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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lageranordnung, insbesondere für ein Kfz-Getriebe, zur Lagerung einer ersten Welle, wobei die Lageranordnung an einem Getriebegehäuse fixierbar ist, umfassend ein erstes Lager, welches zur drehbaren Lagerung der ersten Welle dient, sowie einen Lagerträger mit wenigstens einem ersten Anlagepunkt zur Abstützung des ersten Lagers an dem Lagerträger, wobei das erste Lager unverlierbar mit dem Lagerträger vormontiert ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines eine erste und mindestens eine zweite Welle aufweisenden Getriebes.
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Derartige Lageranordnungen werden beispielsweise eingesetzt, um in einem PKW-Getriebe Getriebewellen zu lagern. In der Regel werden die Lagerträger durch entsprechende Stanz- und Umformvorgänge aus einem Blech gefertigt. Ein erstes Lager kann dabei unverlierbar mit dem Lagerträger vormontiert sein, so dass sich der spätere Montageaufwand beim endgültigen Zusammensetzung des Getriebes deutlich reduziert.
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In der
DE 10 2008 021 832 B3 ist eine Lageranordnung zur Aufnahme eines Lagers beschrieben, welches vermittels einer Schnappverbindung verliersicher mit einem Lagerträger vormontierbar ist. Der Lagerträger weist hierzu eine kreisförmige Ausnehmung sowie in diese hineinreichende Vorsprünge auf, welche mit einer in einem Außenring des Lagers vorgesehenen Nut zur Herstellung der Schnappverbindung zusammenwirken. In das solchermaßen vormontierte Lager lässt sich die zugehörige Welle bei endgültiger Montage des Getriebes leicht in axialer Richtung einschieben.
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Aus der
DE 10 2006 034 707 B4 ist eine Schaltvorrichtung bekannt, welche eine Lagereinrichtung zur Lagerung mehrerer Getriebewellen sowie ein Schaltgabelmodul aufweist, wobei die Lagereinrichtung mindestens zwei Lagerplätze für mindestens zwei Lager aufweist und wobei die Lagerplätze der Lagereinrichtung einseitig radial offen ausgebildet sind. Diese einseitig radial offenen Lagerplätze ermöglichen es, dass eine Einheit, gebildet aus dem Schaltgabelmodul und der Lagereinrichtung, und ein Wellenblock, gebildet aus mehreren Getriebewellen und den zugehörigen Lagern, durch ein Ineinanderschieben senkrecht zu den Achsen der Getriebewellen miteinander verbunden werden können. Die Lagereinrichtung und die Lager der Getriebewellen sind dabei nicht verliersicher vormontiert, sondern werden erst nach dem Ineinanderschieben miteinander verbunden. Zudem ist das Handling des Wellenblocks beim Ineinanderschieben in die Lagereinrichtung nicht unproblematisch, da eine Fixierung der einzelnen Bauteile des Wellenblocks untereinander fehlt oder unzureichend ist bzw. mit zusätzlichem Aufwand verbunden ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Lageranordnung, durch welche das Einsetzen von zwei oder mehr Wellen in einen Lagerträger erleichtert wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Lageranordnung gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren zur Montage eines eine erste und mindestens eine zweite Welle aufweisenden Getriebes gemäß Anspruch 10.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Lageranordnung ein zweites Lager zur Lagerung einer zweiten Welle umfasst, wobei an dem Lagerträger zumindest ein weiterer Anlagepunkt vorgesehen ist, an dem sich das zweite Lager in Einsatzlage abstützen kann, und wobei sich das zweite Lager mit der das zweite Lager tragenden zweiten Welle im Wesentlichen durch eine Bewegung senkrecht zur Drehachse der zweiten Welle in Einsatzlage bringen lässt.
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Das erste Lager ist verliersicher mit dem Lagerträger verbunden, so dass es seine Einsatzlage bezogen auf den Lagerträger beibehält. Das zweite Lager hingegen wird durch seitliches Schieben in seine Einsatzlage gebracht, in der sich das zweite Lager an dem Lagerträger abstützt. Eine Verschiebung der zweiten Welle in axialer Richtung und die damit verbundenen Schwierigkeiten bei zwei in kämmendem Eingriff miteinander stehenden Wellen werden auf diese Weise umgangen. Eine derartige Abstützung kann in axialer Richtung erfolgen (bezogen auf die zweite Welle).
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Lagerträger eine erste Ausnehmung zur Aufnahme des ersten Lagers, eine zweite Ausnehmung zur Aufnahme des zweiten Lagers sowie eine randseitige Öffnung auf, welche sich bis in die zweite Ausnehmung hinein erstreckt und durch welche die zweite Welle in die zweite Ausnehmung einfügbar ist. Eine solche Ausnehmung oder solche Ausnehmungen bieten jeweils in der Regel mehrere Anlagepunkte bzw. eine gewisse Anlagefläche. Mit anderen Worten ist es somit vorgesehen, dass das zweite Welle insbesondere mit dem darauf montierten zweiten Lager von der Seite durch die randseitige Öffnung in dem Lagerträger in die vorgesehene Ausnehmung einbringbar ist, so dass die zweite Welle im Wesentlichen in einer radialen Richtung bewegt wird. Eine Öffnungsweite der randseitigen Öffnung ist dabei größer als ein Außendurchmesser der zweiten Welle auf der axialen Höhe des Lagerträgers.
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Dadurch ist es in einfacher Weise möglich, zwei oder mehr insbesondere in kämmendem Eingriff miteinander stehende Wellen in einem Getriebe zu montieren. Durch die vereinfachte Montage können insbesondere Fertigungszeiten verkürzt und damit auch Fertigungskosten eingespart werden.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Lageranordnung zur Lagerung einer ersten und wenigstens einer zweiten Welle mit parallelen Drehachsen geeignet. In diesem Fall wird der Verbund aus zweitem Lager und zweiter Welle durch ein Verschieben senkrecht zur Drehachse des ersten Lagers bzw. der ersten Welle in die zweite Ausnehmung eingefügt bzw. das zweite Lager in seine Einsatzlage gebracht, in der es sich an dem Lagerträger vorzugsweise in axialer Richtung abstützt.
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Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das erste Lager durch Verstemmen und/oder durch Einpressen unverlierbar mit dem Lagerträger vormontiert ist. Erstes Lager und Lagerträger bilden somit eine Einheit, die beispielsweise bereits beim Lagerhersteller entsteht und dann als Einheit bei der Getriebemontage eingesetzt wird.
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Die erste Ausnehmung zur Aufnahme des ersten Lagers kann einen geschlossenen Umfang aufweisen, wobei dann für die Vormontage das erste Lager mit einer Axialbewegung in die Ausnehmung geschoben wird. Die erste Ausnehmung kann dabei kreisrund sein. Somit würde in diesem Ausführungsbeispiel der Lagerträger eine geschlossene Ausnehmung (erste Ausnehmung) und eine geöffnete Ausnehmung (zweite Ausnehmung) aufweisen, wobei in die letzt genannte die zweite Welle und das zweite Lager radial hineingeschoben werden kann.
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Die zweite Ausnehmung bildet die besagte Vielzahl von Anlagepunkten für das zweite Lager, die einen Umfangswinkelbereich des Lagers von größer als 180° abdecken können. Dies bedeutet, dass zwei äußere Anlagepunkte um mehr als 180° versetzt (zum Beispiel 270° oder 240° angeordnet sind. Der Umfangswinkelbereich kann auch kleinere Werte annehmen (beispielsweise 120° oder 60°).
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Insbesondere bei einem Verstemmen und/oder Einpressen kann das vormontierte erste Lager dabei zunächst noch in Umfangsrichtung gegenüber dem Lagerträger beweglich sein. Ein endgültiges Fixieren des ersten Lagers gegenüber dem Lagerträger kann dann zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise durch zusätzliches Verschrauben, erfolgen
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Das erste und/oder das zweite Lager können bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als Wälzlager mit einem Innenring und einem Außenring ausgebildet sein. Zwischen dem Innen- und dem Außenring sind dabei in bekannter Weise Wälzkörper angeordnet. Vorzugsweise ist es der Außenring, der direkt an dem Lagerträger anliegt bzw. mit diesem direkt in Wechselwirkung tritt. Selbstverständlich können aber auch andere Lagertypen zum Einsatz kommen, welche zur Lagerung von Wellen geeignet sind.
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Bei einer Ausbildung des ersten Lagers als Wälzlager weist der Außenring vorzugsweise eine Nut auf, welche zur unverlierbaren Vormontage des ersten Lagers mit dem Lagerträger mit radial in die erste Ausnehmung hineinreichenden Vorsprüngen des Lagerträgers zusammenwirkt. Die an dem Lagerträger ausgebildeten Vorsprünge können in die Nut des Außenrings einrasten und das erste Lager so an dem Lagerträger fixieren.
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Der Erfindungsvorschlag umfasst auch Ausführungen, bei denen der Lagerträger zwei oder mehr zweite Ausnehmungen und diesen zugeordnete randseitige Öffnungen aufweist, die sich jeweils bis in die zweiten Ausnehmungen hinein erstrecken und durch welche zwei oder mehr zweite Wellen in die zweiten Ausnehmungen einfügbar sind. Auf diese Weise sind aufwändige Radsätze realisierbar, bei denen mehrere Wellen miteinander Wechselwirken. In diesem Fall werden die durch die Erfindung bewirkten Erleichterungen bei der Montage besonders deutlich, da die einzelnen Wellen mit den auf ihnen vormontierten Lagern nacheinander bequem vom Rand des Lagerträgers aus in die entsprechenden Ausnehmungen einführbar sind und nicht vorab zu einem Verbund aus sämtlichen Wellen zusammengesetzt werden müssen, welcher dann als Ganzes in den Lagerträger eingeführt werden müsste.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht Mittel vor, durch welche die Lager in Umfangsrichtung verdrehsicher gegenüber dem Lagerträger fixierbar sind. Diese Fixierung kann vorzugsweise durch Reibung und/oder durch Formschluss erfolgen. So können an den Lagern beispielsweise Rastnasen ausgebildet sein, welche in entsprechende Vertiefungen in einem die Ausnehmungen begrenzenden Bereich des Lagerträgers einrasten können. Umgekehrt können die Rastnasen auch an dem Lagerträger und die Vertiefungen entsprechend an den Lagern ausgebildet sein. Das erste Lager kann bereits durch die Vormontage in Umfangsrichtung fixiert sein.
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Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist der Rand des Lagerträgers zumindest abschnittsweise als gerade Außenkante ausgebildet, mittels derer der Lagerträger mit mindestens einem weiteren Lagerträger verdrehsicher zur Anlage gebracht werden kann. Auf diese Weise können bei Bedarf mehrere Lagerträger zur Bildung eines Lagerträgerverbunds zusammengesetzt werden, welcher dann entsprechend mehrere Lager bzw. Wellen aufnehmen kann.
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Schließlich kann der Lagerträger gekröpft ausgebildet ist, so dass wenigstens zwei Lager im montierten Zustand in unterschiedlichen Ebenen zu liegen kommen. Eine solche Anordnung der Lager in unterschiedlichen, vorzugsweise parallelen Ebenen kann konstruktionstechnische Vorteile bieten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage eines eine erste und mindestens eine zweite Welle aufweisenden Getriebes, vorzugsweise eines Kfz-Getriebes, zeichnet sich durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Lageranordnung aus und umfasst mindestens die folgenden Schritte: (axiales) Einsetzen der ersten Welle in das mit dem Lagerträger vormontierte erste Lager, Einsetzen der zweiten Welle in das zweite Lager, in Eingriff bringen des Verbundes aus zweitem Lager und zweiter Welle mit dem Lagerträger, so dass sich das zweite Lager in Einsatzlage befindet, in der es sich am Lagerträger abstützen kann. Bevorzugt wird dabei der Verbund in den Lagerträger durch die randseitige Öffnung des Lagerträgers eingefügt. Diesen Schritten können ein Fixieren des Lagerträgers an dem Getriebegehäuse, ein Schließen des Getriebegehäuse und dadurch Verspannen des zweiten Lagers mit dem Getriebegehäuse anschließen. Insbesondere die beiden letztgenannten Schritte (Fixieren und Schließen) können dabei auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen.
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Die im Zusammenhang mit der Lageranordnung beschriebenen Vorzüge gelten dabei in entsprechender Weise für das erfindungsgemäße Verfahren.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel für die Lageranordnung in der Draufsicht; und
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2 die Lageranordnung der 1 in perspektivischer Ansicht.
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1 zeigt eine Lageranordnung, die in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnet wird. Die Lageranordnung 1 umfasst einen streifenförmigen Lagerträger 10, ein erstes Lager 30 sowie ein zweites Lager 50. Der Lagerträger 10, der beispielsweise aus einem Blech ausgestanzt sein kann, umfasst eine erste kreisrunde Ausnehmung 11, die einen geschlossenen Umfang 12 aufweist. Der Lagerträger 10 umfasst des Weiteren eine zweite Ausnehmung 13 zur Aufnahme des zweiten Lagers 50. Der Begriff „Aufnahme des zweiten Lagers” soll so verstanden werden, dass Ausnehmung 13 und zweites Lager 50 so zueinander positioniert sind, dass deren beabsichtigtes Zusammenwirken (hier: axiales Abstützen des Lagers 50) erzielt wird. Sinngemäß gilt dies auch für die erste Ausnehmung 11 und das erste Lager 30.
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Im Gegensatz zur ersten Ausnehmung 11 weist die zweite Ausnehmung 13 jedoch keinen geschlossenen Umfang auf, sondern ist, in der Darstellung der 1, zur rechten Seite hin geöffnet. Der Lagerträger 10 weist dabei eine randseitige Öffnung 14 auf, welche sich bis in die zweite Ausnehmung 13 erstreckt. Die Ausnehmung 13 wird dabei durch einen ersten Schenkel 15 und einen zweiten Schenkel 16 begrenzt. Der Abstand der beiden Innenseiten der Schenkel 15, 16 entspricht einer Öffnungsweite W.
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An einem freien Ende 17 weist der erste Schenkel 15 eine Öffnung oder Bohrung 18 auf, die zur Aufnahme einer Schraube – oder allgemein, eines Befestigungsmittels – dient, um die Lageranordnung 1 an einem hier nicht dargestellten Getriebegehäuse zu befestigen. Der zweite Schenkel 16 weist ebenfalls an einem offenen Ende 19 eine Bohrung 20 zur Aufnahme einer Befestigungsschraube auf.
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Weitere Bohrungen oder Öffnungen zur Aufnahme von Befestigungsschrauben sind mit den Bezugszeichen 21, 22, 23, 24 gekennzeichnet. Die Öffnungen weisen dabei jeweils ein Innengewinde auf, in das sich die Befestigungsschraube eindrehen lässt.
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Das erste Lager 30 umfasst einen Innenring 31 sowie einen Außenring 32 und einen Satz von Wälzkörpern 33, die jedoch im Einzelnen nicht dargestellt sind. Der Satz von Wälzkörpern 33 liegt in radialer Richtung zwischen Innenring 31 und Außenring 32.
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Der Durchmesser der kreisrunden ersten Ausnehmung 11 entspricht einem Außendurchmesser des Außenrings 32, so dass eine Oberseite 25 des Lagerträgers 10 und eine Oberseite 34 des Außenrings 32 in einer Ebene liegen. Lagerträger 10 und Außenring 32 sind dabei so miteinander verbunden (beispielsweise verstemmt, was jedoch in den Figuren nicht dargestellt ist), dass sich der Außenring in axialer Richtung (also senkrecht zur Zeichenebene der 1) am Lagerträger 10 abstützt.
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Der Außenring 32 liegt dabei in einem Umfangswinkelbereich von 360° an dem Lagerträger an, wobei die axiale Abstützung über wenige Punkte erfolgen kann. Die erste Ausnehmung 11 und das erste Lager 30 sind im Wesentlichen koaxial angeordnet.
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Der grundsätzliche Aufbau des zweiten Lagers entspricht dem Aufbau des ersten Lagers. Auch das zweite Lager 50 weist einen Innenring 51, einen Außenring 52 sowie einen Satz von Wälzkörpern 53 auf. Zu erkennen ist, dass der Außendurchmesser des Außenrings 52 des zweiten Lagers 50 kleiner ist als der Außendurchmesser des Außenrings 52 des ersten Lagers 30.
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Im Gegensatz zur ersten Ausnehmung 11 bildet die zweite Ausnehmung 13 für das zweite Lager 50 eine axiale Auflagefläche aus, die sich über einen Umfangswinkelbereich kleiner als 360° erstreckt. Der Umfangswinkelbereich der zweiten Ausnehmung 13 ist in 1 mit α bezeichnet und weist einen Betrag von ca. 240° auf. Ein weiterer Unterschied zum ersten Lager 30 besteht dann, dass das zweite Lager 50 mit seinem Außenring 50 an einer Unterseite 26 des Lagerträgers 10 anliegt. Das zweite Lager 50 befindet sich in seiner Einsatzlage.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das erste Lager 30 und der Lagerträger 10 unverlierbar miteinander verbunden sind. Eine derartige unverlierbare Verbindung lässt sich beispielsweise durch Verstemmen und/oder Einpressen des Lagers 30 erreichen. Lagerträger 10 und erstes Lager 30 bilden somit eine Einheit, die als solche vormontiert ein Bauteil für die Montage eines Getriebes darstellt.
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Zur Montage eines Getriebes mit einer nicht hier dargestellten ersten Welle und einer hier nicht dargestellten zweiten Welle wird die erste Welle axial in den Innenring 31 des Lagers 30 geschoben. Die zweite Welle wird, bevor sich das zweite Lager 50 in der in den 1 und 2 dargestellten Einsatzlage befindet, ebenfalls axial in den Innenring 51 hinein geschoben. Die zweite Welle wird dann gemeinsam mit dem zweiten Lager 50 durch die randseitige Öffnung 14 in die zweite Ausnehmung 13 eingesetzt. Die dabei durchzuführende Relativbewegung zwischen dem Lager-Wellenverbund (umfassend die zweite Welle und das darauf montierte zweite Lager) und dem Lagerträger 10 erfolgt dabei im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse der ersten Welle bzw. senkrecht zur Drehachse der zweiten Welle, also in der Darstellung der 1 parallel zur Zeichenebene. Durch eine derartige Bewegung lässt sich die zweite Welle mit der bereits vormontierten ersten Welle verbinden, wobei auf den Wellen sitzende Zahnräder (nicht dargestellt) in kämmenden Eingriff gebracht werden.
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Die zweite Welle weist, soweit sie sich in Einsatzlage befindet, in einer Ebene, in der der streifenförmige Lagerträger 10 liegt, einen Außendurchmesser auf, der kleiner ist als die Öffnungsweite W. Somit lässt sich der Lager-Wellenverbund parallel zur Ebene des streifenförmigen Lagerträgers 10 in die Ausnehmung 13 seitlich hinein schieben. Die Öffnungsweite W kann sich auch an dem Innendurchmesser des Innenrings 51 des zweiten Lagers orientieren. So muss bevorzugt die Öffnungsweite W größer sein als der Innendurchmesser des Innenrings 51. Die Öffnungsweite W kann dabei Faktor 1,0 bis 1,2 größer sein als der Innendurchmesser des Innenrings 51.
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Durch die erfindungsgemäße Lageranordnung ergeben sich somit für die Montage der ersten und zweiten Welle unterschiedliche Ansätze: Die erste Welle wird mit dem ersten Lager 30 erst verbunden, wenn sich letzteres schon in unverlierbarer Stellung in der letztendlichen Einsatzlage befindet. Die erste Welle wird dabei axial auf das erste Lager geschoben. Die zweite Welle und das zweite Lager werden miteinander verbunden, bevor dieser Verbund mit dem Lagerträger in Eingriff kommt. Ein solcher Eingriff entsteht mittels seitliches Einschieben (senkrecht zur Drehachse der zweiten Welle), beim entsprechenden Ausführungsbeispiel durch die randseitige Öffnung 14. Eine Axialbewegung der zweiten Welle ist nicht erforderlich bzw. ist gegenüber der seitlichen oder radialen Bewegung zu vernachlässigen
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lageranordnung
- 10
- Lagerträger
- 11
- erste Ausnehmung
- 12
- Umfang
- 13
- zweite Ausnehmung
- 14
- randseitige Öffnung
- 15
- erster Schenkel
- 16
- zweiter Schenkel
- 17
- offenes Ende
- 18
- Öffnung
- 19
- offenes Ende
- 20
- Öffnung
- 21
- Öffnung
- 22
- Öffnung
- 23
- Öffnung
- 24
- Öffnung
- 25
- Oberseite
- 26
- Unterseite
- 30
- erstes Lager
- 31
- Innenring
- 32
- Außenring
- 33
- Satz von Wälzkörpern
- 34
- Oberseite
- 33
- Satz von Wälzkörpern
- 50
- zweites Lager
- 51
- Innenring
- 52
- Außenring
- 53
- Satz von Wälzkörpern
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008021832 B3 [0003]
- DE 102006034707 B4 [0004]
