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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schlauchschelle mit einem sich entlang einer Umfangsrichtung erstreckenden Schellenband und mit einer Spanneinrichtung zum Spannen des Schellenbandes.
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STAND DER TECHNIK
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Ein Beispiel einer gattungsbildenden Schlauchschelle zeigt die
US 4,308,648 A1 . Die Schlauchschelle weist eine Spanneinrichtung auf, mit der ein Schellenband beispielsweise um ein Schlauchende oder dergleichen gespannt werden kann. Die Spanneinrichtung weist hierfür eine Spannschraube auf, die in einem Gehäuse der Spanneinrichtung drehbar aufgenommen ist. Dabei kann durch ein Gewinde der Spannschraube das Schellenband, dass an seiner Außenseite eine entsprechende Eingriffsgeometrie für das Gewinde aufweist, in das Gehäuse der Spanneinrichtung eingezogen werden. Beim Spannen verringert sich dann der Durchmesser der Schlauchschelle entsprechend und es werden radiale Spannkräfte erzeugt.
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Werden Schlauchschellen auf starren Rohrenden oder dergleichen aufgebracht, so kann es beispielsweise bei starken Temperaturänderungen vorkommen, dass die Materialelastizität des Schellenbandes nicht ausreicht, um beispielsweise bei einer temperaturbedingten Ausdehnung des Rohrendes oder dergleichen eine Spannungsüberhöhung im Schellenband zu vermeiden. Ebenso wird ohne eine Eigenelastizität des Schellenbandes beispielsweise ein Unterschreiten einer Mindestspannkraft bei einem Zusammenziehen des Schlauches oder Rohres beobachtet, sodass sich die Schlauchschelle gegebenenfalls lösen kann.
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Es ist bekannt, eine zusätzliche Elastizität durch einen gewellten Bereich des Schellenbandes bereit zu stellen, wofür zusätzliche Elemente wie eine Wellfeder und eine Wellfederbrücke vorgesehen werden. Die Schlauchschelle besitzt folglich mehrere Einzelteile, die bei der Fertigung miteinander zusammengefügt werden müssen. Die Wellfeder, die Wellfederbrücke und ein Abschnitt des Schellenbandes müssen zudem miteinander verbunden werden. Innenseitig dient dabei die Wellfederbrücke zur Anlage gegen den Schlauch oder das Rohr, sodass die Anlage nicht durch den Wellbereich der Wellfeder unterbrochen ist. Insgesamt ergibt sich damit eine aufwendige Konstruktion mit mehreren Einzelteilen, die für die Fertigung der Schlauchschelle bereitgestellt und miteinander verbunden werden müssen.
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Die
DE 31 30 092 A1 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Schlauchschelle mit einem sich entlang einer Umfangsrichtung erstreckenden Schellenband und mit einer Spanneinrichtung zum Spannen des Schellenbandes, wobei das Schellenband selbst eine gewellte Struktur aufweist. Damit sind Durchmesserveränderungen des Schlauches kompensierbar, wobei durch eine Eigenelastizität des Schellenbandes in Umfangsrichtung die Kompensation erzeugt wird. Nachteilhafterweise ist über den Umfang verteilt die Anlage des Schellenbandes beispielsweise gegen einen unelastischen insbesondere runden Körper nicht hinsichtlich dessen vollen Umfangs gewährleistet, sondern im Bereich der gewellten Struktur unterbrochen. Daher kann es in Verbindung mit Hochdruckleitungen zu Undichtigkeiten kommen.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Schlauchschelle (im Weiteren: Schelle) mit einem sich entlang einer Umfangsrichtung erstreckenden Schellenband und mit einem Spanneinrichtung zum Spannen des Schellenbandes, wobei die Schelle auch über einen längeren Zeitraum und bei wechselnden Temperaturen einen festen Sitz haben soll. Dabei sollen insbesondere hohe Dichtigkeiten gewährleistet werden.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Schelle mit einem sich entlang einer Umfangsrichtung erstreckenden Schellenband mit einem ersten Rand und einem zweiten Rand sowie mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende und mit einer Spanneinrichtung zum Spannen des Schellenbandes an dem ersten Ende erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Schellenband jeweils an dem ersten Rand eine radial ausgestellte erste Struktur und an dem zweiten Rand eine radial ausgestellte zweite Struktur aufweist.
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Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, eine Abwandlung zur Wellstruktur gemäß dem Stand der Technik zu schaffen, indem die erste Struktur und die zweite Struktur sich jeweils in axialer Richtung erstrecken, wobei die erste Struktur mit dem ersten Rand in Verbindung steht und die zweite Struktur mit dem zweiten Rand in Verbindung steht. Die erste und die zweite Struktur erstrecken sich zusätzlich in radialer Richtung. Dadurch wird die Möglichkeit für das Schellenband geschaffen, über der gesamten Umfangsrichtung mittels einer zwischen den Strukturen vorhandenen Geometrie einen Kontakt gegen die Oberfläche des Körpers zu schaffen, über den die Spannkraft der Schelle übertragen wird. Die Strukturen verleihen dem Schellenband eine Eigenelastizität hinsichtlich Zugbeanspruchungen und Biegebeanspruchung, welche durch die Form der Strukturen bedingt ist. Durch diese Eigenelastizität können beispielsweise temperaturbedingte Durchmesseränderungen des Schlauches oder des Rohres ausgeglichen werden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Nach einer dieser vorteilhaften Weiterbildungen sind die erste Struktur und die zweite Struktur jeweils durch Ausformungen gebildet, die sich entlang der Umfangsrichtung periodisch wiederholen. Hierbei bilden Ausformungen, die an dem ersten Rand angeordnet sind, die erste Struktur und Ausformungen, die an dem zweiten Rand angeordnet sind, die zweite Struktur. Dadurch wird eine regelmäßige Oberfläche des Schellenbands mit homogenen elastischen Eigenschaften erreicht. Somit wird beim Spannen der Schelle eine gleichmäßige Übertragung der Spannkraft auf umspannten Körper erreicht.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Ausformungen in axialer Richtung einen veränderlichen Querschnitt aufweisen. Zudem ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die radiale Erstreckung der Ausformungen in axialer Richtung veränderlich ist. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass sich die Ausformungen auf der Außenseite des Schellenbands radial nach außen erstrecken. Dadurch, dass die Ausformungen in Umfangsrichtung einen veränderlichen Querschnitt aufweisen, ist die Elastizität des Schellenbands für Beanspruchungen in Umfangsrichtung entlang der axialen Richtung unterschiedlich. Hierdurch sind Oberflächen von den zu spannenden Körpern, die nicht koplanar zum Schellenband liegen in einem begrenzten Maße durch das Spannen des Schellenbands mit erfassbar. Dadurch wird die Auflagefläche des Schellenbands vergrößert.
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Weiterhin ist in einer alternativen Ausführungsform vorgesehen, dass sich die Ausformungen der Strukturen in axialer Richtung vom jeweiligen Rand über eine Mittelachse des Schellenbands erstrecken, wobei die Ausformungen der ersten Struktur und die Ausformungen der zweiten Struktur in Umfangsrichtung wechselseitig angeordnet sind. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass die Ausformungen der Strukturen regelmäßig angeordnet sind, obwohl die Ausformungen der Strukturen entweder an dem ersten oder an dem zweiten Rand des Schellenbands angeordnet sind. Durch die regelmäßige Anordnung der Ausformungen ist gleichfalls die Verteilung der elastischen Eigenschaften des Schellenbands im Bereich, in dem die Strukturen angeordnet sind, homogen. Hierdurch wird eine äußerst gleichmäßige Übertragung der Spannkraft auf den zu spannenden Körper erzielt.
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Bevorzugt sind die Strukturen in einem Strukturabschnitt des Schellenbands angeordnet. Diese vorteilhafte Ausgestaltung ermöglicht es, dass das Schellenband weitere Abschnitte aufweist. Etwa kann das Schellenband einen Abschnitt aufweisen, der zu dessen Spannung verwendet wird.
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Vorteilhaft weisen die erste Struktur von dem zweiten Rand und die zweite Struktur von dem ersten Rand jeweils eine Randbeabstandung auf. Zudem weisen vorteilhafterweise die Ausformungen der ersten Struktur und die Ausformungen der zweiten Struktur in Umfangsrichtung jeweils eine Zwischenbeabstandung zueinander auf. Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass ein Betrag der Randbeabstandungen jeweils im Wesentlichen einem Betrag der Zwischenbeabstandungen entspricht. Besonders bevorzugt bilden die Randbeabstandungen und die Zwischenbeabstandungen innerhalb des Strukturabschnitts eine ebene Geometrie des Schellenbands.
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Diese ebene Geometrie ist mit der Oberfläche des Körpers, auf dem die Schelle aufgebracht ist, in Kontakt bringbar. Die Kompression, die durch das Spannen der Schelle auf den Körper ausgeübt wird, wird hierbei vorteilhafterweise durch die ebene Geometrie übertragen. Dadurch, dass die Geometrie in Umfangsrichtung durch die Zwischenbeabstandungen und die Randbeabstandungen gebildet ist, ist die Geometrie bei wechselseitiger Anordnung der Ausformungen der Strukturen in Umfangsrichtung durchgängig. Hierdurch wird eine gleichmäßige Festlegung des Körpers mit der Schelle erreicht, wobei die Schelle stets über den gesamten Umfang aufliegt. Somit kann insbesondere in dem Fall, dass ein elastischer zweiter Körper (beispielsweise ein Schlauch) zwischen einem ersten Körper (beispielsweise ein Flansch) und der Schelle angeordnet ist, eine fluiddichte und druckdichte Verbindung gewährleistet werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schellenband mindestens einen Abschnitt ohne eine der Strukturen aufweist. Bevorzugt weist der der mindestens eine Abschnitt ohne eine der Strukturen eine Gewindeprägung auf, die an dem zweiten Ende des Schellenbands angeordnet sein kann. Dabei kann das zweite Ende des Schellenbands in die Spanneinrichtung am ersten Ende des Schellenbands einlaufen, wenn diese zum Spannen des Schellenbandes bedient wird. Hierfür kann die Spanneinrichtung eine Spannschraube und ein Gehäuse aufweisen, sodass die gesamte Schelle mit dem Schellenband aus insgesamt mindestens drei Strukturbauteilen funktionsfertig ausgebildet ist. Die drei Strukturbauteile sind schließlich gebildet durch die Spannschraube, das Gehäuse und das Schellenband, welche durch entsprechende Fügeverfahren, insbesondere Stanz-Biegeverfahren, miteinander verbunden werden können. In einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Spanneinrichtung einteilig mit dem Schellenband ausgebildet ist und durch Stanz-Biegeverfahren aus dem Schellenband ausbildbar ist. Durch die einteilige Ausbildung des Schellenbands mit der Spanneinrichtung bzw. der Herstellung einer mindestens dreiteiligen Schelle in einem Stanz-Biegeverfahren wird die Herstellung der Schelle erleichtert, sodass vorteilhafterweise die Herstellkosten der Schelle gering sind.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ausformungen der Strukturen als Kegelumfangsabschnitte ausgebildet. Hierbei weisen die Strukturen an den jeweiligen Rändern an denen Sie anliegen, im Wesentlichen eine Wellenform auf. Die Wellenberge erstrecken sich in radialer Richtung nach außen. Vorteilhafterweise erstrecken sich die Wellentäler in radialer Richtung nicht nach innen. Die Strukturen können an den jeweiligen Rändern auch andere Formen, wie z.B. eine Dreiecksform oder eine Trapezform oder andere polygonale Formen aufweisen, welche sich bevorzugt in radialer Richtung nach außen erstrecken. In axialer Richtung weist das Schellenband dann Ausbeulungen auf, die durch die Form der Strukturen am jeweiligen Rand bedingt sind und die Ausformungen der Strukturen bilden.
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Vorteilhafterweise ist außerdem vorgesehen, dass die Ausformungen der Strukturen jeweils eine Ausklinkung aufweisen. Die Ausklinkungen bilden Materialausnehmungen und sind in besonders bevorzugter Weise spanfrei herstellbar. Durch die Ausklinkungen der Ausformungen wird die Elastizität des Schellenbands weiter erhöht.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Schelle eine zentrale Ausklinkung zumindest abschnittsweise entlang der Mittelachse aufweist. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Ausklinkung entlang der Mittelachse eine Breite aufweist, die in Abhängigkeit der gewünschten Steifigkeitsmatrix der Schelle auslegbar ist. Besonders bevorzugt ist die Breite der Ausklinkung kleiner oder gleich dem Dreifachen der Mächtigkeit bzw. der Materialdicke des Schellenbands. Insbesondere ist die Ausklinkung derart ausgestaltet, dass die Oberfläche des zu klemmenden Körpers nicht durch die parallel zur Mittelachse laufenden Kanten der Ausklinkung einklemmbar ist. Die Materialdicke des Schellenbands beträgt insbesondere zwischen 0,1 mm und 1,5 mm, bevorzugt zwischen 0,4 und 1,0 mm und besonders bevorzugt zwischen 0,6 und 0,8 mm.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schelle entlang der Mittelachse zumindest abschnittsweise entlang eines Trennungspfades getrennt ist. Vorzugsweise ergibt sich hierdurch eine gewisse Flexibilität der Schelle in axialer Richtung. Durch diese Flexibilität kann sich die Schelle einer unebenen Oberfläche des zu klemmenden Körpers besser anpassen. Bevorzugt weist die Schelle an zwei Stellen entlang der Mittelachse zumindest abschnittsweise Trennungspfade auf, besonders bevorzugt weist die Schelle an drei Stellen entlang der Mittelachse zumindest abschnittsweise Trennungspfade auf.
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Vorteilhafterweise ist außerdem vorgesehen, dass im Schellenband eine zentrale Ausklinkung zumindest abschnittsweise entlang der Mittelachse ausgebildet ist, die die Strukturen insbesondere durchsetzt. Durch die Ausklinkung wird die Flexibilität der Schelle in axialer Richtung erhöht.
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BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
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1: eine schematische Ansicht einer Schelle mit einem Schellenband, das mit Merkmalen der Erfindung ausgestaltet ist,
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2: eine Detailansicht des Schellenbandes mit Ausformungen, die durch Kegelumfangsabschnitte ausgebildet sind,
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3: eine Detailansicht des Schellenbands mit Ausformungen, die an dem Rand des Schellenbands trapezförmig ausgebildet sind,
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4: eine Detailansicht des Schellenbands mit Ausformungen, die Ausklinkungen aufweisen,
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5: eine Detailansicht des Schellenbands mit einer Ausklinkung an der Mittelachse und
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6: Eine Detailansicht des Schellenbands, das eine Trennung an der Mittelachse aufweist.
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1 zeigt eine Schelle 1 mit einem Schellenband 2, das ein erstes Ende 3, ein zweites Ende 4, einen ersten Rand 5 und einen zweiten Rand 6 aufweist. Ferner weist die Schelle eine Spanneinrichtung 7 mit einer Spannschraube 8 und das Schellenband 2 einen Strukturabschnitt 9 und einen weiteren Abschnitt mit einer Gewindeprägung 10 auf. Die Spanneinrichtung 7 ist an dem ersten Ende 3 des Schellenbands 2 angeordnet, während die Gewindeprägung 10 am zweiten Ende 4 des Schellenbands 2 angeordnet ist. Zwischen dem ersten Ende 3 und dem Abschnitt mit der Gewindeprägung 10 ist der Strukturabschnitt 9 angeordnet, innerhalb dessen am ersten Rand 5 eine erste Struktur 11 und am zweiten Rand 6 eine zweite Struktur 12 angeordnet sind. Die Strukturen 11, 12 setzen sich jeweils aus Ausformungen 13a, 13b zusammen, die in Umfangsrichtung U wechselseitig angeordnet sind und sich vom jeweiligen Rand 5, 6 über die Mittelachse 14 erstrecken. Die Ausformungen 13 erstrecken sich also in axialer Richtung A. Ferner erstrecken sich die Ausformungen 13 in radialer Richtung R während sie auf der Außenseite 15 des Schellenbands 2 angeordnet sind. Die Ausformungen 13 sind von dem jeweilig gegenüberliegenden Rand durch eine Randbeabstandung 16 beabstandet. Die Ausformungen sind mittels einer Zwischenbeabstandung 17 voneinander beabstandet. In der 1 sind die Ausformungen als Kegelumfangabschnitte 18 ausgebildet.
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2 zeigt eine Detaildarstellung eines Strukturabschnitts 9 mit Ausformungen 13a, 13b, die als Kegelumfangabschnitte 18 ausgebildet sind. Die Ausformungen 13 zeichnen sich dadurch aus, dass sie am Rand 5, 6 des Schellenbands 2 durch eine wellenförmige Struktur gebildet werden und einen veränderlichen Querschnitt Q aufweisen. Die Randbeabstandung 16 und die Zwischenbeabstandung 17 bilden eine Geometrie 19, die in dem Strukturabschnitt 9 durchgängig verläuft. Die Kegelumfangsabschnitte 18 weisen eine gewisse Elastizität bei einer Beanspruchung in Umfangsrichtung U auf, sodass bei Anliegen einer Bandzugkraft 20 das Schellenband 2 entlang des Strukturabschnitts 9 gedehnt wird.
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3 zeigt eine Detaildarstellung eines Strukturabschnitts 9 mit Ausformungen 13, die am Rand 5, 6 des Schellenbands 2 durch eine trapezförmige Struktur 21 gebildet werden. Die trapezförmige Struktur 21 weist abgerundete Ecken auf.
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4 zeigt eine Detaildarstellung eines Strukturabschnitts 9 mit Kegelumfangsabschnitten 18, die jeweils eine Ausklinkung 22 in einem Bereich aufweisen, der sich in radialer Richtung R erstreckt. Durch die Ausklinkung 22 wird die Elastizität des Strukturabschnitts 9 weiter erhöht.
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5 zeigt eine Detaildarstellung eines Strukturabschnitts 9 mit Kegelumfangsabschnitten 18, wobei eine zentrale Ausklinkung 23 parallel zu der Mittelachse 14 ausgebildet ist. Die Ausklinkung weist eine Breite 24 auf, welche bis zu dem Dreifachen der Materialdicke 25 des Schellenbandes 2 beträgt. Durch die Ausklinkung 23 wird die Flexibilität des Schellenbands in axialer Richtung A erhöht.
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6 zeigt ebenfalls eine Detaildarstellung eines Strukturabschnitts 9 mit Kegelumfangsabschnitten 18, wobei das Schellenband 2 parallel zu einer Mittelachse 14 entlang eines Trennungspfades 26 getrennt ist. Das Schellenband 2 kann neben dem Trennungspfad 26 weitere Trennungspfade parallel zur Mittelachse 14 aufweisen.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
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Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumliche Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schelle
- 2
- Schellenband
- 3
- erstes Ende
- 4
- zweites Ende
- 5
- erster Rand
- 6
- zweiter Rand
- 7
- Spanneinrichtung
- 8
- Spannschraube
- 9
- Strukturabschnitt
- 10
- Gewindeprägung
- 11
- erste Struktur
- 12
- zweite Struktur
- 13a, b
- Ausformungen
- 14
- Mittelachse
- 15
- Außenseite
- 16
- Randbeabstandung
- 17
- Zwischenbeabstandung
- 18
- Kegelumfangabschnitt
- 19
- Geometrie
- 20
- Bandzugkraft
- 21
- trapezförmige Struktur
- 22
- Ausklinkung
- 23
- zentrale Ausklinkung
- 24
- Breite
- 25
- Materialdicke
- 26
- Trennungspfad
- A
- axiale Richtung
- Q
- Querschnitt
- R
- radiale Richtung
- U
- Umfangsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4308648 A1 [0002]
- DE 3130092 A1 [0005]
