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Die Erfindung betrifft ein Gestell zur Fixierung von Wälzkörpern in einem Behandlungsbad. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Gestells sowie ein Verfahren zum Behandeln von Wälzkörpern in einem Behandlungsbad unter Zuhilfenahme eines derartigen Gestells.
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Je nach Lagertyp und Einsatzbedingungen kann vorgesehen sein, dass Wälzkörper im Rahmen ihres Herstellprozesses in ein oder mehrere Behandlungsbäder verbracht werden, in denen flüssige Badmedien chemisch auf die Wälzkörper einwirken. Beispielsweise können Wälzkörper im Rahmen eines Brünierprozesses oder eines Phosphatierprozesses in verschiedene Behandlungsbäder eingetaucht werden. Ein für Wälzkörper geeigneter Brünierprozess ist beispielsweise aus der
DE 10 2007 061 193 A1 bekannt.
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Um ein möglichst homogenes Behandlungsergebnis auf der gesamten Oberfläche der Wälzkörper zu erzielen, ist es erforderlich, dass die gesamte Oberfläche der Wälzkörper vom Badmedium benetzt wird. Außerdem sollte die Verweildauer der Wälzkörper im Behandlungsbad aus wirtschaftlichen Gründen möglichst kurz sein und aus diesem Grund fortwährend frisches reaktionsfähiges Badmedium an die Oberfläche der Wälzkörper herangeführt werden. Aus diesen Randbedingungen ergibt sich, dass die Wälzkörper so im Behandlungsbad angeordnet werden sollten, dass sie möglichst ungehindert vom Badmedium umströmt werden können. Dies steht im Gegensatz zu einer effizienten klassischen Chargierung, bei der eine enge Setzweise und eine sperrige Gestelltechnik wenig Strömungsquerschnitte freilassen.
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Es ist bereits bekannt die Wälzkörper auf Streckmetall-Bahnen anzuordnen. Dabei kann es allerdings an den Berührstellen zwischen den Wälzkörpern und dem Streckmetall zu unvollständig behandelten Fehlstellen kommen.
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DE 203 05 347 U1 offenbart eine Tragvorrichtung für zu lackierende Formteile während des Lackiervorganges, insbesondere für Tastaturen samt Zubehör aus Kunststoff. In einem Tragrahmen ist durch streifenartige Bauteile eine gitterartige Tragfläche gebildet. Diese Tragfläche und/oder ihr zugeordnete Tragorgane nehmen die zu lackierenden Formteile haltend auf.
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DE 197 22 522 A1 offenbart einen Träger für in einer Oberflächenbeschichtungsanlage zu beschichtende zylindrische Körper, insbesondere Rohrabschnitte. Der Träger weist ein rahmenartiges Gestell mit einem siebartigen Boden und in dem Gestell angeordnete Aufnahmen auf. Die Aufnahmen umfassen eine vertikale Mittel-längsachse und übereinander und im vertikalen Abstand voneinander mindestens zwei konzentrisch zur Mittellängsachse angeordnete ringförmige Außenführungen mit etwa gleichem Innendurchmesser, der derart gewählt ist, dass eine vorgegebene Zahl von zylindrischen Körpern mit vorgegebenem Außendurchmesser parallel zueinander und zur Mittellängsachse und mit geringem Spiel zueinander und zu den Außenführungen in einer Aufnahme angeordnet werden können.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine möglichst ungehinderte Umströmung von Wälzkörpern in einem Behandlungsbad trotz dichter Chargierung zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombinationen der nebengeordneten Ansprüche gelöst.
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Die Erfindung betrifft ein Gestell ausgebildet zur Fixierung von Wälzkörpern in einem Behandlungsbad. Das erfindungsgemäße Gestell weist mehrere nebeneinander angeordnete, flachstückartige Längsträger und mehrere nebeneinander angeordnete, flachstückartige Querträger auf. Die Längsträger und die Querträger sind als lasergeschnittene Blechteile ausgebildet. Die Querträger sind quer zu den Längsträgern orientiert, so dass die Längsträger und die Querträger einander in mehreren Kreuzungspunkten kreuzen. Die Längsträger und die Querträger sind im Bereich der Kreuzungspunkte miteinander verbunden. Durch die Längsträger und die Querträger sind in der Umgebung der Kreuzungspunkte Stützzellen ausgebildet, die je einen Wälzkörper im Bereich einer seiner Kanten unterstützen.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass sie eine nahezu ungehinderte Umströmung der Wälzkörper im Behandlungsbad ermöglicht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das erfindungsgemäße Gestell vergleichsweise leicht ist und damit eine hohe Nutzlast im Behandlungsbad ermöglicht. Dies hat auch eine Energieeinsparung zur Folge, da der Nutzanteil im Behandlungsbad hoch ist und ein unnötiges Aufheizen und Abkühlen von Gestellmasse vermieden wird. Zudem nimmt ein Gestell mit großer Oberfläche und geringer Masse schnell die Temperatur des Badmediums an und führt nicht zu einem Temperaturfehler der Wälzkörper nahe an ihren Berührstellen mit dem Gestell. Durch die Unterstützung der Wälzkörper im Bereich ihrer Kanten kann eine Berührung der Wälzkörper im Bereich ihrer Stirn- und Mantelflächen vermieden werden. Da die Kanten der Wälzkörper in der Regel verrundet sind, kommt es zu einem Punktkontakt zwischen den Wälzkörpern und dem Gestell, der vom Badmedium leicht unterwandert werden kann.
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Die Längsträger können parallel zueinander verlaufen. Ebenso können die Querträger parallel zueinander verlaufen.
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Die Querträger können in einem Winkel von 90 Grad zu den Längsträgern orientiert sein.
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Weiterhin können die Längsträger jeweils mehrere identisch ausgebildete, nebeneinander angeordnete Grundstrukturen aufweisen. Ebenso können die Querträger jeweils mehrere identisch ausgebildete, nebeneinander angeordnete Grundstrukturen aufweisen. Das vereinfacht die Herstellung erheblich.
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Die Grundstrukturen können beispielsweise rautenförmig ausgebildet sein. Dadurch kann das Gestell ohne typabhängige Werkzeuge sehr universell für unterschiedlich große Wälzkörper eingesetzt werden. Außerdem ist es dadurch möglich, auf ein mit Wälzkörpern bestücktes Gestell ein weiteres Gestell aufzusetzen, das die Wälzkörper von oben fixiert. Das weitere Gestell kann ebenfalls mit Wälzkörpern bestückt sein usw., so dass sich eine selbst tragende Struktur ergibt, die lediglich gegen seitliches Verrutschen zu sichern ist. Es ist aber auch möglich, die einzelnen Gestelle so übereinander anzuordnen, dass die Wälzkörper das jeweils oberhalb angeordnete Gestell nicht berühren.
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Weiterhin können die Grundstrukturen die Form eines Rahmens aufweisen. Dadurch kann der Einfluss des Gestells auf die Strömungen des Behandlungsbads gering gehalten werden.
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Die Grundstrukturen innerhalb jedes Längsträgers können einteilig ausgebildet sein. Ebenso können die Grundstrukturen innerhalb jedes Querträgers einteilig ausgebildet sein. Dadurch lässt sich eine hohe mechanische Festigkeit und Stabilität erreichen.
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Die Längsträger und die Querträger können formschlüssig miteinander verbunden sein. Dies hat den Vorteil, dass die Verbindung zwischen den Längsträgern und den Querträgern auch unter extremen Bedingungen dauerhaft sehr haltbar ist. Die formschlüssige Verbindung kann durch ineinander greifende Ausnehmungen der Längsträger und der Querträger realisiert sein.
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Weiterhin können die Längsträger und die Querträger lösbar miteinander verbunden sein. Dadurch ist es mit einem vergleichsweise geringen Aufwand möglich, einen Längsträger oder einen Querträger beispielsweise bei einer Beschädigung auszutauschen. Insbesondere kann die Verbindung zwischen den Längsträgern und den Querträgern durch einen Sicherungssteg gesichert sein. Auf diese Weise lässt sich mit einfachen Mitteln das Risiko eines unbeabsichtigten Lösens der Verbindung gering halten.
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Das Gestell kann mehrere Verankerungselemente zur formschlüssigen Verankerung des Gestells im Behandlungsbad aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass das Gestell mit wenig Aufwand zuverlässig fixiert werden kann.
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Das Gestell ist primär für die Aufnahme von Wälzkörpern in einer Orientierung ausgelegt, bei denen die Rotationsachsen der Wälzkörper vertikal verlaufen. Prinzipiell ist es aber auch möglich, das Gestell zur Aufnahme von Wälzkörpern mit horizontal orientierten Rotationsachsen auszulegen. In diesem Fall kann die Abstützung beispielsweise jeweils durch zwei parallel verlaufende Längsträger erfolgen.
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Bei den Wälzkörpern kann es sich beispielsweise um Zylinderrollen oder Kegelrollen handeln.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Gestells zur Fixierung von Wälzkörpern in einem Behandlungsbad. Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden mittels eines Lasers mehrere Längsträger und mehrere Querträger aus einem Blechmaterial ausgeschnitten. Die Längsträger werden nebeneinander und die Querträger nebeneinander und quer zu den Längsträgern angeordnet, so dass die Längsträger und die Querträger einander in mehreren Kreuzungspunkten kreuzen. Die Längsträger und die Querträger werden im Bereich der Kreuzungspunkte miteinander verbunden. Durch die Längsträger und die Querträger werden in der Umgebung der Kreuzungspunkte Stützzellen zur Unterstützung je eines Wälzkörpers im Bereich einer seiner Kanten ausgebildet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass es mit vergleichsweise geringem Aufwand eine Fertigung eines Gestells Fixierung von Wälzkörpern in einem Behandlungsbad ermöglicht. Es sind keine eigens gefertigten Werkzeuge erforderlich und der Materialverbrauch ist relativ niedrig.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Behandeln von Wälzkörpern in einem Behandlungsbad. Dabei werden die Wälzkörper derart auf dem erfindungsgemäßen Gestell angeordnet, dass die Wälzkörper das Gestell lediglich im Bereich ihrer Kanten berühren, die zwischen ihren Mantelflächen und ihren axialen Endflächen ausgebildet sind. Das Gestell wird in das Behandlungsbad eingetaucht.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
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Es zeigen:
- 1, 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Gestells in Aufsicht,
- 3 ein Ausführungsbeispiel eines Längsträgers des in den 1 und 2 dargestellten Gestells in Seitenansicht und
- 4 das in den 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des Gestells in Schnittdarstellung.
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Die 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Gestells in Aufsicht. Das Gestell dient der Fixierung von Wälzkörpern 12 in einem Behandlungsbad. In 1 ist das Gestell ohne Wälzkörper dargestellt. In 2 sind zusätzlich die Positionen der Wälzkörper 12 durch gestrichelte Kreise angedeutet.
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Das Gestell weist mehrere Längsträger 1 und mehrere Querträger 2 auf. Bei den Wälzkörpern 12 kann es sich beispielsweise um Zylinderrollen oder um Kegelrollen handeln. Die Längsträger 1 sind als Blechstreifen ausgebildet, deren Haupterstreckung im Behandlungsbad horizontal verläuft und die hochkant aufgerichtet sind. Details einer möglichen Ausbildung der Längsträger 1 können 3 entnommen werden, die ein Ausführungsbeispiel eines Längsträgers 1 in Seitenansicht zeigt.
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Der in 3 dargestellte Längsträger 1 wird mit Hilfe eines Laserstrahls aus einem Blech ausgeschnitten. Mit dem Laserstrahl lassen sich nahezu beliebige Konturen erzeugen und es wird beispielsweise kein eigens gefertigtes Stanzwerkzeug benötigt. Der Längsträger 1 weist mehrere in Längsrichtung nebeneinander angeordnete und identisch ausgebildete Grundstrukturen 3 auf. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Grundstrukturen 3 jeweils die Form einer Raute auf. Allerdings sind die Rauten nicht vollflächig ausgebildet sondern als Rahmen, bei denen Konturstege 4 aus Blechmaterial einen als einen rautenförmigen Freiraum ausgebildeten Innenbereich 5 umschließen. Aufeinanderfolgende Grundstrukturen 3 sind jeweils durch einen Verbindungssteg 6 verbunden, der sich zwischen zwei einander zugewanden Ecken der benachbarten rautenförmigen Grundstrukturen 3 erstreckt. Im Bereich jedes Verbindungsstegs 6 ist je eine Ausnehmung 7 ausgebildet, die durch einen dünnen Sicherungssteg 8 abgedeckt wird. Der Sicherungssteg 8 verläuft ausgehend vom Kontursteg 4 einer der benachbarten Grundstrukturen 3 parallel zum Verbindungssteg 6. Die Ausnehmung 7 erstreckt sich soweit in die Tiefe, dass der Verbindungssteg 6 im Bereich der Ausnehmung 7 eine Restbreite aufweist, die maximal der Tiefe der Ausnehmung 7 entspricht.
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Alle Längsträger 1 können identisch ausgebildet sein und im Gestell parallel zueinander angeordnet sein.
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Die Querträger 2 sind ebenfalls als Blechstreifen ausgebildet, deren Haupterstreckung im Behandlungsbad horizontal verläuft und die hochkant aufgerichtet sind. Abgesehen von einem konstruktiven Merkmal zur Arretierung des Gestells, das im Folgenden noch näher erläutert wird, können die Querträger 2 identisch zueinander und bis auf dieses Merkmal auch identisch zu den Längsträgern 1 ausgebildet sein. Bei dem zusätzlichen Merkmal der Querträger 2 handelt es sich um Verankerungselemente 9, die beispielsweise als Rohrabschnitte ausgebildet sein können und in den Endbereichen der Querträger 2 angeordnet sein können. Die Verankerungselemente 9 können beispielsweise an die Querträger 2 angeschweißt sein. Dabei ist es nicht erforderlich, dass jeder Querträger 2 Verankerungselemente 9 aufweist. Es ist ausreichend, wenn pro Gestell zwei Querträger 2 Verankerungselemente 9 aufweisen, so dass insgesamt vier Verankerungselemente 9 vorhanden sind. Bei einer Ausführungsvariante des Gestells weisen einige Längsträger 1 Verankerungselemente 9 auf. Dafür können bei den Querträgern 2 die Verankerungselemente 9 entfallen.
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Wie aus den 1 und 2 ersichtlich sind die Querträger 2 im Gestell parallel zueinander und quer, insbesondere in einem Winkel von 90 Grad, zu den Längsträgern 1 angeordnet. Dies bedeutet, dass die Längsträger 1 und die Querträger 2 einander in mehreren Kreuzungspunkten 10 kreuzen und in der Umgebung jedes Kreuzungspunktes 10 je eine Stützzelle 11 zur Abstützung je eines Wälzkörpers 12 ausbilden.
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Zur Herstellung des in den 1 und 2 dargestellten Gestells werden die Längsträger 1 und die Querträger 2 zunächst in der in 3 dargestellten Form mittels Laser-Schneiden aus einem Blech herausgetrennt. Als Blechmaterial eignet sich insbesondere Baustahl. Optional besteht die Möglichkeit, die Kanten der so hergestellten Blechteile zu verrunden. Dies kann beispielsweise mittels eines Gleitschleifprozesses geschehen. Danach werden die Sicherungsstege 8 der Längsträger 1 und die Sicherungsstege 8 der Querträger 2 jeweils um einen Winkel von wenigstens 90 Grad seitlich abgebogen und so der Zugang zu den Ausnehmungen 7 freigegeben. Dann werden die Längsträger 1 parallel zueinander angeordnet und die Querträger 2 nacheinander quer so auf die Längsträger 1 aufgesteckt, dass die Ausnehmungen 7 der Längsträger 1 und der Querträger 2 ineinander geschoben werden. Hierzu ist es erforderlich, dass die Querträger 2 zuvor ausgehend von einer den Längsträgern 1 entsprechenden Orientierung um Ihre Längsachse um 180 Grad verschwenkt und dadurch die Ausnehmungen 7 der Querträger 2 zu den Ausnehmungen 7 der Längsträger 1 hin orientiert werden .
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Nachdem die Querträger 2 mit ihren Ausnehmungen 7 jeweils vollständig in die Ausnehmungen 7 der Längsträger 1 eingeschoben sind, werden die zu den jeweiligen Ausnehmungen 7 benachbarten Sicherungsstege 8 jeweils in ihre Ausgangsposition zurückgebogen und dadurch die Ausnehmungen 7 verschlossen. Dies bedeutet, dass die Verbindungsstege 6 der Querträger 2 formschlüssig in den Ausnehmungen 7 der Längsträger 1 und die Verbindungsstege 6 der Längsträger 1 formschlüssig in den Ausnehmungen 7 der Querträger 2 fixiert sind. Auf diese Weise wird verfahren, bis alle Längsträger 1 mit allen Querträgern 2 verbunden sind.
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Wenn das Gestell auf diese Weise fertig gestellt ist kann es an einem Korb eines Behandlungsbads befestigt werden, indem am Korb vertikal angebrachte Rundeisen in die Verankerungselemente 9 des Gestells eingefädelt werden. Dann wird das Gestell mit Wälzkörpern 12 bestückt. Danach wird ein weiteres Gestell in die vertikal angebrachten Rundeisen des Korbs eingefädelt und dann das weitere Gestell ebenfalls mit Wälzkörpern 12 bestückt. Abhängig von den Dimensionen des Behandlungsbads können jeweils weitere Gestelle auf das oberste Gestell des Korbes gestapelt werden. Dabei können die Gestelle die jeweils unmittelbar darunter befindlichen Wälzkörper 12 berühren und von diesen getragen werden. Es ist aber auch möglich, dass die Gestelle auf den jeweils unmittelbar darunter befindlichen Gestellen aufsitzen.
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Alternativ zur Bestückung der Gestelle mit Wälzkörpern 12 nach dem Anbringen der Gestelle am Korb ist es auch möglich, die Gestelle zuerst mit Wälzkörpern 12 zu bestücken und dann am Korb anzubringen. Die Bestückung der Gestelle mit Wälzkörpern 12 wird anhand von 4 erläutert.
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4 zeigt das in den 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des Gestells in Schnittdarstellung. Die Schnittebene verläuft parallel zu einem Längsträger 1. Es ist lediglich ein Ausschnitt des Gestells dargestellt.
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Die Bestückung der Gestelle mit Wälzkörpern 12 erfolgt so, dass jede Stützzelle 11 mit je einem Wälzkörper 12 bestückt wird. Dabei werden die Wälzkörper 12 so in den Stützzellen 11 angeordnet, dass die Wälzkörper 12 jeweils im Bereich einer ihrer Kanten 13, die jeweils zwischen ihrer Mantelfläche 14 und ihren beiden axialen Endflächen 15 ausgebildet sind, am Gestell anliegen. Aus 4 ist ersichtlich, dass die Wälzkörper 12 beispielsweise hochkant, d. h. jeweils mit vertikal ausgerichteter Rotationsachse 16, auf den Gestellen angeordnet werden können, so dass bei jedem Wälzkörper 12 die Kanten 13 im Bereich einer axialen Endfläche 15 berührend auf vier Konturstegen 4 des Gestells aufliegen. Da die Kanten 13 der Wälzkörper 12 keine Funktionsflächen sind, die im Betriebszustand einen berührenden Kontakt mit anderen Flächen ausbilden, hat ein Verkratzen dieser Bereiche durch die Gestelle keine negativen Auswirkungen. Eine unvollständige Brünierung oder sonstige Behandlung der Kanten 13 infolge der Abdeckung durch die Gestelle ist in der Regel nicht zu beobachten. Dort kommt es wegen der Verrundung der Kanten 13 zu einer Punktberührung, die in der Regel vom Badmedium unterwandert wird, so dass keine Fehlstellen ausgebildet werden.
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Alternativ zu der in 4 dargestellten Bestückung der Gestelle mit vertikal orientierten Wälzkörpern 12 ist auch eine Bestückung mit horizontal orientierten Wälzkörpern 12 möglich. In diesem Fall kann jeder Wälzkörper 12 beispielsweise auf zwei benachbarten parallel verlaufenden Längsträgern 1 aufliegen. Die Ausbildung der Gestelle ist entsprechend abzuwandeln.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Längsträger
- 2
- Querträger
- 3
- Grundstruktur
- 4
- Kontursteg
- 5
- Innenbereich
- 6
- Verbindungssteg
- 7
- Ausnehmung
- 8
- Sicherungssteg
- 9
- Verankerungselement
- 10
- Kreuzungspunkt
- 11
- Stützzelle
- 12
- Wälzkörper
- 13
- Kante
- 14
- Mantelfläche
- 15
- Axiale Endfläche
- 16
- Rotationsachse
