DE19648537C1 - CV shaft - Google Patents

CV shaft

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DE19648537C1
DE19648537C1 DE1996148537 DE19648537A DE19648537C1 DE 19648537 C1 DE19648537 C1 DE 19648537C1 DE 1996148537 DE1996148537 DE 1996148537 DE 19648537 A DE19648537 A DE 19648537A DE 19648537 C1 DE19648537 C1 DE 19648537C1
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Joachim Proels
Hans-Heinrich Welschof
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Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkwelle mit zwei Gleichlauf­ drehgelenken, die jeweils ein Gelenkaußenteil mit ersten Kugel­ bahnen, das mit Antriebsmitteln verbindbar ist, ein Gelenkinnen­ teil mit zweiten Kugelbahnen, das mit einem die Gelenkinnenteile verbindenden Wellenschaft verbunden ist, in korrespondierenden ersten Kugelbahnen im Gelenkaußenteil und zweiten Kugelbahnen und im Gelenkinnenteil geführten drehmomentübertragenden Kugeln und einem mit umfangsverteilten Fenstern versehenen, die Kugeln in den Fenstern aufnehmenden und in einer Ebene haltenden ring­ förmigen Käfig umfassen, wobei die beiden Gleichlaufdrehgelenke VL-Schiebegelenke mit zueinander entgegengesetzt schräg zur Längsrichtung verlaufenden sich kreuzenden korrespondierenden ersten und zweiten Kugelbahnen sind und die Gelenkinnenteile zerstörungsfrei unlösbar mit dem Wellenschaft verbunden sind, wobei jeweils die zum Wellenschaft weisende Öffnung des Käfigs einen kleinsten Innendurchmesser aufweist, der kleiner ist, als der größte Außendurchmesser des jeweiligen Gelenkinnenteils, und die zum Wellenschaft weisende Öffnungsseite des Käfigs einen Axialanschlag für das jeweilige Gelenkinnenteil bildet.The invention relates to a propeller shaft with two synchronism swivel joints, each an outer joint part with first ball path, which can be connected to drive means, an inner joint part with second ball tracks, the one with the inner joint parts connecting shaft is connected in corresponding first ball tracks in the outer joint part and second ball tracks and torque-transmitting balls guided in the inner joint part and one with circumferentially distributed windows, the balls in the window receiving and in a plane holding ring shaped cage, the two constant velocity joints VL sliding joints with diagonally opposite to each other Longitudinal intersecting corresponding ones first and second ball tracks are and the inner joint parts are non-destructively connected to the shaft shaft, with the opening of the cage facing the shaft has a smallest inside diameter that is smaller than the largest outer diameter of the respective inner joint part, and the opening side of the cage facing the shaft shaft Axial stop forms for the respective inner joint part.

Eine Welle der genannten Art ist aus der DE 37 10 572 C2 be­ kannt, eine Welle ähnlicher Art mit einem Festgelenk aus der DE 34 30 067 C1. VL-Gelenke der hier in Rede stehenden Art, die sich rein axial montieren lassen, jedoch gegen ein selbsttätiges Demontieren gesichert sind, sind als solche aus der DE 38 20 449 A1 bekannt. Hierbei ist das Gelenkinnenteil des VL-Schiebegelen­ kes über Profilverzahnungen mit dem separat hergestellten Wel­ lenschaft lösbar verbunden. Axiale Anschlagmittel für die Ge­ lenkinnenteile bzw. den Wellenschaft sind in den Gelenkaußen­ teilen vorgesehen. Dagegen ist es aus der genannten DE 34 30 067 C1 bereits bekannt, das Gelenkinnenteil eines VL-Schiebegelenkes mit einer Hohlwelle durch Schweißen zu verbinden.A wave of the type mentioned is from DE 37 10 572 C2 knows, a shaft of a similar type with a fixed joint from DE 34 30 067 C1. VL joints of the type in question here, the can be installed purely axially, but against an automatic one Disassembly are secured as such from DE 38 20 449 A1 known. Here is the inner joint part of the VL sliding gel kes about profile gears with the separately manufactured wel  shaft releasably connected. Axial slings for the Ge Steering inner parts or the shaft shaft are in the outer joint share provided. In contrast, it is from DE 34 30 067 C1 already known, the inner joint part of a VL sliding joint to be connected to a hollow shaft by welding.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gelenk­ wellen der genannten Art bereitzustellen, die hinsichtlich der Montage- und der Herstellungskosten weiter optimiert sind.The present invention has for its object joint provide waves of the type mentioned, with regard to the Assembly and manufacturing costs are further optimized.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß jeweils die Ge­ lenkinnenteile mit angebundenem Wellenschaft koaxial in den jeweiliegen Käfig einführbar sind, indem die zum Wellenschaft weisende Öffnung des Käfigs durch Ausnehmungen erweitert ist, die ein größeres Radialmaß und eine größere Umfangserstreckung als die jeweils von zwei Kugelbahnen begrenzten Längsstege des jeweiligen Gelenkinnenteils haben.The solution according to the invention is that the Ge steering inner parts with attached shaft shaft coaxial in the each cage can be inserted by the shaft to the shaft opening of the cage is expanded by recesses, which have a larger radial dimension and a larger circumferential extent than the longitudinal webs of each delimited by two ball tracks have respective joint inner part.

Durch die erfindungsgemäße Merkmalskombination sind alle Teile der Gelenkwelle einschließlich der VL-Gelenke koaxial montier­ bar. Die Montage der Gelenkinnenteile mit den Käfigen erfolgt hierbei nach dem Bewegungsablauf eines Bajonettverschlusses, d. h. einem axialen Einführen folgt eine Drehbewegung, die die Bahnen im Gelenkinnenteil mit den Fenstern im Käfig in Deckung bringt, damit die Kugeln anschließend durch die Fenster von außen in die Kugelbahnen einsetzbar sind.Due to the combination of features according to the invention, all parts are Mount the PTO shaft including the VL joints coaxially bar. The assembly of the inner joint parts with the cages is done here after the movement of a bayonet lock, d. H. an axial insertion is followed by a rotary movement that the Lanes in the inner joint part with the windows in the cage in cover brings, so that the balls then through the windows of can be used outside in the ball tracks.

Hierbei werden zunächst die Längsstege des Gelenkinnenteils auf die Ausnehmungen in der Käfigöffnung bezüglich ihrer gegenseiti­ gen Winkelstellung zueinander ausgerichtet, so daß das Gelenk­ innenteil in den Käfig einführbar ist. Auch diese axiale Montage erlaubt ein einstückiges Ausführen des Wellenschaftes mit den Gelenkinnenteilen bzw. ein unlösbares Verbinden des Wellenschaf­ tes mit den Gelenkinnenteilen vor der Gelenkmontage. Here, the longitudinal webs of the inner joint part are first the recesses in the cage opening with respect to each other gen aligned angular position to each other so that the joint is insertable inside the cage. This axial assembly too allows the shaft shaft to be made in one piece with the Inner joint parts or an inseparable connection of the shaft sheep tes with the inner joint parts before the joint assembly.  

Die Gestalt des Käfigs bildet hierbei die Anschlagmittel gegen ein unbeabsichtigtes axiales Demontieren der Gelenke, indem das Gelenkinnenteil innen an die öffnungsseitigen Wandungsteile des Käfigs anschlägt. Ein Faltenbalg zur Abdichtung des Gelenkes kann unmittelbar auf dem Gelenkaußenteil festgelegt werden, sofern eine Blechkappe zum Aufnehmen des Faltenbalgs vorgesehen ist, erfüllt sie keine Anschlagfunktion.The shape of the cage forms the sling against an unintentional axial dismantling of the joints by the Inner joint part on the opening-side wall parts of the Cage strikes. A bellows to seal the joint can be fixed directly on the outer joint part, if a sheet metal cap is provided for receiving the bellows it has no stop function.

In einer ersten Ausführung ist der Käfig so ausgeführt, daß die Ausnehmungen Ausklinkungen in dem wellenschaftseitigen Wandungs­ teil des Käfigs sind. Derartige Ausnehmungen sind durch mecha­ nische Bearbeitung, insbesondere durch Räumen leicht herstell­ bar.In a first embodiment, the cage is designed so that the Recesses notches in the wall on the shaft side are part of the cage. Such recesses are through mecha niche processing, especially by making them easily bar.

Eine zweite Ausgestaltungsform des Käfigs sieht vor, daß die Ausnehmungen durch einen gewellten Verlauf des wellenschaft­ seitigen Wandungsteils des Käfigs bei unveränderter Wandstärke des Wandungsteils gebildet werden. Dies läßt sich durch radiale Umformschritte an einem zunächst rotationssymmetrisch herge­ stellten Käfig darstellen, insbesondere durch ein Aufspreizen des zunächst mit kreisförmiger wellenseitiger Innenöffnung her­ gestellten Käfigs.A second embodiment of the cage provides that the Recesses through a wavy course of the shaft side wall part of the cage with unchanged wall thickness of the wall part are formed. This can be done by radial Forming steps on an initially rotationally symmetrical represent cage, especially by spreading first with a circular inner opening on the shaft side posed cage.

In besonders günstiger Ausführung ist der Wellenschaft durch einen Rohrkörper gebildet, wodurch die Herstellung der Verbin­ dung zu den Gelenkinnenteilen erleichtert wird, indem ein Reib­ schweißverfahren verwendet werden kann.In a particularly favorable design, the shaft shaft is through formed a tubular body, thereby producing the connector tion to the inner joint parts is facilitated by a friction welding process can be used.

In weiterer günstiger Ausführung kann vorgesehen sein, den Wel­ lenschaft einstückig mit den Gelenkinnenteilen auszuführen, um die Teilezahl bzw. die Zahl der Herstellschritte zu reduzieren.In a further favorable embodiment, the wel to be made in one piece with the inner joint parts in order to to reduce the number of parts or the number of manufacturing steps.

Nach einer besonders vorteilhaften Herstellungsart ist vorgese­ hen, daß der Wellenschaft mit den Gelenkinnenteilen verschweißt wird, bevor er gemeinsam mit diesen einem Härteverfahren unter­ zogen wird. Hiermit kann insbesondere auch die Schweißverbin­ dungsstelle in die Härtung bzw. Vergütung einbezogen werden.According to a particularly advantageous method of manufacture, it is pre-cut hen that the shaft shaft welded to the inner joint parts  before undergoing a hardening process together with these is pulled. This can also be used in particular for the welded joint in the hardening or remuneration.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert.Preferred embodiments of the invention are as follows explained using the drawings.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Welle mit zwei VL-Ver­ schiebegelenken; Fig. 1 shows a shaft according to the invention with two VL Ver sliding joints;

Fig. 2 zeigt den Käfig eines VL-Gelenkes nach Fig. 1
a) in Axialansicht
b) im Längsschnitt;
FIG. 2 shows the cage of a VL joint according to FIG. 1
a) in axial view
b) in longitudinal section;

Fig. 3 zeigt den Käfig eines abgewandelten VL-Gelenkes
a) in Axialansicht
b) im Längsschnitt.
Fig. 3 shows the cage of a modified VL joint
a) in axial view
b) in longitudinal section.

In Fig. 1 ist eine Gelenkwelle bestehend aus zwei untereinander gleichen Verschiebegelenken 31, 32 und einem Wellenschaft 33 gezeigt. Die Gelenke umfassen, wie am Gelenk 31 dargestellt, jeweils ein Gelenkaußenteil 41 mit angeformten Wellenzapfen 42, ein Gelenkinnenteil 43, einen Käfig 44 sowie in Fenstern 45 des Käfigs 44 gehaltene Kugeln 46. Die Kugeln 46 sind in einander zugeordneten Bahnen 47 im Gelenkaußenteil 11 und Bahnen 48 im Gelenkinnenteil 13 geführt. Auf das Gelenkaußenteil 31 ist je­ weils wellenschaftseitig eine Blechkappe 49 aufgesetzt, auf der jeweils ein Faltenbalg 50 mit einem Ende festgelegt ist. Eine Axialanschlagfunktion erfüllen diese Blechkappen hier nicht. An die Gelenkinnenteile 43 ist jeweils ein hohler Wellenschaft 33 angeschweißt, auf dem jeweils der Faltenbalg 50 mit dem anderen Ende festgelegt ist. Wie mit entsprechenden Maßpfeilen ange­ zeigt, ist der kleinste Öffnungsdurchmesser DF der Blechkappe 49 größer als der Außendurchmesser DN des Gelenkinnenteils 43. In Fig. 1, a hinge shaft is composed of two mutually identical slide joints 31, 32 and shown a shaft stem 33. As shown on the joint 31 , the joints each comprise an outer joint part 41 with integrally formed shaft journals 42 , an inner joint part 43 , a cage 44 and balls 46 held in windows 45 of the cage 44 . The balls 46 are guided in mutually assigned paths 47 in the outer joint part 11 and paths 48 in the inner joint part 13 . On the outer joint part 31 , depending on the shaft side, a sheet metal cap 49 is placed, on each of which a bellows 50 is fixed at one end. These sheet metal caps do not perform an axial stop function here. A hollow shaft 33 is welded to the inner joint parts 43 , on each of which the bellows 50 is fixed with the other end. As shown with corresponding dimension arrows, the smallest opening diameter D F of the sheet metal cap 49 is larger than the outer diameter D N of the inner joint part 43 .

Dagegen ist der wellenschaftseitige Öffnungsdurchmesser DA des Käfigs 44 kleiner als der größte Außendurchmesser DN des Gelenk­ innenteils. Wie in der oberen Schnitthälfte zu erkennen ist, hat der Käfig 44 jeweils beidseitig Umfangsbereiche, durch die das Gelenkinnenteil 43 mit zwischen den Kugelbahnen 18 liegenden Längsstegen 62 in koaxialer Stellung hindurchgeführt werden kann. Wie in der unteren Schnitthälfte ebenfalls dargestellt, sind den Längsstegen 62 in montierter Stellung jedoch jeweils Wandungsteile des Käfigs 44 zugeordnet, die eine axiale Demonta­ ge in Richtung Wellenschaft 33 verhindern, indem sie Innenflä­ chen 63 bilden, die einen Axialanschlag für die Gelenkinnenteile 43 bilden.In contrast, the shaft diameter opening diameter D A of the cage 44 is smaller than the largest outer diameter D N of the inner joint part. As can be seen in the upper half of the section, the cage 44 has circumferential regions on both sides, through which the inner joint part 43 can be passed in a coaxial position with longitudinal webs 62 lying between the ball tracks 18 . As also shown in the lower half of the section, the longitudinal webs 62 in the assembled position are each assigned to wall parts of the cage 44 , which prevent axial demounting in the direction of the shaft shaft 33 by forming surfaces 63 which form an axial stop for the inner joint parts 43 .

In Fig. 2 ist der Käfig 44 nach Fig. 1 in vergrößerter Dar­ stellung gezeigt. Der Käfig 44 ist hierbei etwa symmetrisch zu einer Mittelebene E ausgeführt. Neben den bereits in Fig. 1 bezeichneten Fenstern 45 sind hier im einzelnen eine wellen­ schaftseitige Öffnung 58 und eine deckelseitige Öffnung 59 be­ zeichnet, die jeweils einen kleinsten Öffnungsdurchmesser DA haben, der kleiner ist als der größte Durchmesser des Gelenkin­ nenteils DN gemäß Fig. 1. Die Öffnungen 58, 59 weisen weiterhin Ausklinkungen 60, 61 auf, die einen größeren Durchmesser DK bilden, der größer ist als der größte Nabendurchmesser des Ge­ lenkinnenteils DN, wobei die Breite der Ausklinkungen 60, 61 größer ist als die der Längsstege 62 jeweils zwischen zwei Ku­ gelbahnen 48 am Gelenkinnenteil. Das Gelenkinnenteil kann auf diese Weise nach Art eines Bajonettverschlusses mit dem Käfig 44 koaxial montiert werden, wobei durch Verdrehen um den Winkel α dann die Längsstege 62 zwischen den Kugelbahnen 48 axial durch innere Anschlagflächen 63 gesichert werden.In Fig. 2 the cage 44 is shown in Fig. 1 in an enlarged Dar position. The cage 44 is embodied approximately symmetrically to a central plane E. In addition to the windows 45 already shown in FIG. 1, a shaft-side opening 58 and a cover-side opening 59 are in detail here, each of which has a smallest opening diameter D A that is smaller than the largest diameter of the inner joint part D N according to FIG . 1. the openings 58, 59 further have notches 60, 61, which form a larger diameter D K which is greater than the maximum hub diameter of the Ge joint inner part D N, the width of the notches, 61 is greater than 60 than that of the Longitudinal webs 62 each between two Ku gel tracks 48 on the inner joint part. In this way, the inner joint part can be mounted coaxially with the cage 44 in the manner of a bayonet lock, the longitudinal webs 62 between the ball tracks 48 then being axially secured by inner stop surfaces 63 by rotating the angle α.

In Fig. 3 ist ein Käfig mit ähnlichen Merkmalen wie der in Fig. 2 dargestellt. Hierbei sind jedoch an einem zunächst sym­ metrisch zur Mittelebene E hergestellten Käfig 44' Aufweitungs­ bereiche 60 nur an der wellenschaftseitigen Innenöffnung 58 ausgebildet, während die deckelseitige Innenöffnung 59 eine Kreisform beibehalten hat. Wie in der Ansicht auf die Innenöff­ nung 58 erkennbar, sind die Aufweitungen durch eine wellenförmi­ ge Verformung über dem Umfang bei unveränderter Wandstärke her­ gestellt. Durch die Bereiche der Aufweitungen 60 hindurch ist die hintere Innenkante der zweiten Innenöffnung 59 erkennbar. FIG. 3 shows a cage with features similar to those in FIG. 2. Here, however, widening areas 60 are formed only on the shaft-shaft-side inner opening 58 , while the cover-side inner opening 59 has retained a circular shape on a cage 44 ′ which is initially produced symmetrically to the center plane E. As can be seen in the view of the inner opening 58 , the widenings are produced by a wave-shaped deformation over the circumference with unchanged wall thickness. The rear inner edge of the second inner opening 59 can be seen through the regions of the widenings 60 .

Claims (7)

1. Gelenkwelle mit zwei Gleichlaufdrehgelenken (31; 32), die jeweils ein Gelenkaußenteil (41) mit ersten Kugelbahnen (47), das mit Antriebsmitteln verbindbar ist, ein Gelenk­ innenteil (43) mit zweiten Kugelbahnen (48), das mit einem die Gelenkinnenteile verbindenden Wellenschaft (33) verbun­ den ist, in korrespondierenden ersten Kugelbahnen (47) im Gelenkaußenteil (41) und zweiten Kugelbahnen (48) und im Gelenkinnenteil (43) geführten drehmomentübertragenden Kugeln (46) und einen mit umfangsverteilten Fenstern (45) versehenen, die Kugeln (46) in den Fenstern (45) aufnehmen­ den und in einer Ebene haltenden ringförmigen Käfig (44) umfassen, wobei die beiden Gleichlaufdrehgelenke (31; 32) VL-Schiebegelenke mit zueinander entgegengesetzt schräg zur Längsrichtung verlaufenden sich kreuzenden korrespondieren­ den Kugelbahnen (47) ersten und zweiten Kugelbahnen (48) sind, und die Gelenkinnenteile (43) zerstörungsfrei unlös­ bar mit dem Wellenschaft (33) verbunden sind, wobei jeweils die zum Wellenschaft (33) weisende Öffnung des Käfigs (44) einen kleinsten Innendurchmesser aufweist, der kleiner ist, als der größte Außendurchmesser des jeweiligen Gelenkinnen­ teils (31), und die zum Wellenschaft (33) weisende Öff­ nungsseite des Käfigs (44) einen Axialanschlag für das jeweilige Gelenkinnenteil (31) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Gelenkinnenteile (31) mit angebundenem Wellenschaft (33) koaxial in den jeweiligen Käfig (44) einführbar sind, indem die zum Wellenschaft (33) weisende Öffnung des Käfigs (44) durch Ausnehmungen (60) erweitert ist, die ein größeres Radialmaß und eine größere Umfangser­ streckung als die jeweils von zwei Kugelbahnen (38) be­ grenzten Längsstege (62) des jeweiligen Gelenkinnenteils (31) haben.1. PTO shaft with two constant velocity joints ( 31 ; 32 ), each having an outer joint part ( 41 ) with first ball tracks ( 47 ) that can be connected with drive means, an inner joint part ( 43 ) with second ball tracks ( 48 ), with one of the inner joint parts connecting shaft shaft ( 33 ) is connected, in corresponding first ball tracks ( 47 ) in the outer joint part ( 41 ) and second ball tracks ( 48 ) and in the inner joint part ( 43 ) guided torque-transmitting balls ( 46 ) and one with circumferentially distributed windows ( 45 ) provided Balls ( 46 ) in the windows ( 45 ) accommodate the ring-shaped cage ( 44 ), which holds in one plane, the two constant-velocity rotary joints ( 31 ; 32 ) VL sliding joints with mutually opposite, oblique to the longitudinal direction corresponding to the ball tracks ( 47 ) first and second ball tracks ( 48 ), and the inner joint parts ( 43 ) non-destructively insoluble bar with the Wellenscha ft ( 33 ) are connected, the opening of the cage ( 44 ) facing the shaft shaft ( 33 ) each having a smallest inside diameter which is smaller than the largest outside diameter of the respective inner joint part ( 31 ), and that facing the shaft shaft ( 33 ) Pointing opening side of the cage ( 44 ) forms an axial stop for the respective inner joint part ( 31 ), characterized in that in each case the inner joint parts ( 31 ) with a connected shaft shaft ( 33 ) can be inserted coaxially into the respective cage ( 44 ) by the shaft shaft ( 33 ) facing opening of the cage ( 44 ) is extended by recesses ( 60 ) which have a larger radial dimension and a larger circumferential extension than that of two ball tracks ( 38 ) be longitudinal webs ( 62 ) of the respective inner joint part ( 31 ). 2. Gelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (60) Ausklinkungen in dem wellen­ schaftseitigen Wandungsteil des Käfigs (44) sind.2. Cardan shaft according to claim 1, characterized in that the recesses ( 60 ) notches in the shaft-side wall part of the cage ( 44 ). 3. Gelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (60) durch einen gewellten Verlauf des wellenschaftseitigen Wandungsteils des Käfigs (44) bei unveränderter Wandstärke des Wandungsteils gebildet werden.3. Cardan shaft according to claim 1, characterized in that the recesses ( 60 ) are formed by a corrugated profile of the shaft shaft side wall part of the cage ( 44 ) with unchanged wall thickness of the wall part. 4. Gelenkwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gewellte Verlauf durch einen Wechsel zwischen kuge­ ligen und konischen Abschnitten des wellenschaftseitigen Wandungsteils des Käfigs (44) gebildet wird.4. Cardan shaft according to claim 3, characterized in that the corrugated course is formed by an alternation between spherical and conical sections of the shaft-side wall part of the cage ( 44 ). 5. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der Innendurchmesser der vom Wellenschaft (33) abgewandten Öffnung des Käfigs (44) kleiner ist als der Außendurchmesser des Gelenkinnenteils (43) und einen Axial­ anschlag für das Gelenkinnenteil (43) bildet.5. Joint according to one of claims 1 to 4, characterized in that in each case the inner diameter of the shaft shaft ( 33 ) facing away from the opening of the cage ( 44 ) is smaller than the outer diameter of the inner joint part ( 43 ) and an axial stop for the inner joint part ( 43 ) forms. 6. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenschaft (3, 33) ein Rohrkörper ist.6. Joint according to one of claims 1 to 5, characterized in that the shaft shaft ( 3 , 33 ) is a tubular body. 7. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenschaft (3, 33) einstückig mit den Gelenk­ innenteilen ist.7. Joint according to one of claims 1 to 5, characterized in that the shaft shaft ( 3 , 33 ) is in one piece with the joint inner parts.
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