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Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit einem ersten Sonnenrad und mit einem zweiten Sonnenrad, wobei das erste und/oder das zweite Sonnenrad eine Drehachse des Planetengetriebes definiert, mit einem Einlegeteil, wobei das Einlegeteil einen Mittelabschnitt aufweist, wobei der Mittelabschnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Sonnenrad angeordnet ist und einen ersten Stirnseitenflächenabschnitt zur axialen Anlage an dem ersten Sonnenrad und einen zweiten Stirnseitenflächenabschnitt zur axialen Anlage an dem zweiten Sonnenrad aufweist und wobei das Einlegeteil einen ersten Zylindermantelabschnitt zur radialen Zentrierung des ersten Sonnenrads und einen zweiten Zylindermantelabschnitt zur radialen Zentrierung des zweiten Sonnenrads aufweist.
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Planetengetriebe umfassen in vielen Bauformen zwei Sonnen, die achsparallel zueinander benachbart angeordnet sind. Die beiden Sonnen müssen oftmals unabhängig voneinander gedreht werden können. Um eine derartige Relativverdrehung dauerhaft störungsfrei realisieren zu können, stützen sich die zwei Sonnen in axialer Richtung aneinander ab. Die Abstützung erfolgt meist über ein Zwischenteil, welches zwischen den beiden Sonnen angeordnet ist.
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Beispielsweise zeigt die Druckschrift
DE 10 2007 040 475 A1 ein Stirnraddifferenzial mit zwei Sonnen, welche achsparallel zueinander angeordnet sind. Jede der beiden Sonnen weist an der aneinander zugewandten Stirnseite eine umlaufende Nut auf, wobei die beiden Nuten gemeinsam eine Aufnahme für ein Zwischenteil bilden. Das Zwischenteil ermöglicht zum einen eine axiale Abstützung der beiden Sonnen gegeneinander und zudem eine radiale Zentrierung der beiden Sonnen.
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Gebiet der Erfindung
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Planetengetriebe vorzuschlagen, welches fertigungstechnisch einfach herstellbar ist. Diese Aufgabe wird durch ein Planetengetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Im Rahmen der Erfindung wird ein Planetengetriebe vorgeschlagen, welches bevorzugt für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Insbesondere ist das Planetengetriebe ausgebildet, einen Drehmomentfluss von einem Antriebsmotor des Fahrzeugs zu teilen, zu übersetzen und/oder mit einem anderen Drehmomentfluss zu vereinigen. Das Planetengetriebe ist als ein Stirnradplanetengetriebe ausgebildet, wobei die Komponenten des Planetengetriebes bevorzugt als stirnseitig, umlaufend verzahnte Räder ausgebildet sind.
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Das Planetengetriebe umfasst ein erstes und ein zweites Sonnenrad, wobei das erste und das zweite Sonnenrad zueinander vorzugsweise achsparallel angeordnet sind und eine Drehachse definieren. Insbesondere ist die Drehachse als eine gemeinsame Drehachse für die beiden Sonnenräder ausgebildet, zu der diese koaxial angeordnet sind.
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Vorzugsweise umfasst das Planetengetriebe einen Satz erster Planetenräder und einen Satz zweiter Planetenräder, wobei die Planetenräder mit ihren zugeordneten Drehachsen in einem Teilkreis beabstandet von der Drehachse angeordnet sind. Beispielsweise weist jeder Satz Planetenräder drei, vier oder mehr Planetenräder auf. Die ersten Planetenräder sind angeordnet, um mit dem ersten Sonnenrad zu kämmen. Die zweiten Planetenräder sind angeordnet, mit dem zweiten Sonnenrad zu kämmen. Die Teilkreise der ersten und der zweiten Planetenräder können unterschiedlich gewählt sein, bevorzugt sind diese jedoch gleich.
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Ferner umfasst das Planetengetriebe ein Einlegeteil, welches einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein kann. Das Einlegeteil weist einen Mittelabschnitt auf, der in axialer Betrachtung in Bezug auf die Drehachse zwischen dem ersten und dem zweiten Sonnenrad angeordnet ist. Der Mittelabschnitt weist einen ersten Stirnseitenflächenabschnitt und einen zweiten Stirnseitenflächenabschnitt auf, wobei die beiden Stirnseitenflächenabschnitte zur axialen Anlage an dem ersten Sonnenrad bzw. an dem zweiten Sonnenrad angeordnet sind. Insbesondere liegen die Stirnseitenflächenabschnitte in einer Radialebene senkrecht zu der Drehachse. Über den Mittelabschnitt können sich die beiden Sonnenräder in axialer Richtung zueinander abstützen.
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Ferner umfasst das Einlegeteil einen ersten Zylindermantelabschnitt und einen zweiten Zylindermantelabschnitt, wobei die zwei Zylindermantelabschnitte zur radialen Zentrierung der beiden Sonnenräder relativ zu dem Einlegeteil und somit relativ zueinander ausgebildet sind. Insbesondere sind die beiden Zylindermantelabschnitte auf einer Zylindermantelfläche angeordnet, welche koaxial zu der Drehachse angeordnet ist.
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Die Stirnseitenflächenabschnitte können als umlaufende Ringflächen ausgebildet sein, es ist jedoch auch möglich, dass die Stirnseitenflächenabschnitte nur durch Teilabschnitte einer derartigen Ringfläche gebildet sind. Die Zylindermantelabschnitte können als eine umlaufende Mantelfläche ausgebildet sein, es ist jedoch auch möglich, dass die Zylindermantelabschnitte nur Flächenabschnitte einer derartigen Mantelfläche darstellen. Insbesondere erlauben die Zylindermantelabschnitte und/oder die Stirnseitenflächenabschnitte eine Rotation der Sonnenräder relativ zu dem Einlegeteil.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Einlegeteil einen ersten Zentrierabschnitt, welcher den ersten Zylindermantelabschnitt trägt, und einen zweiten Zentrierabschnitt aufweist, welcher den zweiten Zylindermantelabschnitt trägt. Der erste und der zweite Zentrierabschnitt sind in Bezug auf die Drehachse axial nach außen versetzt zu dem Mittelabschnitt angeordnet. Betrachtet man den ersten Stirnseitenflächenabschnitt und den zweiten Stirnseitenflächenabschnitt wie eine Klammer um den Mittelabschnitt, so sind der erste Zylindermantelabschnitt und/oder der zweite Zylindermantelabschnitt in axialer Richtung zumindest teilweise oder vollständig außerhalb dieser Klammer angeordnet.
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Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Funktion der radialen Zentrierung der Sonnenräder relativ zu dem Einlegeteil und somit relativ zueinander durch die Zentrierabschnitte umgesetzt wird, welche auskragend zu dem Mittelabschnitt angeordnet sind. Dadurch wird durch das Einlegeteil eine Auflage- und Anlageschulter für jedes der zwei Sonnenräder geschaffen, sodass die Sonnenräder mit einem Randbereich in einfacher Weise in die Auflage- und Anlageschulter eingesetzt werden können. Insbesondere kann auf eine Aufnahmestruktur, wie eine umlaufende Nut, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, in den Sonnenrädern verzichtet werden, sodass auf diese Weise die Fertigung der Sonnenräder deutlich vereinfacht wird. Gerade derartige Nuten sind umformtechnisch schwierig herzustellen und müssen oftmals über ein trennendes Verfahren eingebracht werden. Durch das neuartige Einlegeteil mit der Auflage- und Anlageschulter für die Sonnenräder in Form von Zentrierabschnitten kann auf eine derartige Aufnahme in den Sonnenrädern verzichtet werden und auf diese Weise ein komplexer und/oder kostenintensiver Fertigungsschritt bei der Fertigung des Planetengetriebes eingespart werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Einlegeteil als ein Ringteil ausgebildet. Insbesondere ist das Ringteil koaxial zu der Drehachse angeordnet. In einem Längsschnitt parallel zu der Drehachse weist das Ringteil ein T-förmiges Profil auf, wobei der stehende Schenkel des T vorzugsweise radial nach außen weist und durch den Mittelabschnitt und der liegende Schenkel des T durch die Zentrierabschnitte gebildet ist. In dieser sehr einfachen Ausgestaltung kann das als Ringteil ausgebildete Einlegeteil sowohl die Funktion der axialen Abstützung als auch die Funktion der radialen Zentrierung umsetzen.
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Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist das Einlegeteil in Umlaufrichtung (insbesondere theoretisch) frei drehbar in dem Planetengetriebe, insbesondere zwischen den zwei Sonnenrädern angeordnet. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass das Einlegeteil bei Belastung der Sonnenräder in einfacher Weise ausweichen kann und ein Verklemmen der Sonnenräder mit dem Einlegeteil verhindert wird. Ein weiterer Vorteil ist die einfache Fertigung, da das Einlegeteil als ein separates Bauteil gefertigt werden kann und die Komplexität zum Beispiel des Planetenträgers des Planetengetriebes nicht weiter erhöht.
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In einer möglichen konstruktiven Realisierung der Erfindung weist das erste und das zweite Sonnenrad jeweils eine Durchgangsaufnahme für eine Welle, insbesondere für eine Steckwelle auf. In dem angrenzenden Bereich der beiden Sonnenräder weist jedes Sonnenrad eine Ausgangsöffnung auf, die eine Endöffnung der Durchgangsaufnahme bildet. Der erste beziehungsweise der zweite Zentrierabschnitt ist in der jeweils zugeordneten Ausgangsöffnung angeordnet. Insbesondere weist das Sonnenrad im Bereich der Ausgangsöffnung in dem Längsschnitt parallel zu der Drehachse einen Eckwinkel, insbesondere einen 90 Grad Eckwinkelbereich auf, welcher formschlüssig in dem Einlegeteil, insbesondere auf dem Zylindermantelabschnitt und an dem Seitenflächenabschnitt als Auflage- und Anlageschulter angelegt werden kann.
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Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausbildung der Erfindung weist das erste und/oder das zweite Sonnenrad jeweils einen Hülsenabschnitt zur Aufnahme einer oder der Welle auf, sowie einen Radialabschnitt, welcher als Träger einer Stirnverzahnung des Sonnenrads ausgebildet ist. Der radialinnere Übergang von dem Hülsenabschnitt zu dem Radialabschnitt weist in dem beschriebenen Längsschnitt parallel zu der Drehachse ein L-förmiges Profil auf, wobei der Mittelabschnitt an dem stehenden Schenkel des L und der Zentrierabschnitt an dem liegenden Schenkel des L anliegt.
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Es ist besonders bevorzugt, dass das oder die Sonnenräder als ein spanlos gefertigtes Bauteil, insbesondere als ein Umformteil, ausgebildet ist. In dieser Ausgestaltung kommen die Vorteile der Erfindung besonders stark zum Tragen, da – wie zuvor bereits beschrieben – anstatt der Nutzung des erfindungsgemäßen Einlegeteils eine umlaufende Nut in die Sonnenräder eingebracht werden müsste, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Eine derartige umlaufende Nut ist jedoch umformtechnisch nur schwer zu realisieren, sodass durch das erfindungsgemäße Einlegeteil die Fertigung vereinfacht und verbilligt wird.
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Es ist besonders bevorzugt, dass das Einlegeteil als ein Kunststoffteil, insbesondere als ein Spritzgussteil, ausgebildet ist. Das als Kunststoffteil ausgebildete Einlegeteil weist eine ausreichende mechanische Stabilität und Abriebfestigkeit für die geplante Lebensdauer des Planetengetriebes auf, sodass dies wiederum eine kostengünstige und einfache Fertigungsmethode umsetzt.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Einlegeteil integrierte Ringscheiben oder Ringsegmente auf, wobei die Ringscheiben oder die Ringsegmente die Stirnseitenflächenabschnitte bilden. Alternativ oder ergänzend können auch die Zentrierabschnitte Hülsen aufweisen, welche beispielsweise aus Metall ausgebildet sind, und welche die Zylindermantelabschnitte bilden. Optional sind auch die Ringscheiben, beziehungsweise die Ringsegmente aus Metall ausgebildet. Die Ringscheiben, Ringsegmente oder Hülsen verstärken das Einlegeteil an den belasteten Bereichen oder legen ein gewünschtes tribologisches Verhalten fest.
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Bei möglichen Ausführungsformen der Erfindung ist das Einlegeteil als eine Gleitscheibe oder alternativ als eine Reibscheibe ausgebildet. Für den Fall der Gleitscheibe wird die Reibung zwischen den Sonnenrädern gezielt herabgesetzt, sodass das Planetengetriebe reibungsarm laufen kann. Im Fall einer Reibscheibe wird eine Kopplung der zwei Sonnenräder, insbesondere eine reibschlüssige Kopplung, aktiv umgesetzt.
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Bei einer möglichen Anwendung der Erfindung ist das Planetengetriebe als ein Differenzialgetriebe ausgebildet. In dieser Ausgestaltung ist es beispielsweise möglich, dass die ersten Planetenräder und die zweiten Planetenräder auf einem gemeinsamen Planetenträger angeordnet sind, welcher insbesondere einen Eingang in das als Differenzialgetriebe ausgebildete Planetengetriebe bildet. Die ersten Planetenräder und die zweiten Planetenräder kämmen in dieser Ausgestaltung paarweise miteinander, sodass eine Ausgleichsmechanik realisiert ist. Das erste und das zweite Sonnenrad sind in dieser Ausgestaltung als Ausgänge des Differenzialgetriebes realisiert.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dabei zeigt:
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1 einen schematischen Längsschnitt durch die Drehachse eines Planetengetriebes als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 eine schematische dreidimensionale Darstellung eines Einlegeteils des Planetengetriebes in der 1.
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Die 1 zeigt ein als ein Differenzialgetriebe ausgebildetes Planetengetriebe 1 in einem schematischen Längsschnitt durch die Drehachse 2 des Planetengetriebes 1. Das Planetengetriebe 1 ist zum Beispiel zur Verteilung eines Antriebsdrehmoments auf zwei Abtriebswellen eines Fahrzeugs ausgebildet.
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Das Planetengetriebe 1 weist ein erstes und ein zweites Sonnenrad 3a, b auf, welche die Ausgänge des Planetengetriebes 1 bilden. Das Planetengetriebe 1 umfasst ferner einen Satz erste Planetenräder 4a, sowie einen Satz zweite Planetenräder 4b, welche in der Darstellung in der 1 nur verdeckt dargestellt sind. Das erste Sonnenrad 3a kämmt mit den ersten Planetenrädern 4a, das zweite Sonnenrad 3b kämmt mit den zweiten Planetenrädern 4b. Die Planetenräder 4a, b sind mit ihren Planetendrehachsen 5 auf einem Teilkreis angeordnet, welcher koaxial zu der Drehachse 2 angeordnet ist. Die Planetenräder 4a, b kämmen paarweise miteinander, wobei jeweils ein erstes Planetenrad 4a mit einem zweiten Planetenrad 4b kämmt.
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Ein Planetenträger 6, welcher Bolzen der ersten und zweiten Planetenräder 4a, b trägt, weist eine Stirnverzahnung 7 auf, welche einen Eingang in das Planetengetriebe 1 bildet.
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Die Sonnenräder 3a, b weisen einen Hülsenabschnitt 8a, b auf, welcher koaxial zu der Drehachse 2 angeordnet ist. In den Hülsenabschnitten 8a, b sind jeweils Verzahnungen 9a, b angeordnet, welche eine in Umlaufrichtung um die Drehachse 2 formschlüssige Aufnahme von sogenannten Steckachsen, eigentlich Steckwellen, ermöglichen. Ferner weisen die Sonnenräder 3a, b Radialabschnitte 10a, b auf, welche an ihren freien Randbereichen eine umlaufende Stirnverzahnung 11a, b tragen. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Verzahnung 11a eine negative Profilverschiebung und die Verzahnung 11b eine positive Profilverschiebung aufweist. In gleicher Weise weisen die ersten Planetenräder 4a eine positive Profilverschiebung und die Planetenräder 4b eine negative Profilverschiebung auf, sodass sichergestellt ist, dass die ersten Planetenräder 4a ausschließlich mit dem ersten Sonnenrad 3a sowie die zweiten Planetenräder 4b ausschließlich mit dem zweiten Sonnenrad 3b kämmen.
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Der Planetenträger 6 ist über zwei Lagereinrichtungen 12a, b gegenüber einer nicht dargestellten Umgebungskonstruktion drehbar gelagert. Die Sonnenräder 3a, b drehen sich relativ zu dem Planetenträger 6.
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Die Sonnenräder 3a, b sind als Umformteile ausgebildet, insbesondere sind die Hülsenabschnitte 9a, b als gezogene Bereiche realisiert. Der Übergang von den Hülsenabschnitten 9a, b zu den Radialabschnitten 10a, b ist in dem gezeigten Längsschnitt in der Innenkontur als ein L-förmiges Profil mit einem stehenden und einem liegenden Schenkel ausgebildet.
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Zwischen den Sonnenrädern 3a, b ist ein Einlegeteil 13 in diesem Beispiel aus Kunststoff angeordnet, welches zwei Funktionen umsetzt. Das Einlegeteil 13 ist in dem gezeigten Längsschnitt umgedreht T-förmig ausgebildet und weist einen dem stehenden Schenkel entsprechenden Mittelabschnitt 14 und zwei seitlich auskragende Zentrierabschnitte 15a, b auf.
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Der Mittelabschnitt 14 stellt Stirnseitenflächenabschnitte 16a, b zur Verfügung, an denen die Stirnseiten der Radialabschnitte 10a, b der Sonnenräder 3a, b flächig anliegen. Über dem Mittelabschnitt 14 können sich die Sonnenräder 3a, b somit in axialer Richtung zu der Drehachse 2 gegeneinander abstützen. Die Zentrierabschnitte 15a, b erstrecken sich in einem axialen Bereich außerhalb des Mittelabschnitts 14 und/oder stehen in axialer Richtung über den Mittelabschnitt 14 über.
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Die Zentrierabschnitte 15a, b bilden Zylindermantelabschnitte 17a, b, welche eine gerade Mantelflächenform einnehmen. Die Zentrierabschnitte 15a, b sind in die Sonnenräder 3a beziehungsweise 3b eingeführt, insbesondere derart, dass diese in axialer Richtung in eine Ausgangsöffnung der Hülsenabschnitte 9a, b eingesteckt werden. Die Zylindermantelabschnitte 17a, b liegen flächig an einer Innenfläche des Hülsenabschnitts 9a, b an, sodass die Hülsenabschnitte 9a, b und somit die Sonnenräder 3a, b in radialer Richtung zu der Drehachse zu dem Einlegeteil 13 und somit zueinander zentriert sind. Es ist hervorzuheben, dass die Sonnenräder 3a, b an der radialen Innenkontur jeweils einen nur einfach gewinkelten Verlauf in dem Querschnitt darstellen, sodass die Anlagefläche an den Radialabschnitten 10 a, b beziehungsweise an den Hülsenabschnitten 9a, b geometrisch einfach ausgebildet sind.
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Die 2 zeigt das Einlegeteil 13 in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung, wobei die kragenförmig ausgebildeten Zentrierabschnitte 15a, b zu erkennen sind, die sich in axialer Richtung deutlich über die durch die Seitenfläche des Einlegeteils 13 gebildeten Stirnseitenflächenabschnitte 16a erhebt. Die Stirnseitenflächenabschnitte 16a, b können durchgängig ausgebildet sein, es ist jedoch auch möglich, dass diese – wie in der 2 gezeigt – Taschen mit dazwischenliegenden Stegen aufweist, um zum einen einen Schmierstoffvorrat zu halten und zum anderen eine konstruktive Verstärkung des Einlegeteils 13 zu erreichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetengetriebe
- 2
- Drehachse
- 3a, b
- Sonnenräder
- 4a, b
- Planetenräder
- 5
- Planetendrehachsen
- 6
- Planetenträger
- 7
- Stirnverzahnung
- 8a, b
- Hülsenabschnitte
- 9a, b
- Hülsenabschnitte
- 10a, b
- Radialabschnitte
- 11a, b
- Verzahnungen
- 12a, b
- Lagereinrichtungen
- 13
- Einlegeteil
- 14
- Mittelabschnitt
- 15a, b
- Zentrierabschnitte
- 16a, b
- Stirnseitenflächenabschnitte
- 17a, b
- Zylindermantelabschnitte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007040475 A1 [0003]
