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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung, insbesondere eine Einzel- oder Doppelkupplung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
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Aus der
DE 10 2009 035 225 A1 ist eine Kupplungsvorrichtung mit einer Gegendruckplatte, einer bezüglich der Gegendruckplatte in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung begrenzt verlagerbaren Anpressplatte zur reibschlüssigen Klemmung einer Kupplungsscheibe zwischen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte, und einer Verschleißnachstelleinrichtung zum Ausgleich von Verschleiß der Kupplungsscheibe bekannt. Die Verschleißnachstelleinrichtung beinhaltet einen drehbaren Verstellring und einen auf den Verstellring wirkenden, drehbar gelagerten Spindeltrieb mit einem eine Zahnstruktur aufweisenden Antriebsritzel. Eine mit der Zahnstruktur des Antriebsritzels in Eingriff bringbare Antriebsklinke verdreht im Verschleißfall den Spindeltrieb, wodurch der mit dem Spindeltrieb in Wirkverbindung befindliche Verstellring verdreht wird, um den Verschleiß der Kupplungsscheibe auszugleichen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsvorrichtung mit einer Verschleißnachstelleinrichtung anzugeben, die sowohl normal-eingerückt als auch normal-ausgerückt ausgebildet sein kann, d.h. dass die Verschleißnachstelleinrichtung sowohl in einer normaleingerückten als auch in einer normal-ausgerückten Kupplungsvorrichtung ohne aufwändige bauliche Veränderungen zum Einsatz kommen kann.
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Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine Kupplungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 mit zumindest einer Gegendruckplatte, einer bezüglich der Gegendruckplatte in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung begrenzt verlagerbaren Anpressplatte zur reibschlüssigen Klemmung einer Kupplungsscheibe zwischen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte, und einer Verschleißnachstelleinrichtung zum Ausgleich von Verschleiß der Kupplungsscheibe, wobei die Verschleißnachstelleinrichtung zumindest einen drehbaren Verstellring und eine mit dem Verstellring in Wirkverbindung befindliche Kulisse-Freilauf-Einheit aufweist, die sich über ein bezüglich der Gegendruckplatte verlagerbares Antriebsritzel mit dem Verstellring in Wirkverbindung befindet, und die bei Verschleiß der Kupplungsscheibe ausgebildet ist, beim Einrücken der Anpressplatte durch Verlagerung des Antriebsritzels verdreht zu werden, und beim Ausrücken der Anpressplatte durch Sperrung eines Freilaufs der Kulisse-Freilauf-Einheit das sich bezüglich der Gegendruckplatte zurückverlagernde Antriebsritzel mittels zumindest einer Kulisse der Kulisse-Freilauf-Einheit zu verdrehen, um den Verstellring zum Ausgleich des Verschleißes der Kupplungsscheibe anzutreiben.
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Durch die Verwendung der Kulisse-Freilauf-Einheit ist die in der Kupplungsvorrichtung angeordnete Verschleißnachstelleinrichtung sowohl für normal-eingerückte Kupplungsvorrichtungen als auch für normal-ausgerückte Kupplungsvorrichtungen ohne aufwändige bauliche Veränderungen geeignet, da die Kulisse-Freilauf-Einheit weder auf unterschiedlich wirkende Hebelelemente, insbesondere Tellerfedern und Hebelfedern, noch auf unterschiedliche Verstellringgrößen oder dergleichen abgestimmt werden muss. Insbesondere ist die Kupplungsvorrichtung als Einzel- oder Doppelkupplung, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug, ausgebildet.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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Vorzugsweise mittels in Umfangsrichtung verteilt angeordneter Blattfedern ist die Anpressplatte drehfest in einem Kupplungsgehäuse der Kupplungsvorrichtung angeordnet und bezüglich der Gegendruckplatte in axialer Richtung begrenzt verlagerbar, während die Gegendruckplatte gehäusefest angeordnet ist. Wenn die Kupplungsscheibe im eingerückten Zustand der Kupplungsvorrichtung zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte verspannt ist, erfolgt eine reibschlüssige Übertragung des Drehmoments von der Eingangsseite der Kupplungsvorrichtung, über die Anpressplatte und die Gegendruckplatte auf die Kupplungsscheibe, und von der Kupplungsscheibe auf die Ausgangsseite der Kupplungsvorrichtung, beispielsweise auf die Eingangswelle eines Getriebes.
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Durch ein Hebelelement, auf das eine Aktoreinrichtung wirkt, kann die Kupplungsvorrichtung eingerückt bzw. ausgerückt werden. Beim Hebelelement kann es sich um eine Tellerfeder, wie sie üblicherweise bei normal-eingerückten Kupplungsvorrichtungen zum Einsatz kommt, oder um eine Hebelfeder, wie sie üblicherweise bei normal-ausgerückten Kupplungsvorrichtungen zum Einsatz kommt, handeln.
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Wenn die Kupplungsvorrichtung als normal-eingerückte Kupplungsvorrichtung ausgebildet ist, überwiegt die Kraft der einrückenden Tellerfeder, die auf die Anpressplatte wirkt, im betätigungsfreien Zustand die Kraft der ausrückenden Blattfedern, die auf die Anpressplatte wirken. Bei der Betätigung wird die Tellerfeder durch die Aktoreinrichtung mit einer Kraft beaufschlagt, durch die die Kupplung ausgerückt wird. Andererseits kann die Kupplungsvorrichtung aber auch als normal-ausgerückte Kupplungsvorrichtung ausgebildet sein, d.h. als Kupplung, bei der die Kraft der ausrückenden Blattfedern, die auf die Anpressplatte wirken, im betätigungsfreien Zustand die Kraft der Hebelfeder, die auf die Anpressplatte wirkt, überwiegt. Bei der Betätigung wird die Hebelfeder durch die Aktoreinrichtung mit einer Kraft beaufschlagt, durch die die Kupplung eingerückt wird.
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Die Kupplungsvorrichtung kann gleichermaßen als gedrückte Kupplungsvorrichtung, d.h. als Kupplungsvorrichtung, bei der die Aktoreinrichtung eine drückende Kraft auf die Tellerfeder bzw. die Hebelfeder ausübt, oder als gezogene Kupplungsvorrichtung, d.h. als Kupplungsvorrichtung, bei der die Aktoreinrichtung eine ziehende Kraft auf die Tellerfeder bzw. die Hebelfeder ausübt, ausgebildet sein. Ferner kann die Kupplungsvorrichtung einerseits als Trockenkupplung und andererseits als Nasskupplung ausgebildet sein.
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Darüber hinaus kann die Kupplungsvorrichtung als Einzelkupplung ausgebildet sein, d.h. eine einzige Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer Anpressplatte, einer Gegendruckplatte und einer dazwischen klemmbaren Kupplungsscheibe aufweisen, kann jedoch auch als Mehrfachkupplung, insbesondere als Doppelkupplung, ausgebildet sein. Die Doppelkupplung kann zwei separate Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweisen, kann jedoch auch zwei Drehmomentübertragungseinrichtungen aufweisen, die sich eine gemeinsame Gegendruckplatte, die in diesem Zusammenhang auch als Zentralplatte bezeichnet wird, teilen.
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Der Verstellring der Verschleißnachstelleinrichtung ist drehbar um eine Drehachse der Kupplungsvorrichtung gelagert und in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung zwischen der Anpressplatte und dem Hebelelement, insbesondere einem Kraftrand der Tellerfeder oder der Hebelfeder, klemmbar gelagert. Auf seiner dem Hebelelement abgewandten Oberfläche weist der Verstellring Rampen auf, die gleitbeweglich auf Gegenrampen angeordnet sind, sodass bei einer relativen Verdrehung des Verstellrings die Rampen des Verstellrings an den Gegenrampen entlanggleiten, wodurch sich der Abstand zwischen der Anpressplatte und der der Anpressplatte abgewandten Oberfläche des Verstellrings, mit der der Verstellring in Anlage am Hebelelement ist, verändert. Vorzugsweise sind die Gegenrampen einteilig mit der Anpressplatte ausgebildet, und sind insbesondere in die Anpressplatte eingelassen.
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Vorzugsweise ist das Antriebsritzel in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung verlagerbar und befindet sich über den gesamten Verlagerungsbereich in Wirkverbindung mit dem Verstellring. Die Wirkverbindung kann derart erfolgen, dass das Antriebsritzel in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung gemessen eine Dicke aufweist, die gleich oder größer als der maximale Verlagerungsbereich des Antriebsritzels in axialer Richtung ist. In diesem Zusammenhang kann die Wirkverbindung unmittelbar erfolgen, d.h. das Antriebsritzel wirkt unmittelbar auf den Verstellring, vorzugsweise auf einen Mitnahmeabschnitt des Verstellrings, beispielsweise indem das Antriebsritzel sich mit dem Verstellring in kämmendem Eingriff befindet.
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Jedoch ist es auch möglich, dass das Antriebsritzel mittelbar auf den Verstellring wirkt, beispielsweise indem ein oder mehrere zusätzliche Zahnräder zwischen dem Antriebsritzel und dem Verstellring geschaltet sind. Die Zwischenschaltung zumindest eines zusätzlichen Zahnrades ermöglicht es, das Übersetzungsverhältnis der Kulisse-Freilauf-Einheit auf den Verstellring zu verändern, beispielsweise um die maximale Verschleißnachstellung pro Einrück-/Ausrück-Bewegung der Kupplungsvorrichtung zu vergrößern oder zu verringern. Gleichermaßen kann das Drehmoment, mit dem der Verstellring durch die Kulisse-Freilauf-Einheit verdreht wird, verringert oder vergrößert werden.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Antriebsritzel beim Einrücken der Anpressplatte entgegen der Vorspannung eines Energiespeichers verlagerbar. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Energiespeicher um eine Tellerfeder, eine Blattfeder oder eine Schraubenfeder. Insbesondere ist es möglich, mehrere Tellerfedern in axialer Richtung zu stapeln, um in einem sehr kompakten Bauraum die Energie zur Verschleißnachstellung zwischenzuspeichern.
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Es ist von Vorteil, wenn die Kupplungsvorrichtung zumindest ein bereits zuvor erwähntes Hebelelement aufweist, das vorzugsweise eine Tellerfeder bei einer normal-eingerückten Kupplungsvorrichtung oder eine Hebelfeder bei einer normal-ausgerückten Kupplungsvorrichtung ist. Um das Antriebsritzel bei Verschleiß der Kupplungsscheibe zu verlagern, wirkt das Hebelelement vorzugsweise unmittelbar beim Einrücken der Anpressplatte auf eine Seitenfläche des Antriebsritzels. Jedoch ist es auch möglich, dass das Hebelelement beim Einrücken der Anpressplatte mittelbar, vorzugsweise mittels des Verstellrings, beispielsweise über einen am Verstellring angebrachten Druckabschnitt, beim Einrücken der Anpressplatte auf die Seitenfläche des Antriebsritzels wirkt, um das Antriebsritzel in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung zu verlagern.
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Es ist von Vorteil, wenn die Kulisse-Freilauf-Einheit eine Welle aufweist, die sich vorzugsweise in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung erstreckt, und die mittels des Freilaufs in einer Richtung drehbar und in der anderen Richtung sperrend an der Gegendruckplatte oder einem anderen gehäusefesten Bauteil der Kupplungsvorrichtung gelagert ist.
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Ferner können aufseiten der Gegendruckplatte und/oder aufseiten des Kupplungsgehäuses entsprechende Anschläge vorgesehen sein, die in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung an den beiden Enden der Welle oder an entsprechenden Vorsprüngen bzw. Hinterschneidungen der Welle anliegen. Somit ist es von Vorteil, wenn die Welle in axialer Richtung fest an der Gegendruckplatte oder an einem anderen gehäusefesten Bauteil gelagert ist. Ebenso ist es jedoch auch möglich, dass die Welle in axialer Richtung bezüglich der Gegendruckplatte oder des anderen gehäusefesten Bauteils begrenzt verlagerbar ist, beispielsweise wenn ein gewisser Leerweg der Verschleißnachstelleinrichtung gewünscht ist.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Welle eine Bohrung auf, die sich, vorzugsweise mittels eines Stifts, in Wirkverbindung mit einer antriebsritzelseitigen Kulisse befindet, wobei die Bohrung und die Kulisse derart ausgebildet sind, dass bei Verschleiß der Kupplungsscheibe beim Einrücken der Anpressplatte die Welle durch Verlagerung des Antriebsritzels entlang einer Achse der Welle verdreht wird, und beim Ausrücken der Anpressplatte, während die Welle durch den Freilauf in Rückdrehrichtung gesperrt ist, das sich entlang der Achse der Welle zurückverlagernde Antriebsritzel verdreht wird, um den Verstellring zum Ausgleich des Verschleißes der Kupplungsscheibe anzutreiben.
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Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist es von Vorteil, wenn die Welle eine Kulisse aufweist, die sich, vorzugsweise mittels eines Stifts, in Wirkverbindung mit einer antriebsritzelseitigen Bohrung befindet, wobei die Bohrung und die Kulisse derart ausgebildet sind, dass bei Verschleiß der Kupplungsscheibe beim Einrücken der Anpressplatte die Welle durch Verlagerung des Antriebsritzels entlang einer Achse der Welle verdreht wird, und beim Ausrücken der Anpressplatte, während die Welle durch den Freilauf in Rückdrehrichtung gesperrt ist, das sich entlang der Achse der Welle zurückverlagernde Antriebsritzel verdreht wird, um den Verstellring zum Ausgleich des Verschleißes der Kupplungsscheibe anzutreiben.
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In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass die zuvor erwähnten Kulissen vorzugsweise als Langlöcher ausgebildet sind, die zur Achse der Welle geneigt sind, und in denen die zuvor erwähnten Stifte gleitbeweglich gelagert sind, während die Stifte in den zuvor erwähnten Bohrungen fest, beispielsweise mittels Presspassung, mittels Verkleben oder mittels Verschweißen, angeordnet sind. Abhängig vom gewünschten Einsatzzweck können die Bohrungen ihrerseits aber auch kulissenförmig ausgebildet sein, beispielsweise als Langlöcher, deren Länge geringer als die Länge der erstgenannten Langlöcher ist, und/oder die in einem anderen Winkel wie die erstgenannten Kulissen zur Achse der Welle geneigt sind.
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Vorzugsweise weist das Antriebsritzel einen Hülsenabschnitt auf, mittels dessen das Antriebsritzel verdrehbar auf der Welle gelagert ist, und in dem die Kulisse oder die Bohrung ausgebildet ist.
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Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Welle als Hohlwelle ausgebildet, in der die Kulisse ausgebildet ist. Das Antriebsritzel weist einen Wellenabschnitt auf, mittels dessen das Antriebsritzel drehbar in der Hohlwelle gelagert ist.
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Die vorangegangenen Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. In diesen zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung mit einer Verschleißnachstelleinrichtung, die eine Kulisse-Freilauf-Einheit aufweist, in einer halben Schnittansicht,
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2 eine Detailansicht der Kulisse-Freilauf-Einheit der Verschleißnachstelleinrichtung aus 1,
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3 eine Detailansicht einer alternativen Kulisse-Freilauf-Einheit für die Verschleißnachstelleinrichtung in 1,
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4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung mit einer Verschleißnachstelleinrichtung, die eine weitere Kulisse-Freilauf-Einheit aufweist,
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5 eine Detailansicht der Kulisse-Freilauf-Einheit der Verschleißnachstelleinrichtung aus 4,
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6 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung mit einer Verschleißnachstelleinrichtung, die eine weitere Kulisse-Freilauf-Einheit aufweist, und
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7 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung, die als Doppelkupplung ausgebildet ist, mit zwei Verschleißnachstelleinrichtungen, die jeweils eine Kulisse-Freilauf-Einheit aufweisen.
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Die 1 bis 7 betreffen bevorzugte Ausführungsbeispiele einer Kupplungsvorrichtung 1 mit einer Verschleißnachstelleinrichtung 8 für ein Kraftfahrzeug. Ferner betreffen die 1 bis 7 Ausführungsbeispiele der Verschleißnachstelleinrichtung 8 mit verschiedenen Kulisse-Freilauf-Einheiten 10, die in der besagten Verschleißnachstelleinrichtung 8 zum Einsatz kommen bzw. zum Einsatz kommen können. Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung nicht als erfindungswesentlich gekennzeichnet sind, sind als optional zu verstehen. Daher betrifft die nachfolgende Beschreibung auch weitere Ausführungsbeispiele der Kupplungsvorrichtung 1, der Verschleißnachstelleinrichtung 8 und der Kulisse-Freilauf-Einheit 10, die Teilkombinationen der im Folgenden zu erläuternden Merkmale aufweisen.
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Die in der 1 dargestellte Kupplungsvorrichtung 1 ist drehbar um eine Drehachse D gelagert und weist zumindest eine Anpressplatte 2, zumindest eine Gegendruckplatte 3 und zumindest eine in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 zwischen der Anpressplatte 2 und der Gegendruckplatte 3 angeordnete Kupplungsscheibe 4 auf. Die Gegendruckplatte 3 ist mit einem Kupplungsgehäuse 5 fest verbunden, insbesondere verschraubt. Die Anpressplatte 2 ist im Kupplungsgehäuse 5 drehfest gelagert und in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 begrenzt verlagerbar. Insbesondere ist die Anpressplatte 2 mittels mehrerer nicht dargestellter Blattfedern drehfest im Kupplungsgehäuse 5 befestigt und von der Gegendruckplatte 3 weg, d.h. mit Bezug auf 1 nach oben, vorgespannt.
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Darüber hinaus weist die Kupplungsvorrichtung 1 ein in 1 nicht dargestelltes, aber beispielsweise in 4 dargestelltes Hebelelement 6 auf, das für eine normal-eingerückte Kupplungsvorrichtung 1 als Tellerfeder und für eine normal-ausgerückte Kupplungsvorrichtung 1 als Hebelfeder ausgebildet sein kann. Das Hebelelement 6 ist gehäuseseitig abgestützt und durch eine Aktoreinrichtung betätigbar. Die gehäuseseitige Abstützung kann beispielsweise durch eine am Kupplungsgehäuse 5 befestigte Schwenklagerung 7 erfolgen, durch die das Hebelelement 6 verkippbar aufgehängt ist. Hierzu weist die Schwenklagerung 7 beispielsweise zwei in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 beabstandete Drahtringe auf, zwischen denen das Hebelelement 6 sich in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1 erstreckt. Über Hebelspitzen, die in radialer Richtung R auf der Innenseite des vorzugsweise im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten Hebelelements 6 angeordnet sind, ist das Hebelelement 6 durch die Aktoreinrichtung betätigbar.
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In seinem radialen Außenbereich weist das Hebelelement 6 einen Kraftrand auf. Über einen Verstellring 9, der der Verschleißnachstelleinrichtung 8 zuzuordnen ist, wirkt das Hebelelement 6 mittelbar auf die Anpressplatte 2, indem der Kraftrand des Hebelelements 6 an einer hebelelementseitigen, der Anpressplatte 2 abgewandten Oberfläche des Verstellrings 9 anliegt und im eingerückten Zustand der Kupplungsvorrichtung 1 Druck auf den Verstellring 9 und, mittels des Verstellrings 9, auf die Anpressplatte 2 ausübt.
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Bei der normal-eingerückten, in 1 dargestellten Kupplungsvorrichtung 1 überwiegt die wirksame Kraft des als Tellerfeder ausgebildeten Hebelelements 6 die Gegenkraft der Blattfedern, während bei einer normal-ausgerückten Kupplungsvorrichtung 1 die Gegenkraft der Blattfedern die wirksame Kraft des als Hebelfeder ausgebildeten Hebelelements 6 überwiegt. Dementsprechend führt eine Betätigung der Tellerfeder der normal-eingerückten Kupplungsvorrichtung 1 zum Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 1 durch Verkippen bzw. Umschnappen der Tellerfeder, d.h. zum Abhub der Anpressplatte 2 und zur Entfernung der Anpressplatte 2 von der Gegendruckplatte 3, während eine Betätigung der Hebelfeder bei einer normalausgerückten Kupplungsvorrichtung 1 zum Einrücken der Kupplungsvorrichtung 1 durch Verkippen der Hebelfeder führt.
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Bei eingerückter Kupplungsvorrichtung 1 wird ein Drehmoment von der Eingangsseite der Kupplungsvorrichtung 1, beispielsweise von einem Zweimassenschwungrad, über das Kupplungsgehäuse 5 und sowohl die Gegendruckplatte 3 als auch die Anpressplatte 2, die beide mit dem Kupplungsgehäuse 5 drehfest verbunden sind, reibschlüssig auf die Kupplungsscheibe 4 übertragen. Von der Kupplungsscheibe 4, die reibschlüssig zwischen der Gegendruckplatte 3 und der Anpressplatte 2 geklemmt ist, wird das Drehmoment zur Ausgangsseite der Kupplungsvorrichtung 1 übertragen, beispielsweise auf eine Eingangswelle eines Getriebes.
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Da aufgrund des Reibschlusses sowohl die Reibbeläge der Kupplungsscheibe 4 als auch in geringerem Maße die Reibflächen der Gegendruckplatte 3 und der Anpressplatte 2 einem Verschleiß unterworfen sind, muss über die Lebensdauer der Kupplungsvorrichtung 1 die Anpressplatte 2 immer näher an die Gegendruckplatte 3 heranbewegt werden, um die Abnahme der Dicke der Reibbeläge und der Stärke der Reibflächen in axialer Richtung A zu kompensieren und den Reibschluss herstellen bzw. die Kupplungsvorrichtung 1 einrücken zu können. Hierzu ist in der Kupplungsvorrichtung 1 die bereits zuvor erwähnte Verschleißnachstelleinrichtung 8 ausgebildet.
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Zusätzlich zum zuvor erwähnten Verstellring 9 weist die Verschleißnachstelleinrichtung 8 zumindest eine Kulisse-Freilauf-Einheit 10 auf. Die Kulisse-Freilauf-Einheit 10 arbeitet vergleichbar zum Druckmechanismus eines Kugelschreibers. Die Kulisse-Freilauf-Einheit 10 befindet sich über ein bezüglich der Gegendruckplatte 3 verlagerbares Antriebsritzel 11 mit dem Verstellring 9 in Wirkverbindung. Das Antriebsritzel 11 ist insbesondere in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 verlagerbar, wobei sich das Antriebsritzel 11 über den gesamten Verlagerungsbereich in Wirkverbindung mit dem Verstellring 9 befindet. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Wirkverbindung um einen kämmenden Eingriff mit dem Verstellring 9, genauer gesagt mit einem Mitnahmeabschnitt 19 des Verstellrings 9, der vorzugsweise im Außenumfang des Verstellrings 9 ausgebildet ist. Insbesondere handelt es sich bei dem Mitnahmeabschnitt 19 um einen einteilig mit dem Verstellring 9 ausgebildeten Zahnsegmentabschnitt oder um einen separat vom Verstellring 9 ausgebildeten Zahnsegmentabschnitt, der mit dem Verstellring 9 verbunden ist.
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Das Antriebsritzel 11 weist eine in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 gemessene Dicke auf, die ausreichend ist, damit das Antriebsritzel 11 über den gesamten axialen Verlagerungsbereich in kämmendem Eingriff mit dem Mitnahmeabschnitt 19 des Verstellrings 9 gehalten werden kann. Hierfür ist die in axialer Richtung A gemessene Dicke des Antriebsritzels 11 vorzugsweise größer als der maximale axiale Verlagerungsbereich des Antriebsritzels 11.
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Die Kulisse-Freilauf-Einheit 10 ist bei Verschleiß der Kupplungsscheibe 4 ausgebildet, beim Einrücken der Kupplungsvorrichtung 1 bzw. der Anpressplatte 2 durch Verlagerung des Antriebsritzels 11 in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 verdreht zu werden. Beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 1 bzw. der Anpressplatte 2 ist die Kulisse-Freilauf-Einheit 10 ausgebildet durch Sperrung eines Freilaufs 12 der Kulisse-Freilauf-Einheit 10 das sich bezüglich der Gegendruckplatte 3 in axialer Richtung A zurückverlagernde Antriebsritzel 11 mittels einer Kulisse 14 der Kulisse-Freilauf-Einheit 10 zu verdrehen, um den Verstellring 9 zum Ausgleich des Verschleißes der Kupplungsscheibe 4 anzutreiben.
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Der Verstellring 9 ist als Rampenring ausgebildet, dessen in Umfangsrichtung U der Kupplungsvorrichtung 1 nacheinander angeordneten Rampen gleitbeweglich auf entsprechenden Gegenrampen der Anpressplatte 2 angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Gegenrampen in die Anpressplatte 2 eingelassen, können jedoch auch als separates Bauteil ausgebildet sein, das mit der Anpressplatte 2 verbunden ist. Durch die Verdrehung des Verstellrings 9 gleiten die Rampen des Verstellrings 9 an den Gegenrampen der Anpressplatte 2 hoch, wodurch sich der Abstand zwischen der Reibfläche der Anpressplatte 2, mit der die Anpressplatte 2 an der Kupplungsscheibe 4 zur Anlage kommt, und der der Anpressplatte 2 abgewandten Oberfläche des Verstellrings 9 vergrößert. Dies führt dazu, dass sich das Hebelelement 6 beim Einrücken der Kupplungsvorrichtung 1 weniger stark aufstellt und somit der Kupplungsverschleiß, insbesondere der Verschleiß der Kupplungsscheibe 4, nachgestellt werden kann.
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Die Kulisse-Freilauf-Einheit 10, die in der in 1 dargestellten Kupplungsvorrichtung 1 zum Einsatz kommt, ist in 2 im Detail dargestellt. Die Kulisse-Freilauf-Einheit 10 weist eine Welle 16 auf, die sich in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 erstreckt. Die Welle 16 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Vollwelle ausgebildet und mittels des Freilaufs 12 in einer Richtung drehbar und in der anderen Richtung sperrend an der Gegendruckplatte 3 oder einem anderen gehäusefesten Bauteil der Kupplungsvorrichtung 1, beispielsweise dem Kupplungsgehäuse 5, gelagert.
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Ferner ist die Welle 16 in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 fest an der Gegendruckplatte 3 und/oder an dem anderen gehäusefesten Bauteil, beispielsweise dem Kupplungsgehäuse 5, gelagert. In diesem Zusammenhang bedeutet fest, dass sich die Welle 16 in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 nicht bewegen kann bzw. weitestgehend nicht bewegen kann. Hierzu ist ein erster Anschlag 23 an der oder durch die Innenseite des Kupplungsgehäuses 5 ausgebildet, mit dem ein oberes axiales Ende der Welle 16 in Anlage ist. Ferner ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein zweiter Anschlag 24 an der oder durch die Gegendruckplatte 3 ausgebildet, mit dem ein unteres axiales Ende der Welle 16 in Anlage ist. Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist es auch möglich, dass die Welle 16 in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 ein gewisses Spiel aufweist und/oder durch eine Feder vorgespannt ist, beispielsweise um einen gewissen Leerweg der Verschleißnachstelleinrichtung 8 zu ermöglichen oder die Verschleißnachstelleinrichtung 8 vor Zerstörung bei Blockierung der Verschleißnachstelleinrichtung 8 zu bewahren.
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Das Antriebsritzel 11 weist einen Hülsenabschnitt 21 auf, mittels dessen das Antriebsritzel 11 verdrehbar auf der Welle 16 und bezüglich der Welle 16 verlagerbar, d.h. in axialer Richtung A verlagerbar, gelagert ist. Am dem Antriebsritzel 11 gegenüberliegenden Ende der Welle 16 ist die Welle 16 mittels des Freilaufs 12 in der Gegendruckplatte 3 gelagert. Zwischen dem Freilauf 12 und dem Antriebsritzel 11 ist ein Energiespeicher 15 vorgesehen, sodass das Antriebsritzel 11 beim Einrücken der Kupplungsvorrichtung 1 bzw. der Anpressplatte 2 entgegen der Vorspannung des Energiespeichers 15 verlagert wird. Im Ausführungsbeispiel, das in 2 dargestellt ist, ist der Energiespeicher 15 als Tellerfeder, genauer gesagt als Stapelung von mehreren Tellerfedern, ausgebildet, durch deren Innenbereich sich die Welle 16 hindurch erstreckt. Jedoch kann der Energiespeicher 15 auch als eine oder mehrere Blattfedern und/oder als eine oder mehrere Schraubenfedern oder dergleichen ausgebildet sein.
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Im Ausführungsbeispiel, das in 2 dargestellt ist, ist die Kulisse 14 am Antriebsritzel 11, genauer gesagt im Hülsenabschnitt 21 des Antriebsritzels 11, ausgebildet. Bei der Kulisse 11 handelt es sich im Wesentlichen um ein Langloch, das bezüglich der Drehachse der Welle 16 geneigt ist und diametral im Hülsenabschnitt 21 ausgebildet ist. Im Bereich der Kulisse 14 ist die Welle 16 mit einer Bohrung 13 versehen, durch die sich ein Stift 17 erstreckt, dessen aus der Welle 16 herausragende Enden in der Kulisse 14 laufen. Der Stift 17 kann mittels einer Presspassung in die Bohrung 13 eingebracht sein, kann jedoch auch in die Bohrung 13 eingeklebt sein oder beispielsweise mit der Welle 16 verschweißt sein. Somit befindet sich die Welle 16 in Wirkverbindung mit der antriebsritzelseitigen Kulisse 14, wobei die Bohrung 13 und die Kulisse 14 derart ausgebildet sind, dass bei Verschleiß der Kupplungsscheibe 4 beim Einrücken der Anpressplatte 2 die Welle 16 durch Verlagerung des Antriebsritzels 11 entlang der Achse der Welle 16 verdreht wird, und beim Ausrücken der Anpressplatte 2, während die Welle 16 durch den Freilauf 12 in Rückdrehrichtung gesperrt ist, das sich entlang der Achse der Welle 16 zurückverlagernde Antriebsritzel 11 verdreht wird, um den Verstellring 9 zum Ausgleich des Verschleißes der Kupplungsscheibe 4 anzutreiben.
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Um das Antriebsritzel 11 entlang der Achse der Welle 16 zu verlagern, ist vorzugsweise ein Druckabschnitt 18 vorgesehen, der auf eine Seitenfläche 20 des Antriebsritzels 11 beim Einrücken der Kupplungsvorrichtung 1 einwirkt. Wie dies in 4 dargestellt ist, kann der Druckabschnitt 18 unmittelbar am, insbesondere einteilig mit dem, Hebelelement 6, genauer gesagt dem Kraftrand des Hebelelements 6 ausgebildet sein, um auf die Seitenfläche 20 des Antriebsritzels 11 zu drücken. Jedoch kann die Wirkung des Hebelelements 6 auf die Seitenfläche 20 des Antriebsritzels 11 auch mittelbar erfolgen, beispielsweise indem der Druckabschnitt 18 elastisch am Verstellring 9 bzw. verkippbar bezüglich des Verstellrings 9 befestigt ist, wobei der Kraftrand des Hebelelements 6 auf den Druckabschnitt 18 wirkt, und der Druckabschnitt 18 auf die Seitenfläche 20 des Antriebsritzels 11, wenn die Kupplungsvorrichtung 1 eingerückt wird. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in 1 dargestellt.
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Mittels der Kulisse-Freilauf-Einheit 10 erfolgen die Verschleißsensierung und die Verschleißnachstellung wie folgt:
Wenn sich die Dicke der Kupplungsscheibe 4 aufgrund von Verschleiß verringert, muss sich die Anpressplatte 2 weiter auf die Gegendruckplatte 3 zubewegen, um die Kupplungsscheibe 4 reibschlüssig zwischen der Anpressplatte 2 und der Gegendruckplatte 3 zu klemmen. Dies führt dazu, dass sich das Hebelelement 6 beim Einrücken der Kupplungsvorrichtung 1 stärker aufstellt, wodurch sein radial außenliegender Kraftrand mit dem Druckabschnitt 18 in Anlage kommt und den Druckabschnitt 18 auf die Seitenfläche 20 des Antriebsritzels 11 drückt.
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Im Ausführungsbeispiel, das in 4 dargestellt ist, wirkt das Hebelelement 6 durch seinen am Kraftrand des Hebelelements 6 ausgebildeten Druckabschnitt 18 auf die Seitenfläche 20 des Antriebsritzels 11, wenn die Dicke der Kupplungsscheibe 4 abgenommen hat. Unter Einwirkung des Druckabschnitts 18 wird das Antriebsritzel in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 entgegen der Wirkung des Energiespeichers 15 auf der Welle 16 verlagert, wobei die translatorische Bewegung des Antriebsritzels 11 über den in der Kulisse 10 laufenden Stift 17, der mit der Welle 16 verbunden ist, in eine Drehbewegung der Welle 16 umgesetzt wird. Bei dieser Vorwärtsdrehung der Welle 16 schaltet der Freilauf 12 durch, womit der Verschleiß sensiert worden ist. Eine Drehung des Antriebsritzels 11 beim Einrücken ist ausgeschlossen, da der Verstellring 9 durch das Hebelelement 6 und die Wirkung der Blattfedern geklemmt ist, und da sich das Antriebsritzel 11 mit dem Verstellring 9 in unmittelbarem oder mittelbarem kämmenden Eingriff befindet.
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Wenn die Kupplungsvorrichtung 1 anschließend ausgerückt wird, hebt das Druckstück 18 von der Seitenfläche 20 des Antriebsritzels 11 ab, sodass sich das Antriebsritzel 11 translatorisch zurückverlagert. Bei dieser translatorischen Rückverlagerung würde der in der Kulisse 14 geführte Stift 17 die Welle 16 zurückdrehen, wenn die Rückdrehung der Welle 16 nicht durch den Freilauf 12 gesperrt wäre. Da aufgrund des Freilaufs 12 die Rückdrehung der Welle 16 nicht möglich ist, das Antriebsritzel 11 sich durch den entspannenden Energiespeicher 15 jedoch translatorisch zurückbewegt, sorgt der in der Kulisse 14 laufende Stift 17 dafür, dass das Antriebsritzel 11 neben der translatorischen Bewegung auch eine drehende Bewegung durchführt.
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Mittels dieser drehenden Bewegung treibt das Antriebsritzel 11 über den Mitnahmeabschnitt 19 den Verstellring 9 an. Durch den Antrieb des Verstellrings 9 gleiten die Rampen des Verstellrings 9 an den anpressplattenseitigen Gegenrampen hoch, sodass nach der zuvor erfolgten Verschleißsensierung nunmehr die Verschleißnachstellung erfolgt. Diese ist problemlos möglich, da der Verstellring 9 beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 1 weitestgehend klemmfrei ist, d.h. sich in Nachstellrichtung verdrehen kann.
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Es ist möglich, dass der komplette, bisher angefallene Kupplungsverschleiß in einem einzigen Einrück-/Ausrück-Zyklus der Kupplungsvorrichtung 1 nachgestellt wird, kann jedoch auch in mehreren aufeinanderfolgenden Einrück-/Ausrück-Zyklen der Kupplungsvorrichtung 1 nachgestellt werden.
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In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen wird lediglich auf die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel der Kupplungsvorrichtung 1 bzw. zum ersten Ausführungsbeispiel der Verschleißnachstelleinrichtung 8 mit der Kulisse-Freilauf-Einheit 10 eingegangen. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche bzw. gleichwirkende Merkmale.
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Während die in 2 dargestellte Kulisse-Freilauf-Einheit 10 einen Hülsenfreilauf aufweist, ist der Freilauf 12 der in 3 dargestellten Kulisse-Freilauf-Einheit 10 als Rollenfreilauf ausgebildet. Gleichermaßen ist es beispielsweise möglich, einen Bandfreilauf zu verwenden.
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Wie bereits zuvor erläutert, ist bei der in 4 dargestellten Kupplungsvorrichtung 1 der Druckabschnitt 18 einteilig mit dem Hebelelement 6 ausgebildet und erstreckt sich vom Kraftrand des Hebelelements 6 radial nach außen. Die Kulisse-Freilauf-Einheit 10 ist im Wesentlichen außerhalb des Innenraumes des Kupplungsgehäuses 5 angeordnet und wirkt dabei nicht unmittelbar auf den verstellringseitigen Mitnahmeabschnitt 19, sondern mittels eines zusätzlichen Zahnrades 25. Das zusätzliche Zahnrad 25 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel drehbar auf der Rückseite der Anpressplatte 2, d.h. auf der der Reibfläche der Anpressplatte 2 gegenüberliegenden Seite der Anpressplatte 2, gelagert.
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Ferner ist, wie im Detail in 5 dargestellt ist, die Welle 16 der in 4 enthaltenen Kulisse-Freilauf-Einheit 10 als Hohlwelle ausgebildet, während das Antriebsritzel 11 einen Wellenabschnitt 22 aufweist, mittels dessen das Antriebsritzel 11 verdrehbar und auch in axialer Richtung A verlagerbar in der Hohlwelle gelagert ist. Der Stift 17 ist in einer antriebsritzelseitigen Bohrung 13 bzw. in einer Bohrung 13, die im Wellenabschnitt 22 ausgebildet ist, angeordnet. Der innerhalb der Hohlwelle angeordnete Energiespeicher 15 ist als Schraubenfeder ausgebildet, die bei hinreichendem Kupplungsverschleiß beim Einrücken der Kupplungsvorrichtung 1 durch den dreh- und axialfest mit dem Antriebsritzel 11 verbundenen oder einteilig mit dem Antriebsritzel 11 ausgebildeten Wellenabschnitt 22 vorgespannt wird.
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In der in 6 dargestellten Kupplungsvorrichtung 1 ist die Kulisse-Freilauf-Einheit 10 im Wesentlichen im Innenraum des Kupplungsgehäuses 5 angeordnet. Die axialfeste Lagerung der Welle 16 der Kulisse-Freilauf-Einheit 10 erfolgt durch das Kupplungsgehäuse 5, indem die Welle 16 mittels einer entsprechenden Auskragung durch die gehäuseseitigen Anschläge 23 und 24 gehalten wird. Am anderen Ende der Welle 16, das näher an der Anpressplatte 2 ist, sind sowohl der Freilauf 12 als auch der Energiespeicher 15 vorgesehen. Ebenso ist in diesem Bereich der in der Kulisse 14 geführte Stift 17 angeordnet.
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Während in sämtlichen der vorangegangenen Ausführungsbeispiele die Kulisse-Freilauf-Einheit 10 außerhalb des Verstellrings 9 angeordnet ist, ist in 7 die Kulisse-Freilauf-Einheit 10 innerhalb des Verstellrings 9 angeordnet. Dies ist insbesondere bei normalausgerückten Kupplungsvorrichtungen 1 von Vorteil. Im Ausführungsbeispiel, das in 7 dargestellt ist, ist die Kupplungsvorrichtung 1 als Doppelkupplung ausgebildet, deren beide Teilkupplungen normal-ausgerückt sind, wobei jede der Teilkupplungen mit einer Verschleißnachstelleinrichtung 8 versehen ist, die jeweils eine Kulisse-Freilauf-Einheit 10 aufweist. Prinzipiell kann jede der zuvor erläuterten Kulisse-Freilauf-Einheit 10 zum Einsatz kommen.
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Die vorangegangenen Ausführungsbeispiele betreffen eine Kupplungsvorrichtung 1, insbesondere eine Einzel- oder Doppelkupplung, mit zumindest einer Gegendruckplatte 3, einer bezüglich der Gegendruckplatte 3 in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1 begrenzt verlagerbaren Anpressplatte 2 zur reibschlüssigen Klemmung einer Kupplungsscheibe 4 zwischen der Gegendruckplatte 3 und der Anpressplatte 2, und einer Verschleißnachstelleinrichtung 8 zum Ausgleich von Verschleiß der Kupplungsscheibe 4, wobei die Verschleißnachstelleinrichtung 8 zumindest einen drehbaren Verstellring 9 und eine mit dem Verstellring 9 in Wirkverbindung befindliche Kulisse-Freilauf-Einheit 10 aufweist, die sich über ein bezüglich der Gegendruckplatte 3 verlagerbares Antriebsritzel 11 mit dem Verstellring 9 in Wirkverbindung befindet, und die bei Verschleiß der Kupplungsscheibe 4 ausgebildet ist, beim Einrücken der Anpressplatte 2 durch Verlagerung des Antriebsritzels 11 verdreht zu werden, und beim Ausrücken der Anpressplatte 2 durch Sperrung eines Freilaufs 12 der Kulisse-Freilauf-Einheit 10 das sich bezüglich der Gegendruckplatte 3 zurückverlagernde Antriebsritzel 11 mittels zumindest einer Kulisse 14 der Kulisse-Freilauf-Einheit 10 zu verdrehen, um den Verstellring 9 zum Ausgleich des Verschleißes der Kupplungsscheibe 4 anzutreiben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsvorrichtung
- 2
- Anpressplatte
- 3
- Gegendruckplatte
- 4
- Kupplungsscheibe
- 5
- Kupplungsgehäuse
- 6
- Hebelelement
- 7
- Schwenklagerung
- 8
- Verschleißnachstelleinrichtung
- 9
- Verstellring
- 10
- Kulisse-Freilauf-Einheit
- 11
- Antriebsritzel
- 12
- Freilauf
- 13
- Bohrung
- 14
- Kulisse
- 15
- Energiespeicher
- 16
- Welle
- 17
- Stift
- 18
- Druckabschnitt
- 19
- Mitnahmeabschnitt
- 20
- Seitenfläche
- 21
- Hülsenabschnitt
- 22
- Wellenabschnitt
- 23
- erster Anschlag
- 24
- zweiter Anschlag
- 25
- zusätzliche Zahnrad
- A
- axiale Richtung
- D
- Drehachse
- R
- radiale Richtung
- U
- Umfangsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009035225 A1 [0002]
