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Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, insbesondere für ein Fahrzeuggetriebe. Auch betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Anordnung und Sicherung eines Lagers in einer Lageranordnung und eine diesbezügliche Vorrichtung.
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Insbesondere bei Getrieben, wie auch bei Fahrzeuggetrieben, sind Lageranordnungen vorgesehen, um ein drehbares Element, wie beispielsweise eine Welle in einem Gehäuse drehbar zu lagern.
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Dazu werden Lager mit ihrem Lageraußenring in einer dafür vorgesehenen Aufnahme platziert und festgelegt. Die Aufnahme ist beispielsweise eine einseitig axial offene Aufnahme mit einer zylindrischen Innenfläche in einem Getriebegehäuse eines Fahrzeuggetriebes. Das Festlegen kann beispielsweise durch eine vorgelegte Ringscheibe erfolgen, was zusätzlicher Bauteile bedarf.
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Ein Festlegen des Lageraußenrings mittels Verstemmen der Aufnahme in der unmittelbar dem Lageraußenring benachbarten Stirnseite ist ebenso bekannt. Dabei werden mittels halbkugelförmiger Stempel kalottenförmige Einprägungen in der Stirnseite der Aufnahme erzeugt, die sehr lokal eine Verformung des Randbereichs nahe der Lageraußenschale und somit eine Verstemmung bewirken.
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Es ist eine Aufgabe zu einer Ausführungsform der Erfindung, eine Lageranordnung zu schaffen, die einfach und dennoch derart ausgebildet ist, dass Lageraußenschalen dauerhaft und sicher festgelegt sind. Es ist weiterhin eine Aufgabe zu einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mittels welchem eine Anordnung und Sicherung eines Lagers in einer Lageranordnung einfach und unkompliziert aber dennoch dauerhaft gewährleistet werden kann. Es ist weiterhin eine Aufgabe zu einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, eine Vorrichtung zum Sichern von Lageraußenringen in Aufnahmen mit zylindrischer Innenfläche zu schaffen, mittels welchen eine unkomplizierte aber sichere Sicherung des Lagers erreicht werden kann.
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Die Aufgaben werden durch die unabhängigen Ansprüche widergegeben, vorteilhafte Ausbildungen ergeben sich mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
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Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Lageranordnung mit einem Lager, das eine zylindrische Aufnahme besitzt, wobei die Aufnahme in einer axialen Richtung zu einer Stirnseite des Lagers hin offen ist, mit einem an die zylindrische Innenfläche der Aufnahme anliegenden Lageraußenring sowie einer nichtkalottenförmigen Einprägung in der Stirnseite der Aufnahme.
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Durch die nichtkalottenförmigen Einprägung wird erreicht, dass keine eher punktförmige Verstemmung erzielt wird, was im Einsatz zu lokalem abrasivem Verschleiß im Verstemmungsbereich führt und zum Lagerschaden führen kann. Vielmehr erstreckt sich mit die nichtkalottenförmigen Einprägung der Verstemmungsbereich über einen größeren Umfangsbereich des Lageraußenrings, sodass die mechanische Belastung über diesen größeren Bereich verteilt wird, sodass es beim Lager zu weniger Verschleiß kommt und das Lager dauerhaltbarer ist.
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Ein Ausführungsbeispiel sieht weiterhin vor, dass eine Mehrzahl von nichtkalottenförmigen Einprägungen in der Stirnseite der Aufnahme vorgesehen sind. Dadurch wird eine nochmals größere Fläche des Umfangs des Lageraußenrings gegen Verdrehung gesichert.
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In einem Ausführungsbeispiel sind die Einprägungen um die Aufnahme herum, d. h. in der Stirnseite um die Aufnahme herum verteilt angeordnet, was eine gleichmäßigere Verteilung der einwirkenden Kräfte in den Verstemmungsbereichen bewirkt.
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Weiterhin ist das Anliegen des Lageraußenrings in der zylindrischen Innenfläche als Presssitzes ausgebildet bzw. ist der Lageraußenring innerhalb der Aufnahme im Pressitz angeordnet. Dadurch wird eine Verdrehung nicht nur im Verstemmungsbereich, sondern anteilig über die gesamte Umfangsfläche des Lageraußenrings erschwert.
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Auch ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel die Erstreckung der Einprägung in Umfangsrichtung größer als in radialer Richtung, beispielsweise bei einer entsprechend ausgerichteten länglichen, geraden oder insbesondere ovalen Einprägung. Die Einprägung ist dann vorzugsweise im Wesentlichen tangential zur zylindrischen Innenfläche bzw. tangential zu einer Kreislinie mit einer Kreisfläche angeordnet, zu der die axiale Richtung senkrecht steht. Hierdurch fällt der Verstemmungsbereich groß aus.
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Auch kann die Einprägung in Umfangsrichtung eine Krümmung aufweisen, bspw. in der Ausbildung als länglich-gekrümmte Einprägung, sodass bei einer länglich-gekrümmten Einprägung diese im Wesentlichen auf einer Kreislinie liegt, oder ist die Einprägung im Wesentlichen bananenförmig ausgebildet. Hierdurch fällt der Verstemmungsbereich groß aus.
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Die Einprägungen sind in einem weiteren Ausführungsbeispiel mit ihrem radial inneren Randbereich im Wesentlichen auf gleichem Radius angeordnet, um die mechanische Belastung auf alle Verstemmungsbereiche gleichmäßig zu verteilen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sichern eines Lageraußenrings in einem Lager, wobei das Lager eine Aufnahme mit zylindrischer Innenfläche besitzt. Die Vorrichtung besitzt einen Ringbereich, der axial zumindest einen Vorsprung und insbesondere eine Mehrzahl von axial abragenden Vorsprüngen besitzt. Die Vorrichtung hat ferner Zentriermitteln für die Zentrierung der Vorrichtung in der Aufnahme des Lagers, wobei der zumindest eine Vorsprung eine im Wesentlichen nichtkalottenförmige Kontur aufweist. Durch diese Vorrichtung kann die oben beschriebene Lageranordnung bereitgestellt werden.
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Das Zentriermittel, das beispielsweise einen Zylinder umfasst, der in die Aufnahme des oben beschriebenen Lagers einführbar ist, kann auch in der Vorrichtung austauschbar aufgenommen sein und dann als austauschbarer Einsatz einsetzbar sein. Auf diese Weise kann mit geringem Aufwand durch Austausch des Zentriermittels eine Anpassung der Vorrichtung an die Geometrie eines anderen Lagers vorgenommen werden. Bei einem anderen Zentriermittel können bspw. die Vorsprünge auf einem anderen Radius angeordnet sein, Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Ansicht eines Getriebegehäuses mit einer darin vorgesehenen Lageranordnung,
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2 eine Ansicht einer Lageranordnung,
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3 eine Schnittdarstellung einer Aufnahme für eine Lageraußenschale,
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4 eine Lageranordnung,
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5 eine Ansicht einer Stempels für die Erzeugung einer Einprägung,
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6 eine Ansicht eines Schnitts gemäß der Ebene I-I der 5,
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7 eine Ansicht eines Schnitts gemäß der Ebene II-II der 5,
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8 ein Flussdiagramm, und
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9 eine Vorrichtung zum Einbringen von Einprägungen.
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Bevorzugte Ausführung
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Die 1 zeigt ein Teil eines Getriebegehäuses 1 bei dem eine Lageranordnung 2 vorgesehen ist, um eine drehbare Welle oder ein drehbares Bauteil in dem Getriebegehäuse 1 in einer Aufnahme 3 aufzunehmen und zu lagern. Dabei ist das Lager 4 mit einem Lageraußenring 5 in der Aufnahme 3 angeordnet und drehfest aufgenommen. Das Gehäuse kann auch ein Kupplungsgehäuse sein.
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Die 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Lagers 4 mit dem Lageraußenring 5, wie es in der Aufnahme 3 angeordnet ist. Der Lageraußenring 5 ist dabei so in der Aufnahme 3 platziert, dass der radial außenliegende Ringbereich 6 des Lageraußenrings 5 in einem zylindrischen Ringbereich 7 mit einer zylindrischen Innenfläche 15 der Aufnahme 3 aufgenommen ist, wobei am Umfang einer Stirnseite 16 des Ringbereichs 7 der Aufnahme 3 Einprägungen 8 eingebracht sind, um den Lageraußenring 5 in der Aufnahme 3 zu verstemmen.
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Die Einprägungen 8 weisen dabei eine nichtkalottenförmige Kontur auf. Vorteilhaft ist jedoch insbesondere, wenn die Kontur eine Erstreckung hat, die in Umfangsrichtung größer ist als in radialer Richtung. Die Kontur kann oval sein.
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Dabei kann die Mittellinie 9 der Einprägungen 8 im Wesentlichen tangential zu einem Kreisbogen angeordnet sein, der den gleichen Mittelpunkt aufweist, wie der Lageraußenring.
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Dabei kann es durchaus bei einem Ausführungsbeispiel vorteilhaft sein, wenn die Einprägung 8 in Umfangsrichtung des Ringbereichs betrachtet eine Mittellinie 9 und einen radial innen liegenden Randbereich 10 aufweist, der bevorzugt gerade ausgebildet ist und sich entsprechend tangential zu einem Kreisbogen verhält, der den gleichen Mittelpunkt aufweist, wie der Lageraußenring 5 selbst.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann es auch zweckmäßig sein, wenn die Mittellinie 9 beziehungsweise der radial innenliegende Randbereich 10 der Kontur der Einprägung eine Krümmung aufweist, die einem Kreisbogen mit entsprechendem Radius entsprechen würde. Die Einprägung ist beispielsweise bananenförmig gekrümmt.
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Die 3 zeigt noch einmal im Schnitt einen Lageraußenring 5 sowie eine Aufnahme 3 im Gehäuse 1 wobei weiterhin die Einprägung 8 radial außerhalb des Lageraußenrings im Bereich der Stirnseite 16 der Aufnahme 3 zu erkennen ist, wobei diese Einprägung auf einer Stirnseite 16 als Verstemmung des Lageraußenrings 5 dient.
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Wie zu erkennen ist, ist in 3 die Aufnahme 3 in axialer Richtung betrachtet nach einer Stirnseite 16 hin offen, um das Lager 4 in die Aufnahme 3 seitlich einsetzen zu können.
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Die 4 zeigt in einem Ausführungsbeispiel einen Lageraußenring 5, welcher in einer Aufnahme 3 angeordnet ist, wobei vier sich sternförmig jeweils gegenüberliegende Einprägungen 8 in der Stirnseite 16 der Aufnahme 3 eingebracht sind, um den Lageraußenring 5 in der Aufnahme 3 zu verstemmen. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel der 3, bei welchem sechs Einprägungen 8 über den Umfang der Stirnseite der Aufnahme 3 verteilt angeordnet sind, sind im Ausführungsbeispiel der 4 lediglich vier Einprägungen 8 vorgesehen.
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Die Anzahl der vorgesehenen Einprägungen 8 kann vorteilhaft vom Umfang bzw. vom Radius des Lageraußenrings 5 abhängig gemacht werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn mit steigendem Radius des Lageraußenrings 5 auch die Anzahl der Einprägungen 8 steigt.
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Die 5 zeigt eine Kontur 11 eines Werkzeuges als Vorrichtung zum Einprägen der Einprägungen 8 in die Stirnseite 16 der Aufnahme 3. Die Kontur 11 stellt somit das Negativ zu der Kontur der Einprägungen 8 selbst dar. Dabei ist zu erkennen, dass der Querschnitt an der Wurzel 12 oval ausgeführt ist, wobei auch Horizontalschnitte davon oval ausgebildet sind. Ein Schnitt entlang der Ebene I-I ist halbkreisförmig gestaltet. Ein Schnitt entlang der Ebene II-II kann derart beschrieben werden, dass zwei Viertelkreise durch ein Rechteck in der Mitte ergänzt werden, um einen langgestreckten Bogen zu erzielen. Die 6 beziehungsweise die 7 verdeutlichen dies noch einmal. Die 6 zeigt einen Schnitt in der Ebene I-I des Elements mit der Kontur 11 der 5, wobei zu erkennen ist, dass die Kontur 11 im Schnitt halbkreisförmig mit einem Radius r ausgebildet ist.
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Die 7 zeigt den Schnitt durch das Element mit der Kontur 11 der 5 entlang der Linie II-II, wobei zu erkennen ist, dass der Querschnitt aus im Wesentlichen drei Segmenten 13 und 14 besteht, wobei die beiden Segmente 13 viertelkreisförmig gestaltet sind und das Segment 14 im Wesentlichen rechteckig gestaltet ist. Das Segment 14 liegt zwischen den Segmenten 13.
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Hinsichtlich der Anordnung der Einprägungen 8 in der Stirnseite 16 der Aufnahme 3 sei angemerkt, dass diese gemäß den 3 oder 4 über den Umfang der ringförmigen Stirnseite 16 der Aufnahme 3 verteilt angeordnet sein können, wobei bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel die Einprägungen 8 über den Umfang der ringförmigen Stirnseite 16 der Aufnahme betrachtet im Wesentlichen gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
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Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn die Einprägungen 8 in der ringförmigen Stirnseite 16 auf gleichem Radius angeordnet sind, wie es in der 3 zu erkennen ist. In 4 ist zu erkennen, dass die Einprägungen 8 über den Umfang verteilt angeordnet sind, wobei diese jedoch nicht alle auf gleichem Radius angeordnet sind. So ist beispielsweise das Element 8 im linken oberen Quadranten radial weiter außen angeordnet als das Element 8 im rechten unteren Quadranten.
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Die 8 zeigt ein Flussdiagramm 20 zur Verdeutlichung des Verfahrens zur Anordnung und Sicherung eines Lagers 4 in einer Lageranordnung 2, wobei in Block 21 das Bereitstellen eines Elementes mit einer Aufnahme 3 mit einem radial außen liegenden zylindrischen Ringbereich mit einer zylindrischen Innenfläche zum Einsetzen eines Lagers 4 vorgenommen wird. Dieses Element ist beispielsweise ein Getriebegehäuse 1 oder ein Kupplungsgehäuse oder ein anderes Bauteil.
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In Block 22 wird das Lager 4 mit dem Lageraußenring 5 in die Aufnahme 3 eingesetzt.
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In Block 23 werden über den Umfang der ringförmigen Stirnseite 16 verteilt Einprägungen 8 vorgesehen, die dazu dienen, den Lageraußenring 5 in der Aufnahme 3 mit der zylindrischen Innenfläche 15 zu verstemmen, wobei die Einprägungen 8 eine im Wesentlichen nichtkalottenförmige und/oder ovale Kontur aufweisen.
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Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Einprägungen 8 in Umfangsrichtung der Stirnseite 16 betrachtet eine Mittelachse bzw. Mittellinie und ein radial innenliegenden Randbereich aufweisen die bzw. der vorzugsweise gerade ausgebildet sind und im Wesentlichen tangential zu einem Kreisbogen mit entsprechendem Radius angeordnet sind. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Mittellinie und/oder der radial innenliegende Bereich der Einprägung auch gekrümmt ausgebildet sein, so dass sie im Wesentlichen einen Radius aufweisen bzw. diesem folgen.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn bei einem Verfahren zur Anordnung und Sicherung eines Lagers 4 die Einprägungen 8 mittels eines Werkzeuges gleichzeitig in die Stirnseite der Aufnahme 3 eingebracht werden, wobei es dabei vorteilhaft sein kann, wenn die Einprägungen 8 mit gleichem Radius eingebracht werden. Dabei kann es auch zweckmäßig sein, wenn bei einem anderen Ausführungsbeispiel die Einprägungen 8 auf unterschiedlichem Radius angeordnet sind. Die Anordnung der Einprägungen 8 über den Umfang verteilt kann gleichmäßig oder unregelmäßig beabstandet ausgebildet sein.
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Die 9 zeigt eine Vorrichtung 30 zum Sichern von Lageraußenringen 5 in Aufnahmen 3 mit radial außen liegenden Ringbereichen mit einer Stirnseite 16, wobei die Vorrichtung 30 mit einem Ringbereich 31 versehen ist, in welchem Vorsprünge 32 vorgesehen sind, die zum Beaufschlagen gegen die Stirnseite 16 der Aufnahme 3 vorgesehen sind, wobei unter Krafteinwirkung diese Vorsprünge zu Einprägung 8 in die Stirnseite 16 der Aufnahme 3 der Lageranordnung führen können. Weiterhin sind Zentriermittel 33 vorgesehen, welche in den offenen zentralen Bereich des Lagers 4 einführbar sind, um die Vorrichtung 30 im Lager 4 zu zentrieren und um die Einprägungen 8 lagespezifisch vornehmen zu können. Wie zu erkennen ist, sind die Vorsprünge 32 oval ausgebildet so dass sie oval ausgebildete Einprägungen in der Stirnseite der Aufnahme erzeugen können.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Zentriermittel 33 in die Vorrichtung 30 einsetzbar sind, wie im Ausführungsbeispiel der 9 gezeigt. Mit dem Zentriermittel 33 sind Haltemittel 34, wie flügelartige Elemente vorgesehen, die in einer Aufnahme 35 zwischen den Vorsprüngen 32 angeordnet sind, die auf zinnenartigen Vorsprüngen 36 vorgesehen sind. Die Elemente 34 greifen somit in Aufnahmen zwischen den zinnenartigen Elementen 36 ein und können so positioniert werden.
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Durch diese Austauschbarkeit der Zentriermittel 33 kann es vorteilhaft sein, dass unterschiedliche Lager 4 mit gleichem oder geringfügig unterschiedlich Lageraußenring mit dem gleichem Werkzeug gemäß der Vorrichtung 30 nur mit geändertem Zentriereinsatz verstemmt werden können. Der Zentrierbereich 33 ist vorteilhaft als zylindrischer Dom vorgesehen, der an seiner höchsten Stelle eine Abschrägung aufweist, die als Einführhilfe vorgesehen ist.
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In der vorhergehenden Beschreibung wurde zumindest ein exemplarisches Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei wird darauf hingewiesen, dass eine Reihe von Abwandlungen der dargestellten Ausführungsbeispiele existieren, die jedoch nicht alle beschrieben sein müssen, wobei die Lehren der Erfindung in einer Vielzahl von Formen und Beispielen implementiert sein können. Auch wird darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich Beispiele der Lehren der Erfindung sind und es nicht beabsichtigt ist, den Schutzumfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration zu beschränken, da auch andere Abwandlungen dem Fachmann beim Studium der Beschreibung, der Zeichnungen und den nachfolgenden Ansprüchen offensichtlich sind und ihm zumindest einen Weg zur Implementierung offenbaren. Dabei können auch vielfältige Änderungen oder Abwandlungen in der Funktion und Ausgestaltung der beschriebenen Ausführungsbeispiele vorgenommen werden, ohne von dem in den nachfolgenden Ansprüchen gegebenen Schutzumfang einschließlich seiner Äquivalente abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebegehäuse, Gehäuse
- 2
- Lageranordnung
- 3
- Aufnahme
- 4
- Lager
- 5
- Lageraußenring
- 6
- Ringbereich
- 7
- Ringbereich
- 8
- Einprägung
- 9
- Längsachse, Mittelachse
- 10
- Randbereich
- 11
- Kontur
- 12
- Wurzel
- 13
- Segment
- 14
- Segment
- 15
- zylindrische Innenfläche
- 16
- Stirnseite
- 20
- Flussdiagramm
- 21
- Block
- 22
- Block
- 23
- Block
- 30
- Vorrichtung
- 31
- Ringbereich
- 32
- Vorsprünge
- 33
- Zentriermittel
- 34
- Haltemittel, Elemente
- 35
- Aufnahme
- 36
- Vorsprünge
