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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung mit einem Druckteil zur Betätigung eines Lamellenpakets.
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Aus dem Stand der Technik sind Lamellekupplungen bekannt, deren Innen- und Außenlamellen ineinander greifen und somit ein Lamellenpaket ausbilden. Um einen Reibschluss zwischen den Innen- und Außenlamellen zu erzeugen, d. h. um das Lamellenpaket zu betätigen, wird ein Betätigungselement verwendet, das unmittelbar gegen das Lamellenpaket gedrückt werden kann. Eine derartige Lamellenkupplung ist aus der
EP 1 612 444 A1 bekannt, bei der ein Betätigungskolben zum Einsatz kommt, der über einstückig mit dem Betätigungskolben ausgebildete Betätigungsfinger auf das Lamellenpaket einwirkt, die sich durch Fenster in dem Außenlamellenträger erstrecken.
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Bei einigen Lamellenkupplungen ist eine unmittelbare Betätigung des Lamellenpakets durch das Betätigungselement jedoch nicht möglich oder gewollt, so dass hier ein zusätzliches, nachfolgend als Druckteil bezeichnetes Element eingesetzt werden muss, das die Kraft des Betätigungselements auf das Lamellenpaket überträgt. Eine solche Lamellenkupplung beschreibt die
DE 103 01 405 A1 , bei der das dem Lamellenpaket zugeordnete Druckteil axial hervorstehende Ansätze aufweist, die sich durch Fenster im Außenlamellenträger erstrecken, um über eine Membranfeder mittelbar mit einem Betätigungskolben zusammen zu wirken.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lamellenkupplung mit einem Druckteil zu schaffen, die besonders einfach zu montieren ist.
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Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung in Form einer Doppelkupplung mit einem inneren Lamellenpaket, einem äußeren Lamellenpaket, einem hydraulisch antreibbaren Betätigungskolben zur Betätigung des äußeren Lamellenpakets und einem Außenlamellenträger, an dem ein innerer Tragabschnitt zur Anordnung der Außenlamellen des inneren Lamellenpakets und ein äußerer Tragabschnitt zur Anordnung der Außenlamellen des äußeren Lamellenpakets vorgesehen ist. Die Erfindung umfasst ferner ein Druckteil zur Betätigung des äußeren Lamellenpakets, wobei das Druckteil gegen das äußere Lamellenpaket gedrückt werden kann, um einen entsprechenden Reibschluss zwischen den Lamellen des Lamellenpakets zu erzeugen. Das Druckteil weist in axiale Richtung hervorstehende Ansätze auf. Die axiale Richtung bezieht sich hierbei auf die Drehachse des Lamellenpakets. Der Außenlamellenträger weist Aussparungen auf, wobei sich die hervorstehenden Ansätze durch die Aussparungen zu den hydraulisch antreibbaren Betätigungskolben zur Betätigung des Druckteils erstrecken, der gegen die hervorstehenden Ansätze gedrückt werden kann. So kann das Druckteil aufgrund der bauteildurchgreifenden, hervorstehenden Ansätze von einem Betätigungskolben angetrieben werden, der hinter dem Außenlamellenträger angeordnet ist. Somit ist ein Betätigen des Lamellenpakets durch den Betätigungskolben trotz Zwischenlage des Außenlamellenträgers möglich. Der Betätigungskolben ist dabei getrennt von dem Druckteil ausgebildet. Überdies ist der Betätigungskolben unmittelbar gegen die hervorstehenden Ansätze drückbar.
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Die Erfindung hat unter anderem den Vorteil, dass die hervorstehenden Ansätze des Druckteils durch die Aussparungen in dem Lamellenträger hindurchgeführt werden können, um dort von dem Betätigungskolben mit Kraft beaufschlagt werden zu können. So kann der Betätigungskolben trotz Zwischenlage des Außenlamellenträgers zumindest mittelbar über die hervorstehenden Ansätze bzw. den Rest des Druckteils auf das Lamellenpaket einwirken.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung sind die hervorstehenden Ansätze an der dem Lamellenpaket abgewandten Seite des Druckteils angeordnet.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist der Betätigungskolben mit mindestens einer Dichtlippe versehen, die zumindest zum Teil in die Montagerichtung des Betätigungskolbens weist oder geneigt ist. Der wesentliche Vorteil dieser Ausführungsform ergibt sich daraus, dass der Bauteildurchgriff nicht über vorstehende Ansätze an dem Betätigungskolben erfolgt. Vorstehende Ansätze an dem Betätigungskolben würden nämlich verhindern, dass der Betätigungskolben mittels einer Drehbewegung montiert werden kann, da die vorstehenden Ansätze in den Aussparungen anschlagen würden. Diese Drehbewegung ist jedoch erforderlich, um ein Umklappen der Dichtlippen zu verhindern, die zumindest zum Teil in die Montagerichtung des Betätigungskolbens weisen bzw. geneigt sind.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist die Lamellenkupplung eine nasslaufende Lamellenkupplung, vorzugsweise eine nasslaufende Doppelkupplung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung weist das Druckteil einen im Wesentlichen ringscheibenförmigen Grundkörper auf, an dem die hervorstehenden Ansätze vorgesehen sind. Ein ringscheibenförmiger Grundkörper kann ähnlich wie die Lamellen des Lamellenpakets Platz sparend eingebaut werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung weist das Druckteil eine Außen- oder eine Innenverzahnung auf, die mit der Verzahnung eines Lamellenträgers in Eingriff gebracht werden kann. Im Einbauzustand des Druckteils kann demzufolge ein Teil des zu übertragenden Motormoments der Lamellenkupplung auch über das Druckteil übertragen werden, so dass das Druckteil zusätzlich die Funktion einer Lamelle übernehmen kann. Auf diese Weise ist zumindest eine Lamelle weniger erforderlich, was die Anzahl der Bauteile reduziert.
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Damit das Druckteil die zusätzliche Funktion als Reiblamelle besonders wirksam erfüllen kann, weist das Druckteil in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine dem Lamellenpaket zuwendbare Reibfläche auf. Diese Reibfläche kann beispielsweise als umlaufende Reibfläche an dem Grundkörper des Druckteils angeordnet sein.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung sind die hervorstehenden Ansätze auf der der Reibfläche abgewandten Seite des Druckteils vorgesehen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung sind die hervorstehenden Ansätze gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet. Auf diese Weise kann die Kraft des Betätigungskolbens gleichmäßig über die hervorstehenden Ansätze auf den Grundkörper des Druckteils und somit auf das Lamellenpaket übertragen werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung sind die hervorstehenden Ansätze einstückig mit dem Grundkörper ausgebildet. So können die hervorstehenden Ansätze und der Grundkörper beispielsweise aus einem zusammenhängenden Stück Stahl o. ä. gefertigt sein, wodurch ein besonders kompaktes Druckteil entsteht, das weniger Bauraum benötigt als ein mehrteiliges Druckteil.
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Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist in einer weiteren, spezielleren Ausführung besonders von Vorteil, bei der der Grundkörper zusammen mit den hervorstehenden Ansätzen als ein Sinterteil ausgebildet ist. Bei einem Sinterteil besteht neben den zuvor genannten Vorteilen ferner der Vorzug, dass bereits bei der Herstellung des Sinterteils eine Reibfläche mit der notwendigen Oberflächenqualität entsteht, so dass die Nacharbeit zur Erzeugung einer qualitativ hochwertigen Reibfläche entfällt. Auf diese Weise ist der Fertigungsaufwand erheblich reduziert.
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Trotz der Vorteile, die durch ein einstückiges Druckteil erreicht werden, ist das Druckteil in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung mehrteilig ausgebildet, da hierdurch teilweise erhebliche Kostenvorteile erzielt werden können.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung sind die hervorstehenden Ansätze von einem im Bereich der hervorstehenden Ansätze verformten Blechteil gebildet. Auf diese Weise können leichte - aber dennoch feste - Ansätze erzeugt werden, die der Belastung ohne Weiteres standhalten und besonders einfach und kostengünstig gefertigt werden können.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist das Blechteil im Bereich der hervorstehenden Ansätze tiefgezogen, wodurch ein besonders einfach herstellbares Druckteil entsteht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist der Grundkörper von einer Lamelle gebildet, an der das Blechteil angeordnet ist. So kann die Lamelle beispielsweise einen Aufbau haben, der im Wesentlichen dem Aufbau der Außen- oder Innenlamellen des Lamellenpakets entspricht.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist die Lamelle als Stahllamelle und/oder als Single-Side-Reiblamelle ausgebildet. Somit ist der Grundkörper als herkömmliche und in hoher Stückzahl hergestellte Standardlamelle ausgeführt, wodurch sich die Fertigung des Druckteils weiter vereinfacht, zumal der Grundkörper bzw. die Lamelle lediglich um das zuvor erwähnte Blechteil ergänzt werden muss.
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Um stets ein sicheres Hindurchführen der hervorstehenden Ansätze durch die Aussparungen in dem Außenlamellenträger zu ermöglichen, haben die hervorstehenden Ansätze in einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung eine Höhe, die größer als die Höhe des Grundkörpers ist. Unter der Höhe ist hier jeweils die Höhe in axialer Richtung zu verstehen. Besonders bevorzugt ist die Höhe der hervorstehenden Ansätze mindestens doppelt so groß wie die Höhe des Grundkörpers.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung ist die Reibfläche an der dem Lamellenpaket zugewandten Seite des Druckteils vorgesehen. Auf diese Weise kann es zu einer stärkeren Reibung zwischen dem Druckteil einerseits und der Lamelle des Lamellenpakets kommen, die dem Druckteil zugewandt ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Druckteils,
- 2 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lamellenkupplung mit dem Druckteil von 1 in geschnittener Darstellung,
- 3 den Ausschnitt A von 2 in vergrößerter Darstellung,
- 4 eine Seitenansicht der Lamellenkupplung von 2 mit einer zweiten Ausführungsform des Druckteils und
- 5 den Ausschnitt B von 4 in vergrößerter Darstellung.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform des Druckteils 2, wobei die 2 und 3 den Einbauzustand des Druckteils 2 innerhalb der Lamellenkupplung zeigen.
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Das Druckteil 2 weist einen ringscheibenförmigen Grundkörper 4 auf. Der Grundkörper 4 umfasst eine Vorderseite 6 und eine der Vorderseite abgewandte Rückseite 8. Der um eine Drehachse 10 drehbare Grundkörper 4 weist an seinem radial nach außen weisenden Rand ferner eine Außenverzahnung 12 auf, die mit der Verzahnung eines Lamellenträgers in Eingriff gebracht werden kann, wie dies später unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläutert ist.
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Das Druckteil 2 weist ferner in axialer Richtung hervorstehende Ansätze 14 auf, die auf der Vorderseite 6 des Grundkörpers 4 angeordnet sind. Die hervorstehenden Ansätze 14 sind dabei in Umfangsrichtung 16 gleichmäßig verteilt an der Seite 6 angeordnet, d. h. diese folgen in gleich bleibenden Abständen aufeinander, was eine gleichmäßige Kraftaufbringung von dem Betätigungselement auf das Druckteil 4 gewährleistet, wie dies später näher erläutert wird. Das Druckteil 2 umfasst darüber hinaus eine Reibfläche 18 (3), die sich umlaufend entlang der Rückseite 8 des Grundkörpers 4 erstreckt, also auf der den hervorstehenden Ansätzen 14 abgewandten Seite 8 vorgesehen ist. Die Reibfläche 18 soll dem Lamellenpaket im Einbauzustand zugewandt sein.
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Das Druckteil 2 in der ersten Ausführungsform von 1 ist einstückig ausgebildet. So sind die hervorstehenden Ansätze 14 und der ringscheibenförmige Grundkörper 4 als ein Sinterteil ausgebildet. Das als Sinterteil ausgebildete Druckteil 2 hat den Vorteil, dass es im Gegensatz zu einer mehrteiligen Ausführung sehr kompakt und bauraumsparend ist. Ferner entsteht bereits bei der Herstellung des Sinterteils die Reibfläche 18 mit der notwendigen Oberflächenqualität auf der Rückseite 8 des Grundkörpers 4.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 2 und 3, die eine Lamellenkupplung 20 zeigen, der Einbauzustand des Druckteils 2 von 1 innerhalb der Lamellenkupplung 20 näher erläutert. Bei der dargestellten Lamellenkupplung 20 handelt es sich um eine nasslaufende Doppelkupplung.
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Die Lamellenkupplung 20 weist einen ersten und einen zweiten Innenlamellenträger 22, 24 auf, wobei der erste Innenlamellenträger 22 mit einer ersten Welle 26 und der zweite Innenlamellenträger 24 mit einer als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Welle 28 drehfest verbunden ist. Die Innenlamellenträger 22, 24 weisen jeweils einen Tragabschnitt 30, 32 mit einer Außenverzahnung 34, 36 auf, wobei eine Vielzahl von längsverschiebbaren Innenlamellen 38 an den Tragabschnitten 30, 32 angeordnet sind und mit der jeweiligen Außenverzahung 34, 36 im Eingriff stehen. Es ist ferner ein drehfest mit einer dritten Welle 40 verbundener Außenlamellenträger 42 vorgesehen, an dem ein innerer und ein äußerer Tragabschnitt 44 bzw. 46 vorgesehen ist, wobei die Tragabschnitte 44, 46 mit einer Innenverzahnung 48, 50 versehen sind. An den Tragabschnitten 44, 46 sind wiederum eine Vielzahl von längsverschiebbaren Außenlamellen 52 angeordnet, die mit der jeweiligen Innenverzahung 48, 50 im Eingriff stehen. So entstehen aus in axialer Richtung abwechselnd hintereinander angeordneten Innen- und Außenlamellen 38 und 50 ein inneres Lamellenpaket 54 und ein äußeres Lamellenpaket 56.
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Zur Betätigung des äußeren Lamellenpakets 56 ist ein hydraulisch antreibbarer erster Betätigungskolben 58 vorgesehen, der nicht unmittelbar gegen das äußere Lamellenpaket 56 gedrückt werden kann, um dieses zu betätigen. Vielmehr verläuft ein Teil des Außenlamellenträgers 42 zwischen dem Betätigungselement in Form des ersten Betätigungskolbens 58 einerseits und dem äußeren Lamellenpaket 56 andererseits. Aus diesem Grunde kommt das in 1 gezeigte Druckteil 2 zum Einsatz, wie dies nachstehend unter Bezugnahme auf 3 erläutert wird. Zur Betätigung des inneren Lamellenpakets 54 ist hingegen ein hydraulisch antreibbarer zweiter Betätigungskolben 60 vorgesehen, der unmittelbar gegen das innere Lamellenpaket 54 gedrückt werden kann.
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Das Druckteil 4 ist derart in die Lamellenkupplung 20 eingesetzt, dass es gegen das äußere Lamellenpaket 56 gedrückt werden kann. Dabei ist die Rückseite 8 mit der Reibfläche 18 der ersten Innenlamelle 38 des äußeren Lamellenpakets 56 zugewandt. Die hervorstehenden Ansätze 14 auf der Vorderseite 6 sind dem äußeren Lamellenpaket 56 hingegen abgewandt. Die Außenverzahnung 12 des Druckteils 2 ist mit der Innenverzahnung 50 des äußeren Tragabschnitts 46 im Eingriff, so dass das Druckteil 2 ferner die Funktion einer Außenlamelle 52 übernimmt.
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Damit nun die Bewegung des ersten Betätigungskolbens 58 über das Druckteil 2 auf das äußere Lamellenpaket 56 übertragen werden kann, sind in dem Außenlamellenträger 42 Aussparungen 62 vorgesehen, durch die die hervorstehenden Ansätze 14 des Druckteils 2 hindurchgeführt sind, so dass sich die hervorstehenden Ansätze 14 von dem lamellenpaketseitigen Druckteil 2 durch die Aussparungen 62 in dem Außenlamellenträger 42 in Richtung des ersten Betätigungskolbens 58 erstrecken. Wird nun eine Druckkammer 64 (2) hydraulisch mit Druck beaufschlagt, so wird der erste Betätigungskolben 58 in axiale Richtung verschoben, wie dies anhand des Pfeils in 3 verdeutlicht ist, und drückt gegen die hervorstehenden Ansätze 14. Dies führt zu einer axialen Verschiebung des Druckteils 2, das somit gegen das äußere Lamellenpaket 56 gedrückt wird und einen Reibschluss zwischen den Innen- und Außenlamellen 38, 52 des Lamellenpakets 56 bewirkt.
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Wie aus 3 weiterhin ersichtlich, weisen die hervorstehenden Ansätze eine Höhe h1 in axialer Richtung auf, die größer als die Höhe h2 des Grundkörpers in axialer Richtung ist. In diesem Fall ist die Höhe h1 mehr als doppelt so groß wie die Höhe h2 , so dass das Druckteil 2 über eine weite Strecke verschoben werden kann, ohne dass der erste Betätigungskolben 58 mit dem Außenlamellenträger 42 kollidiert. Wie aus 2 ersichtlich, ist der erste Betätigungskolben 58 ferner mit mindestens einer Dichtlippe 66 versehen, die derart orientiert ist, dass sie zumindest zum Teil in die Montagerichtung 68 des ersten Betätigungskolbens 58 weist bzw. geneigt ist. Da die hervorstehenden Ansätze 14 an dem Druckteil 2 und nicht an dem ersten Betätigungskolben 58 angeordnet sind, ist auf diese Weise eine Montage unter Drehung des ersten Betätigungskolbens 58 möglich, was ein Umklappen der Dichtlippe 66 während der Montage verhindert.
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Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform des Druckteils 68 im Einbauzustand unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben. Die Ausführungsform in den 4 bzw. 5 entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform in den 2 bzw. 3, so dass nachstehend lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird und die obige Beschreibung ansonsten entsprechend gilt, wobei die selben Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden.
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Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform ist das Druckteil 70 in der zweiten Ausführungsform mehrteilig ausgebildet. Im vorliegenden Beispiel ist der Grundkörper 4 des Druckteils 70 von einer Lamelle 72 ausgebildet, bei der es sich vorzugsweise um eine Stahllamelle oder eine Single-Side-Reiblamelle handelt. Die hervorstehenden Ansätze 14 sind wiederum von einem an der Lamelle 72 befestigten Blechteil 74 gebildet, das im Bereich der hervorstehenden Ansätze 14 verformt, in diesem Fall tiefgezogen ist. Bei dieser zweiten Ausführungsform kann das Druckteil 70 besonders kostengünstig und leichtbauend hergestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Druckteil (erste Ausführungsform)
- 4
- ringscheibenförmiger Grundkörper
- 6
- Vorderseite
- 8
- Rückseite
- 10
- Drehachse
- 12
- Außenverzahnung
- 14
- hervorstehende Ansätze
- 16
- Umfangsrichtung
- 18
- Reibfläche
- 20
- Lamellenkupplung
- 22
- erster Innenlamellenträger
- 24
- zweiter Innenlamellenträger
- 26
- erste Welle
- 28
- zweite Welle
- 30
- Tragabschnitt des ersten Innenlamellenträgers
- 32
- Tragabschnitt des zweiten Innenlamellenträgers
- 34
- Außenverzahnung des Tragabschnitts
- 36
- Außenverzahnung des Tragabschnitts
- 38
- Innenlamellen
- 40
- dritte Welle
- 42
- Außenlamellenträger
- 44
- innerer Tragabschnitt
- 46
- äußerer Tragabschnitt
- 48
- Innenverzahnung des Tragabschnitts
- 50
- Innenverzahnung des Tragabschnitts
- 52
- Außenlamellen
- 54
- inneres Lamellenpaket
- 56
- äußeres Lamellenpaket
- 58
- erster Betätigungskolben
- 60
- zweiter Betätigungskolben
- 62
- Aussparungen
- 64
- Druckkammer
- 66
- Dichtlippe
- 68
- Montagerichtung
- 70
- Druckteil (zweite Ausführungsform)
- 72
- Lamelle
- 74
- Blechteil
- h1
- Höhe der hervorstehenden Ansätze
- h2
- Höhe des Grundkörpers
