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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Lageradaptern für einen Triebwagen.
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HINTERGRUND
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Ein Triebwagen weist im Allgemeinen einen Drehgestellrahmen auf, der auf jeder Seite mit einem Paar von Seitenrahmen mit sich nach unten öffnenden Backen versehen ist. Ein Lageradapter ist in den Backen vertikal bewegbar und ruht auf einem Lager, das auf einer Triebwagenachse befestigt ist, die ein Rad des Triebwagens lagert. Der Lageradapter ist folglich eine steife Verbindung zwischen dem Drehgestellrahmen des Triebwagens und dem Lager. Im Allgemeinen passt ein Lager für eine Triebwagenachse um einen Zapfen am Ende der Triebwagenachse, an dem es zwischen einer Einlegeringanordnung und einer Endabdeckung befestigt ist.
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Jedoch kann sich der Triebwagenadapter bezüglich des Lagers bewegen. Die Last, die durch den Drehgestellrahmen über den Adapter angelegt wird, kann unter Umständen nicht gut auf das Lager, insbesondere auf die Wälzkörper, verteilt sein, wenn das Lager von dem Wälzlagertyp ist. Dies führt sowohl zu einem Verschleiß auf der Innenfläche und der Außenfläche des Triebwagenadapters als auch zu einem Ausfall des Lagers.
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Des Weiteren kann unter Umständen der Triebwagenadapter den Einlegering oder die Endabdeckung des Lagers kontaktieren. Dies führt zu unerwartetem Verschleiß dieser Teile und reduziert folglich deren Lebensdauer.
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Der Triebwagenversatz bezüglich des Lagers kann auch zu einem direkten Kontakt zwischen dem Adapter und einer der Lagerdichtungen führen. In diesem Fall wird das Lager nicht ausreichend abgedichtet. Folglich kann eine Verschmutzung mit Verunreinigungspartikeln, Staub und Wasser in das Lager von außen eindringen und möglicherweise Lagerteile beschädigen.
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Üblicherweise sind Lager mit Schmiermittel, insbesondere Fett, gefüllt, um die Wälzkontaktflächen zu schmieren, die die Triebwagenachse in Rotation lagern. Das Ziel ist es, Reibung und Wärmeaustausch zu reduzieren, um den Verschleiß der Teile und die Risiken eines Bruchs zu reduzieren. Jedoch können Lagerdichtungen, die durch einen Triebwagenadapterversatz beeinflusst werden, zu einer Schmiermittelleckage zu der Außenseite des Lagers, und folglich zu einem Ausfall des Lagers führen.
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Diese und andere Probleme werden durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angesprochen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Dazu betrifft die Erfindung einen Triebwagenadapter zum radialen Verbinden einer Triebwagenkarosserie mit einem Lager. Der Triebwagenadapter umfasst einen Adapterkörper mit zwei seitlichen Kanälen, die jeweils durch ein Paar von gegenüberliegenden Ansätzen und eine seitliche Fläche, die senkrecht zu den gegenüberliegenden Ansätzen ist, begrenzt sind. Die seitlichen Kanäle sind dazu eingerichtet, mit der Triebwagenkarosserie zusammenzuwirken. Der Adapterkörper umfasst ferner zwei Stirnflächen, eine Innenfläche, die als Lagersitz für das Lager wirkt, und eine Außenfläche. Der Triebwagenadapter umfasst auch zwei Stirnflansche, die bezüglich der Innenfläche nach innen auskragen, und die mit der Innenfläche ein Gehäuse des Lagers begrenzen. Der Triebwagenadapter ist weiterhin mit einer oberen Abdeckung versehen, die auf der Außenfläche des Adapterkörpers befestigt ist, wobei die obere Abdeckung dazu ausgelegt ist, mit der Triebwagenkarosserie in einem direkten radialen Kontakt zu sein. Die obere Abdeckung ist mit zumindest einer Ausnehmung versehen, die einen radial nach außen auskragenden Stift aufnimmt, der auf der Außenfläche des Adapterkörpers vorgesehen ist.
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Der Stift ermöglicht, die obere Abdeckung bezüglich des Adapterkörpers zu zentrieren.
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Ein solcher Triebwagenadapter mit einer getrennten oberen Abdeckung ist einfach zu befestigen.
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Der Adapterkörper des Triebwagenadapters kann standardisiert sein, wobei die obere Abdeckung abhängig von den Anwendungseigenschaften anpassbar ist.
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Eine solche Anordnung verbessert die Lebensdauer des Triebwagenadapters und des Lagers, indem eine relative Fehlausrichtung und Verschleiß verhindert wird.
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Gemäß den weiteren Aspekten der Erfindung, welche vorteilhaft, aber nicht zwingend sind, kann ein solcher Triebwagenadapter eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen:
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Die obere Abdeckung ist sicher an der Außenfläche des Adapterkörpers mit Befestigungsmitteln befestigt.
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Die Befestigungsmittel sind Schrauben.
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Die Befestigungsmittel umfassen eine Bajonettbefestigung zwischen der Ausnehmung der oberen Abdeckung und dem Stift des Adapterkörpers.
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Die Bajonettbefestigung besteht aus einem nach innen auskragenden Stift, der in der Ausnehmung der oberen Abdeckung vorgesehen ist, und der mit einem Schlitz gekoppelt ist, der an dem Stift des Adapterkörpers vorgesehen ist.
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Die obere Abdeckung umfasst zwei Ausnehmungen, die jeweils einen entsprechenden Stift aufnehmen, der auf der Außenfläche des Adapterkörpers vorgesehen ist.
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Die obere Abdeckung umfasst eine Außenfläche mit einer oberen Mittelnut, die sich entlang einer Achse parallel zu der Rotationsachse des Lagers erstreckt.
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Die zumindest eine Ausnehmung ist innerhalb der oberen Mittelnut vorgesehen.
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Der Adapterkörper ist aus Metall, beispielsweise durch Gießen, hergestellt. Beispielsweise ist der Adapterkörper aus Gussstahl oder Gusseisen hergestellt.
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Die obere Abdeckung ist aus Metall hergestellt.
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Die obere Abdeckung ist aus Kunststoff oder Polymermaterial hergestellt.
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Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung eine Triebwagenadapteranordnung, die einen Triebwagenadapter gemäß einer der vorangehenden Ausführungsformen, ein Lager, das in dem Triebwagenadapter befestigt ist, einen Einlegering, der dazu eingerichtet ist, mit dem Lager an einer ersten Seite in axialen Kontakt zu kommen, und eine Endabdeckungsanordnung aufweist, die eingerichtet ist, mit dem Lager an der anderen Seite, die der ersten Seite gegenüberliegt, in axialen Kontakt zu kommen.
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In einer Ausführungsform umfasst das Lager zumindest einen Innenring und zumindest einen Außenring, der in einem radialen Kontakt mit der Innenfläche des Triebwagenadapters befestigt ist.
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In einer Ausführungsform umfasst das Lager zumindest eine Reihe von Wälzkörpern, die zwischen Laufbahnen angeordnet sind, die auf den Innen- und Außenringen vorgesehen sind.
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In einer Ausführungsform ist der Innenring des Lagers aus zwei Teilen hergestellt, die axial durch einen axialen Abstandshalter getrennt sind.
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Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung eine Triebwagenachse, die eine Triebwagenadapteranordnung gemäß einer der vorangehenden Ausführungsformen, und eine Welle umfasst, die in dem Lager um eine Rotationsachse relativ zu dem Triebwagenadapter drehbar befestigt ist. Die Welle umfasst ein erstes Ende, das in dem Einlegering radial befestigt ist, und ein zweites Ende, das dem ersten Ende gegenüberliegt, das in einer Endabdeckungsanordnung gesichert ist.
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Figurenliste
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Andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der Durchsicht der ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, welche in keiner Weise beschränkend sind, und den angefügten Zeichnungen hervorgehen, wobei:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Triebwagenachse ist, die mit einem Triebwagenadapter gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung versehen ist;
- 2 ein axialer Querschnitt durch die Triebwagenachse der 1 ist,
- 3 und 4 perspektivische Explosionsdarstellungen eines Triebwagenadapters für eine Triebwagenachse gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sind; und
- 5 ein detaillierter axialer Querschnitt der Triebwagenachse aus den 3 und 4 ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Bezugnehmend auf 1 und 2 ist eine Triebwagenachse 10 zum Verbinden des Drehgestellrahmens eines Triebwagens mit den Rädern (nicht gezeigt) vorgesehen. Die Triebwagenachse 10 umfasst eine Welle 12 (mit gestrichelten Linien in 2), die um eine Rotationsachse X10 relativ zu einem Triebwagenadapter 14 drehbar befestigt ist.
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Der Triebwagenadapter 14 ist an dem Triebwagen-Drehgestellrahmen gesichert, wobei die Welle 12 an den Rädern gesichert ist.
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Ein Lager 16 ist radial zwischen dem Triebwagenadapter 14 und der Welle 12 vorgesehen. Wie in der 2 dargestellt ist, ist das Lager 16 von dem Wälzlagertyp und umfasst einen Innenring 18, der an der Welle 12 befestigt ist, einen Außenring 20, der in dem Triebwagenadapter 14 befestigt ist, und zwei Reihen von Wälzkörpern 22a, 22b, beispielsweise Rollen, die zwischen den auf dem Innen- und Außenring 18, 20 vorgesehenen Laufbahnen angeordnet sind. Der Innenring 18 ist beispielsweise aus zwei Teilen hergestellt, die axial durch einen axialen Abstandshalter 24 getrennt sind. Bei dieser Ausführungsform ist das Lager 16 ein Kegelrollenlager.
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Das Lager 16 ist weiterhin an beiden axialen Enden mit Dichtungsmitteln 26, 28 versehen. Die Dichtungsmittel 26, 28 schließen einen radialen Raum, der zwischen dem Innenring 18 und dem Außenring 20 definiert ist, ab. Die Wälzkörper 22a, 22b sind in dem abgedichteten, radialen Raum angeordnet.
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Der Triebwagenadapter 14 ist an dem Außenring 20 über seine radiale Innenseite oder Lagersitzseite 30 gesichert und ist in dem Drehgestellrahmen befestigt.
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Die Welle 12 umfasst einen Zapfen 12a und einen Staubschutz mit einer zylindrischen Fläche 12b, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Zapfens 12a. Eine konkave Ausrundung 12c verbindet die zylindrische Fläche 12b auf dem Zapfen 12a. Der Innenring 18 des Lagers ist auf dem Zapfen 12a befestigt.
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Wie dargestellt ist, umfasst die Triebwagenachse 10 ferner einen Einlegering 34 mit einer Innenfläche 34a, die dazu eingerichtet ist, an der Seite der Ausrundung 12c mit der Außenfläche der Welle 12 in radialen Kontakt zu kommen, und mit dem Innenring 18 des Lagers 16 in axialen Kontakt zu kommen. Entsprechend hat die Innenfläche 34a des Einlegerings 34 eine abgerundete Form, die zu jener der Ausrundung 12c nahezu komplementär ist.
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Die Triebwagenachse 10 umfasst auch eine Endabdeckungsanordnung 38. Die Endabdeckungsanordnung 38 umfasst eine Endabdeckung 38a, die als Stoppelement im Fall einer nach links gerichteten Verschiebung der Welle 12 (relativ zu 2) relativ zu dem Innenring 18 vorgesehen ist. Daher wird die Endabdeckung 38a an dem Zapfen 12 durch drei Abdeckungsschrauben 38b zuverlässig gesichert und kommt in axialen Kontakt mit dem Innenring 18 des Lagers 16.
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Wie ausführlich in 1 dargestellt ist, umfasst der Triebwagenadapter 14 einen Adapterkörper 40, der mit zwei seitlichen Kanälen 42 versehen ist. In 1 ist nur ein Kanal 42 dargestellt, wobei der Adapterkörper 40 einen anderen seitlichen Kanal auf der gegenüberliegenden seitlichen Seite aufweist. Jeder der seitlichen Kanäle 42 wird axial durch ein Paar von gegenüberliegenden Ansätzen 42b, 42c und eine seitliche Fläche 42a, die senkrecht zu den Ansätzen ist, begrenzt. Jeder seitliche Kanal 42 hat eine U-Form und ist dazu eingerichtet, mit einem Ansatz einer Backe (nicht gezeigt) des Drehgestellrahmens in Eingriff zu sein, um als eine Einschubführung zwischen dem Adapter und dem Drehgestellrahmen zu wirken.
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Die Triebwagenkarosserie 40 weist auch einen ersten und einen zweiten Stirnflansch 50, 52 auf, die radial nach innen gerichtet sind. Die Flansche 50, 52 kragen bezüglich der Innenfläche 30 radial nach innen aus. Die Flansche 50, 52 liegen sich axial gegenüber. Die Flansche 50, 52 begrenzen mit der Innenfläche 30 ein Gehäuse für einen Außenring 20 des Lagers 16. Der Außenring 20 ist axial zwischen den Flanschen 50, 52 angeordnet.
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Der Körper 40 des Triebwagenadapters 14 umfasst weiterhin zwei Stirnflächen 46, 48, wobei die Innenfläche 30 als ein Lagersitz in einem radialen Kontakt mit dem Außenring 20 des Lagers 16 wirkt, und eine Außenfläche 32.
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Die Innenfläche 30 hat eine konkave Form mit konstantem Radius, um auf der zylindrischen Außenfläche des Außenring 20 des Lagers 16 zu sitzen.
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Der Adapterkörper 40 wird aus Metall durch ein beliebiges geeignetes Verfahren, wie beispielsweise Gießen, hergestellt. Zum Beispiel ist der Körper 40 aus Stahl oder Gusseisen hergestellt.
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Der Triebwagenadapter 14 ist ferner mit einer oberen Abdeckung 54 versehen, die auf der Außenfläche 32 des Adapterkörpers 40 befestigt ist. Die obere Abdeckung 54 hat eine Außenfläche 54a, welche als ein Rahmensitz in einem direkten radialen Kontakt mit dem Drehgestellrahmen wirkt. Der Triebwagenadapter 14 wird dann in dem Drehgestellrahmen über die radial äußere Seite oder Rahmensitzseite 54a der oberen Abdeckung 54 befestigt.
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Die obere Abdeckung 54 kann an der Befestigungsplatte, beispielsweise mit Schrauben (nicht dargestellt), sicher befestigt werden.
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Gemäß der Erfindung ist die obere Abdeckung 54 mit einer Ausnehmung 54b versehen, die einen radial nach außen auskragenden Stift 32a aufnimmt, der auf der Außenfläche 32 vorgesehen ist. Der Stift 32a ermöglicht es, die obere Abdeckung 54 bezüglich des Adapterkörpers 40 zu zentrieren.
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Die Außenseite der oberen Abdeckung 54 ist mit einer oberen Mittelnut 55 versehen, die sich entlang einer Achse parallel zu der Rotationsachse X10 des Lagers 16 erstreckt. Die Ausnehmung 54b ist vorteilhafterweise in der oberen Nut 55 vorgesehen. Die obere Mittelnut 55 ist optional.
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Die obere Abdeckung 54 ist aus Metall durch ein geeignetes Verfahren, wie beispielsweise Gießen, hergestellt. Beispielsweise ist die obere Abdeckung 54 aus Stahl oder Gusseisen hergestellt. Alternativ ist die obere Abdeckung aus Kunststoff oder Polymermaterial hergestellt.
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Bezüglich einer alternativen Ausführungsform der Erfindung (nicht gezeigt) kann die obere Abdeckung 54 mit zwei oder mehr Ausnehmungen versehen sein, die jeweils einen entsprechenden Stift aufnehmen, der nach außen von der Außenfläche 32 des Adapterkörpers 40 auskragt. Die Ausnehmungen sind vorteilhafterweise in der oberen Mittelnut 55 der oberen Abdeckung 54 vorgesehen. Die obere Abdeckung 54 wird dann an einer Rotation bezüglich des Adapterkörpers 40 gehindert.
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Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in den 3 bis 5 dargestellt, wobei die gleichen Elemente die gleichen Bezugszeichen aufweisen, und die sich von der ersten Ausführungsform nur darin unterscheidet, dass die obere Abdeckung und der Stift des Adapterkörpers miteinander durch eine Bajonettbefestigung befestigt sind.
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Der Stift 32a umfasst eine äußere zylindrische Fläche 32c, die in die zylindrische Bohrung der Ausnehmung 54b der oberen Abdeckung 54 passt. Die äußere zylindrische Fläche 32c ist mit zwei Z-förmigen Schlitzen 32d versehen. Die Schlitze sind diametral gegenüberliegend und nur einer wird genauer beschrieben. Jeder der Schlitze 32d umfasst einen ersten vertikalen Arm 32e, einen zweiten vertikalen Arm 32g und einen horizontalen Arm 32f, der die zwei Arme 32e, 32g verbindet. Der erste vertikale Arm 32e öffnet sich nach unten und der zweite vertikale Arm 32g erstreckt sich von dem horizontalen Arm 32f nach unten.
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Die zylindrische Bohrung der Ausnehmung 54b umfasst zwei nach innen auskragende Stifte 54d, 54e. Die Stifte 54d, 54e sind diametral gegenüberliegend.
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Wenn die obere Abdeckung 54 auf der Außenfläche 32 des Adapterkörpers 40 befestigt wird, wird die Ausnehmung 54b der oberen Abdeckung 54 mit dem Stift 32a des Adapterkörpers 40 ausgerichtet. Die Stifte 54d, 54e der oberen Abdeckung 54 sind ebenfalls mit der Öffnung des ersten vertikalen Arms 32e des entsprechenden Schlitzes 32d ausgerichtet. Die obere Abdeckung 54 wird folglich nach unten auf den Stift 32a gedrückt. Sobald die Stifte 54d, 54e der oberen Abdeckung 54 die Unterseite des Arms 32e erreichen, demzufolge die Unterseite des horizontalen Arms 32f, wird die obere Abdeckung 54 rotiert, so dass die Stifte 54d, 54e entlang des horizontalen Arms gleiten, bis sie die seitliche Fläche des zweiten vertikalen Arms 32g erreichen. Die obere Abdeckung 54 wird dann nach unten in Richtung der Außenfläche 32 des Adapterkörpers 40 gedrückt, bis die Stifte 54d, 54e die Unterseite des Arms 32g erreichen. Die Schlitze 32d sind dimensional so ausgelegt, den vertikalen Kontakt zwischen der oberen Abdeckung 54 und der Außenfläche 32 des Adapterkörpers 40 zu garantieren, wenn die Stifte 54d, 54e die Unterseite des zweiten vertikalen Arms 32g des Schlitzes 32d kontaktieren.
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Die Stifte 54d, 54e der oberen Abdeckung 54 werden dann mit den Schlitzen 32d des Adapterkörpers 40 gekoppelt, um jegliche relative Fehlausrichtung zwischen ihnen zu verhindern.
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Bei einer nicht dargestellten Alternative kann die Ausnehmung 54b der oberen Abdeckung mehr als nur einen Stift aufweisen, wobei der Stift 32a des Adapterkörpers 40 den einen entsprechenden Schlitz aufweist. Bei einer anderen, nicht dargestellten Alternative kann der Stift 32a des Adapters 40 einen nach außen auskragenden Stift aufweisen, der mit einem Schlitz gekoppelt ist, der in der Ausnehmung der oberen Abdeckung vorgesehen ist.
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Es sollte beachtet werden, dass die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen lediglich als keine Beschränkung anzeigende Beispiele gegeben werden, und dass Modifikationen, Kombinationen und Variationen innerhalb des Umfangs der Erfindung möglich sind.
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Die Erfindung wurde anhand eines Wälzlagers beschrieben, das mit zumindest einer Reihe von Wälzkörpern versehen ist, die zwischen dem Innen- und dem Außenring radial angeordnet sind. Alternativ kann das Lager ein Radiallager oder ein Gleitlager sein, das einen oder zwei Ringe umfasst.
