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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Wesentlichen einen Kompressor
für die
Verwendung in einem Kraftfahrzeug- Klimatisierungssystem oder dergleichen
und noch genauer ein Verfahren zur Herstellung von Hülsen für Kompressoren
eines Taumelscheiben- Typs mit veränderbaren Verlagerung.
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Die
Japanese Patent First Provisional Publications 8-61231, 6-101640,
der Auszug von JP-A-09 175 159 und die
US 5, 540, 559 zeigen Kompressoren
eines Taumelscheiben- Typs mit veränderbaren Verlagerung, der
aufweist eine Antriebswelle, eine axiale Hülse, die auf der Antriebswelle
bewegbar angeordnet ist, einen Zapfen, schwenkbar in der Hülse angeordnet,
eine Taumelscheibe, gehalten durch den Zapfen, um zusammen mit der
Antriebswelle zu drehen, während
eine geneigte Position relative zu der Antriebswelle angenommen
wird, eine Mehrzahl von Zylindern, angeordnet in gleichmäßig beabstandeten Intervallen
um eine Achse der Antriebswelle, und eine Mehrzahl von Kolben, jeweils
aufgenommen in den Zylindern und durch die Taumelscheibe hin- und hergehend
angetrieben. Für
das Erreichen der Schwenkbewegung des Zapfens in der Hülse hat
die Hülse
eine konvexe Außenoberfläche, mit
der eine konkave Innenoberfläche
des Zapfens gleitbar im Eingriff ist. D. h., eine so genannte „konvexkonkave Oberflächen- Gleitstruktur" ist zwischen der
Hülse und
dem Zapfen vorgesehen. Mit diesem Aufbau wird eine ausreichende
Neigung der Taumelscheibe im Verhältnis zu der Antriebswelle
mit einer kompakten Einheit, die den Zapfen und die Hülse enthält, erreicht.
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Wie
jedoch bekannt ist, erfordert infolge der Schwierigkeit, mit der
die konvexen und konkaven Oberflächen
spanend bearbeitet werden, das Herstellen solcher konvexkonkaver
Oberflächen- Gleitstrukturen
eine fachgerechte und somit kostenaufwändige Bearbeitungstechnologie.
Insbesondere ist die Bearbeitung der konkaven Oberfläche ziemlich schwierig.
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Überdies
gibt es die Tendenz, dass bei den gegenseitig im Eingriff befindlichen
Oberflächen
beim Aufeinandertreffen ein Mangel von Schmieröl auftritt. D. h., wenn der
Kompressor in dem Klimatisierungssystem verwendet wird, wird das
Schmieröl
in einem Kältemittel,
das durch den Kompressor verdichtet wird, verteilt. Jedoch infolge
der Natur der konvex- konkaven Oberflächen- Gleitstruktur tendieren
die gegenseitig im Eingriff befindlichen Oberflächen keine ausreichende Menge
von Schmieröl
aus dem Kältemittel
aufzunehmen.
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Es
ist demzufolge durch das
US 5,
540, 559 und das
US
5, 316, 446 vorgeschlagen worden, einen Kompressor vom
Taumelscheiben- Typ mit veränderbaren
Verlagerung zu schaffen, der einen zylindrischen Hülsenabschnitt
hat. Überdies
weist solch ein Kompressor vom Taumelscheiben- Typ mit veränderbaren
Verlagerung auf ein Gehäuse;
eine Antriebswelle; einen Zapfen, angeordnet in der Hülse; einen
Schwenkaufbau, um eine Schwenkbewegung des Zapfens relativ zu der
Hülse zu
gestatten; eine Taumelscheibe, festsitzend an dem Zapfen angeordnet,
um sich mit diesem zu bewegen; und eine Antriebsplatte, befestigt
an der Antriebswelle, um damit zu drehen, wobei die Antriebsplatte
mit dem Zapfen im Eingriff ist, um den Zapfen zusammen mit der Antriebswelle
zu drehen, während
die Schwenkbewegung des Zapfens relativ zu der Hülse gestattet wird, wobei der
Schwenkaufbau aufweist erste und zweite parallele flache Oberflächen, vorgesehen
an diametral gegenüberliegenden
Oberflächen
der im Wesentlichen kugelförmigen
Hülse;
dritte und vierte flache Oberflächen,
gebildet an diametral gegenüberliegenden
Abschnitten einer Innenwand einer im Wesentlichen zylindrischen
Bohrung, gebildet in dem Zapfen, wobei die Hülse in der im Wesentlichen
zylindrischen Bohrung des Zapfens in solch einer Weise angeordnet
ist, dass die erste und zweite parallele flache Oberfläche gleitbar
mit der dritten und vierten parallelen flachen Oberfläche paarweise
verbinden; und Stifte für
das Verbinden der Hülse
und des Zapfens, um die Schwenkbewegung des Zapfen relativ zu der Hülse an den
gleitbar verbundenen Abschnitten zwischen der ersten und dritten
Oberfläche
und zwischen der zweiten und vierten flachen Oberfläche zu gestatten.
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Bei
solch einem zylindrischen Hülsenabschnitt
kann jedoch der Zapfen nicht weit im Verhältnis zur Hülse schwenken, ohne ein Ende
derselben in Kontakt mit der Hülse
zu bringen.
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Es
ist demzufolge ein Ziel ein Verfahren für die Herstellung von Hülsen durch
Massenproduktion zu präsentieren,
das nicht diese Nachteile zeigt, sondern in den Herstellungskosten
niedrig ist.
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Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren von Anspruch 1 gelöst.
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Solch
ein Verfahren können
Hülsen,
die ein großes
Schwenken an dem Zapfen gestatten, mit relativ geringen Kosten hergestellt
werden. Die Kompressoren, die solche Hülsen haben, können wegen der
kugelförmigen
Form der Hülse
in einer kompakten Abmessung hergestellt werden. Bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind Gegenstand in den Unteransprüchen.
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Weitere
Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung deutlich, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
genommen wird, wobei:
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1 eine
Schnittdarstellung eines Kompressors vom Taumelscheiben- Typ mit
veränderbaren
Verlagerung ist;
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2 eine
vergrößerte Schnittdarstellung ist,
die eine Hülse
und einen Zapfen zeigt, die mit einer Antriebswelle verbunden sind;
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3 eine
Ansicht, ähnlich
zu der 2 ist, die aber eine Hülse entsprechend eines Verfahrens der
Erfindung zeigt; und
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4 eine
Ansicht ist, die ein Herstellungsverfahren der Hülse zeigt.
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In
Bezug auf die 1 und die 2 der Zeichnungen
ist ein Kompressor 1A vom Taumelscheiben- Typ mit veränderbaren
Verlagerung gezeigt.
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Wie
in der 1 gezeigt, weist der Kompressor 1A einen
Zylinderblock 2 auf, der eine Mehrzahl von Zylindern 3 hat,
die darin kreisförmig
angeordnet sind, ein vorderes Gehäuse 4, koaxial mit
dem vorderen ende des Zylinderblocks 2 verbunden, um darin eine
Kurbelkammer 5 zu bilden, und ein hinteres Gehäuse 6,
verbunden mit einem hinteren Ende des Zylinderblocks 2,
um darin Kältemitteleinlass-
und -auslasskammern 7 und 8 zu bilden. Eine Ventilplatte 9 ist,
wie gezeigt, zwischen dem Zylinderblock 2 und dem hinteren
Gehäuse 6 eng
eingesetzt.
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In
der Kurbelkammer 5 erstreckt sich axial eine Antriebswelle 10,
an der eine Antriebsplatte 11 befestigt ist, um mit dieser
zu drehen. Hinter der Antriebsplatte 11 ist ein Hülse 12 positioniert,
die axial bewegbar in der Antriebswelle 10 bewegbar angeordnet
ist. Erste und zweite Vorspannfedern 28a und 28b sind
auf der Antriebswelle 10 angeordnet, zwischen denen die
Hülse 12 eingesetzt
und ausgeglichen wird. Ein Zapfen 14 ist mit der Hülse 12 durch ausgerichtete
Stifte 13a und 13b schwenkbar verbunden. Wie nachstehend
beschrieben, ist der Zapfen mit einer im Wesentlichen zylindrischen
Bohrung 14a für
das Aufnehmen der Hülse 12 gebildet.
Eine kreisförmige
Taumelscheibe 17 ist konzentrisch auf dem Zapfen 14 montiert,
um sich mit dieser zu bewegen. Um diese Bauteile zu montieren, hat
die Taumelscheibe ihre mit Gewinde versehene zylindrische Innenwand 18 im
Eingriff mit der mit Gewinde versehenen zylindrischen Außenwand 16 eines
Nabenabschnittes 15 des Zapfens 14. D. h., ein
so genannter Schraube- Mutter-Verbindungsaufbau
ist zwischen der Taumelscheibe 17 und dem Zapfen 14 vorgesehen.
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Der
Zapfen 14 ist mit einem nach vorn vorspringenden Arm 19 versehen,
der mit dem nach hinten vorspringenden Arm 20 der Antriebsplatte 11 schwenkbar
verbunden ist. Für
diese Schwenkverbindung ist der Arm 20 mit einer lang gestreckten Öffnung 21 gebildet,
mit der ein Stift 22, der zu dem Arm 19 zugehörig ist,
gleitbar im Eingriff ist. Infolge dieser Schwenkverbindung wird
die Schwenkbewegung der Taumelscheibe 17 relativ zu der
Antriebswelle 10 begrenzt.
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Die
Zylinder 3 in dem Zylinderblock 2 haben jeweilige
Kolben 23, die darin gleitbar aufgenommen sind. Jeder Kolben 23 hat
einen freigelegten Halsabschnitt, der einen Umfangsabschnitt der
Taumelscheibe 17 durch ein Paar von Schuhen 24 hält. D. h.,
die Schuhe 24 werden durch den Halsabschnitt schwenkbar
gehalten, während
sie dazwischen den Umfangsabschnitt der Taumelscheibe 17 gleitbar aufnehmen.
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Der
Neigungswinkel der Taumelscheibe 17 wird durch einen Druck
in der Kurbelkammer 5 gebildet, der durch ein Drucksteuerventil
(nicht gezeigt) in Übereinstimmung
mit einem Druck in der Kältemittel- Einlasskammer 7 gesteuert
wird. Ausführlich
ist das Drucksteuerventil z.B. in dem US- Patent 5, 749, 712, erteilt
an Yukio UMEMURA am 12 Mai 1998, gezeigt. D. h., in Übereinstimmung
mit dem Neigungswinkel der Taumelscheibe 17 wird jeder
Hub von jedem Kolben 23 verändert und somit wird die Verlagerung
des Kompressors 1A verändert.
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Bezeichnet
durch die Bezugszeichen 32 sind die Klappenventile für das Öffnen oder
Schließen
der Auslassöffnungen 33,
die in der Ventilplatte 9 gebildet sind, bezeichnet durch
die Bezugszeichen 34 sind die Klappenventile für das Öffnen oder
Schließen
der Einlassöffnungen 35,
die in der Ventilplatte 9 gebildet sind, und bezeichnet
durch das Bezugszeichen 35 ist ein Halter für das Halten
des Öffnungsgrades
der Klappenventile 32.
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Wenn
im Betrieb die Antriebswelle 10 z.B. für einen Motor eines zugehörigen Kraftfahrzeuges
gedreht wird, werden die Antriebsplatte 11 und die geneigte
Taumelscheibe 17 zusammen um eine Achse der Antriebswelle 10 gedreht.
Infolge der Drehung der geneigten Taumelscheibe 17 wird
der Kolben 23 gedrängt,
um in den zugehörigen
Zylindern 3 hin- und herzugehen, um dadurch das Kältemittel,
das zu der Auslasskammer 8 gerichtet ist, zu verdichten.
Wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 17 in folge der
vorerwähnten
Gründe
verändert
wird, wird der Hub des Kolbens 23 verändert und somit wird der Verdichtungsgrad
des Kompressors 1A verändert.
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Wie
aus der 1 gesehen wird, hat die Hülse 12 eine im Wesentlichen
Kugelform und hat sowohl eine Durchgangsbohrung 26 mit
großem
Durchmesser, durch die die Antriebswelle 10 hindurchgeht, als
auch ausgerichtete Bohrungen 27a und 27b, durch
die die Stifte 13a und 13b hindurchdringen.
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Wie
gut aus der 2 gesehen werden kann, hat die
im Wesentlichen kugelförmige
Hülse 12 an
diametral gegenüberliegenden
Abschnitten derselben jeweils erste und zweite parallele flache
Oberflächen 25a und 25b.
Jede Oberfläche 25a oder 25b erstreckt
sich parallel zu einer Achse der Durchgangsbohrung 26.
D. h., die ersten und zweiten parallelen flachen Oberflächen 25a und 25b sind
an gegenüberliegenden
Abschnitten in Bezug auf eine Achse der Antriebswelle 10 angeordnet.
Die ausgerichteten Bohrungen 27a und 27b für die Stifte 13a und 13b gehen
durch die Mitten der ersten und zweiten parallelen flachen Oberflächen 25a und 25b.
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Die
im Wesentlichen kugelförmige
Hülse 12 ist
an vorderen und hinteren Abschnitten mit parallelen flachen Oberflächen 29a und 29b gebildet,
gegen die ein hinteres Ende der ersten Vorspannfeder 28a und
ein vorderes Ende der zweiten Vorspannfeder 28b jeweils
anliegen. D. h., jede flache Oberfläche 29a oder 29b dient
als ein Federsitz.
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Wie
aus den 1 und 2 gesehen, hat der Zapfen 14 in
dem Nebenabschnitt 15 eine im Wesentlichen zylindrische
Bohrung 14a, die etwas größer als die Abmessung der Hülse 12 ist,
so dass der Zapfen 14 relativ zu der Hülse 12 um eine Achse
der ausgerichteten Stifte 13a und 13b schwenken
kann. Überdies
hat der Zapfen ausgerichtete Bohrungen 31a und 31b,
durch die die Stifte 13a und 13b durchdringen.
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Wie
aus der 2 gesehen, hat die im Wesentlichen
zylindrische Bohrung 14a an diametral gegenüberliegenden
Abschnitten derselben dritte und vierte parallele flache Oberflächen 30a und 30b,
die gleitbar die ersten und zweiten flache Oberflächen 25a und 25b der
Hülse 12 berühren. Die
ausgerichteten Bohrungen 31a und 31b gehen durch
die Mitten der dritten und vierten parallele flache Oberflächen 30a und 30b.
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Zum
Montieren der Hülse 12 und
des Zapfens 14 auf der Antriebswelle 10 werden
die folgenden Schritte unternommen.
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Die
Hülse 12 wird
in die im Wesentlichen zylindrische Bohrung 14a des Zapfens 14,
die erste und zweite parallele flache Oberflächen 25a und 25b der Hülse 12,
eng verbunden mit den dritten und vierten parallele flachen Oberflächen 30a und 30b des
Zapfens 14, hat, eingeschoben und dann wird das relative
Positionieren zwischen der Hülse 12 und
dem Zapfen 14 so vorgenommen, dass die ausgerichteten Bohrungen 27a und 27b der
Hülse 12 mit
den ausgerichteten Bohrungen 31a und 31b des Zapfens 14 ausgerichtet
werden. Dann wird der Stift 13a in die ausgerichteten Bohrungen 27a und 31a eingeschoben
und der andere Stift 13b in die anderen ausgerichteten
Bohrungen 27b und 31b eingeschoben, um eine Einheit
zu bilden, die aus der Hülse 12,
dem Zapfen 14 und den zwei Stiften 13a und 13b besteht. Dann
wird die Einheit auf der Antriebswelle 19 an der gegebenen
Position zwischen den zwei Vorspannfedern 28a und 28b angeordnet,
und dann wird die Taumelscheibe 17 auf dem Zapfen 14 der
Einheit gedreht. Nach dem Montieren wird jeder Stift 13a und 13b in
den ausgerichteten Bohrungen 27a und 31a (oder 27b und 31b)
zurück
gehalten.
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Im
Folgenden werden die Vorteile, die der Kompressor 1A des
ersten Ausführungsbeispieles der
vorliegenden Erfindung besitzt, beschrieben.
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Zuerst
wird eine so genannte „flachen – flachen
Oberflächen-
Gleitstruktur" für eine Schwenkverbindung
zwischen der Hülse 12 und
dem Zapfen 14 verwendet. D. h., die flachen – flachen
Oberflächen-
Gleitstruktur wird durch die ersten und zweiten flachen Oberflächen 25a und 25b der
Hülse 12 und die
dritten und vierten flachen Oberflächen 30a und 30b des
Zapfens 14 gebildet, anders als in dem Fall des vorerwähnten herkömmlichen
Kompressors, der die „konvex-
konkave Oberflächen-
Gleitstruktur" für solch
eine Schwenkverbindung verwendet. Wie bekannt ist, ist das Bearbeiten
einer flachen Oberfläche wesentlich
leichter, wenn mit der der konvexen und konkaven Oberflächen verglichen
wird, was reduzierte Kosten des Kompressors 1A des ersten
Ausführungsbeispiels
hervorbringt.
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Zweitens
sind infolge der Natur der flachen – flachen Oberflächen- Gleitstruktur
die gegenseitigen im Eingriff befindlichen flachen Oberflächen 25a, 30a, 25b und 30b zu
der Kurbelkammer 5 beträchtlich
freigelegt, was eine Chance erhöht,
den Oberflächen 25a, 30a, 25b und 30b zu
gestatten, eine ausreichende Menge von Schmieröl von dem Kältemittel aufzunehmen. Folglich
wird ein Schmierung durch Öl an
den gegenseitig im Eingriff befindlichen flachen Oberflächen ausreichend
vorgenommen.
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Drittens,
da die Hülse 12 aufgebaut
ist, um im Wesentlichen eine Kugelform zu haben, kann der Zapfen 14 relativ
zu der Hülse 12 beträchtlich
geschwenkt werden, ohne ein Ende derselben in Kontakt mit der Hülse 12 zu
machen. Dies bedeutet, dass der Kompressor 1A des ersten
Ausführungsbeispieles
in der Ausführung, ähnlich wie
in dem Fall des vorerwähnten
herkömmlichen
Kompressors, kompakt aufgebaut werden kann.
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Bezugnehmend
auf die 3 und 4 ist dort
teilweise ein Kompressor vom Taumelscheiben- Typ mit veränderbaren
Verlagerung des ersten Ausführungsbeispieles, mit
Ausnahme einer Hülse 12', gezeigt. Somit
wird im Folgenden nur die Hülse 12' beschrieben.
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Wie
aus der 3 gesehen, hat die im Wesentlichen
kugelförmige
Hülse 12' an diametral
gegenüberliegenden
Abschnitten derselben Vorsprünge 36a und 36b.
Spitzenabschnitte der Vorsprünge 36a und 36b bilden
flache Oberflächen 25'a und 25'b, die zueinander
Parallel sind. Nach dem Zusammenbauen sind die flachen Oberflächen 25'a und 25'b mit den dritten
und vierten flachen Oberflächen 30a und 30b des
Zapfens, ähnlich
wie in dem oben erläuterten
Fall, in Reibungskontakt.
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Zusätzlich zu
den vorerwähnten
Vorteilen, die der Kompressor 1A besitzt, werden die folgenden Vorteile
durch den Kompressor 1B gegeben.
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Erstens
wird, infolge des Vorsehens der Vorsprünge 36a und 36b,
das Bearbeiten der flachen Oberflächen 25'a und 25'b, als das für die ersten und zweiten flachen
Oberflächen 25a und 25b leichter
erreicht.
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Zweitens
wird infolge der Form der Hülse 12', die die Vorsprünge 36a und 36b hat,
eine Massenproduktion erleichtert. D. h., für die Massenproduktion wird,
wie aus der 4 gesehen, eine runde Stange 40 vorbereitet.
Die runde Stange 40 wird bearbeitet, um eine Reihe von
geformten Strukturen zu erzeugen, die eine Mehrzahl von kugelförmigen Abschnitten 41,
verbunden durch verengte Abschnitte 42, enthält. Der
geformte Aufbau wird dann bearbeitet, um eine Durchgangsbohrung 43 in
jedem kugelförmigen
Abschnitt 41 und parallele flache Oberflächen 44a und 44b an
den vorderen und hinteren Enden der Durchgangsbohrungen 43 zu
erzeugen. Dann wird, unter Verwendung einer Schneidevorrichtung,
angewandt in der Mitte jedes verengten Abschnittes 42,
der geformte Aufbau in stücke
geschnitten, die jeweils einen kugelförmigen Abschnitt 41 enthalten,
der zwei halb- geschnittene verengte Abschnitte 42 an den
diametral gegenüberliegenden Abschnitten
derselben hat. Die Endbearbeitung des Vorgangs wird auf jedes Stück angewandt,
um die Hülse 12' zu erzeugen.
Es ist zu beachten, dass die Durchgangsbohrung 43 der Durchgangsbohrung 26 der
Hülse 12' entspricht
und die parallelen, flachen Oberflächen 44a und 44b den
vorderen und hinteren parallelen flachen Oberflächen 29a und 29b der
Hülse 12' entsprechen.