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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagerung für ein um eine Drehachse umlaufendes Element einer Werkzeugmaschine, beispielsweise für eine Welle, eine Spindel, einen Drehtisch oder einen Rundschalttisch einer Werkzeugmaschine, sowie einen Werkzeugmaschinentisch mit einer solchen Lagerung.
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Eine gattungsgemäße Lagerung wird beispielsweise in
DE 10 2017 220 629 A1 offenbart. Die Lagerung, die insbesondere zur Lagerung eines Werkzeugmaschinentisches dient, weist einen mehrteiligen Lagerinnenring und einen Lageraußenring auf, wobei der Lageraußenring mit Schmiermittelkanälen versehen ist, um Laufbahnen von Axiallagern und eines Radiallagers, mit welchen der Lagerinnenring auf dem Lageraußenring gelagert ist, zu schmieren. Die Schmiermittelkanäle sind in Form von Bohrungen in den Lageraußenring eingebracht und münden zwischen den Lagerlaufbahnen.
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Eine weitere gattungsgemäße Lagerung wird
EP 2 212 572 B1 offenbart. Bei dieser Lagerung sind die Schmiermittelkanäle in Form von sich kreuzenden Bohrungen in den Lageraußenring eingebracht.
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CN 201314333 U offenbart eine weitere gattungsgemäße Lagerung mit Bohrungen im Lageraußenring und in einem Wellenring, um die Axiallager und das Radiallager zwischen dem Lageraußenring und einem Lagerinnenring zu schmieren.
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Neben den dargestellten Lagerungen mit Schmiermittelkanälen im Lageraußenring sind entsprechende Lagerungen mit lebensdauergeschmierten Lagern bekannt. Diese lebensdauergeschmierten Lager benötigen keine Schmiermittelkanäle, um Schmiermittel nachzuführen.
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Nachteilig bei den lebensdauerschmierten Lagern ist, dass diese anfänglich einer Überschmierung unterliegen und nach längerer Betriebszeit nicht ausreichend geschmiert sein können.
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Bei den bekannten Lagerungen mit Schmiermittelkanälen im Lageraußenring ist nachteilig, dass ungeachtet dessen, ob die Schmiermittelkanäle neben den Laufbahnen münden oder in Laufbahnen münden, sich der Schmiermittelstrom zu den Laufbahnen aufgrund von im Betrieb der Lagerung auftretenden Druckverhältnissen und durch auf das Schmiermittel wirkende Gravitationskraft einstellt. Dadurch besteht die Gefahr, dass einzelne Laufbahnen oder Laufbahnenbereiche im zu geringen Umfang und andere Laufbahnen oder Laufbahnenbereiche im Übermaß mit Schmiermittel versorgt werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung für ein um eine Drehachse umlaufendes Element einer Werkzeugmaschine der dargestellten Art anzugeben, bei welchem die Schmiermittelverteilung in der Lagerung verbessert ist.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Lagerung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung. Ferner wird ein Werkzeugmaschinentisch mit einer erfindungsgemäßen Lagerung angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Lagerung für ein um eine Drehachse umlaufendes Element einer Werkzeugmaschine, zum Beispiel für eine Welle, eine Spindel, einen Drehtisch und einen Rundschalttisch, weist einen ein- oder mehrteiligen Lagerinnenring und einen ein- oder mehrteiligen Lageraußenring auf, wobei der Lagerinnenring den Lageraußenring radial innen stirnseitig und in Richtung der Drehachse beidseitig über zumindest einem radial inneren Umfangsbereich einschließt. In diesem radial inneren Umfangsbereich ist der Lagerinnenring mit wenigstens einem Radiallager und wenigstens zwei in Richtung der Drehachse auf entgegengesetzten Seiten des Lageraußenringes angeordneten Axiallagern relativ zum Lageraußenring gelagert ist. In der Regel läuft der Lagerinnenring relativ zum Lageraußenring um, jedoch kann die Erfindung auch bei einem Lageraußenring angewendet werden, der um einen Lagerinnenring umläuft. Sogar ein umlaufender Lagerinnenring in Kombination mit einem umlaufenden Lageraußenring kommt prinzipiell in Betracht.
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Der Lagerinnenring ist insbesondere zweiteilig ausgeführt, wobei die beiden Teile in Richtung der Drehachse aufeinander angeordnet sind und den radial inneren Umfangsbereich des Lageraußenringes zwischen sich einschließen. Zwischen dem ersten Teil und dem Lageraußenring können zum Beispiel ein Axiallager und das Radiallager angeordnet sein und zwischen dem zweiten Teil und dem Lageraußenring kann ein zweites Axiallager angeordnet sein.
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Das Radiallager und/oder die Axiallager kann/können insbesondere in einem oder mehreren Lagerkäfigen geführte Wälzkörper, insbesondere Zylinderrollen, aufweisen. Jedoch kommen auch prinzipiell käfigfreie Lager in Betracht. Auch ist es prinzipiell möglich, anstelle von Zylinderrollen andere Wälzkörperformen vorzusehen.
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Erfindungsgemäß ist im Lageraußenring eine Vielzahl von Schmiermittelkanälen zum Schmieren von Laufbahnen des Radiallagers und der Axiallager vorgesehen. Die Schmiermittelkanäle weisen entsprechend einen Eingang auf, der mit einer Schmiermittelquelle verbindbar ist, sowie eine Mündung, über welche die Laufbahnen zumindest indirekt mit Schmiermittel versorgt werden.
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Erfindungsgemäß ist pro Laufbahn wenigstens ein von den anderen Schmiermittelkanälen getrennter Schmiermittelkanal vorgesehen.
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Durch die Trennung der Schmiermittelkanäle wird sichergestellt, dass jeder Laufbahn eine ausreichende Schmiermittelmenge zugeführt wird. Zwischen den einzelnen Laufbahnen kann sich zumindest nicht nur eine freie Aufteilung der Schmiermittelströme ergeben, sondern aufgrund der separaten Anordnung von wenigstens einem Schmiermittelkanal je Laufbahn wird jede Laufbahn durch den wenigstens einen separaten Schmiermittelkanal gezwungen mit Schmiermittel versorgt.
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Die voneinander getrennten Schmiermittelkanäle können trotzdem aus einer gemeinsamen Schmiermittelquelle versorgt werden. Jedoch ist prinzipiell auch das Vorsehen einer eigenen Schmiermittelquelle je getrenntem Schmiermittelkanal oder je Laufbahn vorstellbar, oder das Versorgen einer Untergruppe von separaten Schmiermittelkanälen aus einer gemeinsamen Schm ierm ittelquelle.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind pro Laufbahn mehrere mit Abstand zueinander angeordnete, getrennt von den Schmiermittelkanälen anderer Laufbahnen angeordnete Schmiermittelkanäle vorgesehen. Diese Schmiermittelkanäle können dann miteinander verbunden sein oder ebenfalls voneinander getrennt sein.
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Bevorzugt werden die Schmiermittelkanäle durch Bohrungen im Lageraußenring gebildet. Insbesondere kommen sich kreuzende Bohrungen oder ineinander mündende Bohrungen im Lageraußenring in Betracht.
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Die Bohrungen können als Blindbohrungen oder als Durchgangsbohrungen in den Lageraußenring eingebracht sein. Bevorzugt sind sowohl Blindbohrungen als auch Durchgangsbohrungen vorgesehen.
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Wenn sich kreuzende oder ineinander mündende Bohrungen vorgesehen sind, die in verschiedenen Laufbahnen oder zwischen verschiedenen Laufbahnen münden, so sind zumindest für einen Teil dieser kreuzenden oder ineinander mündenden Bohrungen alle bis auf eine in den oder zwischen den verschiedenen Laufbahnen mündenden Mündungen der Bohrungen mit einem Verschlussstopfen verschlossen, um sicherzustellen, dass das Schmiermittel nur zu einer ausgewählten Laufbahn strömen kann. Die Verschlussstopfen können dabei in die Mündungen eingesteckt oder eingeschraubt und abgedichtet sein. Jedoch kommt auch ein stoffschlüssig eingebrachter Verschlussstopfen in Betracht.
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Bevorzugt sind Bohrungen vorgesehen, die sich in Richtung der Drehachse erstrecken, sowie Bohrungen, die sich senkrecht zur Drehachse erstrecken. Die Bohrungen können jeweils Blindbohrungen und/oder Durchgangsbohrungen umfassen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind auch Bohrungen vorgesehen, die sich schräg zur Drehachse erstrecken. Auch bei diesen Bohrungen kann es sich um Durchgangsbohrungen und/oder Blindbohrungen handeln.
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Insbesondere je separat angeordnetem Schmiermittelkanal kann eine eigene Schmiermittelmengensteuervorrichtung vorgesehen sein, mit der die in den Schmiermittelkanal jeweils eingeleitete Schmiermittelmenge exakt bestimmbar ist, bevorzugt unabhängig von einer Schmiermitteleinleitung in andere separate Schmiermittelkanäle. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird in alle separaten oder in mehrere separate Schmiermittelkanäle dieselbe Schmiermittelmenge eingebracht, wofür bevorzugt ebenfalls wenigstens eine Schmiermittelmengensteuervorrichtung vorgesehen ist.
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Bevorzugt sind verschiedene mit Abstand zueinander angeordnete, getrennt von den Schmiermittelkanälen anderer Laufbahnen angeordnete Schmiermittelkanäle über dem Umfang um die Drehachse verteilt angeordnet. Solche Schmiermittelkanäle für dieselbe Laufbahn können mit einer Umfangsnut oder durch Umfangskanäle miteinander verbunden sein. Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass auf solche schmiermittelleitende Umfangsnuten und Umfangskanäle verzichtet wird.
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Wenn die Schmiermittelkanäle insbesondere in Form von Bohrungen in den Lageraußenring eingebracht werden, so können nach dem Einbringen einzelne Mündungen wahlweise verschlossen werden, um die gewünschte Schmiermittelleitung zu einer bestimmten Laufbahn zu erreichen. Dies erleichtert die Herstellung der Schmiermittelkanäle, da auf einfache Durchgangsbohrungen und Blindbohrungen zurückgegriffen werden kann. Ferner kann damit im Nachhinein die Anzahl und die Position der freien Mündungen je Laufbahn leicht und flexibel ausgewählt beziehungsweise festgelegt werden.
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Ein erfindungsgemäßer Werkzeugmaschinentisch ist mit einer erfindungsgemäßen Lagerung drehbar gelagert. Beispielsweise handelt es sich bei dem Werkzeugmaschinentisch um einen Drehtisch oder einen Rundschalttisch. Insbesondere ist der Tisch am umlaufenden Lagerinnenring montiert.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lagerung;
- 2 eine Draufsicht in Richtung der Drehachse auf einen Lageraußenring einer erfindungsgemäßen Lagerung;
- 3 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie E-E aus der 2;
- 4 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie C-C aus der 2;
- 5 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A aus der 2;
- 6 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B aus der 2;
- 7 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie D-D aus der 2;
- 8 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie F-F aus der 2;
- 9 eine Draufsicht auf einen Lageraußenring einer weiteren erfindungsgemäßen Lagerung;
- 10 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B aus der 9;
- 11 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie D-D aus der 9.
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In der 1 ist eine schematische Darstellung in einem Axialschnitt durch die Drehachse 1 einer erfindungsgemäßen Lagerung gezeigt. Diese umfasst einen Lagerinnenring 2, der zweiteilig ausgeführt ist, sowie einen Lageraußenring 3. Die beiden Teile des Lagerinnenringes schließen den Lageraußenring 3 in Richtung der Drehachse 1 zwischen sich ein. Ferner steht der Lagerinnenring 2 dem Lageraußenring radial innen stirnseitig gegenüber.
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Zwischen dem Lagerinnenring 2 und dem Lageraußenring 3 sind zwei Axiallager 5, 6 vorgesehen, jeweils mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung um die Drehachse 1 hintereinander angeordneten Wälzkörpern 17, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als Zylinderrollen ausgeführt sind. Die Wälzkörper 17 werden in Käfigen 18 gehalten. Dies ist jedoch nicht zwingend.
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In der Radialrichtung sind zwischen dem Lagerinnenring 2 und dem Lageraußenring 3 die Wälzkörper 17 eines Radiallagers 4 vorgesehen. Auch diese Wälzkörper 17 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Zylinderrollen ausgeführt und werden in einem Käfig 18 gehalten. Entsprechend sind die Wälzkörper 17 ebenfalls verteilt über dem Umfang um die Drehachse 1 angeordnet.
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Alle Wälzkörper 17 wälzen auf Laufbahnen 12 jeweils auf dem Lagerinnenring 2 und dem Lageraußenring 3 ab. Die Laufbahnen 12 werden mit Schmiermittel über Schmiermittelkanäle 7, 8, 9 versorgt. Das Radiallager 4 wird dabei über den Schmiermittelkanal 9 versorgt, der in Form einer in der Radialrichtung zur Drehachse 1 eingebrachten Durchgangsbohrung 13 im Lageraußenring 3 vorgesehen ist. Das erste Axiallager 5 wird über den Schmiermittelkanal 8 versorgt und das zweite Axiallager 6 wird über den Schmiermittelkanal 9 versorgt, wobei die Schmiermittelkanäle 8 und 9 durch eine gemeinsame Bohrung 13 in Form einer Durchgangsbohrung parallel zur Drehachse 1 in den Lageraußenring 3 eingebracht sind.
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Von den hier gezeigten Durchgangsbohrungen 13 in der Radialrichtung und in Richtung der Drehachse 1 sind mehrere in Umfangsrichtung hintereinander verteilt im Lageraußenring 3 vorgesehen. Damit je Laufbahn 12 wenigstens ein separater Schmiermittelkanal 7, 8, 9 vorgesehen ist, der von den anderen Schmiermittelkanälen 7, 8, 9 getrennt ist, sind die Mündungen 14 der Schmiermittelkanäle 7, 8, 9 mit Verschlussstopfen 15 verschlossen. Diese Verschlussstopfen 15 sind schematisch in der 1 durch gestrichelte Linien dargestellt. Über dem Umfang verteilt wird jeweils eine Mündung 14 ohne entsprechenden Verschlussstopfen 15 vorgesehen, das heißt offen gehalten, sodass das radial außen in die Bohrung 13 einströmende Schmiermittel entweder zur Laufbahn 12 des Axiallagers 5 oder zur Laufbahn 12 des Axiallagers 6 oder zur Laufbahn 12 des Radiallagers 4 strömen kann, jedoch keine freie Aufteilung auf die verschiedenen Mündungen 14 erfolgt. Dies schließt nicht aus, dass zwischen diesen besonders gestalteten beziehungsweise an ihren Mündungen 14 verschlossenen Bohrungen andere Bohrungen 13 oder Schmiermittelkanäle 7, 8, 9 vorgesehen sind, in denen sich der Schmiermittelstrom frei aufteilen kann, um zu den Laufbahnen 12 verschiedener Lager zu gelangen.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist insbesondere der Lagerinnenring 2 drehbar um die Drehachse 1, wohingegen der Lageraußenring 3 stationär ist.
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Eine Zufuhr des Schmiermittels in den Lageraußenring 3 erfolgt bevorzugt außerhalb des vom Lagerinnenring 2 auf drei Seiten eingeschlossenen radial inneren Umfangsbereiches 16 des Lageraußenringes 3. Im gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Schmiermittelversorgung in die Schmiermittelkanäle 7, 8, 9 ausschließlich über die sich in der Radialrichtung erstreckende Bohrung 13. Zusätzlich oder alternativ könnten jedoch weitere Bohrungen 13 außerhalb des radial inneren Umfangsbereichs 16 im Lageraußenring 3 vorgesehen sein, beispielsweise schräg zur Drehachse 1 oder in Richtung der Drehachse 1, wie anhand der weiteren Ausführungsbeispiele noch erläutert wird.
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In der 2 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Gestaltung eines Lageraußenringes 3 gezeigt. Dieser weist in Richtung der Drehachse 1 verlaufende Bohrungen 19 zum Anschrauben des Lageraußenringes 3 am Grundkörper oder Maschinenbett einer Werkzeugmaschine auf. Ferner sind radiale Sensorbohrung 21, sowie axiale Zentrierbohrungen 20 vorgesehen, um den Lageraußenring 3 exakt auszurichten, sodass die Bohrungen 13 geeignet zu einer Schmiermittelversorgung ausgerichtet werden.
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Jeweils eine Zentrierbohrung 20 beziehungsweise Sensorbohrung 21 sind auch in den Schnittdarstellungen der 3 und 4 ersichtlich, die Bohrungen 19 in der Schnittdarstellung gemäß der 5.
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Die 6 bis 8 zeigen hingegen Schnittdarstellungen durch den Lageraußenring 3 im Bereich der Schmiermittelkanäle 7, 8, 9.
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Abweichend von der Gestaltung gemäß der 1 sind die Schmiermittelkanäle 8 und 9 durch Bohrungen 13 in Form von Blindbohrungen ausgeführt, die sich parallel zur Drehachse 1 (siehe die 2) erstrecken und in der sich in der Radialrichtung erstreckenden Bohrung 13, über die das Schmiermittel zugeführt wird, münden. Ferner ist eine Durchgangsbohrung 13 außerhalb des radial inneren Umfangsbereiches 16 vorgesehen, die sich mit der in der Radialrichtung erstreckenden Bohrung 13 kreuzt, um Schmiermittel in den Lageraußenring 3 einzuleiten. Nicht benötigte Eintrittsöffnungen der Bohrungen 13 können verschlossen werden. Das Vorsehen von mehreren Eintrittsöffnungen, die in der Axialrichtung und in der Radialrichtung ausgerichtet sind, ermöglicht jedoch eine sehr flexible Auswahl für den Anschluss der Schmiermittelversorgung.
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Aufgrund dessen, dass gemäß den 6 bis 8 entsprechend je Laufbahn 12 (siehe die 1) nur eine Bohrung 13 vorgesehen ist, kann insbesondere auf Verschlusstopfen 15 verzichtet werden.
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Die Ausgestaltung gemäß den 9 bis 11 entspricht weitgehend jener der 5 bis 8. Jedoch sind hier die Bohrungen 13 zur Ausbildung von Schmiermittelkanälen 10 und 11 als schräg zur Drehachse 1 verlaufende Bohrungen in den Lageraußenring 3 eingebracht. Ferner werden diese mit Schmiermittel über Durchgangsbohrungen 13 versorgt, die sich in Richtung der Drehachse 1 erstrecken und außerhalb des radial inneren Umfangsbereiches 16 des Lageraußenringes 3 positioniert sind.
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Die Schmiermittelkanäle 10 und 11 münden zwischen den Laufbahnen 12 für die hier nicht dargestellten Wälzkörper. Damit können die Wälzkörperlaufbahnen 12 frei von Öffnungen gehalten werden.
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Die in den verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellten Merkmale, insbesondere die Anordnung der Bohrungen 13, können auch miteinander kombiniert oder gegeneinander ausgetauscht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehachse
- 2
- Lagerinnenring
- 3
- Lageraußenring
- 4
- Radiallager
- 5
- Axiallager
- 6
- Axiallager
- 7
- Schmiermittelkanal
- 8
- Schmiermittelkanal
- 9
- Schmiermittelkanal
- 10
- Schmiermittelkanal
- 11
- Schmiermittelkanal
- 12
- Laufbahn
- 13
- Bohrung
- 14
- Mündung
- 15
- Verschlussstopfen
- 16
- radial innerer Umfangsbereich
- 17
- Wälzkörper
- 18
- Käfig
- 19
- Bohrung
- 20
- Zentrierbohrung
- 21
- Sensorbohrung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017220629 A1 [0002]
- EP 2212572 B1 [0003]
- CN 201314333 U [0004]
