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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Arretiervorrichtung für einen Triebstrang einer Windenergieanlage.
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Zur Durchführung von Wartungs- und Reparaturarbeiten muss der Rotor einer Windenergieanlage formschlüssig arretiert werden. Dazu sind häufig am Maschinenträger ein oder mehrere Arretierbolzen angeordnet, die mit einer mit der Rotorwelle verbundenen Arretierscheibe zusammenwirken. In der Arretierscheibe befindet sich eine bestimmte Anzahl von Bohrungen, die über den Umfang verteilt sind. Zum Arretieren wird der Rotor in eine Position gedreht, die es erlaubt, den Arretierbolzen in eine der Bohrungen einzuführen.
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Bei einem Schaden an dem Getriebe, beispielsweise bei einem Zahnbruch, kann es vorkommen, dass der Rotor nicht mehr gedreht werden kann. Vor einem nachfolgenden Getriebeaustausch ist es zwingend erforderlich, den Rotor formschlüssig zu arretieren. Bei einer Blockade des Getriebes kann der Rotor nicht mehr in die gewünschte Arretierposition gedreht werden, in der der Arretierbolzen in eine der Bohrungen in der Arretierscheibe eingreifen kann.
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Aus
EP 1 659 286 ist eine Törn-Vorrichtung zum Drehen des Antriebsstrangs einer Windenergieanlage bekannt. Die bekannte Törn-Vorrichtung weist eine Adapterscheibe auf, die mit einer Vielzahl von Kraftangriffspunkten ausgestattet ist. Ferner ist ein Linearstellglied vorgesehen, das einerseits auf einer festen Konsole winkelbeweglich gelagert ist und das andererseits mit der Adapterscheibe über deren Kraftangriffspunkte winkelbeweglich koppelbar ist. Für eine Törn-Drehung des Antriebsstrangs ist vorgesehen, dass Linearstellglied mit einem der Kraftangriffspunkte der Adapterscheibe zu verbinden und dann das Linearstellglied zu verlängern oder zu verkürzen. Hierdurch erfolgt eine Winkelbewegung, die über die Adapterscheibe auf die Welle übertragen wird. Soll die Drehbewegung fortgesetzt werden, wird für einen zweiten Hub des Linearstellgliedes dieses von der Adapterscheibe gelöst, verkürzt oder verlängert und anschließend erneut mit einem neuen Kraftangriffspunkt an der Adapterscheibe verbunden, um erneut verlängert bzw. verkürzt zu werden. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis die gewünschte Winkelposition erreicht ist und die Welle über das Linearstellglied arretiert werden kann. Nachteilig an der bekannten Törn-Vorrichtung ist, dass auf das Linearstellglied auch Querkräfte wirken, die je nach Winkellage nicht unerheblich sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Arretiervorrichtung für den Triebstrang einer Windenergieanlage bereitzustellen, die es mit einfachen Mitteln erlaubt, die zum Arretieren des Triebstrangs notwendigen Kräfte aufzunehmen und den Triebstrang zu arretieren, ohne ihn vorher in eine bestimmte Position drehen zu müssen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Arretiervorrichtung mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden die Gegenstände der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Arretiervorrichtung ist für die Arretierung eines Triebstrangs einer Windenergieanlage vorgesehen. Der Triebstrang weist eine Welle mit einer Arretierscheibe auf, die entlang ihrem Umfang Arretieröffnungen besitzt. Ferner weist die Arretiervorrichtung einen Tragrahmen auf, der bogenförmig die Welle überspannt und benachbart zu der Arretierscheibe angeordnet ist. Der Tragrahmen ist ferner mit einem gebogenen Schlitz versehen.
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Erfindungsgemäß ist eine Verriegelungseinheit vorgesehen, die in dem Schlitz des Tragrahmens verschiebbar gelagert ist und einen verstellbaren Arretierbolzen aufweist oder diesen aufnehmen kann, der in einer vorstehenden Position in eine der Arretieröffnungen der Arretierscheibe eingreift. Ferner besitzt die Arretiervorrichtung ein Montageelement für die Verriegelungseinheit in dem Schlitz, das die Position der Verriegelungseinheit stufenlos in dem Schlitz feststellen kann. Die erfindungsgemäße Arretiervorrichtung erlaubt es, die Verriegelungseinheit in eine der momentanen Position der Arretierscheibe entsprechende Arretierposition zu bringen und in der Arretierposition durch den Arretierbolzen die Arretierscheibe zu sichern. Eine Drehung oder eine Törn-Bewegung der Welle ist erfindungsgemäß nicht erforderlich, vielmehr kann in jeder beliebigen Position der Arretierscheibe die Verriegelungseinheit in die gewünschte Arretierposition gebracht und in dieser durch das Montageelement festgestellt werden. Der bogenförmig die Welle überspannende Tragrahmen bietet den Vorteil, dass die an der Verriegelungseinheit angreifenden Kräfte sowohl über das Montageelement als auch über den Tragrahmen in den Maschinenträger abgeleitet werden. Hierdurch ergeben sich geringere Anforderungen bei der Auslegung der Feststellmittel.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Tragrahmen an einem Maschinenträger befestigt. Der Maschinenträger ist allgemein das Bauteil, auf dem der Triebstrang mit der Welle gelagert ist. Alternativ kann der Tragrahmen auch an einem Gehäuse der Rotorlagerung befestigt sein.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Montageelement als längliches Bauteil ausgebildet. Das Montageelement ist an einem Ende mit der Verriegelungseinheit und an seinem anderen Ende mit dem Tragrahmen verbunden. Die Länge des Montageelements gibt dabei die Position der Verriegelungseinheit vor. Grundsätzlich ist es möglich, das Montageelement in seiner Länge verstellbar auszubilden oder einen Satz von Montageelementen mit unterschiedlicher Länge vorzusehen. Die Verbindung des Montageelements mit der Verriegelungseinheit und mit dem Tragrahmen stellt sicher, dass die Verriegelungseinheit in der gewünschten Position an dem Tragrahmen festgelegt wird.
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In einer besonders bevorzugten Variante ist das Montageelement als zweiteiliges plattenförmiges Bauteil ausgebildet, in dessen Teile korrespondierende Bohrungen eingebracht werden können, um diese miteinander zu verbinden. Alternativ können die Bohrungen auch in einem der Bauteile bereits vorhanden sein. Diese werden als Schablone genutzt, um die Lage der Bohrungen in dem zweiten Bauteil ausgehend von der Position der Verriegelungseinheit zu bestimmen.
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In einer alternativen Ausgestaltung ist der Tragrahmen mit einer Vielzahl von Bohrungen versehen, die entlang dem Schlitz angeordnet sind. Das Montageelement ist bei dieser Ausgestaltung als ein plattenförmiges Bauteil ausgebildet, in das Bohrungen korrespondierend zu den Bohrungen in dem Tragrahmen eingebracht werden können, um das Montageelement mit dem Tragrahmen zu verbinden. Das Einbringen der Bohrungen in das Montagelement erfolgt nach der Positionierung der Verriegelungseinheit. Durch diese Bohrungen wird das plattenförmige Bauteil mit den Bohrungen im Tragrahmen verbunden, wodurch die Position der Verriegelungseinheit festgelegt wird.
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In einer weiteren alternativen Ausgestaltung weist die Verriegelungseinheit ein längliches Stellelement auf, das mit einem Ende winkelbeweglich mit der Verriegelungseinheit und mit einem anderen Ende winkelbeweglich mit dem Maschinenträger, dem Tragrahmen oder dem Gehäuse der Rotorlagerung befestigt ist. Die winkelbewegliche Verbindung erlaubt es, dass das Stellelement stets von einem Montagepunkt am Maschinenträger, am Tragrahmen oder am Gehäuse der Rotorlagerung zu der in dem Schlitz des Tragrahmens positionierten Verriegelungseinheit geführt werden kann.
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Bevorzugt ist das längliche Stellelement als ein Hydraulikzylinder ausgeführt. Durch Betätigung des Hydraulikzylinders kann so die Verriegelungseinheit in dem Schlitz verschoben werden, um in die gewünschte Position für den Arretierbolzen gebracht zu werden.
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Alternativ ist es auch möglich, das Stellelement als ein in seiner Länge verstellbares Spindelelement auszubilden. Durch die Längenanpassung des Spindelelements kann die Verriegelungseinheit in dem Schlitz in die gewünschte Position gebracht werden.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 9 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Arretierung eines Triebstrangs einer Windenergieanlage, wobei der Triebstrang eine mit einer Welle verbundene Arretierscheibe aufweist, die entlang dem Umfang Arretieröffnungen besitzt. Bei diesem Verfahren wird in einem Arbeitsschritt ein Tragrahmen an einem Maschinenträger oder einem Lagergehäuse befestigt, wobei der Tragrahmen den Triebstrang überspannt und einen bogenförmigen Schlitz aufweist, der im befestigten Zustand des Tragrahmens benachbart zu der Arretierscheibe angeordnet ist. In einem weiteren Arbeitsschritt erfolgt ein Verschieben einer Verriegelungseinheit in dem Schlitz des Tragrahmens in eine Arretierposition. In der Arretierposition kann ein verstellbarer Bolzen der Verriegelungseinheit in eine Arretieröffnung der Arretierscheibe eingreifen. In einem abschließenden Arbeitsschritt erfolgt ein Verbinden der Verriegelungseinheit in der Arretierposition mit dem Tragrahmen über ein Montageelement. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt eine Arretierung des Triebstrangs, in dem ein den Triebstrang überspannender Tragrahmen an einem Maschinenträger oder einem Lagergehäuse befestigt wird. In dem Schlitz des Tragrahmens ist die Verriegelungseinheit verschiebbar gelagert und kann in ihre Arretierposition verschoben werden, in der eine Arretierung durch einen Bolzen der Verriegelungseinheit möglich ist. Die Verriegelungseinheit wird an dem Tragrahmen festgelegt, indem sie in ihrer Arretierposition mit dem Tragrahmen über ein Montageelement verbunden wird. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, die Welle mit ihrer Arretierscheibe in jeder beliebigen Position festzustellen.
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In einer Ausgestaltung ist das Montagelement zweiteilig ausgebildet. Dadurch lässt sich die Länge des Montageelementes entsprechend dem Abstand zwischen der Verriegelungseinheit und einem Montagepunkt auf dem Tragrahmen einstellen. In die überlappenden Bereiche der beiden Teile des Montagelementes werden korrespondierende Bohrungen eingebracht, über welche die Teile miteinander verbunden werden. Hierbei erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Bohrungen in einem der Teile vor der Montage bereits vorhanden sind. Dieser kann dann als Schablone genutzt werden, um die Lage der Bohrungen in dem zweiten Teil ausgehend von der Position der Verriegelungseinheit zu bestimmen.
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In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Montageelement mit mindestens einer Bohrung versehen, um die Verriegelungseinheit mit vorgefertigten Bohrungen in dem Tragrahmen über Befestigungsbolzen zu verbinden. Bei dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Verriegelungseinheit mit dem Montageelement in die gewünschte Arretierposition geschoben. Anschließend werden in das Montageelement Bohrungen eingebracht, welche mit den Bohrungen im Tragrahmen korrespondieren. Zur Bestimmung der Lage der Bohrungen kann der Tragrahmen als Schablone genutzt werden. Alternativ ist es möglich, eine separate Schablone mit dem Lochmuster des Tragrahmens zu verwenden. Diese kann beispielsweise getriebeseitig an den Tragrahmen angesetzt werden. Das Montageelement wird über Befestigungsbolzen mit dem Tragrahmen verbunden.
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In einer weiteren alternativen Ausgestaltung kann die Verriegelungseinheit mit Hilfe eines Stellelementes in dem bogenförmigen Schlitz in die Arretierposition geschoben werden. Durch den Einsatz eines Stellelementes wird das Verschieben der Verriegelungseinheit erleichtert.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:
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1 eine perspektivische Darstellung der Arretiervorrichtung in einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einem plattenförmigen Bauteil als Montageelement,
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2 eine perspektivische Ansicht einer Arretierscheibe mit den Arretieröffnungen,
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3 eine perspektivische Darstellung der Arretiervorrichtung in einer zweiten Ausführungsform mit einem länglichen Bauteil als Montageelement.
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4 eine perspektivische Darstellung der Arretiervorrichtung mit einem Stellelement
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1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht die erfindungsgemäße Arretiervorrichtung in einer ersten Ausführungsform mit einen Tragrahmen 10, der bogenförmig ausgebildet ist und ungefähr einen Halbkreis bildet. Der Tragrahmen 10 ist in seinem zentralen Bereich mit einem gebogenen Schlitz 12 versehen, der sich über einen Winkelbereich von ungefähr 10 bis 2 Uhr erstreckt. Die Bohrungen 40 bilden auf beiden Seiten des Schlitzes 12 ebenfalls eine bogenförmige Anordnung, wobei der Abstand zwischen benachbarten Bohrungen konstant ist. Die Enden des Tragrahmens 10 sind mit Befestigungsflanschen 14 versehen, die jeweils Bohrungen 16 zur Aufnahme von Befestigungsbolzen aufweisen. An dem Tragrahmen 10 ist eine Verriegelungseinheit 18 gehalten, die auf beiden Seiten des Tragrahmens 10 angeordnet ist und sich durch den Schlitz 12 erstreckt. An der vom Betrachter fortweisenden Seite des Tragrahmens 10 besitzt die Verriegelungseinheit 18 einen Verriegelungskopf 28, durch den der Arretierbolzen (nicht dargestellt) geführt ist.
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Die Verriegelungseinheit 18 mit dem Verriegelungskopf 28 ist in dem Schlitz verschiebbar angeordnet. Zur Festlegung des Verriegelungskopfes 28 in der gewünschten Arretierposition ist auf der dem Verriegelungskopf 28 abgewandten Seite ein plattenförmiges Montageelement 42 vorgesehen. In dem in 1 dargestellten Zustand, besitzt das plattenförmige Montageelement jeweils drei benachbarte Bohrungen 44 auf beiden Seiten des Schlitzes 12. Durch die Bohrungen 44 in dem plattenförmigen Montageelement 42 wird die Verriegelungseinheit 28 an dem Tragrahmen 10 befestigt. Im Einzelnen erfolgt dies wie folgt:
Das plattenförmige Montageelement 42 ist über eine Bolzenverbindung 46 durch den Schlitz 12 hindurch mit dem Verriegelungskopf 28 verbunden, wobei die Verriegelungseinheit 18 weiterhin in dem Schlitz 12 verschiebbar gelagert ist. Wenn die Verriegelungseinheit 18 in die gewünschte Arretierposition gebracht ist, werden in das plattenförmige Montageelement 42 die Bohrungen 44 eingebracht. Hierzu sind verschiedene Varianten möglich. In einer bevorzugten Variante ist eine Schablone (nicht dargestellt) vorgesehen, die am Tragrahmen 10 angelegt wird und die die Position der Bohrungen 40 in dem Tragrahmen angezeigt. Durch diese Schablone hindurch können die Positionen für die Bohrungen 44 auf dem plattenförmigen Montageelement 42 festgelegt werden. Nachfolgend werden die Bohrungen 44 in das plattenförmige Montageelement 42 gebohrt. Durch die Bohrungen hindurch können Befestigungsschrauben (nicht dargestellt) durch das plattenförmige Montageelement 42 in eine der Bohrungen 40 des Tragrahmens 10 geführt werden, wobei die Bohrungen 40 mit einem Innengewinde ausgestattet sein können. Zusätzlich ist es möglich, die Verbindung zwischen dem Verriegelungskopf 28 und dem plattenförmigen Montageelement 42 anzuziehen.
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Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform erfolgt bevorzugt eine hydraulische Betätigung des Arretierbolzens, um diesen in die Öffnung in der Arretierscheibe einzuführen. Alternativ ist es auch möglich, den Arretierbolzen (nicht dargestellt) durch die Arretierscheiben in den Verriegelungskopf 28 einzusetzen.
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In 2 ist in einer Ansicht der Arretierscheibe 32 zu erkennen, dass die Arretieröffnungen 36 entlang dem Umfang der Arretierscheibe 32 verteilt angeordnet sind. In dem verriegelten Zustand, der in 2 dargestellt ist, greift der aus dem Verriegelungskopf 28 vorstehende Arretierbolzen 38 in die Arretieröffnung 36 ein und stellt so die Winkelposition der Arretierscheibe 32 fest.
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3 beschreibt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Arretiervorrichtung, bei der wieder gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen wie in den 1 und 2 versehen sind. Bei der zweiten Ausführungsform gemäß 3 ist die Verriegelungseinheit 18 mit dem Verriegelungskopf 28 wieder verschiebbar in dem Schlitz 12 des Tragrahmens 10 angeordnet. Auf der vom Verriegelungskopf 28 abgewandten Seite ist der Verriegelungskopf 28 über eine Sicherungsplatte 48 in dem Schlitz 12 gesichert. Die Sicherungsplatte 48 besitzt zentral einen Vorsprung, an dem ein längliches Montageelement 50 angreift. Ein erstes Ende des länglichen Montageelements 50 ist winkelbeweglich über einen Stift 52 mit der Sicherungsplatte 48 verbunden. Das andere Ende des länglichen Montageelements 50 ist über einen Vorsprung 54 winkelbeweglich an dem Tragrahmen 10 gelagert. Erfindungsgemäß ist das längliche Montageelement 50 in seiner Länge verstellbar. In der in 3 gezeigten Ausführungsform erfolgt die Längenverstellung des Montageelements 50 dadurch, dass das Montageelement 50 einen ersten Teil 56 und einen zweiten Teil 58 besitzt. Das erste Teil 56 ist über Bohrungen 60 mit dem zweiten Teil 58 verbindbar. Wie bereits mit Bezug auf 1 erläutert, kann vorgesehen sein, dass Bohrungen in dem ersten Teil 56 entsprechend der Position der Bohrungen 60 in den zweiten Teil 58 eingebracht werden, um über einen Verbindungsbolzen oder eine Schraube das erste Teil mit dem zweiten Teil zu verbinden.
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4 zeigt den Tragrahmen 10, der über die Flansche 14 an einem Gehäuse 30 der Rotorlagerung montiert ist. Der Tragrahmen 10 erstreckt sich in seiner montierten Position im Wesentlichen parallel zu einer Arretierscheibe 32, die fest mit einer Rotorwelle 34 verbunden ist. Der Verriegelungskopf 28 weist in der montierten Position des Tragrahmens zu den Arretieröffnungen 36 der Arretierscheibe 32. Auf der der Arretierscheibe abgewandten Seite des Tragrahmens ist ein längliches Stellelement 20 vorgesehen, das an seinem von der Verriegelungseinheit 18 fortweisenden Ende 22 winkelbeweglich an dem Tragrahmen 10 befestigt ist. Das andere Ende 24 des länglichen Stellelements 20 ist mit einer Platte 26 der Verriegelungseinheit 18 ebenfalls winkelbeweglich befestigt.
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Zur Arretierung des Triebstrangs wird die Verriegelungseinheit 18 mit dem Verriegelungskopf 28 entlang dem Schlitz 12 in eine Arretierposition gebracht, in der der Arretierbolzen 38 in die Arretieröffnung 36 eingreifen kann. Das Verstellen der Verriegelungseinheit kann hierbei durch das längliche Stellelement 20 erfolgen. Das längliche Stellelement 20 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als ein in der Länge einstellbares Spindelelement ausgebildet. Alternativ ist es auch möglich, das längliche Stellelement als einen hydraulisch betätigten Zylinder auszubilden. Wenn die Verriegelungseinheit 18 mit dem Verriegelungskopf 28 in die gewünschte Position gebracht wurde, kann der Arretierbolzen 38 eingesetzt werden. Hier für sind ebenfalls verschiedene Ausgestaltungen möglich: Einerseits kann der Verriegelungskopf 28 eine Aufnahme für den Arretierbolzen aufweisen, in die der Arretierbolzen 38 von der dem Tragrahmen abgewandten Seite der Arretierscheibe eingesetzt wird und so die Arretierscheibe verriegelt. Alternativ kann der Arretierbolzen 38 auch dem Verriegelungskopf 28 heraus vorgeschoben werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Tragrahmen
- 12
- gebogener Schlitz
- 14
- Befestigungsflansche
- 16
- Bohrungen
- 18
- Verriegelungseinheit
- 20
- längliches Stellelement
- 22
- Ende des Stellelements
- 24
- Ende des Stellelements
- 26
- Platte
- 28
- Verriegelungskopf
- 30
- Gehäuse der Rotorlagerung
- 32
- Arretierscheibe
- 34
- Rotorwelle
- 36
- Arretieröffnungen
- 38
- Arretierbolzen
- 40
- Bohrungen
- 42
- plattenförmiges Montageelement
- 44
- Bohrungen
- 46
- Bolzenverbindung
- 48
- Sicherungsplatte
- 50
- längliches Montageelement
- 52
- Stift
- 54
- Vorsprung
- 56
- erster Teil des Montageelements
- 58
- zweiter Teil des Montageelements
- 60
- Bohrungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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