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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung mit wenigstens einem Getriebebauteil und einem Ventil, wobei ein Ventilgehäuse des Ventils in dem Getriebebauteil sitzt und wobei das Ventilgehäuse wenigstens eine erste Durchgangsöffnung aufweist, welche mit einem ersten Kanal der Getriebevorrichtung strömungstechnisch verbunden sowie durch einen in dem Ventilgehäuse beweglichen Schieber zumindest teilweise verschließbar ist, und ein Ventil zur Verwendung in einer derartigen Vorrichtung, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Ventils sowie eine Vorrichtung zur Regelung von Drücken eines Strömungsmittels in einem Fahrzeuggetriebe mit einem als Druckausgleichsventil ausgeführten derartigen Ventil.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein Ventil der Gattung ist als sogenanntes Zweistufen-Rückschlagventil in
DE 10 2007 035 706 A1 beschrieben. Dieses Ventil weist ein Ventilgehäuse, ein als Endplatte bezeichnetes Stützelement, zwei Kolben und zwei Druckfedern auf. Einer der Kolben ist ein aus einem Kolbengehäuse und einem Stößel zusammengesetzt und über eine der Druckfedern axial an der Endplatte abgestützt. Dieser Kolben verschließt in einer Ruhestellung eine frontseitig koaxial zur Ventilachse in dem Ventilgehäuse ausgebildete Einlassöffnung. Dieser Kolben selbst ist auch mit einem Ventilsitz an einer Öffnung versehen, die in der Ruhestellung durch den zweiten aus einer Kugel bestehenden Kolben verschlossen ist. Die Kugel ist über eine zweite Druckfeder an dem Stößel axial abgestützt. Das Ventilgehäuse ist hülsenförmig ausgebildet und frontseitig mit der Einlassöffnung versehen. Rückseitig am offenen Ende des Ventils sitzt die Endplatte, die mehrere Durchgangslöcher aufweist. Die Durchgangslöcher bilden die Auslassöffnung des Ventils.
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Ein Ventil mit einem massiven Gehäuse, einem massiven Kolben, einer Druckfeder und einem scheibenförmigen Stützelement ist in
EP 03 01 5018 A1 beschrieben. Das Gehäuse weist frontseitig eine Eingangsöffnung auf. Der Ausgang des Ventils ist rückseitig, wobei der Durchlassquerschnitt über Öffnungen in dem Stützelement vorgegeben ist. Das Ventil sitzt in einem Gehäuse und ist axial über eine gegen die Rückseite des Ventils vorgespannte Platte bzw. Gehäusehälfte im Ventilsitz gesichert. Ein derartig massiv ausgebildetes Ventil ist aufgrund seiner vorwiegend spanabhebenden Bearbeitung relativ teuer. Darüber hinaus ist der Materialverbrauch zur Herstellung groß und das Gewicht des Ventils ist relativ hoch.
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Besondere Anforderungen an die Montage derartiger Ventile bestehen, wenn deren Ventilkörper auch quer zur Ventilachse gerichtete Zu- oder Abflussöffnungen aufweist. Ein derartiges Ventil ist in
DE 10 2015 211 599 A1 offenbart. Es ist häufig eine gerichtete Montage in die Vorrichtung notwendig, damit die quer gerichteten Öffnungen des Ventilkörpers und die der dazugehörigen Kanäle im Gehäuse miteinander für Strömungsmittel durchlässig in Übereinstimmung gebracht werden.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Getriebevorrichtung und ein Ventil zu schaffen, mit dem die vorgenannten Nachteile vermeiden lassen und das sich einfach und kostengünstig herstellen lässt.
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Die Aufgabe ist mit einem dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung mit wenigstens einem Getriebebauteil und einem in dem Getriebebauteil sitzenden Ventil. Ein Ventilgehäuse des Ventils sitzt einer Öffnung des Getriebebauteils. Das Ventilgehäuse weist wenigstens eine erste Durchgangsöffnung auf, welche mit einem ersten Kanal der Getriebevorrichtung strömungstechnisch verbunden ist. „Strömungstechnisch verbunden“ ist das Innere des Ventils bzw. Ventilgehäuses, wenn über die erste Durchgangsöffnung Gas oder eine Flüssigkeit bzw. ein anderes ein Strömungsmittel zumindest zeitweise von dem Kanal in oder durch das Ventil bzw. von dem Ventil aus in den Kanal strömen oder fließen kann. In dem Ventilgehäuse sitzt ein in zwei entgegengesetzte Längsrichtungen entlang einer Ventilachse des Ventils verschiebbarer Schieber. Die Öffnung des Ventils ist zeitweise teilweise oder ganz mittels des Schiebers verschließbar. Die erste Durchgangsöffnung ist quer zu den Längsrichtungen ausgerichtet und damit am Mantel des Ventilgehäuses ausgebildet. Unter Schieber ist dabei ein Bauelement zu verstehen, durch welches die Strömung eines Strömungsmittels durch das Ventil geregelt oder unterbrochen werden kann. Dabei kann der Schieber längs beweglich im Ventilgehäuse des Ventils angeordnet sein und/oder ist um die Ventilachse zumindest schwenkbar. Der Schieber ist vorzugsweise ein Kolben, der unter dem Einfluss von Drücken des Strömungsmittels bzw. Druckmediums axial verschiebbar in dem Ventilgehäuse angeordnet ist.
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Gemäß Erfindung ist wenigstens ein mit dem Ventilgehäuse stoffschlüssig verbundener und über das Ventilgehäuse hervorstehender Vorsprung ausgebildet, welcher formschlüssig an dem Getriebebauteil geführt oder gehalten wird. Unter „formschlüssig geführt“ ist der Eingriff des Vorsprungs in eine von der Gestalt her geeignete Vertiefung an dem Getriebebauteil oder sind zwei sich einander gegenüberliegende Anschläge für den Vorsprung zu verstehen. Eine Vertiefung ist beispielsweise ein Loch, eine Nische oder eine Nut. Die Anschläge liegen sich quer zu den Längsrichtungen einander gegenüber und der Vorsprung greift so zwischen die Anschläge, dass ein Verdrehen des Ventilgehäuses in der Öffnung um die Ventilachse nicht möglich ist. Eine derartige Anordnung dient der Orientierung bei der Montage des Ventils in das Getriebebauteil so, dass die erste Durchgangsöffnung exakt in ihre bestimmungsgemäße Position gebracht werden kann. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sich eine derartige Montageorientierung und Verdrehsicherung in Form des Vorsprungs oder der Vorsprünge durch eine stoffschlüssige Verbindung einfach und kostengünstig am Ventilgehäuse befestigen lässt. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Vorsprung in einer Längsnut des Getriebebauteils geführt ist, wobei die Anschläge zumindest durch Abschnitte sich einander gegenüberliegender Seitenwände der Längsnut gebildet sind. Eine derartige mit der Ventilachse gleichgerichtete Längsnut kann vorbereitend bei der Herstellung oder Bearbeitung des Getriebebauteils eingebracht werden. Ein Getriebebauteil ist zum Beispiel ein Teil eines Gehäuses des Getriebes oder eine Welle oder ein beliebiges anderes Bauteil eines Fahrzeuggetriebes.
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Gemäß Erfindung ist vorgesehen, dass der Vorsprung stoffschlüssig mit dem Ventilgehäuse verbunden ist. Derartige Verbindungen können Klebe- oder Löt- bzw. vorzugsweise Schweißverbindungen sein. Als Schweißverbindung ist eine durch Widerstandsschweißen erzeugte stoffschlüssige Verbindung bevorzugt. Beim Widerstandsschweißen wird die Wärme, die vom lokalen Stromfluss durch die zu verbindenden Teile erzeugt wird, ohne Zufuhr eines Zusatzstoffes genutzt. Beispiele für anwendbare Verfahren sind Widerstandspressschweißen, Widerstandsbuckelschweißen, alternativ Kondensatorimpulsschweißen als Punkt- oder Buckelschweißen und vorzugsweise Widerstandspunktschweißen. Den Verbindungspartnern, also dem Vorsprung oder seiner Basis, wird beim Schweißen über Elektroden unter Einfluss bzw. ohne Wirkung einer Anpresskraft Strom zugeführt. Durch den Widerstand der Werkstoffe werden die Verbindungspartner lokal bis Erreichen einer erforderlichen Schweißtemperatur erhitzt und miteinander verschweißt.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Vorsprung an einer in eine Längsrichtung weisenden Stirnseite des Ventilgehäuses befestigt ist und quer zur Längsrichtung von dem Ventilgehäuse abstehend zwischen die zwei Anschläge ragt. Die Befestigung an der Stirnseite hat den Vorteil, dass die Außenkontur des Ventilgehäuses außenzylindrisch gehalten werden kann und das Getriebebauteil mit einer innenzylindrischen Bohrung versehen sein kann. Die umfangsseitig durchgängig zylindrischen Konturen lassen sich einfacher herstellen als Konturen, deren zylindrische Gestalt von radialen Vorsprüngen bzw. Vertiefungen unterbrochen ist. Außerdem sind Anforderungen an die Maß-und Formgenauigkeit der zylindrischen Flächen für den passgenauen Sitz im Getriebegehäuse relativ hoch. Vorsprünge bzw. Vertiefungen auf bzw. an den zylindrischen Flächen können sich negativ auf die Genauigkeit der Ausführung der ansonsten zylindrischen Konturen bzw. Flächen auswirken.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Ventilgehäuse an der Stirnseite mit einer zweiten Durchgangsöffnung versehen ist, welche mit der Getriebevorrichtung strömungstechnisch wirkverbunden ist. Außerdem ist der Vorsprung an einer Basis ausgebildet, welche sich zumindest teilweise um die zweite Durchgangsöffnung erstreckt sowie dabei zumindest abschnittsweise an der Stirnseite des Ventilgehäuses anliegt. Die Basis ist erfindungsgemäß an wenigstens einer Stelle stoffschlüssig mit der Stirnseite verbunden. Die Basis verläuft zumindest teilweise umfangsseitig benachbart zu dem durch das Ventilgehäuse begrenzten Rand der zweiten Durchgangsöffnung und dabei um das das zweite Durchgangsloch und ist stirnseitig mit der Stirnseite des Ventilgehäuses stoffschlüssig verbunden. Über die stoffschlüssig mit dem Ventilgehäuse verbundene Basis erhält der Vorsprung einen sicheren Halt an dem Ventilgehäuse. Darüber hinaus sichert die stirnseitige Befestigung ab, dass sowohl der für eine sichere Passung mit dem Getriebebauteil mit hohen Genauigkeiten gefertigte Außenmantel des Ventilgehäuses als auch die für den Sitz des Schiebers mit hoher Genauigkeit gefertigte Innenkontur des Ventilgehäuses nicht durch den Schweißvorgang selbst oder durch die Schweißverbindung negativ beeinflusst wird.
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Die Erfindung sieht außerdem die Anwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Sicherung eines Ventils in einer Vorrichtung zur Regelung von Drücken eines Strömungsmittels in einem Fahrzeuggetriebe vor. Die Vorrichtung ist aus einem Abschnitt eines Getriebebauteils, aus zumindest einem ersten Kanal und aus einem zweiten Kanal sowie aus einem als Druckausgleichsventil ausgeführten Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche gebildet. Der erste Kanal führt in dem Abschnitt zu der ersten Öffnung und die zweite Öffnung mündet in den zweiten Kanal. Es ist vorgesehen, dass der erste Vorsprung formschlüssig in eine Ausnehmung des Getriebebauteils eingreift. Das Strömungsmittel ist Öl.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- - 1 einen Ausschnitt einer Getriebevorrichtung 1 mit einer Vorrichtung 2 zur Regelung von Drücken eines Strömungsmittels in einem ansonsten nicht weiter dargestellten Fahrzeuggetriebe. Der Ausschnitt ist als ein Längsschnitt entlang einer Ventilachse 3 eines Ventils 4 der Vorrichtung 2 ausgeführt.
- - 2 einen Ausschnitt der Getriebevorrichtung 1 mit der Vorrichtung 2, welcher quer zur Ventilachse 3 ausgerichtet ist und eine Draufsicht auf die Stirnseite 24 des Ventils 4 ist.
- - 3 eine Gesamtansicht eines mit den 1 und 2 in der Vorrichtung 2 dargestellten Ventilgehäuses 6.
- - 4 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Vorsprungs 7.
- - 5 eine Schweißvorrichtung 8 zur stoffschlüssigen Verbindung des in 3 dargestellten Ventilgehäuses 6 mit dem Vorsprung 7 in den Details der Längsschnitte V-I und V-III sowie der Ansicht V-Il aus 6.
- - 6 einen Ausschnitt der Schweißvorrichtung 8 in einer Draufsicht mit den Teilschnitten VI-I, VI-II und VI-3 aus 5.
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1 - Die Getriebevorrichtung 1 weist ein Getriebebauteil 9 und die Vorrichtung 2 zur Regelung von Drücken auf. Dass Getriebebauteil 9 ist zumindest mit einem ersten Kanal 10 und mit einem zweiten Kanal 11 versehen. Die Vorrichtung 2 zur Regelung von Drücken eines Druckmediums bzw. Strömungsmittels ist das als Druckausgleichsventil ausgeführte Ventil 4. Das Ventil 4 sitzt in einer Bohrung 12 des Getriebebauteils 9. Der erste Kanal 10 ist quer zur Längsachse 3 der Bohrung 12 gerichtet, wobei die Längsachse 3 der Bohrung 12 der Ventilachse 3 entspricht. Der zweite Kanal 11 ist in Längsrichtung mit der Längsachse 3 bzw. Ventilachse 3 ausgerichtet und schließt sich also unmittelbar an die Bohrung 12 an bzw. setzt die Bohrung 12 in axialer Richtung fort.
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Das Ventil 4 ist aus dem Ventilgehäuse 6, einem Schieber 13, einer Druckfeder 14 und einem Ventilboden 15 gebildet. Der Schieber 13 ist als Kolben 13 ausgebildet, welcher längs, d. h. axial, entlang der Ventilachse 3 verschiebbar in der innenzylindrischen Mantelfläche 16 des Ventilgehäuses 6 sitzt. Der Ventilboden 15 ist in einer Umfangsnut 17 des Ventilgehäuses 6 fest abgestützt.
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1 und 3 - Das Ventilgehäuse 6 weist eine erste Durchgangsöffnung 18 auf, welche quer zur Ventilachse 3 gerichtet ist. Eine zweite Durchgangsöffnung 19 ist mit der Ventilachse 3 gleichgerichtet.
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1 - Die erste Durchgangsöffnung 18 und der erste Kanal 10 sind strömungstechnisch so miteinander verbunden, dass deren Öffnungsquerschnitte für das Strömungsmittel oder Druckmedium durchlässig miteinander kooperieren. Die zweite Durchgangsöffnung 19 und der zweite Kanal 11 sind ebenfalls strömungstechnisch so miteinander verbunden, dass deren Öffnungsquerschnitte für das Strömungsmittel oder Druckmedium durchlässig miteinander kooperieren.
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Die Druckfeder 14 taucht axial in den Kolben 13 ein und ist dabei an einem Kolbenboden 20 axial abgestützt. Außerdem ist die Druckfehler 14 axial zwischen dem Kolbenboden 20 und dem Ventilboden 15 elastisch federnd eingespannt, sodass der Kolben 13 durch die Wirkung der Druckfeder 14 in der mit 1 dargestellten Schließstellung axial gegen einen Ventilsitz 5 am Rand der zweiten Durchgangsöffnung 19 vorgespannt ist und die zweite Durchgangsöffnung 19 somit verschließt. Durch Druck eines im Kanal 11 und über die zweite Durchgangsöffnung 19 auf den Kolbenboden 20 wirkendes Strömungsmittels bzw. Druckmediums kann der Kolben 13 axial gegen die Wirkung der Druckfeder 14 in Richtung Ventilboden 15 verschoben und die zweite Durchgangsöffnung 19 für den Durchtritt des Strömungsmittels bzw. Druckmediums freigegeben werden. Das Strömungsmittel kann in diesem Falle über die Kante des Kolbens 13 und seinen Übergangsbereich 21 zur ersten Durchgangsöffnung 18 und durch diese in den ersten Kanal 10 strömen.
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In das Getriebebauteil 9 ist ausgehend von der Bohrung 12 eine längs mit der Ventilachse 3 gleichgerichtet verlaufende Ausnehmung 22 in Form einer Längsnut 22 eingebracht. In diese Längsnut 22 greift formschlüssig der Vorsprung 7 ein, welcher fest mit einer Basis 23 verbunden ist. Die Basis 23 ist an einer Stirnseite 24 des Ventilgehäuses 6 befestigt.
- 1, 2 und 3 - Das in 3 dargestellte Ventilgehäuse 6 ist im Gegensatz zu den Darstellungen der 1 und 2 ohne den Rand 25 abgebildet, welcher die zweite Durchgangsöffnung 19 umrandet. Der einmaterialig mit der Basis 23 ausgebildete Vorsprung 7 steht in radialer Richtung, d. h. quer zur Längsrichtung der Ventilachse 3, über die außenzylindrische Fläche 31 des Ventilgehäuses 6 hinaus. Die Basis 23 ist an den Schweißpunkten 26 und 27 stoffschlüssig mit der Stirnseite 24 verbunden.
- 1 - Mit der außenzylindrischen Fläche 31 sitzt das Ventilgehäuse 6 in der Bohrung 12. Dabei sind der Vorsprung 7 und die erste Durchgangsöffnung 18 in zwei radial entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet. Bei der Montage des Ventils 4 in die Bohrung 12 wird der Vorsprung 7 in die Längsnut 22 „eingefädelt“, sodass in der Endposition des Ventils die erste Durchgangsöffnung 18 und der erste Kanal 10 exakt zueinander ausgerichtet sind.
- 2 - In der Draufsicht auf die Stirnseite 24 des in der Bohrung 12 des Getriebebauteils 9 sitzenden Ventils 4 ist zu erkennen, dass die Basis 23 des Vorsprungs 7 die zweite Durchgangsöffnung 19 an ihrem Rand 25 über einen Teilumfang sichelförmig umgibt. Der Vorsprung 7 greift radial in die Längsnut 22 ein, sodass die Flanken der Längsnut zwei tangentiale Führungen bzw. Anschläge 30 und 37 bilden, zwischen welchen der Vorsprung 7 ausgerichtet ist.
- 3 und 4 - in 4 ist der Vorsprung 7 inklusive seiner Basis 23 sichtbar. Der Vorsprung 7 und die Basis 23 sind einteilig-einmaterialig miteinander aus einem Flachmaterial hergestellt. Die Basis 23 geht so sichelförmig von dem Vorsprung 7 ab, dass die ansonsten kreisring-flächenförmig ausgebildete Basis 23 am Umfang durch einen Schlitz 28 unterbrochen ist. Der Schlitz 28 erstreckt sich über einen Öffnungswinkel von 100° plus/minus 10°. In der Ansicht nach 3 ist erkennbar, dass an dieser Stelle die Stirnseite 24 von der Basis 23 nicht bedeckt ist.
- 3, 5 und 6 - Die Schweißvorrichtung 8 ist zumindest aus dem Halter 29 und den Elektroden 32, 33 und 38 gebildet. Das in 3 dargestellte Ventilgehäuse 6 wird zunächst als Einzelteil in den Halter 29 der Schweißvorrichtung 8 eingesetzt und über die außenzylindrische Fläche 31 in dem Halter 29 geführt bzw. gehalten. Die Basis 23 wird an der Stirnseite 24 über den Rand 25 zentriert und zur ersten Durchgangsöffnung 18 ausgerichtet. Dabei ist die Stirnseite 24 durch die Basis 23 im Wesentlichen bedeckt (siehe insbesondere 3 und 6). Im Bereich des Schlitzes 28 jedoch liegt das Material der Stirnseite 24 bzw. des Ventilgehäuses 6 frei. Beim Schweißen werden die Elektroden 32 und 33 auf die Basis 23 in der Ebene H so aufgesetzt, dass direkter Kontakt zwischen den Elektroden 32 und 33 mit dem Material der Basis 23 aber nicht mit der Stirnseite 24 ausgebildet ist. Die Elektrode 38 dagegen wird an der durch den Schlitz 28 ausgebildeten freien Stelle in der axial tiefer gelegenen Ebene T an dem Kontaktpunkt 36 (siehe auch 3) in direkten Kontakt mit dem Material der Stirnseite 24 gebracht, sodass Strom über die Elektroden 32 und 33 durch die Materialen der Basis 23 und der Stirnseite 24 hindurch zwischen den Elektroden 32, 33 und 38 fließen kann und dabei die Schweißverbindungen 34 und 35 an den Kontaktzonen der Elektroden 32 und 33 und somit die als Schweißpunkte 26 und 27 ausgeführten stoffschlüssigen Verbindungen 34 und 35 zwischen dem Vorsprung 7 und dem Ventilgehäuse 6 entstehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebevorrichtung
- 2
- Vorrichtung
- 3
- Ventilachse
- 4
- Ventil
- 5
- Ventilsitz
- 6
- Ventilgehäuse
- 7
- Vorsprung
- 8
- Schweißvorrichtung
- 9
- Getriebebauteil
- 10
- erster Kanal
- 11
- zweiter Kanal
- 12
- Bohrung
- 13
- Schieber/Kolben
- 14
- Druckfeder
- 15
- Ventilboden
- 16
- innenzylindrische Mantelfläche des Ventilgehäuses
- 17
- Umfangsnut
- 18
- erste Durchgangsöffnung
- 19
- zweite Durchgangsöffnung
- 20
- Kolbenboden
- 21
- Übergangsbereich
- 22
- Ausnehmung/Längsnut
- 23
- Basis
- 24
- Stirnseite
- 25
- Rand
- 26
- Schweisspunkt
- 27
- Schweisspunkt
- 28
- Schlitz
- 29
- Halter
- 30
- Anschlag
- 31
- außenzylindrische Fläche des Ventilgehäuses
- 32
- erste Elektrode
- 33
- zweite Elektrode
- 34
- Schweißverbindung/stoffschlüssige Verbindung
- 35
- Schweißverbindung/stoffschlüssigen Verbindung
- 36
- Kontaktpunkt
- 37
- Anschlag
- 38
- Elektrode
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007035706 A1 [0002]
- EP 03015018 A1 [0003]
- DE 102015211599 A1 [0004]
