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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug, beispielsweise zum Festziehen bzw. zum Lösen von Schrauben, mit einem Bit und einem Wechselfutter.
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Derartige Werkzeuge sind grundsätzlich bekannt und werden beispielsweise in Schraubautomaten eingesetzt. Das Wechselfutter ist dabei mit einer Antriebswelle des Schraubautomaten verbunden und überträgt ein Drehmoment auf einen Antriebsabschnitt des Bits. Hierzu weist der Antriebsabschnitt des Bits mehrere Flanken auf, die jeweils mit einer Gegenflanke einer Bitaufnahme des Wechselfutters zusammenwirken. Dem Antriebsabschnitt abgewandt umfasst das Bit einen Abtriebsabschnitt, der ein an den Kopf der zu setzenden oder lösenden Schraube angepasstes Profil aufweist. Ist der Schraubautomat für einen Einsatz mit unterschiedlichen, aber ähnlich aussehenden Bits vorgesehen, so kann es passieren, dass versehentlich ein falsches Bit in das Wechselfutter eingebaut wird. Diese Einbaufehler führen wiederum zum Produktionsausschuss sowie zu erhöhten Rüstzeiten.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug mit einer einfachen und verwechslungssicheren Bitmontage zu schaffen.
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Die Aufgabe wird durch ein Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass das Werkzeug eine Codierung umfasst, die durch mindestens eine Paarung aus einem an dem Bit angeordneten Codierungselement und einem an dem Wechselfutter angeordneten Codierungsgegenelement gebildet ist. Die Codierung ordnet das Bit dem Wechselfutter eindeutig zu und verhindert den Einbau von nicht zugeordneten Bits in das Wechselfutter.
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Je nach Anwendung kann die Zuordnung derart erfolgen, dass genau ein Bit einem Wechselfutter zugeordnet ist. Denkbar ist aber auch eine Codierung, bei der ein Satz von mehreren Bits, die beispielsweise aus einem besonderen Material gefertigt sind, einem Wechselfutter zugeordnet sind. In diesem Fall würden die unterschiedlichen Bits jeweils das gleiche Codierungselement umfassen.
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In diesem Zusammenhang ist unter „Codierung“ beispielsweise eine mechanische Codierung zu verstehen, bei der das Codierungselement des Bits eine Form aufweist, und das Codierungsgegenelement des Wechselfutters eine komplementär ausgebildete Form aufweist. Im Falle eines passenden Bits greifen das Codierungselement des Bits und das Codierungsgegenelement ineinander ein. Handelt es sich hingegen um ein unpassendes Bit, wird der Einbau des Bits z. B. in axialer Richtung durch das Codierungsgegenelement des Wechselfutters blockiert. Eine derartige Codierung hat insbesondere den Vorteil, dass für den Einbau eines passenden Bits keine zusätzlichen Mittel erforderlich sind.
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Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Spiel zwischen dem Codierungselement und dem Codierungsgegenelement größer als ein Spiel zwischen den Flanken des Bits und den Gegenflanken des Wechselfutters ausgebildet. Das größere Spiel zwischen dem Codierungselement und dem Codierungsgegenelement bewirkt, dass über den Formschluss der Codierung kein Drehmoment übertragen wird. Vielmehr wird das Drehmoment ausschließlich über den Formschluss zwischen den Flanken des Antriebsabschnitts und den Gegenflanken der Aufnahme übertragen. Die Drehmomentübertragung wird durch die Codierung also nicht beeinträchtigt.
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Es ist sogar denkbar, dass das Codierungselement und das Codierungsgegenelement komplementär ausgebildete Formen aufweisen, die sich aber nicht berühren, wenn ein passendes Bit in der Aufnahme aufgenommen ist. Dies kann das Einführen des Bits in die Aufnahme erleichtern.
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Alternativ oder zusätzlich wird das Einführen des Bits vereinfacht, wenn das Codierungsgegenelement an einer Gegenflanke des Wechselfutters angeordnet ist und insbesondere sich axial entlang einer Gegenflanke des Wechselfutters erstreckt, da das Codierungselement und das Codierungsgegenelement hierdurch auf einfache Weise beim axialen Einführen des Bits in die Aufnahme in Eingriff gebracht werden können. Eine zusätzliche Bewegung, wie z. B. eine Rotation, ist somit nicht notwendig.
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Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass das Codierungsgegenelement an einer Kante zwischen zwei Gegenflanken des Wechselfutters angeordnet ist und insbesondere sich axial entlang einer Kante zwischen zwei Gegenflanken des Wechselfutters erstreckt. Eine Anordnung mit zwei Codierungsgegenelementen, wobei das eine Codierungsgegenelement an einer Gegenflanke erstreckt und das andere Codierungsgegenelement an einer Kante zwischen zwei Gegenflanken angeordnet ist, ist ebenfalls möglich.
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Gemäß einer leicht herstellbaren Ausführungsform umfasst das Codierungselement eine axial verlaufende Nut, welche insbesondere zu einer der Antriebswelle zugewandten Stirnseite des Bits hin offen ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Bit eine Markierung, z. B. einen Orientierungsschlitz, der sich beispielsweise in axialer Richtung erstreckt.
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Durch den Orientierungsschlitz kann beim Einführen des Antriebsabschnitts des Bits in die Aufnahme des Wechselfutters die Orientierung der Codierung erkannt werden. Vorzugsweise ist der Orientierungsschlitz dazu an einem Codierungselement des Antriebsabschnitts ausgerichtet.
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Zusätzlich kann das Wechselfutter eine Gegenmarkierung, z. B. eine Kerbe, aufweisen, die bei korrekt eingesetztem passenden Bit mit dem Orientierungsschlitz des Bits ausgerichtet ist. Somit kann der Benutzer den Orientierungsschlitz beim Einführen des Bits an der Kerbe ausrichten, um auf einfache Weise eine korrekte Positionierung des Bits zu erreichen. Das Einsetzen eines Bits in die Aufnahme wird hierdurch noch weiter vereinfacht.
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Um ein Herausfallen des Bits während des Betriebes zu verhindern, sind bevorzugt Sicherungsmittel zur Sicherung des in dem Wechselfutter aufgenommenen Bits gegen axiale Bewegung vorgesehen. Dabei können die Sicherungsmittel gemäß beispielsweise eine am Antriebsabschnitt des Bits ausgebildete Umfangsnut und wenigstens ein mit der Umfangsnut in Eingriff bringbares Rastelement des Wechselfutters umfassen, die eine Konfiguration des Wechselfutters als Schnellwechselfutter ermöglichen.
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Vorteilhafterweise sind die Sicherungsmittel und die Codierung derart relativ zueinander angeordnet, dass beim Einführen des Bits in die Aufnahme die Sicherungsmittel nur dann in Eingriff gebracht werden können, wenn das Codierungselement und das Codierungsgegenelement positiv in Eingriff gebracht werden. Eine Verrastung des Bits in der Aufnahme ist mit anderen Worten nur dann möglich, wenn das Codierungselement und das Codierungsgegenelement formschlüssig ineinander greifen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Codierung zwei Paare von Codierungselementen und Codierungsgegenelementen. Hierdurch bilden die zwei Codierungselemente ein durch den Benutzer leicht erkennbares Muster zur visuellen Differenzierung unterschiedlicher Bits. Es versteht sich, dass aber auch weniger oder mehr als zwei Paare von Codierungselementen und Codierungsgegenelementen vorgesehen sein können.
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Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugs mit einem Bit und einem Wechselfutter;
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2A bis 2C eine Perspektiv-, Seiten- und Frontansicht des Bits von 1;
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3 eine Frontansicht des Wechselfutters von 1;
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4 eine Teilschnittansicht des Werkzeugs von 1 entlang der Linie I-I;
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5 eine Teilschnittansicht des Werkzeugs von 1;
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6 eine Schnittansicht des Werkzeugs von 1 entlang der Linie II-II;
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7 eine Schnittansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Werkzeugs analog zur Schnittdarstellung von 6;
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8 eine perspektivische Ansicht des Bits von 7; und
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9 eine Frontansicht des Wechselfutters von 7.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen baugleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt ein Werkzeug 10 zum Festziehen bzw. Lösen von Schrauben mit einem Bit 12 und einem Wechselfutter 14. Das Wechselfutter 14 ist über eine Kupplung 16 mit einer hier nicht dargestellten Antriebswelle verbunden. Das Bit 12 wird mit dem Wechselfutter 14 verbunden, indem ein Antriebsabschnitt 18 (2A) des Bits 12 in eine Aufnahme 20 (3) des Wechselfutters 14 eingeführt wird.
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Dem Antriebsabschnitt 18 abgewandt weist das Bit 12 einen Abtriebsabschnitt 22 auf, der ein dem Kopf der festzuziehenden bzw. zu lösenden Schraube angepasstes Profil 24 umfasst. Jedes Profil 24 wird mit einem Identifizierungscode 26, beispielsweise einer Produktnummer, an einem Schaft 28 des Abtriebsabschnitts 22 gekennzeichnet. Dabei erfordert das Unterscheiden von Bits 12 auf Basis des Profils 24 bzw. des Identifizierungscodes 26 eine hohe Aufmerksamkeit des Benutzers. Zur Vermeidung einer irrtümlichen Verwendung falscher Bits umfasst das Werkzeug 10 daher eine Codierung, die anhand der nachfolgenden Figuren detaillierter beschrieben wird.
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In 2A bis 2C ist der Antriebsabschnitt 18 des Bits 12 in unterschiedlichen Ansichten dargestellt. Zur Übertragung eines Drehmoments vom Wechselfutter 14 umfasst der Antriebsabschnitt 18 einen Übertragungsabschnitt 30 mit mehreren Flanken 32, im vorliegenden Fall sechs Flanken 32, die im in die Aufnahme 20 aufgenommenen Zustand jeweils mit einer Gegenflanke 48 der Aufnahme 20 zusammenwirkt (3).
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Ferner weist der Antriebsabschnitt 18 axial neben dem Übertragungsabschnitt 30 eine umlaufende Sicherungsnut 36 zur Sicherung des Bits 12 in der Aufnahme 20 gegen eine Bewegung in axialer Richtung auf (4 und 5).
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Auf der dem Übertragungsabschnitt 30 abgewandten Seite der Sicherungsnut 36 weist der Antriebsabschnitt 18 einen Codierungsabschnitt 38 auf, der gemeinsam mit dem Wechselfutter 14 die Codierung des Werkzeugs 10 bildet. Zum leichteren Einführen des Bits 12 in das Wechselfutter 14 ist der Codierungsabschnitt 38 mit einer kegelförmigen Mantelfläche 40 ausgebildet, die an eine Stirnfläche 42 des Bits 12 angrenzt.
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Des Weiteren sind zwei axial verlaufende Codierungsnuten 44a, 44b am Codierungsabschnitt 38 angeordnet, in die zwei Codierungsstifte 50a, 50b des Wechselfutters 14 eingreifen können (3, 4). Wie 2C zeigt, erstrecken sich die Codierungsnuten 44a, 44b zentriert entlang zwei Flanken 32‘, 32‘‘, zwischen denen eine weitere Flanke 32 angeordnet ist. Durch die Anordnung der zwei Codierungsnuten 44a, 44b wird ein Muster gebildet, das sich leicht von einem anderen Muster unterscheiden lässt (8). Es versteht sich, dass die Codierung grundsätzlich aber auch mit nur einem Paar von Codierungsnut 44 und Codierungsstift 50 verwirklicht werden kann.
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Wie in 2A zu erkennen ist, sind die Codierungsnuten 44a, 44b zur Stirnseite 42 hin offen, damit die Codierungsnuten 44a, 44b und die Codierungsstifte 50a, 50b beim Einführen des Bits 12 in die Aufnahme 20 in Eingriff gebracht werden können, vorausgesetzt das Bit 12 befindet sich in einer Winkellage relativ zu der Aufnahme 20, in welcher die Codierungsnuten 44a, 44b und die Codierungsstifte 50a, 50b miteinander ausgerichtet sind.
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Zur leichteren Orientierung beim Einbau weist das Bit 12 einen Orientierungsschlitz 46 auf, der mit der Codierungsnut 44a ausgerichtet ist. Mit Hilfe des Orientierungsschlitzes 46 kann der Benutzer die korrekte Winkellage des Bits 12 bzw. der Codierungsnuten 44a, 44b finden, auch ohne die genaue Lage der komplementären Codierungsstifte 50a, 50b der Aufnahme genau zu kennen.
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3 zeigt eine Frontansicht des Wechselfutters 14, in der die Aufnahme 20 mit ihren sechs Gegenflanken 48 zu sehen ist. Entsprechend den Codierungsnuten 44a, 44b sind die Codierungsstifte 50a, 50b an zwei Gegenflanken 48‘, 48‘‘ angeordnet, zwischen denen eine weitere Gegenflanke 48 angeordnet ist. Wie die Mittelpunkte der Codierungsstifte 50a, 50b darstellen, ragen die Codierungsstifte 50a, 50b jeweils mit etwa der Hälfte ihres axialen Querschnitts in radialer Richtung in die Aufnahme 20 hinein.
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Es ist es auch denkbar, die Codierungsstifte 50a, 50b nicht wie in 3 anzuordnen, sondern z. B. an einander gegenüberliegenden Gegenflanken 48. Auch ist es möglich, einen der Codierungsstifte 50a, 50b oder beide Codierungsstifte 50a, 50b jeweils an einer durch zwei benachbarte Gegenflanken 48 definierten Kante 49 anzuordnen. Dementsprechend wären auch die Codierungsnuten 44a, 44b an dem Bit 12 zu positionieren.
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Ferner können die Codierungsstifte 50a, 50b und die Codierungsnuten 44a, 44b jeweils einen unrunden Querschnitt aufweisen, beispielsweise einen eckigen, vieroder sechseckigen, Querschnitt. Außerdem müssen sich die Codierungsstifte 50a, 50b nicht notwendigerweise bis an oder in eine innere Stirnwand 68 der Aufnahme erstrecken, sondern sie können auch in einem Abstand zu dieser enden. So können die Codierungsstifte 50a, 50b z. B. auch als in axialer Richtung gesehen vergleichsweise kurze Vorsprünge ausgebildet sein.
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In 3 sind des Weiteren zwei radial nach innen vorgespannte Sicherungskugeln 54 des Wechselfutters 14 dargestellt, die an zwei gegenüberliegenden Kanten 49 der Aufnahme 20 angeordnet sind und in die Sicherungsnut 36 (2A und 2B) eines korrekt eingesetzten Bits 12 zur Sicherung desselben in der Aufnahme 20 eingreifen (5).
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Des Weiteren umfasst das Wechselfutter 14 im Bereich seiner Stirnseite eine Markierung, hier in Form einer radial verlaufenden Kerbe 56, die mit dem Codierungsstift 50a ausgerichtet ist. Ist der Orientierungsschlitz 46 eines passenden Bits 12 an der Kerbe 56 ausgerichtet, so sind auch die Codierungsstifte 50a, 50b und die Codierungsnuten 44a, 44b korrekt miteinander ausgerichtet und das Bit 12 lässt sich leicht in die Aufnahme 20 einsetzen.
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4 und 5 zeigen das Werkzeug 10 mit eingebautem Bit 12. In der Schnittdarstellung ist außerdem der Aufbau des Wechselfutters 14 ersichtlich. Das Wechselfutter 14 umfasst eine Hohlwelle mit zwei Abschnitten 58, 60 unterschiedlicher Außendurchmesser. Die Aufnahme 20 ist in dem Abschnitt 58 mit dem kleineren Außendurchmesser angeordnet. Die Hohlwelle ist von einer Hülse 62 umgeben, die durch eine Feder 64 in axialer Richtung vorgespannt wird. Die Feder 64 ist an einem der Hülse 62 abgewandten Ende mittels eines Sicherungsringes 66 gesichert.
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Die zwei Abschnitte 58, 60 sind durch die innere Stirnwand 68 verbunden, in der halb aufgedeckte Sacklöcher 70 zur Aufnahme der Codierungsstifte 50a, 50b vorgesehen sind. Die Codierungsstifte 50a, 50b sind somit sowohl in die Löcher 70 als auch axial verlaufend in die entsprechenden Gegenflanken 48 des Wechselfutters 14 eingebettet.
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Beim Einführen eines passenden Bits 12 fährt die Codierungsnut 44a auf einen aufgedeckten Teil des Codierungsstiftes 50a, bis die Stirnfläche 42 des Bits 12 gegen die Wand 68 stößt. Sobald das Bit 12 vollständig eingeführt ist, rasten die Sicherungskugeln 54 in die Sicherungsnut 36 des Bits 12 ein, wodurch eine axiale Bewegung des Bits 12 verhindert wird. Außerdem weist das Einrasten der Sicherungskugel 64 den Benutzer darauf hin, dass der Einbau des Bits 12 erfolgreich abgeschlossen wurde.
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Führt der Benutzer hingegen ein unpassendes Bit 12 oder ein passendes Bit 12 mit falscher Winkellage in die Aufnahme 20 ein, stößt das Bit 12 mit seiner Stirnfläche 42 gegen die Codierungsstifte 50a, 50b. Dadurch wird der weitere Vorschub des Bits 12 blockiert und verhindert, dass die Stirnfläche des unpassenden Bits 12 bis zur Stirnwand 68 gelangt und die Sicherungskugeln 54 in die Sicherungsnut 36 des Bits 12 einrasten können.
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5 zeigt die Anordnung der Sicherungskugel 54 in der Sicherungsnut 36. Die Sicherungskugel 54 sind jeweils in Öffnungen 74 des Hohlwellenabschnitts 58 angeordnet, wobei die Öffnungen 74 geringfügig kleiner sind als der Außendurchmesser der Sicherungskugeln 54, um die Sicherungskugeln 54 zu halten. Um das Bit 12 zu wechseln, wird zunächst die Hülse 62 in axialer Richtung gegen die Kraft der Feder 64 zurückgeschoben. Durch die Bewegung wird ein Vorsprung 76 der Hülse 62 weg von den Sicherungskugeln 54 bewegt, der die Sicherungskugeln 54 sonst radial nach innen presst. In diesem Zustand können die Sicherungskugeln 54 durch die Mantelfläche 40 des Codierungsabschnitts 38 radial nach außen in einen Hohlraum 78 der Hülse 62 bewegt werden, wodurch das Bit 12 zum Herausnehmen aus der Aufnahme 20 freigegeben wird.
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6 zeigt eine radiale Schnittansicht des Werkzeugs 10 entlang der Linie II-II, in der insbesondere die Anordnung der Codierungsstifte 50a, 50b ersichtlich ist. Daneben zeigt 7 die gleiche Ansicht für ein zweites erfindungsgemäßes Werkzeug 110, bei dem eine Codierung zwei Codierungsstifte 150a, 150b umfasst, die an benachbarten Gegenflanken 148 eines Wechselfutters 114 angeordnet sind. Dadurch bildet die Codierung des Werkzeugs 110 ein anderes Muster, welches leicht von dem Muster der ersten Ausführungsform 10 unterschieden werden kann. In 8 und 9 sind zur Verdeutlichung der Codierungsanordnung jeweils ein Bit 112 des Werkzeugs 110 sowie das Wechselfutter 114 analog zu 2A und 3 dargestellt, in der entsprechende Codierungsnuten 144a, 144b ersichtlich sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Werkzeug
- 12
- Bit
- 14
- Wechselfutter
- 16
- Kupplung
- 18
- Antriebsabschnitt
- 20
- Aufnahme
- 22
- Abtriebsabschnitt
- 24
- Profil
- 26
- Identifizierungscode
- 28
- Schaft
- 30
- Übertragungsabschnitt
- 32, 32‘, 32‘‘
- Flanken
- 36
- Sicherungsnut
- 38
- Codierungsabschnitt
- 40
- Mantelfläche
- 42
- Stirnfläche
- 44a, 44b
- Codierungsnut
- 46
- Orientierungsschlitz
- 48, 48‘, 48‘‘
- Gegenflanke
- 49
- Kante
- 50a, 50b
- Codierungsstift
- 54
- Sicherungskugel
- 56
- Kerbe
- 58, 60
- Abschnitte der Hohlwelle
- 62
- Hülse
- 64
- Feder
- 66
- Sicherungsring
- 68
- Wand
- 70
- Öffnung
- 74
- Öffnungen
- 76
- Vorsprung
- 78
- Hohlraum
- 110
- Werkzeug
- 112
- Bit
- 114
- Wechselfutter
- 144a, 144b
- Codierungsnut
- 148
- Gegenflanken
- 150a, 150b
- Codierungsstift
