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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Lamellenpaket für eine
Lamellenkupplung oder eine Lamellenbremse gemäß der
im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten
Art.
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Aus
der Fahrzeugtechnik sind Lamellenkupplungen und Lamellenbremsen
bekannt, welche üblicherweise ein Lamellenpaket umfassen,
bestehend aus mehreren äußeren Lamellen und mehreren inneren
Lamellen, die in axialer Richtung abwechselnd hintereinander angeordnet
sind, wobei im geschlossenen Zustand der Lamellenkupplung beziehungsweise
der Lamellenbremse die äußeren Lamellen mit den
inneren Lamellen in Reibschluss gebracht werden. Im geöffneten
beziehungsweise gelüfteten Zustand ist ein vorbestimmtes
Lüftspiel zwischen den äußeren Lamellen
und den inneren Lamellen vorgesehen.
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Es
ist bekannt, dass nasslaufende Lamellenkupplungen und Lamellenbremsen
insbesondere bei hoher Differenzdrehzahl auch im gelüfteten
Zustand ein Schleppmoment verursachen. Das Schleppmoment erhöht
die Verluste und verringert somit den Wirkungsgrad der Lamellenkupplung
beziehungsweise der Lamellenbremse. Zudem ist es erforderlich die
entstehende Wärme abzuführen, um das Schmiermittel
und Reibbeläge vor vorzeitigem Verschleiß zu schützen.
Eine bekannte Maßnahme zum Reduzieren des Schleppmomentes
ist eine Zwangsdistanzierung der äußeren Lamellen
oder der inneren Lamellen.
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Beispielsweise
aus der Druckschrift
DE
22 44 497 C3 ist es bekannt, dass zur Distanzierung der Lamellen
zusätzliche Bauteile in Form von metallischen Federn verwendet
werden. Aus der Druckschrift
DE
823 082 ist es bekannt, dass zur Distanzierung der Lamellen
als zusätzliche Bauteile Elastomerfedern verwendet werden.
Daraus ergibt sich der Nachteil, dass zur Distanzierung der Lamellen
zusätzliche Bauteile notwendig sind, die neben der Erhöhung
der Herstellungskosten auch Montagenachteile verursachen. Zudem
ergibt sich ein zusätzlicher Aufwand für die erforderliche
Qualitätssicherung.
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Darüber
hinaus ist es auch bekannt, so genannte Sinuslamellen bei den Lamellenpaketen
zu verwenden, welche die Reibpartner ebenfalls im geöffneten
Zustand voneinander trennen. Eine gleichmäßige
Distanzierung kann aufgrund der Sinusform der Lamellen nicht sichergestellt
werden. Zudem ergibt sich der Nachteil, dass das Lüftspiel
um die Höhe der Sinusform vergrößert
wird. Dadurch ist auch ein längerer Schaltweg für
die Betätigung der Lamellenkupplung beziehungsweise der
Lamellenbremse erforderlich.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Lamellenpaket
der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei dem eine Distanzierung
der Lamellen ohne zusätzliche Bauteile realisiert wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
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Demnach
wird ein Lamellenpaket mit mehreren äußeren Lamellen
und mehreren inneren Lamellen für eine Lamellenkupplung
oder eine Lamellenbremse oder dergleichen vorgeschlagen, wobei jeweils äußere
Lamellen und inneren Lamellen abwechselnd in axialer Richtung hintereinander
angeordnet sind. Erfindungsgemäß kann zumindest
eine der äußeren Lamellen und/oder zumindest eine
der inneren Lamellen wenigstens abschnittsweise derart geformt sein,
dass im geschlossenen Zustand der Lamellenkupplung oder der Lamellenbremse
die Lamellen mit einer vorbestimmten Rückstellkraft gegeneinander
vorgespannt sind, so dass im geöffneten Zustand ein vorbestimmtes
Lüftspiel bei dem Lamellenpaket zwischen den äußeren
und inneren Lamellen aufgrund der zwischen benachbarten äußeren Lamellen
und/oder zwischen benachbarten inneren Lamellen wirkenden Rückstellkraft
sichergestellt ist.
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Auf
diese Weise kann die federnde Wirkung in die äußeren
Lamellen oder auch in die inneren Lamellen integriert werden. Somit
ist es möglich, ohne zusätzliche Bauteile für
eine gewünschte Distanzierung zwischen den Lamellen zu
sorgen. Aufgrund der integrierten Federwirkung stehen im geschlossenen Zustand
des La mellenpaketes jeweils gleiche Lamellen unter Spannung, da
diese durch die Betätigungskraft der Lamellenkupplung beziehungsweise
der Lamellenbremse verformt werden. Wenn das Lamellenpaket gelüftet
wird, drücken die Lamellen sich wieder in ihre Ausgangsform
zurück beziehungsweise auseinander und garantieren somit
das Lüftspiel im gesamten Lamellenpaket. Es ist möglich,
dass im gelüfteten Zustand des Lamellenpaketes die federnden Lamellen
eine Restvorspannung haben oder auch vollständig entspannt
sind.
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Die
Kraft, die für die Distanzierung zur Verfügung
steht, ist von der Federrate der federnden Lamellen und deren Federweg
abhängig. Der Federweg kann beispielsweise etwa bei 0,15–0,3
mm liegen. Somit kann die Kraft beziehungsweise die Rückstellkraft
durch die Federrate der Lamelle wesentlich beeinflusst werden. Der
Werkstoff der Lamellen kann durch die Reibpaarung der äußeren
Lamelle und der inneren Lamelle bestimmt werden. In der Regel kann Vergütungsstahl
oder dergleichen Werkstoff verwendet werden. Wird der federnde Bereich
der Lamellen schmal und lang gestaltet ergibt sich daraus eine geringere
Fehlersteifigkeit als bei einem kurz und bereit ausgeführten
federnden Bereich, der nämlich eine hohe Federsteifigkeit
bewirkt. Neben der Federkraft spielt auch die Spannung des federnden
Bereiches der Lamellen eine entscheidende Rolle. Durch eine geeignete
konstruktive Gestaltung kann die Spannung gleichmäßig
an den Lamellen verteilt werden.
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Im
Rahmen einer möglichen Ausführungsvariante der
vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass an
zumindest einer äußeren Lamelle zumindest ein
radial gerichteter Mitnehmernocken z. B. durch Verformung in axialer
Richtung federnd ausgebildet ist, wobei der angeformte Mitnehmernocken
der Lamelle zudem zur Drehmomentübertragung verwendet wird.
Der federnd ausgebildete Mitnehmernocken kann sich an zumindest einer
benachbarten äußeren Lamelle abstützen.
Auf diese Weise wird beim Zusammenpressen des Lamellenpaketes die
gewünschte Vorspannung beziehungsweise Rückstellkraft
erzeugt. Beispielsweise können mehrere federnd ausgeführte
Mitnehmernocken über den Umfang der äußeren
Lamelle verteilt angeordnet sein.
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Gemäß einer
nächsten Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein,
dass jeweils benachbarte äußere Lamellen als Lamellenpaar
einer inneren Lamelle zugeordnet sind, wobei die federnden Mitnehmernocken
der Lamellen des Lamellenpaars jeweils axial in Richtung der zugeordneten
inneren Lamelle gebogen sind. Somit können die Außenlamellen
jeweils paarweise so eingebaut werden, dass die Federwirkung in
Richtung der zugeordneten inneren Lamelle wirkt. Bei dieser Ausführung
ist die Federwirkung der äußeren Lamellen eines
Lamellenpaars in Reihe geschaltet. Im geöffneten Zustand
der Lamellenkupplung oder der Lamellenbremse berühren sich
die Außenlamellen des Lamellenpaars nur mit den gebogenen
Enden der Mitnehmernocken, so dass eine Zwangsdistanzierung zwischen
den äußeren Lamellen vorgesehen ist, um das vorbestimmte Lüftspiel
zwischen den äußeren Lamellen und den inneren
Lamellen des Lamellenpaketes sicherzustellen.
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Eine
weitere Ausführungsvariante kann vorsehen, dass an zumindest
einer äußeren Lamelle zumindest eine radial außen
in Umfangsrichtung verlaufende und in axialer Richtung gebogene
sichelförmige Anformung vorgesehen ist, wodurch die gewünschte
Federwirkung an der Lamelle erzeugt wird. Auch bei dieser Ausführung
kann sich die entsprechend ausgeführte Lamelle an zumindest
einer benachbarten äußeren Lamelle abstützen,
um das Lüftspiel zu garantieren. Bei dieser Ausführung
zum Erreichen der Federwirkung an den Lamellen wird eine vergleichsweise
geringe Federrate erzeugt. Zudem ergibt sich der Vorteil, dass die
angeformten Mitnehmernocken zur Drehmomentübertragung bei
denen Lamellen nicht zur Erzeugung der Federwirkung verwendet werden.
Auch bei dieser Ausführung können die mit der
im Wesentlichen sichelförmigen Anformung ausgeführten äußeren
Lamellen zum Beispiel paarweise eingebaut und damit einer inneren
Lamelle zugeordnet werden. Jede äußere Lamelle
kann mehrere sichelförmige Anformungen über den
Umfang der Lamelle verteilt aufweisen, wobei die sichelförmigen
Anformungen jeweils in die gleiche axiale Richtung gebogen sind.
Bei der paarweisen Anordnung der Lamellen sind die sichelförmigen
Anformungen der Lamellen eines Lamellenpaars jeweils in Richtung
der zugeordneten inneren Lamelle gebogen.
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Eine
nächste mögliche Weiterbildung der Erfindung kann
vorsehen, dass jeweils benachbarte sichelförmige Anformungen
in Umfangsrichtung einander zuge wandt sind. Auf diese Weise werden
an jeder Lamelle quasi paarweise über den Umfang verteilt
angeordnete sichelförmige Anformungen vorgesehen. Vorzugsweise
können die jeweils einander zugewandten sichelförmigen
Anformungen einer Lamelle zum Beispiel in gegensätzliche
axiale Richtungen gebogen sein. Bei dieser Ausführung ist
die Lamelle in beide axiale Richtungen federnd ausgebildet, so dass
diese Lamellen einzeln, also nicht paarweise eingebaut werden können.
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Gemäß einer
nächsten möglichen Ausführungsvariante
der Erfindung kann vorgesehen sein, dass an zumindest einer inneren
Lamelle zumindest ein sich in Umfangsrichtung erstreckender und
in axialer Richtung gebogener streifenförmiger Abschnitt vorgesehen
ist, der sich an zumindest einer benachbarten inneren Lamelle abstützt,
um das vorbestimmte Lüftspiel bei dem Lamellenpaket im
geöffneten Zustand sicherzustellen. Vorzugsweise können
mehrere über den radial inneren Umfang der inneren Lamelle
verteilt angeordnet sein. Hierbei ist es möglich, dass
die streifenförmigen Endabschnitte einer Lamelle in die
gleiche axiale Richtung gebogen sind. Bei dieser Ausführung
können die Lamellen zum Beispiel paarweise an dem erfindungsgemäßen
Lamellenpaket vorgesehen sein. Es sind aber auch andere Ausführungen
denkbar.
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Beispielsweise
kann ebenso vorgesehen sein, dass über den radial inneren
Umfang verteilt mehrere einander zugewandten streifenförmige
Abschnitte jeweils ein Paar bilden, wobei die streifenförmigen
Abschnitte eines Paares vorzugsweise in gegensätzliche
axiale Richtungen gebogen sind. Bei dieser Ausführung ist
vorzugsweise eine einzelne Anordnung der Lamellen möglich.
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Unabhängig
von der jeweiligen Ausführung kann beispielsweise der Federweg
aufgrund der Federwirkung an einer Lamelle etwa 0,15–0,3
mm betragen. Es sind bei Bedarf auch andere Federwege möglich.
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Bei
dem vorgeschlagenen Lamellenpaket können die beispielsweise
für äußere Lamellen vorgeschlagenen konstruktiven
Ausführungen auch bei inneren Lamellen mit entsprechenden
konstruktiven Anpassungen ausgeführt werden. Ebenso können auch
die für die inneren Lamellen vorgeschlagenen Ausführungen
bei den äußeren Lamellen entsprechend modifiziert
eingesetzt werden.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung näher anhand der Zeichnungen
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
Einzelteilansicht als Draufsicht auf eine erste mögliche
Ausführungsvariante einer äußeren Lamelle
eines erfindungsgemäßen Lamellenpaketes;
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2 eine
Einzelteilansicht als Seitenansicht gemäß 1;
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3 eine
dreidimensionale Einzelteilansicht gemäß 1
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4 eine
Seitenansicht des Lamellenpaketes mit mehreren Lamellen gemäß den 1 bis 3;
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5 eine
dreidimensionale Ansicht des Lamellenpaketes gemäß 4;
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6 eine
Einzelteilansicht als Draufsicht auf eine zweite mögliche
Ausführungsvariante einer äußeren Lamelle
des erfindungsgemäßen Lamellenpaketes;
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7 eine
Einzelteilansicht als Seitenansicht gemäß 6;
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8 eine
dreidimensionale Einzelteilansicht gemäß 6;
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9 eine
Einzelteilansicht als Draufsicht auf eine dritte mögliche
Ausführungsvariante einer äußeren Lamelle
des erfindungsgemäßen Lamellenpaketes;
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10 eine
Einzelteilansicht als Seitenansicht gemäß 9;
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11 eine
dreidimensionale Einzelteilansicht gemäß 9;
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12 eine
Seitenansicht des Lamellenpaketes mit mehreren Lamellen gemäß den 9 bis 11;
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13 eine
dreidimensionale Ansicht des Lamellenpaketes gemäß 12;
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14 eine
Einzelteilansicht als Draufsicht auf eine mögliche vierte
Ausführungsvariante einer inneren Lamelle des erfindungsgemäßen
Lamellenpaketes;
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15 eine
Einzelteilansicht als Seitenansicht gemäß 14;
und
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16 eine
dreidimensionale Einzelteilansicht gemäß 14.
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In
den Figuren sind verschiedene Ausführungsvarianten für äußere
Lamellen 2, 2A, 2B und auch innere Lamellen 4 eines
erfindungsgemäßen Lamellenpaketes 1 für
eine Lamellenkupplung oder Lamellenbremse beispielhaft dargestellt,
wobei die äußeren Lamellen 2, 2A, 2B und
inneren Lamellen 4 bekanntermaßen abwechselnd
axial hintereinander angeordnet sind und über eine Betätigung
im geschlossenen Zustand der Lamellenkupplung oder Lamellenbremse
gegeneinander gepresst werden, um eine Drehmomentübertragung
zwischen dem mit den äußeren Lamellen 2, 2A, 2B verbundenen
Bauteil und dem mit den inneren Lamellen 4 verbundenen Bauteil
zu realisieren, welches jedoch nicht weiter in den Figuren dargestellt
ist.
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In 1 ist
eine erste mögliche Ausführungsvariante der äußeren
Lamelle 2 des Lamellenpaketes 1 dargestellt. Die
gezeigte äußere Lamelle beziehungsweise Außenlamelle 2 weist über
den Umfang verteilt mehrere radial angeformte Mitnehmernocken 3 auf,
welche zur Drehmomentabstützung vorgesehen sind. Wie insbesondere
aus den 2 und 3 ersichtlich
ist, sind die angeformten Mitnehmernocken 3 in Richtung
ihrer freien Enden in axialer Richtung gebogen. Auf diese Weise wird
die gewünschte Federwirkung an der äußeren
Lamelle 2 erzeugt und es können jeweils benachbarte äußere Lamellen 2 im
gelüfteten Zustand des Lamellenpaketes 1 auf Distanz
gehalten werden, um ein vorbestimmtes Lüftspiel bei dem
Lamellenpaket 1 sicherzustellen.
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4 und 5 zeigen
den eingebauten Zustand der äußeren Lamellen 2 in
dem Lamellenpaket 1. Jeder inneren Lamelle 4 sind
zwei äußere Lamellen 2 zugeordnet, wobei
die angeformten Mitnehmernocken 3 mit ihren freien Enden
jeweils in Richtung der zugeordneten inneren Lamelle 4 gebogen sind.
Der Kontakt der beiden äußeren Lamellen 2,
die einer inneren Lamelle 4 zugeordnet sind, erfolgt über die
federnd quasi als Federelemente ausgebildeten Mitnehmernocken 3 der
Lamellen 2. Die Federwirkung bei den äußeren
Lamellen 2 ist bei dieser Ausführung in Reihe
geschaltet.
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Gemäß den 6 bis 8 wird
eine zweite Ausführungsvariante für eine federnd
ausgebildete Lamelle 2A dargestellt, deren konstruktive
Form eine vergleichsweise geringe Federrate bewirkt. Bei der zweiten
Ausführungsvariante wird der federnd ausgebildete Abschnitt
an den Lamellen 2A unabhängig von den Mitnehmernocken 3 gebildet,
die hier nur vorzugsweise zur Drehmomentabstützung verwendet
werden. An der äußeren Lamelle 2A sind
mehrere über den Umfang radial nach außen an geformte, in
Umfangsrichtung verlaufende und in axialer Richtung gebogene sichelförmige
Anformungen 5 vorgesehen. Wie insbesondere aus den 7 und 8 ersichtlich
ist, können sich die jeweils in die gleiche axiale Richtung
gebogenen sichelförmigen Anformungen 5 an einer
benachbarten äußeren Lamelle 2A abstützen,
um die gewünschte Distanzierung zwischen benachbarten äußeren
Lamellen 2A bei dem erfindungsgemäßen
Lamellenpaket zu realisieren, so dass das vorbestimmtes Lüftspiel
sichergestellt wird. Die äußeren Lamellen 2A gemäß der
zweiten Ausführungsvariante können vorzugsweise
paarweise einer inneren Lamelle 4 zugeordnet sein, so dass
wie bei der ersten Ausführungsvariante die Federwirkung in
Reihe geschaltet wird.
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Die 9 bis 11 zeigen
eine dritte mögliche Ausführungsvariante der Erfindung,
bei der an der äußeren Lamelle 2B über
den Umfang verteilt mehrere jeweils einander zugewandte sichelförmige Anformungen 5A vorgesehen
sind. Die in Umfangsrichtung einander zugewandten sichelförmigen
Anformungen 5A bilden quasi ein Paar und sind jeweils in
gegensätzliche axiale Richtungen gebogen. Somit können
die äußeren Lamellen 2B gemäß der
dritten Ausführungsvariante in beide axiale Richtungen
eine federnde Wirkung aufbringen. Die freien Enden der einander
zugewandten sichelförmigen Anformungen 5A sind
jeweils radial zueinander versetzt ausgeführt, so dass
die sich im zusammen gepressten Zustand nicht gegenseitig berühren.
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Gemäß der
dritten Ausführungsvariante werden die federnd ausgeführten
Lamellen 2B einzeln in dem erfindungsgemäßen
Lamellenpaket 1 verbaut. Dies ist insbesondere aus den 12 und 13 ersichtlich.
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In
den 14 bis 16 ist
eine vierte mögliche Ausführungsvariante der Erfindung
dargestellt. Im Rahmen der vierten Ausführungsvariante
ist vorgesehen, dass an zumindest einer inneren Lamelle 4 zumindest
ein sich in Umfangsrichtung erstreckender und in axialer Richtung
gebogener streifenförmiger Abschnitt 6 vorgesehen
ist. Mit diesem streifenförmigen Abschnitt 6 kann
sich die innere Lamelle 4 an der benachbarten inneren Lamelle 4 abstützen,
um die gewünschte Distanzierung zwischen den inneren Lamellen 4 zu
realisieren und das vorbestimmte Lüftspiel bei dem erfindungsgemäßen
Lamellenpaket 1 sicherzustellen.
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Wie
insbesondere aus 14 ersichtlich ist, sind die
streifenförmigen Abschnitte 6 über den
radial inneren Umfang der inneren Lamelle 4 gleichmäßig verteilt
angeordnet. Jeweils benachbarte streifenförmige Abschnitte 6 sind
einander zugewandt in Umfangsrichtung und bilden somit quasi ein
Paar. Die streifenförmigen Abschnitte 6 eines
Paares sind in gegensätzliche axiale Richtungen gebogen.
Auf diese Weise kann die federnde Wirkung auf beiden axialen Seiten
an der inneren Lamelle 4 bewirkt werden. Somit werden die
gemäß der vierten Ausführungsvariante
ausgeführten inneren Lamellen 4 vorzugsweise einzeln
zwischen den äußeren Lamellen 2, 2A, 2B in
dem erfindungsgemäßen Lamellenpaket 1 angeordnet.
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- 1
- Lamellenpaket
- 2
- äußere
Lamelle
- 2A
- äußere
Lamelle
- 2B
- äußere
Lamelle
- 3
- Mitnehmernocken
- 4
- innere
Lamelle
- 5
- sichelförmige
Anformung
- 5A
- sichelförmige
Anformung
- 6
- streifenförmiger
Abschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 2244497
C3 [0004]
- - DE 823082 [0004]