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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rollensatz für ein Rollenlager, aufweisend eine Reihe von einen Käfigring bildenden Käfigsegmenten, welche jeweils zwei in Bezug zur Lagerlängsachse beabstandete Seitenplatten aufweisen, die mittels wenigstens einem Verbindungssteg miteinander verbundenen sind, und bei dem die Käfigsegmente in Umfangsrichtung des Rollensatzes offene Halbtaschen bilden, welche jeweils durch angrenzende Seitenplatten und einen Verbindungssteg eines benachbarten Käfigsegments zu einer zusammengesetzten Käfigtasche ergänzt sind, wobei an den rollenseitigen Innenflächen der Seitenplatten Anlaufvorsprünge zur axialen Abstützung von in die Käfigtaschen eingelegte Rollen angeordnet sind.
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Unter einem Rollensatz wird hier eine Baugruppe verstanden, die aus einem Lagerkäfig und den in die Käfigtaschen eingesetzten Rollen besteht, und die als Baugruppe gehandhabt sowie beispielsweise mit einem der Lagerringe eines Rollenlagers zusammengebaut werden kann. Insbesondere bei der Verwendung von segmentierten Käfigen, die vorwiegend bei Großlagern eingesetzt werden, ergibt sich ein erheblicher Montageaufwand bis zur Fertigstellung eines solchen Rollensatzes, da einerseits die Vielzahl der Käfigsegmente zu einem Käfigring zusammengesetzt und miteinander verbunden sowie danach die Rollen einzeln in die zugeordneten Käfigtaschen eingebracht werden müssen.
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Käfigsegmente der beschriebenen Art haben zwei kreissegmentförmige Seitenplatten, welche die axialen Begrenzungen der Rollentaschen bilden. Diese Seitenplatten sind über einen oder mehrere, beispielsweise zwei Querstege miteinander verbunden. Im ersteren Fall ist das Käfigsegment etwa H-förmig und bildet zwei in entgegengesetzten Umfangsrichtungen offene Halbtaschen, die jeweils durch benachbarte Käfigsegmente zu einer ganzen Käfigtasche ergänzt werden. Im zweiten Fall bildet das Käfigsegment zumindest eine ganze Rollentasche und zwei Halbtaschen, die wiederum durch daran anschließende Käfigsegmente zu vollständige Rollentaschen ergänzt werden.
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Aus der
DE 10 2014 205 912 A1 ist ein Montagesystem für einen Rollensatz gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, bei dem die Käfigsegmente über gesonderte Einrichtungen verfügen, welche es ermöglichen, diese mittels einer zusätzlichen Montagehilfe miteinander zu einem Käfigring zu verbinden, bevor dann die Wälzkörper, in diesem Fall auch Rollen, in den Käfig eingelegt und der so erstellte Rollensatz an einem der Lagerringe montiert werden kann. Anlaufvorsprünge sind hier nicht explizit beschrieben, vielmehr ist nur angedeutet, dass das Käfigsegment dazu ausgelegt ist, entlang der Innenflächen der Seitenteile Wälzkörper zu führen.
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In der
DE 10 2015 200 381 A1 und der
DE 10 2015 213 211 A1 sind Käfigsegmente der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art offenbart, bei denen auf die konstruktiv aufwendige Möglichkeit, diese zu einem geschlossenen Käfigring miteinander zu verbinden und mit eingelegten Wälzkörpern zu einer autonomen Baugruppe zu gestalten, ganz verzichtet wird. Sie werden vielmehr bei der Montage des Wälzlagers lose, aber lückenlos an einem der Lagerringe aneinandergelegt, so dass sie keinen Käfigring im Sinne der vorliegenden Erfindung sondern nur eine Reihe von kreisförmig aneinander angeordneten Käfigsegmenten bilden. Die in diesen technischen Lösungen als Anlaufkörper beziehungsweise Vorsprünge bezeichneten Anlaufvorsprünge haben jedenfalls nur die Aufgabe, die Wälzkörper in Achsrichtung abzustützen.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Rollensatz der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welcher konstruktiv, fertigungstechnisch sowie montagetechnisch einfach und damit preiswert ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine in einer aus zwei Halbtaschen gebildeten Käfigtasche angeordnete Rolle die zwischen den benachbarten Käfigelementen bestehende Stoßfuge überbrückt und damit bei entsprechender konstruktiver Gestaltung als Verbindungselement für diese Käfigelemente dienen kann.
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Demnach betrifft die Erfindung einen Rollensatz für ein Rollenlager, aufweisend eine Reihe von einen Käfigring bildenden Käfigsegmenten, welche jeweils zwei in Bezug zur Lagerlängsachse beabstandete Seitenplatten aufweisen, die mittels wenigstens einem Verbindungssteg miteinander verbundenen sind, und bei dem die Käfigsegmente in Umfangsrichtung des Rollensatzes offene Halbtaschen bilden, welche jeweils durch angrenzende Seitenplatten und einen Verbindungssteg eines benachbarten Käfigsegments zu einer zusammengesetzten Käfigtasche ergänzt sind, wobei an den rollenseitigen Innenflächen der Seitenplatten Anlaufvorsprünge zur axialen Abstützung von in die Käfigtaschen eingelegte Rollen angeordnet sind.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist dabei vorgesehen, dass an den Stirnflächen der Rollen jeweils eine zur Rollenlängsachse konzentrische Mulde ausgebildet ist, in welche die genannten Anlaufvorsprünge eingreifen.
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Auf diese Weise wird im Bereich einer aus zwei Halbtaschen benachbarter Käfigsegmente gebildeten, zusammengesetzten Käfigtasche mittels der zugeordneten Anlaufvorsprünge und die den beiden Käfigsegmenten gemeinsame Rolle eine mehr oder weniger formschlüssige Verbindung hergestellt, die es ermöglicht, die Käfigsegmente bei gleichzeitigem Einsetzen der Rollen zu einem geschlossenen Käfigring miteinander zu verbinden. Außerdem wird auch die Rolle selbst in der zusammengesetzten Käfigtasche gehalten, welches beispielsweise auch Rollen zugute kommt, die in von vorneherein vollständigen Käfigtaschen angeordnet sind, wie anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher dargelegt werden wird.
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Die Käfigsegmente können jeweils aus zwei Seitenplatten und einem oder mehreren Verbindungsstegen bestehen. Bei zwei oder mehr Verbindungsstegen sind an einem Käfigsegment eine oder mehrere, bereits anfänglich vollständig vorhandene Taschen sowie zwei Halbtaschen ausgebildet.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anlaufvorsprünge an den Seitenplatten einstückig angeformt sind. Dies lässt sich herstellungstechnisch besonders einfach beispielsweise bei aus Metall oder Kunststoff hergestellten Käfigsegmenten verwirklichen, deren Anlaufvorsprünge bei einem Spritzgießvorgang direkt angeformt werden. Wegen der im Allgemeinen elastischen Eigenschaften insbesondere von Kunststoffen lassen sich für den Zusammenbau die Seitenplatten so weit elastisch aufbiegen, dass die Anlaufvorsprünge über den Muldenrand der Rollen geschoben werden können und in die Mulden einrasten.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind die Anlaufvorsprünge als in an den Innenflächen der Seitenplatten ausgebildete Aufnahmelöcher eingesetzte Bolzen ausgebildet. Dies ist für den Fall vorgesehen, dass sich die Anlaufvorsprünge fertigungstechnisch nicht einfach einstückig an den Käfigsegmenten anformen lassen.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Anlaufvorsprünge als in an den Seitenplatten ausgebildete, diese durchsetzende Aufnahmelöcher von außen eingesetzte Bolzen ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung eröffnet die Möglichkeit, die Bolzen nach dem Einlegen der Rollen in die Käfigtaschen einzusetzen, so dass ein elastisches Aufbiegen der Seitenplatten nicht erforderlich ist.
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Eine Verbindung benachbarter Käfigsegmente kann gemäß der Erfindung auch dadurch hergestellt werden, dass jeweils einer Rolle zugeordnete, an zwei aneinander angrenzenden Seitenplatten angeordnete Bolzen mittels eines den Stoßspalt zwischen den beiden Seitenplatten überbrückenden Verbindungselementes miteinander verbunden sind. Dieses Verbindungselement bildet demnach ein zusätzliches, die aneinander angrenzenden Käfigsegmente verbindendes Element.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Bolzen in ein in dem Stoßspalt zwischen den Seitenplatten benachbarter Käfigsegmente ausgebildetes gemeinsames Aufnahmeloch eingesetzt und mit den Seitenplatten dauerhaft verbunden ist. In diesem Fall ist wiederum nicht nur die Rolle das verbindende Element, sondern auch der mit den beiden benachbarten Seitenplatten direkt dauerhaft verbundene Bolzen. Die Sicherung der Bolzen erfolgt beispielsweise durch Einschnappten, Klipsen, Kleben oder dergleichen. Der Bolzen kann dabei jeweils in an den Innenflächen der Seitenplatten ausgebildete Aufnahmelöcher eingesetzt oder in an den Seitenplatten ausgebildete, diese durchsetzende Aufnahmelöcher von außen eingesetzt sein.
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Um im Betrieb des Rollenlagers eine im Wesentlichen punktförmige Berührung zwischen den Rollen und den zugeordneten Anlaufvorsprüngen zu gewährleisten, weisen die Anlaufvorsprünge beispielsweise jeweils eine kugelkalottenförmige Anlauffläche auf. Es sind auch andere Geometrien der Anlaufflächen möglich.
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Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass diejenigen Anlaufvorsprünge, welche in die schon anfänglich vollständige Käfigtasche ragen, ausschließlich zum Halten der dort jeweils angeordneten Rolle ausgebildet sind.
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Schließlich wird ein Rollensatz beansprucht, welcher dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenplatten der jeweiligen Käfigsegmente eine Kombination der Anordnung und/oder Ausbildung der zuvor genannten Anlaufvorsprünge aufweisen.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand mehrerer Ausführungsbeispiele für Käfige von Zylinderrollenlagern erläutert. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt
- 1 eine Teil-Draufsicht auf einen mit Zylinderrollen bestückten Rollenkäfig, wobei die Anlaufvorsprünge an den Seitenplatten angeformt sind,
- 2 eine Ansicht etwa gemäß der 1, wobei die Anlaufvorsprünge in an den Innenflächen der Seitenplatten ausgebildete Aufnahmelöcher befestigt sind,
- 3 eine Ansicht ähnlich der 2, wobei die Anlaufvorsprünge in die Seitenplatten durchsetzende Aufnahmelöcher von außen eingesetzt sind, und
- 4 eine Ansicht etwa gemäß der 3, wobei jeweils den Stoßspalten zwischen den Seitenplatten zugeordnete Anlaufvorsprünge mittels eines den Stoßspalt überbrückenden Verbindungselements miteinander verbunden sind.
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Es sei bemerkt, dass in den Figuren wegen der rechtwinkligen Geometrie der Käfigtaschen jeweils die unteren Hälften zu den oberen Hälften bezüglich einer horizontalen Achse A-A symmetrisch ausgebildet, also konstruktiv und funktional gleich sind, so dass jeweils nur eine Hälfte, vorliegend im Wesentlichen die obere Hälfte im einzelnen beschrieben wird.
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Die nachfolgend beschriebenen Käfige sind für Zylinderrollenlager bestimmt. Durch eine andere geometrische Form der Käfigtaschen kann ein die Merkmale der Erfindung aufweisender Wälzlagerkäfig aber auch zur Aufnahme von anderen Wälzkörpern geeignet sein, beispielsweise für Kegelrollen oder Tonnenrollen.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform eines die Merkmale der Erfindung aufweisenden Rollensatz 1.1 mit einem Käfigsegment 2, welches zwei Seitenplatten 4, 6 aufweist, die mittels zwei Verbindungsstege 8, 10 miteinander verbunden sind. Das Käfigsegment 2 weist dadurch eine erste, vollständige Käfigtasche 12 sowie zwei in entgegengesetzte Umfangsrichtungen offene Halbtaschen 14, 16 auf. Die beiden Halbtaschen 14, 16 werden jeweils durch Halbtaschen 18, 20 benachbarter Käfigsegmente 22, 24 mittels deren Seitenplatten 31, 32 und Verbindungsstegen 33 jeweils zu vollständigen, zusammengesetzten Käfigtaschen 13 ergänzt.
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Die in der durch die Halbtaschen 14, 18 gebildeten, zusammengesetzten Käfigtasche 13 angeordnete Rolle 26 weist an ihren Stirnflächen jeweils eine zur Rollenlängsachse 28 konzentrische Mulde 30 auf, in die an den Innenflächen der Seitenplatten 4, 32 der beiden benachbarten Käfigsegmente 2, 22 ausgebildete Anlaufvorsprünge 34, 36 eingreifen. Wie zu erkennen ist, werden über die in die Mulde 30 der Rolle 26 eingreifenden Anlaufvorsprünge 34, 36 die beiden benachbarten Käfigsegmente 2, 22 mehr oder weniger formschlüssig miteinander verbunden. Außerdem wird die dort angeordnete Rolle 26 in der zusammengesetzten Käfigtasche 13 gehalten.
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In gleicher Weise werden die auf der anderen Seite direkt benachbarten Käfigsegmente 2, 24 über in die Mulde 38 der zugeordneten Rolle 40 eingreifende Anlaufvorsprünge 42, 44 miteinander verbunden, wie nicht im Einzelnen erläutert zu werden braucht.
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Die in der vollständigen Käfigtasche 12 angeordnete Rolle 46 hat keine zwei Käfigsegmente miteinander verbindende Funktion. Sie wird jeweils durch einen zugeordneten, an den taschenseitigen Innenflächen der Seitenplatten 4, 6 angeordneten Anlaufvorsprung 50 in der Käfigtasche 12 festgehalten, welcher in die zugeordnete Mulde 48 der Rolle 46 eingreift.
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2 zeigt in einer Ansicht ähnlich der von 1 eine zweite Ausführungsform eines Rollensatzes 1.2, der die Merkmale der Erfindung aufweist. Bei diesem Rollensatz 1.2 sind die Anlaufvorsprünge 52, 54, 55 jeweils als Bolzen ausgebildet, deren jeweiliger Befestigungsabschnitt in Aufnahmelöcher 60, 62, 63 eingesetzt ist, welche an den taschenseitigen Innenflächen der Seitenplatten 56, 58 ausgebildet sind. Deren Funktion ist die gleiche wie die der Anlaufvorsprünge des Rollensatzes 1.1 gemäß 1, so dass sie hier nicht im Einzelnen nochmals erläutert werden müssen.
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In der 2, rechte Seite, ist eine weitere Variante dargestellt, bei der jeweils ein als Bolzen ausgebildeter Anlaufvorsprung 64 mit seinem Befestigungsabschnitt in ein in dem Stoßspalt 66 zwischen den Seitenplatten 56, 68 dort benachbarter Käfigsegmente ausgebildetes Aufnahmeloch 70 eingesetzt sowie mit diesen Seitenplatten 56, 68 dauerhaft verbunden ist. Die Sicherung der Anlaufvorsprünge 52, 54, 55, 64 in den zugeordneten Aufnahmelöchern erfolgt beispielsweise durch Einschnappen, Einklipsen, Kleben oder dergleichen.
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3 zeigt eine dritte Ausführungsform eines die Merkmale der Erfindung aufweisenden Rollensatz 1.3, bei dem die Anlaufvorsprünge 72, 74, 76 jeweils als Bolzen ausgebildet sind, die von außen in Aufnahmelöcher 82, 84, 86 eingesetzt sind, welche die Seitenplatten 78, 80 in Richtung zu den Taschen 12, 13 vollständig durchsetzen. Die Funktion der Anlaufvorsprünge 72, 74, 76 ist die gleiche wie die der anhand der 1 und 2 beschriebenen entsprechenden Anlaufvorsprünge, so dass eine weitere Erläuterung hier nicht erforderlich ist.
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In 3 ist auf deren rechte Seite eine weitere Variante dargestellt, bei der wiederum ein Anlaufvorsprung 88 in ein Aufnahmeloch 94 eingesetzt ist, welches in dem Stoßspalt 90 zwischen den hier benachbarten Seitenplatten 78, 92 benachbarter Käfigsegmente ausgebildet ist. Mittels diesem bolzenartigen Anlaufvorsprung 88 sind die beiden benachbarten Seitenplatten 78, 92 außerdem in geeigneter Weise dauerhaft miteinander verbunden.
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4 zeigt eine vierte Ausführungsform eines die Merkmale der Erfindung aufweisenden Rollensatz 1.4, bei dem jeweils einer Rolle 96, 98 zugeordnete, an zwei aneinander anstoßenden Seitenplatten 100, 102; 100, 104 angeordnete, als Bolzen ausgebildete Anlaufvorsprünge 106, 108; 110, 112 über ein den Stoßspalt 114; 116 zwischen den Seitenplatten überbrückendes Verbindungselement 118; 120 miteinander verbunden sind. Diese Verbindungselemente 118, 120 bilden hier eine primäre Verbindung zwischen benachbarten Käfigsegmenten, so dass die Anlaufvorsprünge im Wesentlichen dazu dienen, die zugeordneten Rollen 96, 98 in den Käfigtaschen 12, 13 zu halten. Die in der mittleren, vollständigen Käfigtasche 12 angeordnete Rolle 124 wird durch Anlaufvorsprünge 126 gehalten, welche wie bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind.
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Eine nicht dargestellte fünfte Ausführungsform eines die Merkmale der Erfindung aufweisenden Rollensatzes ist so ausgebildet, dass dieser eine Kombination einiger oder aller Merkmale der vier ersten Ausführungsformen zum Halten der Rollen in der wenigstens einen vollständigen Tasche sowie zum Verbinden unmittelbar benachbarter Käfigsegmente mittels in Halbtaschen angeordneter anderer Rollen aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1.1
- Rollensatz (erste Ausführungsform)
- 1.2
- Rollensatz (zweite Ausführungsform)
- 1.3
- Rollensatz (dritte Ausführungsform)
- 1.4
- Rollensatz (vierte Ausführungsform)
- 2
- Käfigsegment
- 4
- Seitenplatte
- 6
- Seitenplatte
- 8
- Verbindungssteg
- 10
- Verbindungssteg
- 12
- Anfänglich vollständige Käfigtasche
- 13
- Käfigtasche (bestehend aus zwei Halbtaschen)
- 14
- Halbtasche
- 16
- Halbtasche
- 18
- Halbtasche
- 20
- Halbtasche
- 22
- Käfigsegment
- 24
- Käfigsegment
- 26
- Rolle
- 28
- Rollenlängsachse
- 30
- Mulde
- 31
- Seitenplatte
- 32
- Seitenplatte
- 33
- Verbindungssteg
- 34
- Anlaufvorsprung
- 36
- Anlaufvorsprung
- 38
- Mulde
- 40
- Rolle
- 42
- Anlaufvorsprung
- 44
- Anlaufvorsprung
- 46
- Rolle
- 48
- Mulde
- 50
- Anlaufvorsprung
- 52
- Anlaufvorsprung
- 54
- Anlaufvorsprung
- 55
- Anlaufvorsprung
- 56
- Seitenplatte
- 58
- Seitenplatte
- 60
- Aufnahmeloch
- 62
- Aufnahmeloch
- 63
- Aufnahmeloch
- 64
- Anlaufvorsprung
- 66
- Stoßspalt
- 68
- Seitenplatte
- 70
- Aufnahmeloch
- 72
- Anlaufvorsprung
- 74
- Anlaufvorsprung
- 76
- Anlaufvorsprung
- 78
- Seitenplatte
- 80
- Seitenplatte
- 82
- Aufnahmeloch
- 84
- Aufnahmeloch
- 86
- Aufnahmeloch
- 88
- Anlaufvorsprung
- 90
- Stoßspalt
- 92
- Seitenplatte
- 94
- Aufnahmeloch
- 96
- Rolle
- 98
- Rolle
- 100
- Seitenplatte
- 102
- Seitenplatte
- 104
- Seitenplatte
- 106
- Anlaufvorsprung
- 108
- Anlaufvorsprung
- 110
- Anlaufvorsprung
- 112
- Anlaufvorsprung
- 114
- Stoßspalt
- 116
- Stoßspalt
- 118
- Verbindungselement
- 120
- Verbindungselement
- 124
- Rolle
- 126
- Anlaufvorsprung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014205912 A1 [0004]
- DE 102015200381 A1 [0005]
- DE 102015213211 A1 [0005]
