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Die Erfindung betrifft einen Hebel für eine Schalteinrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Schalteinrichtung für ein Fahrzeug mit dem Hebel.
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Hebel bei Schalteinrichtungen für Fahrzeuge dienen zur Übertragung von Wähl- oder Schaltbewegungen zum Beispiel von dem Fahrgastraum in das Schaltgetriebe. Zur Übertragung der Wähl- oder Schaltbewegung werden üblicherweise Seilzüge oder Schaltgestänge eingesetzt, wobei der Hebel z.B. einen Kugelkopf zur Kopplung mit dem Seilzug beziehungsweise mit dem Schaltgestänge trägt.
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Die Druckschrift
DE 10 2007 052 460 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart einen Wählhebel zur Umsetzung von Schwenkbewegungen des Wählhebels in axiale Verschiebungen einer Schaltwelle eines Kraftfahrzeugwechselgetriebes. Der Wählhebel weist an seinem ersten Ende eine Schiebehülse und an seinem zweiten Ende einen Kugelkopf zur Ankopplung von Seilzügen beziehungsweise Schaltgestängen auf. Der Kugelkopf ist über einen einstückig mit dem Kugelkopf verbundenen, im Querschnitt kreisrunden Bolzenabschnitt mit dem Stegabschnitt verbunden.
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Gebiet der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hebel für eine Schalteinrichtung vorzuschlagen, der fertigungstechnisch einfach herstellbar ist und gute Funktionseigenschaften aufweist. Diese Aufgabe wird durch einen Hebel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Schalteinrichtung mit dem Hebel mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Im Rahmen der Erfindung wird somit ein Hebel vorgeschlagen, welcher für eine Schalteinrichtung eines Fahrzeugs geeignet und/oder ausgebildet ist.
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Der Hebel umfasst einen Hebelkörper, welcher als ein Blechteil ausgebildet ist. Zur Herstellung des Hebelkörpers wird somit als Halbzeug ein Blech aus Metall verwendet, aus dem der Hebel ausgetrennt, insbesondere ausgestanzt wird. Optional können in den Hebelkörper Öffnungen als weitere Schnittstellen eingebracht sein. Beispielsweise kann der Hebelkörper an einem freien Ende eine mechanische Schnittstelle, wie z.B. Aufnahmen zur Durchführung von Kopplungselementen, wie zum Beispiel Schrauben oder Bolzen, zur Kopplung des Hebelkörpers mit einer Schaltwelle aufweisen.
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Ferner umfasst der Hebel einen Kugelkopfkörper, welcher an dem Hebelkörper befestigt ist. Der Kugelkopfkörper umfasst einen Kugelkopf, also einen Endabschnitt mit kugeliger oder ballförmiger Form, sowie einen Kopplungsabschnitt. Der Kugelkopfkörper ist vorzugsweise an einem freien Ende des Hebelkörpers befestigt. Insbesondere ist der Kugelkopfkörper an dem gegenüberliegenden freien Ende des Hebelkörpers zu der mechanischen Schnittstelle zur Ankopplung an die Schaltwelle angeordnet.
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Der Hebelkörper weist eine Kopplungsaufnahme auf, welche insbesondere als eine Aussparung und/oder Durchgangsöffnung in dem Hebelkörper ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist die Kopplungsaufnahme trennend eingebracht, im Speziellen ist die Kopplungsaufnahme eingestanzt.
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Der Kopplungsabschnitt ist in der Kopplungsaufnahme angeordnet, wobei der Kopplungsabschnitt und die Kopplungsaufnahme eine Verbindungsachse definieren. Die Verbindungsachse kann zum einen durch eine Einsteckrichtung des Kopplungsabschnitts in die Kopplungsaufnahme und/oder durch eine Mittelachse durch den Kopplungsabschnitt und/oder die Kopplungsaufnahme und/oder als eine Oberflächen- oder Oberseitennormale des Hebelkörpers im Kopplungsabschnitt, insbesondere im Zentrum des Kopplungsabschnitts, ausgebildet sein.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Kopplungsabschnitt in der Kopplungsaufnahme formschlüssig gegen eine Verdrehung in Umlaufrichtung um die Verbindungsachse gesichert ist. Mit dieser Verdrehsicherung gegenüber einer Verdrehung in Umlaufrichtung wird vorteilhafterweise erreicht, dass sich der Kugelkopfkörper bei Lastwechselbeanspruchung nicht in der Kopplungsaufnahme drehen und ein Herauswandern unterstützen kann. Dieser Vorteil wird mit einer einfachen Änderung der Kopplungskonturen ereicht und führt somit bei einfacher Fertigung zu einem funktional verbesserten Hebel.
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Vorzugsweise weist der Kopplungsabschnitt in einer Draufsicht in axialer Richtung zu der Verbindungsachse mindestens eine Ausbuchtung im Vergleich zu einem Kreis um die Verbindungsachse und/oder die Kopplungsaufnahme in einer Draufsicht in axialer Richtung zu der Verbindungsachse mindestens eine Einbuchtung im Vergleich zu einem Kreis um die Verbindungsachse auf, um die formschlüssige Sicherung umzusetzen. Durch diese Rotationsasymmetrie wird die formschlüssige Verdrehsicherung in Umlaufrichtung erreicht.
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Besonders bevorzugt und einfach in der Montage ist, wenn der Kopplungsabschnitt und/oder die Kopplungsaufnahme in einer Draufsicht in axialer Richtung zu der Verbindungsachse eine mehreckige Form aufweist.
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In einer konstruktiven Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Kopplungsabschnitt und/oder die Kopplungsaufnahme in einer Draufsicht in axialer Richtung zu der Verbindungsachse als ein regelmäßiges Sechseck, insbesondere als ein Hexagon, ausgebildet ist. Durch die Verwendung eines regelmäßigen Sechsecks kann der Kugelkopfkörper in verschiedenen Winkelpositionen und somit montagegerecht in die Kopplungsaufnahme eingeführt werden.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Kugelkopfkörper mit dem Hebelkörper über ein umformtechnisches Fügeverfahren verbunden, sodass ein Herauswandern des Kopplungsabschnitts aus der Kopplungsaufnahme in Richtung oder in Gegenrichtung zu einer Einsteckrichtung und/oder beidseitig entlang der Verbindungsachse des Kugelkopfkörpers mindestens kraftschlüssig verhindert ist. Insbesondere weist der Hebel einen Umformbereich auf, der den Kopplungsabschnitt mit der Kopplungsaufnahme mindestens kraftschlüssig in Richtung und/oder Gegenrichtung zu der Einsteckrichtung und/oder beidseitig zu der Verbindungsachse verbindet. Besonders bevorzugt ist die Verbindung zwischen Kugelkopfkörper und Hebelkörper schweißnahtfrei ausgebildet, da auf Schweißnähte durch das umformtechnische Verbinden von Kugelkopfkörper und Hebelkörper verzichtet werden kann.
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Besonders bevorzugt ist der Kopplungsabschnitt mit der Kopplungsaufnahme verpresst. Dieses umformtechnische Fügeverfahren ist kostengünstig und prozesssicher durchzuführen. Alternativ kann Kopplungsabschnitt und Kopplungsaufnahme miteinander verstemmt sein.
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Durch die formschlüssige Verdrehsicherung wird die umformtechnische Verbindung weiter gestärkt, da ein Herausdrehen des Kopplungskörpers aus dem Hebelkörper unmöglich ist. Insbesondere kann auf diese Weise auf eine Sicherungseinrichtung, wie z.B. eine Schweißnaht, zur Sicherung gegen das Herauswandern verzichtet werden. Insbesondere ist durch die Kombination der formschlüssigen Sicherung gegen eine Verdrehung in Umlaufrichtung und durch das Fügen durch Umformen, insbesondere ohne Schweißnaht, eine sehr einfache Fertigung ermöglicht, die zu einem hoch belastbaren Bauteil führt. Ferner können für den Hebelkörper und den Kugelkopfkörper beliebige Materialien und insbesondere auch eine Materialkombination gewählt werden, die nicht schweißgeeignet sind.
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Es ist besonders bevorzugt, dass der Hebelkörper als ein Blechformteil und/oder der Kugelkopfkörper als ein Massivbauteil ausgebildet ist. Nach dem Trennen aus dem Blechhalbzeug wird der Hebelkörper umgeformt, insbesondere gebogen, insbesondere um eine Struktursteifigkeit zu erhalten oder an die Bauraumerfordernisse angepasst zu werden. Beispielsweise wird der Hebel in eine gekröpfte Kontur gebogen, alternativ verbleibt der Hebelkörper als ein gerader Hebel. Der Kugelkopfkörper kann beispielsweise durch ein spanendes Verfahren und/oder durch ein Urformverfahren, wie zum Beispiel Schmieden, insbesondere Gesenkschmieden, gefertigt werden. Durch den Urformvorgang ist es besonders einfach möglich, den Kopplungsabschnitt nicht rotationssymmetrisch auszugestalten.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Hebel einen Massenkörper sowie ein Sicherungselement, wie zum Beispiel eine Mutter, auf. Der Kugelkopfkörper weist einen Gewindeabschnitt auf, der sich vorzugsweise koaxial der Verbindungsachse erstreckt. Der Massenkörper ist auf dem Gewindeabschnitt aufgesetzt und mit einer durch das Sicherungselement und den Gewindeabschnitt gebildeten Schraubverbindung befestigt. In dieser Weiterbildung treten die Vorteile der Erfindung besonders klar hervor: Durch die formschlüssige Aufnahme des Kopplungsabschnitts in der Kopplungsaufnahme gegenüber einer Verdrehung in Umlaufrichtung wird vermieden, dass sich der Kugelkopfkörper um die Verbindungsachse dreht. Dadurch wird sichergestellt, dass das Sicherungselement nicht unbeabsichtigt von dem Gewindeabschnitt herunter gedreht wird, sodass der Massenkörper verloren gehen kann. Dagegen ist durch die formschlüssige Verdrehsicherung erreicht, dass eine Verdrehung des Kugelkopfkörpers und damit des Gewindeabschnitts unmöglich ist, sodass der Massenkörper mit dem Sicherungselement gesichert ist.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für ein Fahrzeug. Bei der Schalteinrichtung handelt es sich beispielsweise um einen Schaltdom. Es ist insbesondere möglich, dass die Schalteinrichtung zur Betätigung eines Wechselgetriebes des Fahrzeugs ausgebildet ist. Die Schalteinrichtung umfasst mindestens einen Hebel, wie dieser zuvor beschrieben wurde, und eine Schaltwelle. Es ist vorgesehen, dass der Hebel mit der Schaltwelle gekoppelt ist. Der Hebel kann als ein Schalthebel oder bei einer alternativen Ausführungsform als ein Wählhebel ausgebildet sein. Bei einem Wählhebel wird beispielsweise ein axiales Verschieben der Schaltwelle, bei einem Schalthebel eine Verdrehung um die Achse der Schaltwelle eingeleitet.
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Bei einer möglichen Weiterbildung umfasst die Schalteinrichtung einen Seilzug oder ein Gestänge, welches zum Übertragen einer Schalt- und/oder einer Wählbewegung ausgebildet ist, wobei der Seilzug beziehungsweise das Gestänge an dem Kugelkopf des Kugelkopfkörpers angekoppelt ist. Besonders bevorzugt ist der Seilzug und/oder das Gestänge ausgebildet, eine Schalt- oder Wählbewegung aus einem Fahrgastraum des Fahrzeugs zu übertragen.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
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1a, b eine schematische dreidimensionale Darstellung in Draufsicht beziehungsweise in Unteransicht eines Hebels als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2a und 2b den Hebelkörper und den Kugelkopfkörper jeweils in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung;
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3a, b ebenfalls in schematischer dreidimensionaler Darstellung den Hebel der vorhergehenden Figuren mit einem aufgesetzten Massekörper als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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4 eine Schalteinrichtung in stark schematisierter Darstellung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die 1a, b zeigen einen Hebel 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Hebel 1 umfasst einen Hebelkörper 2 sowie einen Kugelkopfkörper 3, welcher an einem freien Ende des Hebelkörpers 2 befestigt ist.
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Der Hebelkörper 2 ist als ein Blechteil, im Speziellen ein Blechformteil, ausgebildet und weist drei Biegelinien 4a, b, c auf, sodass sich im Verlauf des Hebelkörpers 2 ein Anschlussabschnitt 5, ein Mittelabschnitt 6 sowie ein Kugelabschnitt 7 ergeben. Der Anschlussabschnitt 5 ist gegenüber dem Mittelabschnitt 6 um ca. 10 bis 20 Grad abgewinkelt und weist zwei Durchgangsöffnungen 8 auf, die zur Ankopplung des Hebels 1 an eine Schaltwelle 21 (4) ausgebildet sind. Der Mittelabschnitt 6 weist eine mittige Öffnung 9 auf. Der Kugelabschnitt 7 ist in der Flächenerstreckung parallel oder nahezu parallel zum Mittelabschnitt 6, jedoch in der Höhe versetzt angeordnet, was durch die Biegelinien 4b und c erreicht wird. Der Kugelabschnitt 7 trägt den Kugelkopfkörper 3, welcher in einer Kopplungsaufnahme 10 (2a) angeordnet ist. Öffnungen 8, 9 und die Kopplungsaufnahme 10 sind z.B. gestanzt.
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Die 2a zeigt den Hebelkörper 2 in Einzeldarstellung, wobei zu erkennen ist, dass die Kopplungsaufnahme 10 als eine Durchgangsöffnung in dem Hebelkörper 2 beziehungsweise in dem Kugelabschnitt 7 ausgebildet ist und in Draufsicht ein regelmäßiges Mehreck, in diesem Beispiel ein regelmäßiges Sechseck, bildet. Das Grundmaterial des Hebelkörpers 2 ist ein Blech mit einer Dicke von beispielsweise 1 bis 3 Millimetern.
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Der Kugelkopfkörper 3 ist in der 2b in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung gezeigt, wobei zusätzlich, rechts versetzt noch eine skizzierte Unteransicht gezeigt ist. Der Kugelkopfkörper 3 weist einen Kugelkopf 11 auf, welcher eine kugelartige Form hat. Über einen Zwischenabschnitt 12 ist eine Auflagescheibe 13, welche in Draufsicht rund ausgebildet ist, angeschlossen, wobei die Auflagescheibe 13 im befestigten Zustand des Kugelkopfkörpers 3 auf der Oberseite des Kugelabschnitts 7 des Hebelkörpers 2 aufliegt. An der Unterseite der Auflagescheibe 13 schließt sich ein Kopplungsabschnitt 14 an, welcher komplementär zu der Kopplungsaufnahme 10 ausgebildet ist und in Draufsicht und/oder im Querschnitt eine mehreckige, in diesem Fall eine regelmäßige Sechseckform aufweist.
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An den Kopplungsabschnitt 14 schließt sich ein Gewindeabschnitt 15 an, welcher bolzenartig oder stiftartig ausgebildet ist. Kopplungsaufnahme 10 und Kopplungsabschnitt 14 definieren durch ihre koaxiale Anordnung gemeinsam eine Verbindungsachse Z, welche zugleich eine Einsteckrichtung des Kugelkopfkörpers 3 in den Hebelkörper 2 definiert. Kugelkopf 11, Auflagescheibe 13 und Gewindeabschnitt 15 sind entlang der Verbindungsachse Z koaxial aufgereiht. Der Kugelkopfkörper 3 ist als ein Massivbauteil ausgebildet, welches beispielsweise durch eine Verfahrensfolge Schmieden – Spanen hergestellt wird.
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Der Außenumfang und/oder die Außenform des Kopplungsabschnitts 14 und der Innenumfang und/oder die Innenform der Kopplungsaufnahme 10 ist so ausgebildet, dass der Kugelkopfkörper 3 in den Hebelkörper 2 eingepresst werden kann. Nach dem Einpressen wird der Kugelkopfkörper 3 durch das Zusammenwirken des Kopplungsabschnitts 14 und der Kopplungsaufnahme 10 in Umlaufrichtung um die Verbindungsachse Z formschlüssig gehalten. In Einsteckrichtung entlang der Verbindungsachse Z ist der Kugelkopfkörper 3 durch die Auflagescheibe 13 formschlüssig gesichert. In Gegenrichtung zu der Einsteckrichtung entlang der Verbindungsachse Z ist der Kugelkopfkörper 3 dagegen kraftschlüssig durch die Pressverbindung zwischen dem Kopplungsabschnitt 14 und der Kopplungsaufnahme 10 gesichert. Die Pressverbindung zwischen Kopplungsabschnitt 14 und Kopplungsaufnahme 10 ist so bemessen, dass auf eine weitere, insbesondere auf eine stoffschlüssige, Verbindung zwischen Kugelkopfkörper 3 und Hebelkörper 2 verzichtet werden kann. Somit ist es möglich, für die beiden Körper Werkstoffe zu wählen, welche beispielsweise nicht für einen Schweißvorgang geeignet sind.
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In den 3a, b ist zusätzlich ein Massekörper 16 gezeigt, welcher auf den Hebel 2 aufgesetzt ist. Der Massekörper 16 ist als eine Schaltmasse ausgebildet und verbessert das taktile Empfinden für einen Benutzer einer Schalteinrichtung 20 (4) mit dem Hebel 1. Der Massekörper 16 weist einen Befestigungsabschnitt 17 und einen Masseabschnitt 18 auf. Der Befestigungsabschnitt 17 ist als ein quaderförmiger Bereich ausgebildet, welcher sich an der Unterseite, also auf der dem Kugelkopf 11 gegenüberliegenden Seite des Kugelabschnitts 7 anschließt. Der Befestigungsabschnitt 17 weist eine Durchgangsöffnung auf, durch die der Gewindeabschnitt 15 durchgeführt ist. Am freien Ende des Gewindeabschnitts 15 ist eine Mutter 19 als Sicherungselement aufgesetzt, sodass der Massekörper 16 über die durch die Mutter 19 und den Gewindeabschnitt 15 gebildete Schraubverbindung an dem Hebelkörper 2 angeschraubt ist. Inder Verlängerung des Hebelkörpers 2 ist der Masseabschnitt 18 angeordnet, welcher wieder in der Grobform einen Quader bildet und ca. 90 Grad gewinkelt zu dem Befestigungsabschnitt 17 angeordnet und mit diesem einstückig verbunden ist. In der Kehle des Massekörpers zwischen dem Befestigungsabschnitt 17 und dem Masseabschnitt 18 ist eine Außenkante des Hebelkörpers 2 angeordnet, so dass der Massekörper 16 gegen ein Verdrehen um die Verbindungsachse Z formschlüssig gesichert ist. Durch den Kopplungsabschnitt 14 und den Aufnahmeabschnitt 10 ist sichergestellt, dass der Kugelkopfkörper 3 sich bei Lastwechseln nicht drehen kann und somit die Schraubverbindung aus der Mutter 19 und dem Gewindeabschnitt 15 versehentlich und/oder unbeabsichtigt gelöst werden kann.
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Somit führt die Verwendung einer formschlüssigen Verbindung zwischen Kopplungsabschnitt 14 und Kopplungsaufnahme 10, welche über ein Verpressen gesichert ist, zum einen zu einer günstigen Fertigung und zum anderen zu besseren Funktionseigenschaften des Hebels 1.
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In der 4 ist grob skizziert eine Schalteinrichtung 20 dargestellt, welche mindestens eine Schaltwelle 21 aufweist, wobei die Schaltwelle 21 am freien Ende mit dem Hebel 1 gekoppelt ist. Der Hebel 1 ist über dem Kugelkopf 11 und einem Seilzug oder einem Gestänge 22 mit einem Schaltaktuator 23 verbunden. Die Schalteinrichtung 20 ist zum Beispiel in einem Fahrzeug angeordnet, wobei über dem Schaltaktuator 23 ein Schalt- und/oder Wählvorgang von einem Fahrer eingeleitet wird, über den Seilzug/das Gestänge 22 an den Hebel 1 und nachfolgend auf die Schaltwelle 21 übertragen wird. Beispielsweise bildet die Schaltwelle 21 einen Bestandteil eines Wechselgetriebes für ein Fahrzeug.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hebel
- 2
- Hebelkörper
- 3
- Kugelkopfkörper
- 4a, b, c
- Biegelinien
- 5
- Anschlussabschnitt
- 6
- Mittelabschnitt
- 7
- Kugelabschnitt
- 8
- Durchgangsöffnungen
- 9
- mittige Öffnung
- 10
- Kopplungsaufnahme
- 11
- Kugelkopf
- 12
- Zwischenabschnitt
- 13
- Auflagescheibe
- 14
- Kopplungsabschnitt
- 15
- Gewindeabschnitt
- 16
- Massekörper
- 17
- Befestigungsabschnitt
- 18
- Masseabschnitt
- 19
- Mutter
- 20
- Schalteinrichtung
- 21
- Schaltwelle
- 22
- Seilzug/Gestänge
- 23
- Schaltaktuator
- Z
- Verbindungsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007052460 A1 [0003]
