DE3221007A1

DE3221007A1 - Schutzvorrichtung fuer kardanwellen

Info

Publication number: DE3221007A1
Application number: DE19823221007
Authority: DE
Inventors: Edi Suzzara Mantova Bondioli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-06-05
Filing date: 1982-06-03
Publication date: 1982-12-23
Also published as: US4435166A; ES8305473A1; IT8109437A0; ES512837A0; GB2101254A; FR2507266B1; FR2507266A1; IT1167912B; GB2101254B

Description

WAA

Schutzvorrichtung für Kardanwellen

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für, insbesondere teleskopische, Kardanwellen zum Antrieb von Arbeitsmaschinen, insbesondere von landwirtschaftlichen Geräten.

Viele Arbeitsmaschinen, insbesondere landwirtschaftliche Geräte, beziehen ihren Antrieb über Kardanwellen aus sog. Zapfwellen, z.B. von Traktoren. Es ist zur Unfallverhütung äußerst wichtig, daß diese Kardanwellen durch geeignete Schutzvorrichtungen abgedeckt sind. Viele Arbeitsunfälle entstehen nämlich durch ungeschützte rotierende Kardanwellen, bei denen die Gefahr besteht, daß Gliedmaßen oder Kleider des Bedienungspersonals oder anderer Personen von ihnen erfaßt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzvorrichtung für Kardanwellen zu schaffen, die neben maximaler Sicherheit folgende Vorteile bietet: Sehr leichte Montage, Anpassungsfähigkeit bezüglich der Abmessungen, Angleichung an die Verlängerungen einer teleskopischen Gelenkwelle entsprechend deren unterschiedlichen Positionen, sowie

-ΑΙ leichte Schmier- und/oder Wartungsarbeiten. Die Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung soll außerdem wirksamen Schutz der Kardanwelle, insbesondere der eigentlichen Gelenke, gegen Staub und Fremdkörper bieten.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Schutzvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

IQ Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, auf die hiermit - zur Verkürzung der Beschreibung - ausdrücklich verwiesen wird.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1, 1A und 1B zeigen eine Seitenansicht einer Antriebswelle mit einer Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung sowie Einzelheiten hiervon in vergrößer

ter, teilweise geschnittener Darstellung;

Fig. 2 zeigt eine Frontalansicht des offenen Ringteils der Schutzvorrichtung;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt entsprechend der Linie III-

III von Fig. 2;

Fig. 4 zeigt eine Einzelheit des Ringteils in einer der Linie IV-IV von Fig. 2 und 3 entsprechenden An

sicht;

Fig. 5 zeigt einen Schnitt entsprechend der Linie V-V von Fig. 3;

Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht eines Rohrmantels der

fr

-'S-Schutzvorrichtung,

Fig. 7 zeigt eine Ansicht des inneren Basistrichters der Schutzvorrichtung in Blickrichtung von der Seite mit kleinerem Durchmesser;

Fig. 8 zeigt einen Schnitt entsprechend der Linie VIII-VIII von Fig. 7;

-Q Fig. 9, 10 und 11 zeigen weitere Ansichten sowie einen

der Linie XI-XI von Fig. 9 entsprechenden Schnitt einer Einzelheit von Fig. 7 und 8;

Fig. 12 zeigt den kegelstumpfförmigen Zusatzring der ^ ₅ Schutzvorrichtung mit Blickrichtung auf die Sei

te mit geringerem Durchmesser;

Fig. 13 zeigt einen Schnitt entsprechend der Linie XIII-

XIII von Fig. 12; und

Fig. 14 zeigt eine Ansicht entsprechend der Linie XIV-

XIV von Fig. 9.

Mit 1 und 1A sind die beiden Teile einer teleskopischen Kardangelenkwelle bezeichnet, an deren Enden die Gelenkgabeln 3 zweier Kardangelenke befestigt sind, die die Welle auf der einen Seite, beispielsweise mit der Zapfwelle eines Ackerschleppers, und auf der anderen Seite mit einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine verbinden, die auf QQ diese Weise von dem Motor des Schleppers antreibbar ist. Mit 5 ist die ebenfalls teleskopische Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung bezeichnet, die auf jeder Seite im Bereich jeweils eines Kardangelenks ein inneres Verbindungsteil 7 in Form eines offenen Rings aufweist, sowie 3g zwei Mantelrohre 9 und 10, die mit jeweils einem Muffenteil der Schutzvorrichtung verbunden sind. Der Außen-

-ΦΙ durchmesser des Mantelrohrs 11 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Mantelrohrs 9, so daß es in diesem teleskopisch gleiten kann. Die Mantelrohre 9 und 11 besitzen jeweils in ihrem äußeren Endbereich öffnungen 13 (in der Zeichnung sind drei solcher öffnungen dargestellt), in welche Ansätze 15 des Ringteils 7 rastend eingreifen. Die Ansätze 15 weisen einen nach innen gerichteten Zahn 15A auf, dessen innere Oberfläche 17 in geeigneter Weise kegelstumpfförmig ausgebildet ist, um den rastenden Eingriff des Zahns 15A in die entsprechende öffnung 13 zu erleichtern. Auch die Wandung 16 des Zahns 15A ist zur Erzielung einer besseren Verhakung konisch ausgebildet. Das Ringteil 7 besteht im wesentlichen aus einem offenen Ring 8, dessen Querschnitt im Bereich der Ansätze 15 ver-

"L5 ringert ist, so daß er der Dicke des Ansatzes 15 entspricht . An dem Ring 8 ist ein Stirnanschlag 10 ausgebildet, an welchem das Mantelrohr 9 anliegt. Die beiden Teile 1 und 1A der teleskopischen Kardangelenkwelle besitzen an der Basis des entsprechenden Kardangelenks 19 einen Kragen 21 mit einer ringförmigen Kehle 23, in welche die Schutzvorrichtung eingreift. In diese ringförmige Kehle 23 fügt sich ein Ansatz 25 des inneren Ringteils 7 ein, wenn letzteres auf den Kragen 21 aufgebracht wird. Der Ansatz 25 stützt sich in der Kehle 23 ab, erlaubt jedoch eine relative Drehung. Das Aufbringen des Ringteils 7 auf den Kragen 21 wird durch den Trennschnitt 18 ermöglicht, der ein flexibles Spreitzen des Ringteils 7 erlaubt. Die innere öffnung 7A des Ringteils 7 gelangt so auf den dem Kardangelenk 19 abgewandten Teil des Kragens 21. Die Ansätze 15 und die öffnungen 13 haben einen gleichen gegenseitigen Winkelabstand von 120°. Das Ringteil 7 besitzt auf der den Ansätzen 15 gegenüberliegenden Seite elastische Zungen 27, die im wesentlichen eben und gegenüber der gemeinsamen Achse des Ringteils 7 und des Mantelrohrs 9 geneigt sind. Die Zungen 27 (von denen in der Zeichnung drei dargestellt sind) sind um 120° gegeneinander und

um etwa 60° gegen die Ansätze 15 winkelversetzt. Die Zungen 27 sind einstückig mit dem Ringteil 7 ausgebildet. Ein an ihrer Basis angebrachter geradliniger Ausschnitt 29 ermöglicht ihre Auslenkung. An jeder Zunge 27 ist außerdem ein halbmondförmiger Einschnitt 31 angebracht. Durch Ausübung eines Drucks auf diesen Einschnitt läßt sich die Zunge 31 in Richtung auf die Achse des Ringteils 7 auslenken. Das Ringteil 7 weist ferner in den Zungen 27 entgegengesetzten Positionen weitere im wesentlichen zylind^

_ rische Ansätze 33 auf, deren Winkelposition etwa derjenigen der Basis der Zungen 27 entspricht. Die Ansätze 33 sind im wesentlichen ähnlich ausgebildet wie die Ansätze 15, mit denen sie zusammen einen zylindrischen Sitz für das Mantelrohr 9 bilden.

In der Nähe des Trennschnitts 18 und im Bereich einer der Ansätze 15 (in Fig. 2 und 4) besitzt das Ringteil 7 einen nach außen gewandten Vorsprung 35, der halbzylindrische Form besitzt und dessen Seitenfläche sich in kurzen Ab_on schnitten mit ebener Oberfläche verlängert, die einen inneren Hohlraum 37 (Fig. 4) für den Durchtritt von aus einem ölnippel 55 kommenden Öls aufweisen. Der ölnippel 55 fluchtet mit dem genannten Hohlraum 37, wenn die Schutzvorrichtung zusammengesetzt ist. Der Hohlraum 37 mündet nach außen mit einer kurzen geneigten Fläche 371, während die Oberfläche, die ihn nach innen begrenzt, radial verläuft. Das Ringteil 7 ist in vorteilhafter Weise aus einem festen jedoch elastischen Material hergestellt.

g₀ Auf dem Ringteil 7 ist ein inneres Basistrichterteil 29 in einer Schnappverbindung aufmontiert (Fig. 7 bis 11), das aus einem halbfesten und elastischen Material besteht und im Inneren von VorSprüngen 42 geneigte Sitze 41 aufweist, in welche die Zungen 27 des Ringteils 7 ein-

g₅ schnappen. Um die Schnappverbindung von außen entriegeln zu können, sind Öffnungen 43 vorgesehen. Das Trichter-

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teil 39 besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Bereich 45, der mit einer kegelstumpfförmigen Zone 47 über ein im wesentlichen kegelstumpfförmiges Übergangsteil 49 verbunden ist, das sich außerhalb der kleineren Basis des Bereichs 47 in einen Vorsprung 51 verlängert. Die zylindrische Zone 45 bildet neben den erwähnten geneigten Sitzen 41 und einem von diesen gegenüberliegend eine Nut 53, in welcher bei der Montage der Vorsprung des Ringteils 7 gleitet. Außerhalb der Nut 53 ist ein

^q ölnippel 55 fixiert, der nach der Montage mit dem Hohlraum 37 des Vorsprungs 35 fluchtet. Die zylindrische Zone weist außerdem im Bereich der Mitte eines der Vorsprünge 42 und teilweise mit diesem verbunden einen ringförmigen Ansatz 57 auf. An dem Ende des zylindrischen Bereichs

■je ist das Trichterteil 39 von einer nach innen gerichteten ringförmigen Ausladung 58 begrenzt, die bei der Montage einen Anschlag für die Enden der Ansätze 15 und 33 des Ringteils 7 bildet. Die kegelstumpfförmige Zone 47 des Trichterteils 39 wird von dem Ansatz 51 bzw. einem engen flanschartigen Rand 59 begrenzt. Der Bereich 47 weist außerdem eine runde Inspektionsöffnung 61 auf. Der Rand 59 besitzt an der dem ringförmigen Ansatz 57 gegenüberliegenden Seite eine Verstärkung 63, die nach hinten in Richtung auf die kegelstumpfformige Zone 47 gewandt ist und die in Sitze 65 und 67 eines Zusatzrings 69 eingreift. Dieser Zusatzring 69 bildet eine Verlängerung des Basistrichterteils 39 und einen Schutz für das Kardangelenk. Die Seitenwandungen 63L der Verstärkung sind in geeigneter Weise mit der Wandung 63R verbunden und ermöglichen eine rastende Verschiebung der Verstärkung 63 von einem der Sitze 65 und 67 in den anderen.

Bei der Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung sind zwei Zusatzringe oder -Schutzhauben vorgesehen, jeweils eines für jedes der Kardangelenke. Die in Fig. 1 links dargestellte Zusatzschutzhaube ist mit 69, die rechts darge-

stellte mit 71 bezeichnet. Die Zusatzschutzhaube 71 unterscheidet sich von der Zusatzschutzhaube 69 durch eine im wesentlichen zylindrische Verlängerung 70, die bei letzterer nicht vorhanden ist, sowie dadurch, daß ein Verstärkungsrand 73 sich bei der Zusatzschutzhaube 71 an dem Ende dieser zusätzlichen Verlängerung 70 statt an dem Ende der kegelstumpfförmigen Zone 79 befindet. Die Zusatzschutzhauben können eine von der dargestellten Form abweichende Form besitzen und sind je nach den Gebrauchs-JO erfordernissen austauschbar.

Abgesehen von dem vorangehend beschriebenen Unterschied bestehen die Zusatzschutzhauben 69 und 71 aus einer ersten kegelstumpfförmigen Zone 75, die über eine ringförmige Wan-

j5 dung 77 mit einer Zone 79 verbunden ist, welche äußerst geringe Konizität aufweist, d.h., eine nahezu zylindrische Oberfläche besitzt. Die kegelstumpfförmige Zone 75 besitzt an ihrem Ende mit dem geringeren Durchmesser einen Vorsprung 75R, der aus einem kurzen Abschnitt mit zylindrischer Oberfläche besteht, während das andere Ende von der äußeren Oberfläche der ringförmigen Wandung 77 begrenzt wird. Die kegelstumpfförmige Zone 79 der Zusatzschutzhaube 69 bildet an dem Ende mit dem größeren Durchmesser den bereits genannten Verstärkungsrand 73. Die ringförmige Wandung 77 bildet auf der in der Zeichnung oben dargestellten Seite einen äußeren Vorsprung 81, welchem auf der Innenseite eine ausgeformte Öffnung 83 entspricht, die die bereits erwähnten vergleichsweise tiefen Sitze 65 und 67 darstellt, die voneinander durch einen weniger tiefen ringförmigen Zwischenraum 85 getrennt sind, mit welchem sie . über geneigte Flächen 87 verbunden sind. In der ersten kegelstumpfförmigen Zone 75 sind runde Löcher 89 von etwa gleichem Durchmesser angebracht, die denselben Winkelabstand aufweisen wie die Öffnung 61 des Trichterteils 39, mit der sie beim Gebrauch zu Schmier- oder Inspektionszwecken in Übereinstimmung gebracht werden können.

Nach der vorangehenden Beschreibung des Aufbaus der Schutzvorrichtung sind ihre Montage-und ihre Funktion leicht erkennbar. Falls es sich bei der Gelenkwelle um eine teleskopische Kardanwelle handelt, stelle man sie sich in ihre ρ- beiden Teile zerlegt vor und betrachte den linken Teil von Fig. 1. Zur Montage wird das Ringteil· 7 gespreizt und auf den Kragen 21 der Welle 1 aufgebracht, so daß der Vorsprung 25 des Ringteils 7 in die Kehle 23 des Kragens 21 eingreift. Anschließend wird der Rohrmantel 9 von dem

_in dem Kardangelenk 19 gegenüberliegenden Ende der Welle 1 her eingeführt, wobei die öffnungen 13 dem Ringteil 7 zugewandt sind. Das Ende 9F des Rohrmantels wird zwischen die Ansätze 35 und 33 des Ringteils 7 geführt, bis es an dem Stirnanschlag 10 des Rings 8 des Ringteils 7 an-,. liegt. Die Zähne 15A der Ansätze 15 dringen in die öffnungen 13 des Rohrmantels 9 ein und fixieren diesen in seiner korrekten Position, in welcher er auch durch die Ansätze 33 gehalten wird. Sodann wird das innere Basistrichterteil 39 über den Rohrmantel 9 geführt, derart, daß er das Ringteil 7 abdeckt, während die Ausladung 58 an der Rückseite des Trichterteils 39 einen Anschlag gegen die Enden der Ansätze 15 und 33 biidet. Die Einführung des Trichterteils 39 über das Ringteil 7 erfolgt, während es die einzige mögliche Winkelposition einnimmt, in wel-

₂p. eher die elastischen Zungen 27 des Ringteils 7 rastend in die geneigten Sitze 41 einfa^en und die Nut 53 sich über den Vorsprung 35 iegt. Wenn die Zungen 27 in den Sitzen 41 nach außen verrastet sind, ist das Trichterteil· 39 stabil· auf dem Ringteil· 7 fixiert und kann sich nicht

on mehr iösen. Außerdem fachtet der ö^ippel· 55 mit dem inneren Hohiraum 37 an dem Vorsprung 35 des Ringteiis 7, wie aus Fig. 1 kiar erkennbar ist. In dieser Position des Trichterteiis 39 befindet sich eine der öffnungen 31 in einer dem Öinippel· 55 diametral· entgegengesetzten

gg Position, während die Verstärkung 63 auf dem Rand 59 des Trichterteiis 39 mit dem genannten öinippel· buchtet.

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Danach wird die Zusatzschutzhaube 69 aufgebracht. Diese wird auf dem Trichterteil 3 9 fixiert, in--dem die konische Zone 75 über der konischen Zone 47 des Trichterteils zwischen dem Ansatz 51 und dem Rand 59 einrastet, gegen welchen der Vorsprung 75R bzw. die Innenseite der Ringwandung 77 anschlagen. Auch die Montage der Zusatzschutzhaube 69 muß wegen der Verstärkung 63 in einer solchen relativen Position zu dem Trichterteil 39 erfolgen, daß diese Verstärkung 63 in einen der beiden Sitze 65 oder 67 gelangt.

IQ In der in Fig. 1 dargestellten Position befindet sich die Verstärkung 63 in dem Sitz 65, so daß die Öffnungen 61 und 89 übereinander liegen. Die Zusatzschutzhaube 69 kann jedoch relativ zu dem Trichterteil 39 verdreht werden, derart, daß die Verstärkung 63 in den Sitz 67 gelangt, indem sie den ringförmigen Zwischenraum 85 dank der geneigten Wandung 87 überwindet. Wenn die Zusatzschutzhaube in diese Position gedreht ist, sind die Öffnungen 89 gegenüber den Öffnungen 61 versetzt, so daß letztere von Teilen der kegelstumpfförmigen Zone 75 der Zusatzschutzhaube abgedeckt sind.

Wenn die Kardanwelle durch das Aufbringen des Rohrteils 1A der Welle auf das Wellenteil 1 und durch Einführen des Mantelrohrs 11 in den Innenraum des Mantelrohrs 10 zusammengesetzt ist, wird die Schutzvorrichtung 5 von dem Kragen 21 getragen, in deren ringförmigen Kehlen 23 sich die ringförmigen Vorsprünge 25 des Ringteils 7 befinden. Mittels des ölnippels 55 kann öl durch den Hohlraum 37 auf die erwähnte Kupplungsstelle zwischen dem Ringteil 7 und dem Kragen 21 gelangen. Während die Schutzvorrichtung 5 beispielsweise durch Verankerung der ringförmigen Ansätze 59 des Trichterteils 39 an festen Teilen des Maschinengestells festgehalten wird, können die Welle 1 und die teleskopisch mit ihr verbundene Hohlwelle 1A innerhalb der Schutzvorrichtung frei rotieren, ohne daß irgendeine größere Reibung bei der beschriebenen Relativbewegung auftritt. Durch

-ί-β-

die zusammenwirkenden Ausformungen, die von der Verstärkung 63 an dem Trichterteil 39 und den Sitzen 65 und 67 im Inneren der Zusatζschutzhaube 69 (und 71) gebildet werden, kann zwischen der Zusatzschutzhaube und dem Trichterteil 39 eine Winkelbewegung stattfinden. Die Größe dieser Winkelbewegung ist jedoch begrenzt, wobei zwei Positionen elastisch festgelegt sind: In einer dieser Positionen (die Verstärkung 63 befindet sich in dem Sitz 65) fallen die Öffnungen 89 der Zusatζschutzhaube und die

-^g Öffnungen 61 des äußeren Trichterteils zusammen und geben den Zugang in den Innenraum frei. In der anderen Position sind die genannten Öffnungen gegeneinander versetzt, so daß der Zugang verschlossen ist. Die Zusatzschutzhauben 69 und 71 bilden einen wirksamen Schutz im Bereich der Kardangelenke der Welle.

Falls die Schutzhaube demontiert werden muß, kann das Trichterteil 39 von dem Ringteil 7 gelöst werden, in dem die elastischen Zungen 27 durch die Öffnungen 43 der Sitze 41 nach innen gedrückt werden. Durch diese Verformung werden sie aus den Sitzen 41 gelöst. Nach der Demontage des Trichterteils 39 läßt sich die gesamte Schutzvorrichtung sehr leicht abbauen.

Claims

Schutzvorrichtung für Kardanwellen Patentansprüche

1. Schutzvorrichtung für, insbesondere teleskopische, Kardanwellen zum Antrieb von Arbeitsmaschinen, insbesondere von landwirtschaftlichen Geräten,
gekennzeichnet durch

- einen an der Basis des Kardangelenks (19) vorgesehenen Kragen (21) mit einer ringförmigen Kehle (23) zur Halterung der Schutzvorrichtung (5),

- ein inneres Ringteil (7) in Form eines offenen Rings mit einem inneren ringförmigen Ansatz (25), der von der genannten ringförmigen Kehle (23) aufnehmbar ist,

- Ansätze (15, 33), welche Sitze für ein Mantelrohr (9) einer teleskopischen Schutzabdeckung (9, 11) für die Welle (1, 1A) bilden, wobei ein Teil dieser Ansätze

(15) Halterast ζ ahne (15A) aufweisen,' die in öffnungen (13) des genannten Mantelrohrs verrastbar sind,

- ein inneres Basistrichterteil (39) das auf das innere Ringteil (7) aufbringbar ist, derart, daß es dieses (7) abdeckt und gegen ein Auseinanderspreitzen sichert,

- elastische Zungen (27) sowie Sitze (41) für diese zur Verrastung des inneren Basistrichterteils (39) auf dem inneren Ringteil (7)
- sowie eine ein äußeres Trichterteil bildende Zusatzschutzhaube (69) , welche auf dem Basistrichterteil

(39) verrastbar ist, derart, daß es dieses verlängert.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzschutzhaube (69) mit einem

ig vorzugsweise kegelstumpfförmigen Abschnitt in einen ringförmigen Sitz (47) eingreift, der an dem inneren Basistrichterteil (39) ausgebildet ist.

3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn-

·,(- zeichnet, daß die Zusatzschutzhaube (69) und das innere Basistrichterteil (39) gegeneinander verdrehbar sind, daß zusammenwirkende Ausformungen (63, 65, 67) die relative Winkelbewegung durch zwei Positionen elastisch begrenzen, wobei in einer dieser Positionen Öffnungen

(89) iⁿ der Zusatzschutzhaube (69) und Öffnungen (61) in dem inneren Basistrichterteil (39) übereinanderliegen und den Zugang in den Innenraum, insbesondere für Schmierungsarbeiten, freigeben, während die genannten Öffnungen (89, 61) in der anderen Position gegeneinander versetzt sind und den Zugang verschliessen.

4. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ringteil (7) mit einer Neigung verlaufende elastische Zungen (27) aufweist, die mit im Inneren des inneren Basistrichterteils (39) angebrachten Sitzen (41) verrastbar sind, wenn letzteres axial auf das innere Ringteil (7) aufgeschoben wird, und daß in den Sitzen (41) Öffnungen (43) angebracht sind, die eine Einwirkung auf die elastischen Zungen (27) ermöglichen, derart, daß diese verformbar und aus den Sitzen

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(41) lösbar sind.

5. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Basistrichter-

,- teil (39) und das innere Ringteil (7) Profilelemente (53, 35) besitzen, die eine Referenzwinkellage für das Zusammenfügen der beiden Teile definieren.

6. Schutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Basistrichterteil (39) ein ölnippel (55) vorgesehen ist, dessen Position derjenigen einer Ausnehmung (37) in dem Ringteil (7) entspricht.