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Die Erfindung betrifft ein Radnabenantriebssystem und betrifft auch eine Raddrehzahlmessanordnung im Radnabenantriebssystem zum Messen der Raddrehzahl.
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Der Radnabenantrieb ist eine Möglichkeit, ein Fahrzeug elektrisch anzutreiben. Im Allgemeinen integriert das Radnabenantriebssystem sowohl eine Antriebsanordnung als auch eine Bremsanordnung auf einer Innenseite einer Radfelge, wobei die Antriebsanordnung einen Antriebsmotor, ein Getriebeuntersetzungselement und einen Radnabenträger umfasst.
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1 ist ein schematisches Diagramm eines möglichen Radnabenantriebssystems, das einen Antriebsmotor W1, ein Untersetzungselement W2, einen Radnabenträger W3 und eine Bremse W4 umfasst. Das Drehmoment vom Antriebsmotor W1 wird auf den Radnabenträger W3 durch das Untersetzungselement W2 übertragen und ein Flanschabschnitt eines Außenrings des Radnabenträgers W3 ist mit der Radnabe durch einen Bolzen W5 verbunden, um das Drehmoment weiter auf ein Rad zu übertragen. Die Drehzahl der Radfelge ist die gleiche wie die des Rades.
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Aufgrund des begrenzten Raums zwischen dem Radnabenantriebssystem und der Radfelge ist es schwierig, einen Sensor anzuordnen, um die Raddrehzahl direkt zu messen. Daher kann die Raddrehzahl im Allgemeinen nur indirekt gemessen werden. Beispielsweise wird die Raddrehzahl berechnet, indem die Drehzahl des Antriebsmotors W1 mit einem Winkelsensor gemessen wird.
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Eine indirekte Messung kann Probleme wie etwa geringe Signalgenauigkeit und Verzögerung bei der Signalübertragung mit sich bringen, und somit kann eine große fehlerhafte Abweichung zwischen der erhaltenen Raddrehzahl und der tatsächlichen Drehzahl auftreten, was die Sicherheit des Radnabenantriebssystems stark beeinträchtigen kann.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Raddrehzahlmessanordnung und ein Radnabenantriebssystem bereitzustellen, um die vorstehend erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden oder mindestens zu mildern.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Raddrehzahlmessanordnung bereitgestellt, die zum Messen der Drehzahl eines durch ein Radnabenantriebssystem angetriebenen Rades verwendet wird, wobei die Raddrehzahlmessanordnung einen Radnabenträger, eine Synchronwelle und einen Compiler umfasst, wobei
der Radnabenträger eine Zentralwelle und einen Außenring umfasst; die Zentralwelle eine Hohlwelle ist, die einen in einer Axialrichtung durchgehenden Innenhohlraum aufweist, und die Zentralwelle zum Bilden einer drehfesten Verbindung mit einer Fahrzeugaufhängung verwendet wird;
der Außenring an einem ersten Ende der Zentralwelle aufgehülst ist, der Außenring durch einen Elektromotor des Radnabenantriebssystems angetrieben werden kann, um sich relativ zur Zentralwelle zu drehen, und der Außenring zum Bilden einer drehfesten Verbindung mit einer Radnabe verwendet wird;
die Synchronwelle im Innenhohlraum angeordnet ist, und ein Ende der Synchronwelle, das dem ersten Ende nahe ist, eine drehfeste Verbindung mit dem Außenring aufweist; und
der Compiler an einem Ende der Synchronwelle montiert ist, das vom ersten Ende entfernt ist, und der Compiler durch einen Sensor identifiziert werden kann, um die Drehzahl des Rades zu messen.
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In mindestens einer Ausführungsform umfasst die Messanordnung ferner eine Synchronabdeckung; die Synchronabdeckung ist derart an einem Ende des Außenrings montiert, dass sie relativ zum Außenring drehfest ist, und die Synchronwelle weist eine drehfeste Verbindung mit der Synchronabdeckung auf.
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In mindestens einer Ausführungsform ist eine dem Innenhohlraum zugewandte Seite der Synchronabdeckung mit einer Verbindungsnut gebildet, ein der Synchronabdeckung zugewandtes Ende der Synchronwelle bildet einen Verbindungsabschnitt, und der Verbindungsabschnitt erstreckt sich in die Verbindungsnut, und somit kann sich die Synchronabdeckung zusammen mit der Synchronwelle relativ zur Zentralwelle drehen.
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In mindestens einer Ausführungsform umfasst die Messanordnung ferner eine Halterung, die Halterung ist mit einem Mittelloch versehen und ist ringförmig; die Halterung ist im Innenhohlraum angeordnet und weist eine drehfeste Verbindung mit der Zentralwelle auf, die Synchronwelle geht durch das Mittelloch hindurch und die Synchronwelle ist durch die Halterung in einer Radialrichtung getragen.
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In mindestens einer Ausführungsform sind Träger zwischen der Synchronwelle und einer Innenumfangswand der Halterung angeordnet.
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In mindestens einer Ausführungsform ist die Synchronwelle mit Wellenschultern versehen, die Innenumfangswand der Halterung ist mit ringförmigen Positionierungsabschnitten versehen, die radial und nach außen vertieft sind, und die Träger sind zwischen den Wellenschultern und den Positionierungsabschnitten angeordnet.
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In mindestens einer Ausführungsform sind zwei Träger vorgesehen und die zwei Träger sind an zwei Enden der Halterung in der Axialrichtung angeordnet.
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In mindestens einer Ausführungsform sind die Träger mit Fett geschmierte Gleitträger oder weisen eine selbstschmierende Funktion auf.
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In mindestens einer Ausführungsform umfasst die Messanordnung ferner eine Heckabdeckung und die Heckabdeckung ist an einem Ende der Zentralwelle montiert, das vom ersten Ende entfernt ist, um den Innenhohlraum zu schließen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Radnabenantriebssystem bereitgestellt, das einen Antriebsmotor und ein Untersetzungselement umfasst und auch eine Raddrehzahlmessanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
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Ein Rotor des Antriebsmotors weist eine drehfeste Verbindung mit einem Eingangsende des Untersetzungselements auf und der Außenring des Radnabenträgers der Raddrehzahlmessanordnung weist eine drehfeste Verbindung mit dem Ausgangsende des Untersetzungselements auf.
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Die Raddrehzahlmessanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine einfache Struktur auf und ist in der Lage, die Raddrehzahl direkt zu messen.
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Die durch das Radnabenantriebssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ausgegebene Drehzahl kann genau gemessen werden und das Radnabenantriebssystem weist eine kompakte Größe auf.
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Figurenliste
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- 1 ist ein schematisches Diagramm eines elektrischen Radnabenantriebssystems.
- 2 ist eine Schnittansicht einer Raddrehzahlmessanordnung in einer Axialrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist ein schematisches Diagramm einer Synchronabdeckung einer Raddrehzahlmessanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 4 ist ein schematisches Diagramm einer Synchronwelle einer Raddrehzahlmessanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist ein schematisches Diagramm einer Halterung einer Raddrehzahlmessanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 6 ist eine Schnittansicht von 5 entlang einer Axialrichtung.
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es versteht sich, dass die spezifische Beschreibung nur verwendet wird, um Fachleute zu lehren, wie die Erfindung zu realisieren ist, und weder alle möglichen Variationen der vorliegenden Erfindung erschöpfend darlegt noch den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einschränken soll.
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Sofern nicht anders angegeben, wird Bezug genommen auf 2, wobei A eine Axialrichtung einer Raddrehzahlmessanordnung darstellt, und die Axialrichtung A mit der Axialrichtung eines Radnabenträgers B in der Raddrehzahlmessanordnung übereinstimmt; und R eine Radialrichtung der Raddrehzahlmessanordnung darstellt, und die Radialrichtung R mit der Radialrichtung des Radnabenträgers B in der Raddrehzahlmessanordnung übereinstimmt.
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Die Raddrehzahlmessanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 2 bis 6 beschrieben. Die Raddrehzahlmessanordnung ist ein Teil eines Radnabenantriebssystems und wird zum Messen der Drehzahl eines Rads verwendet, das durch das Radnabenantriebssystem angetrieben wird.
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In dieser Ausführungsform umfasst die Raddrehzahlmessanordnung einen Radnabenträger B, eine Synchronwelle 10, eine Synchronabdeckung 20, einen Compiler 30, eine Halterung 40, eine Heckabdeckung 50 und Träger 60.
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Der Radnabenträger B umfasst eine Zentralwelle B1, einen Außenring B2 und zwischen der Zentralwelle B1 und dem Außenring B2 angeordnete Wälzkörper.
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Die Zentralwelle B1 ist eine Hohlwelle, die in der Axialrichtung A durchdringt. Die Zentralwelle B1 ist an einem Gehäuse des Radnabenantriebssystems befestigt, und das Gehäuse ist an einer Fahrzeugaufhängung befestigt, oder mit anderen Worten, weist die Zentralwelle B1 eine verwindungssteife (drehfeste) Verbindung mit der Fahrzeugaufhängung auf.
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Der Außenring B2 ist an einem Ende der Zentralwelle B1 aufgehülst und kann sich relativ zur Zentralwelle B1 drehen. Der Außenring B2 wird zum Verbinden einer Radnabe und eines Ausgangsendes eines Untersetzungselements (nicht dargestellt) verwendet, sodass das Drehmoment von einem Antriebsmotor (nicht dargestellt) des Radnabenantriebssystems auf eine Radnabe durch das Untersetzungselement und den Außenring B2 nacheinander übertragen werden kann. In der Axialrichtung A ist die Länge des Außenrings B2 kleiner als die der Zentralwelle B1. Zur Vereinfachung der nachstehenden Beschreibung wird das Ende der Zentralwelle B1, an dem sich der Außenring B2 befindet, als ein erstes Ende der Zentralwelle B1 bezeichnet.
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In dieser Ausführungsform weist ein Außenumfang des Außenrings B2, der dem ersten Ende in der Axialrichtung A nahe ist, einen Flanschabschnitt auf, der in der Radialrichtung R nach außen vorsteht, und die Radnabe (nicht dargestellt) kann mit dem Flanschabschnitt durch einen Bolzen W5 verbunden sein.
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Um die Axialpositionierung des Wälzkörpers und des Außenrings B2 auf der Zentralwelle B1 zu erleichtern, ist der Außendurchmesser eines Abschnitts der Zentralwelle B1 in der Axialrichtung A und nahe dem ersten Ende vorzugsweise kleiner als der eines Abschnitts der Zentralwelle B1, der vom ersten Ende entfernt ist.
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Die Synchronabdeckung 20 ist an einem Ende des Außenrings B2 montiert, das dem ersten Ende der Zentralwelle B1 nahe ist, und die Synchronabdeckung 20 weist eine verwindungssteife Verbindung mit dem Außenring B2 auf (beispielsweise mittels einer Schraubverbindung oder einer Verbindung nach Art einer Presspassung).
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Eine dem Innenhohlraum B1a der Zentralwelle B1 zugewandte Seitenwand der Synchronabdeckung 20 ist mit einem Verbindungsständer 21 versehen, der in Richtung des Innenhohlraums B1a vorsteht. Ein mittlerer Abschnitt des Verbindungsständers 21 ist vertieft, um eine Verbindungsnut 211 zu bilden. Die Verbindungsnut 211 wird zum Verbinden der nachstehend weiter beschriebenen Synchronwelle 10 verwendet.
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Die Synchronabdeckung 20 erfüllt die Funktion, die Synchronwelle 10 und den Außenring B2 zu verbinden sowie den Radnabenträger B am Ende abzudichten, wodurch verhindert wird, dass Verunreinigungen wie etwa spritzendes Schmutzwasser in das Innere des Radnabenträgers B gelangen.
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Die Synchronwelle 10 ist im Innenhohlraum B1a der Zentralwelle B1 angeordnet. Ein Ende der Synchronwelle 10 und die Synchronabdeckung 20 sind mit der Verbindungsnut 211 auf verwindungssteife Art verbunden. Insbesondere bildet dieses Ende der Synchronwelle 10 einen Verbindungsabschnitt 11 mit einer speziellen Querschnittsform, und die Querschnittsform des Verbindungsabschnitts 11 ist die gleiche wie die der Verbindungsnut 211.
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In dieser Ausführungsform weist der Querschnitt des Verbindungsabschnitts 11, der senkrecht zur Axialrichtung A ist, eine Taillenform auf, die beispielsweise durch Schneiden des Endes der Synchronwelle 10 entlang der Axialrichtung gebildet wird. Der Abstand zwischen zwei ebenen Abschnitten der Taillenform ist ungefähr gleich der Breite der Verbindungsnut 211, sodass sich der Verbindungsabschnitt 11 in die Verbindungsnut 211 erstrecken und eng an der Seitenwand der Verbindungsnut 211 anliegen kann. Es versteht sich, dass die Querschnitte des Verbindungsabschnitts 11 und der Verbindungsnut 211 auch andere Formen aufweisen können und die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
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Auf diese Weise kann sich die Synchronabdeckung 20 zusammen mit der Synchronwelle 10 synchron drehen, und da sich die Synchronabdeckung 20 und der Außenring B2 synchron drehen und sich das Rad und der Außenring B2 synchron drehen, ist die Drehung der Synchronwelle 10 mit dem Rad synchron.
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Ein Ende der Synchronwelle 10, das vom Verbindungsabschnitt 11 entfernt ist, ist mit dem Compiler 30 versehen, der eine verwindungssteife Verbindung mit der Synchronwelle 10 aufweist. Das vorstehend erwähnte Ende ist vom Außenring B2 und einer Radfelge entfernt, sodass genug Platz vorhanden ist, um den Compiler 30 anzuordnen, und ein Sensor zum Detektieren eines Drehsignals des Compilers 30 kann praktischerweise an der nahegelegenen Fahrzeugaufhängung angeordnet werden. Die vom Sensor gemessene Drehzahl des Compilers 30 ist die Drehzahl des Rades.
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In dieser Ausführungsform ist der Compiler 30 ringförmig, ein Ende der Synchronwelle 10, das vom Verbindungsabschnitt 11 entfernt ist, ist mit einem Compiler-Montageabschnitt 13 mit einem großen Außendurchmesser versehen, und der ringförmige Compiler 30 ist auf den Compiler-Montageabschnitt 13 aufgehülst. Der Compiler 30 ist mit dem Compiler-Montageabschnitt 13 mittels Presspassung pressgepasst oder mittels einer Gewindeverbindung daran montiert.
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Um die Synchronwelle 10 stabil zu tragen, ist die Halterung 40 im Innenhohlraum B1a angeordnet und weist eine verwindungssteife Verbindung mit der Zentralwelle B1 auf.
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Die Halterung 40 ist ringförmig, und eine Außenumfangswand der Halterung 40 bildet eine Presspassung mit einer Innenumfangswand der Synchronwelle 10, die den Innenhohlraum B1a definiert.
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Die Synchronwelle 10 geht durch das Mittelloch 41 der Halterung 40 hindurch, und die Träger 60 sind zwischen der Innenumfangswand der Halterung 40 und der Synchronwelle 10 angeordnet. Vorzugsweise sind die Träger 60 Gleitträger.
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Bei dieser Ausführungsform sind zwei Träger 60 vorhanden, die jeweils an zwei Axialenden der Halterung 40 angeordnet sind. Ein Axialbereich der Synchronwelle 10 zum Montieren der Träger 60 bildet Wellenschultern 12, und die Innenumfangswand der Halterung 40 bildet zwei ringförmige Positionierungsabschnitte 42, die an beiden Axialenden radial und nach außen vertieft sind. Innenringe der Träger 60 sind an den Wellenschultern 12 montiert, und Außenringe der Träger 60 sind an den Positionierungsabschnitten 42 montiert.
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Um das Montieren der Halterung 40 zu erleichtern, weist vorzugsweise ein Abschnitt der Zentralwelle B1, der vom ersten Ende entfernt ist, einen größeren Innendurchmesser auf, das heißt, ein Abschnitt des Innenhohlraums B1a, wo die Halterung 40 montiert ist, weist einen größeren Innendurchmesser auf, sodass der Innenhohlraum B1a eine Form bildet, die ein großes Ende und ein kleines Ende aufweist.
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Das Ende der Zentralwelle B1, das vom ersten Ende entfernt ist, ist mit der Endabdeckung 50 versehen, und die Endabdeckung 50 wird zum Schließen des Innenhohlraums B1a an diesem Ende verwendet, wodurch verhindert wird, dass Verunreinigungen wie etwa spritzendes Schmutzwasser in den Innenhohlraum B1a eintreten oder noch weiter durch den Innenhohlraum B1a hindurchgehen, um zum ersten Ende der Zentralwelle B1 zu fließen und in das Innere des Radnabenträgers B einzudringen. In dieser Ausführungsform ist die Heckabdeckung 50 in die Innenumfangswand der Zentralwelle B1 eingebettet.
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Es ist unpraktisch, Schmiermittel an den Trägern 60 nachzufüllen, da der Innenhohlraum B1a durch zwei Abdeckungen verschlossen ist, sodass die Träger 60 vorzugsweise mit Fett geschmiert sind oder vorzugsweise solche sind, die eine selbstschmierende Funktion aufweisen.
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Es versteht sich, dass der Sensor zum Erfassen des Signals des Compilers 30 außerhalb der Zentralwelle B1 angeordnet sein kann, beispielsweise an der Fahrzeugaufhängung montiert. Dieser Sensor kann ein Teil der Raddrehzahlmessanordnung der vorliegenden Anmeldung sein oder nicht.
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Die Erfindung weist mindestens einen der folgenden Vorteile auf:
- (i) Die Raddrehzahlmessanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, die Drehzahl des Rads direkt zu messen, und das erfasste Signal der Drehzahl ist direkt und zuverlässig.
- (ii) Der Compiler 30 ist im geschlossenen Innenhohlraum B1a untergebracht und ist nicht anfällig für Verschmutzung und Beschädigung.
- (iii) Der Compiler 30 kann ein herkömmlicher Compiler für den Sensor zum Messen der Drehzahl sein.
- (iv) Die Raddrehzahlmessanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung nutzt effektiv einen Innenraum des Radnabenantriebssystems und muss keinen zusätzlichen Raum des ursprünglichen Radnabenantriebssystems einnehmen.
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Natürlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend aufgeführten Ausführungsformen beschränkt, und ein Fachmann könnte verschiedene Modifikationen an den vorstehend aufgeführten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angesichts der Lehre der vorliegenden Erfindung vornehmen, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- W1
- Antriebsmotor;
- W2
- Untersetzungselement;
- W3
- Radnabenträger;
- W4
- Bremse;
- W5
- Bolzen;
- B
- Radnabenträger;
- B1
- Zentralwelle;
- B1a
- Innenhohlraum;
- B2
- Außenring;
- 10
- Synchronwelle;
- 11
- Verbindungsabschnitt;
- 12
- Schulter;
- 13
- Compiler-Montageabschnitt;
- 20
- Synchronabdeckung;
- 21
- Verbindungsständer;
- 211
- Verbindungsnut;
- 30
- Compiler;
- 40
- Halterung;
- 41
- Mittelloch;
- 42
- Positionierungsabschnitt;
- 50
- Heckabdeckung;
- 60
- Träger.
