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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsausrücklageranordnung umfassend ein Kupplungsausrücklager mit einem Außenring mit einer Außenringlaufbahn, mit einem Innenring mit einer Innenringlaufbahn, sowie mit zwischen dem Außenring und dem Innenring wälzend gelagert und mittels einem Käfig beabstandet gehalten angeordneten Wälzkörpern. Ferner umfasst die Erfindung eine Getriebeanordnung umfassend eine Getriebeeinheit, eine Kupplung, eine Kupplungsausrücklageranordnung mit einem Kupplungsausrücklager, eine Ausrückeinheit sowie ein der Ausrückeinheit zugeordnetes Stützlager.
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An der Schnittstelle zwischen Motor und Getriebe lassen Kupplungssysteme den Gangwechsel schnell, sicher und definiert ablaufen. Kupplungen mit automatischem Verschleißausgleich, optimal auf den Antriebsstrang abgestimmte Torsionsdämpfer sowie verschleißarme und rupfunempfindliche Reibbeläge vereinen Komfort und Robustheit für Anwendungen aller Drehmomentklassen.
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Das Ausrücklager ist das Verbindungsglied zwischen der rotierenden Kupplungsdruckplatte auf der Motorseite und dem feststehenden Ausrückmechanismus auf der Getriebeseite.
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Um die Ausrückkräfte auf die Kupplungsdruckplatte zu übertragen, werden Druckkugellager verwendet. Heutige Ausrücklager sind zumeist mit einem radial beweglichen Anlaufring ausgestattet und werden über eine Hülse getriebeseitig exakt geführt. Dadurch wird in jedem Betriebszustand die optimale zentrische Position zu den Tellerfederspitzen der Kupplung erreicht. Somit wird der Verschleiß der Bauteile minimiert.
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Es Aufgabe der Erfindung eine Kupplungsausrücklageranordnung sowie eine Getriebeanordnung bereitzustellen, die im Hinblick auf ihre Schmierungseigenschaften verbessert ist. Insbesondere soll ein Kupplungsausrücklager in einer Einbausituation, in der das Kupplungsausrücklager eng benachbart zu einem Stützlager angeordnet ist und in der beide über einen gemeinsamen Schmierölkanal versorgt werden, mit Blick auf die Schmierungseigenschaften verbessert werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kupplungsausrücklageranordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6. Eine erfindungsgemäße Kupplungsausrücklageranordnung umfasst ein Kupplungsausrücklager mit einem Außenring mit einer Außenringlaufbahn, mit einem Innenring mit einer Innenringlaufbahn, sowie mit zwischen dem Außenring und dem Innenring wälzend gelagert und mittels einem Käfig beabstandet gehalten angeordneten Wälzkörpern. Erfindungsgemäß weist der Innenring auf seiner der Ausrückeinheit zugekehrten Stirnseite eine Mehrzahl von umfänglich verteilt und axial randoffen ausgebildeten Ausnehmungen auf, wobei die Ausnehmungen in der lagerinneren Mantelfläche des Innenrings ausgebildet sind und sich in Richtung Drehachse erstrecken. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass auch bei Kupplungsausrücklageranordnungen, die in engen Bauraumverhältnissen montiert sind, die Schmierölversorgung weiter verbessert ist.
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Eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung umfasst eine Kupplung, eine Kupplungsausrücklageranordnung mit einem Kupplungsausrücklager, eine Ausrückeinheit sowie ein der Ausrückeinheit zugeordnetes Stützlager wobei die Kupplungsausrücklageranordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist und wobei das Kupplungsausrücklager und das Stützlager benachbart zueinander angeordnet sind und aus einem gemeinsamen Schmierölkanal zur Lagerschmierung versorgt werden.
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Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben. Unter Kupplungsausrücklageranordnung werden im Sinne der Erfindung Anordnungen verstanden, deren zentrales Bauteil ein Kupplungslager umfasst, die darüber hinaus jedoch weitere Elemente umfassen können. Als wesentliche Bauteile umfassen Kupplungsausrücklageranordnungen bzw. sogenannte Aus- oder Einrücker folgende Bauteile:
- Das Kupplungsausrücklager ist in der Regel ein Schrägkugellager mit zwei Lagerringen, die radiale Flansche aufweisen, die sich in Richtung der Drehachse des Lagers oder von dieser weg erstrecken. Der Flansch des drehenden Lagerings steht dabei mit den Federn der Kupplung in Wirkverbindung, so dass bei einer axialen Kraft auf den anderen Flansch und der dabei erzeugten axialen Verschiebung des Lagers die Kupplung entweder ausrückt bzw. öffnet oder einrückt bzw. schließt.
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Die erforderlichen axialen Kräfte werden entweder von einer einem Zentralausrücker in Form einer Hydraulik, deren Kolben am stehenden Lagerring angebunden ist, oder von einem Hebelausrücker bzw. einem sogenannten Ausrückhebel erzeugt.
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Je nach Ausbildung kann ein Gehäuse vorgesehen sein, an welchem der stehende Lagerring anliegt. Um einen Radialversatz auszugleichen, wird der stehende Lagerring von einer Tellerfeder drehfest, aber radial verschiebbar gegen eine Schulter des Gehäuses gepresst.
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In der Regel ist noch eine Anlaufscheibe aus Kunststoffmaterial gegeben, die zwischen dem Flansch des drehenden Lagerrings und den Kupplungsfedern vorgesehen ist und die mit dem Flansch verbunden ist.
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Im Falle eines Kupplungsausrücklagers ist der Innenring oder der Außenring des Ausrücklagers frei drehbar gelagert, um im Falle einer Kupplungsbetätigung mit den Tellerfedern einer Druckplatte zusammenzuwirken, gegen die er gedrückt wird, so dass die Kupplungsscheibe, die bei nicht betätigter Kupplung von den Tellerfedern der Druckplatte an die Schwungscheibe des Motors gepresst wird und für den Kraftschluss zwischen Antriebswelle und Getriebeeingangswelle sorgt, nunmehr frei dreht und der Kraftschluss zwischen Antriebswelle und Getriebeeingangswelle unterbrochen ist. Der andere Ring ist feststehend ausgebildet und bildet eine Angriffsfläche für eine Ausrückeinheit zum Betätigen der Kupplung.
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Die Wälzkörper wälzen innerhalb des Wälzlagers auf der Außenringlaufbahn des Außenrings sowie auf der Innenringlaufbahn des Innenrings ab. Hierzu muss die Oberfläche der Außenringlaufbahn bzw. der Innenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein.
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Die Wälzkörper haben abhängig von der Wälzlagerbauart die Form einer Kugel oder einer Rolle. Im Falle von Kupplungsausrücklagern sind sie zumeist als Kugeln ausgeführt. Sie wälzen sich auf den Laufbahnen des Innenrings und des Außenrings ab und haben die Aufgabe, die auf das Wälzlager wirkende Kraft vom Außenring auf den Innenring und umgekehrt zu übertragen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die Ausnehmungen als Aussparungen ausgebildet sind, derart, dass der Innenring im Bereich der Ausnehmungen in seiner axialen Länge verkürzt ist.
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Es kann somit in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass die Schmierölversorgung weiter verbessert und das Lager im Hinblick auf Gewicht weiter optimiert ist.
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Es kann des Weiteren in einer hierzu alternativen Ausführungsform vorteilhaft sein, dass die Ausnehmungen als sickenartige Vertiefungen ausgebildet sind, derart, dass sie im axialen Längsschnitt des Innenrings gesehen in einer sich nach Außen erweiternden Schräge zur Stirnfläche des Innenrings hin erstrecken, ohne den Innenring im Bereich der Ausnehmungen in seiner axialen Länge zu verkürzen.
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Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt ebenfalls darin, dass die Schmierölversorgung weiter verbessert und das Lager im Hinblick auf Gewicht weiter optimiert ist, dass insbesondere während der Rotation des Lageranordnung bzw. des Innenrings Schmieröl ins Lagerinnere gesaugt wird.
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In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass die Ausnehmungen im umfänglichen Längsschnitt des Innenrings gesehen, ein im Wesentlichen U-förmiges Querschnittsprofil aufweisen, wodurch eine besonders einfach Herstellung der Ausnehmungen etwa durch Einprägen oder Ausfräsen gewährleistet ist.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass die Ausnehmungen im Innenring Seitenwände aufweisen, die schräg zu einer Radiuslinie durch die Drehachse des Kupplungsausrücklagers verlaufen, die insbesondere in einem Winkel zwischen 40 Winkelgrad und 50 Winkelgrad zur Radiuslinie angeordnet sind.
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Mit anderen Worten soll durch die Erfindung, das zur Verfügung gestellte Öl-Volumen an der Versorgungsöffnung sich auf das Kupplungsausrücklager und das benachbart angeordnete Stütz- bzw. Wellenstützlager aufteilen. Die Aufteilung erfolgt in herkömmlichen Lageranordnungen jedoch nicht hälftig, da das vom Querschnitt deutlich kleinere Kupplungsausrücklager einen höheren Staudruck bietet, als das größere benachbarte Stützlager. Somit besteht hier die Gefahr, dass das Kupplungsausrücklager unter Mangelschmierung läuft. Hier setzt die Erfindung an.
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Der Mangelschmierung und dem „höheren Staudruck“ des Einrücklagers soll entgegengewirkt werden, indem am Innenring eingebrachte Ausnehmungen (z.B. als Sicken oder Nuten ausgebildet) das durch die Versorgung bereitgestellte Öl „ins Lagerinnere ziehen“ bzw. dieses im Kupplungsausrücklager besser verteilen.
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Die Ausnehmungen sollen zur Mittelachse des Kupplungsausrücklagers winklig (der Einbringungswinkel öffnet sich entgegengesetzt zur Drehrichtung des Innenrings) und entgegengesetzt der Lager-Drehrichtung im Innenringschulterbereich (drehender Innenring!) eingebracht werden.
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Je nach Funktionsbedarf (Verhältnis Verteil- zu Förderfunktion) können die Ausnehmungen auch parallel zur Lagermittelachse eingebracht werden.
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Die Ausnehmungen sind hierbei in Bezug auf die Ringachse mit einem bestimmten Winkel eingebracht. Drehzahlabhängig sowie infolge der winkligen Position der Ausnehmungen und somit der schrägen Kontaktflächen zum Öl, entsteht in Kombination mit der infolge der Rotation hervorgerufenen Zentrifugalkraft, eine (auf das auf die Kontaktflächen treffende Öl) einwirkende Tangentialkraft, welche eine Beschleunigungswirkung und somit Förderwirkung auf das Öl ausübt.
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Im Falle eines erhöhten Öl-Verteilungsbedarfes können die als Nuten bzw. Aussparungen ausgebildeten Ausnehmungen auch winklig oder parallel (achs-fluchtend) und gleichzeitig durchgehend (als Fehlstellen) eingebracht sein.
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Im Falle eines erhöhten Öl-Verteilungs- und/oder Öl-Förder-Bedarfes können die als Vertiefungen bzw. Sicken (also nur teilweise ins Ring-Material eingebracht) ausgebildeten Ausnehmungen auch winklig oder parallel (achs-fluchtend) spanlos eingeprägt oder spanend gefräst werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele innerhalb des technisch machbaren frei miteinander kombiniert werden.
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Es zeigen:
- 1 eine Getriebeanordnung in einem vergrößerten Teilaxialschnitt mit Kupplungsausrücklageranordnung, Stützlager und gemeinsamem Ölversorgungskanal für Stützlager und Kupplungsausrücklager,
- 2 links ein erfindungsgemäßes Kupplungsausrücklager in einer ersten Ausführungsform, in einer perspektivischen Darstellung und rechts einen Axialhalbschnitt des Kupplungsausrücklagers,
- 3 den Innenring des in 2 gezeigten Kupplungsausrücklagers in verschiedenen perspektivischen Ansichten,
- 4 eine zweite mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kupplungsausrücklagers in einer perspektivischen Darstellung (links) und in einem Axialschnitt (rechts) und einen vergrößerten Ausschnitt aus dem rechts dargestellten Axialschnitt (Mitte), und
- 5 den Innenring der Kupplungsausrücklageranordnung gemäß 4 in einer Seitenansicht (links) und in einer Draufsicht (rechts).
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1 zeigt eine Getriebeanordnung 11 in einem vergrößerten Teilaxialschnitt mit Kupplungsausrücklageranordnung 1, Stützlager 13 und einem gemeinsamen Schmierölkanal 14. Die Getriebeanordnung 11 umfasst eine hier nicht weiter dargestellte Getriebeeinheit, eine Kupplung 12, eine Kupplungsausrücklageranordnung 1 mit einem Kupplungsausrücklager 2, eine Ausrückeinheit 9 sowie ein der Ausrückeinheit 9 zugeordnetes Stützlager 13. Die Getriebeanordnung 11 ist auf eine Antriebswelle angeordnet, die im Inneren einen in der Drehachse der Antriebswelle verlaufenden zentralen Schmierölkanal zur Schmierölversorgung verschiedener Komponenten aufweist. Von dem zentralen Schmierölkanal geht in radialer Richtung auf Höhe, zwischen Kupplung 12 und Ausrückeinheit 9 ein Radialschmierölkanal ab, der im dargestellten Beispiel sich verzweigt in einen Schmierölkanal zur Schmierung von Komponenten im Bereich der Kupplung 12 und in einen weiteren Schmierölkanal 14 zur gemeinsamen Schmierölversorgung von Stützlager 13 und Kupplungsausrücklager 2. Die erfindungsgemäße Kupplungsausrücklageranordnung 1 wird anhand der folgenden Zeichnungsfiguren nachfolgend noch im Detail erläutert werden.
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In 2 ist ein Kupplungsausrücklager 2 einmal in perspektivischer Darstellung (links) und daneben in einem Axialhalbschnitt (rechts) gezeigt. Die Kupplungsausrücklageranordnung 1 umfasst ein Kupplungsausrücklager 2 mit einem Außenring 3 mit einer Außenringlaufbahn 4, mit einem Innenring 5 mit einer Innenringlaufbahn 6, sowie mit zwischen dem Außenring 3 und dem Innenring 5 wälzend gelagert und mittels einem Käfig 7 beabstandet gehalten angeordneten Wälzkörpern 8, wobei der Innenring 5 auf seiner der Ausrückeinheit 9 zugekehrten Stirnseite eine Mehrzahl von umfänglich verteilt und axial randoffen ausgebildeten Ausnehmungen 10 aufweist. Der Außenring 3 weist einen radial nach außen weisenden Außenringflansch für den Angriff der Ausrückeinheit 9 auf, während der Innenring 5 einen ebenfalls radial nach außen weisenden als Anlaufflansch dienenden Innringflansch für den Federzungen- bzw. Kupplungskontakt aufweist. Die Ausnehmungen 10 sind in der lagerinneren Mantelfläche des Innenrings 5 ausgebildet und erstrecken sich vom Lagerinneren nach außen in Richtung Drehachse. Gemäß der rechten Axialschnittdarstellung sind die Ausnehmungen 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel als sickenartige Vertiefungen ausgebildet, derart, dass sie im axialen Längsschnitt des Innenrings 5 gesehen, sich in einer nach Außen erweiternden Schräge zur Stirnfläche des Innenrings 5 hin erstrecken. Die innere Mantelfläche des Innenrings ist dabei nicht durch die Ausnehmungen unterbrochen.
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3 zeigt den Innenring des in 2 gezeigten Kupplungsausrücklagers 2 in drei verschiedenen perspektivischen Darstellungen. Die Ausnehmungen 10 sind als sickenartige Vertiefungen ausgebildet, derart, dass sie im axialen Längsschnitt des Innenrings 5 gesehen in einer sich nach Außen erweiternden Schräge zur Stirnfläche des Innenrings 5 hin erstrecken und den Innenring im Bereich der Ausnehmungen 10 in seiner axialen Länge nicht verkürzen. Wie vorstehend bereits beschrieben, wird in diesem Ausführungsbeispiel die lagerinnere Mantelfläche des Innenrings 5 im Bereich der Ausnehmungen 10 nicht durch diese unterbrochen. Im dargestellten Ausführungsbeispielweisen die Ausnehmungen 10 im umfänglichen Längsschnitt des Innenrings 5 gesehen, ein im Wesentlichen U-förmiges Querschnittsprofil auf. Ferner weisen die Ausnehmungen 10 im Innenring 5 Seitenwände auf, die schräg zu einer Radiuslinie durch die Drehachse des Kupplungsausrücklagers 2 verlaufen, die insbesondere in einem Winkel zwischen 40 Winkelgrad und 50 Winkelgrad zur Radiuslinie angeordnet sind.
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4 zeigt die erfindungsgemäße Kupplungsausrücklageranordnung 1 bzw. ein Kupplungsausrücklager 2 einer solchen Anordnung in einer zweiten möglichen Ausführungsform in einer perspektivischen Darstellung (links), in einem Axialschnitt (rechts), und in einem vergrößerten Tailausschnitt des Axialteilschnitts (Mitte). Die Kupplungsausrücklageranordnung 1 umfasst analog zum ersten Ausführungsbeispiel in den 2 und 3 ein Kupplungsausrücklager 2 mit einem Außenring 3 mit einer Außenringlaufbahn 4, mit einem Innenring 5 mit einer Innenringlaufbahn 6, sowie mit zwischen dem Außenring 3 und dem Innenring 5 wälzend gelagert und mittels einem Käfig 7 beabstandet gehalten angeordneten Wälzkörpern 8 wobei der Innenring 5 auf seiner der Ausrückeinheit 9 zugekehrten Stirnseite eine Mehrzahl von umfänglich verteilt und axial randoffen ausgebildeten Ausnehmungen 10 aufweist. Auch hier sind die Ausnehmungen 10 in der lagerinneren Mantelfläche des Innenrings 5 ausgebildet und erstrecken sich in Richtung der Drehachse. Im Unterschied zu dem, in den 2 und 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen 10 hier als Aussparungen ausgebildet, derart, dass der Innenring 5 im Bereich der Ausnehmungen 10 in seiner axialen Länge verkürzt ist, was in allen drei Ansichten der 4 gut zu erkennen ist. Die Ausnehmungen 10 weisen, analog zum ersten Ausführungsbeispiel, im umfänglichen Längsschnitt des Innenrings 5 gesehen, ebenfalls ein im Wesentlichen U-förmiges Querschnittsprofil auf. Die Seitenwände der als Aussparung ausgestalteten Ausnehmungen 10 sind hier gerade und nicht winklig zu einer Radiuslinie ausgebildet.
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In 5 ist der Innenring der Kupplungsausrücklageranordnung 1 gemäß 4 in einer Seitenansicht (links) und in einer Draufsicht (rechts) dargestellt. Gut zu erkennen ist in diesen Ansichten noch einmal, dass die Ausnehmungen 10 im umfänglichen Längsschnitt des Innenrings 5 gesehen, ein im Wesentlichen U-förmiges Querschnittsprofil aufweisen, und dass die Ausnehmungen 10 im Innenring 5 Seitenwände aufweisen, die nicht schräg zu einer Radiuslinie durch die Drehachse des Kupplungsausrücklagers 2 verlaufen, sondern die vielmehr gerade verlaufend oder im Wesentlichen parallel zur Radiuslinie verlaufen. Ferner sind die Innenringlaufbahn 6 als auch der radial nach außen weisende Anlaufring des Innenrings gut erkennbar dargestellt.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsausrücklageranordnung
- 2
- Kupplungsausrücklager
- 3
- Außenring
- 4
- Außenringlaufbahn
- 5
- Innenring
- 6
- Innenringlaufbahn
- 7
- Käfig
- 8
- Wälzkörper
- 9
- Ausrückeinheit
- 10
- Ausnehmungen
- 11
- Getriebeanordnung
- 12
- Kupplung
- 13
- Stützlager
- 14
- Schmierölkanal
