EP1637794B1 - Schlitzwandfräse - Google Patents

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EP1637794B1
EP1637794B1 EP04022096.4A EP04022096A EP1637794B1 EP 1637794 B1 EP1637794 B1 EP 1637794B1 EP 04022096 A EP04022096 A EP 04022096A EP 1637794 B1 EP1637794 B1 EP 1637794B1
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EP
European Patent Office
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drive
drive shaft
bearing
trench wall
transmission
Prior art date
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EP04022096.4A
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English (en)
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Maximilian Arzberger
Ignaz Anton Seitle
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Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
    • B28D1/04—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with circular or cylindrical saw-blades or saw-discs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/13—Foundation slots or slits; Implements for making these slots or slits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D7/00—Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups

Definitions

  • the invention relates to a trench cutter according to the preamble of claim 1.
  • a trench wall cutter with these features goes for example from the EP-0 848 112 B1 out.
  • the lower bearing of the drive shaft is lubricated by the gear oil in the gearbox. Due to the increased distance between the gearbox in the bearing plate and the drive, the upper bearing of the drive shaft can not or hardly be lubricated directly by lubricants from the gearbox housing. There is a risk of increased bearing wear due to insufficient lubrication.
  • US 4,764,135 discloses a stern drive for a ship in which oil is circulated between a lower housing and an upper housing by means of a threaded shaft and a grooved sleeve.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a trench wall cutter with generic features, in which the maintenance is kept very low.
  • the drive shaft has an external thread, which is designed as a conveying thread for conveying lubricants in the direction of the drive.
  • a basic idea of the invention is to convey lubricant from the gear box to the elements of the attachment of the drive to the drive shaft to be lubricated by the drive shaft which extends from the gear box to the drive.
  • the drive shaft is formed with an external thread, which is used as a conveying thread for conveying the lubricant upon rotation of the drive shaft.
  • a distributor device for further distributing the lubricant.
  • This distributor sprays the lubricant delivered by the drive shaft.
  • the distributor can be injection lugs or edges on the output shaft.
  • this device has a toothing. This gearing can be used both for transmitting the torque of the drive to the drive shaft, as well as for distributing the lubricant. This is particularly simple because the drive shaft is set in motion for transmitting the torque of the drive and the lubricant is sprayed by the rotation and the teeth in the connecting sleeve.
  • At least one bearing in particular rolling bearing, is arranged, and the drive shaft is designed for lubricating the at least one bearing.
  • At least one seal in particular a sliding seal, is arranged in a region of the output of the drive and the drive shaft is designed for lubricating the at least one seal.
  • the trench wall cutter is further characterized in that a connecting sleeve is arranged between the drive and the drive shaft, on the outside of which the at least one bearing, particularly preferably and the at least one seal, is arranged.
  • a connecting sleeve is arranged between the drive and the drive shaft, on the outside of which the at least one bearing, particularly preferably and the at least one seal, is arranged.
  • FIG. 1 The basic structure of a trench wall cutter 10 'is in FIG. 1 shown.
  • a pair of Fräsradnaben 19 are arranged, which are driven by a Fräswelle 13.
  • the cutting wheels can be releasably secured.
  • the drive shaft 13 is connected to a ring gear 15 which is rotatably supported on the bearing plate 12 via crown gear bearing 16.
  • the ring gear 15 meshes with a drive pinion 17 whose axis of rotation extends substantially perpendicular to the cutting wheel shaft 13.
  • the drive pinion 17 is in turn rotatably mounted in the bearing plate 12.
  • the drive pinion 17 is connected via a first non-rotatable connection 23 with a drive shaft 20 ', which parallel and centric to the drive pinion 17 after extends to the top of the drive.
  • a second rotationally fixed connection 24 ' which in this case is a tongue and groove connection. This serves to connect to a coupling element 31, via which the torque from the drive to the drive shaft 20 'is transmitted.
  • the drive shaft 20 ' is rotatably supported by a drive shaft bearing 22, which is arranged liquid-tight in a bearing housing 30.
  • a holder 32 is provided on the cutter frame 40, over which the trench wall cutter 10 'can be transported.
  • Fig. 1 The related to Fig. 1 described components, which are designated by a reference numeral without quotation mark, can be provided in the trench wall cutter 10 according to the invention substantially without much change.
  • FIG. 2 shows a trench wall cutter 10 according to the invention on a drive shaft 20 is located at the lower end in the bearing plate 12, a gear coupling 25. At the other, upper end of the drive shaft 20, a distribution device is attached.
  • the drive shaft 20 is located in a gear plate 21 which is adjacent to the external thread 44 of the drive shaft 20.
  • the oil level 45 in the transmission of the trench wall cutter 10 extends to the lower end of the drive shaft 20.
  • the distribution device 24 has a spray edge.
  • the Vereilungs pleased 24 also designed as a component with an external arc toothing. Due to the radial splashing of the lubricant located in the connecting sleeve 46 ball bearings 49 are supplied with sufficient lubricant. Likewise, the mechanical seal 50 is protected from drying out by the splashing of the lubricants. Both the drive 48 and the connecting sleeve 46 are protected in the milling frame 40. Excess lubricant can from the upper region via an annular channel 27 and a return bore 28 down to the transmission be removed and cooled there.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schlitzwandfräse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine Schlitzwandfräse mit diesen Merkmalen geht beispielsweise aus der EP-0 848 112 B1 hervor. Durch die Verlagerung des Antriebs aus dem Lagerschild an eine von den Fräsrädern beabstandete Stelle am Fräsrahmen wird eine kompakte Schlitzwandfräse geschaffen. Zur Übertragung des Drehmoments des Antriebes zum Getriebe im Lagerschild wird eine relativ lange Antriebswelle genutzt.
  • Die untere Lagerung der Antriebswelle wird durch das Getriebeöl im Getriebekasten geschmiert. Durch den erhöhten Abstand zwischen dem Getriebe im Lagerschild und dem Antrieb kann die obere Lagerung der Antriebswelle nicht oder kaum mehr direkt durch Schmierstoffe aus dem Getriebekasten im Lagerschild geschmiert werden. Es besteht die Gefahr eines erhöhten Lagerverschleißes aufgrund unzureichender Schmierung.
  • Ein Trockenlaufen der Dichtungen und Lager ist aber zu verhindern, da durch nicht mehr funktionsfähige Dichtungen Suspension, die sich im Frässchlitz zur Stützung dieses befindet, in das Getriebe und den Antrieb der Schlitzwandfräse eindringen kann. Neben dem zusätzlichen Aufwand durch einen solchen Zwischenfall, der zum Trockenlegen des Getriebes und des Antriebes notwendig ist, können in ungünstigen Fällen auch Beschädigungen an der Schlitzwandfräse verursacht werden.
  • Aber auch das wartungsbedingte Auswechseln der Lager oder Dichtungen erfordert einen Auseinanderbau der Schlitzwandfräse, die in diesem Zeitraum nicht einsatzbereit ist. Auch ergeben sich Probleme, wenn ein solches Wartungsintervall während des Fräsens anfällt, und so das Fräsen unterbrochen werden muss, die Schlitzwandfräse aus dem Frässchlitz entfernt werden muss, gewartet und dann erst wieder in den Frässchlitz eingebracht werden kann.
  • Bei gattungsgemäßen Schlitzwandfräsen werden deswegen entweder dauergeschmierte Lager benutzt oder für die beweglichen Teile und Dichtungen im oberen Endbereich der Antriebswelle wird eine separate Fettschmierung installiert. Dies bedingt aber einen erhöhten Wartungsaufwand, da die Lager und Dichtungen in kurzen Zyklen überprüft und ausgetauscht werden müssen. Darüber hinaus erhöht dies die Betriebskosten und reduziert die effektive Einsatzzeit der Schlitzwandfräse.
  • US 4,764,135 offenbart einen Heckantrieb für ein Schiff, bei welchem Öl zwischen einem unteren Gehäuse und einem oberen Gehäuse mittels einer Gewindewelle und einer genuteten Hülse zirkuliert wird.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schlitzwandfräse mit gattungsgemäßen Merkmalen zu schaffen, bei der der Wartungsaufwand besonders gering gehalten ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schlitzwandfräse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebswelle ein Außengewinde aufweist, welches als Fördergewinde zum Fördern von Schmiermitteln in Richtung zum Antrieb ausgebildet ist.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, durch die Antriebswelle, die sich vom Getriebekasten zum Antrieb erstreckt, Schmiermittel vom Getriebekasten zu den zu schmierenden Elementen der Befestigung des Antriebs an der Antriebswelle zu befördern. Hierzu ist die Antriebswelle mit einem Außengewinde ausgebildet, welches als Fördergewinde zum Fördern der Schmiermittel bei Drehung der Antriebswelle genutzt wird. Durch den Transport der Schmiermittel aus dem Getriebe im Lagerschild in Richtung zum Antrieb kann an der Verbindung des Antriebes mit der Antriebswelle auf die Benutzung von dauergeschmierten Lagern oder einer separaten Fettschmierung verzichtet werden. Dadurch können die notwendigen Wartungsintervalle erheblich vergrößert werden. Die Gefahr des Trockenlaufens von Lagern oder Dichtungen ist praktisch vermieden. Es erhöht sich die effektive Betriebsdauer einer Schlitzwandfräse und somit auch deren Produktivität.
  • Grundsätzlich ist es möglich, Fette zur Schmierung der Lager und Dichtungen zu nutzen. Bei der Verwendung von Fetten oder anderen Schmiermitteln ist der Transport durch das Fördergewinde der Antriebswelle schwieriger und stark abhängig von der Viskosität des Schmiermittels. Getriebeöl wird deshalb hierzu als Schmiermittel benutzt, welches sich im Getriebe im Lagerschild befindet. Durch dessen Benutzung ist das Nutzen eines zweiten, anderen Schmiermittels überflüssig. Ebenso müssen keine Bevorratungsräume für ein anderes Schmiermittel vorgesehen werden.
  • Am oberen Ende der Antriebswelle ist eine Verteileinrichtung zum weiteren Verteilen des Schmiermittels vorgesehen. Diese Verteileinrichtung verspritzt das durch die Antriebswelle geförderte Schmiermittel. Somit können alle Dichtungen und Lager geschmiert werden, die am Antrieb und am oberen Bereich der Antriebswelle vorgesehen sind. Die Verteileinrichtung können Spritznasen oder -kanten an der Abtriebswelle sein. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Verteileinrichtung zum weiteren Verteilen der Schmiermittel weist diese Einrichtung eine Verzahnung auf. Diese Verzahnung kann sowohl zur Übertragung des Drehmomentes des Antriebes auf die Antriebswelle genutzt werden, als auch zum Verteilen des Schmiermittels. Dies erfolgt besonders einfach, da die Antriebswelle zur Übertragung des Drehmomentes des Antriebs in Bewegung versetzt wird und das Schmiermittel durch die Rotation und die Verzahnung in der Verbindungshülse verspritzt wird. Dadurch, dass diese Verzahnung auch zum Übertragen des Drehmoments genutzt wird, muss kein zusätzliches Bauteil in der Verbindungshülse zum Verteilen des Schmiermittels vorgesehen werden. Grundsätzlich wäre es möglich, durch das Fördergewinde der Antriebswelle Schmiermittel, die durch das Getriebe im Lagerschild verspritzt werden, in Richtung zum Antrieb zu transportieren. Hierbei ist es aber aufwändig, eine genügend große Menge an Schmiermitteln zuverlässig in Richtung zum Antrieb zu transportieren. Besonders einfach kann eine minimal notwendige Transportmenge dadurch sichergestellt werden, dass eine Aufnahme für Schmiermittel vorgesehen ist, in welche zumindest ein unteres Ende des Außengewindes der Antriebswelle hineinreicht. Durch diese Aufnahme kann ein kontinuierlicher Transport von ausreichend Schmiermitteln in Richtung zum Antrieb ohne zusätzliche Kontrolleinrichtung erreicht werden. Hierdurch wird die Gefahr des Trockenlaufens der Dichtungen oder der Lager weiter reduziert.
  • Im Bereich des Abtriebes des Antriebes ist mindestens ein Lager, insbesondere Wälzlager, angeordnet, und die Antriebswelle ist zur Schmierung des mindestens einen Lagers ausgebildet. Durch die Schmierung der Lager durch die Schmiermittel, die durch die Antriebswelle aus dem Lagerschild her transportiert und verteilt werden, kann eine wartungsintensive Fettschmierung der Lager entfallen oder vereinfacht werden. Ebenso müssen keine selbstschmierenden Lager mehr genutzt werden, die ebenfalls einen erhöhten Kosten- und Wartungsaufwand mit sich bringen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in einem Bereich des Abtriebes des Antriebes mindestens eine Dichtung, insbesondere eine Gleitdichtung, angeordnet und die Antriebswelle zur Schmierung der mindestens einen Dichtung ausgebildet. Durch den Transport von Schmiermitteln aus dem Getriebekasten im Lagerschild durch das Außengewinde der Antriebswelle und die Verteilung der Schmiermittel durch eine Verteileinrichtung ist keine wartungsintensive Fettschmierung für Dichtungen, die sich im Bereich des Abtriebes des Antriebes befinden, mehr notwendig. Eine regelmäßige Kontrolle zur Überprüfung der Schmierung der Dichtung ist also weitaus seltener nötig. Auch wird durch das ständige Schmieren der Dichtung das Risiko des Eindringens von Stützsuspension aus dem Frässchlitz verringert.
  • Die Schlitzwandfräse ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antrieb und der Antriebswelle eine Verbindungshülse angeordnet ist, an deren Außenseite das mindestens eine Lager , besonders bevorzugt und die mindestens eine Dichtung, angeordnet ist. Durch diese Konstruktion erfolgt zum einen eine besonders gute Abdichtung der Verbindungshülse und des Antriebes gegenüber der sich im Frässchlitz befindenden Suspension. Zum anderen wird durch die Lager unterstützt, dass die Verbindungshülse stabil und dennoch reibungsarm um den Antrieb und die Antriebswelle gelagert ist. Somit wird eine erhöhte Haltbarkeit des Antriebs, der Verbindungshülse und der Antriebswelle einer Schlitzwandfräse erreicht.
  • Die Erfindung wird weiter anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles erläutert, welches schematisch in den Zeichnungen dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    einen Teilquerschnitt einer Seitenansicht einer gattungsgemäßen Schlitzwandfräse; und
    Fig. 2
    einen Querschnitt einer vergrößerten Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Schlitzwandfräse.
  • Der grundsätzliche Aufbau einer Schlitzwandfräse 10' ist in Figur 1 dargestellt. An einem Lagerschild 12 sind ein Paar von Fräsradnaben 19 angeordnet, welche über eine Fräswelle 13 angetrieben werden. An den Fräsnaben 19 können die Fräsräder lösbar befestigt werden. Innerhalb des Lagerschildes 12, welches aus mehreren Platten zusammengesetzt, ist befindet sich ein Kegelradantrieb 14. Die Antriebswelle 13 ist dabei mit einem Tellerrad 15 verbunden, welches über Tellerradlager 16 am Lagerschild 12 drehbar gehalten ist. Das Tellerrad 15 kämmt mit einem Antriebsritzel 17, dessen Rotationsachse sich im Wesentlichen senkrecht zur Fräsradwelle 13 erstreckt. Über zwei Ritzellager 18 ist das Antriebsritzel 17 wiederum im Lagerschild 12 drehbar gelagert.
  • Um das Lagerschild 12 möglichst kompakt zu halten, befindet sich der nicht dargestellte Antrieb oberhalb des Lagerschildes 12 am Fräsrahmen 40. Das Antriebsritzel 17 ist dabei über eine erste drehfeste Verbindung 23 mit einer Antriebswelle 20' verbunden, welche sich parallel und zentrisch zum Antriebsritzel 17 nach oben zum Antrieb erstreckt. Am oberen Ende der Antriebswelle 20', welche flüssigkeitsdicht von einem Getriebeschild 21' umgeben ist, befindet sich eine zweite drehfeste Verbindung 24', welche in diesem Fall eine Feder-Nutverbindung ist. Diese dient zur Verbindung mit einem Kupplungselement 31, über welches das Drehmoment vom Antrieb an die Antriebswelle 20' übertragen wird. Am Fräsrahmen 40 ist die Antriebswelle 20' über ein Antriebswellenlager 22 drehbar gelagert, welche flüssigkeitsdicht in einem Lagergehäuse 30 angeordnet ist. Schließlich ist am Fräsrahmen 40 ein Halter 32 vorgesehen, über den die Schlitzwandfräse 10' transportiert werden kann.
  • Die im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Bauteile, welche mit einem Bezugszeichen ohne Anführungsstrich benannt sind, können bei der erfindungsgemäßen Schlitzwandfräse 10 im Wesentlichen ohne große Veränderungen vorgesehen werden.
  • Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Schlitzwandfräse 10. An einer Antriebswelle 20 befindet sich am unteren Ende im Lagerschild 12 eine Bogenzahnkupplung 25. Am anderen, oberen Ende der Antriebswelle 20 ist eine Verteilungseinrichtung befestigt. Die Antriebswelle 20 befindet sich in einem Getriebeschild 21, welches an das Außengewinde 44 der Antriebswelle 20 angrenzt. Der Ölstand 45 im Getriebe der Schlitzwandfräse 10 reicht bis ans untere Ende der Antriebswelle 20. Durch das Außengewinde 44 der Antriebswelle 20 ist es möglich, durch eine entsprechende Drehung Getriebeöl aus dem Getriebe in Richtung zum Antrieb 28 zu befördern.
  • Durch die Verteileinrichtung 24 wird das durch die Antriebswelle 20 beförderte Öl innerhalb der Verbindungshülse 46 radial verspritzt. Hierzu weist die Verteilungseinrichtung 24 eine Spritzkante auf. In der hier dargestellten Form ist die Vereilungseinrichtung 24 außerdem als Bauteil mit einer Außenbogenverzahnung ausgebildet. Durch das radiale Verspritzen der Schmiermittel werden die in der Verbindungshülse 46 befindlichen Kugellager 49 mit ausreichend Schmiermittel versorgt. Ebenso wird die Gleitringdichtung 50 durch das Verspritzen der Schmiermittel vor dem Austrocknen geschützt. Die Verbindungshülse 46 verbindet die Abtriebsmotorwelle 47 des Antriebes 48 mit der Antriebswelle 20. Sowohl der Antrieb 48 als auch die Verbindungshülse 46 befinden sich geschützt im Fräsrahmen 40. Überschüssiges Schmiermittel kann aus dem oberen Bereich über einen Ringkanal 27 und eine Rücklaufbohrung 28 nach unten zum Getriebe abgeführt und dort gekühlt werden.
  • Durch die erfindungsgemäße Schlitzwandfräse kann der Wartungsaufwand dieser erheblich verringert werden.

Claims (7)

  1. Schlitzwandfräse mit
    - einem Fräsrahmen (40),
    - einem Lagerschild (12), das an einer Unterseite des Fräsrahmens (40) angeordnet ist,
    - mindestens einem Fräsrad, welches am Lagerschild (12) drehbar gelagert ist,
    - einem Antrieb (48), der vom Lagerschild (12) beabstandet am Fräsrahmen (40) angebracht ist,
    - einem Getriebe (14), welches im Lagerschild (12) angeordnet ist, in welchem als Schmiermittel für das Getriebe (14) Getriebeöl vorgesehen ist, und
    - einer Antriebswelle (20), welche ein Drehmoment des Antriebes (48) zu dem Getriebe (14) im Lagerschild (12) überträgt,
    wobei die Antriebswelle (20) an ihrem oberen Ende mit einer Abtriebsmotorwelle (47) des Antriebes (48) über eine Verbindungshülse (46) verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Verbindungshülse (46) an ihrer Außenseite über mindestens ein Lager (49) im Fräsrahmen (40) drehend gelagert ist,
    - dass die Antriebswelle (20) ein Außengewinde (44) aufweist, welches als ein Fördergewinde zum Fördern von Getriebeöl des Getriebes (14) in dem Lagerschild (12) in Richtung zum Antrieb (48) ausgebildet ist, und
    - dass an einem oberen Ende der Antriebswelle (20) eine Verteileinrichtung (24) zum weiteren Verteilen des Getriebeöls als Schmiermittel für das mindestens eine Lager (49) der Verbindungshülse (46) vorgesehen ist.
  2. Schlitzwandfräse nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verteileinrichtung (24) zum weiteren Verteilen des Getriebeöls eine Verzahnung aufweist.
  3. Schlitzwandfräse nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Aufnahme für Getriebeöl vorgesehen ist, in welche zumindest ein unteres Ende des Außengewindes (44) der Antriebswelle (20) hineinreicht.
  4. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das mindestens eine Lager (49) ein Wälzlager, insbesondere ein Kugellager, ist.
  5. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in einem Bereich der Abtriebsmotorwelle (47) des Antriebes (48) mindestens eine Dichtung (50), insbesondere Gleitringdichtung, angeordnet ist und dass die Antriebswelle (20) zur Schmierung der mindestens einen Dichtung (50) ausgebildet ist.
  6. Schlitzwandfräse nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die mindestens eine Dichtung (50) an der Außenseite der Verbindungshülse (46) angeordnet ist.
  7. Schlitzwandfräse nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in einem Bereich oberhalb des mindestens einen Lagers (49) ein Ringkanal (27) angeordnet ist, von welchem über eine Rücklaufbohrung (28) im Lagerschild (12) überschüssiges Getriebeöl zum Getriebe (14) abführbar ist.
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