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Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Bauteile, die mittels eines Bajonett-Verschlusses lösbar miteinander verbunden sind.
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Bei Kupplungseinrichtungen gemäß dem Stand der Technik ist es üblich, zwei Bauteile über eine Schweiß-, Niet- oder Steckverbindung miteinander zu verbinden. In bestimmten Fällen, z. B. zur Wartung oder Reparatur, besteht das Bedürfnis, die beiden Bauteile zu demontieren, d.h. voneinander zu trennen. Dies ist bei einer Vielzahl der üblicherweise angewendeten Fügeverfahren nicht zerstörungsfrei möglich. Sofern die Kupplungseinrichtung demnach demontiert werden soll, muss zumeist eines der beiden Bauteile zerstört werden, so dass eine Demontage erfolgen kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Kupplungseinrichtung anzugeben, die eine zerstörungsfreie Demontage ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch eine Kupplungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Kupplungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kupplungseinrichtung ein lösbares Sicherungselement aufweist, das dazu ausgebildet ist, ein Lösen des Bajonett-Verschlusses zu blockieren, wobei das Sicherungselement durch Beulen und/oder Umschnappen aus einem Montagezustand in einen montierten Zustand überführbar ist.
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Die Erfindung beruht auf dem Prinzip des Bajonett-Verschlusses, d.h. einer formschlüssigen, mechanischen Verbindung zweier Teile in Längsrichtung, die durch Ineinanderstecken und Verdrehen formschlüssig in Eingriff gebracht werden können.
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Erfindungsgemäß ist dabei ein Sicherungselement vorgesehen, das ein selbständiges Lösen des Bajonett-Verschlusses blockiert. Demzufolge kann eine entgegen der Montagerichtung gerichtete Drehbewegung der beiden Bauteile relativ zueinander nicht durchgeführt werden, ohne vorher das Sicherungselement zu lösen. Das Sicherungselement weist einen montierten Zustand und einen Montagezustand auf. Der Montagezustand ist dabei als derjenige Zustand definiert, in den das Sicherungselement zur Montage gebracht wird. Der montierte Zustand liegt vor, wenn das Sicherungselement fertig in der Kupplungseinrichtung montiert ist und das Lösen des Bajonett-Verschlusses blockiert.
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Dadurch, dass das Sicherungselement durch Beulen und/oder Umschnappen in den Montagezustand verbracht werden kann, ist es möglich, das Sicherungselement in die Position zu bringen, in der es in der Kupplungseinrichtung montiert werden soll. Das Sicherungselement kann anschließend bevorzugt durch Kraftaufbringung in den montierten Zustand zurückgestellt werden beziehungsweise in den montierten Zustand verbracht werden. Dabei geht das Sicherungselement durch eine geometrisch nichtlineare Formänderung, vorzugsweise reversibel, vom Montagezustand in den montierten Zustand über. Durch die auf das Sicherungselement aufgebrachte Kraft schnappt beziehungsweise klappt das Sicherungselement von dem Montagezustand in den montierten Zustand um. Im Rahmen der Erfindung wird somit der an sich bekannte Effekt des Beulens oder Knicken eines geformten Bauteils genutzt, wobei die Formänderung im elastischen Bereich des vorzugsweise metallischen Werkstoffs erfolgt und vorzugsweise reversibel ist. Zum Lösen ist das Sicherungselement erneut unter Aufbringung der Kraft aus dem montierten Zustand in den Montagezustand zu bringen, so dass das Sicherungselement demontiert werden kann. Anschließend kann der Bajonett-Verschluss geöffnet und die beiden Bauteile sonach voneinander getrennt werden. Es ergibt sich somit eine lösbare Verbindung zwischen den beiden Bauteilen, die zerstörungsfrei demontiert werden kann. Daneben ist es ebenso möglich, dass einer der beiden Zustände, insbesondere der Montagezustand instabil ist, das heißt, dass der Montagezustand gegenüber dem montierten Zustand vorgespannt ist und sich das Sicherungselement bei Entfallen der Kraftaufbringung von selbst aus dem Montagezustand in den montierten Zustand zurückstellt.
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Erfindungsgemäß ist bei der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung vorgesehen, dass der Bajonett-Verschluss zumindest teilweise in einer Verzahnung eines der beiden Bauteile, mittels der sie miteinander in Anlage stehen, angeordnet ist. Der Bajonett-Verschluss ist demnach in der Verzahnung eines der Bauteile ausgebildet bzw. daran angeordnet. Über die Verzahnung stehen die beiden Bauteile miteinander in Anlage. Beispielsweise können die beiden Bauteile als Außenlamellenträger ausgebildet sein, wobei die Verzahnung des einen Außenlamellenträgers neben der Aufnahme der Außenlamellen, die ihm zugeordnet sind, auch zur Verbindung mit dem zweiten Außenlamellenträger oder einem weiteren Bauteil dient. Ebenso ist es möglich, die Mitnehmerscheibe mit dem Kupplungsgehäuse über die Verzahnung, die teilweise als Bajonett-Verschluss ausgebildet ist, zu verbinden. Selbstverständlich weist das jeweils andere Bauteil einen zu dem in der Verzahnung des anderen Bauteils angeordneten oder ausgebildeten Bajonett-Verschlussabschnitt komplementären Verschlussabschnitt auf.
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Erfindungsgemäß ist bei der Kupplungseinrichtung vorgesehen, dass die beiden Bauteile der Kupplungseinrichtung als ein erster Außenlamellenträger und ein zweiter Außenlamellenträger ausgebildet sind, die mittels des Bajonett-Verschlusses miteinander verbunden sind. Beispielsweise können bei einer radial geschachtelt aufgebauten Doppelkupplung der erste Außenlamellenträger und der zweite Außenlamellenträger axial ineinandergesteckt sein. Die beiden Außenlamellenträger sind dabei über den Bajonett-Verschluss miteinander verbunden.
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Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung kann vorsehen, dass der Bajonett-Verschluss einen in einer Verzahnung des ersten Außenlamellenträgers angeordneten ersten Verbindungsabschnitt und einen am zweiten Außenlamellenträger angeordneten zweiten Verbindungsabschnitt aufweist. Der erste Verbindungsabschnitt ist gemäß dieser Weiterbildung zumindest teilweise in der Verzahnung des ersten Außenlamellenträgers angeordnet bzw. als Teil der Verzahnung ausgebildet. Dieser kann, insbesondere in Form von Ausnehmungen, in den Zahnflanken der Verzahnung des ersten Außenlamellenträgers ausgebildet sein. Der zweite Außenlamellenträger weist dabei den zweiten Verbindungsabschnitt auf, der formschlüssig mit dem ersten Verbindungsabschnitt in Form eines Bajonett-Verschlusses verbindbar ist.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung kann darin bestehen, dass der zweite Außenlamellenträger wenigstens eine als zweiten Verbindungsabschnitt ausgebildete Ausnehmung und der erste Außenlamellenträger wenigstens einen den ersten Verbindungsabschnitt zumindest teilweise aufweisenden Eingriffsabschnitt aufweist, der in die Ausnehmung oder eine der Ausnehmungen eingreift, wobei zum Verbinden des ersten und des zweiten Außenlamellenträgers der Eingriffsabschnitt in die Ausnehmung einbringbar und die beiden Außenlamellenträger in Umfangsrichtung gegeneinander bzw. relativ zueinander verdrehbar und dadurch die beiden Verbindungsabschnitte in Wirkverbindung bringbar sind. Bei der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung kann somit vorgesehen sein, dass der wenigstens eine zweite Verbindungsabschnitt als Ausnehmung ausgebildet ist oder eine Mehrzahl von Ausnehmungen aufweist, die im zweiten Außenlamellenträger angeordnet sind. Der erste Außenlamellenträger weist dabei einen Eingriffsabschnitt oder eine Vielzahl von Eingriffsabschnitten auf, die in jeweils eine der Ausnehmungen eingreifen. Dabei ist der erste Verbindungsabschnitt an dem Eingriffsabschnitt angeordnet bzw. der Eingriffsabschnitt weist zumindest einen Teil des ersten Verbindungsabschnitt auf. Insbesondere kann der Eingriffsabschnitt bevorzugt an der Verzahnung des ersten Außenlamellenträgers angeordnet sein, so dass der Verbindungsabschnitt in die Verzahnung des ersten Außenlamellenträgers eingeformt sein kann. Beispielsweise kann dieser in Form von Durchbrechungen oder Ausnehmungen oder Eintiefungen in der Verzahnung des ersten Außenlamellenträgers ausgebildet sein.
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Zum Verbinden der beiden Außenlamellenträger wird der wenigstens eine Eingriffsabschnitt in die ihm zugeordnete Ausnehmung im zweiten Außenlamellenträger eingebracht. Anschließend können die beiden Außenlamellenträger gegeneinander verdreht werden, so dass die beiden Verbindungsabschnitte, die zum einen an dem Eingriffsabschnitt und zum anderen an der Ausnehmung ausgebildet sind, in Wirkverbindung gebracht werden. Durch die Verdrehung wird der Bajonett-Verschluss geschlossen, so dass die beiden Außenlamellenträger in Axialrichtung miteinander verbunden sind. Anschließend kann, um ein selbsttätiges Lösen des Bajonett-Verschlusses zu verhindern, das Sicherungselement eingebracht werden. Dieses verhindert die Verdrehbewegung der beiden Außenlamellenträger gegeneinander, so dass der Bajonett-Verschluss nicht geöffnet werden kann.
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Besonders bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass das Sicherungselement in Umfangsrichtung benachbart zu dem wenigstens einen Eingriffsabschnitt in die wenigstens eine Ausnehmung eingreift und ein selbstständiges Lösen der Verbindungsabschnitte verhindert. Das Sicherungselement liegt in seinem montierten Zustand demnach in Umfangsrichtung benachbart zu dem wenigstens einen Eingriffsabschnitt an und greift in die Ausnehmung des zweiten Außenlamellenträgers ein. In Umfangsrichtung liegt das Sicherungselement bevorzugt in Anlage mit der Ausnehmung, so dass eine Verdrehbewegung zwischen der Ausnehmung und dem Eingriffsabschnitt, also dem ersten und dem zweiten Außenlamellenträger relativ zueinander, verhindert wird. Der Bajonett-Verschluss bleibt demnach solange geschlossen, bis das Sicherungselement demontiert, d.h. aus der Ausnehmung im zweiten Außenlamellenträger bewegt wird und anschließend die beiden Außenlamellenträger gegeneinander verdreht werden. Die Ausnehmung greift dabei mit zumindest einem Teil ihrer Kontur, der im Wesentlichen den zweiten Verbindungsabschnitt bildet, in den ersten Verbindungsabschnitt, der in der Verzahnung des ersten Außenlamellenträgers ausgebildet ist, ein. Die beiden Verbindungsabschnitte sind dabei derart ausgebildet, dass der Eingriffsabschnitt im unverdrehten Zustand in die Ausnehmung einbringbar ist, nach dem Verdrehen jedoch eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Verbindungsabschnitten vorliegt, so dass der Eingriffsabschnitt in Axialrichtung nicht aus der Ausnehmung gezogen werden kann.
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Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung sieht dabei vor, dass die wenigstens eine Ausnehmung wenigstens einen Anschlag aufweist, mit dem der Eingriffsabschnitt im montierten Zustand in Anlage steht. Der wenigstens eine Anschlag ist dafür vorgesehen, dass der Eingriffsabschnitt in Umfangsrichtung positioniert wird. Der Anschlag kann dabei derart ausgebildet sein, dass der Eingriffsabschnitt in Umfangsrichtung und/oder in radialer Richtung positionierbar ist. Dadurch wird gewährleistet, dass die beiden Verbindungsabschnitte des Bajonett-Verschlusses stets definiert miteinander in Eingriff stehen und ein unbeabsichtigtes Lösen aufgrund von auftretenden Verformungen des Eingriffsabschnitts verhindert wird.
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Das Sicherungselement der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung kann bevorzugt wenigstens einen Positionierabschnitt aufweisen, der dazu ausgebildet ist, den Eingriffsabschnitt in radialer Richtung abzustützen. Beispielsweise kann das Sicherungselement radial innen an dem Eingriffsabschnitt anliegen und diesen von innen abstützen. Sofern der Eingriffsabschnitt radial außen von der Ausnehmung beziehungsweise ihrer Kontur abgestützt wird, kann sonach eine Verformung des Eingriffsabschnitts von beiden Seiten in radialer Richtung abgestützt werden. Derartige Verformungen können beispielsweise fliehkraftbedingt bei hohen Drehzahlen oder aufgrund einer exzentrischen Positionierung eines der beiden Außenlamellenträger auftreten. Durch das definierte Abstützen wird verhindert, dass der Eingriff der beiden Verbindungsabschnitte gelöst wird.
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Die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass das Sicherungselement als Federelement oder Tellerfeder ausgebildet ist, das aus einem ersten stabilen Zustand in einen zweiten stabilen Zustand oder aus einem stabilen entspannten Zustand in einen instabilen gespannten Zustand bringbar ist. Das als Federelement oder als Teilfeder ausgebildete Sicherungselement kann sonach elastisch nicht linear verformt werden, wobei durch das Aufbringen einer Rückstellkraft ein gespannter Zustand einnehmbar ist, der jedoch instabil ist und bei Entfall der verformenden Kraft in den stabilen, entspannten Zustand zurückstellt. Ebenso ist es möglich, dass das Sicherungselement durch Kraftaufbringung zwischen zwei stabilen Zuständen gewechselt werden kann. Das Sicherungselement weist sonach in Bezug auf die aufzubringende Kraft eine entsprechende nichtlineare Kennlinie auf. Der erste und der zweite stabile Zustand können wahlweise der Montagezustand oder der montierte Zustand sein. Im Falle eines stabilen Zustands und eines instabilen Zustands ist das Sicherungselement bevorzugt im Montagezustand im instabilen Zustand und im montierten Zustand im stabilen Zustand vor. Der montierte Zustand ist besonders bevorzugt gegenüber dem Montagezustand entspannt.
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Die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung kann insbesondere als Einfachkupplung oder als Lamellenkupplung oder als, insbesondere nasslaufende, Doppelkupplung ausgebildet sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 einen ersten Außenlamellenträger einer erfindungsgemäßen Doppelkupplung in einer perspektivischen Darstellung;
- 2 einen zweiten Außenlamellenträger einer erfindungsgemäßen Doppelkupplung in einer axialen Darstellung;
- 3 ein Sicherungselement einer erfindungsgemäßen Doppelkupplung in einer perspektivischen Darstellung; und
- 4 ein axiales Detail eines Bajonett-Verschlusses der erfindungsgemäßen Doppelkupplung.
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1 zeigt einen ersten Außenlamellenträger 1 einer nicht näher dargestellten Lamellenkupplung, beispielsweise einer Doppelkupplung. Der erste Außenlamellenträger 1 weist eine Verzahnung 2 auf, an der Außenlamellen, mit einer zu der Verzahnung 2 korrespondierenden Innenverzahnung angeordnet werden können. Ersichtlich weist der erste Außenlamellenträger 1 in Axialrichtung weisende Eingriffsabschnitte 3 auf, die von dem übrigen Außenlamellenträger 1 in Axialrichtung abstehen. Im Bereich der Eingriffsabschnitte 3 weist der erste Außenlamellenträger 1 einen ersten Verbindungsabschnitt 4 auf, der Teil eines Bajonett-Verschlusses 5 ist und dazu dient den ersten Außenlamellenträger 1 an einem zweiten Außenlamellenträger 6 (vergleiche 2) anzuordnen bzw. den ersten Außenlamellenträger 1 und den zweiten Außenlamellenträger 6 mittels des ersten Verbindungsabschnitts 4 und eines zweiten Verbindungsabschnitts 7 des Bajonett-Verschlusses 5 zu verbinden.
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Der zweite Außenlamellenträger 6 ist in 2 dargestellt. Ersichtlich weist der zweite Außenlamellenträger 6 ebenfalls eine Verzahnung 8 auf, an der dem zweiten Außenlamellenträger 6 zugeordnete Außenlamellen angeordnet werden können. Der zweite Außenlamellenträger 6 weist Ausnehmungen 9 auf, die äquidistant in Umfangsrichtung auf einer bestimmten Radialposition am zweiten Außenlamellenträger 6 angeordnet sind. Jede der Ausnehmungen 9 weist einen Teil des Verbindungsabschnitts 7 auf, der als Teil der Kontur der Ausnehmung ausgebildet ist. Die beiden Verbindungsabschnitte 4, 7 können sonach formschlüssig miteinander in Eingriff gebracht werden, so dass der Bajonett-Verschluss 5 geschlossen werden kann. Ferner weist jede der Ausnehmungen 9 einen Anschlag 10 auf, der den Eingriffsabschnitt 3, der den Ausnehmungen 9 zugeordnet ist, positioniert. Der Anschlag 10 ist dabei ebenfalls als Teil der Kontur der Ausnehmung 9, insbesondere des zweiten Verbindungsabschnitts 7, ausgebildet.
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Zum Verbinden wird der erste Außenlamellenträger 1 in den zweiten Außenlamellenträger 6 axial eingesteckt, so dass die Eingriffsabschnitte 3 in die Ausnehmungen 9 eingreifen. Durch ein Verdrehen des ersten Außenlamellenträgers 1 und des zweiten Außenlamellenträgers 6 kommen die Verbindungsabschnitte 4, 7 in Formschluss, so dass der Bajonett-Verschluss 5 geschlossen wird. Der Anschlag 10, der einen Teil des zweiten Verbindungsabschnitts 7 ausbildet, greift dabei von radial innen in den ersten Verbindungsabschnitt 4 ein. Die äußere Kontur der Ausnehmung 9, die zum zweiten Verbindungsabschnitt 7 beiträgt, greift von radial außen in den ersten Verbindungsabschnitt 4 ein. Bei geschlossenem Bajonett-Verschluss 5 ist ein axiales Trennen der Außenlamellenträger 1, 6 nicht möglich. Um ein selbstständiges Trennen des ersten Außenlamellenträgers 1 und des zweiten Außenlamellenträgers 6 zu verhindern, muss sichergestellt werden, dass diese in Umfangsrichtung nicht gegeneinander verdreht werden können. Dazu ist ein Sicherungselement 11 vorgesehen, das in 3 dargestellt ist. Das Sicherungselement 11 ist als Federelement, beispielsweise als Tellerfeder, aufgebaut und elastisch zwischen einem Montagezustand und einem montierten Zustand verstellbar.
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Das Sicherungselement 11 weist ferner Sicherungsabschnitte 12 auf, die ebenfalls in jeweils eine der Ausnehmungen 9 eingreifen und somit mit den Eingriffsabschnitten 3 in Umfangsrichtung benachbart in Anlage stehen. Im montierten Zustand des Sicherungselements 11 blockiert dieses ein Verdrehen des ersten Außenlamellenträgers 1 relativ zu dem zweiten Außenlamellenträger 6, so dass die Eingriffsabschnitte 3 relativ zu den Ausnehmungen 9 feststehen. Dadurch wird ein Lösen des ersten Verbindungsabschnitts 4 und des zweiten Verbindungsabschnitts 7 des Bajonett-Verschlusses 5 verhindert. Zusätzlich weist das Sicherungselement 11 Positionierabschnitte 13 auf, die die Eingriffsabschnitte 3 im montierten Zustand in radialer Richtung abstützen. Der erste Außenlamellenträger 1 ist somit durch die Anlage mit den seitlichen Rändern der Ausnehmung 9 in Umfangsrichtung abgestützt. Durch den Bajonett-Verschluss 5 sind die beiden Außenlamellenträger 1, 6 in Axialrichtung gegeneinander abgestützt.
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4 zeigt ein axiales Detail, in dem der erste Außenlamellenträger 1 mit dem zweiten Außenlamellenträger 6 verbunden ist. Die Eingriffsabschnitte 3 durchgreifen ersichtlich die Ausnehmungen 9, wobei in 4 der montierte Zustand gezeigt ist, d.h., dass die Verbindungsabschnitte 4, 7 des Bajonett-Verschlusses 5 miteinander in Wirkverbindung stehen. Ferner ist gezeigt, dass das Sicherungselement 11 sich im montierten Zustand befindet, also mit den Sicherungsabschnitten 12 ebenfalls in die Ausnehmungen 9 eingreift und somit in Umfangsrichtung benachbart zu dem Eingriffsabschnitt 3 mit diesem in Anlage steht. Der Sicherungsabschnitt 12 des Sicherungselements 11 steht gleichzeitig in Anlage mit den seitlichen Rändern 14 der Ausnehmungen 9. Eine Relativbewegung in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Außenlamellenträger 1 und dem zweiten Außenlamellenträger 6, insbesondere zwischen dem Eingriffsabschnitt 3 und den Ausnehmungen 9, wird somit durch das Sicherungselement 11 verhindert. Ferner ist in 4 dargestellt, dass der Positionierabschnitt 13 den Eingriffsabschnitt 3 in radialer Richtung von innen abstützt. Die Detailansicht zeigt ferner, dass der zweite Verbindungsabschnitt 7 in den ersten Verbindungsabschnitt 4 eingreift und somit eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Eingriffsabschnitt 3 des Außenlamellenträgers 1 und dem Außenlamellenträger 6 mittels des Bajonett-Verschlusses 5 hergestellt ist. Der Sicherungselement 12 des Sicherungselement 11 steht ersichtlich zum einen in Anlage mit dem Rand des Eingriffsabschnitts 3 des ersten Außenlamellenträgers 1 und mit dem Rand 14 der Ausnehmung 9 und verhindert somit, dass sich der Eingriffsabschnitt 3 durch eine Drehung nach links relativ zu der Ausnehmung 9 bewegt.
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Somit wird verhindert, dass die Verbindungsabschnitte 4, 7 ihre formschlüssige Verbindung lösen können. Zur Demontage kann das Sicherungselement 11 gelöst werden, indem es reversibel durch Beulen aus dem montierten Zustand in einen Montagezustand überführt wird, indem die Sicherungsabschnitte 12 aus den Ausnehmungen 9 bewegt werden. Das Sicherungselement 11 wird dabei elastisch verformt und aus einem stabilen ersten Zustand in einen stabilen zweiten Zustand überführt.
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Nach dem Entfernen des Sicherungselements 11 können der erste Außenlamellenträger 1 und der zweite Außenlamellenträger 6 und somit der Eingriffsabschnitt 3 und die Ausnehmungen 9 relativ zueinander verdreht werden, so dass die formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 4 und dem zweiten Verbindungsabschnitt 7 gelöst werden kann. Der zweite Verbindungabschnitt 7, insbesondere der in die Ausnehmung 9 ragende Zapfen ist dabei am Zahngrund der Verzahnung, also in der Mitte der beiden Zahnflanken, angeordnet, so dass die Eingriffsabschnitte 3 aus den Ausnehmungen 9 gezogen werden können. Dadurch ist eine zerstörungsfreie Demontage des ersten Außenlamellenträgers 1 von dem zweiten Außenlamellenträger 6 möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Außenlamellenträger
- 2
- Verzahnung
- 3
- Eingriffsabschnitt
- 4
- Verbindungsabschnitt
- 5
- Bajonett-Verschluss
- 6
- Außenlamellenträger
- 7
- Verbindungsabschnitt
- 8
- Verzahnung
- 9
- Ausnehmung
- 10
- Anschlag
- 11
- Sicherungselement
- 12
- Sicherungsabschnitt
- 13
- Positionsabschnitt
- 14
- Rand
