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Die
Erfindung betrifft eine Lagerbrille für ein Getriebe gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Unter
Getriebefachleuten ist es bekannt, dass in Getrieben Zahnräder oder
Getriebewellen in sogenannten Lagerbrillen gelagert werden können. Diese
Lagerbrillen sind als Blech- oder Gussteile ausgebildet und weisen
Aufnahmeöffnungen
für Wälzlager
auf, die zur Lagerung der Zahnräder
beziehungsweise der Getriebewellen dienen. Hierzu wird beispielhaft
auf die
DE 195 02
560 A1 verwiesen.
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Darüber hinaus
offenbart die
DE 100
27 375 A1 , dass in einem mehrgängigen Zahnräder-Wechselgetriebe
neben Wälzlagern
zur Lagerung der Getriebewellenenden zur Begrenzung der Wellendurchbiegung
auch eine zusätzliche
Stützstelle
an der Innenwand des Getriebegehäuses
vorgesehen sein kann, die sich vorzugsweise in Verlängerung
der Hauptbelastungsrichtung der Welle radial bis zu dieser erstreckt.
Diese Stützstelle
kann gemäß dieser Druckschrift
mit einem Gleit- oder
Wälzlager
ausgestattet sein.
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Außerdem ist
es aus der nicht vorveröffentlichte
DE 102 53 259 A1 ein
universell gestaltbares Doppelkupplungsgetriebe bekannt, bei dem
die Lagerung einer vergleichsweise langen zweiten Getriebeeingangswelle
sowie einer dazu achsparallelen Vorgelegewelle über jeweils wellenendseitig
angeordnete Wälzlager
sowie über
zusätzliche
Wälzlager erfolgt,
die etwa in der Mitte der genannten Getriebewellen angeordnet sind.
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Einen
dazu vergleichbaren Aufbau weist das in 4 dargestellte bekannte Doppelkupplungsgetriebe 23 auf,
dessen Getriebewellen und Zahnräder in
einem zweiteiligen Getriebegehäuse 24, 25 untergebracht
sind. Bei diesem Getriebe 23 sind die Eingangsseiten der
beiden axial hintereinander angeordneten Kupplungen der Doppelkupplung 29 mit
der Antriebswelle eines hier nicht gezeigten Antriebsmotors verbunden,
während
deren Ausgangsseiten mit zwei Getriebeeingangswellen drehfest gekoppelt sind.
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Die
erste Getriebeeingangswelle 30 ist dabei als Hohlwelle
ausgebildet und lagert in sich die zweite Getriebeeingangswelle 31.
Achsparallel zu diesen beiden Getriebengangswellen 30, 31 ist
eine Vorgelegewelle 32 angeordnet.
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Die
genannten Getriebewellen 30, 31, 32 tragen
als Los- oder Festräder
ausgebildete Gangzahnräder,
die paarweise miteinander im Zahneingriff stehen, wobei die Losräder in bekannter
Weise mittels zugeordneter Synchronisations- und Koppelvorrichtungen
mit denjenigen Wellen 30, 31, 32 drehfest
verbindbar sind, auf denen diese Losräder gelagert sind.
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Zur
Lagerung der Getriebewellen 30, 31, 32 im
zweiteiligen Getriebegehäuse 24, 25 sind
neben Wälzlager 33, 34, 35, 36 an
den Enden dieser Wellen 30, 31, 32 zusätzlich Wälzlager 27, 28 im
wesentlichen in der Mitte des Getriebes 23 angeordnet.
Diese Mittenlager 27, 28 sorgen für eine sehr
geringe Wellendurchbiegung, was letztlich zu einem geräuscharmen
Betrieb des Getriebes beiträgt.
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Wie 4 verdeutlicht, sind diese
Wälzlager 27, 28 in
Aufnahmeöffnungen
einer zusätzlichen
Lagerplatte 26 ein gebaut, die zwischen den beiden Getriebegehäusehälften 24, 25 befestigt
ist. Es ist aber auch möglich,
dass diese Lagerplatte 26 innerhalb des Getriebegehäuses befestigt
oder zur Aufnahme der genannten Mittenwälzlager 27, 28 eine
zusätzliche
Wandung im Getriebegehäuse
eingegossen ist.
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Nachteilig
bei den genanten technischen Lösungen
zur Lagerung der Getriebewellen in deren mittleren Bereich ist,
dass deren Nutzung jeweils eine schwierige Getriebemontage verursacht,
da die Lager und die betroffenen Getriebewellen eines Vorgelege-Radsatzes
gemeinsam und gleichzeitig montiert werden müssen.
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Vor
diesem Hintergrund ist es die Aufgabe an die Erfindung, für ein mehrgängiges Getriebe
eine Aufnahmevorrichtung für
Wälzlager
vorzustellen, die eine leichtere Getriebemontage ermöglicht.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs,
während
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den
Unteransprüchen
entnehmbar sind.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Mittenlager hinsichtlich
der Getriebemontage dann problemlos in eine Getriebestruktur integrierbar sind,
wenn die Lagerplatte beziehungsweise Lagerbrille teilbar ausgebildet
ist. Diese Teilbarkeit der Lagerbrille erleichtert die Getriebemontage
erheblich, da die Getriebewellen nun getrennt voneinander vormontiert
werden können.
Erst bei der Zusammenführung
der Wellen während
der Getriebemontage kann in einem nun folgenden Arbeitsschritt die
Wellenlagerung durch eine Vereinigung der beiden Lagerbrillenbauteile
vollendet werden.
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In
diesem Zusammenhang wird zwar die Befestigung der Lagerbrille an
dem Getriebegehäuse bevorzugt,
die Lagerbrille kann aber auch radial „freischwebend" in dem Getriebegehäuse angeordnet, also
mit letzterem mechanisch nicht verbunden sein. Bei dieser Variante
bleibt der Abstand der von der Lagerbrille aufgenommenen Getriebewellen
in der Lagerebene zwar gleich, es kann beim Betrieb des Getriebes
jedoch zu sogenannten Radsatztorsionen kommen, die aber nicht als
nachteilig beurteilt werden und allenfalls durchmesserstärkere Getriebewellen
erfordern.
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Demnach
betrifft die Erfindung gemäß dem Hauptanspruch
eine Lagerbrille für
ein Getriebe mit wenigstens zwei zueinander achsparallel ausgerichteten
Getriebewellen, in deren wenigstens zwei Aufnahmeöffnungen
Wälzlager
angeordnet sind, die zur Aufnahme und Lagerung der Getriebewellen
dienen. Die Lagerbrille ist zudem so ausgebildet, dass diese selbst
aus wenigsten zwei Brillenbauteilen besteht.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die beiden Brillenbauteile der Lagerbrille durch
geeignete Verbindungsmittel wie Schrauben, Stifte o.ä. miteinander
verbindbar.
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Die
Lagerbrille kann zudem geometrisch unterschiedlich ausgebildete
Bauteile aufweisen, deren Unterscheidungsmerkmale etwa bei gleicher
Umfangsgeometrie, Materialstärke
und Durchmesser der Aufnahmeöffnungen
durch die Anordnung einer Trennlinie definiert wird, die die beiden
Brillenbauteile voneinander trennt. So kann in einer ersten Variante vorge sehen
sein, dass die Trennlinie beide Aufnahmeöffnungen für die Wälzlager durchtrennt.
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In
einer zweiten Variante ist die Trennlinie so ausgerichtet, dass
nur eine von zwei Aufnahmeöffnungen
in zwei Hälften
aufgeteilt wird, während
eine dritte Variante vorsieht, dass die beiden Brillenbauteile durch
die Anordnung der Trennlinie derart ausgebildet sind, dass die größere oder
die kleinere der beiden Aufnahmeöffnungen
durchtrennt ist.
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Eine
vierte Variante sieht vor, dass die Trennlinie die Lagerbrille außerhalb
der beiden Aufnahmeöffnungen
in zwei Bauteile trennt.
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Mit
diesen unterschiedlich gestalteten Lagerbrillenbauteilen lässt sich
für alle
möglichen
Getriebe die jeweils montagegünstigste
Geometrie nutzen, ohne dass sich die Herstellkosten für die Lagerbrillenvarianten
unterscheiden.
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Die
Lagerbrille selbst ist vorzugsweise als Stanzblechteil, als Sinterteil
oder als Metallgussteil ausgebildet, so dass einerseits eine kostengünstige Großserienfertigung
möglich
ist und andererseits die auf das Lager wirkenden Kräfte problemlos
in das Getriebegehäuse
weiterleitbar sind.
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Für den Fall,
dass die Lagerbrille nicht wie oben ausgeführt „freischwebend" die Getriebewellen zueinander
zentriert sondern fest mit dem Getriebegehäuse verbunden sein soll, sieht
eine bevorzugte Variante der Erfindung vor, dass die Lagerbrille über Befestigungsvorrichtungen
ver fügt,
mittels denen diese Lagerbrille mit dem Getriebegehäuse verbindbar
ist.
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Diese
Befestigungsvorrichtungen können Bohrungen
in der Lagerbrille zur Aufnahme von Verbindungsmitteln wie Schrauben,
Stiften o.ä.
umfassen, welche axial, radial oder tangential zu den Drehachsen
der Getriebewellen ausgerichtet sind.
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In
einer anderen Variante der Erfindung weist die Lagerbrille eine
Umfangskontur auf, die in einem Aufnahmebereich im oder am Getriebegehäuse aufnehmbar
ist. Diese Umfangskontur der Lagerbrille passt dabei bevorzugt formschlüssig in
einen Aufnahmebereich des Getriebegehäuses hinein, so dass die Lagerbrille
verdrehsicher am Getriebegehäuse
gehalten und dennoch eine Ausdehnung koaxial zu den Längsachsen
der Getriebewellen beispielsweise als Ausgleich von unterschiedlichen
wärmebezogenen
Materialausdehnungen möglich
ist.
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Darüber hinaus
kann eine erfindungsgemäße Lagerbrille über Zugelemente
verfügen
oder über Befestigungsvorrichtungen
mit solchen Zugelementen verbindbar sein, mittels denen ebenfalls
eine Verdrehsicherung der Lagerbrille im Getriebegehäuse sowie
ein Ausgleich von wärmebedingt
unterschiedlichen Materialausdehnungen gewährleisten werden kann.
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Diese
Zugelemente können
dabei als Bleche oder Drahtelemente ausgebildet sein, die in Zugrichtung
steif und in Druckrichtung sowie in Querrichtung vergleichsweise
biegeweich sind. Zudem kann vorgesehen sein, dass wenigstens eines
dieser Zugelement an einem oder an mehreren Befestigungspunkten
mit dem Getriebegehäuse
verbunden ist.
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Zur
Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Lagerbrille
sowie einiger Ausführungsformen
der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser
zeigen
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1 eine schematische Draufsicht
auf eine Lagerbrille mit in dieser eingesetzte Wälzlager,
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2 eine Darstellung wie in 1, jedoch mit einer anders
angeordneten Trennlinie,
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3 eine Darstellung wie in 1, jedoch mit einer dritten
und vierten Variante zur Trennlinienanordnung,
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4 eine schematische Ansicht
eines Doppelkupplungsgetriebes mit einer einteiligen Lagerplatte
für Mittenlager
des Getriebes gemäß dem Stand
der Technik,
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5 eine schematische Seitenansicht
einer Verbindungsanordnung zwischen der erfindungsgemäßen Lagerbrille
und einem Getriebegehäuse,
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6 eine Variante zur Verbindungsanordnung
gemäß 5,
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7 eine weitere Variante
zur Verbindungsanordnung gemäß 5,
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8 eine teilweise Draufsicht
auf eine erfindungsgemäße Lagerbrille,
die über
ein Zugelement einseitig mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, und
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9 eine Darstellung wie in 8, jedoch mit zweiseitiger
Anbindung des Zugelementes an das Getriebegehäuse.
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Abweichend
von der einteiligen Lagerplatte 26 nach dem Stand der Technik
gemäß 4 ist die in 1 in einer schematischen
Draufsicht gezeigte erfindungsgemäß ausgebildete Lagerbrille 1 zweiteilig
aufgebaut. Die beiden Lagerbrillenbauteile 2, 3 sind
durch eine Trennlinie 4 voneinander getrennt, die in diesem
Fall mittig durch zwei Aufnahmeöffnungen 5, 6 für die Wälzlager 7, 8 geht,
in denen Getriebewellen 31, 32 wie die des Doppelkupplungsgetriebes 23 gemäß 4 gelagert werden können.
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Wie 1 verdeutlicht, sind die
beiden spiegelsymmetrisch ausgebildeten Lagerbrillenbauteile 2, 3 über hier
nur angedeutete Verbindungsmittel 21, 22 fest
miteinander verbindbar, wobei diese Verbindungsmittel 21, 22 als
Schraubverbindungen, Verstiftungsverbindungen o.ä. aufgebaut sind.
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2 zeigt in einer Variante
zu der Ausführungsform
gemäß 1 dass in Abhängigkeit
von dem Nutzungsfall, also von den spezifischen Gegebenheiten an
dem jeweiligen Getriebe, die Lagerbrille 9 auch derartig
zweiteilig ausgebildet sein kann, dass die untere und größere Aufnahmeöffnung für das Wälzlager 8 in
dem unteren Lagerbrillenbauteil 14 ungeteilt bleibt, während die
obere Aufnahmeöffnung 10 durch
die Trennlinie 12 halbiert ist.
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Dem
Fachmann ist in Kenntnis der Erfindung leicht einsichtig, dass die
Ausbildung der Lagerbrille 9 in zwei Lagerbrillenbauteile 13, 14 mit
dem Vorteil verbunden ist, dass zur leichteren Getriebemontage beispielsweise
zunächst
ein Lagerbrillenbauteil 14 in dem Getriebegehäuse 37 angeordnet
und dort gegebenenfalls befestigt wird, während das zweite Lagerbrillenbauteil 13 erst
zu einem geeigneten späteren Zeitpunkt
verbaut werden kann.
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Andere
Gegebenheiten an einem Getriebe können die in 3 gezeigte dritte Variante der geteilten
Lagerbrille 15 als montagefreundlichste Variante gelten
lassen. Bei dieser Variante ist die untere und größere Aufnahmeöffnung 17 durch
die Trennlinie 18 in zwei Hälften getrennt, während die
obere und kleinere Aufnahmeöffnung 16 unversehrt
bleibt. Dadurch ist die Lagerbrille 15 in zwei Lagerbrillenbauteile 19, 20 aufgeteilt.
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Schließlich kann
die in 3 dargestellte Anordnung
der Trennlinie 60 sinnvoll sein, bei der dieselbe zwischen
den beiden Aufnahmeöffnungen 16, 17 angeordnet
ist, so dass die Aufnahmeöffnungen 16, 17 auch
nach einer Trennung der beiden Lagerbrillenbauteile 61, 62 in
sich geschlossene Gebilde bleiben.
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Durch
die Erfindung werden zudem die Ausgestaltungsformen abgedeckt, bei
denen die genannten Trennlinien 4, 12, 18 die
jeweiligen Aufnahmeöffnungen
nicht mittig durchschneiden, so dass jegliche Trennung der Aufnahmeöffnungen
der Lagerbrille in wenigstens zwei oder mehr Teile durch die Erfindung
erfasst wird.
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3 zeigt zudem, dass die
Lagerbrille 15 in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung über eine Umfangsgeometrie 39 verfügt, die
in einen korrespondierend ausgebildete Aufnahmebereich (Aufnahmekontur 38)
in dem Getriebegehäuse 37 passt. Durch
ein derartiges Einsetzen der Lagerbrille 15 in die genannte
Aufnahmekontur 38 wird eine zweidimensionale Zentrierung
der Lagerbrille 15 im Getriebegehäuse 37 erreicht, die
dennoch eine axiale Bewegung derselben zulässt, wenn keine weiteren axial wirkenden
Verbin dungsmittel zwischen der Lagerbrille 15 und dem Getriebegehäuse 37 vorgesehen
sind.
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Der 5 ist in einer schematischen
Seitenansicht der Lagerbrille 1, der Wälzlager 7 und 8,
der Getriebewellen 31, 32 und des Getriebegehäuses 37 entnehmbar,
dass die genannte oder eine andere radiale Fixierung der Lagerbrille 1 derart
erfolgen kann, dass die Lagerbrille 1 zumindest mit einem
Teil ihres Außenumfangs
in eine Aufnahmevorrichtung 40 im Getriebegehäuse 37 eingesetzt
und mittels radial ausgerichteter Verbindungsmittel 41, 42 mit
demselben verbunden ist.
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Eine
andere Befestigungsvorrichtung für
die Lagerbrille 1 zeigt 6,
bei der die Verbindungsmittel 45, 46 tangential
zu den in den Wälzlagern 7, 8 gelagerten
Wellen 31, 32 ausgerichtet sind. Diese Verbindungsmittel 45, 46 können auch
in diesem Beispiel als Schrauben oder Stifte ausgebildet sein, die sowohl
einen Teil der Lagerbrille 1 als auch geeignete, beispielsweise
mit Schraubgewinden versehene Aufnahmevorrichtungen 43, 44 in
dem Getriebegehäuse 37 durchdringen.
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Eine
achsparallele Befestigungsvorrichtung der Lagerbrille 1 in
dem Getriebegehäuse 37 ist
in 7 schematisch dargestellt.
Bei dieser durchdringen achsparallel zu den Getriebewellen 31, 32 ausgerichtete
Verbindungsmittel 49, 50 Aufnahmevorrichtungen 47 und 48 sowie
die Lagerbrille 1. Auch in dieser Variante ragen die Aufnahmevorrichtungen 47, 48 radial
in den Innenraum des Getriebegehäuses 37 hinein
und sind vorzugsweise im gleichen Gießprozess wie das Getriebegehäuse 37 selbst
hergestellt.
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Um
gemäß 8 eine vergleichsweise lose Anbindung
der Lagerbrille 1 an dem Getriebegehäuse 37 zu erreichen,
ist bei dieser Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die
Lagerbrille 1 an wenigstens einer Stelle ihres Außenumfangs
eine Befestigungsvorrichtung 52 aufweist, an der ein Zugelement 51 über ein
Verbindungsmittel 54 angebracht ist.
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Dieses
Zugelement 51 ist mit seinem anderen Ende über ein
Verbindungsmittel 53 mit dem Getriebegehäuse 37 verbunden
und besteht vorzugsweise aus einem Blechteil oder einem Draht, welches in
Zugrichtung vergleichsweise steif und in Druckrichtung sowie in
Querrichtung vergleichsweise biegeweich ist.
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Durch
dieses Zugelement 51 ist ebenfalls eine Verdrehsicherung
der Lagerbrille 1 in dem Getriebegehäuse 37 geschaffen,
die zudem eine Wärmeausdehnungsbewegung
der Getriebebauteile zulässt.
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Schließlich zeigt 9, dass ein Zugelement 55 über ein
Verbindungsmittel 59 an einer Befestigungsvorrichtung 58 an
der Lagerbrille 1 auch so befestigt sein kann, dass dieses
Zugelement 55 mit seinen beiden Enden über Verbindungsmittel 56, 57 an dem
Getriebegehäuse 37 angebunden
ist. Dieser Aufbau erhöht
die Verdrehsicherheit der Lagerbrille 1 in dem Getriebegehäuse 37 und
erschwert die axiale Beweglichkeit der Lagerbrille 1 in
demselben.
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- 1
- Lagerbrille
- 2
- Brillenbauteil
- 3
- Brillenbauteil
- 4
- Trennlinie
- 5
- Aufnahmeöffnung
- 6
- Aufnahmeöffnung
- 7
- Wälzlager
- 8
- Wälzlager
- 9
- Lagerbrille
- 10
- Aufnahmeöffnung
- 11
- Aufnahmeöffnung
- 12
- Trennlinie
- 13
- Brillenbauteil
- 14
- Brillenbauteil
- 15
- Lagerbrille
- 16
- Aufnahmeöffnung
- 17
- Aufnahmeöffnung
- 18
- Trennlinie
- 19
- Brillenbauteil
- 20
- Brillenbauteil
- 21
- Befestigungsmittel
- 22
- Befestigungsmittel
- 23
- Doppelkupplungsgetriebe
- 24
- Erste
Getriebegehäusehälfte
- 25
- Zweite
Getriebegehäusehälfte
- 26
- Lagerplatte
- 27
- Wälzlager
- 28
- Wälzlager
- 29
- Doppelkupplung
- 30
- Getriebengangswelle;
Hohlwelle
- 31
- Getriebeeingangswelle
- 32
- Vorgelegewelle
- 33
- Wälzlager
- 34
- Wälzlager
- 35
- Wälzlager
- 36
- Wälzlager
- 37
- Getriebegehäuse
- 38
- Aufnahmebereich
im Getriebegehäuse;
Aufnahmekon
-
- tur
- 39
- Umfangskontur
der Lagerbrille
- 40
- Aufnahmevorrichtung
- 41
- Verbindungsmittel
- 42
- Verbindungsmittel
- 43
- Aufnahmevorrichtung
- 44
- Aufnahmevorrichtung
- 45
- Verbindungsmittel
- 46
- Verbindungsmittel
- 47
- Aufnahmevorrichtung
- 48
- Aufnahmevorrichtung
- 49
- Verbindungsmittel
- 50
- Verbindungsmittel
- 51
- Zugelement
- 52
- Befestigungsvorrichtung
- 53
- Verbindungsmittel
- 54
- Verbindungsmittel
- 55
- Zugelement
- 56
- Verbindungsmittel
- 57
- Verbindungsmittel
- 58
- Befestigungsvorrichtung
- 59
- Befestigungsmittel
- 60
- Trennlinie
- 61
- Brillenbauteil
- 62
- Brillenbauteil