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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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(1) UMFELD DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung, insbesondere eine Lagerpositioniervorrichtung für einen Nabenaufbau.
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(2) BESCHREIBUNG DER HERKÖMMLICHEN AUSFÜHRUNGSART
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Ein Nabenaufbau nach dem bekannten Stand der Technik ist in der Mitte des Rades montiert, wobei eine Achse drehbar durch die Nabe ragt und diese Achse am Fahrradrahmen befestigt ist. Zwischen den Flanschen der Nabe und der Felge des Rades sind mehrere Speichen befestigt.
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Für ein reibungsloses Drehen des Rades ist zwischen der Achse und der Nabe ein Lager eingebaut, wobei dieses Lager als ein Lager mit einem Standard-Innen- und -Außengehäuse aufgebaut ist, zwischen denen sich Kügelchen befinden, oder das Lager ist als ein Lager ausgeführt, das mit einem Paar schüsselförmige Kugelschalen aufgebaut ist, zwischen denen sich die Kügelchen befinden.
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Die
Taiwan-Gebrauchsmuster-Nr. 098209691 beschreibt einen Nabenaufbau, der die beiden oben genannten Kügelchen enthält.
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Das Lager mit den Innen- und Außengehäusen trägt die Last sowohl in axialen als auch in radialen Richtungen, damit die Achse relativ zur Nabe rotiert wird. Das Lager kann als ein Wälz- oder als ein Traglager ausgeführt sein. Die Betätigungen zwischen den Bauteilen des Wälzlagers erfolgt durch Wälzen, während für die relative Bewegung der Bauteile des Traglagers ein Schmierstoff verwendet wird.
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Mit der vorliegenden Erfindung soll ein verbessertes Wälzlager geschaffen werden, das aus einer inneren und äußeren Kugelschale, aus einem Sprengring und aus Kügelchen aufgebaut ist. Beim Zusammenbauen werden die äußere und innere Kugelschale an die Nabe bzw. an die Achse befestigt, damit die Nabe mit den Kügelchen relativ zur Achse drehbar beweglich ist.
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Beim Zusammenwirken mit einer Sperrklinke, die zwischen der Nabe und der Hülse montiert ist, ist das Lager zwischen der Hülseninnenseite und der Achse eingebaut. Die äußere und innere Kugelschale sind an der Hülse bzw. an der Achse montiert. Mit dem Sprengring zwischen der inneren und äußeren Kugelschale und den Kügelchen werden die Achse und die Nabe relativ zueinander gedreht.
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Die
Taiwan-Gebrauchsmuster-Nr. 099203257 beschreibt einen Nabenaufbau mit einer Achseneinheit, die aus einer Achse mit zwei Sperrgliedern an beiden Enden der Achse aufgebaut ist. Ein Gehäuse ist an der Achse montiert, während mit einer Antriebseinheit das Gehäuse angetrieben wird, um die Achse in nur eine Richtung zu rotieren. Die Antriebseinheit ist mit einer Hülse versehen, die um die Achse montiert ist. Eine Lagereinheit ist drehbar zwischen der Achse und der Hülse montiert und besteht aus einem ersten und aus einem zweiten Lager. Eine innere und eine äußere Abtrenneinheit sind koaxial an der Achse montiert. Die ersten und zweiten Lager weisen je eine Innenwand und eine Außenwand auf, die relativ zur Innenwand drehbar ist, während sich zwischen diesen Innen- und Außenwänden merere Kügelchen befinden. Die beiden Enden der Abtrenneinheit kommen mit den Innenwänden der ersten und zweiten Lager in Berührung, während die beiden Enden der äußeren Abtrenneinheit mit den Außenwänden der ersten und zweiten Lagern in Berührung kommen. Mit den Sperrgliedern wird verhindert, dass das Gehäuse der Achse der Antriebseinheit entlang bewegt wird.
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Die Lagereinheit befindet sich in den inneren und äußeren Abtrenneinheiten, um die Innen- bzw. Außenwände der ersten und zweiten Lagern zu tragen und um somit die ersten und zweiten Lager fest zu stützen.
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Das Lager in der Nabe wirkt üblicherweise zusammen mit den Bauteilen der Nabe, indem eine Unterlegscheibe mit der inneren Kugelschale des Lagers in Berührung kommt. zwischen der Nabe wird eine Lücke gebildet, damit das Lager eng in die äußere Kugelschale des Lagers einrückt. Die Verwendung und Position der Unterlegscheibe beziehen sich auf den Typ der Bauteile und auf die Reihenfolge des Zusammenbauvorgangs.
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Für die Hülse und die Achse wird die innere Kugelschale üblicherweise an die Außenseite der Achse montiert und wirkt mit einer zu positionierenden Unterlegscheibe zusammen. Die äußere Kugelschale des Lagers ist in die Innenperipherie der Hülse zum zwangsmäßigen Einpassen eingerückt. Der Durchmesser der Hülse sollte mit dem Durchmesser der Achse übereinstimmen. Falls die Achse mit einer gestuften Außenperipherie mit mehreren Durchmessern versehen ist, muss die Hülse gross genug sein, um die Achse mit dem größten Durchmesser hindurch zu schieben.
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Der Durchmesser der Innenperipherie der Hülse beeinträchtigt die Robustheit der Hülse und wirkt sich auf die Arbeitsschritte beim maschinellen Bearbeiten aus. Je größer der Durchmesser der Innenperipherie der Hülse, desto schwächer ist die Robustheit des Hülsenaufbaus. Mit einem großen Durchmesser wird die Klinge des Werkzeuges abgenutzt und der Arbeitsvorgang ist zeit- und energieaufwendig, besonders falls sich auf der Rückseite der Hülse ein Sperrklinkenteil befindet. Auf dem Sperrklinkenteil sind mehrere Vertiefungen und Kämme gebildet, die in das Klinkenzahnrad einrücken. Die Vertiefungen der Sperrklinke beeinflussen das Loch des Sperrklinkenteils in der Mitte und den Durchmesser der Achse sowie die Dicke der Sperrklinkenteile zwischen den Vertiefungen. Falls die Achse daher einen großen Außendurchmesser aufweist, muss das Loch für die Aufnahme der Achse gross genug sein, falls die Tiefe der Vertiefung der Sperrklinke eine Rolle spielt, wobei die Dicke der Wand zwischen den Vertiefungen der Sperrklinke und des Loches in der Mitte beeinträchtigt wird und die Robustheit abgeschwächt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Lagerpositioniervorrichtung für einen Nabenaufbau, die aus einer Nabe mit einer Achse, die durch diese Nabe ragt, aufgebaut ist. Eine Hülse ist an einem Ende der Nabe befestigt, wobei die Achse auch durch diese Hülse ragt. Zwischen der Nabe und der Hülse befindet sich eine Sperrklinke, von der sich axial ein Klinkenteil erstreckt. Die Hülse weist in ihrer Mitte ein Einrückloch auf. Die Achse ragt durch das Einrückloch. Zwischen der Achse und der Hülse befindet sich eine Rotiereinheit, die mit einem inneren Lager versehen ist, welche an einen Innenring der Achse montiert ist. Eine Kontakteinheit ist mit mindestens einem Kontaktglied versehen, welches an der Achse montiert ist und einen Flansch aufweist, dessen Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser des Einrücklochs. Auf einer Seite des mindestens einen Kontaktgliedes ist eine Kontaktfläche gebildet, die mit einer Seite des Innenrings in Berührung kommt. Der Innendurchmesser des Einrücklochs ist verkleinert, wobei die Dicke beibehalten wird, um die Abnutzung der Werkzeuge möglichst gering zu halten und um den Zeitaufwand der maschinellen Bearbeitung zu reduzieren.
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Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Lagerpositioniervorrichtung für einen Nabenaufbau, wobei das Einrückloch der Hülse so ausgeführt ist, dass es mit dem Abschnitt der Achse übereinstimmt, der sich innerhalb der Hülse befindet, um den Innendurchmesser des Einrückloches der Hülse zu verkleinern.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Lagerpositioniervorrichtung für einen Nabenaufbau, wobei mit dem verkleinerten Durchmesser des Einrückloches der Hülse die Robustheit des Aufbaus verstärkt wird, um die Abnutzung der Werkeuge zu verringern sowie um den Zeitaufwand des maschinellen Bearbeiters zu reduzieren.
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Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Lagerpositioniervorrichtung für einen Nabenaufbau, wobei der größere Durchmesser des Kontaktgliedes unverändert gelassen wird, um für ein besseres Positionieren vollständig mit dem Innenring in Berührung zu kommen.
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Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Lagerpositioniervorrichtung für einen Nabenaufbau, wobei die Vertiefungen der Sperrklinke und der Führungschlitze abwechselnd zueinander gebildet sind, damit der Außendurchmesser des Klinkenteils nicht vergrößert werden muss und die Dicke der Hülse beibehalten wird. Die Robustheit des Aufbaus der Hülse wird dabei nicht beeinträchtigt.
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Die vorliegende Erfindung soll anhand der nachstehenden Beschreibung mit Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen, die rein zum Zweck der Illustrierung eine bevorzugte Ausführungsart nach der vorliegenden Erfindung zeigen sollen, deutlicher dargestellt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Darstellen der Lagerpositioniervorrichtung der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt eine Explosionsansicht zum Darstellen der Lagerpositioniervorrichtung der vorliegenden Erfindung;
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3 zeigt eine Querschnittansicht der Lagerpositioniervorrichtung der vorliegenden Erfindung;
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4 zeigt eine Endquerschnittansicht der Lagerpositioniervorrichtung der vorliegenden Erfindung;
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5 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Lagerpositioniervorrichtung der vorliegenden Erfindung;
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6 zeigt eine Explosionsansicht zum Darstellen der Lagerpositioniervorrichtung der vorliegenden Erfindung;
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7 zeigt eine Explosionsansicht zum Darstellen der dritten Ausführungsart der erfindungsgemäßen Lagerpositioniervorrichtung;
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8 zeigt eine Explosionsansicht zum Darstellen der dritten Ausführungsart der erfindungsgemäßen Lagerpositioniervorrichtung;
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9 zeigt eine Querschnittansicht der Lagerpositioniervorrichtung der vorliegenden Erfindung;
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10 zeigt eine Explosionsansicht zum Darstellen einer weiteren Ausführungsart der erfindungsgemäßen Lagerpositioniervorrichtung;
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11 zeigt eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsart der erfindungsgemäßen Lagerpositioniervorrichtung, und
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12 zeigt eine Explosionsansicht einer weiteren Ausführungsart der erfindungsgemäßen Lagerpositioniervorrichtung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSART
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Wie in der 1 bis 5 gezeigt, ist die Lagerpositioniervorrichtung für einen Nabenaufbau aus einer Nabe 10, einer Rotiereinheit 20, die in der Nabe 10 montiert ist, einer Sperrklinke 21 und aus einer Kontakteinheit 22 aufgebaut.
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Eine Achse 11 ragt durch eine Achse in der Mitte der Nabe 10, während an einem Ende der Nabe 10 eine Hülse 12 befestigt ist. Die Achse 11 ragt durch die Hülse 12.
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Die Rotiereinheit 20 befindet sich zwischen der Achse 11 und der Hülse 12, wobei die Hülse 12 reibungslos um die Achse 11 rotiert wird. Die Rotiereinheit 20 ist mit einem Innenlager 21 und einem Außenlager 24 aufgebaut, während zwischen dem Innen- und Außenlager 21, 24 ein Kontaktring 25 montiert ist. Das Innenlager 21 ist mit einem Innenring 22 versehen, der an der Achse 11 montiert ist. Der Innenring 22 besteht aus einem Außenteil 231 und aus einem Innenteil 232, das gemeinsam eine Mitte mit dem Außenteil 231 teilt. Das Außenteil 231 und das Innenteil 232 bilden zusammen eine Kontaktfläche 23.
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Die Sperrklinke 30 ist zwischen der Nabe 10 und der Hülse 12 montiert, um die Nabe 10 und die Hülse 12 in nur eine Richtung anzutreiben. Die Sperrklinke 30 weist ein Klinkenteil 31 auf, das sich axial von der Hülse 12 erstreckt, und ist in der Mitte mit einem Einrückloch 32 versehen, durch welches die Achse 11 ragt. Der Innendurchmesser des Einrücklochs 32 ist dabei geringer als das Außenteil 231. Das Klinkenteil 31 weist drei darin geformte Vertiefungen 311 auf, wobei drei Klinken 33 in diese Vertiefungen 311 eingerückt sind.
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Die Kontakteinheit 40 befindet sich zwischen der Achse 11 und der Rotiereinheit 20 und ist mit drei Kontaktgliedern 41 versehen, die in Form von drei Flanschen ausgeführt sind und sich radial von der Außenperipherie der Kontakteinheit 40 erstrecken. Der Durchmesser aller Kontaktglieder 41 ist dabei größer als der Innendurchmesser des Einrückloches 32. Eine Kontaktfläche 411 ist auf einer Seite der Kontaktglieder 41 gebildet und kommt mit dem Innenring 22 in Berührung.
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Die Kontakteinheit 40 ist mit drei Kontaktgliedern 41 und mit drei Führungsschlitzen 42 versehen, die paarweise mit den Kontaktgliedern 41 zusammenwirken. Die Kontaktglieder 41 sind je als einen rechteckigen Block ausgeführt, die aus der Achse 11 hervorstehen und sich um die Achse der Achse 11 befinden. Die Führungsschlitze 42 sind als eine rechteckige Ausnehmung geformt und sind radial in der Innenperipherie des Einrücklochs 32 gebildet. Die Anzahl der Kontaktglieder 41 entspricht der Anzahl der Einrückloches 32. Die Kontaktglieder 41 weisen eine Größe auf, damit sie durch die Führungsschlitze 42 passen, während die Kontaktfläche 411 mit einer Seite des Innenrings 22 in Berührung kommt, nachdem die Kontaktglieder 41 durch die Führungsschlitze 42 geschoben wurden. Die Vertiefungen 311 befinden sich abwechselnd neben den Führungsschlitzen 42.
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Mit dem verkleinerten Durchmesser des Einrücklochs 32 der Hülse 12 wird die Robustheit des Aufbaus der Hülse 12 verstärkt, um die Abnutzung der Werkzeuge möglichst gering zu halten und den Zeitaufwand der machinellen Bearbeitung zu reduzieren. Der größere Durchmesser der Kontaktglieder 41 wird beibehalten, um für ein besseres Positionieren vollständig mit dem Innenring 22 in Berührung zu kommen.
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Beim Zusammenbauen wird der Klinkenring der Sperrklinke 30 in die Nabe 10 installiert, während die Achse 11 durch die Nabe 10 ragt und positioniert ist. Das Innenlager 24 wird in die Hülse 12 installiert, während die Klinken 33 in die Vertiefungen 311 des Klinkenteils 31 eingerückt werden. Die Hülse 12 befindet sich zwischen dem Klinkenring und der Achse 11. Die Kontaktglieder 41 sind nach den Führungsschlitzen 42 ausgerichtet, wobei die Kontaktglieder 41 durch diese Führungsschlitze 42 ragen und die Kontaktflächen 411 mit den Kontaktflächen 23 in Berührung kommen. Die Klinken 33 sind in den Klinkenring eingerückt. Der Kontaktring 25 und das Außenlager 24 werden dann schließlich zwischen der Hülse 12 und der Achse 11 miteinander verbunden und werden mit Hilfe einer Positioniereinheit 50 positioniert.
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Wie in der 3 gezeigt, ist der Außendurchmesser d3 der Kontaktglieder 41 größer als der Innendurchmesser d1 des Einrückloches 32, 50 dass die Kontaktglieder 41 durch das Einrückloch 32 passen. Außerdem ist der Außendurchmesser d3 der Kontaktglieder 41 größer als der Durchmesser d2 des Durchmesser des Außenteils 231 des Innenrings 22, damit die Kontaktflächen 411 mit einer größeren Fläche für ein besseres Positionieren mit den Kontaktflächen 23 in Berührung kommen.
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Bei einer weiteren Ausführungsart ist der Innendurchmesser des Einrückloches 32 geringer, während die Dicke der Hülse 12 zwischen dem Einrückloch 32 und den Vertiefungen 311 mit der vorbestimmten Fläche unverändert gelassen wird, wobei die Kontaktglieder 41 durch das Einrückloch 32 passen und diese Kontaktglieder 41 gleichmäßig mit dem Innenring 22 in Berührung kommen.
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Der Innendurchmesser d1 des Einrücklochs 32 kann den Außendurchmesser d3 der Kontaktglieder 41 außer acht lassen, solange der Abschnitt der Achse 11, welcher durch das Einrückloch 32 ragt, hindurch geschoben werden kann. Daher kann der Innendurchmesser des Einrücklochs 32 verringert werden, wobei dank dieser Verringerung die Dicke der Hülse 12 zwischen den Vertiefungen 311 und dem Einrückloch 32 nicht reduziert wird und somit die Robustheit des Aufbaus der Hülse 12 beibehalten wird. Außerdem wird die Menge des Materials, das beim Bohren des Einrückloches 32 entfernt wird, aufs Minimum reduziert, die Lebensdauer des Werkzeugs zum Bohren wird verlängert und der Zeitaufwand des maschinellen Bearbeiten reduziert.
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Damit die Kontaktflächen 411 gleichmäßig mit den Kontaktflächen 23 in Berührung kommen, sind drei Kontaktglieder 41 vorhanden, die in einem gleichmäßigen Abstand zueinander angeordnet sind, während der Außendurchmesser d3 der Kontaktglieder 41 größer ist als der Außendurchmesser d2 des Innenrings 22, um den Innenring 22 gut zu positionieren.
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Der Außendurchmesser d3 der Kontaktglieder 41 ist größer als der Innendurchmesser d1 des Einrückloches 32 und als der Außendurchmesser d2 des Außenteils 231 des Innenrings, wobei die Führungsschlitze 42 eine Größe aufweisen, damit die Kontaktglieder 41 durch diese passen. Diese bestimmte Anordnung weist zwei Vorteile auf, wobei einer davon darin besteht, dass mit der Hülse 12 die Achse 11 nicht außerhalb der Mitte montiert wird, so dass das Innenlager 21 in der Hülse 12 nicht verschoben wird, damit es in seiner richtigen Position bleibt. Der zweite Vorteil besteht darin, dass die Führungsschlitze 42 und die Vetiefungen 311 abwechselnd zueinander positioniert sind, um die Dicke der Hülse 12 unverändert zu behalten und um somit die Robustheit des Aufbaus der Hülse 12 vollständig beizubehalten.
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Wie in der 6 bis 8 gezeigt, sind die Kontaktglieder 41 paarweise angeordnet, wobei drei Paare der Kontaktglieder 41 in gleichmäßigen Abständen zueinander auf der Außenperipherie der Achse 11 angeordnet sind. Wie in der 6 gezeigt, sind die Führungsschlitze 42 entsprechend den Kontaktgliedern 41 angeordnet. In der 7 ist gezeigt, dass die Kontaktglieder 41 je drei Seiten aufweisen, wobei mit den Führungsschlitzen 42 einen Raum mit drei Innenseiten gebildet wird, in den das Kontaktglied 41 aufgenommen wird. Die 8 und die 9 zeigen, dass die Kontaktglieder 41 je als einen sechseckigen Block gebildet und die Führungsschlitze 42 nach dem Einrückloch 32 ausgerichtet sind, um einen Raum mit einer sechseckigen Innenseite zu bilden.
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Diese Ausführungsarten zeigen, dass die Form der Kontaktglieder 41 als geometrische Vorsprünge gebildet und durch eine vorbestimmte Anzahl und einem Abstand zwischen je zwei beliebigen Kontaktgliedern 41 auf der Achse 11 geformt sind. Die Führungsschlitze 42 sind entsprechend angeordnet, um die gewünschte Funktion zu erhalten.
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Die 10 und die 11 zeigen, dass die Achse 11 mit einem abgestuften Anschlag 13 mit einem größeren Außendurchmesser versehen ist, um das Kontaktglied 41 mit diesem abgestuften Anschlag 13 anzuhaften. Das Kontaktglied 41 ist als einen sechseckigen Flansch gebildet, während in der Mitte ein durchgehendes Loch 412 durch den Flansch gebildet ist, wobei die Achse 11 durch dieses durchgehende Loch 412 ragen kann. Das Kontaktglied 41 und die Achse 11 sind als zwei separate Komponenten gebildet. Das Einrückloch 32 ist inwendig mit keinem Führungsschlitz 42 versehen.
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Beim Zusammenbauen ist der Klinkenring der Sperrklinke 30 in der Nabe 10 installiert, wobei die Achse 11 durch die Nabe 10 ragt. Die Klinken 33 sind in die Vertiefungen 32 eingerückt, während die Hülse 12 zwischen der Achse 11 und dem Klinkenring montiert ist, während die Klinken 33 in den Klinkenring eingerückt sind. Die Kontaktglieder 41, das Innenlager 21, der Kontaktring 25 und das Außenlager 24 befinden sich zwischen der Hülse 12 und der Achse 11 und werden mit einer Positioniereinheit 50 positioniert.
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Die Ausführungsart wendet ein separates Kontaktglied 41 an, dessen Außendurchmesser d3 größer als der Innendurchmeser d1 des Einrückloches 32 und der Außendurchmesser d2 des Außenteils 231 des Innenrings 22 ist, damit die Kontaktfläche 411 mit der Kontaktfläche 23 in Berührung kommt. Dabei ist kein Führungsschlitz 42 gebildet. Die Hülse 12, das Kontaktglied 41, das Innenlager 21, das Außenlager 24 und der Kontaktring 25 sind der Reihe nach installiert, was sich leicht von der oben beschriebenen Ausführungsart unterscheidet, wobei die Funktion jedoch dieselbe ist. Außerdem sind die Kontaktfläche 411 und die Kontaktfläche 23 vollständig in Berührung miteinander, was sich als besser erweist als diesen Aufbau der oben beschriebenen Ausführungsarten.
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Wie in der 12 gezeigt, kann die Form des Kontaktgliedes 41 unterschiedlich sein, während das Kontaktglied 41 mit einer kreisrunden Außenperipherie gebildet ist und dieselbe Funktion ausführt.
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Trotz der oben stehenden Darlegung und Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsart wird es den Fachleuten auf diesem Gebiet offensichtlich werden, dass weitere Ausführungsarten vorgenommen werden können, ohne dabei vom Umfang der vorlegenden Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- TW 098209691 [0004]
- TW 099203257 [0008]
