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Die Erfindung betrifft eine drehelastische Kupplung. Drehelastische Kupplungen umfassen ein als Primärteil bezeichnetes erstes Teil und ein als Sekundärteil bezeichnetes zweites Teil. Das Primärteil und das Sekundärteil sind über ein elastisches Element verbunden.
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Derartige drehelastische Kupplungen finden zum Beispiel in Antriebssträngen oder auch zur Lagerung von Maschinen Verwendung. Drehelastische Kupplungen können für eine Drehmomentübertragung eingesetzt werden.
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Aus der
DE 10 2014 212 891 A1 ist ein Elastomerlager für Bauwerke oder Fahrzeuge bekannt. Das Elastomerlager weist einen Lagersockel und eine Lageraufnahme auf, wobei der Lagersockel und die Lageraufnahme über einen Elastomerblock miteinander verbunden sind. Eine der beiden Lagerelemente ist mit einer in radialer Richtung schräg verlaufenden Fläche ausgebildet, die mit einer gegensinnig ausgebildeten Fläche des Lagerblockes fest verbunden ist. Dadurch können auf das Lager wirkende Scherkräfte verringert werden.
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Aus der
DE 36 35 702 ist ein Drehschwingungsdämpfer mit einem Elastomerblock bekannt. Dieser Drehschwingungsdämpfer ist in einer Antriebsanordnung vorgesehen, bei der über eine Keilriemenscheibe ein Antrieb von Zusatzkomponenten vorgesehen ist. Der Drehschwingungsdämpfer ist auf zwei verschiedene Schwingungssysteme abgestimmt. Für eine Axiallagerung und eine Radiallagerung der Keilriemenscheibe ist eine raumsparende Gleitlagerung radial zwischen Keilriemenscheibe und Drehschwingungsdämpferaußenseite vorgesehen.
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Aus der
EP 425 769 A1 ist eine elastische Kupplung zur Drehmomentübertragung bekannt. Bei dieser Kupplung ist zur Lagerung zwischen Primärseite und Sekundärseite ein Gleitlager vorgesehen. Das Gleitlager weist Ringflächen auf die konisch ausgebildet sind und sich in axialer Richtung in eine Richtung verjüngen.
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Aus der
EP 952 365 A1 ist eine elastische Wellenkupplung bekannt. Diese Wellenkupplung ist eingangsseitig mit einem Kupplungsflansch ausgebildet und weist ausgangsseitig ein Nabenbauteil mit einer Bohrung für einen Anschluss einer Kardanwelle auf. Ein Primärteil und ein Sekundärteil sind axial beabstandet angeordnet und über ein ringförmigen Elastomerblock miteinander drehelastisch verbunden. Für eine Radiallagerung ist ein radial innerhalb des Elastomerblockes angeordnetes Zentrierlager vorgesehen. Für eine Axiallagerung ist ein Gleitlager auf radialer Höhe des Elastomerblockes zwischen Kupplungsflansch und Nabenbauteil vorgesehen. Bei einer weiteren Ausführung ist ein Zentrierlager bestehend aus zwei metallringen mit einem Gummielement dazwischen vorgesehen, wobei auf ein Axiallager verzichtet worden ist. Bei einer weiteren Ausführung ist das Radiallager auf Höhe des Axiallagers angeordnet. Diese Lager sind jeweils auf die einzelne Ausführung abgestimmt.
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Bei Drehelastischen Kupplungen werden gerne Lager im radial äußeren Bereich vorgesehen, um Lager einsetzen zu können, die nur einer geringeren Flächenbelastung standhalten müssen. Lager mit diesen großen Durchmessern sind jedoch nicht als Standartbauteile verfügbar.
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All diesen Ausführungen ist gemeinsam, dass jede drehelastische Kupplung für den jeweilig vorgesehenen Anwendungsfall ausgestaltet ist. Durch eine auf den jeweils konkreten Anwendungsfall bezogene Auslegung ist eine Vielzahl an Varianten bedingt. Diese Variantenvielfalt vorzuhalten und auch konstruktiv auszulegen bedingt Kosten, die in dem Preis der jeweiligen Kupplung enthalten sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine drehelastische Kupplung mit reduzierten Kosten bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen genannt.
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Erfindungsgemäß zeichnet sich die Vorrichtung dadurch aus, dass der Eingangsflansch mit einem ersten Flanschanschluss und mit einem zweiten Flanschanschluss ausgebildet ist. Dadurch ist es möglich die hochelastische Kupplung für unterschiedliche Anwendungen einzusetzen, die unterschiedliche Anschlüsse erfordern. Insbesondere bei einer Verwendung auf einem Prüfstand kann mal der erste und mal der zweite Flanschanschluss verwendet werden. Dadurch sind keine weiteren Adapter erforderlich, was vorteilhaft im Versuchsbetreib ist. Dabei soll eine Ausführung, bei der der Eingangsflansch als Nabe ausgestaltet ist, mit umfasst sein.
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Es kann auch der radial äußere Flanschanschluss bei einer Anwendung mit begrenztem radialem Bauraum abgetrennt werden. Das erhöht die Einsetzbarkeit der drehelastischen Kupplung. Dadurch können Produktionskosten durch geringere Teilevielfalt eingespart werden. Auch das Vorhalten einer geringeren Anzahl an Kupplungstypen ermöglicht eine schnellere Liefermöglichkeit, da die Fälle von Individuallösungen reduziert werden kann. Bauteile können aufgrund von einer geringeren Anzahl leichter vorgehalten werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste Flanschanschluss radial außerhalb von dem elastischen Verbindungsglied angeordnet ist. Dadurch ist dieser Flanschanschluss besonders leicht zugänglich und auch eine Entfernung, z.B. durch Abfräsen, Abdrehen oder Abtrennen mittels Laserschneiden, besonders einfach möglich. Eine erforderliche Anpassung an eine Einbausituation ist damit besonders leicht möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Nabe für eine Bereitstellung einer Möglichkeit einer Anbindung an die Abtriebsseite der drehelastischen Kupplung mit einem ersten Anschluss und mit einem zweiten Anschluss auf radial unterschiedlichen Höhen ausgebildet ist. Durch das Vorsehen dieser verschiedenen Anschlussmöglichkeiten wird die Einsatzmöglichkeit erhöht.
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Auch wird dadurch die Bauteilvarianz verringert, was sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten auswirkt.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Eingangsflansch mit einem Tragzapfen verbunden ist, vorzugsweise einstückig ausgebildet ist, wobei der Tragzapfen für eine Lagerung der Nabe vorgesehen ist. Besonders bevorzugt ist der Eingangsflansch kostengünstig als Gussteil ausgeführt. Darüber hinaus können der Eingangsflansch und die Nabe als Schmiedeteil ausgebildet sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen Tragzapfen und Nabe ein Radiallager, vorzugsweise in Form eines Gleitlagers, vorgesehen ist. Durch Vorsehen des Radiallagers zwischen Tragzapfen und der Nabe können Lager mit geringen Durchmessern eingesetzt werden. Bei Durchmessern bis max. 305 mm, vorzugsweise von maximal 120 mm und einer maximal erforderlichen Lagerbelastbarkeit als pv-Wert bezeichnet von 1,8 N/mm2 m/sec für den Dauerbetrieb *. und einer maximalen Spitzenbelastung von bis zu 3,6 N/mm2 * m/sec können als Standartbauteile verfügbare Lager eingesetzt werden. Dadurch trägt diese Anordnung des Lagers auch zu einer Kostenreduzierung bei.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Tragzapfen und die Nabe koaxial zueinander und radial innerhalb des elastischen Verbindungsgliedes angeordnet sind. Das trägt zu einer kompakten Bauweise bei.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen Nabe und Eingangsflansch ein Axiallager vorgesehen ist. Bei einer im Bereich der Nabe liegenden Anordnung können Lager mit einem geringen Durchmesser, vorzugsweise mit einem Außendurchmesser von maximal 240mm, vorzugsweise von maximal 100mm eingesetzt werden. Das trägt zu einer kompakten Bauweise bei. Darüber hinaus sind derartige Lager als Standartbauteile verfügbar, was sich vorteilhaft auf die Herstellkosten auswirkt.
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In einer Ausführungsvariante ist das Primärteil und das Sekundärteil axial beabstandet angeordnet. Das Drehmoment wird axial eingeleitet und auch axial ausgeleitet. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass sich das elastische Verbindungsglied leichter vorspannen lässt. Darüber hinaus führt die Vorspannung bei Verdrehen zu einer reduzierten Belastung des elastischen Verbindungsgliedes.
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In einer Ausführungsvariante ist das Primärteil und das Sekundärteil radial beabstandet zueinander angeordnet sind. Das Drehmoment wird radial eingeleitet und auch wieder radial ausgeleitet. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Fliehkraft einen reduzierten Einfluss auf das elastische Verbindungsglied hat.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das elastische Verbindungsglied von einer Hausung umgeben ist. Dadurch wird das elastische Verbindungsglied durch Einflüsse von außen geschützt. Vorzugsweise ist eine koaxial angeordnete Hausung bei einem radial angeordneten Primärteil und Sekundärteil vorgesehen. Als Hausung können Rohrabschnitte mit konstantem Durchmesser verwendet werden. Dadurch fällt wenig Verschnitt an und der Bearbeitungsaufwand ist gering.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Eingangsflansch mit einer Ausnehmung, vorzugsweise mit einer verschließbaren Ausnehmung, zur Aufnahme von einem Messsystem ausgebildet.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Nabe mit einem Nabenprofil auf der Abtriebsseite der drehelastischen Kupplung ausgebildet ist und ein Adapter mittels einer der Anschlüsse mit der Nabe verbindbar ist, wobei mittels des Nabenprofils vorzugsweise eine Zentrierung erfolgt. Durch die Anbindung von Adaptern kann die Einsatzmöglichkeit der drehelastischen Kupplung nochmal erweitert werden und auch ein selten genutzter Anschluss durch einen Adapter bereitgestellt werden. Dadurch kann die Einsatzvielfalt nochmals gesteigert werden und auf der anderen Seite die Vielzahl an der bereits an der Kupplung vorhandenen Anschlussmöglichkeiten begrenzt werden. Dabei ist eine Bereitstellung eines Adapters in der Regel nicht so zeitintensiv wie die Auslegung einer Kupplung. Vorzugsweise ist der Adapter radial innerhalb des elastischen Verbindungsgliedes vorgesehen.
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Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
- 1 schematische Darstellung einer Grundausführung einer drehelastischen Kupplung
- 2 Variation der in 1 dargestellten drehelastischen Kupplung
- 3 Grundausführung der drehelastischen Kupplung mit Adapterausführungen
- 4: Alternative Grundausführung der drehelastischen Kupplung mit Adapterausführungen
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In 1 ist eine drehelastische Kupplung 1 gezeigt. Die drehelastische Kupplung 1 ist für eine Rotation um eine Rotationsachse 51 ausgelegt und weist einen Eingangsflansch 13 auf. Auf den Eingangsflansch 13 ist ein Drehmoment übertragbar. Der Eingangsflansch 13 weist für eine Anbindung eines drehmomentübertragenden Bauteils einen ersten Flanschanschluss 17 und einen zweiten Flanschanschluss 19 auf. Der erste Flanschanschluss 17 ist radial außen von dem zweiten Flanschanschluss 19 angeordnet und ist damit auf einem größeren Durchmesser koaxial zur Drehachse 51 angeordnet.
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Mit dem Eingangsflansch 13 ist ein Tragzapfen 15 einstückig ausgebildet. Im radial äußeren Bereich ist der Eingangsflansch 13 mit einer Hausung 45 verbunden. Die Hausung 45 umgibt koaxial ein elastisches Verbindungsglied 7. In der gezeigten Ausführung ist der Eingangsflansch 13 über die Hausung 45 mit einem Primärteil 3 verbunden, wobei das elastische Verbindungsglied 7 mit dem Primärteil verbunden ist. Hier ist das elastische Verbindungsglied 13 an einer Kontaktfläche 9 an das Primärteil 3 anvulkanisiert. Die Kontaktfläche 9 des Primärteils 3 ist in radialer Richtung 53 ausgerichtet und ist in axialer Richtung 55 geneigt. Diese geneigte Kontaktfläche 9 hat den Vorteil, dass Scherspannungen im Elastomer reduziert werden Dabei ist es unerheblich auf welcher Seite des elastischen Verbindungsgliedes eine axial geneigte Verbindungsfläche ausgebildet ist.
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Auf der der Kontaktfläche 9 des Primärteiles 3 gegenüber liegenden Seite ist das elastische Verbindungsglied 7 mit einem Sekundärteil 5 über eine Kontaktfläche 11 durch Vulkanisation verbunden. Das vom Primärteil eingeleitete Drehmoment wird über das elastische Verbindungsglied auf das Sekundärteil übertragen. Das Sekundärteil ist koaxial zur Drehachse 51 angeordnet und ist radial ausgerichtet. Das Sekundärteil 5 ist mit einer Nabe 21 verbunden. Diese Nabe ist koaxial zur Drehachse und radial innerhalb des elastischen Verbindungsgliedes 21 angeordnet. Zur sekundärseitigen Lagerung sind ein Axiallager 61 und ein Radiallager 63 vorgesehen. In der gezeigten Ausführung sind die beiden Lager radial innerhalb des elastischen Verbindungsgliedes angeordnet. Das Radiallager ist zwischen dem Tragzapfen des Eingangsflansches und der Nabe angeordnet. Als Radiallager ist ein Gleitlagerring vorgesehen. Dieses Radiallager 63 weist einen Durchmesser von maximal 305mm, vorzugsweise von maximal 150mm auf. Es handelt sich damit um ein als Standartbauteil verfügbares Lager. Als Standartbauteil verfügbares Lager wird ein Lager angesehen, das als Massenware gefertigt und/oder als Katalogware bestellt werden kann. Als Katalogware werden auch über das Internet angebotene und bestellbare Waren in vorgegebener Spezifikation angesehen.
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Das Axiallager ist ebenfalls radial innerhalb von dem elastischen Verbindungsglied 7 angeordnet. Das Axiallager ist zwischen Nabe 21 und Eingangsflansch 13 angeordnet und stützt sich axial gegenüber dem Eingangsflansch 13 ab. Auch dieses Axiallager ist als Standartbauteil verfügbar. Es handelt sich um ein Gleitlager mit einem maximalen Außendurchmesser von 240mm. Dabei sind Platten in dieser Kantenlänge katalogmäßig bestellbar. Aus diesen Platten kann dieses als Scheibe geformte, auch als Anlaufscheibe bezeichnete Lager ausgeschnitten werden.
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Durch die Hausung 45 mit dem Eingangsflansch 13 zusammen mit dem Sekundärteil 5 mit der gegen das Eingangsflansch 13 abgestützten Nabe 21 kann eine Vorspannung des elastischen Verbindungsgliedes 7 vorgenommen werden.
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Die Nabe weist einen ersten Anschluss 23 an der Nabe 21 und einen zweiten Anschluss 25 an der Nabe 21 auf. Es kann wahlweise einer dieser Anschlüsse 23, 25 für eine Anbindung von einem angetrieben Bauteil genutzt werden. Die beiden Anschlüsse 23, 25 sind radial innerhalb des elastischen Verbindungsgliedes 7 angeordnet. Für einen Anschluss an ein Bauteil mit einem abweichenden kann ein Adapter 31 genutzt werden. Der Adapter 31 wird einerends mit der Nabe 21 verbunden und weist anderenends ein Anschlussprofil auf, das zum anschließenden Bauteil, nicht dargestellt passt. Auf der der Nabe zugewandten Seite weist der Adapter ein Gegenprofil 33 auf, dass formschlüssig in ein Nabenprofil eingreift. Das Nabenprofil 27 ist mit einem Nabenvorsprung 29 ausgebildet, wobei der Nabenvorsprung 29 bei Formschluss eine Zentrierung des Adapters 31 erlaubt. Die Abtriebsseite der drehelastischen Kupplung wird auch als Sekundärseite 30 bezeichnet.
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Auch für die Eingangsseite, auch als Primärseite 10bezeichnet, kann ein Adapter 41 vorgesehen sein, durch den die Anschlussmöglichkeiten der drehelastischen Kupplung erweitert werden, ohne dass eine Anpassung der Kupplung selbst erforderlich ist. Der gezeigte primärseitige Adapter weist einen Flanschanschluss 43 für eine Verbindung mit dem Eingangsflansch über einen am Eingangsflansch 13 ausgebildeten Flanschanschluss aus. Hier ist eine Verbindung mit dem weiteren Flanschanschluss 20 des Eingangsflansches 13 vorgesehen.
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Bei der in 2 dargestellten Ausführung handelt es sich um die in 1 dargestellte drehelastische Kupplung, wobei der erste Flanschanschluss 17 durch Kürzung der radialen Erstreckung des Eingangsflansches 13 entfernt worden ist. So kann der erste Flanschanschluss 17 durch Fräsen, Drehen oder Schneiden entfernt worden sein.
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In 3 ist eine drehelastische Kupplung gezeigt, die im Aufbau der drehelastischen Kupplung aus 1 entspricht. Bei dieser Kupplung ist im Eingangsflansch eine Hausung 49 für ein Messsystem 47 ausgebildet. Die Hausung ist wiederverschließbar. Darüber hinaus sind in 3 Adapter dargestellt. Durch derartige Adapter 31, 41 kann die Anbindemöglichkeit erweitert werden, ohne in den Aufbau der drehelastischen Kupplung 1 einzugreifen. Die Nabe 21 ist mit einem Nabenprofil 27 ausgebildet. Das Nabenprofil weist einen Nabenvorsprung 29 auf. Die Adapter sind mit einem gegensinnigen Nabenprofil 33 ausgebildet und können durch den Nabenvorsprung 29 zentriert werden. Es könnte aber anstelle des Vorsprunges 29 auch eine Vertiefung vorgesehen sein. Durch das Nabenprofil 27 kann ein Ineinandergreifen von Adapter 31 und Nabe 21 ermöglicht werden, was auch eine Montage von Adaptern 31 vereinfachen kann.
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Auch für die Primärseite ist ein Adapter zum Anschluss an den Eingangsflansch 13 dargestellt. Dieser Adapter kann über einen Flanschanschluss 43 des Adapters 41 mit dem Flanschanschluss 20 verbunden werden.
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Derartige drehelastische Kupplungen 1 können für die Übertragung von einem Nennmoment von bis zu ca. 220 kNm und einem maximalen Moment von ca 665 kNm ausgelegt sein.
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In 4 ist einer Ausführungsvariante der drehelastischen Kupplung gezeigt. Im Vergleich zu der in 1 dargestellten Ausführung ist das Primärteil senkrecht zur Rotationsache 51 angeordnet. Das Sekundärteil 5 verläuft in Richtung Primärteil 3 konisch. Das Primärteil und das Sekundärteil 5 sind über ein elastisches Verbindungsglied 7 verbunden. Das elastische Verbindungsglied 7 ist an die Kontaktfläche 9 des Primärteils 3 vulkanisiert und an die Kontaktfläche 11 des Sekundärteils vulkanisiert. Mit dem Sekundärteil 5 ist eine Nabe 21 verbunden. Die Nabe ist radial innerhalb des elastischen Verbindungsgliedes angeordnet und erstreckt sich axial nur über den Bereich des Sekundärteiles 5. Die Nabe 21 ist wiederum mittels einer zwischen einem Eingangsflansch 13 und Nabe 21 als Anlaufscheibe ausgebildeten Axiallager 61 axial gelagert. Der Eingangsflansch 13 ist genau wie bei der Ausführung gemäß 1 über eine radial außen von dem elastischen Verbindungsglied 7 angeordneten Hausung 45 mit dem Primärteil 3 verbunden. Für eine radiale Lagerung ist ein zwischen Tragzapfen 15 und Nabe 21 angeordnetes Radiallager 63 vorgesehen. In dem verbleibenden axialen Freiraum radial innerhalb von dem elastischen Verbindungsglied 7 kann ein mit der Nabe 21 verbindbarer Adapter 31 angeordnet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehelastische Kupplung
- 3
- Primärteil
- 5
- Sekundärteil
- 7
- Elastischen Verbindungsglied
- 9
- Kontaktfläche Primärteil
- 10
- Primärseite
- 11
- Kontaktfläche Sekundärteil
- 13
- Eingangsflansch
- 15
- Tragzapfen
- 17
- Erster Flanschanschluss
- 19
- 2ter Flanschanschluss
- 20
- weiterer Flanschanschluss -
- 21
- Nabe
- 23
- 1 ster Anschluss Nabe
- 25
- 2ter Anschluss Nabe
- 27
- Nabenprofil Sekundärseite
- 29
- Nabenvorsprung
- 30
- Sekundärseite
- 31
- Adapter Sekundärseite
- 33
- Gegenprofil- Formschluss Sekundärseite
- 35
- Aufnahme Adapter Sekundärseite
- 41
- Adapter Primärseite
- 43
- Flanschanschluss Adapter
- 45
- Hausung axial
- 47
- Messsystem
- 49
- Hausung Messsystem
- 51
- Rotationsachse
- 53
- radiale Richtung
- 55
- axiale Richtung
- 61
- Axiallager
- 63
- Radiallager
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014212891 A1 [0003]
- DE 3635702 [0004]
- EP 425769 A1 [0005]
- EP 952365 A1 [0006]
