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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lamellenrutschkupplung und ein Verfahren zur Montage einer Lamellenrutschkupplung.
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Aus der
DE 10 2020 108 380 A1 ist eine Lamellenrutschkupplung mit einer Drehachse für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bekannt. Die Lamellenrutschkupplung weist eine Außennabe, die sich in axialer Richtung der Lamellenrutschkupplung erstreckt, und eine Innennabe auf, die in radialer Richtung der Lamellenrutschkupplung innerhalb der Außennabe und konzentrisch zur Außennabe angeordnet ist.
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Eine Mehrzahl von Außenlamellen ist drehfest an der Außennabe eingehängt. Eine Mehrzahl von Innenlamellen ist drehfest an der Innennabe eingehängt. Die Innenlamellen und die Außenlamellen sind in axialer Richtung abwechselnd angeordnet und stehen wechselseitig in Reibeingriff. Eine in axialer Richtung ortsfeste Gegendrucklamelle ist an einem axialen Ende der Lamellenrutschkupplung vorgesehen. Eine in axialer Richtung verlagerbare Drucklamelle ist an einem gegenüberliegenden axialen Ende der Lamellenrutschkupplung vorgesehen.
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Eine Tellerfeder beaufschlagt die Drucklamelle in axialer Richtung zur reibschlüssigen Klemmung der Außen- und Innenlamellen zwischen der Gegendrucklamelle und der Drucklamelle. Die Tellerfeder ist durch einen Sicherungsring in axialer Richtung ortsfest an der Außennabe abgestützt.
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Das Anbringen des Sicherungsrings hat sich als problematisch erwiesen, da gleichzeitig die Tellerfeder in einem annähernd flachen Zustand vorgespannt werden muss.
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Ferner ist aus der
DE 10 2008 052 452 A1 eine Bajonettverbindung bekannt, mit der eine Tellerfeder an einer Kupplungstrommel befestigt wird.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lamellenrutschkupplung und ein Verfahren zur Montage einer Lamellenrutschkupplung anzugeben, die eine einfache Montage der Lamellenrutschkupplung ermöglichen.
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Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine Lamellenrutschkupplung gemäß Anspruch 1, mit einer Drehachse für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Außennabe, die sich in axialer Richtung der Lamellenrutschkupplung erstreckt;
- - eine Innennabe, die in radialer Richtung der Lamellenrutschkupplung innerhalb der Außennabe und konzentrisch zur Außennabe angeordnet ist;
- - eine Mehrzahl von Außenlamellen, die drehfest an der Außennabe eingehängt ist;
- - eine Mehrzahl von Innenlamellen, die drehfest an der Innennabe eingehängt ist, wobei Innenlamellen und Außenlamellen in axialer Richtung abwechselnd angeordnet sind und wechselseitig in Reibeingriff stehen;
- - eine in axialer Richtung ortsfeste Gegendrucklamelle an einem axialen Ende der Lamellenrutschkupplung;
- - eine in axialer Richtung verlagerbare Drucklamelle an einem gegenüberliegenden axialen Ende der Lamellenrutschkupplung; und
- - eine Tellerfeder, die die Drucklamelle in axialer Richtung zur reibschlüssigen Klemmung der Außen- und Innenlamellen zwischen der Gegendrucklamelle und der Drucklamelle beaufschlagt.
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Da die Tellerfeder mittels einer Bajonettverbindung an der Außennabe befestigt ist, kann auf den separaten Sicherungsring verzichtet werden, wodurch sich die Montage der Lamellenrutschkupplung vereinfacht.
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Vorzugsweise ist die Tellerfeder über ihren Außenumfang mittels der Bajonettverbindung an einem Innenumfang der Außennabe befestigt. Hierdurch vereinfacht sich die Montage der Lamellenrutschkupplung weiter.
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Es ist von Vorteil, wenn die Außennabe in ihrem Innenumfang in Umfangsrichtung der Lamellenrutschkupplung verteilt angeordnete, in radialer Richtung nach innen vorspringende Zähne aufweist, wenn die Tellerfeder in ihrem Außenumfang in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, in radialer Richtung nach außen vorspringende Zähne aufweist, und wenn zur Ausbildung der Bajonettverbindung die nach innen und nach außen vorspringenden Zähne in Überlappung bringbar sind. Hierdurch vereinfacht sich die Montage der Lamellenrutschkupplung weiter.
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Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Außenlamellen in ihrem Außenumfang in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, in radialer Richtung nach außen vorspringende Zähne aufweisen, deren Teilung der Teilung der nach außen vorspringenden Zähne der Tellerfeder entspricht. Hierdurch vereinfacht sich die Montage der Lamellenrutschkupplung weiter.
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Vorzugsweise weist die Bajonettverbindung eine im Innenumfang der Außennabe verlaufende, die nach innen vorspringenden Zähne schneidende, Ringnut auf, in die die nach außen vorspringenden Zähne der Tellerfeder eindrehbar sind. Hierdurch vereinfacht sich die Montage der Lamellenrutschkupplung weiter.
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Die Tellerfeder weist in ihrem Innenumfang zumindest einen in radialer Richtung nach innen vorspringenden Zahn auf, der als Verdrehsicherung in eine entsprechende Aussparung der Drucklamelle eingreift. Hierdurch vereinfacht sich die Montage der Lamellenrutschkupplung weiter.
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Vorzugsweise ist die Gegendrucklamelle in axialer Richtung ortsfest, und vorzugsweise drehfest, an der Außennabe abgestützt. Hierdurch vereinfacht sich die Montage der Lamellenrutschkupplung weiter.
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Es ist von Vorteil, wenn die Außennabe eine Außenverzahnung aufweist und als Innenflansch eines Torsionsschwingungsdämpfers ausgebildet ist, und wenn die Innennabe eine Steckverzahnung zur drehfesten Anbindung an eine Getriebeeingangswelle aufweist. Hierdurch vereinfacht sich die Montage der Lamellenrutschkupplung weiter.
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Vorzugsweise greift bei einem Torsionsschwingungsdämpfer mit einer integrierten Lamellenrutschkupplung zumindest ein Ausgangsflansch des Torsionsschwingungsdämpfers in die Außenverzahnung ein. Hierdurch vereinfacht sich die Montage weiter.
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Die vorgenannte Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Montage einer Lamellenrutschkupplung nach Anspruch 9 gelöst, aufweisend die folgenden Schritte:
- - Einlegen der entspannten, konisch aufgestellten Tellerfeder in einen Unterzusammenbau aus Außennabe mit eingehängten Außenlamellen, Innennabe mit eingehängten Innenlamellen, Gegendrucklamelle und Drucklamelle;
- - Komprimieren der Tellerfeder in einen annähernd flachen Zustand;
- - Verdrehen der komprimierten Tellerfeder in einer Ringnut der Außennabe, so dass in radialer Richtung nach außen vorspringende Zähne der Tellerfeder mit in radialer Richtung nach innen vorspringenden Zähne der Außennabe in Überlappung kommen; und
- - Entspannen der komprimierten Tellerfeder, so dass diese sich wieder konisch aufstellt, wobei zumindest ein in radialer Richtung nach innen vorspringender Zahn der Tellerfeder in eine entsprechende Aussparung der Drucklamelle eingreift. Hierdurch vereinfacht sich die Montage der Lamellenrutschkupplung.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. In diesen zeigen:
- 1: eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Lamellenrutschkupplung in einem Halbschnitt,
- 2: die Lamellenrutschkupplung aus 1 in einer Schnittansicht,
- 3a und 3b: eine in der Lamellenrutschkupplung aus 1 vorgesehene Tellerfeder in einer Draufsicht (3a) und in einer Seitenansicht (3b),
- 4: eine in der Lamellenrutschkupplung aus 1 vorgesehene Drucklamelle in einer Draufsicht, und
- 5a bis 5d: eine Abfolge von Schritten zur Montage der Lamellenrutschkupplung in 1.
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Die 1 bis 5d betreffen ein Ausführungsbeispiel einer Lamellenrutschkupplung 1 für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Verfahren zur Montage einer solchen Lamellenrutschkupplung 1. Merkmale und Verfahrensschritte, die in der nachfolgenden Beschreibung nicht als erfindungswesentlich gekennzeichnet sind, sind als optional zu verstehen.
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Die Lamellenrutschkupplung 1 weist eine Drehachse D auf, bezüglich der die Lamellenrutschkupplung 1 drehbar ist. Eine Außennabe 2 der Lamellenrutschkupplung 1 ist im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet und erstreckt sich in axialer Richtung A der Lamellenrutschkupplung 1. Die Außennabe 2 weist in ihrem Außenumfang eine Außenverzahnung 19 auf und ist vorzugsweise als Innenflansch eines Torsionsschwingungsdämpfers ausgebildet.
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Eine Innennabe 3 der Lamellenrutschkupplung 1 ist in radialer Richtung R der Lamellenrutschkupplung 1 innerhalb der Außennabe 2 und konzentrisch zur Außennabe 2 angeordnet. Die Innennabe 3 ist im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet und weist in ihrem Innenumfang eine Steckverzahnung 18 zur drehfesten Anbindung an eine Getriebeeingangswelle auf.
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Eine Mehrzahl von Außenlamellen 4 ist drehfest an der Außennabe 2 eingehängt, und eine Mehrzahl von Innenlamellen 5 ist drehfest an der Innennabe 3 eingehängt. Die Innenlamellen 5 und die Außenlamellen 4 sind in axialer Richtung A abwechselnd angeordnet und stehen wechselseitig in Reibeingriff. Bei den Innenlamellen kann es sich beispielsweise um Blechlamellen handeln, während es sich bei den Außenlamellen beispielsweise um Belaglamellen handeln kann.
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An einem axialen Ende 9 der Lamellenrutschkupplung 1, mit Bezug auf die 1 und 2 unten, ist eine in axialer Richtung A ortsfeste Gegendrucklamelle 6 angeordnet. Die Gegendrucklamelle 6 ist in axialer Richtung A ortsfest an der Außennabe 2 abgestützt bzw. an dieser befestig. Vorzugsweise ist die Gegendrucklamelle 6 auch drehfest an der Außennabe 2 abgestützt bzw. befestigt. Dies beinhaltet zum einen, dass die Gegendrucklamelle 6 und die Außennabe 2 als zwei separate Bauteile ausgebildet sind. Ebenfalls ist es möglich, dass die Gegendrucklamelle 6 und die Außennabe 2 einteilig und annähernd topfförmig ausgebildet sind. Dies ist beispielsweise möglich, wenn die Gegendrucklamelle 6 und die Außennabe 2 als ein Sinterbauteil ausgebildet sind. Die Gegendrucklamelle 6 befindet sich vorzugsweise mit einer Außenlamelle 4, insbesondere einer Belaglamelle, in Anlage.
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An einem gegenüberliegenden axialen Ende 10 der Lamellenrutschkupplung 1, mit Bezug auf die 1 und 2 oben, ist eine in axialer Richtung A verlagerbare Drucklamelle 7 angeordnet. Vorzugsweise ist die Drucklamelle 7 drehfest an der Außennabe 2 festgelegt. Die Drucklamelle 7 befindet sich vorzugsweise mit einer Außenlamelle 4, insbesondere einer Belaglamelle, in Anlage.
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Eine Tellerfeder 11 beaufschlagt die Drucklamelle 7 in axialer Richtung A zur reibschlüssigen Klemmung der Außen- und Innenlamellen 4, 5 zwischen der Gegendrucklamelle 6 und der Drucklamelle 7. Die Tellerfeder 11 ist konisch ausgebildet und so ausgelegt, dass ihre Vorspannung in ihrer Einbaulage ausreicht, den Reibverbund aus Außen- und Innenlamellen 4, 5 bis zum Erreichen des gewünschten Grenzdrehmoments der Lamellenrutschkupplung 1 im Reibschluss zu halten und oberhalb des Grenzdrehmoments ein Durchrutschen zwischen Außen- und Innenlamellen 4, 5 zu ermöglichen. Die Tellerfeder 11 ist mittels einer Bajonettverbindung 8 an der Außennabe 2 befestigt. Insbesondere ist die Tellerfeder 11 über ihren Außenumfang mittels der Bajonettverbindung 8 an einem Innenumfang der Außennabe 2 befestigt.
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Die Außennabe 2 weist in ihrem Innenumfang in Umfangsrichtung U der Lamellenrutschkupplung 1 verteilt angeordnete, in radialer Richtung R nach innen vorspringende Zähne 12 auf. Vorzugsweise erstrecken sich die nach innen vorspringenden Zähne 12 an der Innenwand der Außennabe 2 in axialer Richtung A über einen Großteil der Länge der Außennabe 2.
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Die Tellerfeder 11 weist in ihrem Außenumfang in Umfangsrichtung U verteilt angeordnete, in radialer Richtung R nach außen vorspringende Zähne 13 auf, wie dies insbesondere aus den 3a und 3b ersichtlich ist. Zur Ausbildung der Bajonettverbindung 8 sind die nach innen und nach außen vorspringenden Zähne 12, 13 in Überlappung bringbar. Hierzu weist die Bajonettverbindung 8 insbesondere eine im Innenumfang der Außennabe 2 verlaufende, die nach innen vorspringenden Zähne 12 schneidende, Ringnut 15 auf, die sich Umfangsrichtung U erstreckt und in die die nach außen vorspringenden Zähne 13 der Tellerfeder 11 eindrehbar sind.
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Die Außenlamellen 4 weisen in ihrem Außenumfang in Umfangsrichtung U verteilt angeordnete, in radialer Richtung R nach außen vorspringende Zähne 14 auf, deren Teilung der Teilung der nach außen vorspringenden Zähne 13 der Tellerfeder 11 entspricht. Insbesondere entspricht diese Teilung auch der Teilung der nach innen vorspringenden Zähne 12 der Außennabe 2.
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Wie dies insbesondere aus den 3a und 3b ersichtlich ist, weist die Tellerfeder 11 in ihrem Innenumfang zumindest einen, in radialer Richtung R nach innen vorspringenden Zahn 16 auf, der als Verdrehsicherung in eine entsprechende Aussparung 17 der Drucklamelle 7 eingreift.
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Diese Aussparung 17 in der Drucklamelle 7 ist in 4 genauer dargestellt. Vorzugsweise sind zwei um 180° versetzt angeordnete Aussparungen 17, und dementsprechend zwei um 180° versetzt angeordnete, nach innen vorspringende Zähne 16, vorgesehen. Die Verdrehsicherung kann jedoch auch eine größere Anzahl von Aussparungen 17 in der Drucklamelle 7 und nach innen vorspringenden Zähnen 16 am Innenumfang der Tellerfeder 11 aufweisen.
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Weiterhin kann die Lamellenrutschkupplung 1 in einen nicht dargestellten Torsionsschwingungsdämpfer integriert sein. Dabei greift ein Ausgangsflansch des Torsionsschwingungsdämpfers in die Außenverzahnung 19 ein.
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Bei dem Torsionsschwingungsdämpfer kann es sich beispielsweise um einen Mehrflanschdämpfer handeln. Der Mehrflanschdämpfer umfasst eine Schraubendruckfeder mit einer geraden Federachse und z.B. drei Flansche, nämlich einen (ersten) Nabenflansch, einen (zweiten) Nabenflansch und einen axial mittigen (Mittel-) Flansch. Die Nabenflansche sind richtungsabhängig mit der Außenverzahnung 19 der Außennabe 2 drehmomentübertragend verbunden. Dabei steht die Außenverzahnung 19 der Außennabe 2 im schubmomentabhängigen und zugmomentabhängigen wechselnden Eingriff mit den Flanschen des Mehrflanschdämpfers.
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Der Mittelflansch ist auf der Außennabe 2, optional mittels eines Zentrierelements und auf der Außenverzahnung 19, zentriert. Das Zentrierelement ist bevorzugt aus einem die Reibung verringernden Kunststoff hergestellt.
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In den 5a bis 5b ist eine Abfolge von Schritten zur Montage der Lamellenrutschkupplung 1 dargestellt.
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In 5a wird die entspannte, konisch aufgestellte Tellerfeder 11 in einen Unterzusammenbau aufweisend die Außennabe 2 mit den eingehängten Außenlamellen 4, die Innennabe 3 mit den eingehängten Innenlamellen 5, die Gegendrucklamelle 6 und die Drucklamelle 7 eingelegt. Mit Bezug auf 5a wird die Tellerfeder 11 von oben auf die Drucklamelle 7 gelegt, und zwar so, dass die in radialer Richtung R nach au-ßen vorspringenden Zähne 13 der Tellerfeder 11 zwischen jeweils benachbarten, in radialer Richtung R nach innen vorspringenden Zähnen 12 der Außennabe 2 liegen.
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In 5b wird die Tellerfeder 11 in einen annähernd flachen Zustand komprimiert. Dies kann mit einem ringförmigen Stempelwerkzeug geschehen, das mit Bezug auf 5b von oben auf die konische Tellerfeder 11 drückt.
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In 5c wird die komprimierte Tellerfeder 11 in der Ringnut 15 der Außennabe 2 verdreht, so dass die in radialer Richtung R nach außen vorspringenden Zähne 13 der Tellerfeder 11 mit den in radialer Richtung R nach innen vorspringenden Zähne 12 der Außennabe 2 in Überlappung kommen. Die Verdrehung der Tellerfeder 11 kann mit dem vorgenannten Stempelwerkzeug erfolgen, wobei dieses vorzugsweise eine Aufnahme aufweist, um über den in radialer Richtung R nach innen vorspringenden Zahn 16 am Innenumfang der Tellerfeder 11 in drehfesten Eingriff mit der Tellerfeder 11 zu kommen, um die Tellerfeder 11 im komprimierten Zustand verdrehen zu können.
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In 5d wird die komprimierte Tellerfeder 11 entspannt, so dass diese sich wieder konisch aufstellt, wobei der in radialer Richtung R nach innen vorspringende Zahn 16 der Tellerfeder 11 in die entsprechende Aussparung 17 der Drucklamelle 7 eingreift, bzw. wobei die in radialer Richtung R nach innen vorspringenden Zähne 16 der Tellerfeder 11 in die entsprechenden Aussparungen 17 der Drucklamelle 7 eingreifen.
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Die vorangegangenen Erläuterungen betreffen eine Lamellenrutschkupplung 1 mit einer Drehachse D für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Außennabe 2, die sich in axialer Richtung A der Lamellenrutschkupplung 1 erstreckt;
- - eine Innennabe 3, die in radialer Richtung R der Lamellenrutschkupplung 1 innerhalb der Außennabe 2 und konzentrisch zur Außennabe 2 angeordnet ist;
- - eine Mehrzahl von Außenlamellen 4, die drehfest an der Außennabe 2 eingehängt ist;
- - eine Mehrzahl von Innenlamellen 5, die drehfest an der Innennabe 3 eingehängt ist, wobei Innenlamellen 5 und Außenlamellen 4 in axialer Richtung A abwechselnd angeordnet sind und wechselseitig in Reibeingriff stehen;
- - eine in axialer Richtung A ortsfeste Gegendrucklamelle 6 an einem axialen Ende 9 der Lamellenrutschkupplung 1;
- - eine in axialer Richtung A verlagerbare Drucklamelle 7 an einem gegenüberliegenden axialen Ende 10 der Lamellenrutschkupplung 1; und
- - eine Tellerfeder 11, die die Drucklamelle 7 in axialer Richtung A zur reibschlüssigen Klemmung der Außen- und Innenlamellen 4, 5 zwischen der Gegendrucklamelle 6 und der Drucklamelle 7 beaufschlagt, wobei die Tellerfeder 11 mittels einer Bajonettverbindung 8 an der Außennabe 2 befestigt ist.
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Ferner betreffen die vorangegangenen Erläuterungen ein Verfahren zur Montage einer Lamellenrutschkupplung 1, aufweisend die folgenden Schritte:
- - Einlegen der entspannten, konisch aufgestellten Tellerfeder 11 in einen Unterzusammenbau aus Außennabe 2 mit eingehängten Außenlamellen 4, Innennabe 3 mit eingehängten Innenlamellen 5, Gegendrucklamelle 6 und Drucklamelle 7;
- - Komprimieren der Tellerfeder 11 in einen annähernd flachen Zustand;
- - Verdrehen der komprimierten Tellerfeder 11 in einer Ringnut 15 der Außennabe 2, so dass in radialer Richtung R nach außen vorspringende Zähne 13 der Tellerfeder 11 mit in radialer Richtung R nach innen vorspringenden Zähne 12 der Außennabe 2 in Überlappung kommen; und
- - Entspannen der komprimierten Tellerfeder 11, so dass diese sich wieder konisch aufstellt, wobei zumindest ein in radialer Richtung R nach innen vorspringender Zahn 16 der Tellerfeder 11 in eine entsprechende Aussparung 17 der Drucklamelle 7 eingreift.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lamellenrutschkupplung
- 2
- Außennabe
- 3
- Innennabe
- 4
- Außenlamelle
- 5
- Innenlamelle
- 6
- Gegendrucklamelle
- 7
- Drucklamelle
- 8
- Bajonettverbindung
- 9
- axiales Ende
- 10
- gegenüberliegendes axiales Ende
- 11
- Tellerfeder
- 12
- nach innen vorspringende Zähne der Außennabe
- 13
- nach außen vorspringende Zähne der Tellerfeder
- 14
- nach außen vorspringende Zähne der Außenlamelle
- 15
- Ringnut
- 16
- nach innen vorspringender Zahn der Tellerfeder
- 17
- Aussparung
- 18
- Steckverzahnung
- 19
- Außenverzahnung
- A
- axiale Richtung
- D
- Drehachse
- R
- radiale Richtung
- U
- Umfangsrichtung
