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Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe, umfassend einen Differentialkorb, welcher zumindest ein Ausgleichsrad drehbar gelagert aufnimmt, wobei das zumindest eine Ausgleichsrad mit zwei Achsrädern jeweils im Zahneingriff steht und auf einer den Zahneingriffen mit den Achsrädern abgewandten Seite an einem je zugehörigen Innenwandabschnitt des Differentialkorbes abgestützt ist, und wobei zwischen dem zumindest einen Ausgleichsrad und dem je zugehörigen Innenwandabschnitt jeweils eine Anlaufscheibe platziert ist, welche in jeweils eine Vertiefung des Differentialkorbes eingelegt und an dem Differentialkorb gegen Verdrehen gesichert ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem vorgenannten Differentialgetriebe.
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Differentialgetriebe kommen bei Kraftfahrzeugen als Achsdifferentiale zum Einsatz, um bei Kurvenfahrt unterschiedliche Drehzahlen von Antriebsrädern einer angetriebenen Achse zu ermöglichen. Außerdem finden Differentialgetriebe auch als Längsdifferentiale Anwendung, wobei in diesem Fall eine jeweilige Antriebsbewegung auf mehrere angetriebene Achsen des jeweiligen Kraftfahrzeuges unter Ausgleich unterschiedlicher Drehzahlen verteilt wird. Zwischen Ausgleichsrädern des jeweiligen Differentialgetriebes und Innenwänden eines Differentialkorbes, in welchem die Ausgleichsräder drehbar gelagert aufgenommen sind, werden häufig Anlaufscheiben vorgesehen, über welche sich die Ausgleichsräder jeweils abstützen können. Die einzelne Anlaufscheibe wird dabei am Differentialkorb üblicherweise gegen Verdrehen gesichert, um Verschleiß zu vermeiden.
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Aus der
DE 10 2014 221 408 A1 ist ein Differentialgetriebe bekannt, bei welchem ein Differentialkorb mehrere Ausgleichsräder in Form von Ausgleichskegelrädern drehbar gelagert aufnimmt. Das einzelne Ausgleichskegelrad steht mit zwei Achsrädern in Form von Achskegelrädern jeweils im Zahneingriff und stützt sich an einem den Zahneingriffen mit den Achskegelrädern abgewandt liegenden Seite an einem zugehörigen Innenwandabschnitt des Differentialkorbes ab. Hierbei ist zwischen dem jeweiligen Innenwandabschnitt und dem Ausgleichskegelrad jeweils eine Anlaufscheibe vorgesehen, die in eine Vertiefung des Differentialkorbes eingelegt ist und am Differentialkorb gegen Verdrehen gesichert wird. Für die Sicherung ist die einzelne Anlaufscheibe dazu mit zwei Ansätzen ausgestattet, die seitens des Differentialkorbes in entsprechende Aussparungen eingreifen, um eine formschlüssige Verbindung zwischen der Anlaufscheibe und dem Differentialkorb herzustellen und darüber ein Verdrehen der Anlaufscheibe gegenüber dem Differentialkorb zu unterbinden.
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Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Differentialgetriebe zu schaffen, bei welchem ein Verdrehen einer jeweiligen Anlaufscheibe gegenüber einem Differentialkorb zuverlässig bei gleichzeitig niedrigem Herstellungsaufwand unterbunden werden kann.
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Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Kraftfahrzeugantriebsstrang, in welchem ein erfindungsgemäßes Differentialgetriebe zur Anwendung kommt, ist ferner Gegenstand von Anspruch 10.
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Gemäß der Erfindung umfasst ein Differentialgetriebe einen Differentialkorb, welcher zumindest ein Ausgleichsrad drehbar gelagert aufnimmt. Das zumindest eine Ausgleichsrad steht mit zwei Achsrädern jeweils im Zahneingriff und ist auf einer den Zahneingriffen mit den Achsrädern abgewandten Seite an einem je zugehörigen Innenwandabschnitt des Differentialkorbes abgestützt. Dabei ist zwischen dem zumindest einen Ausgleichsrad und dem je zugehörigen Innenwandabschnitt jeweils eine Anlaufscheibe platziert, welche in jeweils eine Vertiefung des Differentialkorbes eingelegt und an dem Differentialkorb gegen Verdrehen gesichert ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Differentialgetriebe ist also mindestens einen Ausgleichsrad vorgesehen, welches in einem Innenraum eines Differentialkorbes des Differentialgetriebes drehbar gelagert aufgenommen ist. Besonders bevorzugt ist das zumindest eine Ausgleichsrad dabei auf einer Ausgleichsachse drehbar gelagert, welche in einer entsprechenden Bohrung des Differentialkorbes geführt ist. Insbesondere sind bei dem erfindungsgemäßen Differentialgetriebe jedoch mehrere Ausgleichsräder vorgesehen, die im Einzelnen jeweils mit beiden Achsrädern im Zahneingriff stehen. Weiter bevorzugt sind dabei dann je zwei Ausgleichsräder auf einer gemeinsamen Ausgleichsachse oder mehreren Achsen drehbar gelagert vorgesehen.
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Zwischen dem zumindest einen Ausgleichsrad und dem Differentialkorb ist erfindungsgemäß jeweils eine Anlaufscheibe vorgesehen, über welche sich das jeweilige Ausgleichsrad an dem je zugehörigen Innenwandabschnitt des Differentialkorbes abstützt. Dabei liegt die jeweils eine Anlaufscheibe in einer zugehörigen Vertiefung des Differentialkorbes, die an dem je zugehörigen Innenwandabschnitt des Differentialkorbes ausgebildet ist. Außerdem wird ein relatives Verdrehen der jeweils einen Anlaufscheibe gegenüber dem Differentialkorb unterbunden, um einen Verschleiß zwischen Differentialkorb und Anlaufscheibe zu verhindern. Die Anlaufscheibe ist bevorzugt als Umformteil hergestellt, wurde also im Rahmen eines Umformprozesses gefertigt. Die Anlaufscheibe kann außerdem aus Kunststoff bestehen.
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Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die je eine Anlaufscheibe mit einer umlaufenden Außenkontur versehen ist, die in zumindest einem Abschnitt einen von einer Kreisform abweichenden Verlauf aufweist und dabei in dem zumindest einen Abschnitt je eine Anlagefläche ausbildet, welcher seitens der Vertiefung jeweils eine Kontaktfläche radial gegenüberliegt. Hierbei bilden die je eine Anlagefläche und die jeweils eine Kontaktfläche im Zusammenspiel die Verdrehsicherung.
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Mit anderen Worten verfügt also jeweils eine Anlaufscheibe über eine Außenkontur, die nicht kreisrund gestaltet ist, sondern in zumindest einem Abschnitt von einer kreisrunden Gestalt abweicht. An diesem zumindest einen Abschnitt wird dabei eine Anlagefläche der je einen Anlaufscheibe gebildet, wobei dieser Anlagefläche seitens der Vertiefung in radialer Richtung je eine Kontaktfläche gegenüberliegt, die in Zusammenspiel mit der Anlagefläche der Anlaufscheibe ein relatives Verdrehen der Anlaufscheibe gegenüber dem Differentialkorb unterbindet.
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Eine derartige Ausgestaltung eines Differentialgetriebes hat den Vorteil, dass eine Verdrehsicherung auf einfache Art und Weise und mit niedrigem Herstellungsaufwand verwirklicht werden kann. Denn die in zumindest einem Abschnitt von einer Kreisform abweichende Außenkontur der Anlaufscheibe lässt sich auf einfache Art und Weise fertigen, wobei gleichzeitig durch Zusammenspiel der in dem zumindest einen Abschnitt ausgebildeten Anlagefläche mit der seitens der Vertiefung gegenüberliegenden Kontaktfläche ein Relativverdrehen formschlüssig verhindert wird.
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Im Unterschied dazu wird bei der
DE 10 2014 221 408 A1 die Verdrehsicherung der jeweiligen Anlaufscheibe über die Ansätze an der Anlaufscheibe verwirklicht, die in korrespondierende Aussparungen des Differentialkorbes einfassen. Zwar wird auch hierdurch eine formschlüssige Verdrehsicherung realisiert, aber die Herstellung der Anlaufscheibe mit den Ansätzen ist entsprechend aufwendig. Außerdem können Fertigungstoleranzen, insbesondere Gußtoleranzen, dazu führen, dass sich eine ungünstige Lastverteilung ergibt und es zu einem Einleiten eines Drehmoments in die Anlaufscheibe kommt.
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Im Rahmen der Erfindung kann die Vertiefung mit einer Innenkontur gestaltet sein, welche zu der Außenkontur der eingelegten Anlaufscheibe korrespondiert. Dabei ist unter einer „korrespondierenden“ Gestaltung von Außenkontur und Innenkontur zu verstehen, dass die Außenkontur und die Innenkontur einander nachempfunden sind, indem die Verläufe von Außenkontur und Innenkontur einander im Wesentlichen entsprechen. Die Vertiefung kann aber auch weitestgehend unabhängig von der Außenkontur der Anlaufscheibe gestaltet sein, beispielsweise als umlaufende Vertiefung im Differentialkorb, da für die erfindungsgemäße Verdrehsicherung nur wesentlich ist, dass die Außenkontur der Anlaufscheibe nicht vollständig kreisrund ausgeführt ist und der durch die Abweichung von der Kreisform gebildeten Anlagefläche seitens der Vertiefung eine Kontaktfläche gegenüberliegt, die durch Kontakt mit der Anlagefläche an der Anlaufscheibe das Relativverdrehen zwischen Anlaufscheibe und Differentialkorb unterbindet.
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Die je eine Anlagefläche an der Anlaufscheibe und die jeweils eine Kontaktfläche der Vertiefung liegen sich radial gegenüber, wobei mit „radial“ eine Orientierung in Durchmesserrichtung einer Ausgleichsachse zu verstehen ist, um welche das jeweilige Ausgleichsrad drehbar gelagert ist.
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Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung weist die Außenkontur den Verlauf einer durch zumindest eine Sekante unterbrochenen Kreisform auf. In vorteilhafter Weise kann hierdurch die Anlaufscheibe mit niedrigem Herstellungsaufwand verwirklicht werden, indem eine ansonsten kreisrunde Form nur geringfügig modifiziert wird. Denn durch Unterbrechung der kreisrunden Form über die zumindest eine Sekante kann auf einfache Art und Weise eine Anlagefläche an der Anlaufscheibe realisiert werden, durch welche im Zusammenspiel mit der gegenüberliegenden Kontaktfläche der Vertiefung die Verdrehsicherung der Anlaufscheibe am Differentialkorb dargestellt wird.
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In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform ist die kreisrunde Form durch zwei Sekanten unterbrochen, welche hierbei dann insbesondere parallel zueinander verlaufen. Durch Vorsehen zweier Sekanten kann ein Kontaktbereich zwischen der der Anlaufscheibe und der Vertiefung in Drehrichtung vergrößert werden, so dass eine Lastverteilung erreicht wird.
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Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Außenkontur zumindest in einem Abschnitt eine von einer kreisrunden Form abweichenden Verlauf aufweist. Dies kann abgesehen von der vorstehend beschriebenen Variante, bei welcher eine kreisrunde Form in zumindest einem Abschnitt durch eine Sekante unterbrochen ist, auch dadurch erreicht werden, dass die Außenkontur insgesamt nicht kreisrund gestaltet ist, beispielsweise oval oder ähnliches.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung sind die je eine Anlaufscheibe und der zugehörige Innenwandabschnitt kalottenförmig gewölbt gestaltet. Hierdurch wird ein geeignetes Abstützen von einem insbesondere als Ausgleichskegelrad ausgeführten Ausgleichsrades verwirklicht.
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Es ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dass die je eine Anlaufscheibe mit einem Durchbruch durchsetzt ist, welcher zumindest in einem Abschnitt eine von einer Kreisform abweichende Gestalt aufweist. Dies hat den Vorteil, dass hierdurch auch eine Verdrehsicherung einer durch den Durchbruch hindurchgeführten Ausgleichsachse realisiert werden kann, auf welcher das jeweilige Ausgleichsrad drehbar gelagert angeordnet ist. Denn durch entsprechende Gestaltung der Ausgleichsachse mit einer von einer kreisrunden Form abweichenden Außenkontur, die hierbei zu der Innenkontur des Durchbruchs korrespondiert, kann zwischen Anlaufscheibe und Ausgleichsachse ebenfalls eine formschlüssige Verbindung in Drehrichtung ausgebildet und damit ein Relativverdrehen zwischen beiden Bauteilen unterbunden werden. Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, den Durchbruch als kreisrunde Bohrung auszuführen, durch welche die Ausgleichsachse im montierten Zustand des Differentialgetriebes geführt ist.
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In Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Ausgleichsräder in dem Differentialkorb drehbar gelagert aufgenommen. Dabei steht jedes einzelne Ausgleichsrad jeweils mit beiden Achsrädern im Zahneingriff, wobei im Rahmen der Erfindung hierbei zwei, drei, vier oder mehr Ausgleichsräder vorgesehen sein können. Zudem ist dann jedem der Ausgleichsräder jeweils eine Anlaufscheibe zugeordnet, die auf die erfindungsgemäße Art und Weise ausgestaltet und in jeweils einer Vertiefung des Differentialkorbes platziert ist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist das zumindest eine Ausgleichsrad als Ausgleichskegelrad ausgeführt, welches mit den beiden als Achskegelrädern ausgebildeten Achsrädern im Zahneingriff steht. In diesem Fall liegt das erfindungsgemäße Differentialgetriebe also als Kegelraddifferential vor. Prinzipiell könnte das Differentialgetriebe im Rahmen der Erfindung aber auch anderweitig ausgeführt sein, wie beispielsweise als Stirnraddifferential.
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Das erfindungsgemäße Differentialgetriebe ist insbesondere Teil eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, wobei es innerhalb des Antriebsstranges dabei konkret als Achsdifferential oder auch als Längsdifferential vorgesehen sein kann. Während im erstgenannten Fall dann über das Differentialgetriebe eine Aufteilung einer Antriebsbewegung auf Antriebsräder einer Antriebsachse vorgenommen wird, ist das als Längsdifferential vorgesehene Differentialgetriebe für die Aufteilung einer Antriebsbewegung auf mehrere angetriebene Achsen eines Kraftfahrzeuges vorgesehen.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
- 1 eine Schnittansicht eines Teils eines Differentialgetriebes entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine perspektivische Ansicht eines Bereichs des Differentialgetriebes aus 1;
- 3 eine perspektivische Einzelansicht einer Anlaufscheibe des Differentialgetriebes aus 1;
- 4 eine weitere Einzelansicht der Anlaufscheibe aus 3; und
- 5 eine perspektivische Ansicht eines Bereichs eines Differentialgetriebes entsprechend einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung.
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1 zeigt eine Schnittansicht eines Teils eines Differentialgetriebes 1, welches entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist und einen Differentialkorb 2 umfasst, in dessen Innenraum 3 ein Ausgleichsrad 4 in Form eines Ausgleichskegelrades 5 drehbar gelagert aufgenommen ist. Zu diesem Zweck ist das Ausgleichskegelrad 5 auf einer - vorliegend nicht dargestellten - Ausgleichsachse drehbar gelagert, welche im Differentialkorb 2 in einer hierfür vorgesehenen Bohrung 6 geführt ist.
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Das Ausgleichskegelrad 5 steht mit zwei Achsrädern 7 und 8 permanent im Zahneingriff, die vorliegend als Achskegelräder 9 und 10 ausgebildet sind. Insofern ist das Differentialgetriebe 1 als Kegelraddifferential ausgeführt, bei welchem auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise ein über den Differentialkorb 2 eingeleitetes Antriebsmoment über das Ausgleichskegelrad 5 auf die beiden Achskegelräder 9 und 10 übertragen werden kann, wobei hierbei durch Rotation des Ausgleichskegelrades 5 auf der Ausgleichsachse unterschiedliche Drehzahlen der beiden Achskegelrädern 9 und 10 dargestellt werden können. Besonders bevorzugt umfasst das Differentialgetriebe 1 hierbei mehrere Ausgleichskegelräder, die jeweils sowohl mit dem Achskegelrad 9 als auch mit dem Achskegelrad 10 im Zahneingriff stehen.
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Wie zudem in 1 zu erkennen ist, stützt sich das Ausgleichskegelrad 5 an einer den Zahneingriffen mit den Achskegelrädern 9 und 10 abgewandt liegenden Seite an einem Innenwandabschnitt 11 des Differentialkorbes 2 über eine zwischenliegende Anlaufscheibe 12 ab. Diese Anlaufscheibe 12 ist dabei in eine Vertiefung 13 des Differentialkorbes 2 eingelegt und ist zur Anpassung der ihr zugewandten Seite des Ausgleichskegelrades 5 kalottenförmig gewölbt. Ebenso weist auch die Vertiefung 13 zur Aufnahme der Anlaufscheibe 12 eine entsprechende Wölbung auf.
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In 2 ist der Differentialkorb 2 im Bereich der Vertiefung 13 mit eingelegter Anlaufscheibe 12 perspektivisch dargestellt. Hierbei ist auch insbesondere zu erkennen, dass die Anlaufscheibe 12 und die Vertiefung 13 korrespondierend zueinander ausgestaltet sind, indem eine Außenkontur 14 der Anlaufscheibe 12 einer Innenkontur 15 der Vertiefung 13 im Wesentlichen nachempfunden ist. Dabei bildet die Anlaufscheibe 12 an ihrer Außenkontur 14 eine radial orientierte, umlaufende Außenfläche 16, der seitens der Innenkontur 15 der Vertiefung 13 eine Innenfläche 17 radial gegenüberliegt.
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Die Außenkontur 14 der Anlaufscheibe 12 und die Innenkontur 15 der Vertiefung 13 weisen jeweils im Wesentlichen den Verlauf einer Kreisform auf. Um nun ein Relativverdrehen der Anlaufscheibe 12 gegenüber dem Differentialkorb 2 zuverlässig zu unterbinden, ist die Kreisform der Außenkontur 14 und der Innenkontur 15 jedoch korrespondierend zueinander durch zwei zueinander parallele Sekanten 18 und 19 unterbrochen, durch welche an der Außenfläche 16 Anlageflächen 20 und 21 und an der Innenfläche 17 Kontaktflächen 22 und 23 definiert werden. Dabei liegen sich die Anlagefläche 20 und die Kontaktfläche 22 sowie die Anlagefläche 21 und die Kontaktfläche 23 gegenüber und unterbinden im Zusammenspiel formschlüssig ein Relativverdrehen der Anlaufscheibe 12 gegenüber dem Differentialkorb 2.
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Die Anlaufscheibe 12 ist zudem in den 3 und 4 einzeln dargestellt. In 3 können dabei auch die beiden Anlageflächen 20 und 21 der Außenfläche 16 erkannt werden. Die Anlaufscheibe 12 ist dabei zudem zentrisch mit einem Durchbruch 24 durchsetzt, welcher als kreisrunde Bohrung gestaltet ist und der Hindurchführung der Ausgleichsachse für die Aufnahme des Ausgleichskegelrades 5 dient.
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Schließlich zeigt 5 noch eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Differentialgetriebes 25 gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, die weitestgehend der vorhergehenden Variante entspricht. Unterschiedlich ist dabei, dass nun auch eine Verdrehsicherung zwischen einer Anlaufscheibe 26 und einer Ausgleichsachse 27 ausgebildet ist, die erneut der Lagerung eines - vorliegend nicht dargestellten - Ausgleichsrades dient. Die Anlaufscheibe 26 ist im Wesentlichen wie die Anlaufscheibe 12 der vorhergehenden Variante ausgeführt, mit dem Unterschied, dass ein Durchbruch 28 nun einen von einer Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist. Konkret wird der Querschnitt des Durchbruchs 28 durch eine in einem Abschnitt mit einer Sekante 29 durchbrochenen Kreisform gebildet. Die durch den Durchbruch 28 hindurchgeführte Ausgleichsachse 27 ist mit ihrem Außenquerschnitt hierzu korrespondierend gestaltet, so dass durch Zusammenspiel des Querschnitts des Durchbruchs 28 und des Außenquerschnitts der Ausgleichsachse 27 die Verdrehsicherung zwischen Anlaufscheibe 26 und Ausgleichsachse 27 verwirklicht wird.
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Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kann eine Verdrehsicherung einer Anlaufscheibe auf zuverlässige Art und Weise bei gleichzeitig niedrigem Herstellungsaufwand verwirklicht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Differentialgetriebe
- 2
- Differentialkorb
- 3
- Innenraum
- 4
- Ausgleichsrad
- 5
- Ausgleichskegelrad
- 6
- Bohrung
- 7
- Achsrad
- 8
- Achsrad
- 9
- Achskegelrad
- 10
- Achskegelrad
- 11
- Innenwandabschnitt
- 12
- Anlaufscheibe
- 13
- Vertiefung
- 14
- Außenkontur
- 15
- Innenkontur
- 16
- Außenfläche
- 17
- Innenfläche
- 18
- Sekante
- 19
- Sekante
- 20
- Anlagefläche
- 21
- Anlagefläche
- 22
- Kontaktfläche
- 23
- Kontaktfläche
- 24
- Durchbruch
- 25
- Differentialgetriebe
- 26
- Anlaufscheibe
- 27
- Ausgleichsachse
- 28
- Durchbruch
- 29
- Sekante
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014221408 A1 [0003, 0012]
