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Die Erfindung betrifft eine Gewindelehre sowie ein System von Gewindelehren.
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Allgemeine Begriffe und Größen sowie Parameter von Gewinden sowie verschiedene Gewindearten sind national und international normiert und ergeben sich auch aus Handbuch der Gewindetechnik und Frästechnik,
Herausgeber: EMUGE-FRANKEN, Verlag: Publicis Gorparate Publishing, Erscheinungsjahr: 2004 (ISBN 3-89578-232-7), im Folgenden nur als "EMUGE-Handbuch" bezeichnet, Kapitel 15, Seiten 468 bis 566.
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Allgemein wird der einfache Flankendurchmesser eines Innengewindes als der Durchmesser eines geometrisch-idealen Kreiszylinders, dessen Mantellinien das Gewinde so schneiden, dass die Abschnitte in den Gewindelücken gleich der halben Teilung sind verstanden. Die Achse des Kreiszylinders ist koaxial zur Achse des einfachen Flankendurchmessers.
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Der Flankendurchmesser eines Außengewindes oder Innengewindes wird als der Durchmesser eines geometrisch-idealen Kreiszylinders, dessen Mantellinien das Gewinde so schneiden, dass die durch eine Gewindelücke und einen benachbarten Gewindezahn desselben Gewindeganges gebildeten Abschnitte der Mantellinie gleich lang sind verstanden. Die Achse des Kreiszylinders ist wieder koaxial zur Achse des Flankendurchmessers.
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Einen Überblick über bekannte Gewindelehren zur Lehrung oder Prüfung von Gewinden gibt das EMUGE-Handbuch in Kapitel 12, Seite 405 bis 422 sowie auch die Norm ISO 1502 aus dem Jahre 1996 für metrische ISO-Gewinde.
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Für die Lehrung (oder: Prüfung) eines Außengewindes werden u.a. Gewinde-Gut-Lehrringe und Gewinde-Ausschuss-Lehrringe verwendet und für die Lehrung eines Innengewindes, insbesondere Mutter-Innengewindes, werden Gewinde-Gut-Lehrdorne und Gewinde-Ausschuss-Lehrdorne verwendet. Unter den Begriff Gewindelehre fallen sowohl Lehrringe als auch Lehrdorne.
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Der Gewinde-Gut-Lehrdorn prüft das sogenannte Paarungsmaß (insbesondere Paarungsflankendurchmesser) des Innengewindes und die Einschraubbarkeit. Dabei wird das Kleinstmaß des Innengewinde-Flankendurchmessers einschließlich gewisser Formabweichungen im Gewinde, z. B. Steigungs- und Gewindeprofilwinkel-Abweichungen, und das Kleinstmaß des Außendurchmessers des Innengewindes geprüft. Damit wird insbesondere geprüft, ob das gerade Gewindeflankenstück genügend lang ist. Nicht geprüft wird der Kerndurchmesser des Innengewindes. Der Gewinde-Gut-Lehrdorn muss sich von Hand ohne Anwendung besonderer Kraft auf ganze Länge des Werkstückgewindes einschrauben lassen.
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Der Gewinde-Ausschuss-Lehrdorn prüft, ob der Ist-Flankendurchmesser des Innengewindes das vorgeschriebene Größtmaß überschreitet. Der Innengewinde-Außendurchmesser und der Innengewinde-Kerndurchmesser werden nicht geprüft. Der Gewinde-Ausschuss-Lehrdorn darf sich von Hand ohne Anwendung besonderer Kraft in das Werkstückgewinde von beiden Seiten nicht mehr als zwei Umdrehungen einschrauben lassen und hat deshalb im Allgemeinen eine Gewindelänge von mindestens drei Gängen und ein Gewindeprofil mit im Allgemeinen verkürzten Flanken.
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Der Außendurchmesser des Lehrengewindes des Ausschuss-Lehrdorns ist gemäß dem Stand der Technik kleiner als der Außendurchmesser des Lehrengewindes des Gut-Lehrdorns, der (einfache) Flankendurchmesser des Lehrengewindes des Ausschuss-Lehrdorns ist dagegen größer als der (einfache) Flankendurchmesser des Lehrengewindes des Gut-Lehrdorns.
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Der Gewinde-Grenz-Lehrdorn ist die Kombination von Gewinde-Gut-Lehrdorn und Gewinde-Ausschuss-Lehrdorn auf einem Griff an verschiedenen Seiten oder Enden.
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Die Druckschrift
DE 10 2006 057 174 A1 offenbart eine Gewindelehre mit einem ersten und einem zweiten Lehrengewinde, wobei das erste Lehrengewinde und das zweite Lehrengewinde axial zu einer Drehachse hintereinander angeordnet sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine gegenüber dem Stand der Technik vorteilhafte Gewindelehre bereitzustellen.
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Zur Lösung dieser Aufgaben wird eine Gewindelehre zur Prüfung eines Werkstücks mit einem Gewinde vorgeschlagen, umfassend wenigstens ein erstes Lehrengewinde mit einem ersten Gewindeprofil, das so ausgebildet ist, dass das erste Lehrengewinde bei nicht unterhalb des oder der Mindestmaße(s) liegendem oder liegenden Maße(n) des zu prüfenden ersten Gewindeabschnitts vollständig auf den ersten Gewindeabschnitt ein- oder aufdrehbar ist und dass das erste Lehrengewinde bei nicht unterhalb des oder der Mindestmaße(s) liegendem oder liegenden Maße(n) des zu prüfenden zweiten Gewindeabschnitts vollständig auf den zweiten Gewindeabschnitt aufdrehbar ist, und wenigstens ein zweites Lehrengewinde mit einem zweiten, von dem ersten Gewindeprofil verschiedenen Gewindeprofil, das so ausgebildet ist, dass das zweite Lehrengewinde bei nicht unterhalb des oder der Minimalmaße(s) liegendem oder liegenden Maße(n) des zu prüfenden ersten Gewindeabschnitts vollständig auf den ersten Gewindeabschnitt ein- oder aufdrehbar ist und dass das zweite Lehrengewinde bei nicht oberhalb des oder der Maximalmaße(s) liegendem oder liegenden Maße(n) des zu prüfenden zweiten Gewindeabschnitts maximal bis zu einem vorgegebenen Umdrehungswinkel, insbesondere zwei Umdrehungen, in den zu prüfenden zweiten Gewindeabschnitt ein- oder aufdrehbar ist.
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Das erste Gewindeprofil ist dabei so ausgebildet, dass das erste Lehrengewinde bei unterhalb des oder der Mindestmaße(s) liegendem oder liegenden Maße(n) des zu prüfenden ersten Gewindeabschnitts nicht vollständig oder gar nicht auf den ersten Gewindeabschnitt aufdrehbar oder aufschraubbar ist, beziehungsweise dass das erste Lehrengewinde bei unterhalb des oder der Mindestmaße(s) liegendem oder liegenden Maße(n) des zu prüfenden zweiten Gewindeabschnitts nicht vollständig oder gar nicht auf den zweiten Gewindeabschnitt aufdrehbar oder aufschraubbar ist.
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Zudem ist das zweite Gewindprofil so ausgebildet, dass das zweite Lehregewinde bei unterhalb des Minimalmaße(s) liegendem oder liegenden Maße(n) des zu prüfenden ersten Gewindeabschnitts nicht vollständig oder gar nicht auf den ersten Gewindeabschnitt aufdrehbar oder aufschraubbar ist, beziehungsweise dass das zweite Lehrengewinde bei oberhalb des oder der Maximalmaße(s) liegendem oder liegenden Maße(n) des zu prüfenden zweiten Gewindeabschnitts über den vorgegebenen Umdrehungswinkel hinaus oder über die vorgegebene Umdrehungsanzahl hinaus in den zu prüfenden zweiten Gewindeabschnitt ein- oder aufdrehbar ist.
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Eine erfindungsgemäße Gewindelehre ermöglicht mit dem ersten Lehrengewinde eine Gut-Prüfung eines Gewindes mit axial hintereinander angeordneten unterschiedlichen Gewindeabschnitten, beispielsweise einem Gewindeabschnitt mit metrischem ISO-Gewinde und axial diesem nachgeordnet einem Gewindeabschnitt mit metrischem ISO-Gewinde für Festsitz MFS in einem Prüfschritt. Mit dem zweiten Lehrengewinde wird dabei der äußere oder erste Gewindeabschnitt auf Gut geprüft, und falls diese Gut-Prüfung bestanden wird, kann der innere oder zweite Gewindeabschnitt auf Ausschuss geprüft werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der erste Gewindeabschnitt als metrisches ISO-Gewinde ausgebildet ist oder sein kann und dass der zweiten Gewindeabschnitt als von dem metrischen ISO-Gewinde des ersten Abschnitts abweichendes Gewinde, vorzugsweise als metrisches ISO-Gewinde für Festsitz, besonders vorzugsweise entsprechend der Norm DIN 8141-1, ausgebildet ist oder sein kann.
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Insbesondere für eine derartige Kombination von Gewindearten in einem Werkstück ist eine erfindungsgemäße Gewindelehre von Vorteil.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung umfasst, dass das von dem ersten Lehrengewinde geprüfte Minimalmaß ein Minimalmaß eines Außendurchmessers des zweiten Gewindeabschnitts ist und/oder dass das von dem zweiten Lehrgewinde geprüfte Maximalmaß ein Maximalmaß eines Außendurchmesser des zweiten Gewindeabschnitts ist, wobei das zweite Lehrgewinde so ausgebildet ist, dass es ein Mindestmaß eines Außendurchmessers des ersten Gewindeabschnitts nicht überschreitet.
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Insbesondere zur Prüfung der Außendurchmesser des Gewindes ist eine erfindungsgemäße Gewindelehre vorteilhaft.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das erste Lehrengewinde und das zweite Lehrengewinde drehfest miteinander gekoppelt und/oder das erste Lehrengewinde und das zweite Lehrengewinde sind jeweils an sich gegenüberliegenden Endabschnitten eines Gewindelehrdorns angeordnet.
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Die Anordnung der erfindungsgemäß ausgebildeten Lehrengewinde an einem gemeinsamen Gewindelehrdorn schafft eine Lehrvorrichtung mit der in einfacher Weise ein Gewinde geprüft werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung umfasst, dass das erste Lehrengewinde sich in Richtung einer Lehrenmittelachse über eine erste Länge erstreckt, wobei sich an das erste Lehrengewinde benachbart ein gewindeloser, insbesondere glatter, Abschnitt anschließt, insbesondere wobei zwischen erstem Lehrengewinde und Abschnitt ein Absatz gebildet ist, vorzugsweise wobei die erste Länge von einem Ende des ersten Lehrengewindes und dem Absatz begrenzt ist, und wobei der Abschnitt sich in Richtung einer Lehrenmittelachse über eine, insbesondere von der ersten Länge verschiedene, zweite Länge erstreckt, insbesondere wobei die zweite Länge von dem Absatz und einem zweiten Absatz begrenzt ist.
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Auf diese Weise kann die Gewindelehre genau auf die Lehraufgabe ausgelegt werden, indem beispielsweise die Längen den Längen der zu lehrenden Gewindeabschnitte entsprechen. Für den Benutzer der Gewindelehre ist durch den ersten Absatz ersichtlich wenn das Lehrengewinde vollständig auf den ersten Gewindeabschnitt aufgedreht ist und durch den zweiten Absatz wenn das Lehrengewinde vollständig auf den zweiten Gewindeabschnitt aufgedreht ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das zweite Lehrengewinde eine Länge auf, die kürzer als eine erste Länge ist, insbesondere wobei sich an das zweite Lehrengewinde benachbart ein gewindeloser, insbesondere glatter, Abschnitt anschließt, der von einem Absatz begrenzt wird, und der so ausgebildet ist, dass sich das zweite Lehrengewinde und der Abschnitt über eine erste Länge erstrecken.
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Hierdurch ist für den Benutzer sofort unterscheidbar, welches Lehrengewinde das Gutlehrgewinde und welches das Ausschusslehrgewinde ist. Zudem ist für den Benutzer ersichtlich, wann das zweite Lehrengewinde vollständig in den ersten Gewindeabschnitt eingedreht ist. Ab diesem Punkt beginnt die Lehrung des zweiten Gewindeabschnitts, wobei anhand des Absatzes der den glatten Abschnitt begrenzt erkannt werden kann, ob das zweite Lehrengewinde unzulässig weit in den zweiten Gewindeabschnitt eindrehbar ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist ein Gewindelehrensystem bereitgestellt, welches wenigstens eine erfindungsgemäße Gewindelehre umfaßt, sowie wenigstens eine zweite Gewindelehre mit wenigstens einem dritten Lehrengewinde mit einem dritten Gewindeprofil und einem vierten Lehrengewinde mit einem vierten Gewindeprofil, wobei das dritte Lehrengewinde ein drittes Gewindeprofil aufweist, das so gestaltet ist, dass das dritte Lehrengewinde bei nicht unterhalb des Mindestmaßes liegendem Flankendurchmesser des ersten Gewindeabschnitt vollständig auf den ersten Gewindeabschnitt aufschraubbar ist und bei nicht unterhalb des Mindestmaßes liegendem Flankendurchmesser des zweiten Gewindeabschnitts vollständig auf den zweiten Gewindeabschnitt aufschraubbar ist.
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Mit einer solchen zweiten Gewindelehre ist es vorteilhaft möglich, den Flankendurchmesser des zu prüfenden Kombinationsgewindes zu prüfen. Die Lehrung des Gewindes auf Gut für den Flankendurchmesser erfolgt dabei auch in einem einzigen Prüfschritt für beide Gewindeabschnitte durch das dritte Lehrengewinde. Die Lehrung des Gewindes auf Ausschuss für den Flankendurchmesser kann auch allein durch Prüfung des ersten Gewindeabschnitts erfolgen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung umfasst, dass das das vierte Gewindeprofil so gestaltet ist, dass das vierte Lehrengewinde bei nicht oberhalb des Maximalmaße(s) liegendem Maß des Flankendurchmessers des ersten Gewindeabschnitts maximal bis zu einem vorgegebenen Umdrehungswinkel, insbesondere zwei Umdrehungen, in den zu prüfenden ersten Gewindeabschnitt ein- oder aufdrehbar ist.
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Vorteilhafterweise kann die Lehrung des Gewindes auf Ausschuss für den Flankendurchmesser auch allein durch Prüfung des ersten Gewindeabschnitts erfolgen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auch auf die folgenden Zeichnungen Bezug genommen, in jeweils schematisch dargestellt ist:
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1 einen ersten Gewindelehrdorn in einer Seitenansicht;
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2 einen zweiten Gewindelehrdorn in einer Seitenansicht;
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3 ein Werkstück mit einem Kernloch in einer Ansicht in einem Längsschnitt;
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4 ein Kernloch gemäß 3 in einer vergrößerten Ansicht;
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Einander entsprechende Teile und Größen sind in den 1 bis 4 mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt einen Gewindelehrdorn 1 mit einem ersten Lehrengewinde 5 und einem zweiten Lehrengewinde 8, die an einem gemeinsamen Griffstück 11 drehfest angeordnet sind. Der Gewindelehrdorn 1 ist für die Lehrung von Außendurchmessern von Gewinden vorgesehen. Dazu ist das erste Lehrengewinde 5 als Gutlehrdorn und das zweite Lehrengewinde 8 als Ausschusslehrdorn ausgebildet.
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3 und 4 zeigen ein Werkstück 3 mit einem zu lehrenden Gewinde 4. Das Gewinde 4 ist in einem Kernloch angeordnet, wobei ein erster Gewindeabschnitt 6 sich über einen ersten Abschnitt des Kernlochs erstreckt und ein zweiter Gewindeabschnitt 7 sich über einen in Richtung einer Gewindeachse A nachgeordneten zweiten Abschnitt des Kernlochs erstreckt. Der erste Gewindeabschnitt 6 kann entsprechend einem üblichen metrischen ISO-Gewinde ausgebildet sein und der zweite Gewindeabschnitt 7 entsprechend einem metrischen ISO-Gewinde für Festsitz (MFS). Der erste Gewindeabschnitt 6 weist daher einen größeren Kerndurchmesser D1 auf als der zweite Gewindeabschnitt mit dem Kerndurchmesser D2.
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Das erste Lehrengewinde 5 ist so ausgebildet, dass es vollständig auf den zu prüfenden Gewindeabschnitt 6 aufschraubbar oder aufdrehbar ist, sofern der erste Gewindeabschnitt 6 einen nicht unterhalb eines Mindestmaßes liegenden Außendurchmesser aufweist. Dafür kann das erste Lehrengewinde 5 eine erste Länge L1 aufweisen, die der Länge des ersten Gewindeabschnitts 6 entspricht. Benachbart zum ersten Lehrengewinde 5 schließt sich ein glatter Abschnitt 14 an mit einer glatten, zylinderförmigen Mantelfläche ohne Gewindeprofil. Der Abschnitt 14 weist eine zweite Länge L2 auf, die der Länge des zweiten Gewindeabschnitts 7 entspricht. Erste Länge L1 und zweite Länge L2 ergeben eine Gesamtlänge L0. L1 kann dabei 9,75 mm betragen, L2 kann 11,25 mm betragen, so dass die Gesamtlänge L0 21 mm beträgt.
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Ist das erste Lehrengewinde 5 in dem ersten Gewindeabschnitt 6 vollständig eingedreht, was für einen Benutzer der Gewindelehre daran erkennbar ist, dass der Absatz 15 zwischen erstem Lehrengewinde 5 und glattem Abschnitt 14 mit der Werkstückoberfläche des Werkstücks 4 bündig ist, dann kann das erste Lehrengewinde 5 durch Weitereindrehen auch noch in den zweiten Gewindeabschnitt 7 eingedreht werden.
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Ist auch das Mindestmaß des Außendurchmessers des zweiten Gewindeabschnitts 7 nicht unterschritten, so kann das erste Lehrengewinde 5 auch vollständig in den zweiten Gewindeabschnitt 6 eingedreht werden. Dieser Zustand kann von dem Benutzer daran erkannt werden, dass ein zweiter Absatz 12 zwischen glattem Abschnitt 14 und Griffstück 11 gebildet ist, der dann mit der Werkstückoberfläche bündig ist.
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Ist also das erste Lehrengewinde 5 über den ersten Gewindeabschnitt 6 vollständig in den zweiten Gewindeabschnitt 7 eindrehbar, so kann das betreffende Gewinde 4 hinsichtlich des Außendurchmessers als gut „geprüft“ bewertet werden. Das zweite Lehrengewinde oder Ausschusslehrengewinde weist eine Länge auf, die kürzer ist als die erste Länge L1. An das zweite Lehrengewinde 8 schließt sich ein glatter Abschnitt 16 mit einem gegenüber dem zweiten Lehrengewinde verringertem Durchmesser ohne Gewindeprofil an. Die Gesamtlänge von zweitem Lehrengewinde 8 und glattem Abschnitt 16 ergibt dann die erste Länge L1.
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Das zweite Lehrengewinde 8 ist so ausgebildet, dass es vollständig auf den ersten Gewindeabschnitt 6 aufschraubbar ist, sofern dieser nicht unterhalb eines bestimmten Maßes liegt. Kann das zweite Lehrengewinde 8 auf den ersten Gewindeabschnitt 6 aufgeschraubt werden, so könnte es durch Weitereindrehen in den zweiten Gewindeabschnitt 7 hineingedreht werden. Dies ist allerdings nur möglich, wenn der Außendurchmesser des zweiten Gewindeabschnitts 7 nicht oberhalb eines Maximalmaßes liegt.
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Die Prüfvorschrift verlangt, dass das zweite Lehrengewinde 8 nicht in den zweiten Gewindeabschnitt 7 eingedreht werden kann, wenn der Außendurchmesser des zweiten Gewindeabschnitts 7 oberhalb eines Maximalmaßes liegt.
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Ist das zweite Lehrengewinde 8 dennoch weiter in den zweiten Gewindeabschnitt 7 eindrehbar, so verschwindet der Absatz 13, der zwischen glattem Abschnitt 16 und Griffstück 11 gebildet ist, in dem Gewindeloch, was für den Benutzer einfach erkennbar ist. In diesem Fall ist das Gewinde 4 als Ausschuss zu bewerten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gewindelehrdorn
- 2
- Gewindelehrdorn
- 3
- Werkstück
- 4
- Gewinde
- 5
- erstes Lehrengewinde
- 6
- erster Gewindeabschnitt
- 7
- zweiter Gewindeabschnitt
- 8
- zweites Lehrengewinde
- 9
- drittes Lehrengewinde
- 10
- viertes Lehrengewinde
- 11
- Griffstück
- 12
- Absatz
- 13
- Absatz
- 14
- glatter Abschnitt
- 15
- Absatz
- 16
- glatter Abschnitt
- M
- Mittelachse
- A
- Gewindeachse
- MFS
- Metrisches ISO-Gewinde für Festsitz
- D1, D2
- Kerndurchmesser
- L1
- Erste Länge
- L2
- Zweite Länge
- L0
- Gesamtlänge
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006057174 A1 [0011]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Herausgeber: EMUGE-FRANKEN, Verlag: Publicis Gorparate Publishing, Erscheinungsjahr: 2004 (ISBN 3-89578-232-7), im Folgenden nur als "EMUGE-Handbuch" bezeichnet, Kapitel 15, Seiten 468 bis 566 [0002]
- EMUGE-Handbuch in Kapitel 12, Seite 405 bis 422 sowie auch die Norm ISO 1502 aus dem Jahre 1996 [0005]
- Norm DIN 8141-1 [0017]
