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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Antriebsübertragungsvorrichtung,
die zur Verwendung z. B. in einem Mitteldifferential eines Allrad-Kraftfahrzeugs
geeignet ist.
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Im Allgemeinen schließt eine
Antriebsübertragungsvorrichtung,
die als Mitteldifferential für
Allradantrieb-Fahrzeuge verwendet wird, ein Gehäuse mit einer Vielzahl von
durch Bolzen fixierten Gehäusekomponentenelementen,
einen Planetengetriebemechanismus und einen Differentialgetriebemechanismus
ein, die auf einer Rotationsachse des Gehäuses angeordnet sind. Ein Antriebsdrehmoment,
das von einem Motor an den Planetengetriebemechanismus abgegeben
wird, wird über
das Gehäuse
an den Differentialgetriebemechanismus und von einem Paar Seitenzahnräder des
Differentialgetriebemechanismus weiter an die Vorder- und Hinterzahnräder übertragen
(siehe die ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung
(Kokai) Nr. Hei 7-117516).
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Herkömmliche Antriebsübertragungsvorrichtungen
bestehen aus einer Vielzahl von Einzelteilen, sind kompliziert konstruiert
und weisen ein hohes Gewicht auf. Es wäre wünschenswert, die Anzahl der Einzelteile
zu verringern.
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Die SE-507150C offenbart eine Antriebsübertragung
für ein
Allrad-Fahrzeug mit einem querangeordneten Motor. Ein Plantetengetriebesatz
ist bereitgestellt, um einen Direkt-Antriebsmodus und einen Kriechmodus
zu ermöglichen.
Das Planetengetriebe ist auf einer Stabwelle befestigt, die in einem Träger eingebettet
ist.
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Als Ergebnis einer Studie mit der
Hoffnung obige Forderung zu erfüllen
hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass
die Bolzen zum Fixieren der Gehäusekomponentenelemente
als Lagerungsstifte verwendet werden können, um die Planetenzahnräder des
Planetengetriebemechanismus drehbar zu lagern, wodurch ein Weglassen der
Lagerungsstifte ermöglicht
wird.
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Die vorliegende Erfindung, die auf
Basis dieses Ergebnisses entsteht, wird wie in Anspruch 1 erläutert definiert.
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Das Gehäuse schließt vorzugsweise ein erstes
und ein zweites Gehäusekomponentenelement ein,
wobei das erste Gehäusekomponentenelement mit
dem Sonnenrad und dem Planetenrad des Planetengetriebemechanismus
darauf bereitgestellt ist und das zweite Gehäusekomponentenelement mit dem Difterentialgetriebemechanismus
darin angeordnet ist.
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Weiters wird bevorzugt, dass der
Differentialgetriebemechanismus mehrere Paare an Elementrädern einschließt und jedes
dieser Elementradpaare parallel zur Rotationsachse und voneinander
in Umfangsrichtung des Gehäuses
beabstandet angeordnet ist.
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Der Planetenradgetriebemechanismus schließt vorzugsweise
auch eine Vielzahl von Planetenrädern,
und der Bolzen, auf dem jedes Planetenrad drehbar gelagert ist,
ist zwischen jedem Elementradpaar angeordnet. Hierbei können die
Planetenräder
und die Elementradpaare auf einem Umfang um die Rotationsachse angeordnet
sein.
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Es wird bevorzugt, dass das zweite
Gehäusekomponentenelement
auf einer Endfläche
davon ausgebildet ist, welche Endfläche, die mit einer Vielzahl
von Vertiefungen ausgestattet ist, um das Sonnenrad und das Planetenrad
drehbar darin aufzunehmen, dem ersten Gehäusekomponentenelement gegenüberliegt.
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Das Gehäuse kann zudem ein drittes
Gehäusekomponentenelement
einschließen,
das zwischen dem ersten Gehäusekomponentenelement
und dem zweiten Gehäusekomponentenelement
angeordnet ist.
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Beispielsausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden nun mit Verweis auf die begleitenden Abbildungen
beschrieben, worin:
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1 eine
Schnittansicht entlang der Linie B-B in 2 ist, die eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 eine
Schnittansicht entlang der Linie A-A in 1 ist;
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3 eine
Schnittansicht entlang der Linie D-D in 4 ist, die eine weitere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
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4 eine
Schnittansicht entlang der Linie C-C in 3 ist.
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Die 1 und 2 zeigen einen Antriebsübertragungsmechanismus 1 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Antriebsübertragungsmechanismus 1 wird
als Mitteldifferential für Allradantrieb-Fahrzeuge
verwendet. Der Antriebsübertragungsmechanismus 1 kann
auch zu anderen Verwendungszwecken wie ein hinteres Differential eingesetzt
werden.
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Die Antriebsübertragungsvorrichtung 1 beinhaltet
ein Differentialgehäuse 2.
Das Differentialgehäuse 2 ist
an einem Fahrzeugkörper
(nicht dargestellt) angebracht. Ein Gehäuse 3 ist innerhalb
des Differentialgehäuses
angeordnet. Einander gegenüberliegende
Endabschnitte des Gehäuses 3 sind durch
Lager 4 und 5 drehbar auf dem Differentialgehäuse 2 gelagert.
Das Gehäuse 3 besteht
aus einem ersten und einem zweiten Gehäusekomponentenelement 3A und 3B,
die durch eine zur Rotationsachse L des Gehäuses 3 vertikale Ebene
geteilt sind. Die beiden Gehäusekomponentenelemente 3A und 3B werden
aneinander angrenzend gehalten, wobei ihre Achsen miteinander fluchtend
ausgerichtet sind und die Elemente durch eine Vielzahl von Bolzen 6 fixiert sind.
Die Bolzen 6 sind parallel zur Rotationsachse L auf den
Außenumfangsseiten
der Gehäusekomponentenelemente 3A und 3B angeordnet
und in Umfangsrichtung des Gehäuses 3 gleichmäßig voneinander
beabstandet. Die Bolzen 6 können sich durch das erste Gehäusekomponentenelement 3A erstrecken
und befinden sich mit dem zweiten Gehäusekomponentenelement 3B in
Gewindeeingriff. Wenn der Bolzen 6 festgezogen wird, werden
die Gehäusekomponentenelemente 3A und 3B aneinander
befestigt. Obwohl in dieser Ausführungsform
3 Bolzen 6 verwendet werden, können auch zwei oder vier oder mehr
eingesetzt werden.
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Ein Planetengetriebemechanismus 7 ist
innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet.
Der Plantetengetriebemechanismus 7 schließt ein Sonnenrad 71, eine
Vielzahl von Planetenräder 72 und
ein inneres Zahnrad 73 ein. Das Sonnenrad 71 und
die Planetenräder 72 sind
auf dem Gehäuse 3 angeordnet,
während
das innere Zahnrad 73 auf dem Differentialgehäuse 2 bereitgestellt
ist.
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Das heißt, das Gehäusekomponentenelement 3A ist
auf einer Endfläche 31 (siehe 4) ausgebildet, die dem
Gehäusekomponentenelement 3B gegenüberliegt,
und verfügt über kreisförmige Vertiefungen 32 und 33.
Die Vertiefung 32 ist an einem Mittelabschnitt der Endfläche 31 angeordnet,
wobei deren Achse mit der Rotationsachse L fluchtend ausgerichtet
ist. In dieser Ausführungsform
werden drei Vertiefungen 33 verwendet, was der Anzahl an
Bolzen 6 entspricht. Die Vertiefungen 33 sind
gleichmäßig voneinander
beabstandet in einer Umfangsrichtung auf einem Umfang um die Rotationsachse
L angeordnet. Die Vertiefungen 32, 33 werden durch
das Gehäusekomponentenelement 3B abgeschirmt.
Die Vertiefungen 32, 33 können auf der Endfläche 34,
die dem Gehäusekomponentenelement 3A gegenüberliegt,
ausgebildet sein oder auf beiden Endflächen 31, 34.
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Das Sonnenrad 71 ist drehbar
in der Vertiefung 32 aufgenommen. Ein innerer Endabschnitt
einer Eingangshülse 9,
die auf der Rotationsachse L angeordnet ist, ist nicht drehbar mit
einem Mittelabschnitt des Sonnenrads 71 verbunden. Die
Eingangshülse 9 ist
drehbar auf dem Gehäusekomponentenelement 3A gelagert.
Dementsprechend ist das Sonnenrad 71 durch die Eingangshülse 9 drehbar
auf dem Gehäusekomponentenelement 3A gelagert.
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Die Planetenräder 72 sind drehbar
in den zugehörigen
Vertiefungen 33 aufgenommen. Die Planetenräder 72 befinden
sich in Eingriff mit dem Sonnenrad 71. Die Planetenräder 72 werden
daher, wenn das Gehäuse 3 gedreht
wird, um ihre eigene Achse sowie um das Sonnenrad 71 gedreht.
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Das innere Zahnrad 73 ist
an einer inneren Umfangsfläche
des Differentialgehäuses 2 befestigt, wobei
dessen Achse mit der Rotationsachse L ausgerichtet ist. Das innere
Zahnrad 73 befindet sich in Eingriff mit den Planetenrädern 72.
Wenn das Sonnenrad 71 durch die Eingangshülse 9 zur
Rotation angetrieben wird, werden die Planetenräder 72 und das Gehäuse 3 bei
einer verringerten Geschwindigkeit zur Rotation angetrieben.
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Die drei Bolzen 6 sind auf
demselben Umfang wie die Planetenräder 72 sowie an denselben Stellen
entlang des Umfangs angeordnet. Die Bolzen 6 erstrecken
sich durch Mittelabschnitte der Planetenräder 72. Die Planetenräder 72 sind
drehbar auf den Bolzen 6 gelagert. Dementsprechend dienen
die Bolzen 6 nicht nur als Mittel, um die Gehäusekomponentenelemente 3A, 3B aneinander
zu befestigen, sondern auch als Lagerungsstifte, um die Planetenräder 72 drehbar
zu lagern. In dieser Antriebsübertragungsvorrichtung 1 sind
keine Lagerungsstifte zum drehbaren Lagern der Planetenräder 72 erforderlich. Insofern
kann die Anzahl an Bestandteilen reduziert werden.
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Ein Endabschnitt des Gehäusekomponentenelements 3A,
der von der Halterung 4 getragen wird, ragt vom Differentialgehäuse 2 nach
außen, und
ein Keilwellenabschnitt 3a ist auf dem vorragenden Endabschnitt
des Gehäusekomponentenelements 3A ausgebildet.
Ein äußerer Endabschnitt
der Eingangshülse 9,
der vom Differentialgehäuse 2 und dem
Gehäusekomponentenelement 3A nach
außen ragt,
ist mit einem Keilwellenabschnitt 9a versehen. Die Keilwelle 3a besitzt
dieselbe Größe wie der
Keilwellenabschnitt 9a. Das Differentialgehäuse 2 ist
auf der Außenseite
mit einer Antriebsbuchse 10 versehen. Diese Antriebsbuchse 10 ist
auf der Rotationsachse L angeordnet und wird durch einen Motor (nicht
dargestellt) angetrieben. Ein Endabschnitt der Antriebsbuchse 10 liegt
der Eingangshülse 9 unmittelbar
gegenüber.
Ein Keilwellenabschnitt 10a ist auf diesem Endabschnitt
der Antriebsbuchse 10 ausgebildet. Der Keilwellenabschnitt 10a besitzt
dieselben Abmessungen wie die Keilwellen 3a und 9a.
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An der Außenseite der angrenzenden Endabschnitte
der Eingangshülse 9 und
des Gehäusekomponentenelements 3A ist
eine Ringhülse 11 beweglich
angeordnet, um in Richtung der Rotationsachse L bewegt zu werden.
Keilwellenlochabschnitte 11a und 11b sind in einem
sowie einem anderen Endabschnitt einer inneren Umfangsfläche der
Ringhülse 11 ausgebildet.
Der Keilwellenlochabschnitt 11a greift normalerweise in
den Keilwellenabschnitt 10a der Antriebshülse 10 ein.
Der andere Keilwellenlochabschnitt 11b wird zwischen einer
ersten Position, in der er sich mit keinem der Keilwellenabschnitte 3a und 9a in
Eingriff befindet, und einer zweiten Position, in der er sich wahlweise
mit einem der Keilwellenabschnitte 3a und 9a je
nach Position der Ringhülse 11 in
Eingriff befindet hin- und hergeschaltet. Das heißt, wenn
die Ringhülse 11 in
die Position aus 1 bewegt
wird (diese Position wird hierin im Nachstehenden als „neutrale
Position" bezeichnet), ist
der Keilwellenlochabschnitt 11b zwischen den Keilwellenabschnitt 3a und
dem Keilwellenabschnitt 9a angeordnet und greift in keinen
dieser ein. Wenn die Ringhülse 11 in
Bezug auf 1 aus der
neutralen Position nach rechts bewegt wird (diese Position wird
hierin nachstehend als „Hochgeschwindigkeitsposition" bezeichnet), greift
der Keilwellenlochabschnitt 11b in den Keilwellenabschnitt 3a ein.
Wenn die Ringhülse 11 in
Bezug auf 1 aus der
neutralen Position nach links bewegt wird (diese Position wird hierin
nachstehend als „Niedriggeschwindigkeitsposition" bezeichnet}, greift
der Keilwellenlochabschnitt 11b in den Keilwellenabschnitt 9a ein.
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Da sich der Keilwellenlochabschnitt 11b mit keinem
der Keilwellenabschnitte 3a und 9a in Eingriff befindet,
wenn die Ringhülse 11 in
die neutrale Position bewegt wird, wird die Rotation der Antriebsbuchse 10 nicht
auf den Planetenradmechanismus 7 übertragen. Wenn die Ringhülse 11 in
die Hochgeschwindigkeitsposition bewegt wird, wird die Rotation
der Antriebsbuchse 10 durch die Ringhülse 11 auf das Gehäuse 3 übertragen.
Dementsprechend werden das Gehäuse 3 und
die Planetenräder 72 in
derselben Geschwindigkeit wie die Antriebsbuchse 10 um die
Rotationsachse L gedreht. Wenn die Ringhülse 11 in die Niedriggeschwindigkeitsposition
bewegt wird, wird die Rotation der Antriebsbuchse 11 durch die
Ringhülse 10 und
die Eingangshülse 9 auf
das Sonnenrad 71 übertragen.
Dementsprechend werden das Gehäuse 3 und
die Planetenräder 72 mit einer
niedrigeren Geschwindigkeit als die Antriebsbuchse 10 um
die Rotationsachse L gedreht.
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Ein Differentialgetriebemechanismus 8 ist
innerhalb des Gehäusekomponentenelements 3B angeordnet.
Der Differentialgetriebemechanismus 3B schließt ein Paar
an Seitenzahnrädern 81, 81 ein,
die aus einem Paar an Kegelrädern
bestehen, und ein Paar an Elementzahnrädern 82, 82,
die aus einem Paar an Kegelrädern
bestehen. Das Seitenzahnradpaar 81, 81 ist drehbar
auf dem Gehäuse 3 gelagert, wobei
seine Achsen in fluchtender Ausrichtung mit der Drehachse L gehalten
sind. Das Elementradpaar 82, 82 ist drehbar auf
einem Stift 83 vertikal zur Rotationsachse L gelagert.
Dementsprechend kann das Elementradpaar 82, 82 um
den Stift 83 sowie zusammen mit dem Gehäuse 3 um die Rotationsachse
L gedreht werden. Die Elementräder 82, 82 befinden sich
mit den Seitenzahnrädern 81, 81 in
Eingriff. Wenn das Gehäuse 3 gedreht
wird, wird die Rotation durch den Stift 83 und die Elementräder 82, 82 auf das
Seitenzahnradpaar 81, 81 übertragen. Die Drehung, die
auf eines der Seitenräder 81 und 81 übertragen
worden ist, wird durch eine Ausgangswelle 15 an das vordere
oder das hintere Differential (beide nicht dargestellt) weitergeleitet.
Die Rotation, die auf das andere Seitenrad 81 übertragen
worden ist, wird durch eine Ausgangswelle 16 an das vordere
oder hintere Differential weitergeleitet. Die relative Drehung des
Seitenradpaars 81, 81 macht es möglich, die
Ausgangswellen 15 und 16 unterschiedlich zu drehen.
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Bei der so konstruierten Antriebsübertragungsvorrichtung 1 besteht
kein Bedarf, die Lagerungsstifte separat für das drehbare Lagern der Planetenräder 72 zu
verwenden, da die Bolzen 6 zum Befestigen der Gehäusekomponentenelemente 3A und 3B auch
als Lagerungsstifte zum drehbaren Lagern der Planetenräder 72 des
Planetengetriebemechanismus eingesetzt werden. Die Anzahl an Bestandteilen
kann dementsprechend in diesem Ausmaß verringert werden. Als Ergebnis
kann das Gehäuse 3 klein
ausgebildet werden, wodurch auch die Größe der gesamten Antriebsübertragungsvorrichtung 1 klein
gehalten werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird nun mit Verweis auf die 3 und 4 beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform
werden nur die Abschnitte beschrieben, die sich in ihrer Konstruktion
von der oben angeführten
Ausführungsform unterscheiden,
und idente Bestandteile werden durch idente Verweiszahlen gekennzeichnet
und ihre Beschreibung wird weggelassen.
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Bei einer Antriebsübertragungsvorrichtung 1' gemäß dieser
Ausführungsform
ist ein drittes Gehäusekomponentenelement 3C zwischen
dem Gehäusekomponentenelement 3A und
dem Gehäusekomponentenelement 3B angeordnet.
Anders gesagt besteht das Gehäuse 3 aus
den Gehäusekomponentenelementen 3A, 3B und 3C,
die in Richtung der Rotationsachse L in drei Teile unterteilt werden
können. Das
Gehäusekomponentenelement 3C ist
plattenartig konfiguriert. Die Bolzen 6 erstrecken sich
durch das Gehäusekomponentenelement 3C.
Wenn die Bolzen 6 festgezogen werden, werden also die Gehäusekomponentenelemente 3A und 3B gegen
gegenüberliegende
Endflächen
des Gehäusekomponentenelements 3C gedrückt und
die Gehäusekomponentenelemente 3A, 3B und 3C werden
durch die Bolzen 6 aneinander befestigt. Die Vertiefungen 32, 33 sind
durch das Gehäusekomponentenelement 3C abgeschirmt.
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Bei der Antriebsübertragungsvorrichtung 1' wird anstelle
des Difterentialgetriebemechanismus 8 ein Difterentialgetriebemechanismus 8' verwendet. Der
Differentialgetriebemechanismus 8' schließt ein Paar an Seitenzahnrädern 84, 84 sowie
drei Paare an Elementrädern 85, 85 ein.
Die Seitenzahnräder 84, 84 bestehen
aus Schrägrädern. Sie
sind drehbar auf der Rotationsachse L angeordnet. Jedes Elementrad 85 ist
an einem Endabschnitt davon mit einem langen Zahnradabschnitt 85a bereitgestellt,
am anderen Abschnitt mit einem kurzen Zahnradabschnitt 85b und
an einem Zwischenabschnitt mit einem Halsabschnitt 85c.
Die Elementräder 85 und 85 sind
parallel zur Rotationsachse L angeordnet und auf dem Gehäuse 3 gelagert,
so dass sie um ihre eigenen Achsen sowie zusammen mit dem Gehäuse 3 um
die Rotationsachse L gedreht werden können. Der lange Zahnradabschnitt 85a jedes
Elementrads 85 befindet sich an einem Innenabschnitt davon
(der Abschnitt auf der Seite des kurzen Zahnradabschnitts 85b)
mit dem kurzen Zahnradabschnitt
85b des anderen Elementrads 85 in
Eingriff. Der kurze Zahnradabschnitt 85b jedes Elementrads 85 befindet
sich an einem Außenabschnitt
davon mit dem langen Zahnradabschnitt 85a des anderen Elementrads 85 in
Eingriff.
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Die drei Elementradpaare 85, 85 sind
in die Umfangsrichtung des Gehäuses 3 gleichmäßig beabstandet.
Sie sind in Bezug auf die Bolzen 6 in der Umfangsrichtung
des Gehäuses 3 entfernt
angeordnet. In dieser Ausführungsform
sind sie insbesondere in der Mitte der drei Bolzen 6, 6 angeordnet.
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Bei der so konstruierten Antriebsübertragungsvorrichtung 1' können die
Bolzen 6 und die Elementräder 85 auf demselben
Umfang angeordnet werden, da die Bolzen 6 und die Elementradpaare 85, 85 so
bereitgestellt sind, dass sie in Umfangsrichtung vom Gehäuse 3 entfernt
sind. Wenn die Bolzen 6 und die Elementräder 6 in
der Umfangsrichtung in derselben Position angebracht sind, müssten erstere und
letztere auf unterschiedlichen Umfängen angeordnet sein, um sich
gegenseitig nicht zu stören.
Das Gehäuse 3 würde daher
in diesem Ausmaß vergrößert werden,
wodurch auch die Größe der Antriebsübertragungsvorrichtung
zunehmen würde.
Bei der vorliegenden Antriebsübertragungsvorrichtung 1' können jedoch
die Bolzen 6 und die Elementräder 85 auf demselben
Umfang angeordnet werden, wodurch der Durchmesser des Gehäuses 3 verringert
werden und somit die Antriebsübertragungsvorrichtung 1' verkleinert
werden kann.
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Es ist festzustellen, dass die vorliegende
Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen begrenzt ist und
zahlreiche Veränderungen,
falls nötig, vorgenommen
werden können.
Obwohl sich die Bolzen durch das erste Gehäusekomponentenelement 3A erstrecken
und sich in den obigen Ausführungsformen
mit dem zweiten Gehäusekomponentenelement 3B in
Gewindeeingriff befinden, ist es beispielsweise auch möglich, dass
sich die Bolzen 6 weiter durch das andere Gehäusekomponentenelement 3B erstrecken
und eine Mutter auf ein vorderes Ende (das Ende das sich durch das
Gehäusekomponentenelement 3B erstreckt)
jedes Bolzen 6 aufgeschraubt ist, so dass die Gehäusekomponentenelemente 3A, 3B (oder 3A, 3B, 3C)
durch die Bolzen 6 und die Muttern aneinander befestigt
sind. Die Bolzen könnten
sich natürlich
auch durch das zweite Gehäusekomponentenelement
(38) erstrecken und in eine Gewindeöffnung im ersten Gehäusekomponentenelement
(3A) eingreifen.