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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Steckwellensystem, mit einem Hohlwellenstumpf, in dessen Innerem eine Welle drehmomentübertragend steckt, wobei eine Abdichtkappe an einem stirnseitigen Ende des Hohlwellenstumpfes, das Innere des Hohlwellenstumpfes gegen Öldurchfluss abdichtend, angebracht ist.
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Die bekannten Systeme haben jedoch Nachteile bei der Ausnutzung des Bauraumes, bei der Montagefreundlichkeit, bei der Kosteneffizienz und bei der erreichten Dichtwirkung. Es soll ferner die Ölrückhaltung verbessert werden.
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Es gilt, die Nachteile aus dem Stand der Technik mit Hilfe der nachstehend vorgestellten Erfindung zu lösen.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Steckwellensystem dadurch gelöst, dass eine Ölleitkappe axial von der Abdichtkappe beabstandet, einen Ölleitraum ausbildend, an dem Hohlwellenstumpf stirnseitig angebracht ist und in ein zumindest abschnittweise hohles Ölleitbauteil ragt, das einen radial nach innen weisenden Vorsprung aufweist.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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So ist es auch von Vorteil, wenn der Vorsprung am Innenumfang des Ölleitbauteils vollständig umläuft. Selbst kleine Leckagemengen können dann zurückgehalten werden und eine wirkungsvolle Öl-Rückhaltung kann erreicht werden.
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Auch ist es von Vorteil, wenn das Ölleitbauteil als integraler Bestandteil einer zumindest partiell hohl ausgestalteten Welle oder einer Hohlwelle, ausgebildet ist, oder als von der Welle oder der Hohlwelle separates Rohr ausgebildet ist. Im ersten der beiden Fälle lässt sich die Anzahl an Einzelteilen reduzieren, was die Montage vereinfacht, wohingegen im zweiten der beiden Fälle ein universelles Rohr oder Röhrchen in die Welle oder die Hohlwelle eingesetzt werden kann, und somit die Bearbeitung der Hohlwelle oder der Welle unterbleiben oder doch geringer ausfallen kann. Dies verringert die Herstellkosten. Auch erhöht es die Flexibilität Steckwellensysteme für unterschiedliche Fahrzeuge zur Verfügung zu stellen.
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Wenn das Rohr in die Welle oder die Hohlwelle eingesteckt ist und/oder eingepresst ist, so kann mit einfachen, effizienten Mitteln ein guter Zusammenhalt der Bauteile erreicht werden und eine langlebige Steckwellensystemausgestaltung realisiert werden.
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Damit ein Hülsenboden zur Öl-Rückhaltung eingesetzt werden kann, ist es von Vorteil, wenn das Rohr als spanlos hergestellte Hülse ausgebildet ist. Das spanlose Herstellen, insbesondere ein Kaltumformen, lässt auch die Herstellkosten sinken.
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Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung an einem stirnseitigen Rand des Ölleitbauteils, etwa auf der der Ölleitkappe zugewandten Seite des Ölleitbauteils, vorhanden ist. Die Fertigung kann dadurch vereinfacht werden und das Zusammenwirken verbessert werden.
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Es ist auch von Vorteil, wenn der Rand direkt oder unter Zwischenschaltung einer Dichtung mit der Ölleitkappe in Kontakt steht oder eine berührungslose Dichtung ausbildet. Ein zielgerichtetes Leiten eines Hydraulikmittels, wie eines Fluids, beispielsweise Öl, kann dann realisiert werden.
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Es ist auch zweckmäßig, wenn die Hülse eine gleichbleibende Wanddicke aufweist, da dann das Gesamtgewicht des Steckwellensystems gering bleiben kann.
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Wenn die Ölleitkappe in dem Hohlwellenstumpf oder den Hohlwellenstumpf umgreifend angebracht ist, vorzugsweise aufgepresst ist, so kann einerseits eine sehr kompakte Bauart realisiert werden und andererseits eine besonders leicht zu montierende Einheit zur Verfügung gestellt werden.
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Um eine besonders gute Schmierung zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn in den Ölleitraum zumindest ein Ölkanal mündet oder eine Vielzahl von vorzugsweise parallelen Ölkanälen münden.
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Auch ist es von Vorteil, wenn die Ölleitkappe eine trichterartige Vertiefung aufweist, die vorzugsweise mittig angeordnet ist. Auf diese Weise kann Öl einfach einer weiteren Hohlwelle zugeleitet werden, insbesondere wenn die trichterartige Vertiefung in ein Röhrchen mündet, das in der anderen Hohlwelle steckt.
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Die Fluidführung wird auch vereinfacht, wenn die Vertiefung in eine Ölauslassöffnung mündet.
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Zweckmäßig ist es ferner, wenn der Ölleitraum als Spalt, insbesondere als Ringspalt ausgebildet ist, der vorzugsweise durch Distanzelemente erzeugt ist, die axial in Richtung der Stirnseite des Hohlwellenstumpfes durchgestellt sind.
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Als besonders belastbar und langlebig hat es sich herausgestellt, wenn die Ölleitkappe aus einem Metallwerkstoff, wie Stahl, gefertigt ist.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn der Hohlwellenstumpf und die Welle, die vorzugsweise als Vollwelle ausgebildet ist, über eine Verzahnung form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Auf diese Weise kann eine Drehmomentübertragung einfach realisiert werden und auch eine Montage vereinfacht werden.
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Die Anwendungsmöglichkeiten erhöhen sich, wenn der Hohlwellenstumpf ein Teil eines Sonnenrades ist, indem die Welle nach Art einer Sonnenwelle aufgenommen ist.
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Die Erfindung betrifft auch ein Differenzial, wie ein Stirnraddifferenzial, mit einem Steckwellensystem der erfindungsgemäßen Ausprägung, wobei vorzugsweise zwei Sonnenräder eingesetzt sind.
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Es ist auch von Vorteil, wenn im Bereich des stirnseitigen Endes des Ölkanals eine in diese Richtung ausgerichtete Vertiefung in der Ölkappe vorhanden ist, oder die Ölkappe zumindest drei an ihrer Innenseite gleichmäßig verteilte Vorsprünge aufweist, so dass ein Abstand zwischen dem Ende des Ölkanals und der Ölkappe vorhanden ist. Dieser Abstand kann dann genutzt werden, um eine besonders effiziente Ölleitung zu erreichen. Ein stumpfes Aufsetzen der Ölleitkappe und damit einhergehendes Abdichten der Ölkanäle wird verhindert.
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Zweckmäßig ist es ferner, wenn in dem Hohlwellenstumpf wenigstens ein zumindest abschnittsweise axial verlaufender exzentrischer Ölkanal vorhanden ist.
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Auch ist es von Vorteil, wenn zwei oder mehr Ölkanäle beidseitig einer Rotationsachse angeordnet sind. Die Fertigung lässt sich dadurch vereinfachen und das Schmierverhalten des Steckwellensystems verbessern.
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Auch ist es von Vorteil, wenn der Ölkanal stirnseitig am Hohlwellenstumpf eine Ölauslassöffnung aufweist. Die Ölabgabe aus dem Ölkanal wird dadurch effizient möglich.
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Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Ölkanal über einen radial ausgerichteten Verbindungskanal mit einer am Außenumfang des Hohlwellenstumpfes ausgebildeten Ölnut in Verbindung steht. Über die Ölnut kann dann einfach Öl zum Verbindungskanal geführt werden und weiter zur Ölauslassöffnung des Ölkanals, so dass Öl in den Spalt zwischen der Abdichtkappe und der Ölleitkappe gelangt. Das Öl kann dann weiter durch die Ölauslassöffnung der Ölleitkappe in das Innere einer weiteren Hohlwelle geleitet werden.
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Um eine effiziente Ölführung zu erleichtern, ist es von Vorteil, wenn die Ölnut in Axialrichtung verlaufend ausgerichtet ist.
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Auch ist es von Vorteil, wenn der Hohlwellenstumpf als Sonnenrad mit einer Außenverzahnung ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich eine Planetenradstufe realisieren und dadurch auch ein Planetenradgetriebe.
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Um ein Auseinanderfallen der Einzelteile zu verhindern, ist es von Vorteil, wenn die Welle im Hohlwellenstumpf über einen Schnappring axial festgelegt ist.
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Die Fertigung kann vereinfacht werden, wenn der Ölkanal und der Verbindungskanal als zueinander rechtwinklige Bohrungen ausgebildet sind.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn die Ölkanäle gleichmäßig um die Rotationsachse des Hohlwellenstumpfes und zu ihr gleich beabstandet angeordnet sind.
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Die Erfindung betrifft somit ein Steckwellensystem und im Speziellen auch eine Steckverbindung zwischen einer Sonnenwelle und dem darauf sitzenden Sonnenrad. Auch betrifft sie ein Differenzial mit zwei Sonnenrädern oder ein Verteilergetriebe mit einem Sonnenrad und einer weiteren Zentralwelle, wie einem Sonnenrad, einen Planetenträger oder einem Hohlrad.
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Die Ölleitkappe, die auch als Abdeckkappe bezeichnet werden könnte, bedeckt stirnseitig einen Wellenstumpf. Der Wellenstumpf ist hohl und in seiner zylindrischen Wand mit parallelen Ölkanälen versehen. Die Ölkanäle münden in einen Spalt zwischen der Abdeckkappe, also der Ölleitkappe und der Stirnseite des Hohlwellenstumpfes. Dabei wird ein Spalt durch Distanzelemente erzeugt, die axial in Richtung der Stirnseite des Wellenstumpfes durchgestellt sind.
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Mit anderen Worten bedeckt die Ölleitkappe den Hohlwellenstumpf, der mit wenigstens einem Ölkanal versehen ist. Der Ölkanal mündet in die Ölleitkappe. Die Ölleitkappe, die in dem Wellenstumpf steckt oder auch auf diesem sitzen kann, läuft trichterartig zu. Das Rohr des Trichters greift in einen Ölkanal des Wellenstumpfes einer axial gegenüberliegenden Welle oder in ein Rohr, welches in der gegenüberliegenden Welle sitzt. Die Wellen sind gegeneinander verdrehbar.
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Man kann die Erfindung auch dadurch charakterisieren, dass in einer Vorrichtung mit einer Hohlwelle oder einem hohlen Wellenabschnitt eine weitere Welle in der Hohlwelle oder ein Wellenabschnitt in dem Hohlwellenabschnitt sitzt. Ein Ringspalt zwischen den Hohlwellen bzw. Hohlwellenabschnitten ist mit einer Kappe axial verschlossen, die stirnseitig beider Wellen bzw. Wellenabschnitte in der Hohlwelle oder in dem Hohlwellenabschnitt sitzt. Des Weiteren sitzt auf der Hohlwelle oder dem Hohlwellenabschnitt eine weitere Kappe mit wenigstens einer „Trichteröffnung“. Die weitere Kappe sammelt aus wenigstens einem Schmierkanal der Hohlwelle austretendes Öl und führt dieses über die Trichteröffnung dem weiteren System zu.
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Die Erfindung betrifft somit zwei koaxiale Wellen. Eine Abdeckkappe, die in der einen Welle stecken oder auch auf dieser sitzen kann, läuft trichterartig zu. Das Rohr des Trichters greift in einen Ölkanal eines Wellenstumpfes einer axial gegenüberliegenden Welle oder in ein Rohr, welches in der gegenüberliegenden Welle sitzt. Die Wellen sind gegeneinander verdrehbar. Der Hals des Trichters überragt axial einen radialen Rand, der durch den gelochten Boden einer in der gegenüberliegenden Welle sitzenden Hülse gebildet ist. Auf diese Weise wird eine spanlos hergestellte Ölzuführung mit einem Rückhalt im Differenzial realisierbar. Die Erfindung betrifft somit eine trichterförmige Ölzuführung und einen Speicher in koaxialen Hohlwellen.
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Die Erfindung wird auch nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, die unterschiedliche Ausführungsbeispiele wiedergeben. Es zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform eines Steckwellensystems in einer Längsschnittsdarstellung entlang einer Rotationsachse des Hohlwellenstumpfes,
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2 eine perspektivische Darstellung der Ölleitkappe aus 1, und
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3 einen Längsschnitt durch die Ölleitkappe aus 2.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine erste erfindungsgemäß Ausführungsform eines Steckwellensystems 1 dargestellt. Das Steckwellensystem 1 weist einen Hohlwellenstumpf 2 auf. Im Inneren des Hohlwellenstumpfes 2 ist eine als Vollwelle ausgestaltete Welle 3 eingesetzt.
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Eine Abdichtkappe 4 ist an einem stirnseitigen Ende 5 des Hohlwellenstumpfes 2 angebracht. Die Abdichtkappe 4 weist einen Endflansch 6 auf, der abdichtend an einer Innenseite 7 des Hohlwellenstumpfes 2 anliegt. Ein stirnseitiges Ende 8 der Abdichtkappe 4 ist axial innerhalb des Hohlwellenstumpfes 2 angeordnet oder zumindest bündig mit dem stirnseitigen Ende 5 des Hohlwellenstumpfes 2 ausgerichtet.
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Axial zur Abdichtkappe 4 beabstandet ist eine Ölleitkappe 9 ausgebildet. Die Ölleitkappe 9 und die Abdichtkappe 4 bilden einen Ölleitraum 10 aus. Die Ölleitkappe 9 weist auch eine trichterartige Vertiefung 11 auf, welche in eine Ölauslassöffnung 12 übergeht.
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Die Ölleitkappe 9 steckt in einem Ölleitbauteil 13, welches seinerseits in einer Hohlwelle 14 steckt, die ihrerseits drehbar ist, insbesondere relativ zu dem Hohlwellenstumpf 2.
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Auf der Außenseite der Welle 3 und der Innenseite des Hohlwellenstumpfes 2 ist eine Verzahnung, nach Art einer Keilverzahnung ausgebildet. Der Hohlwellenstumpf 2 und die Welle 3 sind komplementär zueinander ausgeformt.
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An der gleichen axialen Stelle weisen die beiden Elemente jeweils eine Nut 15 auf, in der ein Sicherungselement 16, nach Art eines Schnappringes 17 vorhanden ist. Über den Schnappring 17 wird die Welle 3 relativ zum Hohlwellenstumpf 2 in axialer Richtung festgelegt.
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Im Hohlwellenstumpf 2 sind Ölkanäle 18 ausgebildet. Der Ölkanal 18 ist über einen radial ausgerichteten Verbindungskanal 19 mit einer Ölnut 20 verbunden.
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Die Ölnut 20 ist an einem stirnseitigen endfernen Bereich des Hohlwellenstumpfes 2 ausgebildet, nämlich auf der Außenseite, wobei die Ölnut 20 in Axialrichtung ausgerichtet ist.
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Die Ölleitkappe 9 ist aus Stahl gefertigt. Die Abdichtkappe 4 ist ebenfalls aus Stahl gefertigt, kann jedoch auch aus Kunststoff gefertigt sein. Auch ist es möglich, dass die Ölleitkappe 9 aus Kunststoff gefertigt ist. Für beide Bauteile sind auch Leichtmetalllegierungen möglich.
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Die Ölleitkanäle 18 sind beidseitig einer Rotationsachse 21 ausgebildet, und verlaufen parallel zu ihr. Der Hohlwellenstumpf 2 ist als Sonnenrad ausgebildet. Das stirnseitige Ende der Welle 3 ist mit dem Bezugszeichen 22 versehen.
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Wie in den 2 und 3 zu erkennen ist, weist die Ölleitkappe 9 eine trichterartige Vertiefung 11 auf, die in die Ölauslassöffnung 12 übergeht.
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Auf der Innenseite der Ölleitkappe 9 sind an drei Stellen Vorsprünge 23 ausgebildet, um ein planes Aufsetzen der Ölleitkappe 9 an den stirnseitigen Enden der Ölkanäle 18 zu verhindern.
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Die Ölleitkappe 9 weist einen Flanschbereich 24 auf, der das stirnseitige Ende 5 des Hohlwellenstumpfes 2 umgreift und mit einem Presssitz an der Außenseite des Hohlwellenstumpfes 2 anliegt.
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Es sei auch noch erwähnt, dass anstelle der Vorsprünge 23, auch Ausnehmungen im Material der Ölleitkappe ausgebildet sein können, oder eine Kombination aus Ausnehmungen und Vorsprüngen 23 verwendet werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein umlaufender Absatz zur Durchflussgewährleistung auf der dem Ölleitraum 10 abgewandten Seite der Ölleitkappe 9 ausgebildet.
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Die Ölleitkappe 9 ist spielbehaftet innerhalb des Ölleitbauteils 13 befindlich, wobei jedoch das Ölleitbauteil 13 in die Hohlwelle 14 eingepresst ist.
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Zurückkommend auf 1, ist dort der Zufluss von Öl durch die Ölnut 20 in den Verbindungskanal 19 und dann in den Ölkanal 18 gut zu erschließen, wobei dann das Öl in die trichterartige Vertiefung 11 in der Ölleitkappe 9, also in den Ölleitraum 10, eindringt.
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Ein Vorsprung 25 ist an einem stirnseitigen Ende 26 des Ölleitbauteils 13 ausgebildet. Das Ölleitbauteil 13 ist nach Art eines Rohres 27 ausgebildet und kann auch als Röhrchen bezeichnet werden. An dem stirnseitigen Ende 26, das der Ölleitkappe 9 zugewandt ist, ragt der durchgehende Vorsprung 25 nach innen und formt einen Rand 28 aus.
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Das Rohr 27 ist auch als Hülse ausgebildet, wobei der Rand 28 den Boden der Hülse bildet und einen zentrischen Durchgang 29 aufweist. Ein dem ersten Ende 26 gegenüberliegendes Ende 30, also das zweite Ende 30 steckt mit einer Presspassung in der Hohlwelle 14.
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Unter einem Öl wird hier ein Hydraulikmittel verstanden, das ein Fluid ist. Motoröl, Hydrauliköl und ähnliche Öle sind hierunter zu subsumieren.
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Auf der von der Welle 3 abgewandten Seite der Ölleitkappe 9 ist auch ein umlaufender Absatz 31 ausgebildet, der zur Durchflussgewährleistung angebracht ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckwellensystem
- 2
- Hohlwellenstumpf
- 3
- Welle
- 4
- Abdichtkappe
- 5
- stirnseitiges Ende des Hohlwellenstumpfes
- 6
- Endflansch
- 7
- Innenseite
- 8
- stirnseitiges Ende der Abdichtkappe
- 9
- Ölleitkappe
- 10
- Ölleitraum
- 11
- trichterartige Vertiefung
- 12
- Ölauslassöffnung
- 13
- Ölleitbauteil
- 14
- Hohlwelle
- 15
- Nut
- 16
- Sicherungselement
- 17
- Schnappring
- 18
- Ölkanal
- 19
- Verbindungskanal
- 20
- Ölnut
- 21
- Rotationsachse
- 22
- stirnseitiges Ende der Welle
- 23
- Vorsprung
- 24
- Flanschbereich
- 25
- Vorsprung
- 26
- 1. Ende
- 27
- Rohr
- 28
- Rand
- 29
- Durchgang
- 30
- 2. Ende
- 31
- umlaufender Absatz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5989143 [0002]
- EP 0362043 A1 [0002]
- EP 1031766 B1 [0002]
- DE 60001123 T2 [0002]
- DE 102006000080 A1 [0002]
- DE 102009055005 A1 [0002]
