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Die Erfindung betrifft einen Ventilator mit einem elektrischen Antrieb und mindestens einer dem Antrieb oder einem Bauteil des Antriebs zugeordneten drehenden oder drehfesten Funktionseinheit zur Erzeugung und/oder Beeinflussung eines Luftstroms. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Ventilators.
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Bei dem hier in Rede stehenden Ventilator kann es sich um einen beliebigen Ventilator mit einem elektrischen Antrieb handeln, beispielsweise um einen Axial-, Radial- oder Diagonalventilator. Solche Ventilatoren sind hinlänglich aus der Praxis bekannt. Lediglich beispielhaft sei auf
EP 2 792 885 A1 verwiesen, wobei dort neben dem zur Erzeugung des Luftstroms dienenden Laufrad luftaustrittseitig ein beschaufeltes Nachleitrad vorgesehen ist, welches die Luftzirkulation verbessern soll. Sowohl das Laufrad als auch das Nachleitrad sind am Antrieb bzw. an dessen Gehäuse, mit oder ohne Zwischenschaltung eines Adapterflansches, anzubringen.
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Aus
DE 10 2015 207 800 A1 ist für sich gesehen ein Diagonal- oder Radialventilator mit einer Leiteinrichtung bekannt, wobei dort die Geräuschentwicklung reduziert und die Luftleistung sowie der Wirkungsgrad erhöht werden sollen.
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Im Stand der Technik, insbesondere bei den aus der Praxis bekannten Ventilatoren, ist die Montage der Bauteile aufwändig und daher problematisch. Insbesondere bei der Verbindung von Radial- oder Diagonallaufrädern mit dem elektrischen Antrieb bzw. der Antriebseinheit wird regelmäßig eine Schraubverbindung mit etwa sechs Schrauben realisiert, die entweder in Bereiche der Antriebseinheit oder in das Laufrad eingeschraubt werden. Das Verschrauben der Teile stellt einen erheblichen Montageaufwand dar und bringt in Bezug auf die Schrauben nicht unnötige Materialkosten mit sich. Gleiches gilt für das Anbringen weiterer Funktionseinheiten, beispielsweise eines Vorleitgitters, eines Nachleitrades, eines Diffusors, etc. Der Montageaufwand durch Verschrauben der Funktionseinheiten ist stets aufwändig und daher kostenintensiv.
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Im Lichte der voranstehenden Ausführungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik auftretenden Probleme zumindest weitgehend zu eliminieren, insbesondere die Montage- und Materialkosten, die mit dem Verbinden der Funktionsteile auftreten, möglichst zu minimieren.
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Außerdem soll ein Verfahren zur Montage eines solchen Ventilators angegeben werden, der den voranstehenden Anforderungen genügt.
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Voranstehende Aufgabe ist in Bezug auf den Ventilator durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, nämlich dahingehend, dass die koaxial um den Antrieb herum oder davor oder danach (in Bezug auf die Strömungsrichtung der Luft) angeordnete Funktionseinheit, im einfachsten Falle ein Lüfterrad bzw. Laufrad, unmittelbar oder mittelbar dem elektrischen Antrieb zugeordnet ist, nämlich durch form- und kraftschlüssiges Ineinandergreifen und gegenseitiges Verspannen von Verbindungsmitteln. Die Verbindung erfolgt somit schraubenfrei.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass es hier ganz allgemein um die Verbindung beliebiger Funktionseinheiten mit dem elektrischen Antrieb eines Ventilators geht, wobei der elektrische Antrieb im weitesten Sinne zu verstehen ist. Darunter fällt auch das Gehäuse des elektrischen Antriebs und damit verbundene oder im Umfeld des elektrischen Antriebs vorgesehene Halteinrichtungen, an denen verschiedene Funktionseinheiten befestigt werden können.
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Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass sich die Wirkverbindung zwischen dem elektrischen Antrieb eines Ventilators und beispielsweise einem Laufrad schraubenfrei erzeugen lässt, nämlich dadurch, dass besondere Verbindungsmittel, die dem Antrieb und der jeweiligen Funktionseinheit zugeordnet sind, form- und kraftschlüssig miteinander verbunden werden, nämlich durch Ineinandergreifen der Verbindungsmittel und gegenseitiges Verspannen. Eine solche Verbindung ist reversibel und kann, entgegen der Spannrichtung, einfach wieder gelöst werden.
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Wie bereits zuvor ausgeführt, kann es sich bei der mit dem Antrieb zu verbindenden Funktionseinheit um ein Laufrad handeln, vorzugsweise um ein Axial-, Radial- oder Diagonallaufrad. Jedenfalls ist dieses Laufrad mit einem abtriebseitigen Element des Antriebs zu verbinden, so dass das Laufrad den Luftstrom erzeugen kann.
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Bei der Funktionseinheit kann es sich auch um eine den Luftstrom beeinflussende Funktionseinheit handeln, beispielsweise um ein Vorleitgitter, ein Nachleitrad und/oder um einen Diffusor, etc. Diese Funktionseinheiten sind in Ergänzung zu der Vorkehrung des Laufrads zu sehen, wobei sich die erfindungsgemäße Lehre auch auf die bloße Vorkehrung solcher beeinflussender Funktionseinheiten bezieht, die nämlich durch Verspannen von Verbindungsmitteln unmittelbar oder mittelbar mit dem Antrieb, dem Gehäuse des Antriebs oder einer dem Antrieb zugeordneten Halte-/Befestigungseinrichtung zugeordnet sind.
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Die Funktionseinheiten, ganz gleich welcher Bauart und Funktion, können direkt mit dem Antrieb bzw. einem Bauteil des Antriebs verbunden sein. Ebenso ist es denkbar, dass die jeweilige Funktionseinheit über einen Adapterflansch mit dem Antrieb oder einem Bauteil des Antriebs verbunden ist. Der Adapterflansch kann wiederum dem Antrieb bzw. dem Gehäuse oder einem Bauteil des Antriebs oder aber auch der jeweiligen Funktionseinheit zugeordnet sein, beispielsweise fest oder lösbar mit dieser verbunden sein.
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In vorteilhafter Weise umfassen die Verbindungsmittel Eingriffselemente und zum Einstecken der Eingriffselemente dienende Eingriffsöffnungen, wobei die Eingriffselemente und die Eingriffsöffnungen aufeinander abgestimmt sind. Sie wirken paarweise zusammen.
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Im Konkreten können die Eingriffselemente dem Antrieb oder dem Adapterflansch oder der Funktionseinheit zugeordnet sein. Entsprechend wären dann die Eingriffsöffnungen dem jeweils anderen Bauteil zugeordnet, d.h. der Funktionseinheit oder dem Adapterflansch oder den Antrieb. Wesentlich ist, dass beim Zusammenbau von Antrieb und Funktionseinheit(en) die Eingriffselemente und die Eingriffsöffnungen aufeinander abgestimmt sind und ineinander greifen.
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Die Eingriffselemente können im Sinne eines Eingriffsbolzens ausgeführt sein und dabei einen dünneren Einsteckhals und einen zum Hintergreifen dienenden dickeren Einsteckkopf haben. Im Rahmen einer solchen Ausgestaltung sind die Eingriffselemente in etwa pilzartig ausgebildet.
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Die Einstecköffnungen haben einen größeren Einsteckbereich zum Einstecken und Durchstecken des Einsteckkopfes und einen schmaleren Verschiebebereich zum Verschieben des Einsteckhalses bei komplett eingestecktem Einsteckkopf. Dies bedeutet, dass zur gegenseitigen Verbindung von Antrieb und Funktionseinheit sämtliche Einsteckköpfe der Eingriffselemente in die jeweiligen Einsteckbereiche der Einstecköffnungen eingesteckt und nach völligem Durchstecken der Einsteckköpfe die Eingriffselemente mit den dünneren Einsteckhälsen entlang der schmaleren Verschiebebereiche verschoben werden, wodurch eine zunächst formschlüssige Verschiebung und Verriegelung stattfindet.
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Zum Verspannen ist in vorteilhafter Weise in eine Richtung weg vom Einsteckbereich die dem Einsteckkopf zugewandte Fläche des Verschiebebereichs derart ausgebildet, dass sie eine Art Rampe bildet, derart, dass beim Verschieben des eingesteckten Einsteckkopfes entlang des Verschiebebereichs ein gegenseitiges Verspannen der Verbindungsmittel erfolgt. Beim Verspannen dient der Einsteckkopf gegenüber dem dem Einsteckkopf angewandten Ende des Einsteckhalses als Widerlager, so dass entlang des rampenartigen Verschiebebereichs ein Verspannen der Verbindungsmittel stattfindet.
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Entlang des Umfangs des Antriebs oder des Adapterflanschs oder der Funktionseinheiten sind mehrere Paare von Eingriffselementen und Eingriffsöffnungen ausgebildet, die in ihrer Position und Ausgestaltung aufeinander abgestimmt sind. Somit lässt sich durch mehrere Paare von Verbindungsmitteln eine sichere Verbindung durch gegenseitiges Verspannen der Verbindungsmittel erzeugen.
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Auch ist es denkbar, dass die Verbindungsmittel, d.h. die Eingriffselemente und Eingriffsöffnungen, nicht etwa insgesamt auf der einen Seite bzw. auf der anderen Seite dem Antrieb und der jeweiligen Funktionseinheit zugeordnet sind, dass vielmehr eine weichselweise Zuordnung zu dem Antrieb und dem mit dem Antrieb zu verbindenden Bauteil vorgesehen ist. Eine wechselseitige Anordnung von Eingriffselement und Eingriffsöffnung ist denkbar. Auch ist es denkbar, Positionierhilfen vorzusehen, beispielsweise durch eine konische Ausgestaltung des Einsteckkopfes und/oder eine entsprechende konische Ausgestaltung der Einstecköffnung.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass es für die erfindungsgemäße Lehre wesentlich ist, dass die zu verbindenden Teile - Antrieb und eine oder mehrere Funktionseinheit(en) form- und kraftschlüssig durch Ineinandergreifen und gegenseitiges Verspannen der Verbindungsmittel verbindbar sind, möglichst reversibel. Eine solche Verbindung kann beispielsweise auch durch eine Bajonettverbindung hergestellt werden, nämlich mit Verbindungsmitteln, die eine solche Bajonettverbindung bilden, auch in Abweichung zu den voranstehend erörterten Ausführungen.
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Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn zwischen den Verbindungsmitteln eine konstruktive Vorkehrung getroffen ist, die ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindungsmittel verhindert. Dies lässt sich durch Vorkehrung vorzugsweise selbsthemmender Rastmittel erreichen, die einem ungewollten Lösen der verspannten Verbindungsmittel entgegenwirken. Solche Rastmittel können den Verbindungsmitteln zugeordnete Rastrillen und Rastzungen oder Rastnasen umfassen, die beim Einschieben der Eingriffselemente in die Eingriffsöffnungen wirken. Solche Rastmittel können ähnlich den Rastmitteln von Kabelverbindern ausgeführt sein, wobei es denkbar ist, zum Lösen der Rastverbindung einen Kipphebel vorzusehen, der auf die Rastzunge oder Rastnase wirkt, so dass diese außer Eingriff mit den Rastrillen bringbar ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren löst die eingangs genannte Aufgabe mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 16, wonach der zuvor genannte Ventilator, mit den beanspruchten technischen Merkmalen, einfach montierbar ist, wobei nämlich dem Antrieb oder dem Bauteil des Antriebs oder einem Adapterflansch die jeweilige Funktionseinheit unmittelbar oder mittelbar form- und kraftschlüssig durch Ineinandergreifen und gegenseitiges Verspannen von Verbindungsmitteln zugeordnet wird.
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Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
- 1 in einer schematischen Ansicht ein Laufrad für einen Ventilator mit dort direkt angebrachten/ausgebildeten Verbindungsmitteln,
- 2 in einer weiteren Ansicht den Gegenstand aus 1,
- 3 in einer Detailansicht ein als Eingriffselement ausgeführtes Verbindungsmittel, welches gemäß den 1 und 2 am Laufrad ausgebildet ist,
- 4 in einer schematischen Ansicht einen Adapterflansch mit dort ausgebildeten Verbindungsmitteln, die mit den Verbindungsmitteln des Laufrads gemäß den 1 und 2 zusammenwirken, wobei der Adapterflansch mit dem Antrieb eines Ventilators verbindbar ist,
- 5 in einer schematischen Ansicht das Laufrad aus den 1 und 2, wobei die Verbindungsmittel des Laufrads und des Adapterflanschs ineinander greifen und gegeneinander verspannt sind,
- 6 in einer Detailansicht, vergrößert, den Eingriff des Eingriffselements in eine dem Adapterflansch zugeordnete Eingriffsöffnung,
- 7 in einer Detailansicht, vergrößert, den Gegenstand aus 6, wobei selbsthemmende Rastmittel zum ungewollten Lösen der verspannten Verbindungsmittel vorgesehen sind und
- 8 in einer Explosionszeichnung, schematisch, die wesentlichen Bestandteile des erfindungsgemäßen Ventilators, mit einem Laufrad und einem zwischen dem Laufrad und dem elektrischen Antrieb vorgesehenen Adapterflansch, sowie dem elektrischen Antrieb selbst.
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In Bezug auf die Figuren und die nachfolgende Figurenbeschreibung sei zunächst angemerkt, dass hier lediglich diejenigen Bauteile beschrieben und mit Bezugszeichen versehen sind, die einen Bezug zur erfindungsgemäßen Lehre haben. Auf die Darstellung und Erläuterung sonstiger den Ventilator betreffender Merkmale wird einer einfachen Darstellung halber verzichtet.
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1 zeigt ein Laufrad 1 als wesentlicher Bestandteil eines erfindungsgemäßen Ventilators. Dieses Laufrad 1 ist abtriebseitig mit einer nicht gezeigten Antriebseinheit zu verbinden. Damit diese Verbindung schraubfrei erfolgen kann, sind dort besondere Verbindungsmittel 2 vorgesehen, die als Eingriffselemente 3 ausgeführt sind. Die Eingriffselemente 3 haben einen knopf-/pilzartigen Einsteckkopf 4 und einen dünneren Einsteckhals 5. Die Eingriffselemente 3 sind kreisringförmig angeordnet und an einem integralen Ringflansch 6 festgelegt.
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2 zeigt die zuvor erörterten Merkmale aufgrund der etwas anderen Ansicht im Detail, insbesondere in Bezug auf die Ausgestaltung der Eingriffselemente 3 mit Einsteckkopf 4 und Einsteckhals 5.
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Mit den Einsteckelementen 3 des in den 1 und 2 gezeigten Laufrads 1 korrespondieren Eingriffsöffnungen 7, die unmittelbar einem Verbindungsbereich eines nicht gezeigten Adapterflanschs, abtriebsseitig, zugeordnet sein können.
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3 zeigt im Detail den Ringflansch 6 des Laufrads 1 gemäß den 1 und 2, wobei außen am Ringflansch 6 Rastmittel 13 in Form von Rastrillen 14 vorgesehen sind, und zwar in unmittelbarer Nähe zum Einsteckelement 3.
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4 zeigt einen zwischengeschalteten Adapterflansch 8, der unmittelbar am Motor, dort drehend bzw. angetrieben, festgelegt wird. Dieser Adapterflansch 8 ist entsprechend der Anordnung der Eingriffselemente 3 gemäß den 1 und 2 mit besonderen Verbindungsmitteln 2 ausgestattet, nämlich mit Eingriffsöffnungen 7, die zum Einstecken der Eingriffselemente 3 dienen.
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Im Konkreten sind die Eingriffsöffnungen 7 mit einem größeren Einsteckbereich 9 zum Einstecken bzw. Durchstecken des Einsteckkopfes 4 ausgestattet, wobei der Einsteckkopf 4 so weit in den Einsteckbereich 9 eingesteckt wird, bis sich das Einsteckelement 3 entlang eines schmaleren Verschiebebereichs 10 in eine arretierende Position verschieben lässt.
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Ein Verspannen der miteinander kommunizierenden Verbindungsmittel 2 wird dadurch erreicht, dass die Anlageflächen 11 für den Einsteckkopf 4 rampenartig ausgeführt sind, nämlich mit ansteigenden Rampenflächen 12, so dass beim weiteren Einschieben bzw. Durchschieben des Einsteckelements 3 ein Verspannen im Bereich des Einsteckkopfes 4 gegenüber der Eingriffsöffnung 7 stattfindet.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Vorkehrung des zuvor erörterten Adapterflanschs 8 nicht zwingend erforderlich ist. Vielmehr können die Verbindungsmittel 2
- - Einstecköffnung 7 mit Einsteckbereich 9 und Verschiebebereich 10 - unmittelbar dem Antrieb zugeordnet sein.
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5 zeigt das Laufrad 1 gemäß den 1 und 2, an dem der Adapterflansch 8 gemäß 4 befestigt und durch Ineinandergreifen und gegenseitiges Verspannen der Verbindungsmittel 2 fest verbunden ist. Bei der Darstellung in den 1, 2 und 3 ist bereits angedeutet, dass Rastmittel 13 vorgesehen sind, mit Rastrillen 14 und jeweils einer Rastzunge 15 mit einem kleinen Hebel 16 zum Lösen der selbsthemmenden Wirkung.
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6 zeigt den gegenseitigen Eingriff der Verbindungsmittel 2, wobei der Einsteckkopf 4 entlang des schmalen Verschiebebereichs 10 entlang der Rampenfläche 12 in die klemmende und dabei arretierende Position verbracht ist.
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7 zeigt ebenfalls den Eingriff der Verbindungsmittel 2, wobei dort die zuvor bereits erörterten Rastmittel 13 mit Rastrillen 14, Rastzunge 15 und einen zum Lösen dienenden Hebel 16 vorgesehen sind.
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8 zeigt die wesentlichen Bestandteile des erfindungsgemäßen Ventilators in einer Explosionszeichnung. Der in den 1 bis 7 nicht gezeigte elektrische Antrieb 17 ist angedeutet. Zur Verbindung des Laufrads 1 mit dem Antrieb 17 ist ein Adapterflansch 8 vorgesehen, der mit dem Antrieb 17 verschraubt wird.
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Der Adapterflansch 8 ist mit einer Drehsicherung ausgestattet, beispielsweise mit Positionierstiften 18 oder Schrauben zur drehfesten Positionierung am Antrieb 17. Am Adapterflansch 8 sind entlang dem Umfang Teile der Verbindungsmittel 2 vorgesehen, nämlich Eingriffsöffnungen mit größerem Einsteckbereich 9 und schmalerem Verschiebebereich 10. Die rampenartige Anlagefläche 11 bzw. Rampenfläche 12 ist angedeutet.
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Am Laufrad 1 sind komplementäre Verbindungsmittel 2 vorgesehen, entlang eines Ringflanschs 6. Diese Verbindungsmittel 2 umfassen Eingriffselemente 3 mit Einsteckkopf 4 und Einsteckhals 5.
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Zur Vermeidung von Wiederholungen wird ansonsten auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.
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Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lehre wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.
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Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lehre lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Laufrad
- 2
- Verbindungsmittel
- 3
- Eingriffselement (Verbindungsmittel)
- 4
- Einsteckkopf des Eingriffselements
- 5
- Einsteckhals des Eingriffselements
- 6
- Ringflansch des Laufrads
- 7
- Eingriffsöffnung (Verbindungsmittel)
- 8
- Adapterflansch
- 9
- größerer Einsteckbereich (der Eingriffsöffnung)
- 10
- schmalerer Verschiebebereich (der Eingriffsöffnung)
- 11
- Anlagefläche (seitlich der Eingriffsöffnung)
- 12
- Rampenfläche
- 13
- Rastmittel
- 14
- Rastrillen
- 15
- Rastzunge
- 16
- Hebel (zum Lösen der Rastzunge)
- 17
- Antrieb
- 18
- Positionierstifte, Schrauben
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2792885 A1 [0002]
- DE 102015207800 A1 [0003]
