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Die Erfindung betrifft eine Kupplung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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Die Kupplung weist eine Reibkupplung mit einem Lamellenträger und mit mindestens einem Stützelement auf. Das Stützelement ist dabei am Lamellenträger angeordnet und in axialer Richtung formschlüssig in einer Ringnut festgelegt. Das Stützelement kann beispielsweise als Stützscheibe oder dergleichen ausgebildet sein.
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Aus der
DE 1 152 895 A ist eine Kupplung mit einem Lamellenträger und einem Stützelement in Form einer Druckplatte bekannt. Der Lamellenträger weist eine Verzahnung auf, wobei die Druckplatte innerhalb der Verzahnung axial festgelegt ist. Die Druckplatte trägt über einen Teil ihrer Dicke eine Verzahnung, die einer Verzahnung des Lamellenträgers entspricht. In der Verzahnung des Lamellenträgers ist eine Ringnut vorgesehen. Die Druckplatte wird mit ihrer Verzahnung in die Verzahnung des Lamellenträgers eingeführt, und so dann durch Drehen um etwa eine halbe Zahnteilung in der Ringnut axial festgelegt. Um die Druckplatte auch gegen Verdrehen zu sichern, sind Madenschrauben in der Mitte der Ringnut des Lamellenträgers radial so eingeschraubt, dass diese in Zahnlücken der Druckplatte greifen. In anderer Ausgestaltung ist das Verdrehen dadurch verhindert, dass in nebeneinanderliegende Aussparungen der Druckplatte und des Lamellenträgers Blechstücke eingelegt sind und diese Blechstücke durch axiale Schrauben gesichert sind. Die Montage ist hierdurch aufwendig.
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Aus der
US 2006/0027435 A1 ist eine Kupplung mit einem Lamellenträger und mit einem Stützelement bekannt. Der Lamellenträger weist dabei eine Verzahnung auf. Das Stützelement ist als ringförmige Stützscheibe ausgebildet. An dem Außenumfang der Stützscheibe sind Zähne ausgebildet. Der Lamellenträger ist als Außenlamellenträger ausgebildet. Die Außenlamellen sind am Außenlamellenträger abgestützt. Entsprechende Innenlamellen sind auf einer Eingangswelle abgestützt. Die Eingangswelle dient hierbei als Innenlamellenträger. Auf der Eingangswelle ist eine Druckplatte angeordnet, wobei die Druckplatte das Lamellenpaket in Axialrichtung abstützt. Am Außenumfang der Eingangswelle sind in einem ersten, vorderen Bereich mehrere Keilzähne beabstandet angeordnet. An einem hinteren, zweiten Bereich der Eingangswelle sind nur halb so viele Keilzähne wie im ersten Bereich angeordnet. Der vordere Bereich und der hintere Bereich sind durch eine zahnlose Ringnut voneinander beabstandet. In dem hinteren Bereich der Eingangswelle ist eine Stützvorrichtung in Form einer Druckplatte mit einem Sicherungsring angeordnet. Die Druckplatte kann auf die Eingangswelle aufgeschoben werden und durch Verdrehen axial gesichert werden.
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Aus der gattungsbildenden
DE 10 2007 027 120 A1 ist eine Kupplung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, nämlich insbesondere für eine Doppelkupplung für ein automatisches oder automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe, mit zwei Reibkupplungen bekannt. Die Reibkupplungen sind einerseits mit einer Motorwelle und andererseits mit einer Getriebeeingangswelle verbindbar. Es ist nun ein Außenlamellenträger und ein an dem Außenlamellenträger angeordnetes Lamellenpaket vorgesehen. Das Lamellenpaket ist an einem Stützelement in Form einer Stützscheibe abgestützt. Der Außenlamellenträger weist eine Ringnut auf. Das Stützelement weist in die Ringnut eingreifende Zähne auf. Der Lamellenträger ist gewellt ausgebildet und weist entsprechend mit der Ringnut verbundene, zur Stirnseite des Lamellenträgers hin offene Axialnuten und zwischen den Axialnuten verbleibende Zahnbereiche auf. Die in die Ringnut eingreifenden Zähne des Stützelementes sind in der montierten Stellung in Axialrichtung nach einer entsprechenden Verdrehung hinter den stirnseitigen Zahnbereichen des Lamellenträgers angeordnet. Um die Stützscheibe beziehungsweise das Stützelement gegen Verdrehen zu sichern, ist nun ein zusätzliches Klammerelement zwischen den Zähnen des Stützelementes angeordnet. Diese Verdrehsicherung beziehungsweise das Klammerelement ist zusätzlich am Stützelement durch eine Rastverbindung verrastet.
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Diese gattungsbildende Kupplung ist noch nicht optimal ausgebildet. Die gattungsbildende Kupplung erfordert für die Bereitstellung der Verdrehsicherung zusätzliche Montagewerkzeuge, Prüfwerkzeuge sowie die Bereitstellung der entsprechenden Verdrehsicherungsteile in Form der Klammerelemente. Es ist auch eine zusätzliche Zeit für den Verbau der Verdrehsicherung und für die Überprüfung der Verdrehsicherung erforderlich.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach herzustellende und einfach zu montierende Kupplung bereitzustellen.
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Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun durch eine Kupplung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Das Stützelement ist kraftschlüssig in der Ringnut gesichert. Es besteht eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Verzahnung des Stützelementes und dem Lamellenträger, insbesondere mit der Ringnut beziehungsweise mit mindestens einen Abschnitt der Ringnut des Lamellenträgers. Das Stützelement wird in den Lamellenträger, nämlich insbesondere in die Ringnut eingedreht und verspannt beziehungsweise eingeklemmt. Es ist so durch das Verdrehen in Umfangsrichtung eine klemmende Verbindung zwischen dem Stützelement und dem Lamellenträger hergestellt. Vorzugsweise weist die Verzahnung des Stützelementes mindestens einen, insbesondere mehrere sich – in Umfangsrichtung gesehen – konisch verjüngende Zähne auf. Es ist denkbar, dass alle Zähne der Verzahnung verjüngt ausgebildet sind oder nur einzelne Zähne der Verzahnung verjüngt ausgebildet sind. In bevorzugter Ausgestaltung sind alle Zähne der Verzahnung verjüngt ausgebildet. Durch die verjüngende Ausgestaltung nimmt die in Axialrichtung gemessene Dicke der Zähne in Umfangsrichtung ab. Die Ringnut in den Zahnbereichen des Lamellenträgers kann nun in einer Ausgestaltung ein in Umfangsrichtung gesehen gleichbleibenden Querschnitt aufweisen. Wenn nun die sich verjüngende Verzahnung in Umfangsrichtung eingedreht wird, so treten die entsprechenden axialen Zahnseiten nun in Kontakt mit der Wandung der Ringnut. Durch das Eindrehen wird eine klemmende Verbindung entsprechend hergestellt. Es sind jedoch in alternativer Ausgestaltung auch noch andere, variierende Querschnitte der Ringnut (in Umfangsrichtung gesehen) oder auch nur für bestimmte Abschnitte der Ringnut denkbar. Es ist beispielsweise denkbar, dass die Ringnut bzw. bestimmte Abschnitte der Ringnut einen sich erweiternden Querschnitt – in Verdrehrichtung gesehen – aufweist, so dass der Zahn mit seinem spitzen Ende durch die engere Eintrittsöffnung der Ringnut zunächst eingedreht wird und lokal an der – im Vergleich zur anderen Öffnung – engeren Eintrittsöffnung durch das weitere Eindrehen verklemmt. Ferner ist denkbar, dass die Ringnut einen sich verjüngenden Querschnitt – in Verdrehrichtung gesehen – aufweist. Die Verzahnung kann dabei in Umfangsrichtung beispielsweise einen gleichbleibenden Querschnitt aufweisen, wobei durch Eindrehen des entsprechenden Zahnes in die sich verjüngende Ringnut ebenfalls eine kraftschlüssige Verbindung herstellbar ist. In Umfangsrichtung ist durch diese Ausgestaltung eine kraftschlüssige Verbindung oder eine kraftschlüssige Sicherung des Stützelementes am Lamellenträger bereitgestellt. Es sind keine zusätzlichen Bauteile als Verdrehsicherung erforderlich, was die Produktions-, Wartungs- und Prüfkosten senkt. Vorzugsweise ist der Lamellenträger als Außenlamellenträger ausgebildet, wobei die Verzahnung an der Außenumfangsfläche des Stützelementes ausgebildet oder angeordnet ist. Das Stützelement kann insbesondere als Stützscheibe ausgebildet sein. Die Stützscheibe kann beispielsweise zur axialen Abstützung dienen. Insbesondere kann die Stützscheibe zur axialen Abstützung eines Lamellenpaketes mit wechselweise geschichteten Außenlamellen und Innenlamellen dienen. Der Außenlamellenträger ist funktional wirksam mit einer E-Maschine und/oder mit einem Verbrennungsmotor antreibbar. Dadurch dass der Lamellenträger mit dem entsprechenden Trägheitsmoment der E-Maschine beziehungsweise des Verbrennungsmotors gekoppelt ist, treten insbesondere nur Drehbeschleunigungen auf, die nicht zu einer Lösung der kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Stützelement und der Ringnut führen. Die Kupplung ist Teil eines Kraftfahrzeuggetriebes. Die Kupplung kann insbesondere als Doppelkupplung oder als Mehrfachkupplung oder als Einfachkupplung ausgebildet sein. Es ist denkbar, dass die Doppelkupplung zwei radial oder axial zueinander beabstandete Reibkupplungen aufweist. Die beiden Reibkupplungen können an einem gemeinsamen Außenlamellenträger angeordnet sein. Die eingangs genannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
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Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Kupplung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden werden zwei bevorzugte Ausgestaltungen der Kupplung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung einen Teil einer Kupplung, nämlich einer Doppelkupplung mit zwei Außenlamellenträgern, einem Lamellenpaket und einem Stützelement,
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2 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung ein Teil einer Kupplung, nämlich das Stützelement mit einer Verzahnung,
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3 in einer schematischen, radialen Draufsicht die Verzahnung des Stützelementes,
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4 in einer schematischen, radialen Draufsicht den Verbindungsbereich zwischen dem Stützelement und einen Lamellenträger mit einer Ringnut, wobei die Ringnut zwei parallele Wandungen aufweist,
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5 in einer schematischen, radialen Draufsicht eine alternative Ausgestaltung des Verbindungsbereichs, wobei nun die Ringnut eine konische Wandung aufweist, und
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6 in einer schematischen, radialen Draufsicht eine alternative Ausgestaltung des Verbindungsbereich, wobei die Ringnut eine sich in Umfangsrichtung gesehen konisch verjüngende Wandung aufweist.
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1 zeigt einen Teil einer Kupplung 1 mit zwei Lamellenträgern 2, 3 und mit einem Stützelement 4. Die Kupplung ist hier als Doppelkupplung 5 mit zwei Reibkupplungen ausgebildet. Die Doppelkupplung 5 wird insbesondere für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges verwendet, nämlich vorzugsweise für ein automatisches oder automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe (nicht dargestellt).
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Die beiden Reibkupplungen sind dabei einerseits mit einer nicht dargestellten Motorwelle verbindbar. Die Motorwelle ist von einem Verbrennungsmotor und/oder von einer E-Maschine antreibbar. Andererseits sind die beiden Reibkupplungen jeweils mit einer Getriebeeingangswelle (nicht dargestellt) verbindbar.
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Die beiden Lamellenträger 2, 3 sind nun hier als Außenlamellenträger 6, 7 ausgebildet. Die Lamellenträger 2, 3, hier die Außenlamellenträger 6, 7, sind gewellt ausgebildet. Daher weist der Lamellenträger 2, 3 jeweils Axialnuten 8 und zwischen den Axialnuten 8 verbleibende Zahnbereiche 9 auf. Die Zahnbereiche 9 sind im Fall der Außenlamellenträger 6, 7 radial nach innen gewölbt und die, insbesondere am Innenumfang des Außenlamellenträgers 6 beziehungsweise 7 ausgebildeten Axialnuten 8 sind im wesentlichen radial nach außen gewölbt. Durch diese gewellte Ausgestaltung der Lamellenträger 2, 3 können entsprechende Außenlamellen 10 eines Lamellenpaketes 11 axial verschieblich, aber drehfest am Lamellenträger 2, 3 angeordnet werden. Wechselweise mit den Außenlamellen 10 sind die nicht dargestellten Innenlamellen geschichtet. Die Außenlamellen 10 sind durch außen-verzahnte Lamellen gebildet; die Innlamellen sind durch innenverzahnte Lamellen gebildet. Die Innenlamellen sind an einem nicht näher bezeichnetem Innenlamellenträger angeordnet. Der Innenlamellenträger ist jeweils mit der entsprechenden Getriebeeingangswelle verbunden.
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Zum Betätigen der Reibkupplungen ist nun ein Betätigungskolben (nicht dargestellt) vorgesehen, wobei der Betätigungskolben in Axialrichtung verschiebbar ist. Der Betätigungskolben kann das Lamellenpaket 11 zusammendrücken, wodurch die Reibkupplung schließt und ein Drehmoment von der Antriebsseite auf die Abtriebsseite übertragen wird. Das Lamellenpaket 11, zumindest einer der Reibkupplungen ist mittels des Stützelementes 4 auf der dem Betätigungskolben abgewandten Seite axial abgestützt, so dass der Betätigungskolben das Lamellenpaket 11 betätigen kann. Das Stützelement 4 dient als Widerlager. Das Stützelement 4 ist in der dargestellten, bevorzugten Ausgestaltung als ringförmige Stützscheibe 12 ausgebildet. Die Stützscheibe 12 weist einen Scheibenbereich 13 auf, wobei an dem Scheibenbereich 13 das Lamellenpaket 11 abgestützt ist.
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In 1 ist das Stützelement 4 lediglich stark schematisch dargestellt. Für die weitere Beschreibung des Stützelementes 4 darf nun auf die 2 ff Bezug genommen werden:
Das Stützelement 4 ist nun axial belastbar am Lamellenträger 2, 3 angeordnet. Der Lamellenträger 2, 3 weist dazu mindestens eine Ringnut 14 auf. Das Stützelement 4 weist eine Verzahnung 15 (vgl. auch 2 und 3) auf, wobei das Stützelement 4 mit der Verzahnung 15 im montierten Zustand in die Ringnut 14 eingreift. Die Ringnut 14 ist abschnittsweise, insbesondere als eine Teil-Ringnut in den Zahnbereichen 9 ausgebildet. Es ist also am Lamellenträger 2, 3 zumindest teilweise eine Ringnut 14, insbesondere in den jeweiligen Abschnitten der Zahnbereiche 9, bei einem Aussenlamellenträger 6 bzw. 7 radial innenliegend in der Zahnbereichen 9 entsprechend ausgebildet. Zur Montage des Stützelementes 4 wird die Verzahnung 15 in die stirnseitig offenen Axialnuten 8 des Lamellenträgers 2 beziehungsweise 3 eingeschoben und sobald die axiale Position der Ringnut 14 erreicht ist, wird das Stützelement 4 in Umfangsrichtung 19 gedreht, so dass die Verzahnung 15 des Stützelementes 4 die Wandung 16, 17 (vgl. 4 und 5) zumindest teilweise auch in axialer Richtung überdeckt, so dass eine Axialkraft 18 (vgl. 4, 5) zu einer Abstützung der Verzahnung 15 gegen die Wandung 16, 17 führt. Das Stützelement 4 greift nach einer Verdrehung in Umfangsrichtung 19 mit der Verzahnung 15 in die Ringnut 14 bzw. in die jeweiligen Nut-Abschnitte der Zahnbereiche 9 ein. Die in den 4 und 5 dargestellte Umfangsrichtung 19 entspricht der Verdrehrichtung bei der Montage des Stützelementes 4. In Axialrichtung ist das Stützelement 4 zumindest teilweise formschlüssig festgelegt. In Axialrichtung ist das Stützelement 4 formschlüssig – durch die jeweilige Abstützung an den Wandungen 16, 17 – in der Ringnut 14 angeordnet.
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Die eingangs genannten Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass das Stützelement 4 kraftschlüssig in der Ringnut 14 oder zumindest in einem Abschnitt der Ringnut gegen ein Verdrehen gesichert ist. Das Stützelement 4 ist dabei in der Ringnut 14, zumindest aber in einem bestimmten Abschnitt/ Zahnbereich der Ringnut 14 entsprechend eingeklemmt, eingespannt oder entsprechend verkantet. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere keine zusätzlichen Bauteile erforderlich sind, um eine Verdrehsicherung bereitzustellen. Es sind daher keine zusätzlichen Montagewerkzeuge und Prüfwerkzeuge für weitere entsprechende Verdrehsicherungsbauteile notwendig. Hierdurch ist eine einfach herzustellende und einfach zu montierende Kupplung bereitgestellt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass insbesondere weitere Verdrehsicherungsteile wie Klammern, Klipse oder dergleichen entbehrlich sein können. Es ist möglich, dass das Stützelement 4 allein durch die kraftschlüssige Verbindung gegen ein Verdrehen gesichert ist.
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In bevorzugter Ausgestaltung weist die Verzahnung 15 mindestens einen, insbesondere mehrere sich in Umfangsrichtung 19 gesehen verjüngende Zähne 20 auf. Durch diese Ausgestaltung besteht eine kraftschlüssige Verbindung beim Eindrehen des Stützelementes 4 in die Ringnut 14 bzw. in die entsprechende Abschnitte der Ringnut 14. Die kraftschlüssige Verbindung entsteht insbesondere an den axialen Zahnseiten 23, 24 und den entsprechenden Wandungen 16, 17 der Ringnut 14. Die Zahnseiten 23, 24 weisen hier nicht genau in Axialrichtung, sondern durch die verjüngende Ausgestaltung im wesentlichen in Axialrichtung. In 4 und 5 ist die Ausgestaltung der Zähne 20 stark schematisch angedeutet.
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Es gibt nun unterschiedliche Möglichkeiten der Ausgestaltung der Ringnut 14.
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In der in 4 dargestellten Ausgestaltung sind die Wandungen 16, 17 in Axialrichtung gesehen parallel zueinander angeordnet. Diese Ausgestaltungen der Ringnut 14 bzw. der jeweiligen Abschnitte ist insbesondere einfach herstellbar, durch einen entsprechenden Schnitt im Kronenbereich (nicht näher bezeichnet) des Lamellenträgers 2, 3. In der in 4 dargestellten Ausgestaltung sind die Einführöffnung 21 und die andere Öffnung 22 im wesentlichen gleich groß ausgebildet.
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In der in den 5 dargestellten Ausgestaltung ist die Ringnut 14 bzw. der hier dargestellte Abschnitt mit zwei konisch zueinander stehenden Wandungen 16, 17 ausgestattet. Hierdurch weist die Ringnut 14 bzw. dieser Abschnitt eine – im Vergleich zur Öffnung 22 – enge Einführöffnung 21 auf, wobei sich die Ringnut 14 bzw. dieser Abschnitt von der Einführöffnung 21 bis zur gegenüberliegenden Öffnung 22 erweitert.
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Durch die in 5 dargestellte Ausgestaltung der engeren Einführöffnung 21 tritt eine lokale Klemmung des Stützelementes 4 beziehungsweise der entsprechenden Verzahnung 15 an der engeren Einführöffnung 21 auf.
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In der in 6 dargestellten Ausgestaltung weist die Ringnut 14 zwei konisch zueinander stehende Wandungen 16, 17 auf. Die Einführöffnung 21 ist hierbei breiter als die gegenüberliegende Öffnung 22. Vzw. wird nun ein Zahn mit einen im wesentlichen parallelen Zahnseiten 23, 24 eingedreht. Hierdurch tritt eine lokale Klemmung des Stützelementes 4 beziehungsweise der entsprechenden Verzahnung 15 an der engeren Öffnung 22 auf.
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Es ist denkbar, dass diese Art der kraftschlüssigen Verbindung nicht nur zur Abstützung von Lamellenpaketen 11 genutzt werden kann. Es ist ferner denkbar, dass durch das Stützelement 4 beispielsweise auch ein axialer Anschlag für einen Betätigungskolben bereitgestellt ist. Hierdurch könnten weitere Einzelteile z.B. Sicherungsringe entfallen. Das Stützelement 4 muss nicht zwangsläufig wie in 2 dargestellt ringförmig sein (im Bereich des Scheibenbereiches 13), sondern kann im Scheibenbereich 13 auch gekröpft ausgebildet sein, um eine entsprechende Abstützfunktion für den Betätigungskolben bereitstellen zu können. Weiterhin kann der Lamellenträger auch als ein Innenlamellenträger ausgebildet sein und die Verzahnung des Stützelementes als eine Innenverzahnung ausgebildet sein.
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Es ist denkbar (nicht dargestellt), dass an einem Lamellenträger mehrere Stützelemente in der beschriebenen Art und Weise angeordnet sind. Beispielsweise können an einem Lamellenträger zwei Lamellenpakete angeordnet sein, wobei jedem der Lamellenpakete ein entsprechendes Stützelement zugeordnet ist. Das Lamellenpaket ist dabei jeweils an dem zugeordnetem Stützelement axial abgestützt. Die Lamellenpakete sind dabei radial in einer Höhe und axial nebeneinander angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplung
- 2
- Lamellenträger
- 3
- Lamellenträger
- 4
- Stützelement
- 5
- Doppelkupplung
- 6
- Außenlamellenträger
- 7
- Außenlamellenträger
- 8
- Axialnut
- 9
- Zahnbereich
- 10
- Außenlamelle
- 11
- Lamellenpaket
- 12
- Stützscheibe
- 13
- Scheibenbereich
- 14
- Ringnut
- 15
- Verzahnung
- 16
- Wandung
- 17
- Wandung
- 18
- Axialkraft
- 19
- Umfangsrichtung / Verdrehrichtung
- 20
- Zahn
- 21
- Einführöffnung
- 22
- Öffnung
- 23
- Zahnseite
- 24
- Zahnseite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1152895 A [0003]
- US 2006/0027435 A1 [0004]
- DE 102007027120 A1 [0005]
