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Die Erfindung bezieht sich auf ein als Verschluss ausgebildetes Ölschauglas.
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Ölschaugläser sind an sich bekannt, beispielhaft wird verwiesen auf die
DE 10 2010 017 983 und die
DE 10 2010 027 407 derselben Anmelderin. Mit einem solchen Ölschauglas kann der Füllstand eines Flüssigschmiermittels in einer Vorrichtung wie zum Beispiel einem Elektromotorgetriebe oder anderem Getriebe überprüft werden. Dazu weist das Ölschauglas einen transluzenten Körper auf, durch den hindurch der Schmiermittelstand visuell überprüft werden kann.
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Aus dem Stand der Technik ist auch bekannt, ein solches Ölschauglas als Verschluss eines entsprechenden Gehäuses, zum Beispiel des Getriebegehäuses, auszubilden, insbesondere als Verschlussschraube. Eine solche Ausbildung als Verschluss erlaubtes, entsprechende Öffnungen in einem Getriebegehäuse oder einem anderen Vorrichtungsgehäuse alternativ mit einem Verschluss ohne Ölschauglas oder einem Verschluss mit Ölschauglas zu versehen. Insbesondere kann die Position des Ölschauglases einbaupositionsabhängig variiert werden, indem der entsprechende Verschluss an einer aus einer verfügbaren Vielzahl Öffnungen ausgewählten Öffnung montiert wird. Auch kann die mit dem Ölschauglas ausgestattete Verschlussschraube bei Bedarf wieder aus der Öffnung ausgebaut und an einer anderen Öffnung montiert werden, wenn dies in der konkreten Situation günstiger erscheint; sie ist also reversibel montiert.
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Als gattungsbildender Stand der Technik wird die
DE 80 18 706 U1 angesehen, die ein Ölschauglas nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zeigt. Dabei ist ein innerer Überstand eines transluzenten Körpers durch eine Prismenform desselben bedingt, die im nicht von Öl benetzten Zustand für Totalreflexion sorgen soll.
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Daneben wird auch auf die
DE 35 07 55 A verwiesen, die ein Schauglas für einen Flüssigkeitsstand zeigt und sich dabei mit einer besonderen Montage- und Abdichtungsvariante zur Vermeidung eines nachträglichen Lockerns befasst.
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Schließlich wird auch auf die
DE 10 2007 012 096 A1 verwiesen, in der es ebenfalls um eine besondere Montage- und Dichtungsvariante eines transluzenten Körpers in einem Einschraubteil für optische Sensoren zur Füllstandsbestimmung geht, wobei auch hier eine prismatische Form auftaucht.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ölschauglas-Verschluss mit einem zur reversiblen verschließenden Montage ausgelegten Montagekörper und einem darin dicht gehaltenen transluzenten Körper zur visuellen Inspektion eines Schmiermittelstandes hinsichtlich seiner Funktionseigenschaften zu verbessern.
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Gelöst wird diese Aufgabe insgesamt durch einen Ölschauglas-Verschluss mit einem Montagekörper, der zur reversiblen verschließenden Montage in einer Öffnung einer Vorrichtung ausgelegt ist, und einem darin dicht gehaltenen transluzenten Körper zur visuellen Inspektion eines Schmiermittelstandes durch den Ölschauglas-Verschluss hindurch in einer Montagerichtung des Montagekörpers, welcher transluzente Körper zwischen entgegengesetzte Stirnseiten des transluzenten Körpers haltenden Bünden in dem Montagekörper gehalten ist und in Bezug auf die Montagerichtung nach innen über den inneren der beiden Bünde hinausragt und dazu in Bezug auf Schnittebenen quer zur Montagerichtung eine Querschnittsverjüngung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der transluzente Körper in den genannten Schnittebenen eine T-Form aufweist und der transluzente Körper dabei an seiner in Bezug auf die Montagerichtung inneren Seite an seiner in Bezug auf Richtungen quer zu der Montagerichtung äußeren Mantelfläche um mindestens 5% seines mittleren Durchmessers quer zu der Montagerichtung über den Montagekörper nach innen übersteht,
sowie durch eine vorteilhafte Verwendung dieses Verschlusses nach Anspruch 12.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihrer Verwendung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die darin enthaltenen Merkmale und auch die Offenbarung der folgenden Beschreibung sind grundsätzlich im Hinblick auf beide Erfindungskategorien zu verstehen, ohne dass hierzwischen immer im Einzelnen explizit unterschieden wird.
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Zunächst hat der Erfinder auf der Basis vorbekannter Ölschauglas-Verschlussschrauben, insbesondere gemäß den beiden eingangs zitierten Dokumenten aus dem Stand der Technik, Funktionsstörungen durch Schmiermittelanhaftungen an der Innenseite des transluzenten Körpers festgestellt. Bei den vorbekannten Verschlussschrauben steht nämlich der den transluzenten Körper umgebende Montagekörper, insbesondere Schraubenkörper, nach innen deutlich weiter vor. Damit bilden sich Formen aus, die infolge der Viskosität des Schmiermittels und/oder der Oberflächenspannung die Gefahr von Schmiermittelrückständen mit sich bringen. Diese Formen können als konkav bezeichnet werden, es handelt sich um „Sicken” oder „Ecken” (im Sinn einer Hohlform), also rückstandsträchtige Stellen. Insbesondere handelt es sich um Formen, die für einen klassischen Kapillareffekt in Betracht kommen.
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Indem erfindungsgemäß der transluzente Körper an seiner inneren Seite weiter nach innen reicht als die in Richtungen quer zur Montagerichtung anschließenden Teile des Verschlusses werden solche Störeffekte reduziert oder unterbunden.
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Der Begriff „Verschluss” ist hier als Verallgemeinerung des Begriffs „Verschlussschraube” gemeint und bezieht sich auch auf entsprechende Verschlüsse ohne Gewinde, zum Beispiel mit einem Bajonettmechanismus oder als einfache Einpressstöpsel. Solche Verschlüsse können zusätzlich gesichert sein, so kann zum Beispiel ein einzudrückender Verschlussstöpsel durch einen Sprengring oder andere zusätzliche Mittel gesichert sein und damit die nötige Druckfestigkeit und Verliersicherheit bieten.
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Bevorzugt handelt es sich aber um eine Verschlussschraube, ganz analog zu den beiden zitierten Dokumenten. Dementsprechend ist die Montagerichtung im Fall der Verschlussschraube die Achsrichtung des Gewindes. Bei anderen Verschlüssen kann es sich ebenfalls um eine Rotationssymmetrieachse des Verschlusses oder wesentlicher Verschlussteile handeln und sind in diesem Sinn die quer dazu laufenden Richtungen ohne Rotationssymmetrie als „radial” anzusehen.
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Erfindungsgemäß ist also der transluzente Körper an seiner Innenseite (bezogen auf das zu verschließende Gehäuse) über die „radial” anschließenden Teile des Verschlusses hinausstehend ausgebildet. Dies gilt für den Montagekörper selbst und damit insbesondere für die sich direkt anschließenden Teil des Verschlusses. Insbesondere ist bevorzugt, dass der transluzente Körper nach innen mindestens so weit reicht wie alle übrigen Teile des Ölschauglas-Verschlusses. Bei bevorzugten Ausgestaltungen beschränkt sich das im Wesentlichen auf einen Vergleich zwischen dem transluzenten Körper und dem Montagekörper. Bevorzugt liegt der transluzente Körper mit seiner Außenmantelfläche an einer entsprechenden Innenmantelfläche des Montagekörpers an, wobei dies jedoch nicht notwendig ist und ein Schlitz dazwischen nicht stört.
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Insbesondere ist die Erläuterung der Erfindung auch nicht so zu verstehen, dass für Schmiermittelrückstände geeignete Hohlformen grundsätzlich ausgeschlossen werden sollen; ein Spalt oder Schlitz zwischen dem transluzenten Körper und dem sich daran anschließenden Teil des Verschlusses, zum Beispiel dem Montagekörper, kann nämlich durchaus solche Schmiermittelrückstände halten. Diese wären allerdings für die Beobachtbarkeit des Schmiermittelstandes nicht relevant, weil es in dieser Hinsicht um die „Sichtfläche”, also die mehr oder weniger nach innen in das zu überwachende Gehäuse weisende Fläche geht, durch die der Beobachter hindurchschaut. Schmiermittelrückstände sind dann problematisch, wenn sie diese Sichtfläche oder einen wesentlichen Teil davon betreffen und damit einen gar nicht vorhandenen Schmiermittelstand vortäuschen.
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Bei den vorbekannten Ölschauglas-Verschlussschrauben betraf dies den gesamten Querschnitt der Sichtfläche und waren selbst bei ausgebauten Verschlussschrauben hier noch Ölspiegel erkennbar, nämlich mit einem Saum quer durch die Sichtfläche laufende Rückstände, die visuell kaum von einem „echten” Schmiermittelstand in dem zu überwachenden Gehäuse zu unterscheiden sind.
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Wie bereits erläutert soll der Verschluss zur Anpassung an eine bestimmte Anwendungssituation, zum Beispiel eine bestimmte Montagelage eines Getriebes, reversibel montierbar sein, also wieder ausgebaut werden können. Zu diesem Zweck ist ein Betätigungskopf des Montagekörpers bevorzugt, mit dem er in einfacher Weise wieder ausgebaut werden kann. Dies kann zum Beispiel ein üblicher Schraubenkopf mit einem Sechskant, einem Schraubendreherschlitz oder dergleichen sein. Aber auch bei zum Beispiel einem Bajonettverschluss ist ein Betätigungskopf zum erleichternden drehenden Angriff sinnvoll und selbst bei einem nur gesteckten (und möglicherweise zusätzlich gesicherten) Stöpselverschluss kann ein solcher Kopf (mit einer nach innen weisenden Anlagefläche) ein Wiederherausziehen des Stöpsels sehr erleichtern.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung, die eine Ausführung als Verschlussschraube voraussetzt, reicht der transluzente Körper nach außen (in Bezug auf das zu verschließende Gehäuse) weiter als das Außengewinde der Verschlussschraube und vorzugsweise sogar über die Anlagefläche eines Schraubenkopfes hinaus (soweit dieser vorgesehen ist). Der transluzente Körper ist damit vergleichsweise dick, zumindest bereichsweise. Damit werden auch nach außen offene Hohlformen vermieden, in denen sich zum Beispiel Schmutz festsetzen kann. Ferner hat es sich gezeigt, dass ein über eine wesentliche Strecke in der Montagerichtung durchgehender transluzenter Körper die Sichtqualität verbessert. Schließlich bieten sich außerhalb des Gewindes und insbesondere außerhalb der Anlagefläche, also im Betätigungskopf, durch die dort etwas großzügigeren radialen Platzverhältnisse günstige Möglichkeiten zur Halterung und Abdichtung des transluzenten Körpers.
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Das Ausführungsbeispiel veranschaulicht dies mit einer grundsätzlich dem zitierten Stand der Technik entsprechenden Montage zwischen Dichtringen an einer äußeren und an einer Stirnfläche des transluzenten Körpers, welche Dichtringe von entsprechenden Bünden gehalten werden können. Diese Art der Montage zwischen zwei Bünden ist im Übrigen nicht nur bei einem entsprechend Weit-nach-außen-Reichen des transluzenten Körpers (über das Gewinde oder sogar die Anlagefläche des Betätigungskopfes hinaus) vorgesehen, vor allem aber in Kombination damit einfach und praktisch zu gestalten.
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Für den transluzenten Körper ergibt sich dabei eine Querschnittsverjüngung; es ist also ein Abschnitt mit größerem Querschnitt (quer zur Montagerichtung) zwischen den Bünden gehalten und daran anschließend ein weiterer Abschnitt „radial” etwas schmaler, dafür aber in Montagerichtung erfindungsgemäß weit nach innen erstreckt. Der transluzente Körper hat damit insgesamt eine T-Form (in einem Längsschnitt entlang der Montagerichtung).
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Übrigens muss der transluzente Körper nicht zwingend im strengen Sinn einteilig sein. Beispielsweise kann die gerade beschriebene verjüngte Form auch aus zwei Körpern zusammengesetzt sein, die an ihrer Grenzfläche zum Beispiel verklebt sein können, aber nicht müssen. Sie müssen nicht einmal direkt aneinander anliegen, was jedoch bevorzugt ist, um dann gegen Schmiermittel zu dichtende Hohlräume zu vermeiden.
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Zwischen den Bünden, jedenfalls zwischen einem davon, und der zugeordneten Stirnseite des transluzenten Körpers ist vorzugweise ein elastischer Dichtring vorgesehen, zum Beispiel ein O-Ring. Damit lässt sich der Verschluss gut abdichten und kann eine Beschädigung des transluzenten Körpers zum Beispiel beim Einpressen eines der Bünde vermieden werden. Bei einem, vor allem aber zwei elastischen Dichtungsringen kann der transluzente Körper bei stärkeren Druckschwankungen in einem gewissen Maß elastisch reagieren.
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Eingangs wurde festgehalten, dass der transluzente Körper weiter nach innen reichen soll als das radial anschließende Teil des Verschlusses, insbesondere der Montagekörper. In der Praxis hat sich herausgestellt, dass ein Überstand von mindestens 5% und vorzugsweise sogar 10% des mittleren Durchmessers des transluzenten Körpers an dieser Stelle zu wählen ist. Erstens kann damit vermieden werden, dass kleine Ungenauigkeiten in der Bearbeitung oder Montage doch zu Schmiermittelrückständen zum Beispiel an Rändern (in radialer Richtung) des transluzenten Körpers führen. Zweitens führt ein Überstand nach innen dazu, eventuelle Schmiermittelrückstände in andere Bereich „radial” außerhalb des transluzenten Körpers zu verdrängen, wo sie für die visuelle Inspektion irrelevant sind.
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Eine bevorzugte Realisierung des transluzenten Körpers ist ein Spritzgussteil aus einem spritzbaren Kunststoff, insbesondere einem Thermoplasten. Ein bevorzugtes Material ist Polycarbonat, so etwa unter dem Handelsnamen Makrolon bekannt. Makrolon ist ein schlagfestes, transparentes und hitze- und kältebeständiges Polycarbonat, das zum Beispiel auch für Getränkeflaschen verwendet wird. Ein anderer transluzenter oder sogar transparenter und spritzbarer Kunststoff wäre ebenfalls bevorzugt. Auch sind Glaskörper denkbar, jedoch ist die beschriebene Form mit T-Längsschnittprofil in Glas etwas aufwendiger zu fertigen als in Kunststoffspritzguss.
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Vorzugsweise ist die nach innen gewandte Stirnfläche, also die Sichtseite, des transluzenten Körpers kantenfrei glatt (wobei natürlich der Rand ausgenommen ist) und dabei vorzugsweise plan. Allerdings sind auch konvexe oder konkave Formen denkbar. Bei konkaven Formen kann sich aber bei zu starker Wölbung das durch die Erfindung eigentlich zu vermeidende Problem von Schmiermittelrückständen bilden, bei leichter Wölbung natürlich noch nicht, und bei konvexen Formen sollte vorzugsweise auch der äußere Rand im Sinn der Erfindung mindestens so weit nach innen reichen wie die anschließenden Teil des Verschlusses.
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Wie bereits eingangs festgestellt wurde, finden erfindungsgemäße Verschlüsse eine sehr attraktive Anwendung bei Schmiermittel enthaltenden Gehäusen, vorzugsweise Getriebegehäusen, insbesondere Elektromotorgetriebegehäusen. Dementsprechend wird auch diese Verwendung beansprucht.
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In der praktischen Anwendung kann es dabei auch bedeutsam sein, wie weit der transluzente Körper in Bezug auf die unmittelbar angrenzende Innenseite der den Verschluss umgebenden Gehäusewand nach innen reicht. Wenn die Öffnung für den Verschluss entsprechend eng ist, können sich auch hier Ursachen für Schmiermittelrückstände ergeben. Daher reicht der transluzente Körper vorzugsweise bis mindestens an die Innenseite der Gehäusewand nach innen. Grundsätzlich ist es am sichersten, den transluzenten Körper sogar nach innen über die Gehäusewandinnenseite vorstehen zu lassen, jedoch sind bei vielen Anwendungen hier knappe Toleranzen vorgegeben, zum Beispiel wegen der unmittelbaren Nachbarschaft zu einem Getriebezahnrad. Es ist daher hinsichtlich einer unproblematischen Anwendungsbreite von Vorteil, den Überstand nach innen nur gering zu bemessen oder sogar auf null zu setzen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale auch in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein können und sich auf alle Anspruchskategorien beziehen.
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Die einzige Figur zeigt rechts im Längsschnitt entlang einer Montagerichtung und links im Aufriss eine erfindungsgemäße Verschlussschraube mit integriertem Ölschauglas eingebaut in eine Gehäusewand eines Elektromotorgetriebes.
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Die Figur zeigt eine Gehäusewand 1 eines Elektromotorgetriebes mit einer mittig erkennbaren Öffnung 2 mit einem Innengewinde 3. Das Getriebeinnere ist in der Figur unten und das äußere oben und die Gehäusewand 1 muss man sich nach links und rechts fortgesetzt denken. In die Öffnung 2 und konkret in das Innengewinde 3 ist eine Verschlussschraube eingeschraubt, die insgesamt mit 4 bezeichnet ist und in an sich vorbekannter Weise einen Betätigungskopf 5a mit einem Außensechskant und einem an der Wand 1 anliegenden runden Flansch aufweist. Der Flansch des Betätigungskopfes 5a weist eine nach innen, also zur Wand 1, ausgerichtete Anlagefläche mit einer Nut für einen Flachdichtring 6 auf. Dabei kann es sich um einen Dichtring nach DIN 3869 handeln. Radial innerhalb des Dichtrings 6 weist die Verschlussschraube 4 einen in die Öffnung 2 eingreifenden Abschnitt 5b auf, der insbesondere mit einem Außengewinde 7 versehen ist, dass das Innengewinde 3 der Öffnung 2 kämmt.
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Die Verschlussschraube 4 ist insgesamt von einer relativ großen Durchgangsöffnung durchdrungen und bildet dementsprechend Innenmantelflächen. Die Innenmantelfläche des Betätigungskopfes 5a weist dabei einen Absatz auf, der eine Nut zur Aufnahme eines Elastomer-O-Rings 8 bildet. Fluchtend dazu ist in axialer Richtung (das heißt in Richtung der Schraubenachse) weiter außen ein zusätzlicher Elastomer-O-Ring 9 vorgesehen, der in einer spiegelbildlichen Nut eines Halteringes 10 gelagert ist Dieser Haltering 5a ist in die Innenmantelfläche des Betätigungskopfes 5a eingepresst.
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Die beschriebenen Elemente stimmten mit der Verschlussschraube gemäß der bereits zitierten
DE 10 2010 017 983 überein und zu weiteren Details kann auf die dortige Beschreibung verwiesen werden, die insoweit auch auf den vorliegenden Fall zutrifft. Insbesondere bilden der Betätigungskopf
5a, der weiter innen liegende und in die Öffnung
2 hineinreichende Abschnitt
5b der Verschlussschraube
4 (mit dem Gewinde
7) einen Schraubenkörper
5 bzw. allgemeiner ausgedrückt Verschlusskörper
5. Das bedeutet konkret, dass bei massiver Ausführung eine Verschlussschraube für die Öffnung
2 vorliegen würde.
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Stattdessen ist zwischen den beiden bereits beschriebenen Elastomer-O-Ringen 6 und 9 ein Kragen eines transparenten Makrolonkörpers 11 gehalten. Die Funktion der beiden Dichtringe 8 und 9 entspricht ebenfalls den Erläuterungen in dem zitierten Dokument, wo anstelle des Kragens 12 eine flachzylindrische Flachglasscheibe (dort 4) vorgesehen ist. Im vorliegenden Fall jedoch ist der der Flachglasscheibe entsprechende transparente Körper gewissermaßen nach innen verlängert, und zwar mit einem gegenüber dem Kragen 12 reduzierten Außenradius, der dem Radius des Innenmantels des Schraubenkörpers 5 ab dem den O-Ring tragenden Absatz (nach innen, das heißt in der Figur nach unten) angepasst ist. Die Außenmantelfläche des transparenten Körpers 11 liegt dabei mit geringem Spiel an der Innenmantelfläche des Schraubenkörpers 5 an, wobei das verbleibende Spiel so gering ist, dass kein oder wenig Schmierstoff eindringen kann. Im Übrigen ist ein Eindringen von Schmierstoff an dieser Stelle für die Funktion des Ölschauglases irrelevant.
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Der nach Innen reichende Teil des transparenten Körpers 11 endet dabei etwas unterhalb der Innenfläche der Gehäusewand 1 und ragt deutlich, nämlich über 30 (bezogen auf den Durchmesser der kreisscheibenförmigen Stirnfläche desselben), über die innerste (in der Figur am weitesten unten liegende) Fläche des Innenbereichs 5b des Schraubenkörpers 5 hinaus. Tatsächlich könnte die innere Stirnfläche des transparenten Körpers 11 auch bündig mit der Innenfläche der Gehäusewand 1 liegen. Der Überstand kann, wenn er zu groß ist, wegen unmittelbarer Nachbarschaft zu einem Getriebezahnrad problematisch sein.
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Man kann sich anhand der Figur leicht vorstellen, dass es jedenfalls radial innerhalb des Schraubenkörpers
5 keine Möglichkeiten für die Sicht beeinträchtigende Ölrückstände mehr gibt und dass etwaige Ölrückstände in den Spalt zwischen der Außenmantelfläche des transparenten Körpers
11 und dem Innengewinde
3 an der Innenmantelfläche der Öffnung
2 in der Wand
1 die Sicht nicht stören können. Insbesondere wird deutlich, dass es für sich nicht helfen würde, den Schraubenkörper
5 zu verlängern, denn wenn der transparente Körper
11 diesem gegenüber zurückspringen würde, entstünden „Rückstandsnischen” wie im Stand der Technik, vergleiche zum Beispiel in der zitierten
DE 10 2010 017 983 1 (dort auch ohne den Reflektor
13).
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Der transparente Körper 11 hat, wie die Figur in ihrer rechten Hälfte zeigt, im Längsschnitt ungefähr eine T-Form und kann in dieser Form am einfachsten spritzgegossen werden, insbesondere aus einem Polycarbonat wie Makrolon oder einem anderen spritzbaren transluzenten oder transparenten Kunststoff. Im Prinzip kommt aber auch geschliffenes oder gepresstes Glas in Betracht. Für die Funktion sind die optischen Oberflächeneigenschaften der Mantelflächen und der radial äußeren Stirnflächen im Bereich des Kragens 12 nicht relevant, es sollten aber die Stirnflächen (in 1 nach oben und nach unten) radial innerhalb der Innenmantelfläche des Halterings 10 und des Innenabschnitts 5b des Schraubenkörpers 5 einigermaßen glatt, im günstigsten Fall poliert oder von ähnlicher Qualität sein.
