DE9317250U1

DE9317250U1 - Device for measuring wear on multi-disc brakes

Info

Publication number: DE9317250U1
Application number: DE9317250U
Authority: DE
Original assignee: O&K Orenstein and Koppel GmbH
Current assignee: CNH Industrial Baumaschinen GmbH
Priority date: 1992-11-26
Filing date: 1993-11-11
Publication date: 1994-04-14
Anticipated expiration: 2003-11-12

Description

Einrichtung zur Verschleißmessung
an LamellenbremsenWear measurement device
on disc brakes

Die Neuerung betrifft eine Einrichtung zur Verschleißmessung an insbesondere naßlaufenden Lamellenbremsen von Achsen mit Planetenradvorgelegen, indem in eine vorgegebene Bohrung in der Radnabe ein eine Meßeinrichtung beinhaltendes schraubenartiges Bauteil eingeführt wird.The innovation concerns a device for measuring wear on wet-running multi-disk brakes on axles with planetary gears, in particular, by inserting a screw-like component containing a measuring device into a predetermined bore in the wheel hub.

Lamellenbremsen, insbesondere öl geschmierte Lamellenbremsen, stellen Bauteile dar, die zwar einem relativ geringen Verschleiß unterliegen, wobei jedoch dennoch seitens der Technischen Überwachungsvereine Forderungen aufgestellt werden, die eine zumindest sporadische Verschleißmessung, insbesondere in den Wartungsintervallen bedingen.Multi-disk brakes, especially oil-lubricated multi-disk brakes, are components that are subject to relatively little wear, but the technical inspection associations still set requirements that require wear to be measured at least sporadically, especially during maintenance intervals.

Allgemein bekannt ist, die Öl ablaßschraube herauszudrehen und eine Meßvorrichtung einzuschrauben, wobei die Meßvorrichtung mittels einer Konterschraube gegen Verdrehen gesichert wird. Die Meßvorrichtung selber ist als Schraube ausgebildet, die exzentrisch innerhalb der die Ölablaßschraube ersetzenden Schraube vorgesehen ist. Diese exzentrisch angeordnete Schraube wird in Richtung der die Lamellen stützenden Scheibe zugestellt, wobei das Rad anschließend in Umfangsrichtung gedreht wird, um auf diese Art und Weise eine Verkantung der Scheibe zu vermeiden. Mittels eines Tiefenmaßes wird der Abstand zwischen der Stirnfläche der Radnabe und dem Schraubenkopf festgestellt. Nachteilig an diesen Verfahren bzw. der Einrichtung ist festzustellen, daß einerseits die die ölablaßschraube ersetzende Schraube in aufwendiger Weise bearbeitet werden muß, um die exzentrisch angeordnete Schraube aufzunehmen. Die Exzentrizität ist deshalb notwendig, damit die Meßschraube in Richtung der die Lamellen stützenden Scheibe zugestellt werden kann, wobei aus Sicherheitsgründen auch noch eine Drehung des Rades vorgenommen werden muß, um eine Verkantung der Scheibe auszuschließen.It is generally known to unscrew the oil drain plug and screw in a measuring device, whereby the measuring device is secured against twisting by means of a lock screw. The measuring device itself is designed as a screw that is eccentrically arranged within the screw that replaces the oil drain plug. This eccentrically arranged screw is fed in the direction of the disc supporting the lamellae, whereby the wheel is then rotated in the circumferential direction in order to prevent the disc from tilting. The distance between the front face of the wheel hub and the screw head is determined using a depth gauge. The disadvantage of this method or device is that, on the one hand, the screw that replaces the oil drain plug has to be machined in a complex manner in order to accommodate the eccentrically arranged screw. The eccentricity is necessary so that the micrometer can be fed in the direction of the disc supporting the lamellae, whereby for safety reasons the wheel also has to be rotated in order to prevent the disc from tilting.

Ziel des Neuerungsgegenstandes ist es, eine Einrichtung zur Verschleißmessung an Lamellenbremsen zu konzipieren, mit welcher die Verschleißmessung ohne größeren Aufwand realisiert werden kann, wobei die Meßeinrichtung einfach im Aufbau und für verschiedene Anwendungsfälle ausgelegt sein soll.The aim of the innovation is to design a device for measuring wear on multi-disk brakes, with which wear measurement can be carried out without great effort, whereby the measuring device should be simple in construction and designed for various applications.

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Dieses Ziel wird neuerungsgemäß dadurch erreicht,daß die Meßeinrichtung durch eine Spindel (14) mit vorgegebener Steigung gebildet ist, die in einen verkantungsfreien Bereich der die Lamellen (5,6) abstützenden Scheibe (10) zustellbar ist.This aim is achieved in accordance with the innovation in that the measuring device is formed by a spindle (14) with a predetermined pitch, which can be fed into a tilt-free area of the disk (10) supporting the slats (5, 6).

Vorteilhafte Weiterbildungen der Einrichtung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous further training courses offered by the institution can be found in the sub-claims.

Die unmittelbar mit der Meßeinrichtung zusammenwirkende Anzeigevorrichtung ist nach Art eines Mikrometers ausgebildet, wobei eine vorgegebene Gewindesteigung von &rgr; = 1 mm eine Teilung von 0,1 mm bedeutet. Die Meßeinrichtung ist einfach im Aufbau und kann durch Austausch von Einsatzstiften an unterschiedliche Abstände der Radnabe zur die Lamellen abstützenden Scheibe angepaßt werden.The display device, which works directly with the measuring device, is designed like a micrometer, whereby a given thread pitch of ρ = 1 mm means a division of 0.1 mm. The measuring device is simple in design and can be adapted to different distances between the wheel hub and the disk supporting the slats by exchanging insert pins.

Vorzugsweise wird die die Meßeinrichtung beinhaltende Schraube in die Bohrung der Öl einfüllschraube eingedreht, die einem verkantungsfreien Meßbereich der die Lamellen abstützenden Scheibe gegenüberliegt.Preferably, the screw containing the measuring device is screwed into the bore of the oil filler screw, which is opposite a tilt-free measuring area of the disc supporting the lamellae.

Der Verschleiß, d.h. der relevante Kolbenhub kann in Abhängigkeit vom konstruktiven Aufbau der Einrichtung einerseits unmittelbar an der Spindel abgelesen und andererseits durch das Tiefenmaß eines von außen anzusetzenden Meßschiebers ermittelt werden.Depending on the design of the device, the wear, i.e. the relevant piston stroke, can be read directly on the spindle on the one hand and determined by the depth measurement of a caliper gauge attached from the outside on the other.

Das neuerungsgemäße Konzept beruht darauf, daß über eine Meßspindel, deren Gewinde sich entweder im schraubenartigen Bauteil oder aber in der Radnabe befindet, das sich durch den Verschleiß der Reibbeläge vergrößernde Luftspiel der jeweiligen Lamellenbremse, welches dem Kolbenhub entspricht, gemessen wird. Bei beiden Varianten wird der axiale Abstand zwischen der Radnabe und der Stützscheibe einmal bei betätigter Bremse (Kolben ausgefahren) und anschließend bei gelöster Bremse festgestellt. Die Differenz der Maße ergibt das Luftspiel in der Bremse. Durch Subtraktion des Grundluftspiels bei der Montage der Bremse kann der Summenverschleiß des Bremspaketes über einen vorgegebenen Zeitraum problemlos ermittelt werden. Die Prüfung der Bremsbeläge wird im Stillstand des jeweiligen Fahrzeuges durchgeführt.The innovative concept is based on the fact that the air clearance of the respective multi-disk brake, which increases due to the wear of the friction linings and corresponds to the piston stroke, is measured using a measuring spindle, the thread of which is located either in the screw-like component or in the wheel hub. In both variants, the axial distance between the wheel hub and the support disc is determined once with the brake applied (piston extended) and then with the brake released. The difference in the measurements gives the air clearance in the brake. By subtracting the basic air clearance when installing the brake, the total wear of the brake package over a specified period of time can be easily determined. The brake pads are tested when the respective vehicle is stationary.

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Zur Messung wird die ggf. bereits vorhandene Verschlußschraube im Bereich der jeweiligen Radnabe entfernt und die Meßeinrichtung eingedreht. Die Bremse wird betätigt und in dieser Position belassen. Dadurch ist der Ringkolben ausgefahren und das Bremspaket wird gegen die Stützscheibe gedrückt. Die Spindel wird nun solange eingedreht, bis sie an der Stützscheibe anschlägt. Diese Position wird dokumentiert. Anschließend wird die Bremse gelöst und die Federn holen den Ringkolben in seine Ausgangsposition zurück. Die Spindel kann nun ebenfalls nachgedreht werden, bis sie wiederum an der Stützscheibe anschlägt. Der Spindelweg zwischen dem ersten und zweiten Anschlag entspricht dem Kolbenhub und somit dem in der Bremse vorhandenen Luftspiel.To measure, the screw plug that may already be present in the area of the wheel hub is removed and the measuring device is screwed in. The brake is applied and left in this position. This extends the ring piston and the brake package is pressed against the support disc. The spindle is then screwed in until it hits the support disc. This position is documented. The brake is then released and the springs return the ring piston to its original position. The spindle can now also be turned again until it hits the support disc again. The spindle travel between the first and second stop corresponds to the piston stroke and thus the air play in the brake.

Vorzugsweise wird der Verschleiß im Verlauf der ohnehin gegebenen Wartungsintervalle ermittelt. Die Erfindung findet Anwendung bei LKW, wie z.B. Muldenkippern, mobilen Bau- und Arbeitsmaschinen, wie z.B. Radladern, Baggern, Gradern oder dgl.Preferably, the wear is determined during the maintenance intervals that already exist. The invention is used in trucks, such as dump trucks, mobile construction and work machines, such as wheel loaders, excavators, graders or the like.

Die Neuerung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:The innovation is shown using an example in the drawing and is described as follows. Shown are:

Figur 1 - Teilansicht einer Lamellenbremse samt Meßeinrichtung Figur 2 - Querschnitt durch die MeßeinrichtungFigure 1 - Partial view of a multi-disk brake including measuring device Figure 2 - Cross section through the measuring device

Figur 3 - Teildarstellung der Anzeige der Meßvorrichtung gemäß Figur 2Figure 3 - Partial view of the display of the measuring device according to Figure 2

Figur 4 - Teilansicht der Lamellenbremse gemäß Figur 1 samt alternativer MeßeinrichtungFigure 4 - Partial view of the multi-disk brake according to Figure 1 including alternative measuring device

Figur 1 zeigt als Teilansicht eine Lamellenbremse 1, die als wesentliche Bestandteile eine Radnabe 2 beinhaltet, innerhalb welcher eine Welle 3 angeordnet ist. Auf einem Lamellenträger 4, der auf der Welle 3 gelagert ist, sind Innenlamellen 5 befestigt. Der Lamellenträger 4 wird von einem Außenlamellen 6 tragenden Hohlradträger 7 umgeben, wobei die Außenlamellen 6 zwischen den Innenlamellen 5 angeordnet sind. Die Reibbeläge derFigure 1 shows a partial view of a multi-disk brake 1, which includes as essential components a wheel hub 2, within which a shaft 3 is arranged. Inner disks 5 are attached to a disk carrier 4, which is mounted on the shaft 3. The disk carrier 4 is surrounded by a ring gear carrier 7 carrying outer disks 6, with the outer disks 6 being arranged between the inner disks 5. The friction linings of the

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einzelnen Lamellen 5,6 sind hierbei der Einfachheit halber mit dem Bezugszeichen 8 versehen. Axial hinter den Lamellen 5,6 ist ein RingkolbenFor the sake of simplicity, the individual lamellae 5,6 are provided with the reference number 8. Axially behind the lamellae 5,6 is an annular piston

9 angeordnet, der innerhalb des Hohlradträgers in Richtung der Lamellen 5,6 zustellbar ist, und diese bei Betätigung der Bremse axial in Richtung einer Stützscheibe 10 bewegt, die mittels eines Sicherungsringes 11 gegen Verrutschen gehalten ist. Der Kolben 9 wird über die Druckleitung 12 beim Betätigen der Bremse mit Hydrauliköl beaufschlagt.9 is arranged, which can be moved inside the ring gear carrier in the direction of the disks 5, 6, and moves these axially in the direction of a support disk 10 when the brake is actuated, which is held against slipping by means of a locking ring 11. The piston 9 is pressurized with hydraulic oil via the pressure line 12 when the brake is actuated.

Um nun den Verschleiß der Reibbeläge 8 ermitteln zu können, wird eine Meßvorrichtung 13 zur Anwendung gebracht, die eine Spindel 14 mit austauschbaren Einsatzstiften 15 beinhaltet. Die Spindel 14 wird von einer Verstell schraube 16 umgeben, die anstelle einer hier nicht weiter dargestellten öleinfüllschraube in die zugehörige Bohrung 17 der Radnabe 2 eingebracht werden kann. Die Spindel 14 ist außerhalb der Radnabe 2 mit einem Griff 18 versehen, mittels welchem sie in Richtung der StützscheibeIn order to be able to determine the wear of the friction linings 8, a measuring device 13 is used, which contains a spindle 14 with exchangeable insert pins 15. The spindle 14 is surrounded by an adjusting screw 16, which can be inserted into the corresponding hole 17 of the wheel hub 2 instead of an oil filler screw (not shown here). The spindle 14 is provided with a handle 18 outside the wheel hub 2, by means of which it can be turned in the direction of the support disk.

10 zugestellt werden kann. Die Meßeinrichtung 13 beinhaltet eine Anzeigevorrichtung 19, die in den folgenden Figuren näher beschrieben wird.10 can be delivered. The measuring device 13 includes a display device 19, which is described in more detail in the following figures.

Figur 2 zeigt die neuerungsgemäße Meßeinrichtung 13, die im wesentlichen folgende Bauteile beinhaltet:Figure 2 shows the new measuring device 13, which essentially contains the following components:

eine Spindel 14 mit einer Steigung &rgr; = 1, einer Verstell schraube 16 mit konzentrischer Bohrung 25, die anstelle der Öleinfüllschraube in die entsprechende Bohrung der Radnabe eingedreht wird, austauschbare Einsatzstifte 15, die in die Spindel 14 einschraubbar sind sowie einen als Sterngriff ausgebildeten Griff 18 zur Verstellung der Spindel 14 innerhalb der Verstell schraube 16. Zwischen dem Griff 18 und der Verstellschraube 16 ist die durch eine Skalentrommel 19 gebildete Anzeigevorrichtung vorgesehen, die in die Verstell schraube 16 eindrehbar ist. Die Verstellschraube 16 ist mit einem axialen Ansatz 20 versehen, der skalentrommel sei tig eine Markierung 21 aufweist, die nach Art eines Mikrometers mit der Einteilung auf der Skalentrommel 19 in Übereinstimmung gebracht werden kann. Um Verfälschungen der Meßergebnisse zu vermeiden, ist axial hinter der Skalentrommel 19 eine Rändelmutter 22 vorgesehen, die als Kontermutter eingesetzt werden kann.a spindle 14 with a pitch ρ = 1, an adjusting screw 16 with a concentric bore 25, which is screwed into the corresponding bore of the wheel hub instead of the oil filler screw, exchangeable insert pins 15, which can be screwed into the spindle 14 and a handle 18 designed as a star handle for adjusting the spindle 14 within the adjusting screw 16. Between the handle 18 and the adjusting screw 16, the display device formed by a scale drum 19 is provided, which can be screwed into the adjusting screw 16. The adjusting screw 16 is provided with an axial projection 20, which has a marking 21 on the scale drum side, which can be brought into line with the graduation on the scale drum 19 in the manner of a micrometer. In order to avoid falsification of the measurement results, a knurled nut 22 is provided axially behind the scale drum 19, which can be used as a lock nut.

Figur 3 zeigt eine Tel!darstellung der Anzeigevorrichtung, nämlich die Verstell schraube 16, die Skalentrommel 19 sowie die Rändelmutter 22.Figure 3 shows a partial view of the display device, namely the adjustment screw 16, the scale drum 19 and the knurled nut 22.

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Ferner erkennbar ist die Markierung 21 sowie die Skalierung 23 auf der Skalentrommel 19.Also visible are the marking 21 and the scale 23 on the scale drum 19.

Der Meßvorgang stellt sich etwa wie folgt dar:The measuring process looks something like this:

Die hier nicht weiter dargestellte öl einfülIschraube wird durch die die Meßeinrichtung 13 beinhaltende Verstell schraube 16 ersetzt. Die Bremse wird getreten, so daß die Lamellen 5,6 auf die Stützscheibe 10 zugestellt werden. Mittels des Griffes 18 wird der jeweilige Einsatzstift 15 solange in Richtung der Stützscheibe 10 zugestellt, bis dieser an der Stirnfläche 24 in einem verkantungsfreien Bereich (möglichst weit radial innen) zur Anlage kommt. Der erste Meßvorgang findet bei getretener Bremse statt. Ist dieser erste Meßwert an der Skalentrommel 19 fixiert worden, wird die Bremse gelöst und die Spindel 14 mittels des Griffes 18 solange in Richtung der Stützscheibe 10 nachgestellt, bis diese wiederum zur Anlage an den Lamellen 5,6 kommt. Der zweite Meßwert abzüglich des ersten, der unmittelbar an der Anzeigevorrichtung 19 abgelesen werden kann, ergibt den Kolbenhub sowie den daraus resultierenden Verschleiß der Reibbeläge 8.The oil filler screw, not shown here, is replaced by the adjusting screw 16 containing the measuring device 13. The brake is depressed so that the slats 5, 6 are moved towards the support disk 10. Using the handle 18, the respective insert pin 15 is moved towards the support disk 10 until it comes to rest on the front surface 24 in a tilt-free area (as far radially inward as possible). The first measuring process takes place while the brake is depressed. Once this first measured value has been fixed to the scale drum 19, the brake is released and the spindle 14 is adjusted using the handle 18 towards the support disk 10 until it again comes to rest on the slats 5, 6. The second measured value minus the first, which can be read directly on the display device 19, gives the piston stroke and the resulting wear of the friction linings 8.

Figur 4 zeigt ebenfalls als Teilansicht die bereits in Figur 1 dargestellte Lamellenbremse 1. Da der Aufbau identisch ist, werden auch die gleichen Bezugszeichen verwendet. Unterschiedlich zu Figur 1 ist die Art der Meßeinrichtung 27, die in diesem Beispiel verwendet wird. Die Meßeinrichtung 27 besteht aus einem schraubenartigen Bauteil 28, das gleichzeitig die Spindel bildet, die im Bereich ihrer der Stützscheibe 10 zugewandten Stirnfläche 29 mit einem Stift 30 fest verbunden ist. Das Bauteil 28 ist im Bereich seiner anderen Stirnfläche 31 bundfrei ausgeführt, d.h. weist keinerlei Radialansätze, wie das Bauteil 16 gemäß Figur 1, auf, die sich an entsprechenden Gegenflächen abstützen. Der Stift 30 ist hierbei stützscheibenseitig mit einer kugeligen Stirnfläche 32 versehen, die beim Eindrehen des Bauteils 28 in die Bohrung 17 an der Stirnfläche 24 der Stützscheibe 10 zur Anlage kommt.Figure 4 also shows a partial view of the multi-disk brake 1 already shown in Figure 1. Since the structure is identical, the same reference numerals are used. The type of measuring device 27 used in this example is different from Figure 1. The measuring device 27 consists of a screw-like component 28, which simultaneously forms the spindle, which is firmly connected to a pin 30 in the area of its end face 29 facing the support disk 10. The component 28 is designed to be collar-free in the area of its other end face 31, i.e. it has no radial projections, like the component 16 according to Figure 1, which are supported on corresponding counter surfaces. The pin 30 is provided with a spherical end face 32 on the support disk side, which comes to rest on the end face 24 of the support disk 10 when the component 28 is screwed into the bore 17.

Der Meßvorgang stellt sich hierbei ähnlich, wie bereits vorab geschildert, dar:The measuring process is similar to that described above:

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Zu Beginn der Messung wird die Radnabe 2 so gedreht, daß die Verschlußschraube, die die Meßbohrung 17 während des Betriebes verschließt, nach oben gedreht wird, damit beim Herausdrehen derselben kein Öl herausläuft. Die Verschlußschraube wird anschließend herausgedreht und das die Meßeinrichtung 27 bildende Bauteil 28 wird zwei bis drei Gewindegänge eingedreht. Das Bauteil 28 weist analog zur Verschlußschraube einen Innensechskant 33 auf und kann mit dem gleichen Innensechskantschlüssel eingedreht werden, mit dem zuvor die Verschlußschraube herausgeschraubt wurde. Nun wird die Bremse betätigt und das Bremspedal gedrückt belassen. Das Bauteil 28 wird handfest eingeschraubt bis die Stirnfläche 32 des Stiftes 30 an der Stirnfläche 24 der Stützscheibe 10 zur Anlage kommt. Anschließend wird mit dem Tiefenmaß eines hier nicht dargestellten Meßschiebers das Maß zwischen der Stirnseite 31 des Bauteiles 28 und der Stirnfläche 34 der Flachsenkung im Bereich der Bohrung 17 festgestellt. Die Bremse wird danach gelöst und das Bauteil 28 weiter eingedreht, bis der Stift 30 wiederum an der Stützscheibe 10 anschlägt. Durch erneutes Messen und die Subtraktion der beiden Maße kann ein für den Verschleiß in der Radnabe 2 charakteristisches Maß ermittelt werden. Durch Vergleich mit einem Grenzmaß steht dann fest, ob die Reibbeläge 8 und somit die Innenlamellen 5 ausgetauscht werden müssen.At the start of the measurement, the wheel hub 2 is rotated so that the screw plug, which closes the measuring bore 17 during operation, is turned upwards so that no oil runs out when it is unscrewed. The screw plug is then unscrewed and the component 28 forming the measuring device 27 is screwed in two to three threads. The component 28 has a hexagon socket 33 similar to the screw plug and can be screwed in with the same hexagon socket key that was previously used to unscrew the screw plug. The brake is now applied and the brake pedal is left pressed. The component 28 is screwed in hand-tight until the face 32 of the pin 30 comes into contact with the face 24 of the support disk 10. Then, the depth gauge of a caliper (not shown here) is used to determine the dimension between the front face 31 of the component 28 and the front face 34 of the countersink in the area of the bore 17. The brake is then released and the component 28 is screwed in further until the pin 30 again hits the support disk 10. By measuring again and subtracting the two dimensions, a dimension characteristic of the wear in the wheel hub 2 can be determined. By comparing with a limit dimension, it is then determined whether the friction linings 8 and thus the inner disks 5 need to be replaced.

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Claims

• · Protection claims

1. Device for measuring wear on wet-running multi-disk brakes in particular on axles with planetary gears, in which a screw-like component containing a measuring device is inserted into a predetermined bore in the wheel hub, characterized in that the measuring device is formed by a spindle (14) with a predetermined pitch, which can be fed into a tilt-free area of the disc (10) supporting the discs (5, 6).

2. Device according to claim 1, characterized in that the spindle is formed by the screw-like component (28) which, at its end facing the disk (10), cooperates with a concentrically arranged pin (30) which can be advanced together with the component (28) in the direction of the disk (10).

3. Device according to claim 1, characterized in that the spindle 14 can be fitted with exchangeable insert pins 15 on the disk side.

4. Device according to claim 3, characterized in that the thread pitch is ρ = 1 mm.

5. Device according to claims 3 and 4, characterized in that the spindle 14 or its respective insert pin 15 can be fed into the radially inner region 24 of the disk 10.

6. Device according to claims 3 to 5, characterized in that the spindle 14 is provided with a handle 18 outside the wheel hub 2.

7. Device according to claims 3 to 6, characterized in that a display device 19 is arranged axially between the handle 18 and the screw 16.

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• ··

8. Device according to claims 3 to 7, characterized in that the display device 19 is designed as a scale drum surrounding the spindle 14, which can be advanced in the direction of the screw 16.

9. Device according to claims 3 to 8, characterized in that the screw 16 is provided with at least one marking 21 on the scale drum side.

10. Device according to claims 3 to 9, characterized by a lock nut designed as a knurled nut 22 for the scale drum 19.

11. Device according to claim 2, characterized in that the component (28) is designed without a collar.

12. Device according to claim 11, characterized in that the pin (30) is firmly connected to the component (28).

13. Device according to claims 11 and 12, characterized in that the pin (30) has a rounded end face (32) on the disc side.

14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the component (16, 28) can be inserted into the bore (17) of the oil filler screw.

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