WO2009037176A2 - Drehdurchführung zur ölversorgung einer eine axial verlaufende bohrung bzw. öldurchführung aufweisenden welle eines getriebes - Google Patents

Drehdurchführung zur ölversorgung einer eine axial verlaufende bohrung bzw. öldurchführung aufweisenden welle eines getriebes Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a rotary feedthrough for oil supply of an axially extending bore or oil passage having shaft of a transmission, according to the preamble of patent claim 1.
  • an oil lubrication system for a transmission in which a centrifugal pump is used, which directs the oil radially outwardly through openings in radially directed Umlenkkanäle. Subsequently, the oil can pass through an annular groove in the interior of a hollowed-out gear shaft.
  • an oil lubrication system for transmissions comprising an annular chamber, the lubricating and cooling oil is supplied, a rotating gear shaft and a conveying element for the lubricating and cooling oil, wherein in the rotating Transmission shaft is provided at least one off-axis lubricating oil hole, and wherein the conveying element is formed of a catch and baffle, which is fixedly connected to the transmission housing, the cross-sectional area of the chamber substantially occupies and is shaped such that at the catch and baffle funded by the rotating gear shaft oil accumulates under pressure, through which the lubricating and cooling oil is pressed into the off-axis arranged lubricating oil hole.
  • this solution disadvantageously requires a relatively high sealing effort, in particular between the transmission shaft and the interior of the transmission housing.
  • DE 102 03618 A1 discloses a rotary feedthrough arrangement assigned to a wet-running or / and hydraulically actuable multiple-clutch device with at least two multi-plate clutch arrangements
  • Oil supply is known, which has at least one arranged on the disposal side or disposable stator and at least one rotatable with the coupling device rotor portion, wherein the stator before the inclusion of the coupling device in the drive train of a motor vehicle with the rotor portion is coupled to one of the coupling device and at least one rotary feedthrough of the rotary feedthrough assembly including the stator section comprehensive installation unit to form the transmission side can be mounted by attaching the stator on the gear housing.
  • axial space is usually required, which generally results from the width of the required for sealing two rectangular rings, the shoulder width of the corresponding rectangular ring grooves and the width of the ⁇ lübergabut. From the sum of the space required for the realization of the rotary feedthrough axial space and the axial space of the bearing base according to the basic transmission design results in particular with respect to the shaft seal and the transmittable torque disadvantageous large axial overall space.
  • the present invention has for its object to provide a rotary feedthrough for oil supply to an axially extending bore or oil passage having shaft of a transmission through which the disadvantages of the known from the prior art rotary unions are avoided.
  • the device according to the invention is intended to ensure effective oil supply with low axial-space requirements. th; for the realization of the rotary feedthrough according to the invention, only the space required for transmission basic design should be sufficient.
  • a rotary feedthrough for supplying oil to a shaft having an axial bore or oil passage, on the axially before the bearing of the shaft, an element, such. a fixed gear or a synchronous body or a claw switching element is arranged rotationally fixed, proposed, comprising a stator disposed on the housing side and a rotor rotating with the shaft, wherein the fixed bearing cover or the retaining plate of the bearing to be supplied with oil shaft as a stator and the hub of the already existing, viewed axially on the side facing away from the housing of the bearing arranged in front of the bearing and rotatably connected to the shaft member serves as a rotor of the rotary feedthrough.
  • the functionally connected to the housing preferably bolted bearing cap pressure oil takes over the housing side provided supply bores;
  • the bearing cap accommodating operations for receiving the sealing elements preferably designed as rectangular, on the housing side provided Zu Industriesbohronne fluidly connected supply bores and a fluidly connected to the feed bores surrounding ⁇ lübergabenut.
  • the hub of the arranged in front of the bearing element has the required axial and radial recording processing for receiving the preferably designed as rectangular rings sealing elements and on the one hand with the ⁇ lübergabenut and on the other hand from the surface of the shaft in the axially extending bore or oil passage leading bore fluidly connected supply holes for the oil.
  • the element rotatably connected to the shaft may preferably be a fixed gear, a synchronous body of a synchronization or a Klauenschaltele- ment without a synchronizer.
  • rotary feedthrough in which the retaining plate of the fixed bearing of the main shaft serves as a stator and the hub of the parking lock gear as a rotor of the rotary feedthrough.
  • a rotary feedthrough is provided, to the realization of the already existing space sufficient.
  • the manufacturing and assembly costs are reduced because already existing components, in particular the bearing cap and an axially disposed in front of the bearing arranged on the shaft fixed element can be used.
  • Figure 1 A schematic sectional view of a trained according to the invention rotary feedthrough for oil supply to a shaft having an axially extending bore or oil passage;
  • FIG. 2 An enlarged detail view of the rotary feedthrough to the oil supply according to Figure 1.
  • a to be supplied with oil main shaft 1 of a transmission is shown, which has an axially extending bore or oil passage 2 and is mounted on a fixed bearing 3, the retaining plate or bearing cap is denoted by 4.
  • the bearing cap 4 is functionally connected to a (not shown) housing of the transmission. Furthermore, viewed axially from the housing facing away from the bearing 3 in front of the bearing cap 4 a rotatably connected to the shaft 1 Parksperrenrad 5 is arranged.
  • a rotary feedthrough for oil supply of the shaft 1 comprising a stator arranged on the housing side and a rotor rotating with the shaft 1, in which the fixed bearing cover 4 or the holding plate of the bearing 3 of the shaft 1 to be supplied with oil as a stator and the hub 6 of the already existing, viewed axially on the side facing away from the housing of the bearing 3 in front of the bearing 3 and rotatably connected to the shaft 1 connected element 5, which is formed in the embodiment shown as Parksperrenrad serves as a rotor of the rotary feedthrough.
  • the bearing cover 4 or the holding plate of the bearing 2 with supply bores (not shown) provided on the housing side for the pressure oil fluidly connected supply bores 7 and at the element 5 side facing a fluidly connected to the feed holes 7 circulating ⁇ lübergabenut 8.
  • the hub 6 of the parking lock wheel 5 arranged in front of the bearing 3 has, on the one hand, the oil transfer groove 8 and, on the other hand, feed bores 10 which are fluidly connected via bores 9 leading from the surface of the shaft 1 into the axially extending bore or oil passage 2 for the oil.
  • the oil preferably delivered by an internal gear oil pump via the supply side provided on the housing side, provided in the bearing cover 4 supply holes 7, the Studentsgabeut 8, provided in the hub 6 of the parking lock gear 5 supply holes 10 and the feed holes 9 in the bore or oil passage. 2 the shaft 1, as illustrated in Figure 1 with reference to the arrow and the hatched area shown.
  • the bearing cap 4 or the holding plate of the bearing 3 and the hub 6 of the parking lock wheel 5 have the required axial and / or radial receiving devices or annular grooves 11, 12 for receiving them preferably as rectangular rings 13, 14 executed sealing elements of the rotary feedthrough.

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Abstract

Es wird eine Drehdurchführung zur Ölversorgung einer eine axial verlaufende Bohrung bzw. Öldurchführung (2) aufweisenden Welle (1) eines Getriebes vorgeschlagen, umfassend einen gehäuseseitig angeordneten Stator und einen sich mit der Welle mitdrehenden Rotor, bei der der mit dem Gehäuse verbundene Lagerdeckel (4) bzw. das Halteblech des Lagers (3) der mit Öl zu versorgenden Welle (1) als Stator und die Nabe (6) eines ohnehin vorhandenen, axial betrachtet an der dem Gehäuse abgewandten Seite des Lagers (3) vor dem Lager (3) angeordneten und drehfest mit der Welle (1) verbundenen Elementes (5) als Rotor der Drehdurchführung dient.

Description

Drehdurchführunq zur Ölversorgung einer eine axial verlaufende Bohrung bzw. Öldurchführung aufweisenden Welle eines Getriebes
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehdurchführung zur Ölversorgung einer eine axial verlaufende Bohrung bzw. Öldurchführung aufweisenden Welle eines Getriebes, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In Getrieben werden oft Wellen mit einer axial verlaufenden Bohrung bzw. Öldurchführung eingesetzt, um die Schmierölversorgung von Bauteilen zu gewährleisten, welche mit anderen Methoden schlecht zu versorgen sind. Beispielsweise kann es sich hierbei um die Schmierölversorgung von Losradlagern handeln. Nach dem Stand der Technik wird das Öl mittels einer Drehdurchführung über gehäuseseitige Bohrungen bzw. Nuten in die rotierende Welle gedrückt, wobei zu diesem Zweck in der Regel eine umlaufende Wellennut mit Radialbohrungen zum Welleninneren vorgesehen ist. Des weiteren sind zur Abdichtung der Drehdurchführung üblicherweise als Rechteckringdichtungen ausgeführte Schleifringdichtungen vorgesehen, die in entsprechenden Rechteckringnuten anordbar sind.
Aus der DE 32 38 780 C1 ist ein Ölschmiersystem für ein Getriebe bekannt, bei dem eine Fliehkraftpumpe eingesetzt wird, welche das Öl radial nach außen durch Durchbrüche in radial gerichtete Umlenkkanäle leitet. Anschließend kann das Öl über eine Ringnut in das Innere einer hohlgebohrten Getriebewelle gelangen. Obwohl dieses System eine effektive Schmierölversorgung gewährleistet, weist es den Nachteil auf, dass die benötigte Fliehkraftpumpe einen nicht immer zur Verfügung stehenden Bauraum sowie einen hohen Abdichtungsaufwand erfordert. Des weiteren ist aus der DE 195 01 799 C2 der Anmelderin ein Öl- schmiersystem für Getriebe bekannt, umfassend eine ringförmige Kammer, der Schmier- und Kühlöl zugeführt wird, eine rotierende Getriebewelle und ein Förderelement für das Schmier- und Kühlöl, wobei in der rotierenden Getriebewelle mindestens eine achsversetzt angeordnete Schmierölbohrung vorgesehen ist, und wobei das Förderelement aus einem Fang- und Leitblech gebildet ist, das mit dem Getriebegehäuse fest verbunden ist, die Querschnittsfläche der Kammer im Wesentlichen einnimmt und derart geformt ist, dass sich an dem Fang- und Leitblech das von der rotierenden Getriebewelle geförderte Öl unter Druckbildung staut, durch den das Schmier- und Kühlöl in die achsversetzt angeordnete Schmierölbohrung gedrückt wird. Auch diese Lösung erfordert in nachteiliger Weise einen relativ hohen Abdichtungsaufwand, insbesondere zwischen der Getriebewelle und dem Innenraum des Getriebegehäuses.
Aus der DE 39 27 775 C2 der Anmelderin ist eine weitere Ölzuführein- richtung zum Zuführen von Schmier- und Kühlöl von einem Gehäuse auf eine sich drehende Welle bekannt, bei der auf der Welle zwei Dichtringe benötigt werden, die in axialem Abstand voneinander angeordnet sind, wobei zwischen den Dichtringen und zwei im Gehäuse im Wesentlichen radial in axialem Abstand voneinander angeordneten Dichtflächen Dichtstellen gebildet sind. Hierbei liegen die Dichtringe unter der Vorspannung des zwischen den Dichtringen anstehenden Öldruckes an den Dichtflächen an. Zudem ist zwischen den Dichtstellen im Gehäuse ein Ölzuführanschluss vorgesehen, über den Öl in eine in der Welle zwischen den Dichtstellen vorgesehene Ölaufnahmebohrung gelangt. Bei dieser Konstruktion ist der Abdichtungsaufwand sehr hoch, was in hohen Herstellungs- und Montagekosten sowie in hohen Bauraumanforderungen resultiert.
Aus der DE 102 03618 A1 ist eine einer nasslaufenden oder/und hydraulisch betätigbaren Mehrfach-Kupplungseinrichtung mit wenigstens zwei Lamellen-Kupplungsanordnungen zugeordnete Drehdurchführungsanordnung zur Ölversorgung bekannt, die wenigstens einen gethebeseitig angeordneten oder anordenbaren Statorabschnitt und wenigstens einen sich mit der Kupplungseinrichtung mitdrehenden Rotorabschnitt aufweist, wobei der Statorabschnitt vor der Eingliederung der Kupplungseinrichtung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit dem Rotorabschnitt koppelbar ist, um eine die Kupplungseinrichtung und wenigstens eine Drehdurchführung der Drehdurchführungsanordnung einschließlich dem Statorabschnitt umfassende Einbaueinheit zu bilden, die getriebeseitig unter Anbringung des Statorabschnitts am Getriebegehäuse montierbar ist.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Drehdurchführungen zur Versorgung von Wellen, welche eine axial verlaufende Bohrung bzw. Öldurch- führung aufweisen, erweisen sich insgesamt als bauraum- und kostenintensiv.
Für das Einbringen von Drucköl in rotierende Wellen ist in der Regel axialer Bauraum erforderlich, welcher sich im allgemeinen aus der Breite der zur Abdichtung erforderlichen zwei Rechteckringe, der Schulterbreite der entsprechenden Rechteckringnuten und der Breite der Ölübergabenut ergibt. Aus der Summe des zur Realisierung der Drehdurchführung erforderlichen axialen Bauraums und des axialen Bauraums der Lagerbasis gemäß der Getriebegrundauslegung ergibt sich ein insbesondere bezüglich der Wellenabdichtung und des übertragbaren Drehmomentes nachteilhaft großer axialer Gesamtbauraum.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehdurchführung zur Ölversorgung einer eine axial verlaufende Bohrung bzw. Öldurch- führung aufweisenden Welle eines Getriebes anzugeben, durch die die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Drehdurchführungen vermieden werden. Insbesondere soll die erfindungsgemäße Einrichtung eine effektive Ölversorgung bei geringen Axialbauraumanforderungen gewährleis- ten; zur Realisierung der erfindungsgemäßen Drehdurchführung soll lediglich der zur Getriebegrundauslegung erforderliche Bauraum ausreichen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird eine Drehdurchführung zur Ölversorgung einer eine axial verlaufende Bohrung bzw. Öldurchführung aufweisenden Welle, auf der axial betrachtet vor dem Lager der Welle ein Element, wie z.B. ein Festrad oder ein Synchronkörper oder ein Klauenschaltelement drehfest angeordnet ist, vorgeschlagen, umfassend einen gehäuseseitig angeordneten Stator und einen sich mit der Welle mitdrehenden Rotor, bei der der feststehende Lagerdeckel bzw. das Halteblech des Lagers der mit Öl zu versorgenden Welle als Stator und die Nabe des ohnehin vorhandenen, axial betrachtet an der dem Gehäuse abgewandten Seite des Lagers vor dem Lager angeordneten und drehfest mit der Welle verbundenen Elementes als Rotor der Drehdurchführung dient.
Gemäß der Erfindung übernimmt der funktionsbedingt mit dem Gehäuse verbundene, vorzugsweise verschraubte Lagerdeckel Drucköl über gehäuseseitig vorgesehene Zuführbohrungen; im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Lagerdeckel Aufnahmebearbeitungen zur Aufnahme der vorzugsweise als Rechteckringe ausgeführten Dichtelemente, mit den gehäuseseitig vorgesehenen Zuführbohrungen fluidtechnisch verbundene Zuführbohrungen und eine mit den Zuführbohrungen fluidtechnisch verbundene umlaufende Ölübergabenut auf.
Des weiteren weist die Nabe des vor dem Lager angeordneten Elementes die erforderliche axiale und radiale Aufnahmebearbeitung zur Aufnahme der vorzugsweise als Rechteckringe ausgeführten Dichtelemente sowie einerseits mit der Ölübergabenut und andererseits mit von der Oberfläche der Welle in die axial verlaufende Bohrung bzw. Öldurchführung führenden Bohrungen fluid- technisch verbundene Zuführbohrungen für das Öl auf.
Das drehfest mit der Welle verbundene Element kann vorzugsweise ein Festrad, ein Synchronkörper einer Synchronisierung oder ein Klauenschaltele- ment ohne eine Synchronisiervorrichtung sein.
Beispielsweise kann in einem Automatgetriebe zur Ölversorgung der Hauptwelle eine gemäß der Erfindung ausgeführte Drehdurchführung vorgesehen sein, bei der das Halteblech des Festlagers der Hauptwelle als Stator und die Nabe des Parksperrenrades als Rotor der Drehdurchführung dient.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption der Integration der Drehdurchführung innerhalb der Auslegungslagerbasis wird eine Drehdurchführung zur Verfügung gestellt, zu deren Realisierung der bereits vorhandene Bauraum ausreicht. Zudem werden die Herstellungs- und Montagekosten reduziert, da ohnehin vorhandene Bauteile, insbesondere der Lagerdeckel und ein axial betrachtet vor dem Lager auf der Welle angeordnetes Festelement verwendet werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert: Es zeigen:
Figur 1 : Eine schematische Schnittansicht einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Drehdurchführung zur Ölversorgung einer Welle, welche eine axial verlaufende Bohrung bzw. Öldurchführung aufweist; und
Figur 2: Eine vergrößerte Detailansicht der Drehdurchführung zur Ölversorgung gemäß Figur 1. In Figuren 1 und 2 ist eine mit Öl zu versorgende Hauptwelle 1 eines Getriebes dargestellt, die eine axial verlaufende Bohrung bzw. Öldurchführung 2 aufweist und über ein Festlager 3 gelagert ist, dessen Halteblech bzw. Lagerdeckel mit 4 bezeichnet ist. Der Lagerdeckel 4 ist funktionsbedingt mit einem (nicht dargestellten) Gehäuse des Getriebes verbunden. Des weiteren ist axial betrachtet an der dem Gehäuse abgewandten Seite des Lagers 3 vor dem Lagerdeckel 4 ein drehfest mit der Welle 1 verbundenes Parksperrenrad 5 angeordnet.
Gemäß der Erfindung wird eine Drehdurchführung zur Ölversorgung der Welle 1 vorgeschlagen, umfassend einen gehäuseseitig angeordneten Stator und einen sich mit der Welle 1 mitdrehenden Rotor, bei der der feststehende Lagerdeckel 4 bzw. das Halteblech des Lagers 3 der mit Öl zu versorgenden Welle 1 als Stator und die Nabe 6 des ohnehin vorhandenen, axial betrachtet an der dem Gehäuse abgewandten Seite des Lagers 3 vor dem Lager 3 angeordneten und drehfest mit der Welle 1 verbundenen Elementes 5, das bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Parksperrenrad ausgebildet ist, als Rotor der Drehdurchführung dient.
Gemäß der Erfindung weist der Lagerdeckel 4 bzw. das Halteblech des Lagers 2 mit gehäuseseitig vorgesehenen Zuführbohrungen (nicht dargestellt) für das Drucköl fluidtechnisch verbundene Zuführbohrungen 7 und an dessen dem Element 5 zugewandten Seite eine mit den Zuführbohrungen 7 fluidtechnisch verbundene umlaufende Ölübergabenut 8 auf.
Wie aus Figur 1 und 2 ersichtlich, weist die Nabe 6 des vor dem Lager 3 angeordneten Parksperrenrades 5 einerseits mit der Ölübergabenut 8 und andererseits mit von der Oberfläche der Welle 1 in die axial verlaufende Bohrung bzw. Öldurchführung 2 führenden Bohrungen 9 fluidtechnisch verbundene Zuführbohrungen 10 für das Öl auf. Demnach wird das vorzugsweise von einer getriebeinternen Ölpumpe geförderte Öl über die gehäuseseitig vorgesehenen Zuführbohrungen, die im Lagerdeckel 4 vorgesehenen Zuführbohrungen 7, die Übergabenut 8, die in der Nabe 6 des Parksperrenrades 5 vorgesehenen Zuführbohrungen 10 und die Zuführbohrungen 9 in die Bohrung bzw. Öldurchführung 2 der Welle 1 gedrückt, wie in Figur 1 anhand des Pfeils und des schraffiert dargestellten Bereichs verdeutlicht.
Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf Figur 2 weisen der Lagerdeckel 4 bzw. das Halteblech des Lagers 3 und die Nabe 6 des Parksperrenrades 5 die erforderlichen axialen und/oder radialen Aufnahmeinrichtungen bzw. Ringnuten 1 1 , 12 zur Aufnahme der vorzugsweise als Rechteckringe 13, 14 ausgeführten Dichtelemente der Drehdurchführung auf.
Bezuqszeichen
mit Öl zu versorgende Welle
Öldurchführung der Welle 1
Festlager
Lagerdeckel
Parksperrenrad
Nabe
Zuführbohrung
Ölübergabenut
Bohrung
Zuführbohrung
Ringnut
Ringnut
Rechteckring
Rechteckring

Claims

Patentansprüche
1. Drehdurchführung zur Ölversorgung einer eine axial verlaufende Bohrung bzw. Öldurchführung (2) aufweisenden Welle (1) eines Getriebes, umfassend einen gehäuseseitig angeordneten Stator und einen sich mit der Welle mitdrehenden Rotor, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Gehäuse verbundene Lagerdeckel (4) bzw. das Halteblech des Lagers (3) der mit Öl zu versorgenden Welle (1) als Stator und die Nabe (6) eines ohnehin vorhandenen, axial betrachtet an der dem Gehäuse abgewandten Seite des Lagers (3) vor dem Lager (3) angeordneten und drehfest mit der Welle (1) verbundenen Elementes (5) als Rotorder Drehdurchführung dient.
2. Drehdurchführung zur Ölversorgung einer eine axial verlaufende Bohrung bzw. Öldurchführung (2) aufweisenden Welle (1) eines Getriebes, nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerdeckel (4) bzw. das Halteblech des Lagers (3) mit gehäuseseitig vorgesehenen Zuführbohrungen für das Drucköl fluidtechnisch verbundene Zuführbohrungen (7) und eine mit den Zuführbohrungen (7) fluidtechnisch verbundene umlaufende Ölü- bergabenut (8) aufweist und dass die Nabe (6) des vor dem Lager (3) angeordneten Elementes (5) einerseits mit der Ölübergabenut (8) und andererseits mit von der Oberfläche der Welle (1) in die axial verlaufende Bohrung bzw. Öldurchführung (2) führenden Bohrungen (9) fluidtechnisch verbundene Zuführbohrungen (10) für das Öl aufweist.
3. Drehdurchführung zur Ölversorgung einer eine axial verlaufende Bohrung bzw. Öldurchführung (2) aufweisenden Welle (1) eines Getriebes, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerdeckel (4) bzw. das Halteblech des Lagers (3) und die Nabe (6) des Elementes (5) die erforderlichen axialen und/oder radialen Aufnahmeinrichtungen bzw. Ringnuten (11, 12) zur Aufnahme Dichtelemente (13, 14) der Drehdurchführung aufweisen.
4. Drehdurchführung zur Ölversorgung einer eine axial verlaufende Bohrung bzw. Öldurchführung (2) aufweisenden Welle (1) eines Getriebes, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtelemente (13, 14) der Drehdurchführung als Rechteckringe ausgeführt sind.
5. Drehdurchführung zur Ölversorgung einer eine axial verlaufende Bohrung bzw. Öldurchführung (2) aufweisenden Welle (1) eines Getriebes, nach Anspruch 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (5) ein Festrad, ein Synchronkörper einer Synchronisierung oder ein Klauenschaltelement ohne eine Synchronisiervorrichtung ist
6. Drehdurchführung zur Ölversorgung einer eine axial verlaufende Bohrung bzw. Öldurchführung (2) aufweisenden Welle (1) eines Getriebes, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass die mit Öl zu versorgende Welle (1 ) die Hauptwelle eines Automatgetriebes ist, das Element (5) das Parksperrenrad ist.
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