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Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit einer Nachstelleinrichtung sowie ein Verfahren zur Verschleißnachstellung bei einer Reibungskupplung. Die Reibungskupplung ist insbesondere in Kraftfahrzeugen einsetzbar. Die Reibungskupplung umfasst zumindest ein Gehäuse und eine Anpressplatte, die gegenüber einer am Gehäuse fest angeordneten Gegenplatte unter Verspannung von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe zum Öffnen und Schließen der Reibungskupplung in der axialen Richtung durch eine Hebeleinrichtung verlagerbar ist und bei der in Abhängigkeit von einem Verschleiß der Reibbeläge durch eine Nachstelleinrichtung eine weggesteuerte Verschleißnachstellung erfolgt. Die Reibungskupplung kann als eine Einfachkupplung oder als Doppelkupplung ausgebildet sein.
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Solche Nachstelleinrichtungen zur weggesteuerten Verschleißnachstellung für Reibungskupplungen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, sind aus dem Stand der Technik zum Automobilbau bekannt, z. B. aus der
WO 2009/024128 A1 . Der Abstand einer Anpressplatte zu einer Gegendruckplatte wird im Betrieb fortwährend detektiert und, sofern ein Verschleiß der Reibbeläge der Reibungskupplung festgestellt wird, durch Nachstellung des Hubwegs reduziert.
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Der Verschleiß der Reibbeläge erzeugt einen Fehlabstand zwischen einer Idealposition einer Hebeleinrichtung (z. B. einer Tellerfeder), zur Betätigung der Anpressplatte, und der Anpressplatte. Dadurch ist die Anpressplatte nur mit erhöhter Kraft verlagerbar. Zur Vermeidung dieses Nachteils wird der Fehlabstand durch ein zwischen Hebeleinrichtung und Anpressplatte angeordnetes Rampensystem ausgeglichen. Das Rampensystem weist zumindest eine an der Anpressplatte angeordnete Rampe und zumindest eine, mit der Rampe zusammenwirkende und an einem Verstellring angeordnete Gegenrampe auf. Der Verstellring wird bei Erkennen eines Mindestmaßes an Verschleiß gegenüber der Anpressplatte gedreht, so dass die Anpressplatte, aufgrund der relativen Verlagerung der Rampe und der Gegenrampe zueinander, um den sensierten Fehlabstand hin zu der Gegenplatte verlagert wird.
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Die bekannten Reibungskupplungen umfassen zumindest ein Gehäuse und eine Anpressplatte, die gegenüber einer am Gehäuse fest angeordneten Gegenplatte unter Verspannung von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe zum Öffnen und Schließen der Reibungskupplung in der axialen Richtung durch eine Hebeleinrichtung verlagerbar ist und bei der in Abhängigkeit von einem Verschleiß der Reibbeläge durch eine Nachstelleinrichtung eine weggesteuerte Verschleißnachstellung erfolgt.
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Die Reibungskupplung kann auch Blattfedern aufweisen, wobei die Blattfedern in bekannter Weise der Hebeleinrichtung und der Verlagerung der Anpressplatte entlang der axialen Richtung entgegen wirken.
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Reibungskupplungen sind kontinuierlich zu verbessern und zu vereinfachen hinsichtlich Aufbau und Funktion.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die in dem Stand der Technik entdeckten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Reibungskupplung bereitzustellen, die einfach aufgebaut und insbesondere von einer Blattfederkraft der Blattfedern einer Reibungskupplung unabhängig ist.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
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Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung, zumindest aufweisend ein Gehäuse (Kupplungsdeckel) und eine Anpressplatte, die gegenüber einer am Gehäuse fest angeordneten Gegenplatte unter Verspannung von Reibbelägen einer Kupplungsscheibe zum Öffnen und Schließen der Reibungskupplung in der axialen Richtung durch eine Hebeleinrichtung (z. B. eine Tellerfeder) verlagerbar ist und bei der in Abhängigkeit von einem Verschleiß der Reibbeläge durch eine Nachstelleinrichtung eine weggesteuerte Verschleißnachstellung erfolgt.
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Die Nachstelleinrichtung weist eine Rampeneinrichtung, eine erste Federeinrichtung zur Erzeugung einer Vorspannung in einer Umfangsrichtung bei Betätigung der Hebeleinrichtung sowie eine durch die erste Federeinrichtung verdrehbare Ritzeleinheit auf. Die erste Federeinrichtung (z. B. eine Blattfeder oder ein Blattfederpaket) umfasst ein erstes Ende und ein zweites Ende sowie einen dazwischen angeordneten Kontakt.
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Die Rampeneinrichtung weist zumindest eine an der Anpressplatte angeordnete Rampe und einen Verstellring mit zumindest einer Gegenrampe auf. Insbesondere sind entlang der Umfangsrichtung eine Mehrzahl von Rampen und Gegenrampen vorgesehen.
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Das erste Ende der ersten Federeinrichtung ist mit einer Aufnahme (oder mit dem Gehäuse) und das zweite Ende mit einer Klinke verbunden. Der Kontakt ist über den Verstellring bei Betätigung der Hebeleinrichtung entlang der axialen Richtung verlagerbar, so dass (weil das erste Ende an der Aufnahme oder an dem Gehäuse fest angebunden ist) das zweite Ende (gegenüber dem ersten Ende) entlang der Umfangsrichtung verlagerbar ist.
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Die Ritzeleinheit weist die an dem Gehäuse anordenbare Aufnahme und eine an der Aufnahme angeordnete, sich entlang der axialen Richtung erstreckende Welle mit einem Ritzel und einem Zahnrad auf.
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Das Ritzel weist eine erste Verzahnung auf und ist über die Klinke verdrehbar. Das Zahnrad weist eine zweite Verzahnung auf und ist mit dem Ritzel drehfest über die Welle verbunden. Das Zahnrad ist über die zweite Verzahnung mit einer dritten Verzahnung an dem Verstellring verbunden.
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Die Welle ist nur in eine erste Drehrichtung drehbar. Bei Auftreten eines Verschleißes und bei Betätigung der Hebeleinrichtung ist die erste Federeinrichtung vorspannbar (durch Verlagerung des Kontakts gegenüber dem ersten Ende in der axialen Richtung) und die Klinke (über das zweite Ende) so weit in der Umfangsrichtung verlagerbar, dass die Klinke entlang der ersten Verzahnung des blockierten Ritzels in eine nächste Zahnlücke der ersten Verzahnung eingreift, so dass bei Beenden der Betätigung der Hebeleinrichtung und bei Entspannung der ersten Federeinrichtung (durch Zurückbewegen des Kontakts entlang der axialen Richtung und damit Zurückverlagerung des zweiten Endes und der Klinke entlang der Umfangsrichtung) über die Klinke das Ritzel und damit die Welle und das Zahnrad in der ersten Drehrichtung verdrehbar ist.
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Insbesondere umfasst die erste Federeinrichtung mindestens eine Blattfeder (wobei der Begriff Blattfeder immer auch ein Blattfederpaket umfassen kann). Insbesondere erstreckt sich die Blattfeder zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende zumindest entlang der Umfangsrichtung, wobei das erste Ende fest (es ist insbesondere keine relative Verlagerung zwischen dem ersten Ende und der Aufnahme oder dem Gehäuse möglich) mit dem Gehäuse oder der Aufnahme und das zweite Ende mit einer Klinke verbunden sind.
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Die mindestens eine Blattfeder erstreckt sich ausgehend von dem ersten Ende entlang der Umfangsrichtung und entlang einer axialen Richtung bis hin zu dem Kontakt und ausgehend von dem Kontakt zumindest weiter entlang der Umfangsrichtung (und ggf. zurück entlang der axialen Richtung) bis hin zum zweiten Ende.
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Auf der Welle kann eine Schlingfeder angeordnet sein. Die Schlingfeder dient hier insbesondere als Freilauf. Die Schlingfeder weist ein erstes Federende auf, das sich an der Aufnahme oder an dem Gehäuse abstützt. Ausgehend von dem ersten Federende erstreckt sich die Schlingfeder spiralförmig um die Welle. Die Schlingfeder erlaubt eine Drehung der Welle in einer ersten Drehrichtung und verhindert eine Drehung der Welle in einer zweiten Drehrichtung infolge einer über das erste Ende eingeleiteten Klemmkraft.
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Wird die Welle in der zweiten Drehrichtung mit der Schlingfeder gedreht, kann sich das erste Federende an dem Gehäuse oder der Aufnahme abstützen, so dass eine Klemmkraft der Schlingfeder gegenüber der Welle erhöht wird. Die Klemmkraft verhindert eine (weitere) Drehung der Welle in der zweiten Drehrichtung. Wird die Welle in der ersten Drehrichtung mit der Schlingfeder gedreht, stützt sich das erste Federende insbesondere auch an dem Gehäuse oder der Aufnahme ab, so dass eine Klemmkraft der Schlingfeder gegenüber der Welle verringert wird. Die Verringerung oder Aufhebung der Klemmkraft ermöglicht eine (weitere) Drehung der Welle in der ersten Drehrichtung.
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Die Welle kann über die Aufnahme an dem Gehäuse angebunden sein, wobei eine Lage der Aufnahme entlang der axialen Richtung einstellbar ist, insbesondere im Rahmen einer (Erst-)Inbetriebnahme, eines Servicevorgangs oder im Rahmen einer Wartung.
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Über die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung bzw. über die (ggf. unterschiedlichen Durchmesser von Ritzel und Zahnrad) kann eine Übersetzung gebildet werden.
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Bei Beenden der Betätigung der Hebeleinrichtung (wobei die Rampe und die Gegenrampe nicht mehr über die Hebeleinrichtung miteinander verspannt sind) kann die Gegenrampe gegenüber der Rampe entlang der Umfangsrichtung durch eine Drehung des Zahnrads und über die zweite Verzahnung und die dritte Verzahnung verdrehbar sein bzw. verdreht werden.
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Ist der detektierte Verschleiß also ausreichend groß, kann die Klinke in eine nächste Zahnlücke eingreifen und bei Beenden der Betätigung der Hebeleinrichtung aufgrund der dann erfolgenden Entspannung der ersten Federeinrichtung das Ritzel und damit die Welle und das Zahnrad verdrehen. Über die Drehung des Zahnrads wird der Verstellring in Umfangsrichtung gegenüber der Rampe der Anpressplatte verdreht.
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Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“,...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
- 1: eine Reibungskupplung in einer Seitenansicht im Schnitt;
- 2: eine erste Ausführungsvariante einer ersten Federeinrichtung der Reibungskupplung nach 1 in einer Seitenansicht entlang einer radialen Richtung;
- 3: eine zweite Ausführungsvariante einer ersten Federeinrichtung der Reibungskupplung nach 1 in einer Seitenansicht entlang einer radialen Richtung;
- 4: eine Ritzeleinheit und die erste Ausführungsvariante der ersten Federeinrichtung nach 3 in einer Draufsicht; und
- 5: eine Ritzeleinheit und die zweite Ausführungsvariante der ersten Federeinrichtung nach 4 in einer Draufsicht;
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1 zeigt eine Reibungskupplung 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. 2 zeigt eine erste Ausführungsvariante einer ersten Federeinrichtung 11 der Reibungskupplung 1 nach 1 in einer Seitenansicht entlang einer radialen Richtung 36. 3 zeigt eine zweite Ausführungsvariante einer ersten Federeinrichtung 11 der Reibungskupplung 1 nach 1 in einer Seitenansicht entlang einer radialen Richtung 36. 4 zeigt eine Ritzeleinheit 16 und die erste Ausführungsvariante der ersten Federeinrichtung 11 nach 3 in einer Draufsicht. 5 zeigt eine Ritzeleinheit 16 und die zweite Ausführungsvariante der ersten Federeinrichtung 11 nach 4 in einer Draufsicht. Die 1 bis 5 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.
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Die Reibungskupplung 1 umfasst ein Gehäuse 2 und eine Anpressplatte 3, die gegenüber einer am Gehäuse 2 fest angeordneten Gegenplatte 4 unter Verspannung von Reibbelägen 5 einer Kupplungsscheibe 6 zum Öffnen und Schließen der Reibungskupplung 1 in der axialen Richtung 7 durch eine Hebeleinrichtung 8 (hier eine Tellerfeder) verlagerbar ist und bei der in Abhängigkeit von einem Verschleiß der Reibbeläge 5 durch eine Nachstelleinrichtung 9 eine weggesteuerte Verschleißnachstellung erfolgt. Die Reibungskupplung 1 weist eine Drehachse 35 auf.
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Die Nachstelleinrichtung 9 weist eine Rampeneinrichtung 10, eine erste Federeinrichtung 11 zur Erzeugung einer Vorspannung in einer Umfangsrichtung 12 bei Betätigung der Hebeleinrichtung 8 sowie eine durch die erste Federeinrichtung 11 verdrehbare Ritzeleinheit 16 auf. Die erste Federeinrichtung 11 (hier eine Blattfeder 30) umfasst ein erstes Ende 13 und ein zweites Ende 14 sowie einen dazwischen angeordneten Kontakt 15.
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Die Rampeneinrichtung 10 weist eine an der Anpressplatte 3 angeordnete Rampe 17 und einen Verstellring 18 mit zumindest einer Gegenrampe 19 auf.
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Das erste Ende 13 der ersten Federeinrichtung 11 ist mit einer Aufnahme 20 (oder mit dem Gehäuse 2) und das zweite Ende 14 mit einer Klinke 21 verbunden. Der Kontakt 15 ist über den Verstellring 18 bei Betätigung der Hebeleinrichtung 8 entlang der axialen Richtung 7 verlagerbar, so dass (weil das erste Ende 13 an der Aufnahme 20 oder an dem Gehäuse 1 fest angebunden ist) das zweite Ende 14 (gegenüber dem ersten Ende 13) entlang der Umfangsrichtung 12 (bzw. tangential dazu) verlagerbar ist (siehe 2 bis 5).
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Die Ritzeleinheit 16 weist die an dem Gehäuse 2 anordenbare Aufnahme 20 und eine an der Aufnahme 20 angeordnete, sich entlang der axialen Richtung 7 erstreckende Welle 22 mit einem Ritzel 23 und einem Zahnrad 24 auf.
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Das Ritzel 23 weist eine erste Verzahnung 25 auf und ist über die Klinke 21 verdrehbar. Das Zahnrad 24 weist eine zweite Verzahnung 26 auf und ist mit dem Ritzel 23 drehfest über die Welle 22 verbunden. Das Zahnrad 24 ist über die zweite Verzahnung 26 mit einer dritten Verzahnung 27 an dem Verstellring 18 verbunden.
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Die Welle 21 ist nur in eine erste Drehrichtung 28 drehbar. Bei Auftreten eines Verschleißes und bei Betätigung der Hebeleinrichtung 8 (Betätigung gekennzeichnet in 2 und 3 durch Pfeile) ist die erste Federeinrichtung 11 vorspannbar (durch Verlagerung des Kontakts 15 gegenüber dem ersten Ende 13 in der axialen Richtung 7) und die Klinke 21 (über das zweite Ende 14) so weit in der Umfangsrichtung 12 verlagerbar, dass die Klinke 21 entlang der ersten Verzahnung 25 des blockierten Ritzels 23 in eine nächste Zahnlücke 29 der ersten Verzahnung 25 eingreift, so dass bei Beenden der Betätigung der Hebeleinrichtung 8 und bei Entspannung der ersten Federeinrichtung 11 (durch Zurückbewegen des Kontakts 15 entlang der axialen Richtung 7 und damit Zurückverlagerung des zweiten Endes 14 und der Klinke 21 entlang der Umfangsrichtung 12) über die Klinke 21 das Ritzel 23 und damit die Welle 21 und das Zahnrad 24 in der ersten Drehrichtung 29 verdrehbar sind.
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Die erste Federeinrichtung 11 umfasst hier eine Blattfeder 30, die sich zwischen dem ersten Ende 13 und dem zweiten Ende 14 zumindest entlang der Umfangsrichtung 12 erstreckt, wobei das erste Ende 13 fest (es ist insbesondere keine relative Verlagerung zwischen dem ersten Ende 13 und der Aufnahme 20 oder dem Gehäuse 2 möglich) mit dem Gehäuse 2 oder der Aufnahme 20 und das zweite Ende 14 mit einer Klinke 21 verbunden sind.
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Die Blattfeder 30 erstreckt sich ausgehend von dem ersten Ende 13 entlang der Umfangsrichtung 12 und entlang einer axialen Richtung 7 bis hin zu dem Kontakt 15 und ausgehend von dem Kontakt 15 zumindest weiter entlang der Umfangsrichtung 12 und gemäß 2 und 3 unterschiedlich weit zurück entlang der axialen Richtung 7 bis hin zum zweiten Ende 14.
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Auf der Welle 22 kann eine Schlingfeder 31 angeordnet sein. Die Schlingfeder 31 dient hier als Freilauf. Die Schlingfeder 31 weist ein erstes Federende 32 auf, das sich an der Aufnahme 20 abstützt. Ausgehend von dem ersten Federende 32 erstreckt sich die Schlingfeder 31 spiralförmig um die Welle 22. Die Schlingfeder 31 erlaubt eine Drehung der Welle 22 in einer ersten Drehrichtung 28 und verhindert eine Drehung der Welle 22 in einer zweiten Drehrichtung 33 infolge einer über das erste Ende 32 eingeleiteten Klemmkraft.
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Wird die Welle 22 in der zweiten Drehrichtung 33 mit der Schlingfeder 31 gedreht, kann sich das erste Federende 32 an der Aufnahme 20 abstützen, so dass eine Klemmkraft der Schlingfeder 31 gegenüber der Welle 22 erhöht wird. Die Klemmkraft verhindert eine (weitere) Drehung der Welle 22 in der zweiten Drehrichtung 33. Wird die Welle 22 in der ersten Drehrichtung 28 mit der Schlingfeder 31 gedreht, stützt sich das erste Federende 32 auch an der Aufnahme 20 ab, so dass eine Klemmkraft der Schlingfeder 31 gegenüber der Welle 22 verringert wird. Die Verringerung oder Aufhebung der Klemmkraft ermöglicht eine (weitere) Drehung der Welle 22 in der ersten Drehrichtung 28.
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Die Welle 22 ist über die Aufnahme 20 an dem Gehäuse 2 angebunden, wobei eine Lage 34 der Aufnahme 20 entlang der axialen Richtung 7 einstellbar ist, insbesondere im Rahmen einer (Erst-)Inbetriebnahme, eines Servicevorgangs oder im Rahmen einer Wartung.
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Über die erste Verzahnung 25 und die zweite Verzahnung 26 bzw. über die (ggf. unterschiedlichen Durchmesser von Ritzel 23 und Zahnrad 24) kann eine Übersetzung gebildet werden.
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Bei Beenden der Betätigung der Hebeleinrichtung 8 (wobei die Rampe 17 und die Gegenrampe 19 nicht mehr über die Hebeleinrichtung 8 miteinander verspannt sind) kann die Gegenrampe 19 gegenüber der Rampe 17 entlang der Umfangsrichtung 12 durch eine Drehung des Zahnrads 24 und über die zweite Verzahnung 26 und die dritte Verzahnung 27 verdrehbar sein bzw. verdreht werden.
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Ist der detektierte Verschleiß also ausreichend groß, kann die Klinke 21 in eine nächste Zahnlücke 29 eingreifen und bei Beenden der Betätigung der Hebeleinrichtung 8 aufgrund der dann erfolgenden Entspannung der ersten Federeinrichtung 11 das Ritzel 23 und damit die Welle 22 und das Zahnrad 24 verdrehen. Über die Drehung des Zahnrads 24 wird der Verstellring 18 in Umfangsrichtung 12 gegenüber der Rampe 17 der Anpressplatte 3 verdreht.
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2 bis 5 zeigen unterschiedliche Ausführungsvarianten der ersten Federeinrichtung 11, wobei die Blattfedern 30 und die Klinken 21 unterschiedlich ausgeführt sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reibungskupplung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Anpressplatte
- 4
- Gegenplatte
- 5
- Reibbelag
- 6
- Kupplungsscheibe
- 7
- axiale Richtung
- 8
- Hebeleinrichtung
- 9
- Nachstelleinrichtung
- 10
- Rampeneinrichtung
- 11
- erste Federeinrichtung
- 12
- Umfangsrichtung
- 13
- erstes Ende
- 14
- zweites Ende
- 15
- Kontakt
- 16
- Ritzeleinheit
- 17
- Rampe
- 18
- Verstellring
- 19
- Gegenrampe
- 20
- Aufnahme
- 21
- Klinke
- 22
- Welle
- 23
- Ritzel
- 24
- Zahnrad
- 25
- erste Verzahnung
- 26
- zweite Verzahnung
- 27
- dritte Verzahnung
- 28
- erste Drehrichtung
- 29
- Zahnlücke
- 30
- Blattfeder
- 31
- Schlingfeder
- 32
- erstes Federende
- 33
- zweite Drehrichtung
- 34
- Lage
- 35
- Drehachse
- 36
- radiale Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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