DE2823561A1

DE2823561A1 - Messinstrument

Info

Publication number: DE2823561A1
Application number: DE19782823561
Authority: DE
Inventors: Kiyohiro Nakata
Original assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1977-05-31
Filing date: 1978-05-30
Publication date: 1978-12-14
Also published as: JPS6023683Y2; CH632838A5; DE2823561C2; US4174575A; JPS53164848U; GB1588204A

Description

Die Erfindung betrifft ein Meßinstrument, welches zwei Vorschübe aufweisen soll und dazu verwendet werden kann, die Verschiebung einer bewegbaren Stütze eines Tisches oder einer Werkzeugmaschine bzw. einer Stufe eines Projektors zu messen.

Ein gebräuchliches MeSins.trument, wie es sich beispielsweise aus der SN 716 6^9 ergibt, ist so ausgebildet, daß der normale Vorschub der Spindel lediglich eine einzige Schraube umfaßt. Diese einzige Schraube läßt lediglich einen einzigen, bestimmten Vorschub zu, was sich als ungenügend herausgestellt hat, wenn man eine Feineinstellung oder Grobeinstellung wünscht.

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Der Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, ein Meßinstrument mit zwei Spindelvorschüben zu schaffen. Das Meßinstrument soll sowohl eine Grobeinstellung als auch eine Feineinstellung der Spindel gestatten. Dabei soll eine sehr genaue Feineinstellung der Spindel möglich sein. Das Meßinstrument nach der Erfindung soll außerdem eine Erweiterung des Bewegungsbereichs der Spindel ohne Erhöhung der Gesamtlänge der Vorrichtung ermöglichen.

Die Erfindung schafft ein Meßinstrument, welches vor allem gekennzeichnet ist durch eine erste Hülse, die ein erstes Gewinde aufweist und an einem Rahmen eines Projektors o.dgl. befestigbar ist; eine zweite Hülse, die in Richtung ihrer Achse drehfest bezüglich der ersten Hülse bewegbar ist sowie ein zweites und ein drittes Gewinde trägt; eine eine zweite Kappe aufweisende Spindel, die in das dritte Gewinde eingeschraubt ist und in Richtung ihrer Achse bezüglich der zweiten Hülse bewegbar ist, wobei ihr Schaft durch die erste und zweite Hülse hindurchragt; und durch eine erste Kappe, die fcezüglich der ersten Hülse bewegbar ist sowie ein in das erste Gewinde eingreifendes viertes Gewinde und ein in das zweite Gewinde eingreifendes fünftes Gewinde aufweist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in:

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Figur 1 eine im wesentlichen geschnittene Ansicht einer ersten Ausführungsfom eines erfindungsgemäßen Meßinstruments;

Figur 2 einen Schnitt durch ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.

Geinä2 Figur 1 trägt eine erste Hülse 1 einen vergrößerten zylindrischen Kopf 2. Eine Mutter 9 ist auf das andere Ende ler ersten Hülse 1 aufgeschraubt. Eine Meßskala ^ iüt in Längsrichtung auf der Außenfläche des Kopfes angeordnet. Eine Stiftaufnahmeöffnung 5 ist radial in die erste Hülse 1 gebohrt. Eine erste Kappe 7, die in Umfangsrichtung eine Meßskala 6 trägt, ist drehbar auf dem Kopf 2 angeordnet. Koaxial zur ersten Kappe 7 und als deren Teil ist ein Zylinder 8 ausgebildet. Der Zylinder S trägt auf seiner Außenfläche als viertes Gewinde ein Au2engewir.de 8a, und er ist ferner auf seiner Innenfläche mi* einem Innengewinde 8b -als fünftem Gewinde vergehen. Bei den Gewinden 8a und 8b handelt es sich ._r_n rf-ont; .--iingige Gewinde. Das Gewinde 8a besitzt eine j?^r:r.^i'ür' r. größere Steigung als das Gewinde 8b. Das vier·*'.- o:·-r Außengewinde 8a des Zylinders 8 greift in eir. c--.--Li-des Innengewinde la ein, das als erstes Gewin-'ie <^-i;f der Innenfläche· der ersten Hülse an einer, der Hill.: en end-η vorgesehen ist. Das fünfte oder Innengewinde 3b des Zylinders 8 greift in ein passendes Außengewinde ein, welches als zweites Gewinde 9a. auf einem Zylinder 9 vorgesehen ist. Letzterer stellt einen Teil einer zweiten EUlse 11 dar. Eine schmale Keilnut 9b ist in

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der Außenfläche des Zylinders 9 vorgesehen und erstreckt sich in Richtung der Zylinderachse. In diese Keilnut 9b greift ein Keilstift 10 ein, der in die Stiftaufnahmeöffnung. 5 eingepreßt ist und eine Relativdrehung zwischen der ersten Hülse 1 und den Zylinder 9 verhindert, jedoch eine relative Verschiebung zwischen der Hülse und dem Zylinder zuläßt. Der Zylinder 9 ist auf den Außenumfang der zweiten Hülse 11 aufgepaßt und sitzt fest zwischen einer Schulter eines Kopfes 12 der zweiten Hülse und einer Mutter 13» die auf das andere Ende der zweiten Hülse 11 aufgeschraubt ist. Der Zylinder 9 ist fest mit der zweiten Hülse 11 verbunden.

Eine zweite Kappe Ik mit einem einstückigen Knopf 15 sitzt drehbar auf dem rückwärtigen Ende der zweiten Hülse 11. Eine Spindel 16 weist einen Schaft l6a sowie ein Gewinde l6b auf, welches in e_fin drittes Gewinde 11a der zweiton Hülse 11 eingeschraubt ist, um der Spindel eine freie Bewegung bezüglich der zweiten Hülse zu gestatten . Die zweite Kappe Ik mit dem Knopf 15 ist arr. Gewirsdeen-'ie der Spindel 16 befestigt.

Die erste Hülse 1 ist an einem strichpunktiert dargestellten Rahmen 17 eines Instruments, beispielsweise eines Protektors, derart.befestigt, daß eine Stufe 2a des Kopfes 2 an der einen Seite des Rahmens anliegt, während ajf dessen andere Seite die auf der Hülse 1 sitzende Mutter 3 einen Druck ausübt.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen, mit dem Rahmen 17 verbundenen Meßinstruments beschrieben.

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Wenn der Knopf 15 nach rechts gedreht wird (bei dem Gewinde l6d handelt es sich um ein rechtsgängiges Gewinde), so dreht sich die Kappe 14 rechts herum um den Kopf 12 und wandert in Axialrichtung nach links, gesehen in Figur 1, wobei sie die Spindel 16 dreht und nach links durch die zweite Hülse 11 hindurchbewegt. Wird der Knopf 15 nach links gedreht, so verdrehen sich Kappe 14 und Spindel 16 nach links und wandern in Axialrichtung nach rechts. Die axiale Verschiebung der Spindel l6, die auf diese Weise durch die Drehung des Knopfes 15 hervorgerufen wird, kann von einer Skala 12a, die in Längsrichtung auf dem Außenumfang des Kopfes 12 vorgesehen ist, und von einer Skala l4a abgelesen werden, die in Umfangsrichtung auf der Kappe 14 sitzt. Wenn die Kappe 14 gedreht wird, kommt es zu einer Grobverstellung der Spindel 16.

Wird die Kappe 7 nach rechts gedreht, so dreht sich der Zylinder 8 rechts herum und wandert in Axialrichtung nach links, und zwar innerhalb des ersten oder Innengewinde·: la der Hülse 1. Da eine Relativdrehung zwischen der Hülse 1 und dem Zylinder 9 durch den Stift 10 und die Kellnut 9b verhindert wird, läßt eine Rechtsdrehung des Zylinders 8 den Zylinder in Axialrichtung nach links auf α en-, zweiten oder Außengewinde 9a des Zylinders 9 wandern. Wird also die Kappe 7 um eine Umdrehung nach rechts verdreht, so bewegt sich der Zylinder 8 axial . nach links in Figur 1, wobei sich gleichzeitig auch der Zylinder 9 in Axialrichtung nach links verschiebt. Da jedoch die Steigung des vierten oder Außengewindes

Ba des Zylinders 8 geringfügig größer als die Steigung des fünften oder Innengewindes 8b ist, entspricht die nach links gerichtete Axialverschiebung des Zylinders 9 einem Abstand, der gleich der Differenz der beiden

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Ganghöhen ist. Folglich kommt es zu einer Feineinstellung der Spindel 16 in Axialrichtung nach links, und zwar um einen Abstand, der der Differenz der Gewindesteigungen entspricht.

Wird umgekehrt die Kappe 7 um eine Umdrehung nach links verdreht, so verschiebt sich die Spindel 16 nach rechts in Figur 1, und zwar genau um den Betrag dieser Differenz der Gewindesteigungen. Die Verschiebung der Sp:r.-del 16 unter der Betätigung der Kappe 7 kann von η er. Skalen 4 und 6 abgelesen werden.

Je kleiner bei diesem Ausführungsbeispiel die Steigungsdifferenz zwischen den Verschraubungen la, 8a und 8b, ■ 9a ist, desto geringer ist die Verschiebung der Spindel l6, die durch eine Umdrehung der Kappe 7 hervorgerufen wird. Man kann also eine Feineinsteilung eier Spindel l6 erzielen, indem man die Ganghöhendifferenz ausreichend kleiner als die Ganghöhe des Gev/indes l6c der Spindel 16 macht.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sämtliche Gewinde la, 8a, 8b und 9a rechtsgängig, wobei die Gewinde la, 8a eine größere Steigung als die Gewinde 8b, 9a haben, und zwar mit dem oben beschriebenen Effekt. Hingegen ist eine Vielzahl unterschiedlicher Arten von Feineinstellungen und Grobeinstellung möglich, indem man wahlweise die Gangrichtung der Gewinde und die Ganghöhen verändert, wie es in der folgenden Tabelle aufgetragen ist.

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jGangrichtung von 8a (22a)

JGangrichltung von :8b (25a)

Ganghöhe .

von 8a ' von 8b

(22a)

rechts

links

rechts

links

groß klein

links

It

ti

groß klein

(25a)

klein pro ß

Bewegungsrichtung der Spindel 16 (28) durch Rechtsdrehung der Kappe 7 (23)

links rechts

T_B

Bewegung der ! Bewegung der Spindel 16 (28) !Spindel Ib (28) durch Drehung | durch Drehung der Kappe 7 (23)| der Kappe Ik (Summe oder Dif-¹(33) ferenz der Gang-j höhen von 9a ! (22a), 8b (25a)) i

Differenz (Fein-¹ Grobeinstellung einstellung):

klein groß

(gleiche Steigung)

klein klein oder oder groß groß

(gleiche Steigung) klein j klein oder groß j oder groß

rechts

links

rechts

(gleiche Steigung)

klein oder groß

(gleiche Steigung) klein j klein oder groß |_ oder groß

links

Summe (Grobeinstellung)

Feineinstellung

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 befinden sich . die vierten und fünften Gewinde 8a bzw. 8b auf dem Innenoder Außenumfang des Zylinders 8 der ersten Kappe, jedoch ist hierin keine Einschränkung zu sehen. Wie es sich aus Figur 2 ergibt, können die vierten und fünften Gewinde getrennt voneinander in Längsrichtung der ersten Kappe angeordnet werden. Eine solche Bauweise hat den Vorteil, daß der Gesaratdurchmesser des erfindungsgemäßen Instrumentes klein gehalten wird, so daß der Benutzer das Instrument leicht ergreifen kann.

Nach Figur 2 ist eine erste Hülse I¹ vorgesehen, die einen stationären Zylinder 18 sowie einen weiteren Zylin- ■ der 19 aufweist. Ein Ende des Zylinders 19 ist fest innerhalb des Zylinders 18 angeordnet. Der Zylinder 18 trägt eine Mutter 19, die auf sein eines Ende aufgeschraubt ist, um die erste Hülse I¹ festzulegen. Ferner besitzt der Zylinder 18 an seinem anderen Ende einen vergrößerten Kopf 21. Der Zylinder 19 trägt ein Außengewinde 19a als erstes Gewinde. Dieses greift in ein das vierte Gewinde bildendes Innengewinde 22a auf der Innenseite eines Zylinders 22 ein, welcher einen Teil einer ersten Kappe bildet. Diese rohrförmige erste Kappe 23 ist drehbar zum vergrößerten Kopf 21 angeordnet und erstreckt sich mit einem Ende über diesen Kopf. Die erste Kappe 23 ist mittels einer Setzschraube 24 mit dem Zylinder 22 verbunden.

Ein Rohr 25 ist fest auf der Außenseite des Zylinders angeordnet, und zwar entfernt von dem Innengewinde 22a. Das Rohr 25 besitzt ein Außengewinde bzw. ein fünftes Gewinde 25a, dessen Ganghöhe von der des Innengewindes 22a

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abweicht. Das Außengewinde 25a des Rohres 25 bildet einen Teil der ersten Kappe 23 und greift in ein Innengewinde oder zweites Gewinde 26a ein, welches sich auf der Innenseite eines Zylinders 26 befindet, der ein Teil einer zweiten Hülse 11' bildet.-Diese zweite Hülse 11' umfaßt außer dem Zylinder 26 einen Zylinder 27, der mit ersterem verbunden ist. Ein Innengewinde 27a, nämlich ein drittes Gewinde, befindet sich auf den Innenfläche des Zylinders 27 und greift in ein Außengewinde 28a auf dem einen Ende einer Spindel 28 ein. Das andere Ende bzw. der Schaft 28b der Spindel 28 erstreckt sich verschieblich und drehbar durch den stationären Zylinder 18.

Eine Keilnut 29 ist auf der Außenseite des Zylinders 19 vorgesehen. Eine erste Schraube 30 ist radial in den Zylinder 26 eingeschraubt. Eine zweite Schraube 31, die die Schraube 30 verriegelt, ist gleichachsig zu letzterer eingeschraubt. Die erste Schraube 50 trägt einstückig eine Keilspitze 32, die in die Kei-lnut 29 eingreift. Die zweite Schraube 31 liegt unter Druck an der ersten Schraube 30 an. An einem Ende der Spindel 28 ist eine zweite Kappe 33 befestigt. Die zweite Kappe 33 umgreift drehbar den Zylinder 27.

Der im Durchmesser vergrößerte Kopf 21 des stationären Zylinders l8 trägt eine nichtjgezeigte axiale Skala ähnlich der Skala ¹I nach Figur 1, während die erste Kappe 23 eine nicht/gezeigte Umfangsskala ähnlich der Skala 6 nach Figur aufweist, um eine Ablesung der axialen Verschiebung der Spindel 28, hervorgerufen durch Verdrehen der ersten Kappe 23, zu ermöglichen.

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Der Zylinder 27 trägt eine nicht gezeigte axiale Skala und die zweite Kappe 33 weist eine nicht gezeigte Un-.fangsskala auf, um eine Ablesung der Verschiebung der Spindel 28, hervorgerufen durch die Drehung eines Knopfes ~$k der zweiten Kappe 33, zu ermöglichen. Der Zylinder 22 ist mit einem konischen Außengewinde 22t auf der Außenseite desjenigen Abschnitts versehen, der das Innengewinde 22a aufweist. Eine konische Mutter ist auf das konische Gewinde 22b aufgeschraubt. Der Abschnitt des Zylinders 22 mit dem konischen Gewinde 2?'z weist einen axialen Schlitz auf, der sich tis ans lir.ke Ende des Zylinders 22 erstreckt. Diese Anordnung erleichtert den Zusammenbau und eliminiert den Totgang in Gewinde. Der Zylinder 26 ist mit einem konischen Gewinde 26b mit einem nicht/gezeigten Schlitz versehen, und eine konische Schraube 36 ist auf das konische Gewinde 26b aufgeschraubt. In ähnlicher Weise trägt das rechte Ende des Zylinders 27 ein konisches Gewinde 27b mit einem Schlitz, wobei eine konische Mutter 37 auf das konische Gewinde 27 aufgeschraubt ist.

Wenn bei einem derartigen Meßinstrument die erste Kappe 2 um eine Umdrehung verdreht wird, so verdreht sich der Zylinder 22 und bewegt sich axial auf dem Zylinder 19 um einen Abstand, der einer Ganghöhe der Gewinde 19a, 22a entspricht, während gleichzeitig der Zylinder 26 in Axialrichtung auf dem Zylinder 22 um einen Abstand wandert, der gleich einer Ganghöhe der Gewinde 25a, 26a ist. Wenn die Gewinde 19a, 22a die gleiche Steigungsrichtung wie die Gewinde 25a, 26a haben, bewegt sich die Spindel 28 in Axialrichtung um einen Abstand, der genau gleich ist der Differenz der Ganghöhen zwischen den Gewinden 19a, 22a und 25a, 26a. Besitzen die Gewinde 19a, 22a

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gegenläufige Steigungsrichtungen zu den Gewinden 25a, 26a, εο beweg*, sich die Spindel 2δ in Axialrichtung utn eir.on Ab.;find, d^r?r gleich ist der Summe einer Ganghöhe der Gowir.de- 19a, 22a und einer Ganghöhe der Gewinde i^a, 26a. Die Ergebnisse unterschiedlicher Gewindegangrichtjr.?:en and Gur.ghchen für dieses Ausführungsbeispiel ergeben sich auε der vorstehenden Tabelle.

Wenn der Knopf J-4 um eine Umdrehung verdreht wird, bewegt ii:^v. die Spindel 28 in Axialrichtung um einen Abstand, der einer Ganghöhe der Gewinde 27a, 28a entspricht.

Wie beschrieben, ist die Anordnung nach der Erfindung ?.Q ausgebildet, daß sich die mit Gewinde versehene Spindel ver^chieblich durch die erste Hülse und die zweite Külce hindurcherstreckt. Das Gewinde der Spindel greift In ale zweite Hülse ein. Ferner sind die erste und die -:wf.': t'..· Hüloe durch eine erste Kappe miteinander verbunden, welche in die beiden Hülsen eingreift. Bei dieser Anordnung ist ein» Feineinstellung oder eint Grobeinstellung der Spindel möglich, und zwar aufgrund des Gewindeingriffs zwischen der ersten Kappe und ersten Hülse sowie zwischen der ersten Kappe und der zweiten Hülse. Die Erfindung bringt also den Vorteil mit sich, daß sowohl eine Feineinstellung als auch eine Grobeinstellung der Spindel vorgesehen wird, und zwar in einfacher und exakter Weise, und daß der axiale Bewegungsbereich der Spindel vergrößert wird, ohne daß die Gesamtlänge der Vorrichtung zunimmt.

Zusammenfassend ergibt sich also ein Meßinstrument, bei dem eine Feineinstellung und eine Grobeinstellung mög-

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BAD ORIGINAL

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lich ist, indem man die Spindel mittels einer ersten Kappe und einer zweiten Kappe betätigt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

eine erste Hülse (1;1'), die ein erstes Gewinde (la;13^ri) aufweist und an einem Rahmen eines Projektors o.dgl. befestigbar ist; eine zweite Hülse (ll;ll^f), die in Richtung ihrer Achse drehfest bezüglich der erster. Hülse bewegbar ist sowie ein zweites (9a,26a) und ein drittes Gewinde (lla;27a) trägt; eine eine zweite Kappe (l4;33) aufweisende Spindel (l6;28), die in das dritte Gewinde (Ha;27a) eingeschraubt ist und in Richtung ihre: Achse bezüglich der zweiten Hülse (ll;ll^f) bewegbar ist,

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ORIGINAL INSPECTED

wobei ihr Schaft (l6a;23b) durch die erste und zweite Hülse hindurchragt; und durch eine erste Kappe (7;23), ■υ-.- hezü^Iich der ersten Hülse (IjI') bewegbar ist sowie -·:η 'η das erste Gewinde (la; 19a) eingreifendes vl-v:·*·>:■· "Ji-iV.'irde (?a;2La) und ein in das zweite Gewinde ' ^a;-^:: a) elr.s-reif erid^s fünftes Gewinde (8b; 25a) aufweist .

/>. Xc-:: :r.;tr^r.ent nach Anspruch 1, •.i-i: „r jh ^eker.nzeichnet,

daß däi er-jte Gewinde (la; 19a) und das zweite Gewinie ^9a;2fa) gleiche Gar.grichtungen und unterschiedliche

Ganghöhen aufweisen.

3. Meßinstrument nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,

daß das erste Gewinde (la;19a) und das zweite Gewinde

(9a;26a) entgegengesetzte Gangrichtungen besitzen.

'4. V.e3instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

da3 dan erste Gewinde (la) auf der Innenfläche der ersten Hülse (1) und das zweite Gewinde (9a) auf der Außenfläche der zweiten Hülse (9/11) angeordnet ist, während das in das erste Gewinde eingeschraubte vierte Gewinde (8a) auf der Au2enflache der ersten Kappe (7) und das in das zweite Gewinde eingeschraubte fünfte Gewinde (8b) auf der Innenfläche der ersten Kappe sitzt, wobei das vierte und fünfte Gewinde in Durchmesserrichtung auf der ersten Kappe (7) angeordnet sind.

5. Meßinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

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BAD ORIGINAL

daß das erste Gewinde (19a) auf der Au2enfläche der ov.i'-en HUlse (I' /19) und das zweite Gewinde (26a) a-if der Innenfläche der zweiten Hülse (11 '/26) ar.ge- :. r "3 ■".«·". ir*:, währerd das ir. das erste Gewinde eir.re- ;ο!.Γ'^θ viert*: Gewinde (22s; auf der Innenfläche der errer. Kappe '£?·) und das in das zweite Gewir.iceir.re:;chraj.cte fünfte Gewinde (25 a.) auf der Außer.- ^" ^"r.'r dsr ersten Kapce angeordnet ist wobei d^r vi^r*"-.· J-'v/lnie und dsi? f'infte 3ev;inde ^txi^l 'r.pjt- Gt'-.r.-χ·^ζ:% ajf der ersten Kappe '2?) lieger..

6. Meßinstrument nach einem der Ar.sprC.ehe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Einrichtung zur Verhinderung vcn Relativdrehungen zwischen der ersten (1;1^T) und der zweiten Hülse (11;11') vorgesehen ist.

7. Meßinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichn€:-t,

daß die Einrichtung zur Verhinderung von Relativdrehungen eine Keilnut (9b) in der zweiten Hülse (11) scwie einen Stift (10) in der ersten Hülse (1) umfaßt, wöbe: der Stift in die Keilnut'eingreift.

8. Keßinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, ·

daß der Einrichtung zur Verhinderung einer Relativdrehung eine Keilnut '29) in der ersten Hülse (I¹) scwie einen Keil (32) in der zweiter. Hülse (II¹) aufweist, wobei der Keil in die Keilnut eingreift.

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