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Hintergrund der Erfindung:
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1. Gebiet der Erfindung;
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit für einen Kleinmotor, bei dem ein von einem Motorabschnitt abgegebenes Antriebsmoment von einer Ausgangswelle, welche sich zusammen mit einem Schraubenrad vermittels eines Schneckenrads von einer Motorwelle ausgehend dreht, nach außen abgegeben wird, wobei ferner ein fester Schaft zentral an einem Getriebekasten befestigt ist.
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2. Beschreibung dem Stand der Technik:
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1 ist eine Ansicht, welche einen Kleinmotor mit einer Getriebeeinheit veranschaulicht, wie sie herkömmlicherweise allgemein verwendet wurde, 1A ist eine Gesamtansicht des Kleinmotors mit einer Getriebeeinheit, welche den Getriebeeinheitsteil in einer teilweisen Schnittansicht zeigt, und 1B ist eine Ansicht, welche den in einer teilweisen Schnittansicht gezeigten Getriebeeinheitsteil in einer Ansicht gesehen aus einer Richtung veranschaulicht, welche von der der 1A verschieden ist. Ferner sind die 2A und 2B Ansichten, welche einen C-förmigen Sprengring in voneinander verschiedenen Richtungen gesehen veranschaulichen, und 2C ist eine vergrößernde Ansicht, welche einen wesentlichen Teil aus 1B darstellt.
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Wie in 1 gezeigt, steht ein Motorabschnitt mit dem Getriebeeinheitsteil durch Verwendung eines Schneckenrads oder ähnlichem in Verbindung. Der Getriebeeinheitsteil weist in einem aus Kunstharz hergestellten Getriebegehäuse ein Schneckenrad in der Nähe des Abschnitts an der Spitze einer Motorwelle, welche sich aus dem Motorabschnitt hinaus erstreckt, ein mit diesem Schneckenrad kämmendes Schraubenrad und die Ausgangswelle zum Abgeben des Antriebsmoments von diesem Schraubenrad nach außen auf. Ein solcher Kleinmotor mit einer Getriebeeinheit kann beispielsweise zum Antreiben eines elektrischen Fensterhebers verwendet werden.
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Das Schneckenrad kann beispielsweise befestigt sein, indem ein gerändelter Teil an der Motorwelle ausgebildet wird und das Schneckenrad mit einem Einpassloch zum Einpassen desselben beim Drücken des Schneckenrads auf die Motorwelle versehen wird. Da ein Schraubenrad im Eingriff mit diesem Schneckenrad steht, wird das von dem Motorabschnitt abgegebene Antriebsmoment von der Motorwelle auf das Schneckenrad übertragen, vom Schneckenrad auf das Schraubenrad in dem Getriebeeinheitsteil übertragen und von der Ausgangswelle nach außen abgegeben. Da bei der Ausgangswelle und dem Schraubenrad eine wechselseitige Bewegung in einer Drehrichtung mittels stoßabsorbierenden Gummis reguliert wird, sind sie so gebaut, dass sie bei zentral an dem Getriebegehäuse befestigten festen Schaft sich um diesen herum als ein Körper drehen.
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Herkömmlicherweise wurde der feste Schaft des Getriebegehäuses als Hartschaft gebildet, welcher durch Schneiden von Stahlmaterial o. ä. erzeugt wurde, und wurde in einem freitragenden Zustand durch Einpressen in ein aus Kunstharz bestehendes Getriebegehäuse oder Formguss o. ä. befestigt. Hierbei wurde, um zu verhindern, dass der feste Schaft das Getriebegehäuse verlässt, der Endabschnitt des festen Schafts, welcher an dem Getriebegehäuse mittels Hineinpressen oder Formguss befestigt wurde, einer eine Deplatzierung verhindernden Bearbeitung unterworfen, beispielsweise einer Bearbeitung durch Rändeln.
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Ferner wurde, um zu verhindern, dass ein Teil wie das Schraubenrad und die Ausgangswelle sich in einer Schubrichtung von dem festen Schaft löst, in der Nähe der Seite der Spitze (der von der befestigten Seite verschiedenen Seite) des festen Schafts eine Nut geschnitten, und in diese Nut wurde ein C-förmiger Sprengring o. ä. zur Befestigung eingepasst.
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Da er wie oben beschrieben, durch Schneiden von Stahlmaterial o. ä. erhalten wurde, wies der herkömmliche feste Schaft die Nachteile auf, dass er hohe Kosten für die spanende Bearbeitung mit sich trug, da er ein Hartschaft war, schwer von Gewicht war, und außerdem waren die Materialkosten teuer. In einem Fahrzeugmotor besteht das Erfordernis nach einer Gewichtsreduzierung aufgrund der sparsamen Verwendung von Kraftstoff und von Umweltproblemen.
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Ferner wurde zum Verhindern von Korrosion nach der spanenden Bearbeitung eine Oberflächenbearbeitung wie etwa Plattieren erforderlich. Außerdem ist es nötig, um zu verhindern, dass sich das Schraubenrad, die Ausgangswelle und ähnliche Teile in der Schubrichtung lösen, den festen Schaft mit einer Nut zu versehen und eine Befestigung unter Verwendung des C-förmigen Sprengrings o. ä. vorzusehen, und daher erhöht sich die Anzahl der Teile, es erfordert Zeit, diese zusammenzubauen, und die Kosten werden erhöht.
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Der genannte Stand der Technik ist beispielsweise aus der
japanischen Offenlegungsschrift Nr. H06-38449 bekannt.
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In der
DE 101 37 213 A1 ist eine Getriebeeinheit für einen Kleinmotor offenbart, welche ebenfalls einen festen Schaft aufweist, der nicht hohl ist. In der
DE 4323008 ist eine weitere Getriebeeinheit für einen Kleinmotor offenbart, welche einen hohlen festen Schaft aufweist, um Gewicht zu sparen. Weitere Kleinmotoren sind in
DE 198 33 672 A1 , der
DE 44 27 410 A1 und
DE 100 42 678 C2 offenbart.
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Zusmmmenfassung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der Erfindung, derartige Probleme zu lösen, das Erfordernis nach einer Bearbeitung für den Korrosionsschutz nach der spanenden Bearbeitung zu beseitigen, und nicht nur die Kosten für die spanende Bearbeitung und die Materialbearbeitung zu verringern, sondern auch das Gewicht zu verringern.
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Bei der Getriebeeinheit für einen Kleinmotor gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Aufgebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Es kann ferner als eine eine Deplatzierung verhindernde Struktur der Ausgangswelle und des Schraubenrads, welche an dem anderen Endabschnitt des festen Schafts zu bilden ist, der Sprengring verwendet werden, welcher in die Seite der Spitze des festen Schafts hineingepresst wurde.
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Ferner kann der feste Schaft auch in einer hohlen und zylindrischen Form durch Tiefziehen eines plattenförmigen Elements gebildet sein, und während des Tiefziehens kann die Struktur so ausgelegt werden, dass der feste Schaft daran gehindert wird, sich von dem aus Kunstharz bestehenden Getriebegehäuse, in das er formeingepasst wird, zu lösen, und zwar unter Verwendung eines kragenförmigen, saumartigen Abschnitts, der sich am äußeren Umfangsrand an der Seite der Öffnung des festen Schafts bildet. Durch ein kleines Loch in der Deckenoberfläche des festen Schafts ist die Struktur so ausgelegt werden, dass sie beim Formguss atmet.
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Die Deckenoberflächenseite des festen Schafts wird durch Hineinpressen oder durch Formguss an dem Getriebegehäuse befestigt, nachdem die Umfangsseite in der Nähe der Deckenoberfläche einer eine Deplatzierung verhindernden Bearbeitung unterzogen wurde. Andererseits ist die Struktur zum Verhindern, dass sich das Schraubenrad und die Ausgangswelle in Schubrichtung lösen, auf der sich öffnenden Seite des festen Schafts ausgebildet. Diese verhindernde Struktur ist eine Schneidkerbenstruktur oder eine durch Bördeln bestimmte Struktur, welche auf der sich öffnenden Seite des festen Schafts ausgebildet werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der feste Schaft, indem er als Hohlschaft ausgebildet wird, in seinem Gewicht um etwa 60% verringert werden. Ferner wird wegen der Verwendung eines galvanisierten Blechs, weil die Wirkung einer Korrosionsverhinderung zu erwarten ist, eine Oberflächenbearbeitung nach der spanenden Bearbeitung überflüssig gemacht, und es wird möglich, das Gewicht der Getriebeeinheit und die Kosten zu verringern. Durch Wechseln von einer spanenden Bearbeitung mittels einer Maschine zum Tiefziehen mittels einer Presse kann die Herstellungseffizienz gesteigert werden.
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Was die Befestigung des Schraubenrads und der Ausgangswelle in der Schubrichtung betrifft, so wird es durch den Wechsel zum Hohlschaft möglich, den Sprengring zu verwenden, wobei keine Nut mehr erforderlich ist. Durch Wegfall des Nutens kann die Arbeitszeit für den Zusammenbau verringert werden.
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Ferner ist es durch Wechsel zum Hohlschaft möglich, das Ende des festen Schafts einer Bearbeitung, wie einem Kerbenschneiden und einem Bördeln, zu unterziehen, wodurch das Bedürfnis nach einem Teil wie etwa dem C-förmigen Sprengring, der herkömmlicherweise verwendet wird, entfällt, aber es wird möglich, die Anzahl der Teile zu verringern und das Gewicht und die Kosten weiter zu verringern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
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1 ist eine Ansicht, welche einen Kleinmotor mit einer Getriebeeinheit veranschaulicht, wie er herkömmlicherweise allgemein verwendet wurde, 1A ist eine allgemeine Ansicht des Kleinmotors mit einer Getriebeeinheit, welche die Getriebeeinheit in einer teilweisen Schnittansicht zeigt, und 1B ist eine Ansicht, welche den in einer teilweisen Schnittansicht gezeigten Getriebeeinheitsteil in einer Richtung veranschaulicht, wie sie sich von der von 1A unterscheidet;
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2A und 2B sind Ansichten, welche einen C-förmigen Sprengring aus jeweils verschiedenen Richtungen gesehen veranschaulichen, und 2C ist eine vergrößerte Ansicht, welche einen wesentlichen Teil aus 1B zeigt;
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3 ist eine Ansicht, welche ein erstes Beispiel eines Getriebeeinheitsteils zeigt, welches die vorliegende Erfindung umsetzt; die 3A und 3B veranschaulichen den Sprengring, gesehen in voneinander verschiedenen Richtungen, und 3C veranschaulicht einen wesentlichen Teil der Getriebeeinheit in einer Querschnittsansicht;
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4A, 4B und 4C veranschaulichen eine Struktur, welche als fester Schaft entsprechend der vorliegenden Erfindung jeweils verwendet werden können;
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5 ist eine Ansicht ähnlich der der 3, zeigt aber ein von dem der 3 verschiedenes zweites Beispiel;
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6 ist eine Ansicht, welche ein drittes Beispiel zeigt, welches von deren der 3 und 5 verschieden ist; und
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7 ist eine Ansicht, welche ein weiteres, ebenfalls verschiedenes viertes Beispiel zeigt.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Nachfolgend erfolgt die Beschreibung der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage von veranschaulichenden Beispielen. 3 ist eine Ansicht, welche ein erstes Beispiel eines Getriebeeinheitsteils zeigt, in dem die vorliegende Erfindung umgesetzt wird. Die 3A und 3B veranschaulichen den Sprengring, gesehen in voneinander verschiedenen Richtungen, und 3C veranschaulicht einen wesentlichen Teil der Getriebeeinheit in einer Querschnittsansicht. Die vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch die Struktur des festen Schafts, durch die Struktur zum Befestigen des festen Schafts und durch die eine Deplatzierung der Ausgangswelle von dem festen Schaft verhindernde Struktur, und was andere Strukturen als diese betrifft, so werden Strukturen ähnlich denen herkömmlichen Strukturen verwendet, wie sie in der 1 veranschaulicht sind.
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Es befindet sich daher das in 3 veranschaulichte Schraubenrad wie in der in 1 gezeigten Struktur in dem aus Kunstharz bestehenden Getriebegehäuse, und es ist so gebildet, dass es in ein Schneckenrad eingreift, welche in der Nähe des Abschnitts der Spitze einer Motorwelle befestigt ist, welche sich von dem Motorabschnitt aus erstreckt. Ferner ist der Getriebeeinheitsteil, welcher wie oben beschrieben gebildet ist, wie in der in 1 gezeigten Struktur mittels Verwendung einer Schraube o. ä. mit dem Motorabschnitt verbunden.
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Da, wie oben beschrieben, auch im Getriebeeinheitsteil, wie er in 3C veranschaulicht ist, das Schraubenrad, welches das Schneckenrad bildet, in Eingriff mit dem Schneckenrad steht, wird das Antriebsmoment, welches von dem Motorabschnitt abgegeben wird, von der Motorwelle auf das Schneckenrad übertragen, wird von dem Schneckenrad an das Schraubenrad in dem Gehäuseeinheitsteil übertragen, und wird von der Ausgangswelle nach außen abgeführt. Die Ausgangswelle und das Schraubenrad sind so gebildet, dass sie sich bei zentral an dem Getriebegehäuse befestigten festen Schaft um diesen als ein Körper drehen. Ferner wurde der Endabschnitt des festen Schafts, der an dem Getriebegehäuse vermittels der Verwendung von Hineinpressen oder Formguss (Verfahren zum Einführen von Kunstharz in einem Zustand, bei dem der feste Schaft für das Gießen zuvor in einer Form angeordnet wurde), einer eine Deplatzierung verhindernde Bearbeitung wie etwa einer Pressbearbeitung (Konkav-/Konvex-Bearbeitung) oder einer Rändelbearbeitung unterzogen.
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Zwar kann die oben beschriebene Struktur gleich ausgebildet sein wie bei einer herkömmlichen Struktur, der in 3C veranschaulichte Getriebeeinheitsteil ist jedoch dadurch gekennzeichnet, dass der feste Schaft als Hohlschaft ausgebildet ist, und dass der Sprengring dazu verwendet wird, die eine Deplatzierung verhindernde Struktur an der Ausgangswelle und dem Schraubenrad vorzusehen.
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Die 4A, 4B und 4C veranschaulichen Strukturen, welche jeweils als fester Schaft gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Jedes Beispiel ist, beispielsweise durch Tiefziehen eines galvanisierten Blechs, in einer hohlen und zylindrischen Form ausgebildet, welche eine Öffnung aufweist, bei der ein Endabschnitt offen ist, und eine Deckenoberfläche, bei der der andere Endabschnitt desselben geschlossen ist, wie es gezeigt ist. Das galvanisierte Blech kann üblicherweise beispielsweise als Gehäusematerial für den Kleinmotor o. ä. verwendet werden, und es gibt auf dem Markt galvanisierte Bleche, welche einer Oberflächenbearbeitung wie etwa Plattieren unterzogen worden sind. Durch Tiefziehen derartiger plattenförmiger Elemente, welche einer Oberflächenbearbeitung unterzogen werden, wird es überflüssig, eine Plattierbearbeitung nochmals vorzunehmen.
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Wenn ein plattenförmiges Element wie für gewöhnlich tiefgezogen wird, bildet sich an der Seite der Öffnung ein kragenförmiger saumartiger Abschnitt an seinem äußeren Umfangsrand als nächste logische Folge aus. Bei dem hohlen und zylindrischen Element, welches in 4C veranschaulicht ist, verbleibt dieser saumartige Abschnitt, ohne dass er weggeschnitten wird. Im Gegensatz hierzu erhält man die in den 4A und 4B veranschaulichten hohlen und zylindrischen Elemente durch Wegschneiden des saumartigen Abschnitts nach dem Tiefziehen. Ferner ist in den 4B und 4C in die Deckenoberfläche ein kleines Loch gebohrt, wobei einer Gasabgabe während des Formgießens Rechnung getragen wird.
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Was den in 3 veranschaulichten festen Schaft betrifft, so wird die äußere Umfangsoberfläche in der Nähe des Endabschnitts des in 4A gezeigten hohlen Schafts auf der Seite der Öffnung einer eine Deplatzierung verhindernde Bearbeitung, wie etwa einer Bearbeitung durch Pressen oder durch Rändeln unterzogen, und der feste Schaft wird in dem Getriebegehäuse durch Hineinpressen befestigt. Dieser feste Schaft kann auch an dem Getriebegehäuse durch Formguss befestigt werden, und beim Formguss wird ein hohler Schaft verwendet, in dessen Deckenoberfläche ein kleines Loch gebohrt wurde, so wie es in 4B gezeigt ist, so dass das Innere des hohlen Schafts ebenfalls mit Kunstharz gefüllt wird. Auch wenn es keine Notwendigkeit ist, den hohlen Schaft mit Kunstharz zu füllen, so ist es jedenfalls nicht erwünscht, dass hier Variationen bei jedem Produkt auftreten, so dass der hohle Schaft einmal mit Kunstharz gefüllt oder ein anderes Mal nur teilweise gefüllt ist. Was dies betrifft, so wird, weil das Innere des hohlen Schafts mit Kunstharz gefüllt ist, die ”Fallstärke” des hohlen Schafts verbessert. Dies ist insbesondere im Falle einer freitragenden Struktur wie etwa bei der Struktur der vorliegenden Erfindung von Bedeutung.
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Um zu verhindern, dass sich das Schraubenrad und die Ausgangswelle nach ihrem Einbau in Schubrichtung lösen, wird ein Sprengring in die Seite der Spitze des hohlen festen Schafts gepresst. Der Sprengring ist aus einem sogenannten Federelement gebildet und hat eine Form, wie sie beispielhaft in den 3A und 3B veranschaulicht ist. Der Sprengring hat eine Mehrzahl von Klinkabschnitten, welche sich von einem ringförmigen Abschnitt in eine Innenrichtung hin erstrecken, und wenn er auf einen festen Schaft aufgepresst wird, hält der Sprengring derart fest, dass sich die Klinkabschnitte an die äußere Umfangsoberfläche des festen Schafts heranbeißen.
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Der herkömmliche feste Schaft wurde aus einem Hartschaft gebildet, wie man ihn durch Schneiden von Stahlmaterial o. ä. erhält, während der in 3 veranschaulichte feste Schaft aus einem plattenförmigen Element, wie etwa einem galvanisierten Blech, gebildet ist, und er ist in einer Hohlform gebildet und daher flexibler als der feste Schaft, so dass die äußere Umfangsoberfläche des festen Schafts leicht plastisch verformbar ist. Daher wird es möglich, einen solchen Sprengring wie gezeigt hineinzupressen.
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5 ist eine Ansicht ähnlich der der 3, ist aber eine Ansicht, welche ein von dem der 3 verschiedenes zweites Beispiel zeigt. Als fester Schaft, welcher in diesem Fall verwendet wird, wird ein hohler Schaft mit der Form aus 4C verwendet. Der feste Schaft dieser Struktur wird an dem Getriebegehäuse durch Formguss befestigt. Bei dem festen Schaft dieser Struktur fungiert, weil ein während des Tiefziehens gebildeter kragenförmiger saumartiger Abschnitt, so wie er ist, am äußeren Umfangsrand des Endabschnitts auf der Seite der Öffnung verbleibt, diese Struktur als eine Deplatzierung verhindernder Unterschnitt. Daher wird, wie im Fall der 3, zum Verhindern, dass sich das Schraubenrad und die Ausgangswelle nach dem Einbau in Schubrichtung lösen, ein Sprengring eingepresst.
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6 ist eine Ansicht, welche ein drittes Beispiel zeigt, welches sich von denen der 3 und 5 unterscheidet. Als in diesem Fall zu verwendender fester Schaft wird hier ein hohler Schaft mit der Form nach 4A verwendet. Bei dem festen Schaft dieser Struktur, wird, nachdem die Umfangsseite in der Nähe der Deckenoberfläche einer eine Deplatzierung verhindernde Bearbeitung, wie etwa einer Pressbearbeitung oder einer Rändelbearbeitung, unterzogen wurde, die Deckenoberflächenseite an dem Getriebegehäuse durch Hineinpressen bzw. Formguss befestigt. Somit werden als Struktur zum Verhindern, dass sich das Schraubenrad und die Ausgangswelle in der Schubrichtung lösen, nachdem sie eingebaut wurden, Schneidkerben auf der Seite der Öffnung des festen Schafts ausgebildet. 6A ist eine Ansicht, in der der feste Schaft von einer Seite der an der Seite der Öffnung gebildeten Schneidkerben gesehen ist. Ferner sind die 6C und 6D, in denen ein Schneidkerbenwerkzeug (sogenanntes Schneidgerät), gesehen aus verschiedenen Richtungen, gezeigt ist. Es wird in axialer Richtung des festen Schafts in der Figur von oben nach unten gesehen, eine Kraft auf ein solches Schneidkerbenwerkzeug ausgeübt, wobei die Schneidkerbe, welche die sich öffnende Seite an dem fasten Schaft anschneidet, durch einen Radiusabschnitt des plattenförmigen Schneidkerbenwerkzeugs gebildet wird.
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7 ist eine Ansicht, welche ein weiteres, viertes, ebenfalls verschiedenes Beispiel zeigt. Als fester Schaft, der in diesem Fall zu verwenden ist, wird ein hohler Schaft mit der Form nach 4A verwendet. Mit Ausnahme der Struktur zum Verhindern, dass sich das Schraubenrad und die Ausgangswelle in der Schubrichtung nach ihrem Einbau lösen, ist dies derselbe wie bei dem oben beschriebenen dritten Beispiel. Bei dem vierten Beispiel wird als eine Deplatzierung verhindernde Struktur an der Seite der Öffnung des festen Schafts unter Verwendung eines walzenförmigen Bördelgeräts (Schneidmessers) eine Bördelung ausgebildet. 7A ist eine Ansicht, in der der feste Schaft von der Seite der Bördelung aus gesehen ist. Ferner ist 7C eine Ansicht, in der das Bördelgerät (Schneidmesser) jeweils aus verschiedenen Richtungen gezeigt ist. Beim Drehen eines solchen Bördelgeräts wird eine Kraft auf die Seite der Öffnung des festen Schafts in axialer Richtung, gesehen von oben nach unten in 7B, ausgeübt, wobei hier eine Bördelung ausgebildet wird, welche die Seite der Öffnung des festen Schafts in einer trompetenartigen Form vermittels Radiusabschnitten von paarweise angeordneten Bördelgeräten aufweitet.
