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Die Erfindung betrifft ein Ausrücklager für eine Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Innenring, mit einem diesen koaxial umgreifenden Außenring sowie mit mehreren zwischen einer Innenringlaufbahn und einer Außenringlaufbahn angeordneten, käfiggeführten kugelförmigen Wälzkörpern, bei dem der Innenring mit einer Betätigungseinrichtung zum Ein- und Ausrücken der Kupplung zusammenwirkt, bei dem am Außenring ein mit einem Kunststoffmaterial gebildeter Anlaufring befestigt ist, bei dem ein radial einwärts gerichteter, ringförmiger Kontaktflansch des Anlaufrings an einem radial einwärts gerichteten Stirnflansch des Außenrings axial anliegt, und bei dem der Anlaufring an Federzungen einer Kupplungsfeder axial anliegt.
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In Kraftfahrzeugen dienen Kupplungen zur temporären Unterbrechung des Kraftflusses zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe, wenn beispielsweise das Übersetzungsverhältnis des Getriebes an einen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs anzupassen ist.
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Aus der
DE 10 2004 034 439 A1 ist ein gattungsgemäßes Kupplungsausrücklager bekannt. Dieses Ausrücklager umfasst ein Wälzlager, welches einen drehstarren Innenring und einen drehbaren Außenring aufweist. Der Außenring ist mit einem Anlaufring fest verbunden, welcher mit Federzungen einer als Tellerfeder ausgestalteten Kupplungsfeder zusammenwirken kann. Gemäß einer Ausführungsform ist der Anlaufring durch ein vorgefertigtes Formteil aus Kunststoff gebildet. Der Anlaufring weist eine radial auswärts gerichtete Dopplung auf, deren Außendurchmesser größer oder gleich einem Bunddurchmesser des Außenrings ist. Die Befestigung des Anlaufrings auf dem Außenring erfolgt unter anderem mittels einer ringförmigen Dichtkappe, deren kupplungsnaher Endbereich bei einer Ausführungsform in eine Nut in einem abgestellten Axialsteg des Anlaufrings eingreift. Um ein Verdrehen des Anlaufrings in Bezug zum Außenring zu verhindern, sind an einem Innendurchmesser des Anlaufrings mehrere axial abgewinkelte Arretiernasen ausgebildet, die in komplementäre Aussparungen an einem Innendurchmesser des Außenrings eingreifen. Somit kann das Ausrücklager unter Beibehaltung der wesentlichen konstruktiven Komponenten allein durch die Auswahl und das Anbringen eines Anlaufrings mit einem anwendungsgerechten Dopplungsdurchmesser für die Betätigung von Kupplungen mit unterschiedlichen Druckdurchmessern beziehungsweise Tellerfedergeometrien eingesetzt werden.
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Von Nachteil bei diesem bekannten Kupplungsausrücklager ist unter anderem, dass sich die Dichtkappe nicht über die volle axiale Baulänge des Anlaufrings hinweg erstreckt und eine zusätzliche Befestigung des Anlaufrings im Bereich der erwähnten zentrischen Außenringbohrung vorgesehen ist, die vor allem radial innen zu einer Reduzierung der für die Federzungen einer Kupplungsfeder zur Verfügung stehenden Kontaktfläche führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein abgedichtetes Ausrücklager für eine Reibungskupplung mit einer an dem Außenring befestigten Anlaufscheibe vorzustellen, welche vor allem radial innen eine vergleichsweise große Kontaktfläche für die Anlage der Federzungen der Kupplungsfeder aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Ausrücklager für eine Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs gelöst, welches einen Innenring, einen diesen koaxial umgreifenden Außenring sowie mehrere zwischen einer Innenringlaufbahn und einer Außenringlaufbahn angeordnete, käfiggeführte kugelförmige Wälzkörper aufweist, bei dem der Innenring mit einer Betätigungseinrichtung zum Ein- und Ausrücken der Kupplung zusammenwirkt, bei dem am Außenring ein mit einem Kunststoffmaterial gebildeter Anlaufring befestigt ist, bei dem ein radial einwärts gerichteter, ringförmiger Kontaktflansch des Anlaufrings an einem radial einwärts gerichteten Stirnflansch des Außenrings axial anliegt, und bei dem der Anlaufring an Federzungen einer Kupplungsfeder axial anliegt. Gemäß der Erfindung ist bei diesem Ausrücklager vorgesehen, dass ein senkrecht zum Kontaktflansch des Anlaufrings verlaufender Führungsabschnitt des Anlaufrings radial bündig und axialspaltfrei radial außen in einem durchmesserkleineren Außenringabschnitt aufgenommen ist, dass der Anlaufring mittels einer Fixierhülse an dem Außenring befestigt ist, dass die Fixierhülse einen radial einwärts gerichteten ersten Halteflansch, einen Mittelabschnitt sowie einen zweiten Halteflansch aufweist, dass die Fixierhülse mit deren ersten Halteflansch bündig in einer stirnseitigen Ringnut des Kontaktflansches angeordnet ist, dass der Mittelabschnitt der Fixierhülse an dem Führungsabschnitt des Anlaufrings sowie an einem durchmessergrößeren Außenringabschnitt anliegt, und dass deren radial einwärts gerichteter zweiter Halteflansch an einem Axialendabschnitt des Außenrings anliegt, wobei der zweite Halteflansch einen Dichtabschnitt mit mindestens einer Umfangssicke aufweist oder der zweite Halteflansch mit einer an einem Axialendabschnitt des Innenrings anliegenden Dichtlippe versehen ist.
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Bei dieser Konstruktion erfolgt die Befestigung des Anlaufrings am Außenring des Ausrücklagers allein mittels der erwähnten Fixierhülse, welche zugleich einen Teil einer Abdichtungsfunktion für das Ausrücklager erfüllt, wobei keine zusätzliche mechanische und den Einbauraum begrenzende Anbindung des Anlaufrings radial innen im Bereich der zentrischen Außenringbohrung notwendig ist. Hierdurch kann der Anlaufring weiter nach radial innen verlängert ausgebildet sein, so dass für die Federzungen der Tellerfeder radial innen eine vergrößerte Anlagefläche bereit gestellt ist.
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Die Fixierhülse kann aus einem geeigneten, tiefziehfähigen beziehungsweise umformbaren Stahl oder aus einem Elastomer gebildet sein. Der Anlaufring selbst ist durchgehend beispielsweise aus einem gegebenenfalls faserarmierten, mechanisch möglichst hochbelastbaren Kunststoff, wie etwa Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyetheretherketon (PEEK), Polyamid (PA) oder dergleichen gefertigt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der erste, kupplungsseitige Halteflansch und der Mittelabschnitt der Fixierhülse rechtwinklig oder mittels eines Bogenabschnitts einstückig miteinander verbunden sind. Durch die Krümmung ist im Fall einer mit einem metallischen Material gebildeten Fixierhülse ein geringerer Umformgrad notwendig. Eine rechtwinklige Ausgestaltung gewährleistet hingegen unter Inkaufnahme höherer Kerbspannungen eine zuverlässigere Befestigung des Anlaufrings auf dem Außenring des Ausrücklagers.
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Bei einer anderen günstigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Radius einer zentrischen Anlaufringbohrung im Anlaufring kleiner oder gleich groß ist wie der Radius einer zentrischen Außenringbohrung im Außenring. Hierdurch ergibt sich eine zusätzliche Abdichtungswirkung, da der vergrößerte Kontaktflansch des Anlaufrings im Zusammenspiel mit dem Dichtprofil nach Art einer Labyrinthdichtung wirkt.
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Schließlich kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen sein, dass an einem radial einwärts gerichteten, ringförmigen Innenringflansch ein Dichtprofil mit einer Z-förmigen Querschnittsgeometrie angeordnet ist, wobei der Innenringflansch und das Dichtprofil innerhalb einer ringförmigen und nach radial außen offenen Befestigungsnut der Betätigungseinheit aufgenommen und mittels eines Sicherungselements darin festgelegt sind. Hierdurch ist eine effektive kupplungsseitige Abdichtung des Ausrücklagers gegenüber dem Eindringen von Fremdpartikeln und/oder Flüssigkeiten gegeben, wobei zugleich eine zuverlässige radiale und axiale mechanische Kopplung zwischen dem Innenring des Ausrücklagers und der Betätigungseinheit sicher gestellt ist.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit drei Ausführungsbeispielen beigefügt. In der Zeichnung zeigt
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1 einen Teillängsschnitt durch ein Ausrücklager gemäß der Erfindung mit einem mittels einer abgewinkelten Fixierhülse befestigten Anlaufring,
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2 einen Teillängsschnitt durch ein Ausrücklager wie in 1, jedoch mit einer kupplungsseitig gerundeten Fixierhülse, und
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3 einen Teillängsschnitt durch ein Ausrücklager wie in 1 mit einer Fixierhülse, an welche eine Dichtlippe angesetzt ist.
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Die 1 zeigt demnach einen Teillängsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ausrücklager 10 für eine Reibungskupplung 26, welches einen mittels einer abgewinkelten Fixierhülse 54 am drehbaren Außenring 14 des Lagers befestigten Anlaufring 30 aufweist. Das Ausrücklager 10 ist als abgedichtetes Schrägkugellager ausgeführt, mit einem drehfesten Innenring 12 und einen diesen koaxial umschließenden, drehbaren Außenring 14, wobei der Innenring 12 und der Außenring 14 rotationssymmetrisch zu einer Längsmittelachse 16 des Ausrücklagers 10 angeordnet sind. Radial zwischen einer Innenringlaufbahn 18 und einer Außenringlaufbahn 20 der Lagerringe 12, 14 sind in einem Käfig 22 geführte Wälzkörpern 24 angeordnet. Die jeweils hohlkehlartig ausgebildete Innenringlaufbahn 18 und Außenringlaufbahn 20 ermöglichen die Aufnahme und Übertragung auch von axialen Kräften.
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Das Ausrücklager 10 dient zum Ein- und Ausrücken beziehungsweise zum Ein- oder Auskuppeln einer nicht vollständig dargestellten Reibungskupplung 26, insbesondere einer Trockenscheibenreibkupplung eines Kraftfahrzeugs. Zu diesem Zweck ist der Innenring 12 mechanisch fest mit einem metallischen Betätigungselement 28 gekoppelt. Die Reibungskupplung 26 weist eine als Tellerfeder realisierte Kupplungsfeder 32 mit einer Vielzahl von radial einwärts gerichteten Federzungen auf, von denen hier lediglich eine Federzunge 34 stellvertretend für alle übrigen dargestellt ist.
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Ein radial einwärts gerichteter ringförmiger Kontaktflansch 40 des mit einem Kunststoffmaterial gebildeten Anlaufrings 30 liegt im Idealfall vollflächig an einem radial einwärts gerichteten ringförmigen Stirnflansch 42 des Außenrings 14 an. Der Stirnflansch 42 des Außenrings 14 verläuft hierbei senkrecht zur Längsmittelachse 16. Die Federzunge 34 sowie alle weiteren nicht eingezeichneten Federzungen liegen vorzugsweise unabhängig vom jeweiligen Betätigungszustand der Reibungskupplung 26 abschnittweise an einer kupplungsseitigen Stirnfläche 44 des Anlaufrings 30 an. Die Federzungen 34 können abweichend von der lediglich beispielhaft gekrümmten Gestalt auch eine geradlinige Formgebung aufweisen.
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Ein senkrecht zum Kontaktflansch 40 des Anlaufrings 30 verlaufender, näherungsweise hohlzylindrischer Führungsabschnitt 46 des Anlaufrings 30 ist bündig sowie axialspaltfrei in einem durchmesserkleineren, axial ausgerichteten Außenringabschnitt 48 aufgenommen. Zu diesem Zweck verfügt der Führungsabschnitt 46 des Anlaufrings 30 über einen von der Reibungskupplung 26 wegweisenden und geometrisch korrespondierend zu einem Konusabschnitt 50 des Außenrings 14 ausgebildeten, axial endseitigen Keilabschnitt 52. Hierdurch ist ein besonders zuverlässiger Sitz des Anlaufrings 30 auf dem durchmesserkleineren Außenringabschnitt 48 und dem Konusabschnitt 50 des Außenrings 14 gewährleistet.
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Der Anlaufring 30 ist mittels der im Wesentlichen hohlzylindrischen Fixierhülse 54 an dem Außenring 14 befestigt. Die Fixierhülse 54 weist an ihrem kupplungsseitigen axialen Ende einen radial einwärts gerichteten ersten Halteflansch 56 auf, der bündig in einer stirnseitigen Ringnut 58 des Kontaktflansches 40 der Anlaufscheibe 30 verläuft. Ein sich axial erstreckender Mittelabschnitt 60 der Fixierhülse 54 liegt an dem Führungsabschnitt 46 des Anlaufrings 30 und an einem durchmessergrößeren Außenringabschnitt 62 des Außenrings 14 an. Ein kupplungsferner zweiter Halteflansch 64 am getriebeseitigen axialen Ende der Fixierhülse 54 liegt an einem getriebeseitigen Axialendabschnitt 66 des Außenrings 14 an. An dem zweiten Halteflansch 64 ist ein Dichtabschnitt 68 mit zwei daran integral ausgeformten Umfangssicken 70, 72 ausgebildet. Der Dichtabschnitt 68 verläuft unter Schaffung eines schmalen, getriebeseitigen Ringspalts 74 radial beabstandet zum Innenring 12, wodurch eine wirkungsvolle Abdichtung des Ausrücklagers 10 gegenüber etwaig eindringenden Fremdpartikeln und/oder Flüssigkeiten gewährleistet ist. Der Ringspalt 74 bildet im Zusammenwirken mit dem Innenring 12 demnach eine Spaltdichtung.
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Der erste Halteflansch 56 und der Mittelabschnitt 60 der Fixierhülse 54 schließen hier rechtwinklig aneinander an, während eine umlaufende, kupplungsseitige Innenkante 76 des Anlaufrings 30 korrespondierend zu einer der besseren zeichnerischen Übersicht halber nicht bezeichneten umlaufenden Rundung des Außenrings 14 ausgeführt ist. Infolgedessen ist der Anlaufring 30 formschlüssig auf dem durchmesserkleineren Außenringabschnitt 48 des Außenrings 14 aufgenommen und mittels der Fixierhülse 54 sowohl radial als auch axial zuverlässig am Außenring 14 festgelegt. Die Fixierhülse 54 kann aus einem kalt umformbaren Stahl und/oder aus einem polymeren Elastomer hergestellt sein.
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An einem radial einwärts gerichteten, ringförmigen Innenringflansch 80 des Innenrings 12 des Ausrücklagers 10 ist ein Dichtprofil 82 mit einer angenähert Z-förmigen Querschnittsgeometrie befestigt. Hierbei sind der Innenringflansch 80 und das Dichtprofil 82 in einer U-förmigen, umlaufenden Befestigungsnut 84 der Betätigungseinheit 28 mittels eines Sicherungselements 86 eingeklemmt und hierdurch festgelegt. Bei dem Sicherungselement 86 handelt es sich bevorzugt um eine aus einem metallischen Material, insbesondere einem hochelastischen und hochfesten Federstahl gefertigte Tellerfeder. Durch das Dichtprofil 82 ist eine gute Abdichtungswirkung in Richtung der Reibungskupplung 26 erreicht, da zwischen einer zentrischen Außenringbohrung 88 und dem Dichtprofil 86 nur ein schmaler, kupplungsseitiger Ringspalt 90 ausgebildet.
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Zur weiteren Verbesserung der kupplungsseitigen Abdichtungswirkung des Ausrücklagers 10 gegenüber Fremdpartikeln und/oder Flüssigkeiten kann ein Radius R1 einer zentrischen Anlaufringbohrung 92, wie mit einer gestrichelten Linie angedeutet, nicht gleich sondern kleiner als ein Radius R2 der zentrischen Außenringbohrung 88 bemessen sein, so dass der Kontaktabschnitt 40 des Anlaufrings 30 den Stirnflansch 42 des Außenrings 14 radial einwärts überragt. Infolgedessen erzeugen das Dichtprofil 82, der Kontaktflansch 40 im Bereich der Anlaufringbohrung 92 sowie der Stirnflansch 42 des Außenrings 14 im Bereich der Außenringbohrung 88 zusammen die Wirkung einer Labyrinthdichtung.
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2 zeigt einen Teillängsschnitt durch ein Ausrücklager 10a, welches weitgehend identisch ausgebildet ist wie das Ausrücklager 10 gemäß 1, jedoch eine kupplungsseitig gerundete Fixierhülse hat. Das Ausrücklager 10a umfasst demnach ebenfalls den Innenring 12 und den diesen sowie die Längsachse 16 koaxial umschließenden Außenring 14, wobei zwischen dem Innenring 12 und dem Außenring 14 in dem Käfig 22 geführten Wälzkörper 24 angeordnet sind. Der Anlaufring 30 liegt auch hier an den Federzungen 34 der Kupplungsfeder 32 der Reibungskupplung 26 axial an. Als wesentlicher Unterschied zum Ausrücklager 10 gemäß 1 ist die Fixierhülse 54 kupplungsseitig nicht rechtwinklig ausgebildet, sondern zwischen dem ersten Halteflansch 56 und dem Mittelabschnitt 60 der Fixierhülse 54 ist ein gerundeter beziehungsweise gekrümmter, viertelkreisförmiger Bogenabschnitt 100 ausgebildet.
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Um eine formschlüssige Auflage der Fixierhülse 54 an dem Anlaufring 30 zu gewährleisten, ist eine umlaufende Außenkante 102 des Anlaufrings 30 geometrisch korrespondierend zu dem Bogenabschnitt 100 der Fixierhülse 54 ausgebildet, also ebenfalls abgerundet ausgeführt. Darüber hinaus ist bei dieser zweiten Ausführungsvariante kein Dichtprofil mit einer Z-förmigen Querschnittsgeometrie zur kupplungsseitigen Abdichtung des Ausrücklagers 10a vorgesehen. Vielmehr ist der Innenringflansch 80 des Innenrings 12 direkt mittels des Sicherungselements 86 in der U-förmigen Befestigungsnut 84 des Betätigungselements 28 festgelegt. Darüber hinaus sind die jeweiligen Radien R1, R2 der Anlaufringbohrung 92 und der Außenringbohrung 88 gleich groß.
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Um dennoch eine ausreichende kupplungsseitige Abdichtungswirkung zu erzielen, ist die radiale Länge L des Dichtungselements 86 zur Verringerung des wirksamen Öffnungsquerschnitts des Ringspalts 90 im Vergleich zu dem Ausrücklager gemäß 1 stark vergrößert. Der kupplungsferne Dichtabschnitt 68 der Fixierhülse 54 unter Einschluss der beiden Umfangssicken 70, 72 und des getriebeseitigen Ringspalts 74 zur Gewährleistung der getriebeseitigen Abdichtung ist, wie das ganze Ausrücklager 10a im Übrigen auch, konstruktiv identisch wie das gemäß der 1 ausgeführt.
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3 zeigt einen Teillängsschnitt einer dritten Variante eines Ausrücklagers 10b mit den Merkmalen der Erfindung. Der konstruktive Aufbau dieses Ausrücklagers 10b mit dem Innenring 12 und einem Außenring 14, den in dem Käfig 22 geführten Wälzkörpern 24, und mit dem mittels der rechtwinkligen Fixierhülse 54 auf dem Außenring 14 befestigten Anlaufring 30, an welchem die Federzungen 34 der Kupplungsfeder 32 der Reibungskupplung 26 anliegen, entspricht sehr weitgehend dem in 1 dargestellten Aufbau des dortigen Ausrücklagers 10. So ist wiederum das kupplungsseitige Z-förmige Dichtprofil 82 mittels des Sicherungselements 86 in der Befestigungsnut 84 des Betätigungselements 28 zum Ein- und Ausrücken der Reibungskupplung 26 befestigt, und das Ausrücklager 10b ist rotationssymmetrisch zu dessen Längsmittelachse 16 aufgebaut.
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Im Unterschied zu der in 1 gezeigten Ausführungsvariante ist an dem kupplungsfernen Dichtabschnitt 68 der Fixierhülse 54 anstelle der beiden Umfangssicken eine Dichtlippe 110 angeordnet, deren zwei Dichtkanten 112, 114 an einem abschnittsweise geneigt ausgeführten, getriebeseitigen Axialendabschnitt 116 des Innenrings 12 spaltfrei anliegen und eine weiter optimierte, getriebeseitige Abdichtung des Ausrücklagers 10b ermöglichen. Die Dichtlippe 110 verfügt zur form- und pressschlüssigen Befestigung derselben an einem Ringwulst 118 des zweiten Halteflansches 64 der Fixierhülse 54 über eine hinterschnittene Ringnut 120. Zusätzlich kann die Dichtlippe 110 mit dem Ringwulst 118 verklebt oder auf diese aufvulkanisiert sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Ausrücklager (erste Ausführungsform)
- 10a
- Ausrücklager (zweite Ausführungsform)
- 10b
- Ausrücklager (dritte Ausführungsform)
- 12
- Innenring
- 14
- Außenring
- 16
- Längsmittelachse
- 18
- Innenringlaufbahn
- 20
- Außenringlaufbahn
- 22
- Käfig
- 24
- Wälzkörper
- 26
- Reibungskupplung
- 28
- Betätigungselement
- 30
- Anlaufring
- 32
- Kupplungsfeder
- 34
- Federzunge der Kupplungsfeder
- 40
- Kontaktflansch des Anlaufrings
- 42
- Stirnflansch des Außenrings
- 44
- Stirnfläche am Kontaktflansch des Anlaufrings
- 46
- Führungsabschnitt des Anlaufrings
- 48
- Durchmesserkleinerer Außenringabschnitt
- 50
- Konusabschnitt des Außenrings
- 52
- Keilabschnitt des Anlaufrings
- 54
- Fixierhülse
- 56
- Erster Halteflansch der Fixierhülse
- 58
- Ringnut am Kontaktflansch des Anlaufrings
- 60
- Mittelabschnitt der Fixierhülse
- 62
- Durchmessergrößerer Außenringabschnitt
- 64
- Zweiter Halteflansch der Fixierhülse
- 66
- Getriebeseitiger Axialendabschnitt des Außenrings
- 68
- Dichtabschnitt am zweiten Halteflansch
- 70
- Erste Umfangssicke an der Fixierhülse
- 72
- Zweite Umfangssicke an der Fixierhülse
- 74
- Getriebeseitiger Ringspalt
- 76
- Gerundete Innenkante der Anlaufscheibe
- 80
- Innenringflansch
- 82
- Dichtprofil
- 84
- Befestigungsnut
- 86
- Sicherungselement
- 88
- Außenringbohrung
- 90
- Kupplungsseitiger Ringspalt
- 92
- Anlaufringbohrung
- 100
- Bogenabschnitt der Fixierhülse
- 102
- Außenkante des Anlaufrings
- 110
- Dichtlippe
- 112
- Erste Dichtkante der Dichtlippe
- 114
- Zweite Dichtkante der Dichtlippe
- 116
- Getriebeseitiger Axialendabschnitt des Innenrings
- 118
- Ringwulst am zweiten Halteflansch der Fixierhülse
- 120
- Ringnut der Dichtlippe
- L
- Radiale Länge des Sicherungselements
- R1
- Radius der Anlaufringbohrung
- R2
- Radius der Außenringbohrung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004034439 A1 [0003]
