positionierungsnasen. Neben der Verdrehsicherung ist dadurch zudem sichergestellt ist, dass die Einstelllehre in der korrekten Position arretiert wird, nämliche indem die Klemmschenkel mit den Positionierungsausnehmungen an den Positionierungsnasen verrasten.
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Zur Lösung der Aufgabe ist des Weiteren eine Baugruppe mit einer erfindungsgemäßen Einstelllehre und einem ersten Bauteil vorgesehen, das einen Aufsteckabschnitt für die Einstelllehre aufweist. Der Aufsteckabschnitt weist einen zum Steckabschnitt korrespondierenden Querschnitt auf, wobei der Querschnitt so ausgebildet ist, dass ein Verdrehen der Einstelllehre gegen das Bauteil verhindert wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Bauteil gegenüberliegende parallele Aufsteckflächen aufweist und die Einstelllehre korrespondierende parallel verlaufende, einander zugewandte Kanten aufweist, die an den Aufsteckflächen anliegen.
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Die Einstelllehre kann am äußeren Ende des Schlitzes eine Positionierungserweiterung aufweisen. In dieser Ausführungsform weist das Bauteil einen Positionierungsvorsprung auf, an der die Positionierungserweiterung symmetrisch angreift.
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An den einander zugewandten Seiten der Klemmschenkel können Positionierungsausnehmungen vorgesehen und das das Bauteil mit zwei, vorzugsweise einander diametral gegenüberliegenden Positionierungsnasen versehen sein, die auf voneinander abgewandten Seiten des Aufsteckabschnitts angeordnet sind, wobei die Positionierungsausnehmungen jeweils eine Positionierungsnase spielfrei in sich aufnehmen.
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Beide Ausführungsformen ermöglichen ein verdrehsicheres Aufstecken der Einstellehre auf das Bauteil, wobei durch die Positionierungsnasen zusätzlich eine Verrastung für die Einstelllehre auf dem Bauteil bereitgestellt wird.
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Die erfindungsgemäße Baugruppe kann des Weiteren ein zweites Bauteil aufweisen, wobei dieses eine Fixiergestaltung zur temporären Anbringung eines Zeigerelements vorgesehen ist, insbesondere eine Bohrung zum Einstecken des Zeigerelements.
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Weitere Vorteile und Merkmale finden sich in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Baugruppe zum Ablesen eines Einstellwinkels aus dem Stand der Technik,
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2 eine Schnittansicht durch die Baugruppe aus 1 im Bereich der Einstelllehre,
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3 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Baugruppe im Bereich der Einstelllehre,
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4 eine Schnittansicht durch eine Baugruppe mit einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Einstelllehre,
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5 eine Schnittansicht durch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einstelllehre, und
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6 eine perspektivische Ansicht einer weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Baugruppe.
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In den 1 und 2 ist eine Baugruppe 10' mit einem ersten Bauteil 12' und einem zweiten Bauteil 14' gezeigt, die um eine Drehachse 15' relativ zueinander verdrehbar sind. Um den Verdrehwinkel bzw. den Einstellwinkel zwischen den Bauteilen 12', 14' zu bestimmen, ist an einem Aufsteckabschnitt 24' am ersten Bauteil 12' eine Einstelllehre 16' aufgesteckt. In einer Bohrung 26' am zweiten Bauteil 14' ist ein Zeigerelement 28' mit einer Zeigerspitze 30' fixiert, das bezüglich der Drehachse 15' radial angeordnet ist. Das Zeigerelement 28' ist hier in eine Bohrung 26' eingesetzt, so dass sie zumindest nahezu spielfrei am zweiten Bauteil 14' gesichert ist.
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Die Einstellehre 16' weist einen Steckabschnitt 18' sowie einen Ableseabschnitt 20' auf, wobei auf dem Ableseabschnitt 20' eine Messskala 22' vorgesehen ist. Wie insbesondere in 2 zu sehen ist, ist die Einstelllehre 16' so auf einen Aufsteckabschnitt 24' des ersten Bauteils 12' aufgesteckt, dass die Messskala 22' in Umfangsrichtung um die Drehachse 15' verläuft.
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Die Zeigerspitze 30' des Zeigerelements 28' ist vor der Messskala 22' der Einstelllehre 16' angeordnet.
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Werden das erste Bauteil 12' und das zweite Bauteil 14' relativ zueinander verdreht, wird das Zeigerelement 28' relativ zur Einstelllehre 16' verschwenkt, wobei der Winkel durch die Position der Zeigerspitze 30' vor der Messskala 22' abgelesen werden kann.
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Um zu verhindern, dass sich die Einstelllehre 16' relativ zum ersten Bauteil 12' verdreht, weist der Aufsteckabschnitt 24' zwei gegenüberliegende Aufsteckflächen 32' auf, die parallel zueinander verlaufen. Durch diese Aufsteckflächen 32' ist der Querschnitt des ersten Bauteils 12' im Bereich des Aufsteckabschnitts 24' geringfügig verringert.
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Am Steckabschnitt 18' der Einstelllehre 16' sind zwei einander gegenüberliegende Schenkel 34' vorgesehen, die zwischen sich eine Aufnahmeraum 33' definieren. Die einander zugewandten Kanten der Schenkel 34' verlaufen parallel zueinander und weisen zu den Aufsteckflächen 32' korrespondierende Flächen 36' auf.
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Ist die Einstelllehre 16' auf den Aufsteckabschnitt 24' aufgesteckt, sind die Flächen 36' der Schenkel 34' zumindest nahezu spielfrei auf den Aufsteckflächen 32' aufgenommen, so dass die Einstelllehre 16' zumindest nahezu spielfrei auf dem Bauteil 12' aufgenommen ist.
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Bei den beiden Bauteilen 12', 14' kann es sich insbesondere um eine Propellernabe und um ein Propellerblatt einer Luftschraube handeln.
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Problematisch an diesen Einstelllehren 16' aus dem Stand der Technik ist, dass es zum einen bei der Herstellung der Einstelllehre 16' geringe Fertigungstoleranzen gibt, wodurch der Steckabschnitt 18' entweder ein geringes Spiel auf dem ersten Bauteil 12' aufweist oder nur mit erhöhtem Kraftaufwand auf dieses aufgesteckt werden kann. Zudem kann es bei häufigem Gebrauch dieser Einstelllehren 16' zu einem Verschleiß an den Flächen 36' kommen, wodurch die Einstelllehre 16' nach einer gewissen Gebrauchsdauer ein geringes Spiel auf dem ersten Bauteil 12' aufweist.
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Durch das Spiel der Einstelllehre 16' auf dem ersten Bauteil 12' kann sich die Einstelllehre 16' in Umfangsrichtung relativ zum ersten Bauteil 12' geringfügig verdrehen, wodurch der Einstellwinkel zwischen erstem Bauteil 12' und zweitem Bauteil 14' nicht mehr zuverlässig bestimmt werden kann.
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Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Einstelllehre und einer erfindungsgemäßen Baugruppe mit einer solchen Baugruppe erläutert. Für Bauteile, die von den vorhergehenden Erläuterungen bekannt sind, werden dieselben Bezugszeichen, allerdings ohne hochgestellten Strich, verwendet. Die vorstehenden Erläuterungen für die Funktion dieser Bauteile gelten auch nachfolgend, soweit keine abweichenden Angaben gemacht werden.
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Um ein Spiel zwischen Bauteil und Einstelllehre 16 zu verhindern und einen zuverlässigen Halt der Einstelllehre 16 auf dem ersten Bauteil 12 zu gewährleisten, sind die Schenkel 34 der in 3 gezeigten ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einstelllehre 16 als Klemmschenkel 38 ausgebildet. „Klemmschenkel” heißt, dass die Schenkel federnd von den Aufsteckflächen 32 des ersten Bauteils 12 weg bewegt werden können und elastisch federnd an diesen anliegen. Dadurch wird eine Federkraft auf das Bauteil 12 ausgeübt, sodass der Steckabschnitt 18 auf dem ersten Bauteil 12 geklemmt wird. Herstellungstoleranzen oder ein gebrauchsbedingter Verschleiß können durch diese Federwirkung der Klemmschenkel 38 ausgeglichen werden, sodass stets ein zuverlässiger Halt der Einstelllehre 16 auf dem ersten Bauteil 12 gewährleistet ist.
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Wie in 3 zu sehen ist, weist die Einstelllehre 16 zwischen dem Ableseabschnitt 20 und den Klemmschenkeln 34 einen Körperabschnitt 40 auf, in dem ein Schlitz 42 vorgesehen ist, der sich vom Aufnahmeraum 33 zwischen den Klemmschenkeln 34 radial weg erstreckt. Das innere Ende 44 des Schlitzes 42 läuft in einer Öffnung 46 aus, deren Durchmesser größer ist als die Breite des Schlitzes 42. In dieser Ausführungsform ist die Öffnung 46 kreisförmig ausgebildet.
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Durch diese Öffnung 46 und insbesondere durch den Schlitz 42 können die Klemmschenkel 34 federnd vom Aufnahmeraum 33 weg nachgeben, wenn die Einstelllehre 16 auf das erste Bauteil 12 aufgesetzt wird. Anschließend können sich die Klemmschenkel 34 federn an das Bauteil 12 anlegen, sodass das Bauteil 12 zwischen den Klemmschenkeln 34 geklemmt ist.
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Durch den Schlitz 42 ist der virtuelle Drehpunkt, um den die Klemmschenkel 34 verschwenkt werden, weiter vom Aufnahmeraum 33 weg verlegt, sodass die Orientierung der Flächen 36 beim Aufbiegen der Klemmschenkel 34 weniger verändert wird. Somit ist sichergestellt, dass die Flächen 36 im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, sodass diese flächig an den Aufsteckflächen 32 anliegen können.
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Das Zeigerelement 28 muss nicht zwangsläufig als Stift ausgeführt sein. Wichtig ist nur, dass es (körperlich oder auf andere Weise) so mit der Messskala 22 zusammenwirkt, dass der Einstellwinkel abgelesen werden kann.
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Eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einstelllehre 16 ist in 4 gezeigt. Der Aufbau dieser Einstelllehre 16 entspricht im Wesentlichen der in 3 gezeigten Einstelllehre 16. Zusätzlich weist diese Einstelllehre 16 eine Positionierungserweiterung 48 am äußeren Ende 50 des Schlitzes 42 auf. Die Positionierungserweiterung 48 ist durch eine an den Aufnahmeraum 33 angrenzende Erweiterung des Schlitzes 42 gebildet.
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Am ersten Bauteil 12 ist ein zur Positionierungserweiterung 48 korrespondierender Positionierungsvorsprung 52 vorgesehen, der beim Aufstecken der Einstelllehre 16 in die Positionierungserweiterung 48 eingeführt wird, wodurch die Positionierungserweiterung spielfrei auf dem Positionierungsvorsprung fixiert ist. Durch die Positionierungserweiterung 48 und den Positionierungsvorsprung 52 ist also ein Verdrehen der Einstelllehre relativ zum ersten Bauteil 12 verhindert.
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Der Positionierungsvorsprung 52 kann auch so ausgebildet sein, dass in diesem Bereich eine geringe Klemmkraft durch die Klemmschenkel 38 ausgeübt wird. Es ist aber sicherzustellen, dass durch den Positionierungsvorsprung 52 nicht die Klemmkraft an den Aufsteckflächen 32 verringert wird.
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Da in dieser Ausführungsform die Verdrehsicherung über die Positionierungserweiterung 48 und den Positionierungsvorsprung 52 erfolgt, ist es auch denkbar, dass der Aufsteckabschnitt 24 den gleichen Querschnitt aufweist wie das übrige erste Bauteil 12, also kreisrund ausgebildet ist. Es ist also im Bereich des Aufsteckabschnitts keine Querschnittsschwächung des ersten Bauteils 12 erforderlich.
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Wenn keine abgeflachten Aufsteckflächen verwendet werden, wird die Einstelllehre 16 durch eine 3-Punkt-Lagerung auf dem Bauteil 12 fixiert, nämlich durch zwei einander gegenüberliegende Punktberührungen zwischen den Klemmschenkeln 34 und durch die Kontakt zwischen dem Positionierungsvorsprung 52 und der Positionierungserweiterung 48. Diese Kontaktpunkte sind als Eckpunkte eines Dreiecks im Abstand voneinander angeordnet, so dass sich eine große Stabilität ergibt.
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Eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einstelllehre 16 ist in 5 gezeigt. Der Steckabschnitt 18 entspricht im Wesentlichen dem Steckabschnitt 18 der in 3 gezeigten Einstelllehre 16.
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Anders als bei diesem ist der Aufnahmeraum 33 aber im Wesentlichen kreisrund ausgebildet. Das erste Bauteil 12 weist dementsprechend im Bereich des Aufsteckabschnitts 24 keine Einschnürungen oder parallele Aufsteckflächen 32 auf, sondern ist ebenfalls im Wesentlichen kreisrund ausgebildet, wobei der Radius R dem Innenradius des Aufnahmeraums 33 entspricht.
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Zudem umgreifen die Klemmschenkel 38 das erste Bauteil 12 um mehr als 180°, in dieser Ausführungsform um ca. 225°. Das Bauteil kann also nur durch ein Aufbiegen der Klemmschenkel aus dem Aufnahmeraum 33 entnommen werden.
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In dieser Ausführungsform sind zur Verdrehsicherung an den einander zugewandten Seiten der Klemmschenkel 38 jeweils Positionierungsausnehmungen 54 vorgesehen, die jeweils durch sich radial vom Aufnahmeraum 33 weg erstreckende Ausnehmungen gebildet sind. Am Aufsteckabschnitt 24 des ersten Bauteils 12 sind zu den Positionierungsausnehmungen 54 korrespondierende Positionierungsnasen 56 vorgesehen, die auf voneinander abgewandten Seiten des Aufsteckabschnitts 24 angeordnet sind.
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Im aufgesteckten Zustand der Einstelllehre 16 sind die Positionierungsnasen 56 jeweils spielfrei in den Positionierungsausnehmungen 54 aufgenommen. Somit ist durch die Positionierungsausnehmungen 54 und die Positionierungsnasen 56 eine spielfreie Lagerung der Einstelllehre 16 am Bauteil 12 hergestellt.
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Zudem ist durch die Positionierungsnasen 56 bzw. die Positionierungsausnehmungen 54 präzise eine Endposition der Einstelllehre 16 sichergestellt. Diese ist vom Benutzer dadurch erkennbar, dass der Steckabschnitt, wenn die Einstelllehre 16 weit genug auf das erste Bauteil 12 aufgeschoben ist, mit den Positionierungsausnehmungen 54 auf den Positionierungsnasen 56 einrasten.
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Die oben genannten Ausführungsformen können auch miteinander kombiniert werden. Es ist also auch denkbar, dass sowohl eine Positionierungserweiterung 48 wie auch zwei Positionerungsausnehmungen 54 vorgesehen sind. Somit kann die Einstellehre 16 auf Bauteile 12 aufgesetzt werden, die einen Positionierungsvorsprung und/oder Positionierungsnasen 56 aufweisen.
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Unabhängig von der Ausführungsform kann der Steckabschnitt 18 das Bauteil 12 um einen Winkel von mehr als 180° umgreifen. Es ist lediglich sicherzustellen, dass die Klemmschenkel 38 weit genug auseinander gebogen werden können, um das Bauteil 12 aus dem Aufnahmeraum 33 entnehmen zu können.
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Prinzipiell kann die Position der Einstelllehre 16 und des Zeigerelements 28 an den Bauteilen 12, 14 beliebig angepasst werden. Es ist also denkbar, dass, wie in 1 zu sehen ist, das Zeigerelement 28 an dem zweiten Bauteil 14 vorgesehen, das drehbar auf dem ersten Bauteil 12 gelagert ist.
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Alternativ ist es auch denkbar, dass die Einstelllehre 16 auf dem zweiten Bauteil 14, das drehbar auf dem ersten Bauteil 12 gelagert ist, aufgesteckt ist (6). Unabhängig von der Ausführungsform ist es lediglich erforderlich, dass der Steckabschnitt 18 zwei Klemmschenkel 38 aufweist, die relativ zueinander elastisch federnd ausgebildet sind.
