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Die Druckschrift
DE 10 2007 006 228 A1 offenbart ein Getriebe mit einem Getriebegehäuse, in dem zumindest zwei Wellen zum Einstellen einer gewünschten Übersetzung über einen Gangradsatz miteinander koppelbar sind. Die Wellen sind mittels Lagerbrillen in dem Getriebegehäuse gelagert, wobei die Lagerbrillen über zumindest ein Dämpfungselement zur Schall- und Schwingungsdämpfung an dem Getriebegehäuse gelagert sind. Außerdem wird eine die Übersetzung einstellende Schalteinrichtung zumindest an einer der von dem Getriebegehäuse entkoppelten Lagerbrillen befestigt. In begrenztem Maße können die Lagerbrillen, soweit das mindestens eine Dämpfungselement es zulässt, auch Längenänderungen durch thermisches Expansionsverhalten der Getriebewellen gegenüber dem Getriebegehäuse tolerieren.
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Eine Aufgabe ist es, ein Getriebegehäuse mit verbesserten Eigenschaften im Hinblick auf Schwankungen in der Betriebstemperatur zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Ein Getriebegehäuse wird geschaffen, das eine erste Wandplatte und eine zu der ersten Wandplatte gegenüberliegend angeordnete zweite Wandplatte aufweist. Mindestens drei gleichlange thermische Anpassungsstangen sind orthogonal zu den Wandplatten angeordnet und an Enden der Anpassungsstangen sind die Wandplatten derart fixiert, dass die Wandplatten parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Wandplatten weisen Lagersitze für Getriebewellen auf, die so angeordnet sind, dass die Getriebewellen parallel zu den Anpassungsstangen anordbar sind. Die Anpassungsstangen weisen im Bereich der Betriebstemperaturen ein gleiches thermisches Expansionsverhalten auf. Außerdem ist die erste Wandplatte in dem Getriebegehäuse axial fixiert. Die zweite Wandplatte ist hingegen in dem Getriebegehäuse axial verschieblich angeordnet.
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Bei diesem Getriebegehäuse mit mindestens einer zweiten Wandplatte, die in dem Getriebegehäuse in axialer Richtung verschieblich angeordnet ist, kann bei gleichem thermischen Expansionsverhalten von den Anpassungsstangen die zweite Wandplatte beliebig spannungsfrei verschoben werden. Das Getriebegehäuse weist somit einen thermischen Anpassungsmechanismus auf. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Anpassungsstangen die zweite Wandplatte bei der Erhöhung der Betriebstemperatur entsprechend dem thermischen Expansionsverhalten der Getriebewellen verschieben und bei Verminderung der Betriebstemperatur die zweite Wandplatte in Richtung auf die erste Wandplatte für alle Lagerungen gleichzeitig und gleichmäßig zurückziehen können.
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Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Anpassungsstangen einen Abstand zwischen den Wandplatten einstellbar definieren. Dabei können die Wandplatten an den Enden der Anpassungsstangen mittels Schraubverbindungen einstellbar fixiert sein. Die Einstellbarkeit einer Vorspannung oder eines Lagerspiels für eine Getriebewellenlagerung kann mittels Beilagscheiben mit einer angepassten Dicke zwischen den Enden der Anpassungsstangen und den Wandplatten erzielt werden.
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Um ein messbares und präzises Arbeiten der axial und verschieblichen Wandplatte zu erreichen, ist es in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die erste Wandplatte integraler Bestandteil des Getriebegehäuses ist und somit die Lagersitze in das Getriebegehäuse eingearbeitet sind, während nur die zweite Wandplatte Gleitflächen aufweist, mit denen sie auf Führungsflächen im Inneren des Getriebegehäuses axial verschieblich gleitet und somit für alle Getriebewellenlagerungen gleichzeitig die konventionell erforderliche einzelne Loslagerung ersetzt.
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Andererseits ist es auch möglich, durch entsprechende Dämpfungsmittel zwischen der ersten Wandplatte, die an dem Getriebegehäuse fixiert ist und dem Getriebegehäuse Schwingungsdämpfungsmittel anzuordnen, um Schwingungen des Getriebes in Bezug auf die Lagerung vor einer Übertragung von der ersten Wandplatte auf das Getriebegehäuse zu dämpfen.
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Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass die zweite Wandplatte Gleitflächen aufweist, die gleitverschieblich in axialer Richtung auf Führungsflächen im Inneren des Getriebegehäuses angeordnet sind. Mit Hilfe dieser Führungs- und Gleitflächen wird erreicht, dass eine im hohen Maße ausgeglichene thermische Anpassung von Getriebewellen und Anpassungsstangen auftritt und eine einmal eingestellte Vorspannung der Getriebewellenlagerung über weite Temperaturbereiche beibehalten bleibt, beziehungsweise ein einmal eingestelltes Lagerspiel für weite Temperaturbereiche aufrechterhalten wird.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die zweite Wandplatte ein Stahlblech aufweist, in das die Lagersitze der Getriebewellen eingeformt sind. Das Stahlblech kann durch Tiefziehen hergestellt werden. Dieses Stahlblech weist auch entsprechende Gleitflächen auf, die mit Führungsflächen im Innern des Getriebegehäuses zusammenwirken und ein störungsfreies Ausdehnen und Schrumpfen der Getriebewellen sicherstellen. Wobei in dieser Ausführungsform der Erfindung lediglich eine der beiden Wandplatten in Stahlblech ausgeführt sein kann, während die andere der beiden Wandflächen integraler Bestandteil des Getriebegehäuses bleibt.
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Alternativ ist es auch möglich, dass beide Wandplatten Stahlbleche aufweisen, in welche die Lagersitze der Getriebewellen eingeformt sind.
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Ein Getriebe mit einem Getriebegehäuse nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele wird auch angegeben, wobei zwischen der ersten und der zweiten Wandplatte in Wälzlagern gelagerte Getriebewellen angeordnet sind.
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Außerdem ist es von Vorteil, mindestens eine der Anpassungsstangen als Schaltstange einer achsverschieblichen Schaltgabel zu nutzen und damit eine achsverschiebliche Schaltgabel orthogonal zu den Wandplatten und achsparallel zu den Getriebeabtriebswellen zu führen.
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Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass die Anpassungsstangen zwei Funktionen haben. Somit kann eine zweite Gruppe von Stangen, die ausschließlich die Schaltgabeln tragen, vermieden werden. Anders können herkömmliche Schaltstangen in Anpassungsstangen durch die Auswahl eines Materials mit einem geeigneten thermischen Ausdehnungskoeffizienten für die Schaltstangen umgewandelt werden.
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In einem Ausführungsbeispiel weisen die Getriebewellen und die Anpassungsstangen ein gleiches oder ein sehr ähnliches thermisches Expansionsverhalten auf. Bei diesem Getriebegehäuse mit mindestens einer zweiten Wandplatte, die in dem Getriebegehäuse in axialer Richtung verschieblich angeordnet ist, kann bei gleichem thermischen Expansionsverhalten von im Getriebegehäuse angeordneten Getriebewellen und Anpassungsstangen die zweite Wandplatte beliebig spannungsfrei verschoben werden. Das Getriebegehäuse weist somit einen thermischen Anpassungsmechanismus auf.
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Dieses Verhalten der Anpassungsstangen und ihr Einwirken auf die zweite Wandplatte kann bei einer weiteren Ausführungsform dadurch sichergestellt werden, wenn die Getriebewellen und die Anpassungsstangen eine identische Metalllegierung aufweisen. Damit kann ein gleicher thermischer Ausdehnungskoeffizient erreicht werden und somit ein über große Temperaturbereiche gleiches Expansionsverhalten von Anpassungsstangen und Getriebewellen erreicht werden.
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Darüber hinaus können die Getriebewellen mindestens eine Getriebeantriebswelle und mindestens eine Getriebeabtriebswelle sein.
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Die Getriebeantriebswelle ragt dabei mit einem Antriebszapfen, der eine Antriebskeilverzahnung aufweist, aus dem Getriebegehäuse heraus, während die Getriebeabtriebswellen mindestens ein Zahnrad aufweisen, das aus dem Getriebegehäuse herausragt und mit einem Zahnkranz eines Differenzialgetriebes in Eingriff steht beziehungsweise mit dem Zahnkranz des Differenzialgetriebes kämmt.
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Somit ist es möglich, insbesondere die Getriebeabtriebswellen in Schräglagern in einer X- oder O-Anordnung zu lagern, wobei es bei diesen Schräglagern darauf ankommt, dass eine Vorspannung einerseits aufrecht erhalten bleibt und beim Expansionsverhalten der Getriebewellen kein Blockieren der Schräglagerung eintritt, und andererseits die Schräglagerung nicht soweit geöffnet wird, dass ein unzulässiges Lagerspiel auftritt. Deshalb ist es vorgesehen, dass das Lagerspiel und die Vorspannung über Beilagscheiben unterschiedlicher Dicke, die zwischen einer der Wandplatten und einem der Enden der Anpassungsstangen angeordnet sind, einstellbar ist.
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Ein derartiges Getriebe ist besonders geeignet für Fahrzeuggetriebe und kann für Fahrzeuge vorgesehen werden, die ein Getriebe mit einem derartigen Getriebegehäuse aufweisen.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
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1 zeigt eine Prinzipskizze eines Getriebegehäuses gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 zeigt eine Prinzipskizze eines Details A der 1;
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3 zeigt eine Prinzipskizze eines Details B der 1;
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4 zeigt eine Prinzipskizze eines Details C der 1 mit einem tiefgezogenen Stahlblech als zweite Wandplatte;
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5 zeigt eine Prinzipskizze eines Getriebegehäuses gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt eine Prinzipskizze eines Getriebegehäuses 1 gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei eine strich-doppelpunktierte Linie 37 die Innenkontur des Getriebegehäuses 1 kennzeichnet. Innerhalb des Getriebegehäuses 1 sind eine erste Wandplatte 3 und eine zweite Wandplatte 4 angeordnet. Während die erste Wandplatte 3 an einer Innenwand des Getriebegehäuses 1 fixiert ist, ist die der ersten Wandplatte 3 gegenüberliegende zweite Wandplatte 4 gleitverschieblich in dem Innenbereich des Getriebegehäuses 1 angeordnet.
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Dazu weist die zweite Wandplatte 4 an ihren Außenrändern Gleitflächen 23 auf, die mit Führungsflächen 30 der Getriebegehäuseinnenwandung zusammenwirken. Zwischen der ersten Wandplatte 3 und der zweiten Wandplatte 4 wird ein Abstand a durch thermische Anpassungsstangen 9 und 10 gehalten. Die Enden 11 und 12 bzw. 13 und 14 der Anpassungsstangen 9 und 10 verbinden die Wandplatten 3 und 4 mechanisch miteinander. Diese thermischen Anpassungsstangen 9 und 10 sind aus derselben Metalllegierung wie die hier gezeigten Getriebewellen 6, 7 und 8, so dass die Anpassungsstangen 9 und 10 gleich thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, wie die Getriebewellen 6, 7 und 8.
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Dabei ist die Getriebewelle 6 eine Getriebeantriebswelle, die einen Antriebszapfen 19 aufweist, der aus der ersten Wandplatte 3 und aus dem Getriebegehäuse 1 herausragt, wobei die Getriebeantriebswelle 6 von einem ersten Lagersitz 24 in der ersten Wandplatte 3 und einem zweiten Lagersitz 25 in der zweiten Wandplatte 4 gestützt wird.
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In dieser Ausführungsform sind auf der Getriebeantriebswelle 6 vier Antriebszahnräder 31 angeordnet, die mit zwei Abtriebszahnrädern 32 auf einer ersten Abtriebswelle 7 zusammenwirken und mit weiteren zwei Abtriebszahnrädern 33 auf der Abtriebswelle 8 kämmen. Während das Getriebegehäuse 1 möglicherweise aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, sind die Getriebewellen 6, 7 und 8 aus einer Stahllegierung hergestellt. Bei den im Getriebe auftretenden unterschiedlichen Betriebstemperaturen wirkt sich der unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizient zwischen einer Aluminiumlegierung und den Stahllegierungen dahingehend aus, dass die Stahlwellen eine größere thermische Expansion aufweisen.
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Um dennoch eine thermische Anpassung zu erreichen werden die beiden Wandplatten 3 und 4 durch mindestens drei thermische Anpassungsstangen, von denen hier zwei, nämlich die thermische Anpassungsstange 9 und 10, zu sehen sind, zusammengehalten. Diese thermischen Anpassungsstangen 9 und 10 sind orthogonal zu den Wandplatten 3 und 4 und parallel zu den Achsen der Getriebewellen 6, 7 und 8 ausgerichtet. Die mindestens drei thermischen Anpassungsstangen 9 und 10 sorgen dafür, dass der Abstand a zwischen den Wandplatten 3 und 4 derart eingehalten wird, dass die Wandplatten 3 und 4 parallel zueinander ausgerichtet bleiben. Außerdem weisen die thermischen Anpassungsstangen 9 und 10 die gleiche Metalllegierung wie die Getriebewellen 6, 7 und 8 auf, so dass die thermischen Anpassungsstangen 9 und 10 eine thermische Anpassung 2 bilden und den Abstand a entsprechend der thermischen Expansion der Getriebewellen 6, 7 und 8 auf den Führungsflächen 30 angepasst an die jeweilige Betriebstemperatur verschieben.
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Dadurch wird die Position der zweiten Wandplatte 4 für alle drei Lagersitze 25, 27 und 29 gemeinsam der jeweiligen Betriebstemperatur angepasst. Eine einmal eingestellte Vorspannung wird beispielsweise für eine Schräglageranordnung der Wälzlager 5 für alle Betriebstemperaturen konstant beibehalten, so dass Schwingungen, die bei einem Lagerspiel auftreten könnten, vermieden werden. Die Lagersitze 24, 26 und 28 der ersten Wandplatte 3 können auch unmittelbar in dem Getriebegehäuse 1 angeordnet sein, wenn die erste Wandplatte 3 einen integralen Bestandteil des Getriebegehäuses 1 bildet.
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Außerdem können die hier gezeigten thermischen Anpassungsstangen 9 und 10 zusätzlich als Schaltstangen 15 und 16 genutzt werden, um entsprechende Schaltgabeln 17 bzw. 18 zu führen, um nacheinander einzelne Gänge beziehungsweise Abtriebszahnräder 32 und 33 mit den Antriebszahnrädern 31 der Getriebeantriebswelle 6 in Eingriff zu bringen.
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In den nachfolgenden 2 bis 4 werden unterschiedliche Ausführungsformen zur Fixierung der Enden 11 und 12 der thermischen Anpassungsstange 10 näher erläutert. Mit der Teilzeichnung A sowie mit der Teilzeichnung B werden mechanische Verbindungen der Enden 11 bzw. 12 der thermischen Anpassungsstange 10 mit den Wandplatten 4 und 3 verdeutlicht. Mit dem Detail C wird eine modifizierte zweite Wandplatte 4 gezeigt, die mit dem Ende 13 der thermischen Anpassungsstange 9 verbunden ist.
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2 zeigt eine Prinzipskizze eines Details A der 1. Das Getriebegehäuse 1 weist hier einen Deckel 34 auf, in dem eine Führungsfläche 30 vorbereitet ist, die mit einer Gleitfläche 23 der zweiten Wandplatte 4 zusammenwirkt. Um die Vorspannung für die in 1 gezeigten Lagersitze 24 bis 29 einzustellen, ist es vorgesehen, dass die thermische Anpassungsstange 11 einen Absatz 36 aufweist, der sich an Beilagscheiben 22 abstützt, mit deren Dicke d die Vorspannung für die Getriebewellenlagerungen und Lagersitze 24 bis 29 eingestellt werden kann.
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Dazu weist das Ende 11 der thermischen Anpassungsstange 10 eine Gewindebohrung auf, die eine Schraubverbindung 20 aufnimmt, mit der der Absatz 36 gegen die Beilagscheiben 22 gepresst wird. Durch diese Fixierung der thermischen Anpassungsstange 10 ist es nun möglich, dass alle Lagersitze in der zweiten Wandplatte 4 gemeinsam sich achsverschieblich in den Pfeilrichtungen D und F verschieben können, ohne dass sich die einmal über die Beilagscheiben 22 eingestellte Vorspannung der Lagersitze ändern kann.
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3 zeigt eine Prinzipskizze eines Details B der 1 auf der gegenüberliegend angeordneten ersten Wandplatte 3, die in diesem Ausführungsbeispiel integraler Bestandteil des Getriebegehäuses 1 ist, so dass mit einer einfachen Schraubverbindung 20, wie es 3 zeigt, das Ende 12 der thermischen Anpassungsstange 10 an dem Getriebegehäuse 1 fixiert werden kann.
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4 zeigt eine Prinzipskizze eines Details C der 1 mit einem tiefgezogenen Stahlblech 38 als zweite Wandplatte 4, wobei in dieser zweiten Wandplatte 4 ein Schräglager 21 für die Getriebeabtriebswelle 7 angeordnet ist und die Vorspannung für dieses Schräglager 21 mit einer Schraubverbindung 20 zu der thermischen Anpassungsstange 9 erreicht wird, indem eine Beilagscheibe 22 einer vorgegebenen Dicke d an dem Ende 13 der thermischen Anpassungsstange 9 angeordnet und mit der Schraubverbindung 20 fixiert wird. Die tiefgezogene Stahlplatte 38 weist eine Gleitfläche 23 auf, mit der die zweite Wandplatte 4 auf der Führungsfläche 30 des Getriebegehäuses 1 axial gleitverschiebbar angeordnet ist, so dass die auf der zweiten Wandplatte 4 angeordneten Schräglager 21 ihre Vorspannung für sämtliche Betriebstemperaturen beibehalten.
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5 zeigt eine Prinzipskizze eines Getriebegehäuses 40 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in 1 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. In dieser zweiten Ausführungsform sind beide Wandplatten 3 und 4 aus tiefgezogenem Stahlblech 38 hergestellt und tragen die Lagersitze 24 bis 29, wobei mindestens die Lagersitze 26, 27, 28 und 29 der Abtriebswellen 7 und 8 in einer so genannten O-Anordnung als Schräglager 21 ausgebildet sind. Durch die thermischen Anpassungsstangen 9 und 10, von denen mindestens drei zwischen den Wandplatten 3 und 4 angeordnet sind, kann die zweite Wandplatte 4 mit ihren Gleitflächen 23 auf den Führungsflächen 30 des Getriebegehäuses 40 axial gleitverschieblich bewegt werden.
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Die erste Wandplatte 3, die ebenfalls aus tiefgezogenem Stahlblech 38 hergestellt ist, ist in diese Ausführungsform der Erfindung nicht integraler Bestandteil des Getriebegehäuses 40, sondern vielmehr über eine schwingungsdämpfende Schicht 35 auf einer Innenwandung 37 des Getriebegehäuses 40 durch Schraubverbindungen 20 fixiert. Diese schwingungsdämpfende Schicht 35 kann aus einem Elastomer mit gummielastischen Eigenschaften hergestellt und in einer Art Sandwichbauweise zwischen dem tiefgezogenen Stahlblech 38 und einer Innenwandung 39 des Getriebegehäuses 40 angeordnet sein und sorgt für eine effektive Dämpfung der Getriebegeräusche und der Getriebeschwindungen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebegehäuse (1. Ausführungsform)
- 2
- thermische Anpassung
- 3
- erste Wandplatte
- 4
- zweite Wandplatte
- 5
- Wälzlager
- 6
- Getriebeantriebswelle
- 7
- Getriebeabtriebswelle
- 8
- Getriebeabtriebswelle
- 9
- thermische Anpassungsstange
- 10
- thermische Anpassungsstange
- 11
- Ende
- 12
- Ende
- 13
- Ende
- 14
- Ende
- 15
- Schaltstange
- 16
- Schaltstange
- 17
- Schaltgabel
- 18
- Schaltgabel
- 19
- Antriebszapfen
- 20
- Schraubenverbindung
- 21
- Schräglager
- 22
- Beilagscheibe
- 23
- Gleitfläche
- 24
- Lagersitz
- 25
- Lagersitz
- 26
- Lagersitz
- 27
- Lagersitz
- 28
- Lagersitz
- 29
- Lagersitz
- 30
- Führungsfläche
- 31
- Antriebszahnrad
- 32
- Abtriebszahnrad
- 33
- Abtriebszahnrad
- 34
- Deckel
- 35
- schwingungsdämpfende Schicht
- 36
- Absatz
- 37
- Linie
- 38
- Stahlblech
- 39
- Innenwandung
- 40
- Getriebegehäuse (2. Ausführungsform)
- a
- Abstand
- d
- Dicke einer Beilagscheibe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007006228 A1 [0001]
