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Eine Kupplungseinrichtung ist mit einem Reibübertragungselement versehen, durch welches eine Wirkverbindung zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb herstell- oder aufhebbar ist, wobei das Reibübertragungselement über eine Basis mit zumindest einer Reibfläche verfügt, sowie über zumindest ein Ansteuerelement zur Beaufschlagung von Energiespeichern einer Dämpfungseinrichtung und über zumindest eine unter Drehzahleinfluss wirksame und mit einem Anschlag zusammen wirkende Radialabstützung, die eine Mehrzahl von sich in Richtung zum Anschlag zumindest im Wesentlichen radial erstreckende Laschen aufweist, die bei Stillstand des Reibübertragungselementes zumindest im Wesentlichen bis auf einen Spalt an den Anschlag angenähert sind, während unter Drehzahl zumindest ein Teil der Laschen unter Drehzahl nach Überwindung des Spaltes an dem Anschlag in Anlage gelangen.
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Eine derartige Kupplungseinrichtung ist aus der
US 9,010,507 B2 bekannt. Wie insbesondere
9 erkennen lässt, ist die Kupplungseinrichtung in einem Gehäuse eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers angeordnet, wobei das Reibübertragungselement axial zwischen einer radialen Wandung des Gehäuses und einem durch Druckgefälle steuerbaren Kupplungselement der Kupplungseinrichtung vorgesehen ist. Durch axiale Annäherung des Kupplungselementes an das Reibübertragungselement wird dieses in reibschlüssige Verbindung mit der radialen Wandung des Gehäuses gebracht, wobei mit Vorzug Reibbeläge am Reibübertragungselement axial zwischen dem Reibübertragungselement und der radialen Wandung des Gehäuses und axial zwischen dem Reibübertragungselement und dem Kupplungslement vorgesehen sind. Beim Vorliegen reibschlüssiger Verbindung ist die Kupplungseinrichtung eingerückt, während dann, wenn das Kupplungselement das Reibübertragungselement freigegeben hat und die reibschlüssige Verbindung somit aufgehoben ist, die Kupplungseinrichtung ausgerückt ist. Die Laschen der Radialabstützung sind, zumindest im Wesentlichen, axial zu der Basis des Reibübertragungselementes ausgerichtet, und verfügen lediglich über eine geringe axiale Überdeckung mit dem Anschlag, der an einer Energiespeicherführung für die Energiespeicher der Dämpfungseinrichtung realisiert ist. Dies kann bei Kontakt wegen der sehr kleinen gegenseitigen Kontaktflächen zu erheblichen internen Bauteilspannungen führen. Zudem kann nicht ausgeschlossen werden, dass die Laschen den Anschlag axial verfehlen, zumal das Reibübertragungselement bei seiner Ein- oder Ausrückbewegung einer axialen Verlagerung unterworfen ist, und daher unter ungünstigen Bedingungen aus dem axialen Erstreckungsbereich des Anschlages herausbewegt werden könnte. In einem solchen Fall könnte sich die radialabstützende Wirkung im Hinblick auf das Reibübertragungselement nicht entfalten. Überdies ist der axiale Abstand zwischen den Laschen und den Energiespeichern relativ groß, was erhebliche unerwünschte Freiheitsgrade der Energiespeicher in Achsrichtung begünstigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reibübertragungselement einer Kupplungseinrichtung derart auszubilden, dass eine Radialabstützung sicher und ohne erhebliche Bauteilspannungen erfolgen kann, und dennoch den Energiespeichern einer Dämpfungseinrichtung unerwünscht große axiale Freiheitsgrade verwehrt sind.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, eine Kupplungseinrichtung mit einem Reibübertragungselement zu versehen, durch welches eine Wirkverbindung zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb herstell- oder aufhebbar ist, wobei das Reibübertragungselement über eine Basis mit zumindest einer Reibfläche verfügt, sowie über zumindest ein Ansteuerelement zur Beaufschlagung von Energiespeichern einer Dämpfungseinrichtung und über zumindest eine unter Drehzahleinfluss wirksame und mit einem Anschlag zusammen wirkende Radialabstützung, die eine Mehrzahl von sich in Richtung zum Anschlag zumindest im Wesentlichen radial erstreckende Laschen aufweist, die bei Stillstand des Reibübertragungselementes zumindest im Wesentlichen bis auf einen Spalt an den Anschlag angenähert sind, während unter Drehzahl zumindest ein Teil der Laschen unter Drehzahl nach Überwindung des Spaltes an dem Anschlag in Anlage gelangen.
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Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass die Laschen über eine einen Axialversatz gegenüber der Basis bewirkende Kröpfung mit der Basis verbunden sind, wobei die Kröpfung eine Verlagerung der Laschen in Richtung zu den Energiespeichern ermöglicht, und wobei die Laschen dort vom Anschlag in axialer Erstreckungsrichtung vollständig überdeckt sind.
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Da durch die Kröpfung eine axiale Annäherung der Laschen an die Energiespeicher bewirkt wird, ohne allerdings in Kontakt mit den Energiespeichern zu gelangen, können die Laschen ihre Funktion der Radialabstützung in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Energiespeichern wahrnehmen. Dies ist von Vorteil, da ein Teil der Einflüsse, welche eine Radialverlagerung des Reibübertragungselementes bewirken können, durch die Energiespeicher bedingt sind, so dass eine Krafteinleitung von den Energiespeichern in das Reibübertragungselement ebenso wie eine Radialabstützung des Reibübertragungselementes gegen diese Krafteinleitung dicht benachbart zueinander erfolgen. Die für eine solche Krafteinleitung verantwortlichen Energiespeicher können sich einerseits unter Fliehkrafteinwirkung nach radial außen verlagern oder zumindest eine Krümmung nach radial außen erfahren, und andererseits können die Energiespeicher unter Reibungseinfluss einer unkontrollierten Verformung unterworfen sein, durch welche eine Kraft mit zumindest einer Radialkomponente auf das Reibübertragungselement ausgeübt werden kann.
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Da die Laschen des Reibübertragungselementes vom Anschlag in axialer Erstreckungsrichtung vollständig überdeckt sind, ist auch dann, wenn bei einer Ein- oder Ausrückbewegung eines Kupplungselementes der Kupplungseinrichtung eine axiale Verlagerung des Reibübertragungselementes und damit der Laschen erfolgt, jederzeit sichergestellt, dass die Laschen bei einer dieser Axialbewegung überlagerten Radialverlagerung des Reibübertragungselementes trotzdem an dem Anschlag auftreffen und somit zuverlässig ihre Funktion erfüllen können.
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Die Kröpfung bildet einen radialen Übergang zwischen der Basis des Reibübertragungselementes und den Laschen, und ist insbesondere dann, wenn das Reibübertragungselement mit einem druckabhängig schaltbaren Kupplungselement der Kupplungseinrichtung zusammenwirkt, von Vorteil, da die Laschen hierdurch näher an das Kupplungselement herangeführt werden können, das häufig in unmittelbarer Nachbarschaft zu der Dämpfungseinrichtung und damit zu den Energiespeichern angeordnet ist.
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Der Anschlag für die Laschen ist idealerweise an einer die Energiespeicher der Dämpfungseinrichtung umschließenden Energiespeicherführung vorgesehen, indem diese Energiespeicherführung an ihrer dem Reibübertragungselement zugewandten Seite zur Bildung des Anschlages für die Laschen des Reibübertragungselementes über einen in Richtung zum Reibübertragungselement weisenden Axialansatz verfügt, der zur Erzeugung einer in axialer Erstreckungsrichtung vollständigen Überdeckung mit dem Reibübertragungselement axial über dasselbe hinausragend ausgebildet ist.
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Damit auf jeden Fall sichergestellt ist, dass die Laschen des Reibübertragungselementes ohne Kontakt zu den Energiespeichern der Dämpfungseinrichtung bleiben, und somit ihre Funktion der Begrenzung einer Axialverlagerung des Reibübertragungselementes nachkommen, ohne hierbei die Entkopplungsgüte der Dämpfungseinrichtung nachteilig zu beeinflussen, ist den Laschen in Umfangsrichtung jeweils zumindest eine Energiespeicher-Ablenkung zugeordnet, die als Abkantung in von den Energiespeichern fortweisender Richtung an der jeweiligen Lasche vorgesehen ist. Diese Abkantungen sind jeweils in den Bereichen der Endwindungen der entsprechenden Energiespeicher vorgesehen, und haben die Aufgabe, dass sie, falls es wirklich einmal zu einem Kontakt von Endwindungen eines Energiespeichers mit einer der Abkantungen kommen, für eine Ableitung dieser Endwindungen fort von der jeweiligen Lasche.
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Idealerweise ist die das Reibübertragungselement aufweisende Kupplungseinrichtung in einem Gehäuse aufgenommen, vorzugsweise in einem Gehäuse eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers oder einer Nasslaufkupplung. Durch Ausbildung des Gehäuses an einer axialen Wandung mit einer ersten Ausnehmung für die Energiespeicherführung kann die letztgenannte, sofern diese Wandung die radial äußere Hülle des Gehäuses bilden, radial weiter nach außen verlagert werden, was in Umfangsrichtung für den größtmöglichen Aufnahmeraum für die Energiespeicher dient. Ergänzend oder alternativ kann durch Ausbildung des Gehäuses an einer radialen Wandung mit einer zweiten Ausnehmung dafür gesorgt werden, dass das Reibübertragungselement, insbesondere aber ein an dem Reibübertragungselement vorgesehener Reibbelag, in diese zweite Ausnehmung eindringen kann, und damit ein minimaler axialer Bauraumbedarf vorhanden ist. Mit bevorzugter Ausbildung handelt es sich bei dieser radialen Wandung um den antriebsseitigen Gehäusedeckel des Gehäuses.
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Nachfolgend ist die Kupplungseinrichtung anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigt:
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1 einen Schnitt durch ein Gehäuse eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers zur Darstellung der Kupplungseinrichtung mit dem Reibübertragungselement sowie mit einem in Abhängigkeit vom Druckgefälle schaltbaren Kupplungselement;
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2 das Reibübertragungselement als Einzelheit in Draufsicht;
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3 eine perspektivische Herauszeichnung der Ansicht W in 2;
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4 einen Schnitt entlang der Linie A-A in 2
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1 zeigt einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 1, der über ein als Antrieb 71 wirksames Gehäuse 3 mit einer Gehäuseschale 5 und einem Gehäusedeckel 7 verfügt, wobei das Gehäuse 3 um eine Zentralachse 8 drehbar ist. Die Gehäuse-schale 5 des Gehäuses 3 nimmt ein Pumpenrad 9 auf, das mit einem Turbinenrad 11 zusammenwirkt. Axial zwischen dem Pumpenrad 9 und dem Turbinenrad 11 ist ein Leitrad 13 vorgesehen, das auf einem Freilauf 17 angeordnet ist, welcher einerends durch eine Lagerung 19 und anderenends durch eine Lagerung 21 axial gesichert ist. Durch das Pumpenrad 9, das Turbinenrad 11 und das Leitrad 13 wird ein hydrodynamischer Kreis 15 gebildet.
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Während sich die Lagerung 21 axial an einer Pumpenradnabe 23 des Pumpenrades 9 abstützt, dient die Lagerung 19 des Freilaufes 17 zur axialen Anlage einer Torsionsschwingungsdämpfernabe 27 einer Dämpfungseinrichtung 25. Diese Dämpfungseinrichtung 25 wirkt in nachfolgend ausführlich erläuterter Weise mit einer Kupplungseinrichtung 62 zusammen, die über ein Reibübertragungselement 40 sowie über ein Kupplungselement 60 verfügt. Das Kupplungselement 60 ist mittels einer Axialfederung 64 mit dem Gehäusedeckel 7 drehfest, aber axial verlagerbar verbunden, und nimmt axial zwischen sich und dem Gehäusedeckel 7 eine Basis 53 des Reibübertragungselementes 40 auf, wobei diese Basis 53 beidseits mit Reibbelägen 42, 43 zur Bildung von Reibflächen 46 und 47 versehen ist. Radial außerhalb der Basis 53 geht das Reibübertragungselement 40 mittels einer Kröpfung 55 in Laschen 57 über, die zumindest im Wesentlichen parallel zum Gehäusedeckel 7 und in vorbestimmtem axialen Abstand zu radial äußeren ersten Energiespeichern 35 der Dämpfungseinrichtung 25 nach radial außen verlaufen. Bedingt durch die Kröpfung 55 dringen die Laschen 57 zumindest im Wesentlichen in den axialen Erstreckungsbereich des Kupplungselementes 60 ein, verlaufen radial aber außerhalb dieses Kupplungselementes 60.
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Wie 2 im Einzelnen zeigt, sind die Laschen 57 in Umfangsrichtung mit vorbestimmten Abständen zueinander am Reibübertragungselement 40 vorgesehen. Die Laschen 57 verfügen jeweils an ihren umfangsseitigen Enden über Abkantungen 59, die, wie 3 zeigt, in Achsrichtung abgebogen sind. Diese Abkantungen 59 verlaufen gemäß 1 in von den radial äußeren ersten Energiespeichern 35 fortweisender Richtung, und wirken im Hinblick auf jeweils benachbarte Endwindungen der ersten Energiespeicher 35 als Energiespeicher-Ablenkungen 65, die für den Fall, dass die Endwindungen der ersten Energiespeicher 35 einmal in Kontakt mit den Laschen 57 kommen sollten, diese Endwindungen in von den Laschen 57 fortweisender Richtung abgelenkt werden, und hierdurch eine Rückführung der Energiespeicher 35 in ihre Sollposition bewirken. Zudem wirken die Energiespeicher-Ablenkungen 65 als Schutzeinrichtung, da sie durch die vorgenommene Abbiegung in Achsrichtung über jeweils eine Anschrägung 90 gegenüber dem restlichen Teil 92 der Lasche 57 verfügen, wobei die jeweilige Anschrägung 90 über eine Abrundung 94 in den restlichen Teil der Lasche 57 übergeht, und damit die Energiespeicher 35, sollte es einmal zum Kontakt mit der Lasche 57 kommen, so weit als möglich stoßfrei zurückführen kann.
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Wie 2 weiterhin zeigt, ist in Umfangsrichtung zwischen je zwei Laschen 57 jeweils ein Ansteuerelement 41 vorgesehen, das sich, wie 4 zeigt, von der Basis 53 des Reibübertragungselementes 40 aus unter einem Winkel in Richtung zu den ersten Energiespeichern 35 erstreckt. Diese Ansteuerelemente 41 dienen als Eingang 29 der Dämpfungseinrichtung 25, der über die ersten Energiespeicher 35 mit einer Energiespeicherführung 76 in Wirkverbindung steht. Diese Energiespeicherführung 76 umschließt die ersten Energiespeicher 35, und weist darüber hinaus an ihrer dem Gehäusedeckel 7 zugewandten Seite einen Axialansatz 45 auf. Dieser Axialansatz 45 dient als Anschlag 78 für die Laschen 57 des Reibübertragungselementes 40, und ist hierzu soweit in Richtung zum Gehäusedeckel 7 geführt, dass er die Laschen 57 nicht nur axial vollständig überdeckt, sondern darüber hinaus auch noch axial überragt. Die Energiespeicherführung 76 bildet gemeinsam mit einer nach radial innen greifenden, als Tilgermassenträger 38 eines über Tilgermassen 39 verfügenden Tilgersystems 37 dienenden Nabenscheibe 51 ein Zwischen-Übertragungselement 34 der Dämpfungseinrichtung 25. Die Nabenscheibe 51 stützt sich radial innen an radial inneren zweiten Energiespeichern 36 ab, die mit ihren jeweils entgegengesetzten Enden an einem Ausgang 31 der Dämpfungseinrichtung 25 angreifen, wobei der Ausgang 31 in drehfester Verbindung mit der bereits erwähnten Torsionsschwingungsdämpfernabe 27 steht. Die Torsionsdämpfernabe 27 ist als Abtrieb 75 wirksam.
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Die Torsionsschwingungsdämpfernabe 27, welche drehfest mit dem Turbinenrad 11 verbunden ist, zentriert an ihrer vom Turbinenrad 11 abgewandten Seite eine Lagerhülse 49, welche die Funktion eines Trägers für das Kupplungselement 60 der Kupplungseinrichtung 62 übernimmt. Zum Reibübertragungselement 40 ist zu ergänzen, dass die Reibbeläge 42, 43 mit in 4 durch Strichpunktierungen angedeutete Nutungen ausgebildet sind, welche einen Durchfluss von Druckmittel zwischen einem ersten Druckraum 68 und einem zweiten Druckraum 70 ermöglichen. Der erste Druckraum 68 ist axial zwischen dem Gehäusedeckel 7 und dem Kupplungselement 60 vorgesehen, und wird mittels eines ersten Kanals 72 mit Druckmittel versorgt. Der zweite Druckraum 70 befindet sich dagegen an der vom ersten Druckraum 68 abgewandten Seite des Kupplungselementes 60, und wird über einen zweiten Kanal 74 mit Druckmittel versorgt. Ein Überdruck im ersten Druckraum 68 hat eine Verlagerung des Kupplungselementes 60 in Richtung zur Dämpfungseinrichtung 25 zur Folge, während ein Überdruck im zweiten Druckraum 70 eine Bewegung des Kupplungselementes 60 in entgegengesetzter Richtung bewirkt. Im erstgenannten Fall gibt das Kupplungselement 60 das Reibübertragungselement 40 und damit die Reibflächen 46 und 47 frei, und trennt dadurch den Eingang 29 der Dämpfungseinrichtung 25 vom Gehäusedeckel 7 des Gehäuses 3. Die Kupplungseinrichtung 62 ist demnach ausgerückt. Ein Überdruck im zweiten Druckraum 70 bewirkt dagegen ein Einrücken der Kupplungseinrichtung 62, indem das Kupplungselement 60 gegen das Reibübertragungselement 40 gepresst wird, und auf diese Weise über die Reibbeläge 42 und 43 und damit über die Reibflächen 46 und 47 eine Verbindung des Eingangs 29 der Dämpfungseinrichtung 25 mit dem Gehäusedeckel 7 des Gehäuses 3 herstellt. Die Kupplungseinrichtung 62 ist dann eingerückt.
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Der Gehäusedeckel 7 verläuft im Bereich seines radialen Außenumfangs zumindest im Wesentlichen als axiale Wandung 82, die an ihrer der Dämpfungseinrichtung 25 zugewandten Seite im axialen Erstreckungsbereich der benachbarten Energiespeicherführung 76 eine erste Ausnehmung 86 aufweist. Außerdem verläuft der Gehäusedeckel 7 mit seinem radial innerhalb des radialen Außenumfangs verlaufenden Bereich zumindest im Wesentlichen als radiale Wandung 84, die an ihrer dem Reibübertragungselement 40 zugewandten Seite im radialen Erstreckungsbereich des benachbarten Reibbelages 42 eine zweite Ausnehmung 88 aufweist.
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Die Funktion des Reibübertragungselementes 40 im Hinblick auf die Laschen 57 ist derart, dass die Laschen 57 in einem ersten Betriebszustand des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1, beispielsweise bei Stillstand, gegenüber dem Axialansatz 45 der Energiespeicherführung 76 und damit gegenüber dem Anschlag 78 im Idealfall jeweils einen Spalt 80 aufweisen. Im Idealfall deshalb, weil, sofern das Reibscheibenelement 40 bei einem vor diesem Betriebszustand anliegenden Bewegungszustand des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1 eine radiale Dezentrierung erfahren haben sollte, mit einer der Laschen 57, gegebenenfalls sogar mit zwei zueinander benachbarten Laschen 57, an dem Anschlag 78 in Anlage gekommen ist. Selbstverständlich ist dann zwischen der entsprechenden Lasche 57 und dem Anschlag 78 das Spiel 80 aufgebraucht. In einem zweiten Betriebszustand des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1, beispielsweise im Bewegungszustand, können dagegen Radialkräfte auf das Reibübertragungselement 40 geleitet werden, welche für eine Dezentrierung des Reibübertragungselementes 40 sorgen. Solche Radialkräfte können über eine durch Unwucht belastete Momentenübertragung zwischen Antrieb 71 und Abtrieb 75 bedingt sein, aber auch durch fliehkraft- und/oder reibungsbedingte Radialverlagerungen der Energiespeicher 35. Dadurch bedingte Radialverlagerungen des Reibübertragungselementes 40 werden allerdings begrenzt, wenn die in Verlagerungsrichtung liegende Lasche 57 oder die in Verlagerungsrichtung liegenden Laschen 57 nach Aufbrauchen des Spiels 80 an dem Axialansatz 45 der Energiespeicherführung 76 und damit am Anschlag 78 in Anlage gelangt sind. Durch diese Begrenzung der Radialverlagerung des Reibübertragungselementes 40 können Schäden am Reibübertragungselement 40, insbesondere aber auch Schäden am Kupplungselement 60 der Kupplungseinrichtung 62 vermieden werden. Solche Schäden würden entstehen, wenn bei einer sehr starken Radialverlagerung des Reibübertragungselementes 40 dieses insbesondere im Bereich seiner Kröpfung 55 am radial äußeren Ende des Kupplungselementes 62 in Anlage käme, wo es aufgrund einer Relativbewegung in Umfangsrichtung insbesondere bei ausgerückter oder teilausgerückter Kupplungseinrichtung 62 zu erheblichem Abrieb kommen würde.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hydrodynamischer Drehmomentwandler
- 3
- Gehäuse
- 5
- Gehäuseschale
- 7
- Gehäusedeckel
- 8
- Zentralachse
- 9
- Pumpenrad
- 11
- Turbinenrad
- 13
- Leitrad
- 15
- Hydrodynamischer Kreis
- 17
- Freilauf
- 19
- Lagerung
- 21
- Lagerung
- 23
- Pumpenradnabe
- 25
- Dämpfungseinrichtung
- 27
- Torsionsschwingungsdämpfernabe
- 29
- Eingang der Dämpfungseinrichtung
- 31
- Ausgang der Dämpfungseinrichtung
- 34
- Zwischen-Übertragungselement
- 35
- Energiespeicher
- 36
- Energiespeicher
- 37
- Tilgersystem
- 38
- Tilgermassenträger
- 39
- Tilgermassen
- 40
- Reibübertragungselement
- 41
- Ansteuerelement
- 42
- Reibbelag
- 43
- Reibbelag
- 45
- Axialansatz
- 46
- Reibfläche
- 47
- Reibfläche
- 49
- Lagerhülse
- 51
- Nabenscheibe
- 53
- Basis
- 55
- Kröpfung
- 57
- Laschen
- 59
- Abkantungen
- 60
- Kupplungselement
- 62
- Kupplungseinrichtung
- 64
- Axialfederung
- 65
- Energiespeicher-Ablenkungen
- 68
- erster Druckraum
- 70
- zweiter Druckraum
- 71
- Antrieb
- 72
- erster Kanal
- 74
- zweiter Kanal
- 75
- Abtrieb
- 76
- Energiespeicherführung
- 78
- Anschlag
- 80
- Spalt
- 82
- axiale Wandung
- 84
- radiale Wandung
- 86
- erste Ausnehmung
- 88
- zweite Ausnehmung
- 90
- Anschrägung
- 92
- restlicher Teil der Lasche
- 94
- Abrundung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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