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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elastischen Gelenkkörper mit einer Mehrzahl von Kopplungselementen, wenigstens einem Fadenpaket, wobei das wenigstens eine Fadenpaket wenigstens zwei Kopplungselemente drehmomentübertragend koppelt, eine zur axialen Führung des wenigstens einen Fadenpakets an wenigstens einem Kopplungselement vorgesehene Stützeinrichtung, und wenigstens einen elastischen Körper, in den zumindest die Kopplungselemente, das wenigstens eine Fadenpaket und die Stützeinrichtung zumindest teilweise eingebettet sind.
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Elastische Gelenkkörper sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in dem Dokument
EP 1 302 686 A2 offenbart. Dieses Dokument offenbart einen elastischen Gelenkkörper, bei dem Fadenpakete und Außenbuchsen in einen elastischen Körper eingebettet sind. In den Außenbuchsen sind Innenbuchsen aufgenommen, die über eine Rastverbindung mit den Außenbuchsen in Verbindung stehen. Die Außenbuchsen sind spulenförmig ausgebildet und weisen vier sich in radialer Richtung erstreckende Stützelemente auf, die zur Führung der Fadenpakete dienen. Die vier Stützelemente sind integral mit den Außenbuchsen ausgebildet. Jeweils zwischen zwei Stützelementen ist ein Fadenpaket aufgenommen.
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Das Dokument
DE 10 2008 047 596 A1 offenbart einen elastischen Gelenkkörper, der eine Mehrzahl von Buchsen umfasst. Die Buchsen sind in Umfangsrichtung in vorbestimmten Winkelabständen bezüglich einer Mittelachse des Gelenkkörpers angeordnet. Bei diesem Gelenkkörper ist eine Mehrzahl von Fadenpaketen vorgesehen, wobei jedes Schlingenpaket jeweils zwei benachbarte Buchsen umschlingt und jede Buchse von mehreren Fadenpaketen umschlungen wird. Von den Fadenpaketen wird eines im Fall einer Drehmomentübertragung über die Wellenabschnitte auf Zug belastet und das andere bzw. die anderen Fadenpakete sind in einem Bereich angeordnet, der auf Schub belastet wird. Zur axialen Führung der Fadenpakete ist an einer Buchse eine Stützeinrichtung angeordnet. Die Fadenpakete, die Stützeinrichtungen und die Buchsen sind in eine gummielastische Ummantelung eingebettet.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elastischen Gelenkkörper bereitzustellen, der bei seiner Herstellung eine verbesserte Material- und Bauraumnutzung zulässt. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen elastischen Gelenkkörper bereitzustellen, der mit weiteren Befestigungsstrukturen versehen werden kann.
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Diese Aufgaben werden mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Weitere Ausführungsformen gehen aus den in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen hervor.
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Bei dem erfindungsgemäßen elastischen Gelenkkörper umfasst die Stützeinrichtung wenigstens ein an wenigstens einem der Kopplungselemente integral ausgebildetes Bundelement und wenigstens ein entlang der Achse des wenigstens einen Kopplungselementes verlagerbares Bundelement. Das wenigstens eine integral an dem wenigstens einem Kopplungselement ausgebildete Bundelement und das wenigstens eine verlagerbare Bundelement dienen zur axialen Führung der Fadenpakete an dem Kopplungselement. Durch das wenigstens eine integrale Bundelement kann der zur Verfügung stehende Bauraum im Bereich der Kopplungselemente für das wenigstens eine Fadenpaket optimal ausgenutzt werden, da keine Schultern oder ähnlich Anlageflächen benötigt werden, die den Bauraum an dem Kopplungselement für das wenigstens eine Fadenpaket einschränken oder verkleinern würden. Gleichzeitig wird aufgrund des Wegfallens von Schultern, Vorsprüngen oder ähnlichen zusätzlichen Anlagebereichen für das wenigstens eine Fadenpaket der Bauraum für das wenigstens eine Fadenpaket an dem Kopplungselement zwischen dem wenigstens einem integralen Bundelement und wenigstens einem weiteren Bundelement erhöht. Das Fadenpaket kann die Außenumfangsfläche des Kopplungselements mit seinem vollen Querschnitt direkt umschlingen. Durch das integrale Bundelement besteht ferner die Möglichkeit, weitere Befestigungsstrukturen an dem Kopplungselement vorzusehen, da in den Bereichen mit den integralen Bundelementen keine Bundelemente aufgesteckt bzw. aufgepresst werden müssen.
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Ferner erhöht die integrale Ausbildung wenigstens eines Bundelements die Festigkeit des elastischen Gelenkkörpers, da anders als bei aufgepressten Bundelementen das integrale Bundelement durch Aufpressen oder andere stoffschlüssige Verbindungen keine Spannungen in dem wenigstens einen Kopplungselement verursacht. Durch das wenigstens eine integrale Bundelement kann auch die Masse des elastischen Gelenkkörpers gegenüber Lösungen mit ausschließlich aufgepressten Bundelementen reduziert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann das wenigstens eine integrale Bundelement in axialer Richtung in einem zentralen Abschnitt des Kopplungselementes ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann das wenigstens eine integrale Bundelement in axialer Richtung im wesentlichen mittig an dem Kopplungselement ausgebildet sein. Das wenigstens eine integrale Bundelement kann scheibenförmig ausgebildet sein und sich in radialer Richtung ausgehend von dem Kopplungselement erstrecken. Da durch das integrale Bundelement keine Absätze oder Schultern durch aufgepresste Elemente entstehen, steht dem wenigstens einen Fadenpaket, das durch das wenigstens eine Kopplungselement geführt wird, mehr Bauraum unmittelbar nahe dem Kopplungselement zur Verfügung.
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Das wenigstens eine integrale Bundelement kann an einem axialen Endabschnitt des wenigstens einen Kopplungselements ausgebildet sein. In diesem Fall können ein in axialer Richtung verlagerbares Bundelement oder mehrere in axialer Richtung verlagerbare Bundelemente auf das wenigstens eine Kopplungselement axial aufgesteckt bzw. aufgepresst werden. Beispielsweise können ein zentrales Bundelement und ein weiteres Bundelement, das an dem dem integralen Bundelement entgegengesetzten Ende des Koppelelements vorgesehen ist, auf das Kopplungselement zur Führung des wenigstens einen Fadenpakets axial unter einer Aufpresskraft aufgeschoben und mit dem Kopplungselement verbunden werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann an einem axialen Endabschnitt und an einem zentralen Abschnitt des Kopplungselementes ein integral mit dem Kopplungselement ausgebildetes Bundelement vorgesehen sein. Ein Fadenpaket kann dementsprechend zwischen zwei integral ausgebildeten Bundelementen an dem Kopplungselement angeordnet und von diesen integral ausgebildeten Bundelementen geführt werden. Ein weiteres Fadenpaket kann dann zwischen dem zentral ausgebildeten integralen Bundelement und einem axial aufgesteckten bzw. aufgepressten Bundelement an dem Kopplungselement geführt werden.
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Das wenigstens eine in axialer Richtung des Kopplungselements unter Aufbringung einer Anpresskraft verlagerbare Bundelement kann an einem axialen Endabschnitt des Kopplungselementes vorgesehen sein. Es ist ebenfalls möglich, neben einem in axialer Richtung des Kopplungselementes verlagerbaren Bundelement an einem axialen Endabschnitt des Kopplungselements ein weiteres in axialer Richtung verlagerbares Bundelement in einem zentralen Bereich des Kopplungselements vorzusehen. Die Stützeinrichtung kann sich in diesem Fall aus einem an einem Endabschnitt des Kopplungselements integral ausgebildeten Bundelement und zwei entlang der Achse des Kopplungselementes verlagerbaren Bundelementen zusammensetzen.
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Das wenigstens eine Kopplungselement kann ein Gewinde aufweisen. Das Gewinde kann ein Innengewinde sein, das an der Innenumfangsfläche des Kopplungselements ausgebildet sein kann. Das Innengewinde kann beispielsweise dazu dienen, einen Flansch an einem Ende eines Wellenabschnitts über eine Kopfschraube direkt mit dem elastischen Gelenkkörper verschrauben zu können. In diesem Fall werden keine Muttern oder ähnliches zum Kontern der Schraube zum Verbinden mit dem Flansch benötigt. Das Vorsehen eines Innengewindes an dem wenigstens einem Kopplungselements kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn der elastische Gelenkkörper zu Wartung- oder Montagezwecken nur von einer axialen Seite aus zugänglich ist.
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Das wenigstens eine Kopplungselement kann einen Abschnitt mit einem vorbestimmten Schraubenkopf aufweisen. Der vorbestimmte Schraubenkopf kann beispielsweise ein Sechskantkopf sein. Der Abschnitt mit dem vorbestimmten Schraubenkopf kann beispielsweise dazu verwendet werden, falls das wenigstens eine Kopplungselement mit einem Innengewinde versehen ist, beim Einschrauben der Schraube in das Kopplungselement, das Kopplungselement gegenzuhalten. Dadurch wird verhindert, dass sich das wenigstens eine Kopplungselement beim Einschrauben der Schraube zum Verbinden mit einem Flansch mitdreht. Ein Mitdrehen der Schraube kann beispielsweise zu Schäden an dem elastischen Körper oder an dem Fadenpaket führen. Der Abschnitt mit dem vorbestimmten Schraubenkopf kann beispielsweise ein axialer Endabschnitt eines Kopplungselements sein.
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An den Abschnitt mit dem vorbestimmten Schraubenkopf kann sich in axialer Richtung ein integral an dem Kopplungselement ausgebildetes Bundelement anschließen. Ein derartiges Kopplungselement kann einen rohrförmigen Abschnitt aufweisen, an den sich ein an dem Kopplungselement integral ausgebildetes Bundelement anschließt. Unmittelbar an das integral ausgebildete Bundelement kann sich der Abschnitt des Kopplungselements anschließen, der mit einem vorbestimmten Schraubenkopf versehen ist. Dieser Abschnitt kann gleichzeitig ein Ende des Kopplungselements in axialer Richtung bilden. Der Abschnitt mit seinem vorbestimmten Schraubenkopf, kann auch in eine zu seinem Schraubenkopf komplementär ausgebildete Öffnung, die beispielsweise in einem Flansch ausgebildet ist, eingesteckt werden. Auf diese Weise kann sich das Kopplungselement quasi selbst kontern, wenn eine Schraube in das Kopplungselement eingeschraubt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann in wenigstens einem der Kopplungselemente eine Innenbuchse aufgenommen sein. Eine Schraube zu Verbindung beispielsweise mit einem Flansch erstreckt sich durch die Innenbuchse hindurch und wird dann mit einer Mutter oder einem ähnlichen Element verbunden, um den elastischen Gelenkkörper an dem Flansch zu befestigen.
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Ein Fadenpaket wird aus einer Mehrzahl von Wicklungen eines endlosen Fadens oder mehrerer Fäden gebildet. Ein Fadenpaket kann laschenförmig ausgebildet sein. Die elastische Ummantelung kann eine Ummantelung aus einem Elastomer, einem Gummi, einem thermoplastischen Elastomer und einem Silikon sein.
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Der elastische Gelenkkörper kann eine sogenannte elastische Gelenkscheibe sein. Ferner kann der elastische Gelenkkörper ein laschenförmiger Gelenkkörper sein. Mehrere derartige laschenförmige Gelenkkörper können beispielsweise zu einer ringförmigen Laschenkupplung zusammengesetzt werden. Die Anzahl der laschenförmigen Gelenkkörper bestimmt den Durchmesser einer solchen Laschenkupplung.
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Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben.
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Es stellen dar:
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1 eine Draufsicht des elastischen Gelenkkörpers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie II-II in 1;
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3 eine Schnittansicht eines Gelenkkörpers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
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4 eine Schnittansicht eines Gelenkkörpers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt einen elastischen Gelenkkörper gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, der allgemein mit 10 bezeichnet ist. Der elastische Gelenkkörper 10 umfasst eine elastische Ummantelung 12, in die Kopplungselemente 14 und axial äußere Bundelemente 16 zumindest teilweise eingebettet sind. Die Bundelemente 16 sind an den axial äußeren Enden der Kopplungselemente 14 angebracht. Die Kopplungselemente 14 sind in regelmäßigen Winkelabständen um die Drehachse M des Gelenkkörpers 10 angeordnet.
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2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie II-II in 1.
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Das in 2 gezeigte Kopplungselement 14 ist in die elastische Ummantelung bzw. den elastischen Körper 12 eingebettet. An dem Kopplungselement 14 ist eine Stützeinrichtung SE vorgesehen, die zur Führung von in 2 nicht gezeigten Fadenpaketen an dem Kopplungselement 14 dient.
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Das Kopplungselement 14 ist im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet. An der Außenumfangsfläche des Kopplungselements 14 sind Bundelemente 18 und 20 integral ausgebildet. Das integrale Bundelement 18 ist an einem axialen Endabschnitt des Kopplungselements vorgesehen. Das integral ausgebildete Bundelement 20 ist in Richtung der Achse MK des Kopplungselements 14 in einem zentralen Bereich des Kopplungselements 14 vorgesehen. Die integral ausgebildeten Bundelemente 18 und 20 erstrecken sich ausgehend von der Außenumfangsfläche des Kopplungselements 14 in radialer Richtung. Die integralen Bundelemente 18 und 20 sind scheibenförmig ausgebildet und dienen zur Führung der in 2 nicht gezeigten Fadenpakete, die zur Kopplung in Umfangsrichtung benachbarter Kopplungselemente 14 dienen (1).
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Das Kopplungselement 14 weist an seiner Innenumfangsflächen ein Innengewinde 22 auf. An dem Endabschnitt des Kopplungselements 14 mit dem integralen Bundelement 16 ist ferner auch ein Abschnitt 24 mit einem vorbestimmten Schraubenkopf ausgebildet. Das Innengewinde 22 durchsetzt auch den Abschnitt 24 mit dem vorbestimmten Schraubenkopf. Das Innengewinde 22 ist jedoch nicht an der gesamten Innenumfangsfläche des Kopplungselementes 14 vorgesehen. Das Innengewinde 22 erstreckt sich über im Wesentlichen 65 bis 80%, insbesondere über 75%, der axialen Erstreckung des Kopplungselements 14, sodass in einem Abschnitt 26 der Innenumfangsfläche des Kopplungselements 14 kein Innengewinde vorgesehen ist. Das Innengewinde 22 kann sich auch über die gesamte Innenumfangsfläche des Kopplungselements 14 erstrecken. Das Innengewinde 22 kann sich auch nur über einen Abschnitt der Innenumfangsfläche des Kopplungselements 14 erstrecken, der kleiner als 65% der axialen Erstreckung des Kopplungselements 14 ist. Die Länge des Innengewindes 22 an der Innenumfangsfläche des Kopplungselements 14 wird maßgeblich von den Schrauben bzw. der Auslegung der Schrauben (nicht gezeigt) bestimmt, die mit dem elastischen Gelenkkörper 10 bzw. dem Kopplungselement 24 verschraubt werden sollen.
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Der vorbestimmte Schraubenkopf kann beispielsweise ein Sechskantkopf sein. Dieser Sechskantkopf dient zum Gegenhalten des Kopplungselements 14, wenn in das Innengewinde 22 an dem Kopplungselement 14 eine Schraube (nicht gezeigt) eingeschraubt werden soll. Anders ausgedrückt kann an den Kopplungselementen 14 ein Schraubenschlüssel angesetzt werden, der zum Gegenhalten der Kopplungselemente 14 verwendet werden kann. Durch das Gegenhalten des Kopplungselements 14 soll verhindert werden, dass sich das Kopplungselement 14 beim Einschrauben einer Schraube (nicht gezeigt) mitdreht und damit Spannungen in das elastische Material der elastischen Ummantelung 12 eingebracht werden, in das die Kopplungselemente 14 zumindest abschnittsweise eingebettet sind. Der Abschnitt 24 mit seinem vorbestimmten Schraubenkopf, kann auch in eine zu seinem Schraubenkopf komplementär ausgebildete Öffnung (nicht gezeigt), die beispielsweise in einem Flansch (nicht gezeigt) ausgebildet ist, eingesteckt werden. Auf diese Weise kann sich das Kopplungselement 14 quasi selbst kontern, wenn eine Schraube in das Kopplungselement 14 eingeschraubt wird.
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Wie in 2 erkennbar ist, ist die dem Abschnitt 24 zugewandte axiale Fläche des integralen Bundelements 18 nicht vollständig mit dem elastischen Material der elastischen Ummantelung 12 überzogen. Ein radialer Bereich um den Abschnitt 24 herum ist nicht mit elastischem Material überzogen. Dieser Bereich nimmt ca. 50% der radialen Erstreckung des Bundelements 18 ein.
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An dem dem integralen Bundelement 18 entgegengesetzten axialen Ende des Kopplungselements 14 ist das in Richtung der Achse MK im wesentlichen frei positionierbare Bundelement 16 erkennbar. Das Bundelement 16 wird auf das Kopplungselement 14 aufgepresst. Das Bundelement 16 ist im Querschnitt L-förmig ausgebildet und legt sich mit seinen rohrförmigen Abschnitt 16a an die Außenumfangsfläche des Kopplungselements 14. Ausgehend von dem rohrförmigen Abschnitt 16a erstreckt sich in radialer Richtung ein scheibenförmiger Abschnitt 16b. Der scheibenförmige Abschnitt 16b dient wie die integralen Bundelemente 18 und 20 zum Abstützen der nicht gezeigten Fadenpakete.
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Im Folgenden werden weitere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Für gleichartige oder gleichwirkende Komponenten werden dieselben Bezugszeichen verwendet, jedoch mit einer fortlaufenden Ziffer vorangestellt.
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3 zeigt eine Schnittansicht des elastischen Gelenkkörpers 110 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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Der elastische Gelenkkörper 110 weist Kopplungselemente 114 auf, an denen integral ausgebildete Bundelemente 118 und 120 vorgesehen sind. Das integral ausgebildete Bundelement 118 ist an einem axialen Endabschnitt des Kopplungselementes 114 vorgesehen. In axialer Richtung schließt sich unmittelbar an das integral ausgebildete Bundelement 118 ein Abschnitt 124 mit einem vorbestimmten Schraubenkopf an. Der vorbestimmte Schraubenkopf kann beispielsweise ein Sechskantkopf sein. Das integrale Bundelement 120 ist an einem Kopplungselement 114 in Richtung der Achse MK mittig und im Abstand zu dem integralen Bundelement 118 vorgesehen. An dem dem integralen Bundelement 118 entgegengesetzten axialen Ende des Kopplungselements 114 ist ein auf das Kopplungselement 114 aufgepresstes Bundelement 116 erkennbar, das im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist.
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Der wesentliche Unterschied zu der voranstehend beschriebenen ersten Ausführungsform liegt darin, dass in dem Kopplungselement 114 eine Innenbuchse 128 aufgenommen ist, die sich durch das Kopplungselement 114 hindurch erstreckt und aus dem Kopplungselement 114 herausragt. Durch die Innenbuchse 128 können Befestigungsschrauben (nicht gezeigt) geführt werden, die zur Verbindung des elastischen Gelenkkörpers 110 mit einem Flansch (nicht gezeigt) dienen. In diesem Fall wird die Schraube an der dem Flansch entgegengesetzten axialen Seite des Gelenkkörpers 110 mit einer Mutter (nicht gezeigt) gekontert.
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4 zeigt eine Schnittansicht eines elastischen Gelenkkörpers 210 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
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In 4 sind Fadenpakete 240 gezeigt, die von der Stützeinrichtung SE in axialer Richtung abgestützt bzw. geführt werden. Anders ausgedrückt sind die Fadenpakete 240 zwischen dem integralen Bundelement 218 und dem in Richtung der Achse MK verlagerbaren bzw. frei positionierbaren Bundelement 216 angeordnet sind. Das Bundelement 216 kann auf das Kopplungselement 214 aufgepresst sein. Die Bundelemente 216 und 218 stützen die Fadenpakete 240 in axialer Richtung ab.
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Das integrale Bundelement 218 ist an einem axialen Ende des Kopplungselements 214 ausgebildet. An dem entgegengesetzten axialen Ende des Kopplungselements 214 ist das verlagerbare Bundelement 216 vorgesehen. An dem Ende mit dem integralen Bundelement 218 ist ein Abschnitt 224 mit einem vorbestimmten Schraubenkopf vorgesehen. Durch das Kopplungselement 214 erstreckt sich zudem ein Innengewinde 222.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1302686 A2 [0002]
- DE 102008047596 A1 [0003]
