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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung einer Lage einer Bohrung an einem Bauteil unter Verwendung eines antastenden Koordinatenmessgeräts.
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Mit einem Koordinatenmessgerät können räumliche Koordinaten von Punkten auf einer Oberfläche eines Bauteils erfasst werden, um das Bauteil zu vermessen. Dadurch kann beispielsweise überprüft werden, ob ein Bauteil hinsichtlich seiner geometrischen Gestalt den Vorgaben eines Konstrukteurs entspricht. Ein Koordinatenmessgerät kann hierbei berührungslos, beispielsweise optisch, arbeiten oder die räumlichen Koordinaten durch Antasten erfassen. Ein antastendes Koordinatenmessgerät ist beispielsweise aus
DE 10 2013 210 739 B3 bekannt.
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Beim entsprechenden Vermessen eines Bauteils kann auch eine Lage einer Bohrung an dem Bauteil erfasst werden. Insbesondere kann die Lage eines Mittelpunkts der Bohrung bzw. einer durch den Mittelpunkt verlaufenden Mittelachse (Bohrungsachse) der Bohrung erfasst werden. Zum Erfassen der Lage einer Bohrung an einem Bauteil muss die Bohrung für ein Tastelement eines Koordinatenmessgeräts zugänglich sein. Ist dies nicht gegeben, muss das Bauteil während seiner Vermessung neu ausgerichtet werden, was den Vermessungsaufwand erhöht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das Vermessen eines Bauteils zu vereinfachen, das wenigstens eine Bohrung aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere in den abhängigen Ansprüchen angegeben, die jeweils für sich genommen oder in verschiedener Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung einer Lage einer Bohrung an einem Bauteil unter Verwendung eines antastenden Koordinatenmessgeräts umfasst wenigstens eine axial durch die Bohrung verlaufend anordbare Gewindestange und wenigstens zwei Zentrierkörper, die jeweils eine Gewindebohrung aufweisen, über die der jeweilige Zentrierkörper auf die Gewindestange aufschraubbar ist. Dabei weist eine Außenmantelfläche jedes Zentrierkörpers wenigstens einen sich in Richtung des jeweils anderen auf die Gewindestange aufgeschraubten Zentrierkörpers verjüngenden Zentrierabschnitt auf. Zudem kann die Gewindestange durch eine Betätigung von wenigstens einem der auf die Gewindestange aufgeschraubten Zentrierkörper innerhalb der Bohrung zentriert werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann an einer Bohrung eines Bauteils, die für ein Tastelement des Koordinatenmessgeräts nicht oder nur nach einer Neuausrichtung des Bauteils zugänglich ist, angeordnet werden, wodurch der Mittelpunkt bzw. die Mittelachse der Bohrung in die in der Bohrung zentrierte Gewindestange projiziert wird bzw. der Längsmittelachse der Gewindestange entspricht. Hierdurch kann der Mittelpunkt bzw. die Mittelachse der Bohrung über eine Antastung eines außerhalb der Bohrung liegenden Abschnitts der Gewindestange erfasst werden, der für das Tastelement des Koordinatenmessgeräts zugänglich angeordnet ist. Somit ist zur Erfassung der Lage der Bohrung an dem Bauteil keine Neuausrichtung des Bauteils erforderlich, wodurch Rüstzeiten wegfallen. Folglich wird das Vermessen des Bauteils vereinfacht und ein prozesssicheres und schnelles Vermessen des Bauteils ermöglicht.
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Die Gewindestange ist länger als eine axiale Dimensionierung der Bohrung bzw. deren Bohrungstiefe ausgebildet. Sie kann aus einem nichtrostenden Stahlwerkstoff oder einem anderen dauerhaften Werkstoff hergestellt sein.
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Die Zentrierkörper sind auf einander gegenüberliegenden Seiten des Bauteils anzuordnen und können derart ausgebildet sein, dass ihre bezüglich der Gewindestange gegebene radiale Dimensionierung um ein vorgegebenes Ausmaß größer als der Durchmesser der Bohrung ist. Die Zentrierung der Gewindestange in der Bohrung kann dann über einen Kontakt der an den Außenmantelflächen der Zentrierkörper angeordneten Zentrierabschnitte mit den jeweiligen Mündungen der Bohrung erfolgen, wenn der Abstand zwischen den Zentrierkörpern über eine Betätigung von wenigstens einem Zentrierkörper verringert wird. Die Verbindung zwischen den Zentrierkörpern und der Gewindestange können selbsthemmend ausgebildet sein, um ein selbsttätiges Lösen der Zentrierkörper zu verhindern.
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Die Vorrichtung kann sowohl zur Erfassung der Lage einer Durchgangsbohrung als auch einer Sacklochbohrung eingesetzt werden. Insbesondere kann die Vorrichtung durch die jeweilige Wahl der zu ihrer Ausbildung verwendeten Komponenten auf einfache Art und Weise an unterschiedliche Bohrungsdurchmesser und Bohrungstiefen angepasst werden. Zudem kann die Vorrichtung, insbesondere deren Gewindestange, derart ausgebildet sein, dass die Gewindestange auf beiden Seiten einer Durchgangsbohrung angetastet werden kann.
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Die Vorrichtung kann beispielsweise im Zusammenhang mit Hausgeräten zur Behandlung von Wäsche, beispielsweise einer Waschmaschine, einem Waschtrockner, einem Wäschetrockner und dergleichen, eingesetzt werden. Insbesondere kann sie im Zusammenhang mit einem Tragstern einer Waschmaschine verwendet werden, bei dem beispielsweise sechs in einer Ebene liegende Bohrungsmittelpunkte zu einer exakt dreidimensional ausgerichteten Achse bestimmt werden müssen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist wenigstens ein Zentrierkörper kugelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet. Bei einem kugelförmigen Zentrierkörper kann der Zentrierabschnitt durch die Oberfläche der näher zu dem anderen auf die Gewindestange aufgeschraubten Zentrierkörper angeordnete Halbkugel des Zentrierkörpers gebildet werden. Bei einem kegelstumpfförmigen Zentrierkörper kann die gesamte Außenmantelfläche als Zentrierabschnitt dienen. Wenigstens ein Zentrierkörper kann alternativ pyramidenartig oder dergleichen ausgebildet sein. Die beiden Zentrierkörper können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist an wenigstens einem Zentrierkörper zumindest ein Betätigungsmittel angeordnet, das an einer dem jeweils anderen auf die Gewindestange aufgeschraubten Zentrierkörper abgewandten Seite des Zentrierkörpers angeordnet ist. Über das Betätigungsmittel kann der Zentrierkörper betätigt bzw. auf die Gewindestange aufgeschraubt oder von dieser abgeschraubt werden. Hierzu kann das Betätigungsmittel manuell oder mittels eines Werkzeugs betätigbar ausgebildet sein. Das Betätigungsmittel kann separat von oder monolithisch mit dem Zentrierkörper hergestellt sein. Es kann auch an beiden Zentrierkörpern jeweils ein entsprechendes Betätigungsmittel angeordnet sein. Wird die Vorrichtung zur Erfassung der Lage einer Sacklochbohrung eingesetzt, ist vorzugsweise an dem zuerst in die Sacklochbohrung einzuführenden Zentrierkörper kein entsprechendes Betätigungsmittel angeordnet.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Betätigungsmittel eine radial außen umlaufend an der Gewindestange anordbare Buchse aufweist, die ausgehend von dem Zentrierkörper von dem anderen auf die Gewindestange aufgeschraubten Zentrierkörper weg weist. Bei einer solchen Ausgestaltung ist bevorzugt zwischen der Buchse und der Gewindestange ein Spalt vorhanden. Dies hat den Vorteil, dass die Gewindestange sich innerhalb der Buchse frei bewegen kann und somit keine zusätzlichen Kräfte auf die Buchse einwirken können. Hierdurch kann bei nicht hundertprozentig fluchtenden Zentrierkörpern eine Verbiegung der Gewindestande minimiert werden.
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In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Länge der Gewindebohrung kleiner gleich der Länge des der Gewindebohrung zugeordneten Zentrierkörpers. Hierdurch kann eine Verbiegung der Gewindestange durch nicht genau fluchtente Zentrierkörper noch weiter reduziert werden. Die Länge der Gewindebohrung muss nur so lang sein, dass das Gewinde zwischen Gewindestange und Zentrierkörper hinreichend tragfähig ist. Dies stellt eine einfach zu realisierende technische Ausgestaltung der Vorrichtung dar.
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Sollte die die Länge des Zentrierkörpers zur Realisierung eines tragfähigen Gewindes nicht ausreichend sein, kann alternativ die Buchse und ggf. auch das Betätigungsmittel eine fluchtend mit der an dem Zentrierkörper angeordneten Gewindebohrung angeordnete axiale Gewindebohrung aufweisen.
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Vorteilhafterweise sind der Zentrierkörper und das Betätigungsmittel durch einen Kugelzapfen ausgebildet. Hiernach ist somit der Zentrierkörper kugelförmig ausgebildet. Geeignete Kugelzapfen sind frei verfügbar und kostengünstig beschaffbar. Es muss lediglich noch eine axiale Gewindebohrung an dem Kugelzapfen ausgebildet werden.
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Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn an der Buchse wenigstens ein Mitnehmermittel angeordnet ist. Das Mitnehmermittel kann zur manuellen Betätigung der Buchse oder zur Betätigung der Buchse mittels eines Werkzeugs ausgebildet sein. In ersterem Fall kann das Mitnehmermittel beispielsweise als radial außen umlaufend an der Buchse angeordneter Ringkörper ausgebildet sein. Eine Außenmantelfläche des Mitnehmermittels kann zumindest teilweise mit einer Profilierung versehen sein. In letzterem Fall kann das Mitnehmermittel eine irgendwie geartete Eingriffkontur aufweisen, in die das Werkzeug formschlüssig eingreifen kann.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung wenigstens zwei radial außen umlaufend an der Gewindestange anordbare Hülsen, deren Außendurchmesser kleiner oder gleich dem Durchmesser der Bohrung ist, wobei eine Innenmantelfläche jeder Hülse wenigstens einen sich in Richtung der jeweils anderen an der Gewindestange angeordneten Hülse verjüngenden Zentrierabschnitt aufweist, und wobei die Zentrierabschnitte der Hülsen mit den Zentrierabschnitten der Zentrierkörper in Kontakt bringbar sind. Hiernach kommen die Zentrierkörper nicht in direkten Kontakt mit dem Bauteil. Stattdessen kontaktiert die Vorrichtung das Bauteil über die Hülsen. Wird der Abstand zwischen den Zentrierkörpern verringert, werden die Hülsen über den Kontakt zwischen den an den Innenmantelflächen der Hülsen angeordneten Zentrierabschnitten und den an den Außenmantelflächen der Zentrierkörper angeordneten Zentrierabschnitten radial aufgeweitet bzw. innerhalb der Bohrung verspreizt. Die zwei Hülsen können, beispielsweise stoffschlüssig, miteinander verbunden bzw. einstückig ausgebildet sein.
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Vorteilhafterweise weist wenigstens eine Hülse zumindest einen Radialschlitz auf, der sich über zumindest einen Teil der axialen Länge der Hülse erstreckt. Hierdurch ist die Hülse unter geringerem Kraftaufwand radial aufweitbar. Es können auch zwei oder mehrere entsprechende Radialschlitze umfangsversetzt zueinander an der Hülse angeordnet sein. Es können auch beide Hülsen entsprechend ausgebildet sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung wenigstens eine radial außen umlaufend an der Gewindestange und zwischen den an der Gewindestange angeordneten Hülsen anordbare Verbindungshülse. Über die jeweilige Wahl der Länge der Verbindungshülse kann die Vorrichtung auf einfache Weise an die jeweilige Bohrungstiefe angepasst werden. Die Verbindungshülse kann, beispielsweise stoffschlüssig, mit den Hülsen verbunden sein oder einen losen Verbund mit den Hülsen bilden. Ferner können die zwei Hülsen und die Verbindungshülse einstückig ausgebildet sein.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des unabhängigen Anspruchs und der abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus weitere Möglichkeiten, einzelne Merkmale, insbesondere dann, wenn sie sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels oder unmittelbar aus den Figuren ergeben, miteinander zu kombinieren. Außerdem soll die Bezugnahme der Ansprüche auf die Figuren durch die Verwendung von Bezugszeichen den Schutzumfang der Ansprüche auf keinen Fall auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränken.
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Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren anhand einer bevorzugten Ausführungsform beispielhaft erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in unterschiedlicher Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen
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1 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
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2 eine schematische Explosionsdarstellung der in 1 gezeigten Vorrichtung,
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3 eine schematische und perspektivische Darstellung der in den 1 und 2 gezeigten Vorrichtung und
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4 eine schematische Seitenansicht der in den 1 bis 3 gezeigten Vorrichtung.
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Die 1 bis 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Erfassung einer Lage einer Bohrung an einem nicht gezeigten Bauteil unter Verwendung eines nicht gezeigten antastenden Koordinatenmesssystems.
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Die Vorrichtung 1 umfasst eine axial durch die Bohrung verlaufend anordbare Gewindestange 2 und zwei kugelförmig ausgebildete Zentrierkörper 3 und 4, die jeweils eine Gewindebohrung 5 bzw. 6 aufweisen, über die der jeweilige Zentrierkörper 3 bzw. 4 auf die Gewindestange 2 aufgeschraubt ist. Eine Außenmantelfläche jedes Zentrierkörpers 3 bzw. 4 umfasst einen sich in Richtung des jeweils anderen auf die Gewindestange 2 aufgeschraubten Zentrierkörpers 4 bzw. 3 verjüngenden Zentrierabschnitt 7 bzw. 8. Die Gewindestange 2 ist durch eine Betätigung von wenigstens einem der auf die Gewindestange 2 aufgeschraubten Zentrierkörper 3 bzw. 4 innerhalb der Bohrung zentrierbar, wobei sich der Abstand zwischen den Zentrierkörpern 3 und 4 bei einer solchen Betätigung verringert.
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An dem Zentrierkörper 4 ist ein Betätigungsmittel 9 angeordnet, das an einer dem anderen auf die Gewindestange 2 aufgeschraubten Zentrierkörper 3 abgewandten Seite des Zentrierkörpers 4 angeordnet ist. Das Betätigungsmittel 9 umfasst eine radial außen umlaufend an der Gewindestange 2 angeordnete Buchse 10, die ausgehend von dem Zentrierkörper 4 von dem anderen auf die Gewindestange 2 aufgeschraubten Zentrierkörper 3 weg weist und die eine fluchtend mit der an dem Zentrierkörper 4 angeordneten Gewindebohrung 6 angeordnete axiale Gewindebohrung 11 aufweist. Bei einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform weist die Buchse 10 keine axiale Gewindebohrung auf, sondern die Buchse 10 hat eine Durchgangsbohrung mit einem Durchmesser größer als der Durchmesser der Gewindestange 2, wodurch ein Spalt zwischen der Gewindestange 2 und der Buchse 10 im montierten Zustand bereitgestellt wird. Entsprechend kann auch das Betätigungsmittel 9 ausgeführt sein.
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Der Zentrierkörper 4 und das Betätigungsmittel 9 sind durch einen Kugelzapfen ausgebildet. An der Buchse 10 ist radial außen umlaufend ein ringförmiges Mitnehmermittel 12 angeordnet, über das der Zentrierkörper 4, insbesondere manuell, betätigbar ist. Das Mitnehmermittel 12 ist monolithisch mit der Buchse 10 ausgebildet. Eine Außenmantelfläche des Mitnehmermittels 12 kann zumindest teilweise mit einer Profilierung versehen sein.
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An dem Zentrierkörper 3 ist ebenfalls ein Betätigungsmittel 13 angeordnet, das an einer dem anderen auf die Gewindestange 2 aufgeschraubten Zentrierkörper 4 abgewandten Seite des Zentrierkörpers 3 angeordnet ist. Das Betätigungsmittel 13 umfasst eine radial außen umlaufend an der Gewindestange 2 angeordnete Buchse 14, die ausgehend von dem Zentrierkörper 3 von dem anderen auf die Gewindestange 2 aufgeschraubten Zentrierkörper 4 weg weist und die eine fluchtend mit der an dem Zentrierkörper 3 angeordneten Gewindebohrung 5 angeordnete axiale Gewindebohrung 15 aufweist. Der Zentrierkörper 3 und das Betätigungsmittel 13 sind durch einen Kugelzapfen ausgebildet. In einer weiteren alternativen nicht dargestellten Ausführungsform kann die Buchse 14 und/oder das Betätigungsmittel 13 keine Gewindebohrung aufweisen, um wie vorstehend beschrieben einen Spalt zwischen der Gewindestande 2 und der Buchse 14 bzw. dem Betätigungsmittel 13 bereitzustellen.
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Die Vorrichtung 1 umfasst des Weiteren zwei radial außen umlaufend an der Gewindestange 2 angeordnete Hülsen 16 und 17, deren Außendurchmesser kleiner oder gleich dem Durchmesser der Bohrung, deren Lage mittels der Vorrichtung vermessen werden soll, ist. Eine Innenmantelfläche jeder Hülse 16 bzw. 17 umfasst einen sich in Richtung der jeweils anderen an der Gewindestange 2 angeordneten Hülse 17 bzw. 16 verjüngenden Zentrierabschnitt 18 bzw. 19. Der Zentrierabschnitt 18 ist mit dem Zentrierabschnitt 7 des Zentrierkörpers 3 und der Zentrierabschnitt 19 ist mit dem Zentrierabschnitt 8 des Zentrierkörpers 4 in Kontakt gebracht. In den 2 bis 4 ist gezeigt, dass jede Hülse 16 bzw. 17 umfangsversetzt zueinander angeordnete Radialschlitze 20 aufweist, die sich über einen Teil der axialen Länge der jeweiligen Hülse 16 bzw. 17 erstrecken. Alternativ kann wenigstens eine der Hülsen 16 und 17 ohne entsprechende Radialschlitze 20 ausgebildet sein.
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Die Vorrichtung 1 umfasst zudem eine radial außen umlaufend an der Gewindestange 2 und zwischen den an der Gewindestange 2 angeordneten Hülsen 16 und 17 angeordnete Verbindungshülse 21, die mit den Hülsen 16 und 17 einen losen Verbund bildet.
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Ferner umfasst die Vorrichtung 1 eine auf die Gewindestange 2 aufgeschraubte Kontermutter 22, mit der eine Stellung des Zentrierkörpers 4 bzw. des damit verbundenen Betätigungsmittels 9 relativ zu der Gewindestange 2 fixierbar ist, um ein selbsttätiges Lösen der Vorrichtung 1 zu verhindern.
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Wird der Abstand zwischen den Zentrierkörpern 3 und 4 über eine Betätigung des Betätigungsmittels 9 bzw. des Betätigungsmittels 13 verringert, werden die Hülsen 16 und 17 radial aufgeweitet, wodurch die Vorrichtung 1 an der Bohrung des Bauteils festlegbar ist. Hierbei wird die Gewindestange 2 in der Bohrung zentriert, so dass eine Längsmittelachse der Gewindestange 2 mit einer Mittelachse der Bohrung bzw. der Bohrungsachse übereinstimmt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Gewindestange
- 3
- Zentrierkörper
- 4
- Zentrierkörper
- 5
- Gewindebohrung
- 6
- Gewindebohrung
- 7
- Zentrierabschnitt
- 8
- Zentrierabschnitt
- 9
- Betätigungsmittel
- 10
- Buchse
- 11
- Gewindebohrung
- 12
- Mitnehmermittel
- 13
- Betätigungsmittel
- 14
- Buchse
- 15
- Gewindebohrung
- 16
- Hülse
- 17
- Hülse
- 18
- Zentrierabschnitt
- 19
- Zentrierabschnitt
- 20
- Radialschlitz
- 21
- Verbindungshülse
- 22
- Kontermutter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013210739 B3 [0002]
