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Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe für ein Kraftfahrzeug, wie einen Pkw, einen Lkw, einen Bus oder ein anderes Nutzfahrzeug, mit zumindest einem Planetenrad, einem zwei beabstandet zueinander angeordnete erste und zweite Planetenträgerabschnitte aufweisenden Planetenträger und einem in den Planetenträgerabschnitten aufgenommenen sowie zwischen den Planetenträgerabschnitten das zumindest eine Planetenrad drehbar lagernden Planetenbolzen, wobei der Planetenbolzen mittels einer Sicherungshülse in einem Aufnahmeloch des ersten Planetenträgerabschnittes axial gesichert ist.
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Gattungsgemäße Planetengetriebe sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Aus der
DE 10 2011 087 574 B4 ist ein als Stirnraddifferenzial ausgebildetes Planetengetriebe für ein Kraftfahrzeug umgesetzt. Dieses Stirnraddifferenzial weist zwei Sonnenräder, die in einem Planetenträger beherbergt sind, in dem zumindest einen Planetenrad über einem Bolzen drehbar gelagert ist, auf. Der Bolzen ist in einer Öffnung des Planetenträgers dort in einer Hülse befindlich gelagert und durchdringt das Planetenrad vollständig. Die Hülse weist zwei radial nach außen abstehende Flanschabschnitte auf.
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Aus dem Stand der Technik hat es sich jedoch in verschiedenen Anwendungen gezeigt, dass es zu Störfällen an dem Planetengetriebe kommen kann. Dies liegt daran, dass es bisher unter Umständen vorkommen kann, dass sich die Sicherungshülse relativ zu dem Planetenbolzen und/oder dem Planetenträger verdreht, wodurch die Funktion der Planetenlagerung unter Umständen gestört wird. Dies spielt insbesondere bei zur Schmiermittelzuführung von Schmiermittel verwendeten Planetenbolzen eine wichtige Rolle, wobei das Schmiermittel über den Planetenbolzen zu einer seitens des zumindest einen Planetenrades ausgebildeten Lagerstelle geleitet wird.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere ein Planetengetriebe zur Verfügung zu stellen, bei dem die Schmierung der Planetenradlagerungen noch verlässlicher ausgestaltet ist.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Sicherungshülse eine radial abstehende Nase aufweist und diese Nase in einer korrespondierenden Aussparung in dem Planetenbolzen, unter Ausbildung eines Formschlusses, verdrehgesichert ist.
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Dadurch wird vermieden, dass sich der Planetenbolzen relativ zu der Sicherungshülse und somit wiederum indirekt auch relativ zu dem Planetenträger versehentlich verdreht. Eine Lagerung des jeweiligen Planetenrades an dem Planetenbolzen wird dadurch besonders dauerfest umgesetzt.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
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Ist die Sicherungshülse (vollständig) spanlos aus einem Blechrohling ausgeformt / gebildet, ist diese besonders kostengünstig hergestellt.
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Diesbezüglich ist es wiederum von Vorteil, wenn die Nase eine in radialer Richtung nach innen abstehende Nase ist.
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Ist die zumindest eine Nase stanztechnisch und/oder biegetechnisch ausgebildet, wird die Herstellung weiter vereinfacht.
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Die Aussparung ist wiederum zweckmäßigerweise eine umformtechnisch ausgebildete Vertiefung oder eine spanend ausgebildete Nut / Stirnnut. Dadurch ist die Herstellung der Aussparung ebenfalls kostengünstig umgesetzt.
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Zudem ist es von Vorteil, wenn die Nase von einem Hülsenbereich aus radial nach innen ragt / absteht.
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In diesem Zusammenhang ist es weiter vorteilhaft, wenn die Sicherungshülse einen von dem Hülsenbereich aus radial nach außen ragenden / abstehenden Flanschbereich aufweist, der sich vorzugsweise an dem ersten Planetenträgerabschnitt abstützt. Dadurch ist die Sicherungshülse besonders fest zwischen dem Planetenträger und dem Planetenbolzen eingespannt.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Sicherungshülse mehrere von dem Hülsenbereich aus radial nach außen ragende Haltelaschen aufweist, wobei die Haltelaschen derart beabstandet zu dem Flanschbereich angeordnet und auf den ersten Planetenträgerabschnitt abgestimmt sind, dass der erste Planetenträgerabschnitt an der Sicherungshülse (zwischen Flanschbereich und Haltelaschen) eingeklemmt ist. Dadurch ist die Sicherungshülse in axialer Richtung besonders stabil an dem ersten Planetenträgerabschnitt befestigt.
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Zweckmäßig ist es auch, wenn der Planetenbolzen mittels einer ersten Sicherungshülse in dem Aufnahmeloch des ersten Planetenträgerabschnittes axial gesichert ist und mittels einer zweiten Sicherungshülse in dem Aufnahmeloch des zweiten Planetenträgerabschnittes axial gesichert ist. Somit wird die axiale Sicherung des Planetenbolzens weiter verbessert.
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Sind mehrere in Umfangsrichtung verteilte Nasen an der Sicherungshülse ausgebildet, wobei die Nasen jeweils in einer Aussparung formschlüssig aufgenommen sind, wird die Verkippneigung der Sicherungshülse relativ zum Planetenbolzen weiter abgeschwächt.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Planetenbolzen mit einem (zur Versorgung einer zwischen dem Planetenbolzen und dem zumindest einen Planetenrad ausgebildeten Lagerstelle mit Schmiermittel dienenden) ihn radial durchdringenden Schmiermittelzuführloch versehen ist. Dadurch wird die Lebensdauer der Planetenradlagerung verlängert.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß eine Sicherungshülse als kappenförmige / gezogene Hülse umgesetzt. Neben der klassischen Laschensicherung ist ein formschlüssiger Eingriff in stirnseitige Nuten (Aussparungen) der Planetenbolzen zur Verdrehsicherung dieser vorgesehen.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einem Bereich eines ein Planetenrad lagernden Planetenträgers, wobei insbesondere die axiale Sicherung eines Planetenbolzens relativ zu dem Planetenträger über Sicherungshülsen erkennbar ist,
- 2 eine perspektivische Darstellung des in Längsrichtung geschnittenen Planetengetriebes nach 1, wobei das formschlüssige Eingreifen mehrerer Nasen einer ersten Sicherungshülse in Aussparungen an einer Stirnseite des Planetenbolzens hin besonders gut erkennbar ist,
- 3 eine Vorderansicht des Bereiches des Planetengetriebes nach den 1 und 2,
- 4 eine Vorderansicht der in den 1 bis 3 zur Drehsicherung des Planetenbolzens eingesetzten ersten Sicherungshülse,
- 5 eine Längsschnittdarstellung der Sicherungshülse nach 4,
- 6 eine perspektivische Darstellung eines bereits stanztechnisch vorbearbeiteten Blechrohlings, der zur Herstellung der Sicherungshülse nach den 4 und 5 verwendet wird,
- 7 eine perspektivische Darstellung des Blechrohlings nach 6, wobei zusätzlich ein Hülsenbereich, an den Nasen und Haltelaschen der ersten Sicherungshülse anschließen, ausgeformt ist,
- 8 eine perspektivische Darstellung des Blechrohlings nach den 6 und 7, wobei zusätzlich mehrere in Umfangsrichtung verteilte Haltelaschen bereits in radialer Richtung nach außen umgebogen sind, und
- 9 eine perspektivische Darstellung der fertig ausgebildeten Sicherungshülse, wobei gegenüber der 8 die Nasen radial nach innen umgebogen sind.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 sowie in perspektivischer Ansicht in 2 ist ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe 1 in einem Teilbereich veranschaulicht. Das Planetengetriebe 1 ist als Planetengetriebe 1 eines Kraftfahrzeuges ausgebildet. Das Planetengetriebe 1 ist als ein Teil eines Schaltgetriebes, alternativ auch als Differenzialgetriebe / Differential eingesetzt. Das Planetengetriebe 1 weist auf typische Weise einen mehrere Planetenräder 2 drehbar aufnehmenden / lagernden Planetenträger 5 auf, wobei in den 1 bis 3 der Übersichtlichkeit lediglich ein einzelnes Planetenrad 2 dargestellt ist. Der Planetenträger 5 weist wiederum zwei miteinander (drehfest) verbundene Planetenträgerabschnitte 3 und 4 auf. Ein erster Planetenträgerabschnitt 3 hierbei im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet. Ein zweiter Planetenträgerabschnitt 4 weist einen Scheibenbereich 18 sowie ein drehfest / stoffeinteilig mit diesem Scheibenbereich 18 ausgebildeten Hohlradbereich / ein Hohlrad 17 auf. Der Scheibenbereich 18 ist in axialer Richtung des Planetengetriebes 1 (d.h. entlang einer Drehachse eines Sonnenrades) von dem ersten Planetenträgerabschnitt 3 beabstandet angeordnet.
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Auf mehreren, in dem Planetenträger 5 aufgenommenen Planetenbolzen 6 sind in Umfangsrichtung verteilt verschiedene Planetenräder 2 drehbar gelagert. Wie auch in 1 veranschaulicht, ist das Planetenrad 2 in axialer Richtung zwischen dem ersten Planetenträgerabschnitt 3 und dem Scheibenbereich 18 drehbar auf dem Planetenbolzen 6 gelagert. Die Planetenräder 2 kämmen jeweils auf typische Weise weiter mit einem Sonnenrad des Planetengetriebes 1, das hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist.
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Der jeweilige Planetenbolzen 6, wie etwa in 1 ersichtlich, ist in je einem Aufnahmeloch 8; 8a, 8b des jeweiligen Planetenträgerabschnittes 3, 4 über Sicherungshülsen 7, 15 axial gesichert. Der Planetenbolzen 6 ist in einem ersten Aufnahmeloch 8a, das als Durchgangsloch ausgebildet ist, in dem ersten Planetenträgerabschnitt 3 aufgenommen. Der Planetenbolzen 6 ist zudem über ein zweites Aufnahmeloch 8b, wiederum in Form eines Durchgangslochs, in dem zweiten Planetenträgerabschnitt 4, nämlich dem Scheibenbereich 18, aufgenommen. Radial zwischen dem Planetenbolzen 6 und dem jeweiligen Aufnahmeloch 8; 8a, 8b ist eine Sicherungshülse 7, 15 eingesetzt. Der erste Planetenträgerabschnitt 3 ist bevorzugt aus einem Aluminiumwerkstoff hergestellt / bestehend.
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Eine in das erste Aufnahmeloch 8a eingesetzte (erste) Sicherungshülse 7 ist nach der nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführung ausgebildet. Wie in diesem Zusammenhang in den 2 und 3 erkennbar, ist die erste Sicherungshülse 7 über einen Formschluss drehfest an dem Planetenbolzen 6 gesichert. Zu diesem Zwecke weist die erste Sicherungshülse 7 mehrere in radialer Richtung abstehende Nasen 9 auf, die jeweils in einer korrespondierenden Aussparung 10 am Planetenbolzen 6 drehgesichert aufgenommen / gehalten / abgestützt sind.
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Die erste Sicherungshülse 7, wie sie auch in den 4, 5 und 9 detailliert zu erkennen ist, weist weiterhin auf typische Weise einen Hülsenbereich 12 auf, mit dem sie von einer ersten Stirnseite 19 des Planetenbolzens 6 her auf diesem radial von außen aufgebracht / aufgeschoben ist. Der Hülsenbereich 12 ist mit einer radialen Außenseite des Planetenbolzens 6 in Kontakt. Der Hülsenbereich 12 ist direkt in dem ersten Aufnahmeloch 8a aufgenommen.
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Neben dem Hülsenbereich 12 weist die erste Sicherungshülse 7 einen sich radial von dem Hülsenbereich 12 aus nach außen erstreckenden ringförmigen Flanschbereich 13 in Form eines Kragens / Bords / einer Krempe auf. Dieser Flanschbereich 13 weist in Umfangsrichtung gesehen einen gleichbleibenden Außendurchmesser auf. Der Flanschbereich 13 dient als Anschlag für das Planetenrad 2 seitens des ersten Planetenträgerabschnitts 3. Der Flanschbereich 13 erstreckt sich auf einer den Nasen 9 axial abgewandten Seite des Hülsenbereichs 12 aus nach außen. Die Nasen 9 erstrecken sich wiederum von dem Hülsenbereich 12 aus in radialer Richtung nach innen. Insgesamt sind in diesem Ausführungsbeispiel vier in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte (d.h. um 90° jeweils zueinander versetzte) Nasen 9 ausgebildet. Die Nasen 9 bilden zusammen mit den Haltelaschen 14 eine Krempe / einen Bord der ersten Sicherungshülse 7 aus. Jede Nase 9 ragt in eine Aussparung 10 in den Planetenbolzen 6 hinein. Die Aussparungen 10 sind in diesem Ausführungsbeispiel als mehrere in Umfangsrichtung verteilte sowie in axialer Richtung in die erste Stirnseite 19 eingebrachte Einprägungen (alternativ auch als spanend eingebrachte Nuten) ausgebildet. In dem montierten Zustand, wie mit den 1 bis 3 erkennbar, sind die Nasen 9 formschlüssig in den Aussparungen 10 aufgenommen.
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Des Weiteren sind an der ersten Sicherungshülse 7 Haltelaschen 14 angebracht ( 4). Die Haltelaschen 14 sind gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt zueinander angeordnet. Insgesamt sind vier (d.h. um 90° jeweils zueinander versetzte) Haltelaschen 14 vorgesehen. Die Haltelaschen 14 sind jeweils in Umfangsrichtung versetzt zu den Nasen 9 angeordnet. Zwischen jeweils zwei benachbarten Nasen 9 ist eine Haltelasche 14 vorgesehen. Die Haltelaschen 14 bilden Vorsprünge, die zur zusätzlichen axialen Sicherung des ersten Planetenträgerabschnittes 3 relativ zu der ersten Sicherungshülse 7 dienen. In dem fertig montierten Zustand, wie bspw. in 2 und 3 besonders gut erkennbar, sind diese Haltelaschen 14 in radialer Richtung von dem Hülsenbereich 12 aus nach außen umgebogen. Die Haltelaschen 14 sind derart umgeformt, dass sie in axialer Richtung beabstandet zu dem Flanschbereich 13 angeordnet sind. Axial zwischen den Haltelaschen 14 und dem Flanschbereich 13 ist der erste Planetenträgerabschnitt 3 angeordnet / eingeschlossen / eingeklemmt. Dadurch ist der erste Planetenträgerabschnitt 3 in axialer Richtung zwischen den Haltelaschen 14 und dem Flanschbereich 13 gehalten.
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Wie in 5 des Weiteren zu erkennen ist, erstrecken sich die Nasen 9 im fertig montierten Zustand der ersten Sicherungshülse 7 parallel zu dem Flanschbereich 13.
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In Verbindung mit den 6 bis 9 ist eine beispielhafte bevorzugte Herstellung der ersten Sicherungshülse 7 veranschaulicht. Die erste Sicherungshülse 7 wird aus einem (Metall-)Blechrohling 11, der in 6 bereits stanztechnisch unter Ausbildung der Haltelaschen 14 und Nasen 9 bearbeitet ist, hergestellt. Im Anschluss an das Stanzen wird gemäß 7 der Hülsenbereich 12, vorzugsweise tiefziehtechnisch, hergestellt. Hierbei werden die Haltelaschen 14 und Nasen 9 zunächst gemeinsam mit dem Hülsenbereich 12 in axialer Richtung ausgerichtet. Im Anschluss daran werden gemäß 8 die Haltelaschen 14 in radialer Richtung nach außen verformt / umgebogen. Der erste Planetenträgerabschnitt 3 ist bei diesem Umbiegen der Haltelaschen 14 bei der Montage des Planetengetriebes 1 vorzugsweise bereits auf die erste Sicherungshülse 7 aufgeschoben und die erste Sicherungshülse 7 wiederum bereits in das erste Aufnahmeloch 8a eingeschoben. Wiederum im Anschluss an das Umbiegen der Haltelaschen 4 werden gemäß 9 die Nasen 9 in radialer Richtung derart nach innen umgebogen, dass sie in die Aussparungen 10 des in die erste Sicherungshülse 7 eingeschobenen Planetenbolzens 6 hinein greifen. In 9 liegt somit schließlich die vollständig ausgebildete erste Sicherungshülse 7 vor.
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Im Bereich einer, der ersten Stirnseite 19 abgewandten, zweiten Stirnseite 20 des Planetenbolzens 6 ist eine zweite Sicherungshülse 15 vorgesehen. Die zweite Sicherungshülse ist in dem zweiten Aufnahmeloch 8b des Scheibenbereichs 18 aufgenommen. Die zweite Sicherungshülse 15 weist ebenfalls ein sich in radialer Richtung von einem Hülsenbereich 12 aus nach außen erstreckenden Flanschbereich 13 auf. Der Flanschbereich 13 der zweiten Sicherungshülse 15 überragt den Planetenbolzen 6 von seiner zweiten Stirnseite 20 her. Neben dem Flanschbereich 13 ist an der zweiten Sicherungshülse 15 ein radial nach innen ragender, eine Krempe / ein Bord ausbildender Kragenbereich 21 vorhanden, der in Umfangsrichtung durchgängig verläuft.
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Im montierten Zustand gemäß den 1 bis 3 ist schließlich die jeweilige Nase 9 in der jeweiligen Aussparung 10 in axialer Richtung eingeschoben, sodass es aufgrund der Anlage in Umfangsrichtung zwischen der Nase 9 und der Aussparung 10 zu einer (formschlüssigen) Drehsicherung kommt. Sowohl die erste Sicherungshülse 7 als auch die zweite Sicherungshülse 15 sind bevorzugt vollständig spanlos hergestellt / ausgearbeitet.
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Des Weiteren ist jeder Planetenbolzen 6 mit in axialer Richtung sowie in Umfangsrichtung zueinander verteilt angeordneten sowie in radialer Richtung durchgängig verlaufenden Schmiermittelzuführlöchern 16 in Form von Durchgangsbohrungen ausgestattet. Jedes Schmiermittelzuführloch 16 dient im Betrieb zum Zuführen eines Schmiermittels in radialer Richtung in eine Lagerstelle 22 radial zwischen dem Planetenbolzen 6 und dem Planetenrad 2. Insbesondere ist ein Wälzlager 23 in Form eines Nadel- / Rollenlagers in der Lagerstelle 22 vorgesehen, das das Planetenrad 2 relativ zu dem Planetenbolzen wälzlagert.
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In anderen Worten ausgedrückt, besteht die erfindungsgemäße Lösung somit darin, ein speziell ausgeformtes Design einer gezogenen Kappe (Sicherungshülse 7) umzusetzen, die als Teil eines Getriebes eingesetzt ist. Die Sicherungshülse 7 wird durch Umformtechnologien hergestellt, wobei der Formprozess fortlaufend sein kann. Die Sicherungshülse 7 wird mit offenen Enden hergestellt, wobei nach dem Montieren der Planetenbolzen 6 in dem Planetengetriebe 1 die Enden verformt werden und schließlich die umgebogenen Enden die Planetenbolzen 6 in der korrekten axialen sowie radialen Position, die für die Ölversorgung eine Rolle spielt, gehalten werden.
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Der Planetenträger 5 ist besonders bevorzugt aus einem weichen Material, besonders bevorzugt einem Aluminiumwerkstoff, hergestellt. Zur Lagerung des Planetenrades 2 auf den Planetenbolzen 6 ist ein Wälzlager 23, hier in Form eines Nadellagers, umgesetzt. Die Sicherungshülsen 7, 15 sind jeweils bevorzugt aus einem Metallblech hergestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetengetriebe
- 2
- Planetenrad
- 3
- erster Planetenträgerabschnitt
- 4
- zweiter Planetenträgerabschnitt
- 5
- Planetenträger
- 6
- Planetenbolzen
- 7
- erste Sicherungshülse
- 8a
- erstes Aufnahmeloch
- 8b
- zweites Aufnahmeloch
- 9
- Nase
- 10
- Aussparung
- 11
- Blechrohling
- 12
- Hülsenbereich
- 13
- Flanschbereich
- 14
- Haltelasche
- 15
- zweite Sicherungshülse
- 16
- Schmiermittelzuführloch
- 17
- Hohlrad
- 18
- Scheibenbereich
- 19
- erste Stirnseite
- 20
- zweite Stirnseite
- 21
- Kragenbereich
- 22
- Lagerstätte
- 23
- Wälzlager
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011087574 B4 [0002]
