DE3121637A1

DE3121637A1 - "luenette zum halten von stangenfoermigen werkstuecken kreisfoermigen querschnitts"

Info

Publication number: DE3121637A1
Application number: DE19813121637
Authority: DE
Inventors: Dietmar Ing.(grad.) 7061 Hohengehren Hafla; Herbert Ing.(grad.) 7302 Ostfildern Illi
Original assignee: Index Werke GmbH and Co KG Hahn and Tessky
Current assignee: Index Werke GmbH and Co KG Hahn and Tessky
Priority date: 1980-12-18
Filing date: 1981-05-30
Publication date: 1982-09-09
Also published as: GB2089708A; US4463635A; GB2089708B

Description

HOEGER₁ STELLREOHT & PARTNER

P A T E N T A N ;W ;Ä>L;T e -..'.". Z UHLANDSTRASSE 14 c"d 70*00 STUTTGART 1

A 44 693 b Anmelderin: Index-Werke KG

_ 196 Hahn & Tessky

25. Mai 1981 " ^hinger Straße 92

7300 Esslxngen

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Beschreibung

Lünette zum Halten von stangenförmigen Werkstücken kreisförmigen Querschnitts

Die Erfindung betrifft eine Lünette zum Halten von stangenförmigen Werkstücken kreisförmigen Querschnitts, mit drei in einer gemeinsamen Ebene angeordneten Haltegliedern, von denen ein erstes in Richtung auf die Werk*- stückachse geradlinig verschiebbar ist und die beiden anderen als doppelarmige Hebel ausgebildet und auf einander gegenüberliegenden Seiten des ersten Haltegliedes mit zur Werkstückachse parallelen feststehenden Schwenkachsen gelagert sind und mit ihrem einen Hebelarm mit dem ersten Halteglied zusammenwirken und bei dessen geradlinigem Verschieben derart verschwenkbar sind, daß in jeder Stellung des ersten Haltegliedes die drei Halteglieder im wesentlichen denselben Abstand von der Werkstückachse haben.

Lünetten finden beispielsweise auf Drehmaschinen zur zentrierenden Abstützung und Führung von längeren, eingespannten und rotierenden wellenartigen Werkstücken Anwendung, wobei sie bei Bedarf als Zusatzaggregat auf das Maschinengestell aufmontiert werden können. Ein Nachteil solcher Lünetten ist, daß eine Veränderung der Spannkraft an den HäLtegliedern elastische Verformungen bewirkt, die eine Verlagerung der Zentriermitte .verursachen.

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Die Spannkraft richtet sich hierbei nach dem Arbeitsdruck, mit welchem das geradlinig verschiebbare Halteglied verstellt wird.

Um Geometrie- und Verformungsfehler weitgehend zu kompensieren, ist bei einer bekannten Lünette das geradlinig verschiebbare Halteglied je verschwenkbares Halteglied mit einer Kurve ausgestattet, ■ an welchen Kurven der eine Hebelarm der schwenkbaren Halteglieder mit einer Kurvenrolle anliegt. Diese Kurven, sind nach einer Berechnung exakt und entsprechend aufwendig hergestellt.

Durch die Verwendung solcher Kurven wird die Anfertigung einer neuen Lünette mit einem veränderten Spannbereich sehr teuer, da die Kurven jeweils nur für einen Spannbereich ausgelegt werden können. (Prospekt SMW Spanneinrichtungen, Schneider und Weisshaupt GmbH & Co. .Nr.EM 877) .

Der,Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Konstruktion einer Lünette der eingangs erläuterten Art so zu gestalten, daß Geometriefehler sowie elastische Verformungen der schwenkbaren Halteglieder entstehende Mittenabweichungen zumindest· in solchem Umfange automatisch ausgeglichen werden, daß mögliche verbleibende Ungenauigkeiten vernachlässigbar klein sind. · ■

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Antriebsverbindung der schwenkbaren Halteglieder mit dem geradlinig bewegbaren Halteglied jeweils ein entweder am einen Hebelarm der schwenkbaren Halteglieder oder am geradlinig bewegbaren Halteglied verdrehbar gelagerter Exzenter vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von der Bewegung eines der Halteglieder durch eine Verstellvorrichtung zum korrigierenden Verschwenken der schwenkbaren Halteglieder selbstätig verdrehbar ist.

Die Verlagerung des geradlinig bewegbaren Haltegliedes relativ zu den beiden schwenkbaren Haltegliedern führt somit zu einer entsprechenden Verdrehung der Exzenter, durch die den schwenkbaren Haltegliedern eine den Mittenversatz kor-

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regierende zusätzliche Schwenkbewegung aufgezwungen wird.

Die Erfindung gestattet es, die Antriebsverbindung zwischen dem geradlinig verschiebbaren Halteglied und den verschwenkbaren Haltegliedern unterschiedlich zu gestalten.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Verstellvorrichtung je Exzenter einen Steuerhebel auf, der einerseits drehfest am Exzenter und andererseits sowohl schwenkbeweglich als auch längs verstellbar an einer Verankerungsstelle am geradlinig verstellbaren Halteglied oder an einem die Halteglieder tragenden Träger gehalten ist, wobei sich bei der Verstellung des linear beweglichen Haltegliedes die Verankerungsstelle und der Exzenter relativ zueinander verlagern.

Ist dabei der" Exzenter am einen Hebelarm der schwenkbaren Halter glieder angeordnet, ergibt sich eine vorteilhafte Konstruktion, wenn die schwenkbaren Halteglieder langgestreckt ausgebildet sind, und wenn auf deren Exzenter eine Rolle gelagert ist, die an einer das Antriebsteil des geradlinig verschiebbaren Haltegliedes bildenden Kurvenfläche anliegt, die sich in einem spitzen Winkel zur Längsachse des geradlinig bewegbaren Haltegliedes befindet.

Diese Konstruktion ermöglicht die Verwendung von ebenen Kurvenflächen, die nicht nach entsprechenden Berechnungen umständlich herzustellen sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, auf die Anordnung von Kurvenflächen zur Steuerung der schwenkbaren Hälteglieder verzichten zu können. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelarme eines jeden der beiden schwenkbaren Halteglieder miteinander einen stumpfen Winkel bilden, daß sich der vom Werkstück abgewandte Hebelarm vom ersten Halteglied weg erstreckt und daß an diesem mit seinem einen Ende ein Lenker angelenkt ist, der mit seinem anderen Ende

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an dem geradlinig bewegbaren Halteglied gelagert ist, wobei eine der lagerst eilen des Lenkers durch einen verdrehbaren Exzenter der Verstellvorrichtung gebildet ist;

Versuche haben gezeigt, daß durch eine derartige Formgebung der schwenkbaren Halteglieder unter Berücksichtigung einer entsprechenden Winkelgröße sowie eines geeigneten Hebelverhältnisses, welche Parameter rechnerisch zu ermitteln sind, optimale Voraussetzungen dafür geschaffen sind, die Bahnbewegung der Halteglieder so zu steuern, daß über den gesamten Spannbereich die Mittenabweichung reduziert wird.

Eine weitere, mit Vorteil zu gebrauchende Konstruktionsvariante, bei der die schwenkbaren Halteglieder in einer stumpfwinkligen Ausbildung gemäß der vorstehend erläuterten Art zum Einsatz kommen, und bei der die Lenker am geradlinig bewegbaren Halteglied jeweils auf einem Exzenter gelagert sind, sieht vor, daß auf einem Lagerzapfen der Exzenter ein Ritzel drehfest angeordnet ist, welche Ritzel mit einer am Träger fest angebrachten Zahnstange in Eingriff stehen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele erfiridungsgemäßer Lünetten dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Äusführungsbeispiel einer Lünette;

Figur 2 einen Teilschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig.l in größerem Maßstab als Fig.l;

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Figur 3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Lünette;

Figur 4 einen Teilschnitt entlang der Linie 4-4 der Fig. 3;

Figur 5 einen Längsschnitt.durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Lünette;

Figur 6 einen Teilschnitt entlang der Linie 6-6.

der Fig.5, in größerem Maßstab als Fig.5;

In Fig.l bezeichnet 10 ein Lünettenghäuse, in welchem drei Halteglieder 12, 14, 16 verstellbar angeordnet sind. Diese liegen in einer gemeinsamen Ebene und sind im Abstand voneinander angeordnet. Das Halteglied 16 bildet einen in der Gehäusemitte linear beweglich angeordneten. stangenförmigen Schieber, während die beiden anderen Halteglieder 12, 14 um in einer gemeinsamen Ebene angeordnete Schwenkachsen 18, 20 verschwenkbare doppelarmige Hebel bilden. Die sich im Gehäuseinnern befindenden Hebelarme 12' bzw. 14' sind über einen Lenker 22 bzw. 24 mit dem einen Schieber bildenden Halteglied 16 schwenkbeweglich verbunden, wozu die Lenker auf im Halteglied 16 einander gegenüberliegend angeordneten Exzenterbolzen 48 bzw. 50 sitzen. Das Halteglied 16 selbst ist durch einen an dessen Hinterende sitzenden und in einem Zylinder 30 geführten doppelbeaufschlagbaren Kolben.32 axial verstellbar. Mit 12" bzw. 14" sind die aus dem Lünettengehäuse herausragenden Hebelarme der schwenkbeweglichen Halteglieder bezeichnet. Auch das Halteglied 16 ragt mit seinem vorderen Endstück aus dem Lünettengehäuse 10 heraus,

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Am Vorderende dieser Teile der Halteglieder ist jeweils eine achsparallel zu den Schwenkachsen 18, 20 angeordnete Rolle 34, 36, 38 verdrehbar gelagert. Die gegenseitige Zuordnung dieser Rollen ist so getroffen, daß sie in einem Winkelabstand von ungefähr 120° an den Umfang eines runden Werk- . Stückes 40 unter Druck anlegbar sind, um dieses beispielsweise auf einer Drehmaschine mit seiner Längsachse koaxial zur Achse der Arbeitsspindel zu halten. Während der Rotation des Werkstückes 40 walzen sich die Rollen 34, 36, 38 an dessen Umfang ab, wobei der Kolben 32 ständig von einem Druckmedium beaufschlagt ist.

Die Rollen sind zwischen zwei Gabelarmen der Hebelarme 12", 14" vorzugsweise auf einem Exzenterbolzen 4 2 gelagert, der, was nicht näher dargestellt ist, in den Gabelarmen' verdrehbar und feststellbar angeordnet. Werden die Exzenterbolzen gelöst, so lassen sie sich vorzugsweise mit einem Schlüssel verstellen, wodurch sich die Rollen 34, 36, 38 relativ zu den Haltegliedern so verstellen lassen, daß sich deren Umfang radial zum Werkstück verlagert. Dadurch ist eine Feinjustierung der Zentriermitte möglich. · Bei der vorliegenden Konstruktion erfolgt die Betätigung der schwenkbaren Halteglieder 12, 14 mittels Lenkern 22 bzw. 24, die auf jeweils einem am linear verstellbaren Halteglied 16 verdrehbar gelagerten Exzenterbolzen 48 bzw. 50 angelenkt sind. Durch Verdrehen der Exzenterbolzen 48, 50 lassen sich durch elastische Verformungen der schwenkbaren Halteglieder 12, 14 entstehende Mittenabweichungen ausgleichen.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird diese Verdrehung der Exzenterbolzen mittels einer als Ganzes mit 52 bezeichneten Verstellvorrichtung während der linearen Verstellung des Haltegliedes 16 bzw. während des Verschwenkens der beiden anderen Halteglieder 12, 14. selbsttätig

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durchgeführt, indem diese je Exzenterbolzen einen Steuerhebel 54 bzw. 56 aufweist. Dieser ist einerseits, wie aus Fig.2 zu ersehen ist, an dem entsprechenden Exzenterbolzen 48 bzw. 5o beispielsweise mittels eines Stiftes 58 drehfest gehalten, während er mit seinem anderen Ende z.B. an" einem gehäusefesten, beispielsweise bolzenartigen Verankerungsglied 6o sowohl schwenkbeweglich als auch längsverstellbar gehalten ist. Der Abstand a zwischen der Achse des Exzenterbolzens und dem Verankerungsglied 6o ist dabei· so gewählt, daß bei der gemeinsamen Verstellung der Halteglieder, bewirkt durch die Linearverstellung des Haltegliedes 16, die Exzenterbolzen 48, 5o· um einen solchen Winkel verdreht werden, daß dadurch der sich einstellende Fehler in der Bahn der an den Hebelarmen 12'', 14'' der Halteglieder 12,14 gelagerten Rollen 34, 36 zur Rotationsachse des Werkstückes kompensiert und die Näherung sämtlicher Rollen 34,36, 38 zur Achse der Arbeitsspindel bzw. zu der relativ zu dieser Achse auszurichtenden Werkstückmitte optimal gestaltet werden kann.

Eine Variante zur Konstruktion der Fig.1 kann auch darin bestehen, die Exzenterbolzen 48,5o am linear beweglichen Halteglied 16 zu dessen Längsachse parallel verstellbar vorzusehen, um den Haltegliedern 12,14 eine Korrekturbewegung zu vermitteln.

Bei solchen durch das Druckmedium betätigte Halteglied 16 selbsttätig auf Drehmitte zentrierenden Lünetten läßt sich die durch Geometriefehler und elastische Verformungen bedingte Abweichung der Zentrierung zur, Drehmitte vorteilhaft noch dadurch minimieren, daß die Hebelarme der schwenkbeweglichen Halteglieder im Gehäuse 1p derart getroffen ist, daß ihr mit dem linear beweglichen Halteglied 16 zusammenwirkender Hebelarm 12', 14' sich vom Halteglied 16 wegerstreckt. ·

Hierfür ist die Wahl eines entsprechenden Winkels sowie

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eines Hebelverhältnisses mit den Hebellängen b und c ausschlaggebend. Des weiteren kann die angestrebte Näherung durch die Positionierung der Schwenkachsen 18, 20 der schwenkbeweglichen Halteglieder 12, 14 sowie der Anlenk-." punkte der Lenker 22, 24 an den Hebelarmen 12', 14' optimiert werden.

Eine Abwinklung der Hebelarme 12', 14' der Halteglieder 12_f 14 in Richtung des linear beweglichen Haltegliedes, wie sie bei der Konstruktion im Prospekt"SMW Spanneinrichtungen "gezeigt ist, würde hingegen aus geometrischen Gründen zu größeren Mittenabweichungsfehlern führen (Funktion höheren Grades).

Beim Ausführungsbeispiel einer Lünette gemäß Fig.3 sind die zur Durchführung der Korrekturbewegung der Halteglieder 12, 14 dienenden Exzenterbolzen mit 62 und 64 bezeichnet und im Hebelarm 12' bzw. 14' der Halteglieder 12, 14 verdrehbar angeordnet. Auf diesen ist zwischen zwei Gabelschenkeln der Hebelarme 12', 14' jeweils eine Rolle 66, bzw. 68 verdrehbar gelagert (sh.Fig.4).

Diese Rollen wirken mit jeweils einer Kurvenfläche 70 bzw. 72 des linear verstellbaren Haltegliedes 16 zusammen. Die Anordnung der Exzenterbolzen 62, 64 ermöglicht es, diese Kurvenflächen entlang einer Geraden auszubilden, die zur . Bewegungsebene des Haltegliedes 16 in einem spitzen Winkel r? liegen. Die Kurvenflächen bilden beispielsweise ebene Keilflächen.

Sie können sich ebenso gut entlang einer Mantellinie eines an das Halteglied 16 konisch angeformten Teilstückes erstrecken.

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Die die Keilflächen aufweisenden Teilstücke des Halte-" gliedes, die vorzugsweise keilförmig ausgebildet sind, sind mit 74 und 76 bezeichnet. Sie weisen mindestens eine flache Seitenfläche auf.

Auch bei dieser Lünette ist eine Verstellvorrichtung 52 zum Verdrehen·der Exzenterbolzen 62, 64 vorgesehen, die, analog zur Verstellvorrichtung der Fig.l, je Exzenterbolzen einen Steuerhebel 54, bzw. 56 aufweist, die einerseits, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, beispielsweise mittels eines Stiftes 78 an den Exzenterbolzen drehfest gehalten und andererseits mittels eines z.B. bolzenförmigen Verankerungsgliedes 80 an einer ebenen Seitenfläche der Keilstücke 74, 76 sowohl schwenkbeweglich als auch längsverstellbar gehalten sind. Es ist damit gewährleistet, daß, analog zur Konstruktion der Fig. 1, eine Korrektur einer Abweichung zur Werkstückmitte automatisch erfolgt.

Die Verlegung der Exzenterbolzen 62, 64 in die Hebelarme 12¹, 14' der schwenkbeweglichen. Halteglieder ermöglicht. es somit, anstelle einer schwierig zu berechnenden und- · aufwendig herzustellenden Kurve eine ebene Kurvenfläche . am Halteglied 16 vorzusehen.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel liegen die beiden Hebelarme 12', 12" bzw. 14', 14" der Halteglieder 12, 14 langgestreckt hintereinander. Es ist aber auch in diesem Falle möglich, deren .Anordnung analog zu den Haltegliedern 12, 14 der Fig. 1 zu treffen.

Es ist klar, daß auch eine Werkstückgreifvorrichtung als unter die Erfindung fallend betrachtet wird, die mit drei Greiforganen in der beanspruchten Anordnung und Ausbildung ausgestattet ist.

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Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Konstruktionsvariante der Verstellvorrichtung bei einer Lünette gemäß Figur 1, die als Ganzes mit 51 bezeichnet ist»

Sie besitzt für beide als Schwenkhebel ausgebildete Halteglieder 12, 14 eine gemeinsame, am Lünettengehäuse 10 befestigte und an ihren beiden Längsseiten verzahnte Zahnstange 53. Die mit ihrem Exzenter in den Lenkern 22, 24 angeordneten Exzenterbolzen 48, 50 sind zwischen Lagerarmen 55, 57 des linear verstellbaren Haltegliedes 16 verdrehbar gelagert und tragen an einem Bolzenendstück ein drehfest aufgebrachtes Ritzel 59 bzw. 61, das mit der benachbarten Verzahnung der Zahnstange 53 in Eingriff steht.

Bei der axialen Verstellung des Haltegliedes 16 rollen sich die Ritzel 59, 61 an der Zahnstange 53 ab und verdrehen dadurch die Exzenterbolzen 48, 50, wodurch ebenfalls eine weitgehende Kompensation der Mittenabweichung der Lünette erreicht wird.

Die Exzentrizität sowie die Ausgangslage der Exzenterbolzen 48, 50 können mathematisch durch eine Näherungslösung ermittelt werden, sofern unter Bezugnahme auf Figur 1 die folgenden Parameter bekannt sind:

Die Länge a und b der Hebelarme 12', 14' und 12", 14" der Halteglieder 12, 14; die Position der Schwenkachsen 18 und 20 der Halteglieder 12, 14 im Lünettengehäuse; der Mittelpunkt der Exzenterbolzen 48 und.50.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

Lünette zum Halten von stangenförmigen Werkstücken kreisförmigen Querschnitts, mit drei in einer gemeinsamen Ebene angeordneten Haltegliedern, von denen ein erstes in Richtung auf die Werkstückachse geradlinig verschiebbar ist und die beiden anderen als doppelarmige Hebel ausgebildet und auf einander gegenüberliegenden Seiten des ersten Haltegliedes mit zur Werkstückachse parallelen feststehenden Schwenkachsen gelagert sind und mit ihrem einen Hebelarm mit dem- ersten Halteglied zusammenwirken und bei dessen geradlinigem Verschieben derart verschwenkbar sind, daß in jeder Stellung des ersten Haltegliedes die drei Halteglieder im wesentlichen denselben Abstand von der Werkstückachse haben, dadurch gekennzeichnet, daß in der Antriebsverbindung der schwenkbaren Halteglieder (12; 14) mit dem geradlinig bewegbaren Halteglied (16) jeweils ein entweder am einen Hebelarm (12¹; 14') der schwenkbaren Halteglieder (12; 14) oder am geradlinig bewegbaren Halteglied (16) verdrehbar gelagerter Exzenter (48; 50) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von der Bewegung eines der Halteglieder durch eine Verstellvorrichtung (52) zum korrigierenden Verschwenken der schwenkbaren Halteglieder (12.; 14) selbsttätig verdrehbar ist.·

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Lünette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (52) je Exzenter (48; 50) einen Steuerhebel (54; 56) aufweist, der einerseits drehfest am Exzenter (48; 50; 6.2; 64) und andererseits sowohl schwenkbeweglich als auch längs verstellbar an einer Verankerungsstelle (60; 80) am geradlinig verstellbaren Halteglied (16) oder an einem die Halteglieder (12; 14; 16) tragenden Träger (10) gehalten ist, wobei sich bei der Verstellung des linear beweglichen Haltegliedes (16) die Verankerungsstelle und der Exzenter relativ zueinander verlagern.

Lünette nach Anspruch 1 oder 2, mit am einen Hebelarm der schwenkbaren Halteglieder gelagertem Exzenter, ψ dadurch gekennzeichnet, daß die ' £'; schwenkbaren'Halteglieder (12; 14) langgestreckt aus- h gebildet sind und auf deren Exzenter (62; 64) eine / !;.; Rolle (66; 68) gelagert ist, die an einer das An- ΐβ triebsteil des geradlinig verschiebbaren Halteglie- & des (16) bildenden Kurvenfläche (70; 72) anliegt, "j§ die sich in einem spitzen Winkel iß zur Längsachse £; des geradlinig bewegbaren Haltegliedes (16) befindet. t

Lünette nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h l^::^:-

gekennzeichnet, daß die Hebelarme (12¹; [iv.

12"; 14'; 14") eines jeden der beiden schwenkbaren ü

Halteglieder (12; 14) miteinander einen stumpfen · £

Winkel (cC) bilden, daß sich der vom Werkstück (40) jf'

abgewandte Hebelarm (12¹; 14') vom ersten Halteglied r?

(16) wegerstreckt und daß an diesem mit seinem einen ψ

Ende ein Lenker (22, 24) angelenkt ist, der mit |

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seinem anderen Ende auf dem geradlinig bewegbaren Halteglied (16) gelagert ist, wobei eine der Lagerstellen des Lenkers durch einen verdrehbaren Exzenter (48; 50) der Verstellvorrichtung (52) gebildet ist.

5. Lünette nach Anspruch 4, wobei die Lenker am geradlinig bewegbaren Halteglied jeweils auf einem Exzenter gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Lagerzapfen der Exzenter (48; 50) ein Ritzel (59; 61) drehfest angeordnet ist, welche Ritzel mit einer am Träger (10) fest angebrachten Zahnstange (53) in Eingriff stehen.