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Die Erfindung betrifft eine Mehrfach-Kupplungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine besonders kompakt ausgebildete Mehrfach-Kupplungseinrichtung bereitzustellen.
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Diese Ausgestaltung wird mittels einer Mehrfach-Kupplungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Es wurde erkannt, dass eine verbesserte Mehrfach-Kupplungseinrichtung dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Mehrfach-Kupplungseinrichtung einen ersten Lamellenträger, einen zweiten Lamellenträger, ein erstes Reibpaket und ein zweites Reibpaket aufweist. Der erste Lamellenträger ist gegenüber dem zweiten Lamellenträger um eine Drehachse verdrehbar. Der erste Lamellenträger weist einen ersten Verzahnungsabschnitt und der zweite Lamellenträger einen zweiten Verzahnungsabschnitt auf. Der erste Verzahnungsabschnitt ist ausgebildet, einen Reibpartner des ersten Reibpakets und der zweite Verzahnungsabschnitt ist ausgebildet, einen Reibpartner des zweiten Reibpakets zu tragen. Der erste Verzahnungsabschnitt ist axial beabstandet zu dem zweiten Verzahnungsabschnitt angeordnet. Der erste Verzahnungsabschnitt und der zweite Verzahnungsabschnitt sind zumindest abschnittsweise komplementär zueinander ausgebildet.
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Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Mehrfach-Kupplungseinrichtung in radialer Richtung besonders kompakt ausgebildet werden kann, da in der Montage der erste Verzahnungsabschnitt durch den zweiten Verzahnungsabschnitt geführt werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der erste Verzahnungsabschnitt einen ersten Kopfradius und der zweite Verzahnungsabschnitt einen zweiten Kopfradius auf. Der erste Kopfradius ist größer als der zweite Kopfradius.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der zweite Lamellenträger einen an den zweiten Verzahnungsabschnitt axial angrenzenden Axialabschnitt auf. Der Axialabschnitt ist axial überlappend zum ersten Verzahnungsabschnitt angeordnet. Der Axialabschnitt ist radial beabstandet zu dem ersten Verzahnungsabschnitt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist der Axialabschnitt zylinderförmig ausgebildet.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der erste Verzahnungsabschnitt eine erste Verzahnung und eine zweite Verzahnung auf. Die erste Verzahnung ist vorzugsweise als Innenverzahnung und die zweite Verzahnung vorzugsweise als Außenverzahnung ausgebildet. Der zweite Verzahnungsabschnitt weist eine dritte Verzahnung auf. Die dritte Verzahnung ist vorzugsweise als Innenverzahnung ausgebildet. Die erste Verzahnung ist ausgebildet, den Reibpartner des ersten Reibpakets und die dritte Verzahnung ist ausgebildet, den Reibpartner des zweiten Reibpakets zu tragen. Die dritte Verzahnung und die zweite Verzahnung sind derart komplementär zueinander ausgebildet, dass die dritte Verzahnung und die zweite Verzahnung temporär ineinander eingreifen.
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In einer weiteren Ausführungsform wird der erste Verzahnungsabschnitt mittels eines Tiefziehverfahrens und/oder eines Rollverfahrens hergestellt.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Mehrfach-Kupplungseinrichtung eine Eingangsseite, eine erste Ausgangsseite und eine zweite Ausgangsseite auf. Ein weiterer Reibpartner des ersten Reibpakets ist mit der Eingangsseite und ein weiterer Reibpartner des zweiten Reibpakets ist mit der Eingangsseite gekoppelt sind. Der erste Lamellenträger ist mit der ersten Ausgangsseite und der zweite Lamellenträger mit der zweiten Ausgangsseite gekoppelt.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Mehrfach-Kupplungseinrichtung wenigstens einen dritten Lamellenträger auf. Der dritte Lamellenträger ist mit der Eingangsseite gekoppelt. Der dritte Lamellenträger ist zumindest abschnittsweise axial überlappend zu dem ersten Verzahnungsabschnitt und/oder dem zweiten Verzahnungsabschnitt angeordnet.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das erste Reibpaket und das zweite Reibpaket axial versetzt zueinander und zumindest radial überlappend angeordnet.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Mehrfach-Kupplungseinrichtung als nasse Doppelkupplung oder als trockene Doppelkupplung ausgebildet.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 einen Halblängsschnitt durch eine Mehrfach-Kupplungseinrichtung;
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2 eine Schnittansicht entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch die in 1 gezeigte Mehrfach-Kupplungseinrichtung; und
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3 eine Schnittansicht entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene B-B.
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1 zeigt einen Halblängsschnitt durch eine Mehrfach-Kupplungseinrichtung 10.
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Die Mehrfach-Kupplungseinrichtung 10 ist drehbar um eine Drehachse 15 gelagert. Die Mehrfach-Kupplungseinrichtung 10 weist eine Eingangsseite 20, eine erste Ausgangsseite 25 und eine zweite Ausgangsseite 30 auf. Die Eingangsseite 20 der Mehrfach-Kupplungseinrichtung 10 kann drehmomentschlüssig mit einer Ausgangsseite eines Antriebsmotors, beispielsweise eines Hubkolbenmotors, drehmomentschlüssig verbunden werden. Die erste Ausgangsseite 25 kann drehmomentschlüssig mit einer ersten Getriebeeingangswelle einer Übersetzungseinrichtung des Antriebsstrangs und die zweite Ausgangsseite 30 drehmomentschlüssig mit einer zweiten Getriebeeingangswelle der Übersetzungseinrichtung verbunden sein.
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Die Mehrfach-Kupplungseinrichtung 10 weist einen ersten Lamellenträger 35, einen zweiten Lamellenträger 40, einen dritten Lamellenträger 45 und einen vierten Lamellenträger 50 auf. Ferner umfasst die Mehrfach-Kupplungseinrichtung 10 ein erstes Reibpaket 55, ein zweites Reibpaket 60, eine erste Betätigungseinrichtung 65 und eine zweite Betätigungseinrichtung 70. Des Weiteren umfasst die Mehrfach-Kupplungseinrichtung 10 einen Rotor 95 und ein Mitnehmerteil 100. Der Rotor 95 ist drehbar um die Drehachse 15 gelagert. Das Mitnehmerteil 100 ist drehmomentschlüssig mit dem Rotor 95 und mit der Eingangsseite 20 gekoppelt. Der dritte Lamellenträger 45 und der vierte Lamellenträger 50 sind drehmomentschlüssig mit dem Rotor 95 verbunden.
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Der erste Lamellenträger 35 weist einen ersten Radialabschnitt 75 und einen ersten Verzahnungsabschnitt 80 auf. Der erste Verzahnungsabschnitt 80 ist radial außenseitig mit dem ersten Radialabschnitt 75 verbunden. Der erste Radialabschnitt 75 erstreckt sich im Wesentlichen in radialer Richtung und ist beispielhaft scheibenförmig ausgebildet, während hingegen der erste Verzahnungsabschnitt 80 parallel zur Drehachse 15 ausgerichtet ist. Radial innenseitig ist der erste Radialabschnitt 75 mit der ersten Ausgangsseite 25 gekoppelt. Der erste Verzahnungsabschnitt 80 weist eine erste Verzahnung 85 auf. Die erste Verzahnung 85 ist an einer inneren Umfangsfläche des ersten Verzahnungsabschnitts 80 angeordnet und ist als Innenverzahnung ausgebildet. An einer äußeren Umfangsfläche weist der erste Verzahnungsabschnitt 80 eine zweite Verzahnung 90 auf. Die zweite Verzahnung 90 ist als Außenverzahnung ausgebildet. Die zweite Verzahnung 90 ist dabei korrespondierend zur ersten Verzahnung 85 ausgebildet. Der erste Verzahnungsabschnitt 80 wird vorteilhafterweise dadurch hergestellt, dass der erste Verzahnungsabschnitt 80 mittels eines Tiefziehverfahrens und/oder eines Rollverfahrens hergestellt wird. Dadurch bildet sich während der Herstellung der ersten Verzahnung 85 die zweite Verzahnung 90 an der äußeren Umfangsfläche des ersten Verzahnungsabschnitts 80 aus.
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Radial innenseitig zum ersten Verzahnungsabschnitt 80 ist der dritte Lamellenträger 45 angeordnet. Der dritte Lamellenträger 45 ist als Innenlamellenträger ausgebildet. Dabei bildet der erste Verzahnungsabschnitt 80 und der dritte Lamellenträger 45 einen ersten Ringspalt aus, wobei im ersten Ringspalt das erste Reibpaket 55 angeordnet ist.
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Das erste Reibpaket 55 weist einen ersten Reibpartner 105 und einen zweiten Reibpartner 110 auf. Der erste Reibpartner 105 ist in der Ausführungsform als belaglose Reiblamelle ausgebildet, während hingegen beispielhaft der zweite Reibpartner 110 als Belaglamelle ausgebildet ist. Alternativ wäre auch denkbar, dass der erste Reibpartner 105 als Belaglamelle und der zweite Reibpartner 110 als belaglose Reiblamelle ausgebildet ist. Der erste Reibpartner 105 ist drehmomentschlüssig und axial verschiebbar mit dem dritten Lamellenträger 45 verbunden. Der zweite Reibpartner 110 weist eine erste Außenlamellenverzahnung 115 auf. Die erste Außenlamellenverzahnung 115 ist komplementär zur ersten Verzahnung 85 des ersten Verzahnungsabschnitts 80 ausgebildet. Dabei greift die erste Außenlamellenverzahnung 115 in die erste Verzahnung 85 ein, sodass der zweite Reibpartner 110 drehmomentschlüssig und axial verschiebbar mit dem ersten Verzahnungsabschnitt 80 gekoppelt ist.
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Die erste Betätigungseinrichtung 65 ist dem ersten Reibpaket 55 zugeordnet. Die erste Betätigungseinrichtung 65 ist ausgebildet, eine in axialer Richtung wirkende erste Betätigungskraft F1 bereitzustellen. Der dritte Lamellenträger 45 stellt beispielhaft eine erste Gegenkraft FG1 auf einer zur zur ersten Betätigungseinrichtung 65 gegenüberliegenden Seite bereit. Mittels der ersten Gegenkraft FG1 und der ersten Betätigungskraft F1 werden die Reibpartner 105, 110 des ersten Reibpakets 55 gegeneinander verpresst. Dabei bilden der erste Reibpartner 105 und der zweite Reibpartner 110 einen ersten Reibschluss aus. Mittels des ersten Reibschlusses wird der erste Lamellenträger 35 drehmomentschlüssig mit dem dritten Lamellenträger 45 verbunden. Auf diese Weise ist ein Drehmoment kommend von der Eingangsseite 20 über das Mitnehmerteil 100 und den Rotor 95 über den dritten Lamellenträger 45 und das erste Reibpaket 55 an den ersten Lamellenträger 35 übertragbar. Das Drehmoment übergibt der erste Lamellenträger 35 an die erste Ausgangsseite 25.
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Der zweite Lamellenträger 40 weist einen zweiten Radialabschnitt 120, einen Axialabschnitt 125 und einen zweiten Verzahnungsabschnitt 130 auf. Der zweite Lamellenträger 40 ist vorzugsweise topfförmig ausgebildet. Dabei ist radial innenseitig der zweite Radialabschnitt 120 vorzugsweise mit der zweiten Ausgangsseite 30 drehmomentschlüssig verbunden. Radial außenseitig ist der zweite Radialabschnitt 120 mit dem Axialabschnitt 125 verbunden. In der Ausführungsform erstreckt sich der zweite Radialabschnitt 120 im Wesentlichen in radialer Richtung und ist beispielhaft scheibenförmig ausgebildet. Ferner ist der erste Radialabschnitt 75 axial zwischen dem ersten Reibpaket 55 und dem zweiten Radialabschnitt 120 angeordnet.
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Der Axialabschnitt 125 ist radial außenseitig zum ersten Verzahnungsabschnitt 80 angeordnet. Ferner überlappen axial der erste Verzahnungsabschnitt 80 und der Axialabschnitt 125. Dabei wird unter einer axialen Überlappung verstanden, dass, wenn zwei Komponenten, beispielsweise der Axialabschnitt 125 und der erste Verzahnungsabschnitt 80, in eine Ebene, in der die Drehachse 15 verläuft, in radialer Richtung projiziert werden, diese sich zumindest teilweise überdecken. In der Ausführungsform überlappen der Axialabschnitt 125 und der erste Verzahnungsabschnitt 80 sich vollständig. Der Axialabschnitt 125 ist beispielhaft zylinderförmig um die Drehachse 15 ausgebildet.
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Axial beabstandet zu dem ersten Verzahnungsabschnitt 80 ist der zweite Verzahnungsabschnitt 130 auf einer zum zweiten Radialabschnitt 120 abgewandten Seite mit dem Axialabschnitt 125 verbunden. Der zweite Verzahnungsabschnitt 130 ist dabei radial versetzt zu dem ersten Verzahnungsabschnitt 80, vorzugsweise radial außenseitig oder radial innenseitig zum ersten Verzahnungsabschnitt 80, angeordnet. Der zweite Verzahnungsabschnitt 130 weist eine dritte Verzahnung 135 auf. Die dritte Verzahnung 135 ist als Innenverzahnung ausgebildet. Die dritte Verzahnung 135 und die zweite Verzahnung 90 sind komplementär ausgebildet.
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Der zweite Verzahnungsabschnitt 130 und der vierte Lamellenträger 50 bilden einen zweiten Ringspalt aus, wobei im zweiten Ringspalt radial innenseitig zum zweiten Verzahnungsabschnitt 130 das zweite Reibpaket 60 angeordnet ist.
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Das zweite Reibpaket 60 weist einen dritten Reibpartner 140 und einen vierten Reibpartner 145 auf. Der dritte Reibpartner 140 ist als belaglose Reiblamelle beispielhaft ausgebildet. Der vierte Reibpartner 145 ist als Belaglamelle ausgebildet. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass der dritte und/oder der vierte Reibpartner 140, 145 andersartig ausgebildet sind. So kann beispielsweise auch der dritte Reibpartner 140 als Belaglamelle und der vierte Reibpartner 145 als belaglose Reiblamelle ausgebildet sein. Das zweite Reibpaket 60 ist radial innenseitig zu dem zweiten Verzahnungsabschnitt 130 und axial versetzt zum Axialabschnitt 125 und zum ersten Reibpaket 55 angeordnet. Beispielhaft ist der dritte Reibpartner 140 identisch zum ersten Reibpartner 105 ausgebildet, sodass das erste Reibpaket 55 und das zweite Reibpaket 60 zwar axial versetzt zueinander angeordnet, jedoch radial überlappend angeordnet sind. Dabei wird unter einer radialen Überlappung verstanden, dass zwei Komponenten, beispielsweise das erste Reibpaket 55 und das zweite Reibpaket 60, in eine Ebene, die senkrecht zur Drehachse 15 verläuft, in axialer Richtung projiziert werden, wobei in der Ebene sich die beiden Komponenten, beispielsweise das erste Reibpaket 55 und das zweite Reibpaket 60, zumindest abschnittsweise überdecken. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Mehrfach-Kupplungseinrichtung 10 derart ausgebildet ist, dass das zweite Reibpaket 60 radial versetzt zu dem ersten Reibpaket 55 angeordnet ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass das erste Reibpaket 55 und das zweite Reibpaket 60 axial versetzt zueinander angeordnet sind und keine axiale Überdeckung aufweisen.
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Der dritte Reibpartner 140 ist drehmomentschlüssig, aber axial verschiebbar mit dem vierten Lamellenträger 50 verbunden. Der vierte Reibpartner 145 weist eine zweite Außenlamellenverzahnung 150 auf. Die zweite Außenlamellenverzahnung 150 ist komplementär zu der dritten Verzahnung 135 ausgebildet und greift in die dritte Verzahnung 135 ein. Dadurch ist der vierte Reibpartner 145 axial verschiebbar und drehmomentschlüssig mit dem zweiten Verzahnungsabschnitt 130 verbunden.
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Die zweite Betätigungseinrichtung 70 ist dem zweiten Reibpaket 60 zugeordnet. Die zweite Betätigungseinrichtung 70 stellt schaltbar eine zweite Betätigungskraft F2 auf, die in der Ausführungsform beispielhaft in axialer Richtung gerichtet ist. Beispielhaft ist das zweite Reibpaket 60 axial zwischen dem Mitnehmerteil 100 und der zweiten Betätigungseinrichtung 70 angeordnet. Das Mitnehmerteil 100 ist axial fest und drehbar um die Drehachse 15 angeordnet und stellt eine zweite Gegenkraft FG2, die gegen die zweite Betätigungskraft F2 gerichtet ist, bereit. Mittels der zweiten Gegenkraft FG2 und der zweiten Betätigungskraft F2 werden der dritte und vierte Reibpartner 140, 145 axial aneinandergepresst, sodass der dritte und vierte Reibpartner 140, 145 einen zweiten Reibschluss ausbilden. Mittels des zweiten Reibschlusses wird der zweite Lamellenträger 40 drehmomentschlüssig mit dem vierten Lamellenträger 50 verbunden. Auf diese Weise kann ein Drehmoment, kommend von der Eingangsseite 20, über das Mitnehmerteil 100 und den Rotor 95 an den vierten Lamellenträger 50 übertragen werden. Über das zweite Reibpaket 60 wird das Drehmoment an den zweiten Lamellenträger 40 übertragen, der das Drehmoment an der zweiten Ausgangsseite 30 weiterleitet. Die zweite Ausgangsseite 30 übergibt das Drehmoment der zweiten Getriebeeingangswelle.
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2 zeigt eine Schnittansicht entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene A-A.
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Durch die komplementäre Ausgestaltung der dritten Verzahnung 135 zu der zweiten Verzahnung 90 weisen die zweite Verzahnung 90 und die dritte Verzahnung 135 eine identische Zahnradteilung auf. Die zweite Verzahnung 90 weist einen Kopfradius rK2 auf. Der Kopfradius rK2 der zweiten Verzahnung 90 ist dabei eine maximale Erstreckung der zweiten Verzahnung 90 zu der Drehachse 15. Die dritte Verzahnung 135 weist einen Kopfradius rK3 auf. Dabei ist der Kopfradius rK3 der dritten Verzahnung 135 ein geringsten Abstand der dritten Verzahnung 135 zu der Drehachse 15 aus. Der Kopfradius rK3 der dritten Verzahnung 135 ist dabei kleiner als der Kopfradius rK2 der zweiten Verzahnung 90.
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3 zeigt eine Schnittansicht entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene B-B durch die in 1 gezeigte Mehrfach-Kupplungseinrichtung 10. Der erste Verzahnungsabschnitt 80 ist radial innenseitig zu einer inneren Umfangsfläche 155 des Axialabschnitts 125 angeordnet. Dabei ist die zweite Verzahnung 90 in radialer Richtung beabstandet zu der inneren Umfangsfläche 155 angeordnet und weist keinen Berührkontakt auf. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass im Betrieb der Mehrfach-Kupplungseinrichtung 10 der zweite Lamellenträger 40 relativ gegenüber dem ersten Lamellenträger 35 um die Drehachse 15 verdrehbar ist.
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Durch die in den 1 bis 3 beschriebene Ausgestaltung der Mehrfach-Kupplungseinrichtung 10 kann eine besonders in radiale Richtung kompakt ausgebildete Mehrfach-Kupplungseinrichtung 10 bereitgestellt werden. In der Montage der Mehrfach-Kupplungseinrichtung 10 wird dabei der erste Lamellenträger 35 durch den zweiten Lamellenträger 40 gesteckt, wobei während der Montagephase bei einer axialen Überlappung des ersten Verzahnungsabschnitts 80 mit dem zweiten Verzahnungsabschnitt 130 die dritte Verzahnung 135 und die zweite Verzahnung 90 ineinander eingreifen. Durch das Vorsehen des Axialabschnitts 125 und die axial beabstandete Anordnung der Verzahnungsabschnitte 80, 130 zueinander wird sichergestellt, das in endmontiertem Zustand der Mehrfach-Kupplungseinrichtung 10 der erste Lamellenträger 35 relativ gegenüber dem zweiten Lamellenträger 40 frei drehbar ist und die dritte Verzahnung 135 keinen Eingriff in die zweite Verzahnung 90 aufweist. Dabei stellt der Axialabschnitt 125 hinreichend Bauraumbedarf für den ersten Verzahnungsabschnitt 80 bereit.
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Durch die komplementäre Ausgestaltung der dritten Verzahnung 135 zu der zweiten Verzahnung 90 kann dabei der zweite Verzahnungsabschnitt 130 besonders weit radial innenseitig angeordnet werden, sodass die Mehrfach-Kupplungseinrichtung 10 in radialer Richtung besonders kompakt ausgebildet ist.
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In der Ausführungsform ist der erste und/oder der zweite Lamellenträger 35, 40 mit der Getriebeeingangswelle drehmomentschlüssig gekoppelt. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass nur einer der beiden Lamellenträger 35, 40 mit der Ausgangsseite 25, 30 und der andere Lamellenträger 35, 40 mit der Eingangsseite 20 gekoppelt ist. Auch ist denkbar, dass der erste und/oder zweite Lamellenträger 35, 40 als Innenlamellenträger ausgebildet sind und radial innenseitig zum Reibpaket 55, 60 angeordnet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Mehrfach-Kupplungseinrichtung
- 15
- Drehachse
- 20
- Eingangsseite
- 25
- erste Ausgangsseite
- 30
- zweite Ausgangsseite
- 35
- erster Lamellenträger
- 40
- zweiter Lamellenträger
- 45
- dritter Lamellenträger
- 50
- vierter Lamellenträger
- 55
- erstes Reibpaket
- 60
- zweites Reibpaket
- 65
- erste Betätigungseinrichtung
- 70
- zweite Betätigungseinrichtung
- 75
- erster Radialabschnitt
- 80
- erster Verzahnungsabschnitt
- 85
- erste Verzahnung
- 90
- zweite Verzahnung
- 95
- Rotor
- 100
- Mitnehmerteil
- 105
- erster Reibpartner
- 110
- zweiter Reibpartner
- 115
- erste Außenlamellenverzahnung
- 120
- zweiter Radialabschnitt
- 125
- Axialabschnitt
- 130
- zweiter Verzahnungsabschnitt
- 135
- dritte Verzahnung
- 140
- dritter Reibpartner
- 145
- vierter Reibpartner
- 150
- zweite Außenlamellenverzahnung
- 155
- innere Umfangsfläche (des Axialabschnitts)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012209952 A1 [0002]
