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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lösen eines Lagerbolzens von einem Strukturbauteil einer Kraftfahrzeugstruktur gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
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Unter einem Lagerbolzen im Sinne der Erfindung wird beispielsweise ein Kugelbolzen verstanden, der in Kugelgelenkverbindungen von Achs- und Lenksystemen, wie Lenkhebeln, Spurstangen, Stabilisatoren usw. eingesetzt wird.
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Vorrichtungen zum Lösen eines Lagerbolzens zählen im Umfang der
DE 298 06 883 U1 oder der
DE 20 2007 011 248 U1 zum Stand der Technik. Diese Vorrichtungen, auch Kugelgelenk-Abzieher genannt, umfassen jeweils einen Stützhebel sowie einen Presshebel, die über ein Stellelement im Abstand einstellbar voneinander gehalten sind. Ferner ist eine Druckeinheit in Form einer mechanischen Spindel vorgesehen, mittels welcher der Presshebel und der Stützhebel gegeneinander verschwenkbar sind. An dem einen Ende von Stützhebel und Presshebel greift die Spindel an. In der Mitte ist das Stellelement vorgesehen. Am anderen Ende des Stützhebels befindet sich eine gabelförmige Aufnahme, während der Presshebel mit einem Pressabschnitt für den Lagerbolzen versehen ist.
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Zum Lösen eines Lagerbolzens (hier speziell ein Kugelgelenkzapfen) von einer Kugelgelenkverbindung wird der Kugelgelenk-Abzieher mittels des Stellelements in der Höhe voreingestellt und an die Kugelgelenkverbindung angesetzt, so dass der Stützhebel mit seiner gabelförmigen Aufnahme zwischen dem Kugelgelenk und der Lageraufnahme des Lagerbolzens zur Anlage gelangt. Nach dem Justieren von Presshebel und Stützhebel wird die Spindel betätigt. Hierdurch kommt es zu einer Schwenkbewegung des Presshebels, der mit seinem Pressabschnitt oberseitig auf den Lagerbolzen drückt, so dass dieser aus der Lageraufnahme herausgedrückt und die Kugelgelenkverbindung abgezogen werden kann.
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Eine weitere bekannte Bauart einer Vorrichtung zum Lösen eines Lagerbolzens von einem Strukturbauteil einer Kraftfahrzeugstruktur weist einen mittels Schraubelementen an dem Strukturbauteil festlegbaren Brückenkörper als Widerlager für eine auf einem Gewindeabschnitt des Lagerbolzens drehbar angeordnete Bolzenmutter auf.
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Der Brückenkörper wird so an geeigneten Stellen des Strukturbauteils, wie beispielsweise Lager- oder Befestigungsaugen, fixiert, dass sich der Brückenkörper quer über dem mit der Bolzenmutter versehenen Gewindezapfen des Lagerbolzens erstreckt. Wird sodann die Bolzenmutter von dem Gewindezapfen heruntergedreht, gelangt sie an dem Brückenkörper zur Anlage und stützt sich hier ab, wodurch der Lagerbolzen aus seiner Halterung herausgedrückt wird.
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Obwohl eine derartige Lösevorrichtung ihre Funktion grundsätzlich erfüllt, konnte man aber gerade durch ihren praktischen Einsatz feststellen, dass aufgrund der intensiven Reibung der Bolzenmutter an dem Brückenkörper sehr hohe Kräfte entstehen, die zu einem Verbiegen des Brückenkörpers führen und auch Beschädigungen an den Befestigungsstellen des Brückenkörpers an dem Strukturbauteil nach sich ziehen können.
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Der Erfindung liegt – ausgehend vom Stand der Technik – die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Lösen eines Lagerbolzens von einem Strukturbauteil einer Kraftfahrzeugstruktur zu schaffen, welche den Demontagevorgang des Lagerbolzens unter Vermeidung von Funktionsbeeinträchtigungen des Brückenkörpers und/oder des Strukturbauteils erheblich erleichtert.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 11.
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Kerngedanke der Erfindung bildet die Anordnung eines Axialdrucklagers an dem Brückenkörper, und zwar so, dass dieses Axialdrucklager der auf dem Lagerbolzen sitzenden Bolzenmutter unmittelbar gegenüber liegt, wenn der Brückenkörper an dem Strukturbauteil fixiert ist.
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Wird jetzt die Bolzenmutter von dem Gewindezapfen des Lagerbolzens heruntergedreht, stützt sich die Bolzenmutter an dem Axialdrucklager ab. Der mit der Bolzenmutter in Kontakt stehende Teil des Axialdrucklagers kann sich mit der Bolzenmutter drehen, so dass nur noch die vergleichsweise geringe innere Reibung der Wälzkörper im Axialdrucklager zu überwinden ist. Die im Stand der Technik vorhandene hohe Gleitreibung zwischen der Bolzenmutter und dem Brückenkörper wird vermieden. Der Demontagevorgang des Lagerbolzens wird erheblich erleichtert.
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In einer bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist für das Axialdrucklager ein Axialwälzlager eingesetzt. Es kann jedoch auch ein Axialreiblager oder ähnliches im Rahmen der Erfindung als Axialdrucklager eingesetzt werden.
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Die Erfindung kann besonders dann mit Vorteil angewendet werden, wenn der Lagerbolzen von einem in eine konische Ausnehmung eines als Achsschenkel ausgebildeten Strukturbauteils eingesetzten Kugelbolzen mit Kegelschaft, Kugelkopf und Gewindezapfen und die Bolzenmutter von einer Hutmutter gebildet ist. Aufgrund der Ausbildung der Bolzenmutter als Hutmutter liegt diese dann mit einer geschlossenen Fläche an dem Axialwälzlager, so dass eine günstige Kraftübertragung zum Herausdrücken des Kegelschafts des Kugelbolzens aus der konischen Ausnehmung in dem Strukturbauteil gewährleistet ist.
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Eine sichere Position des Axialwälzlagers an dem Brückenkörper ist dann gegeben, wenn das Axialwälzlager in eine Ausnehmung des Brückenkörpers integriert ist. Es liegt geschützt in der vorzugsweise zylindrisch gestalteten Ausnehmung, und zwar insbesondere auch für den Zeitraum, wo die Lösevorrichtung nicht benutzt wird. Die Achse der Ausnehmung wird hierbei genau auf die Achse des Lagerbolzens ausgerichtet.
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Obwohl die Erfindung es zulässt, dass das Axialwälzlager von einem Axialkugellager gebildet ist, wird es als vorteilhaft angesehen, dass das Axialwälzlager aus einer Gehäusescheibe, einem Rollenkranz mit radial ausgerichteten Rollen und einer Lagerdruckscheibe gebildet ist. Die Gehäusescheibe befindet sich dann im Tiefsten der Ausnehmung des Brückenkörpers, während die äußere Lagerdruckscheibe mit der Bolzenmutter, insbesondere einer Hutmutter, in Kontakt gelangt.
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Zwecks Sicherung der Position des Axialwälzlagers im Brückenkörper ist das Axialwälzlager mittels eines Schraubbolzens an dem Brückenkörper fixiert. Insbesondere bietet sich hier eine Senkkopfschraube an, weil ihr Senkkopf ohne relevanten Querschnittsverlust der Lagerdruckscheibe in diese eingebettet werden kann. Auch wird hierdurch die einwandfreie Anlage der Bolzenmutter an der Lagerdruckscheibe nicht beeinträchtigt.
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Zur weiteren Erleichterung der Handhabung der Lösevorrichtung bzw. zum besseren Aufbringen von Lösekräften kann ein Sechskantring vorgesehen sein, welcher der Außenkontur der Bolzenmutter formschlüssig angepasst ist. Ein solcher Sechskantring kann vor dem Demontagevorgang, das heißt, vor dem Fixieren des Brückenkörpers an dem Strukturbauteil, problemlos über die Bolzenmutter geschoben werden. Aufgrund des größeren Abstands der Schlüsselflächen am Sechskantring im Vergleich zu dem Abstand der Schlüsselflächen an der Bolzenmutter können in besonders einfacher Weise höhere Drehkräfte aufgebracht werden.
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Weiterhin wird durch Einsatzes des Sechskantringes, der ein analoges Prinzip eines Ringschlüssels verfolgt, eine Überbeanspruchung der Bolzenmutter mit kleinerem Durchmesser vermieden. Ein Abrutschen eines Maulschlüssels von den Flankenflächen der Bolzenmutter und somit eine Zerstörung des Bauteils, welches sich am Kraftfahrzeug direkt befindet, wird hierdurch umgangen.
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Im Hinblick auf den Sachverhalt, dass die Bolzenmutter aufgrund einer kostengünstigen Produktion in der Regel nicht vergütet ist und wegen des relativ kleinen Abstands ihrer Schlüsselflächen beim Ansetzen eines handelsüblichen Maulschlüssels leicht so beschädigt werden kann, dass ein Maulschlüssel keinen Halt mehr an den Schlüsselflächen findet, ist es von Vorteil, dass der Sechskantring vergütet ist. Dadurch wird seine Standzeit deutlich verlängert.
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Eine mögliche Beeinträchtigung der Funktion des Brückenkörpers, insbesondere durch Verbiegen, kann dadurch verhindert werden, dass im mittleren Längenabschnitt des Brückenkörpers eine Stützschraube vorgesehen ist. Diese Stützschraube kann nach der Fixierung des Brückenkörpers an dem Strukturbauteil zweckmäßig in unmittelbarer Nähe des Axialwälzlagers an dem Strukturbauteil zur Anlage gebracht werden. Auch kann aufgrund der Stützschraube der Querschnitt des Brückenkörpers verringert werden. Der Materialeinsatz wird herabgesetzt. Die Stützschraube kann zur leichteren manuellen Handhabung mit einem Rändelkopf versehen sein, weil die Stützschraube lediglich von Hand an dem Strukturbauteil zur Anlage gebracht werden muss.
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Unter Beachtung des Sachverhalts, dass ein mit einem Lagerbolzen versehenes Strukturbauteil, insbesondere ein Achsschenkel einer Kraftfahrzeugstrukur, mehrere augenartige Lagerstellen aufweist, ist in Anpassung an ein solches Strukturbauteil der Brückenkörper vorteilhaft an einem Ende mit einem Lagerauge für eine Befestigungsschraube und am anderen Ende mit einem lösbar angeordneten Stützbolzen versehen, dessen Mittelachse um 90° zur Mittelachse der Befestigungsschraube versetzt ist. Zwischen diesen beiden Fixierpunkten befinden sich in dem mittleren Längenabschnitt des Brückenkörpers das Axialwälzlager und daneben die Stützschraube. Der Brückenkörper selber kann als maschinell hergestelltes Stahlbauteil gefertigt sein.
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Nach der Erfindung ist es ferner von Vorteil, dass der Stützbolzen mit einem ersten zylindrischen Steckzapfen in eine gestufte zylindrische Ausnehmung des Brückenkörpers eingepasst und über diesen Steckzapfen mit einem Schraubbolzen am Brückenkörper fixiert ist. Der Steckzapfen fasst passgenau in die Ausnehmung im Brückenkörper und kann auf diese Weise mit Hilfe des in ein von der Stirnseite des ersten Steckzapfens ausgehendes Innengewinde eindrehbaren Schraubbolzens einwandfrei befestigt werden. Ein im Durchmesser größerer zylindrischer mittlerer Längenabschnitt des Stützbolzens befindet sich dann zwischen dem Brückenkörper und einem Lagerauge des Strukturbauteils, wodurch eine größere Steifigkeit in das System eingebracht wird, weil die Beanspruchungen des Brückenkörpers verringert werden.
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Der Stützbolzen weist ferner einen zweiten Steckzapfen und eine auf einen Gewindeabschnitt des zweiten Steckzapfens drehbare Mutter auf. Diese Teile dienen der Festlegung an einem Lagerauge des Strukturbauteils. Der insbesondere zylindrisch ausgebildete zweite Steckzapfen ist im Durchmesser kleiner als der mittlere Längenabschnitt des Stützbolzens ausgebildet. Mit Hilfe der Mutter und einer Unterlegscheibe kann somit eine einwandfreie sichere Verbindung zwischen dem Brückenkörper und dem Lagerauge an dem Strukturbauteil hergestellt werden.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1 in der Ansicht einen Ausschnitt eines Strukturbauteils einer Kraftfahrzeugstruktur mit einer Vorrichtung zum Lösen eines Lagerbolzens, zum Teil im Schnitt;
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2 einen vertikalen Schnitt durch die Darstellung der 1 entlang der Linie II-II, in Richtung der Pfeile IIa gesehen und
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3 die Vorrichtung zum Lösen des Lagerbolzens gemäß 1 in Richtung des Pfeils III gesehen.
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In den 1 und 2 ist mit 1 ein Strukturbauteil einer Kraftfahrzeugstruktur bezeichnet. Bei dem Strukturbauteil 1 handelt es sich um einen Achsschenkel eines nicht näher veranschaulichten Lenksystems. Das Strukturbauteil 1 umfasst ein Schwenklager 2, eine in der Zeichnungsebene oberhalb des Schwenklagers 2 vorgesehene, in den Zeichnungen nicht näher dargestellte Spannaufnahme, eine in einem sich unterhalb des Schwenklagers 2 in der Zeichnungsebene schräg abwärts erstreckenden Schenkel 3 angeordnete konische Ausnehmung 4 für einen aus der 2 erkennbaren Lagerbolzen 5, einen seitlich des Schwenklagers 2 abstehenden Lagerarm 6 mit einem Lagerauge 7, in welchem sich eine konische Ausnehmung 8 befindet, sowie auf der anderen Seite des Schwenklagers 2 – dem Lagerarm 6 gegenüberliegend – ein weiteres Lagerauge 9 mit einer nicht näher erkennbaren zylindrischen Bohrung. Die Mittelachse 10 dieser Bohrung verläuft parallel zur Mittelachse 11 des Schwenklagers 2, jedoch in einem Winkel von 90° zur Mittelachse 12 der konischen Ausnehmung 8 im Lagerauge 7.
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Aus der 2 ist ersichtlich, dass der in 1 nicht dargestellte Lagerbolzen 5 als Kugelbolzen mit Kegelschaft 13, Kugelkopf 14 und Gewindezapfen 15 ausgebildet ist. Zur Fixierung des Lagerbolzens 5 in der konischen Ausnehmung 4 des schräg nach unten weisenden Schenkels 3 dient eine Bolzenmutter 16 in Form einer Hutmutter mit einem Außensechskant 50. Die Bolzenmutter 16 wird auf den Gewindezapfen 15 gedreht und unter Abstützung an der gegenüberliegenden Fläche 17 des Schenkels 3 wird der Kegelschaft 13 in die Ausnehmung 4 gezogen.
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Um den Lagerbolzen 5 von dem Strukturbauteil 1 lösen zu können, wird ein aus den 1 bis 3 erkennbarer Brückenkörper 18 aus Stahl verwendet, der durch mechanische Bearbeitung hergestellt ist. Der Brückenkörper 18 besitzt an einem Ende 51 ein Lagerauge 19, das an dem Lagerauge 9 des Strukturbauteils 1 zur Anlage gelangt. Mittels einer durch die beiden Lageraugen 9 und 19 gesteckten Befestigungsschraube 20 in Form einer Zylinderkopfschraube, einer Sechskantmutter 21 und einer Unterlegscheibe 22 wird der Brückenkörper 18 dann am Strukturbauteil 1 fixiert.
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Am anderen Ende 52 weist der Brückenkörper 18 eine gestufte Ausnehmung 23 in Form einer Stufenbohrung auf, wobei beide Abschnitte 24 und 25 der Ausnehmung 23 zylindrisch ausgebildet sind. Die mit der Mittelachse 12 der Ausnehmung 8 koaxiale Mittelachse dieser Ausnehmung 23 verläuft um 90° zu der Mittelachse 10 des Lagerauges 9 am Strukturbauteil 1 und damit auch des Lagerauges 19 am anderen Ende 51 des Brückenkörpers 18.
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In die Ausnehmung 23 wird ein Stützbolzen 26 mit einem im Vergleich zu dem zylindrischen mittleren Längenabschnitt 27 im Durchmesser kleineren ersten Steckzapfen 28 eingesetzt. Mit Hilfe eines Schraubbolzens 29 in Form einer Zylinderkopfschraube, der über den im Durchmesser kleineren Abschnitt 25 der Ausnehmung 23 in ein von der Stirnseite des ersten Steckzapfens 28 ausgehendes Innengewinde 30 gedreht wird, kann der Stützbolzen 26 an dem dem Lagerarm 6 zugewandten Ende einwandfrei fixiert werden.
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Mit einem im Vergleich zu dem Durchmesser des mittleren Längenabschnitts 27 kleineren, dem ersten Steckzapfen 28 gegenüberliegenden zweiten Steckzapfen 31 fasst der Stützbolzen 26 in die Ausnehmung 8 des Lagerauges 7 am freien Ende des Lagerarms 6. Mit Hilfe einer auf einen endseitigen Gewindeabschnitt 32 des zweiten Steckzapfens 31 gedrehten Mutter 33 und einer Unterlegscheibe 34 wird der Brückenkörper 18 auch in diesem Bereich des Strukturbauteils 1 einwandfrei fixiert.
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Im mittleren Längenabschnitt besitzt der Brückenkörper 18 eine seitlich vorspringende Konsole 35 mit einem Innengewinde 36. In dieses Innengewinde 36 wird eine Stützschraube 37 mit einem am Umfang gerändelten Kopf 38 eingesetzt. Die Stützschraube 37 wird an der Außenfläche 39 des Lagerarms 6 zur Anlage gebracht, so dass der Brückenkörper 18 an insgesamt drei Stellen gegenüber dem Strukturbauteil 1 lagefixiert ist.
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Zwischen der Befestigungsschraube 20 und der Stützschraube 37 weist der Brückenkörper 18 an einem abgeschrägten Abschnitt 40 eine zylindrische Ausnehmung 41 auf, in welche ein Axialwälzlager 42 eingesetzt ist. Das Axialwälzlager 42 wird gemäß 2 aus einer inneren Gehäusescheibe 43, einem Rollenkranz 44 mit radial ausgerichteten Rollen 45 und einer äußeren Lagerdruckscheibe 46 gebildet. Mit Hilfe eines in ein Innengewinde 48 des Brückenkörpers 18 eingedrehten Schraubbolzen 47 in Form einer Senkkopfschraube wird das Axialwälzlager 42 in der Ausnehmung 41 fixiert.
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Auf die Bolzenmutter 16 ist formschlüssig ein Sechskantring 49 geschoben (2), der zwecks Vergrößerung der Schlüsselflächen zum Ansetzen eines Maulschlüssels dient.
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Wenn dann der Sechskantring 49 gedreht wird, und zwar in Richtung auf das Axialwälzlager 42, gelangt die Bolzenmutter 16 an der Lagerdruckscheibe 46 des Axialwälzlagers 42 zur Anlage. Die Lagerdruckscheibe 46 kann sich mit der Bolzenmutter 16 drehen. Aufgrund des Kontakts der Bolzenmutter 16 mit der Lagerdruckscheibe 46 wird der Kegelschaft 13 des Lagerbolzens 5 aus der Ausnehmung 4 des Schenkels 3 herausgedrückt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Strukturbauteil
- 2
- Schwenklager v. 1
- 3
- Schenkel v. 1
- 4
- Ausnehmung in 3
- 5
- Lagerbolzen
- 6
- Lagerarm v. 1
- 7
- Lagerauge an 6
- 8
- Ausnehmung in 7
- 9
- Lagerauge an 1
- 10
- Mittelachse v. 9, 19
- 11
- Mittelachse v. 2
- 12
- Mittelachse v. 8, 23, 26
- 13
- Kegelschaft v. 5
- 14
- Kugelkopf v. 5
- 15
- Gewindezapfen v. 5
- 16
- Bolzenmutter
- 17
- Abstützfläche an 3
- 18
- Brückenkörper
- 19
- Lagerauge an 18
- 20
- Befestigungsschraube
- 21
- Sechskantmutter
- 22
- Unterlegscheibe
- 23
- gestufte Ausnehmung in 18
- 24
- Abschnitt v. 23
- 25
- Abschnitt v. 23
- 26
- Stützbolzen
- 27
- mittlerer Längenabschnitt v. 26
- 28
- erster Steckzapfen v. 26
- 29
- Schraubbolzen
- 30
- Innengewinde
- 31
- zweiter Steckzapfen v. 26
- 32
- Gewindeabschnitt v. 26
- 33
- Mutter
- 34
- Unterlegscheibe
- 35
- Konsole
- 36
- Innengewinde
- 37
- Stützschraube
- 38
- Kopf v. 37
- 39
- Außenfläche v. 6
- 40
- abgeschrägter Abschnitt an 18
- 41
- Ausnehmung in 18
- 42
- Axialwälzlager
- 43
- Gehäusescheibe v. 42
- 44
- Rollenkranz v. 42
- 45
- Rollen v. 44
- 46
- Lagerdruckscheibe v. 42
- 47
- Schraubbolzen
- 48
- Innengewinde
- 49
- Sechskantring
- 50
- Außensechskant an 16
- 51
- Ende v. 18
- 52
- Ende v. 18
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 29806883 U1 [0003]
- DE 202007011248 U1 [0003]
