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Die Erfindung betrifft eine Lastschaltkupplung für ein Wendegetriebe, nach Art einer Doppelkupplung, mit zwei separaten Teilkupplungen K1, K2 wobei die Teilkupplungen beide als normally-open / normalerweise offen, d.h. normal ausgerückte Teilkupplungen gestalten sind, wobei jede Teilkupplung eine Anpressplatte besitzt, die bei Weitergabe einer Schließbewegung von einem Betätigungslager wie einem CSC / Zentralausrücker über einen Betätigungshebel und wenigstens ein zwischen dem Betätigungshebel und der Anpressplatte angeordnetem Übertragungselement in Reibschluss mit einer Gegenanpressplatte verbringbar ist, wobei wenigstens ein Rückholmittel vorhanden ist, um die Anpressplatte bei Wegfall der Aktivierung durch das Betätigungslager aus dem Reibschluss zu zwingen.
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Eine Lastschaltkupplung kommt vor allem bei Traktoren und Arbeitsgeräten zum Einsatz. Bei diesen findet ein häufiger Wechsel zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahren statt. Ein Wendegetriebe ist ein Schaltgetriebe, das dieses Wechseln mittels einer Drehrichtungsumkehr ermöglicht. Kernaspekt dabei ist, das Wendegetriebe mit einem Antriebsstrang mit einer Antriebsmotorwelle zu verbinden. Dabei ist eine erste Eingangswelle für den Vorwärtsgang vorgesehen und eine zweite Eingangswelle für einen Rückwärtsgang vorgesehen, damit ein Umschalten zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahren umsetzbar ist. Dieser Umschaltvorgang erfolgt lastschaltend, ergo ohne Unterbrechung des übertragenden Drehmoments. Wendegetriebe werden vor allem dann benötigt, wenn die Antriebsmaschine keine Drehrichtungsumkehr liefern soll.
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Bisher sind für den Einsatz von Lastschaltkupplungen „Powershuttle-Getriebe“ mit Nasskupplungen bekannt. Dies sind vor allem nasslaufende Lamellenkupplungen. Nachteilig an nasslaufenden Lamellenkupplungen sind vor allem Leerlauf- und Schleppmomente im geöffneten Zustand, wodurch Schleppverluste und ein verringerter Wirkungsgrad die Folge sind. Weiter nachteilig ist, dass durch den Einsatz einer nassen Konfiguration weitere Komponenten notwendig sind, um den Betrieb sicherzustellen. Dies ist bauraum intensiv, kostenträchtig und aufwändig.
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Aus der
DE 10 2004 034 698 A1 ist eine Traktordoppelkupplung bekannt, deren Augenschrauben jeweils als einstückige Stanzteile ausgebildet sind. Aus der
DE 23 57 860 A ist eine hebelbetätigte Doppelkupplung bekannt, deren Ausrückhebel auf unterschiedlichen Durchmessern gelagert sind. Aus der
DE 10 2012 201 972 A1 ist eine Traktordoppelkupplung bekannt, deren beiden Kupplungsscheiben unterschiedliche Anzahlen von Reibbelagpaaren aufweisen. Aus der
DE 695 19 544 T2 und der
DE 33 27 984 A1 sind ebenfalls Traktordoppelkupplungen bekannt.
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- Der Gegenstand der DE 10 2022 114 608 A1 weist ein Betätigungslager auf, mit dem die Betätigungshebel betätigt werden und pro Teilkupplung ein Reibschluss hergestellt wird. Dadurch das lediglich ein Betätigungslager vorhanden ist, ist dieses für eine drückende und ziehende Betätigungseinrichtung ausgebildet. Dementsprechend ist ein zweiseitig wirkendes Betätigungssystem notwendig, um die Betätigungseinrichtung zu nutzen. Nachteilig ist damit, dass dadurch ein erhöhter Baumraumbedarf notwendig ist und die Gesamtmontage komplexer wird.
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Die Gegenstände der
DE 10 2022 114 761 A1 und der
DE 10 2022 122 049 B3 weisen für jede Teilkupplung ein Betätigungslager, also zwei Betätigungslager, auf, um die Betätigungshebel zu betätigen, um pro Teilkupplung einen Reibschluss herzustellen. Üblicherweise kommen insgesamt drei Ausführungen pro Betätigungshebel entlang des Umfangs vor. In den vorliegenden Offenbarungen sind die Rückholmittel, die für die Rückführung nach dem Reibschluss verwendet werden, jeweils zwischen einem Betätigungshebel und einem Gehäusevorsprung positioniert. Da nun insgesamt sechs Rückholmittel vorgesehen sind, ist der Montageaufwand dementsprechend erhöht. Eine weitere Problematik ist das Erreichen der relevanten Parameter, Steifigkeit, möglicher Federweg und die realisierbare Federkraft, für die als Rückholmittel verwendeten Druckfedern. Da in den beiden Offenbarungen ebenfalls eine Vielzahl an Betätigungshebel eingesetzt werden, ist dies nachteilig für das Verwenden der Rückholfedern, die zwischen dem Gehäusevorsprung und Betätigungshebel positioniert sind, in Bezug auf den Bauraumbedarf, Montageaufwand und die Teilekosten zu sehen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die angesprochenen Nachteile zu beseitigen oder zumindest (teilweise) zu lindern. Es ist eine sowohl funktionssichere als auch kostengünstige Anordnung bereitzustellen.
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Dies wird bei einer gattungsgemäßen Lastschaltkupplung dadurch gelöst, dass das Rückholmittel einerseits an dem Übertragungselement angeordnet ist und andererseits zwischen dem Betätigungshebel und der Anpressplatte angeordnet ist. Durch diese Anordnung des Rückholmittels ist eine Vorrichtung gegeben, die dazu in der Lage ist, für eine Teilkupplung einen Reibschluss zu erwirken und den Reibschluss, sofern keine Kraft mehr auf das Betätigungslager ausgeübt wird, eigenständig zu lösen. Die Vorrichtungen, eine pro Teilkupplung, funktionieren unabhängig voneinander und jeder Teilkupplung ist dementsprechend ein erstes und ein zweites Element zugeordnet. Durch die Anordnung des Rückholmittels an dem Übertragungselement und zwischen dem Betätigungshebel und der Anpressplatte kann außerdem weiter Bauraum verringert werden, dadurch, dass das Rückholmittel an dem Übertragungselement angeordnet ist.
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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 Lastschaltkupplung weist verschiedene Zustände auf. In einem ungekuppelten Zustand sind die Betätigungslager nicht betätigt, wodurch keine der Anpressplatten in einen Reibschluss geführt ist und keine Momente übertragen werden. In einem ersten gekuppelten Zustand ist ein erstes Betätigungslager betätigt und es kommt zum Reibschluss zwischen einer ersten Anpressplatte und einer ersten Gegenanpressplatte über eine erste Kupplungsscheibe. In einem zweiten gekuppelten Zustand kommt es zu einem Reibschluss zwischen einer zweiten Anpressplatte und einer zweiten Gegenanpressplatte über eine zweite Kupplungsscheibe. In beiden gekuppelten Zuständen wird ein Moment dementsprechend übertragen.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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So ist es von Vorteil, wenn das Rückholmittel als eine Zug- / Druck -Rückholfeder ausgestaltet ist. Besonders vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass damit gewährleistet ist, dass nachdem keine Kraft mehr über das Betätigungslager ausgeübt wird, sich die Rückholfeder entspannt und die Vorrichtung zurück in ihre Ursprungsposition, einen ungekuppelten Zustand, bringt. Für die erste Teilkupplung ist die Rückholfeder als eine Druckfeder ausgeführt. Bei Betätigung eines ersten Betätigungslagers wird die Rückholfeder auf Druck belastet und der Reibschluss zwischen einer ersten Anpressplatte und einer ersten Gegenanpressplatte über eine erste Kupplungsscheibe ist hergestellt. Sofern keine Kraft mehr über das erste Betätigungslager angelegt ist, kann sich die auf Druck belastete Rückholfeder entspannen und den Reibschluss zwischen der ersten Anpressplatte und der ersten Gegenanpressplatte lösen. Für die zweite Teilkupplung ist das Rückholmittel eine auf Druck belastete Rückholfeder. Bei Betätigung eines zweiten Betätigungslagers wird die Rückholfeder auf Druck belastet und der Reibschluss zwischen einer zweiten Anpressplatte und einer zweiten Gegenanpressplatte über eine zweite Kupplungsscheibe ist hergestellt. Sofern keine Kraft mehr über das zweite Betätigungslager angelegt ist, kann sich die auf Druck belastete Rückholfeder entspannen und den Reibschluss zwischen der zweiten Anpressplatte und der zweiten Gegenanpressplatte lösen. Die Rückholfedern sind dementsprechend in Bezug auf ihre relevanten Parameter, Steifigkeit, möglicher Federweg und die realisierbare Federkraft für das jeweilige Einsatzfeld als Zug- oder Druckfeder auszulegen. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf den Einsatz von Druckfedern beschränkt. Der Einsatz von Zugfedern ist in weiteren Ausführungsformen ebenso möglich.
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Weiter vorteilhaft ist, wenn die Rückholfeder einen Stangenbereich des Übertragungselements umgibt und/oder sich an einem gehäusefesten Anschlag abstützt. Ist die Rückholfeder an dem Übertragungselement angeordnet und umgibt einem Stangenbereich dieses Übertragungselements, so ist der Bauraum weiterhin reduziert. Sofern sich das Rückholmittel an dem gehäusefesten Anschlag abstützt, so ist die Rückholfeder zumindest auf einer seiner Seiten begrenzt bzw. abgestützt. Dadurch kann der begrenzte Bauraum effektiver genutzt werden und der Montageaufwand ist verringert.
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Des Weiteren kann sich die Rückholfeder an der einen/ersten Anpressplatte abstützen, deren erstes Übertragungselement und erstes Betätigungslager sie zugeordnet ist und/oder sich an der anderen/zweiten Anpressplatte abstützen, die dem zweiten Übertragungselement und zweiten Betätigungslager zugeordnet ist. Damit ist eine flexible Ansteuerung der Anpressplatten gegeben.
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Von Vorteil ist, wenn beide Teilkupplungen als trockene Kupplungen ausgestaltet sind. Trockene Kupplungen weisen in diesem Zusammengang einen höheren Wirkungsgrad im Vergleich zu einer nassen Ausführungsform auf. Nasse Kupplungen weisen Leerlauf- und Schleppmomente im geöffneten Zustand auf, dementsprechend kommt es zu einem Schleppverlust. Dies tritt bei trockenen Doppelkupplungen nicht auf, weshalb eine trockene Doppelkupplung einen höheren Wirkungsgrad als die nasslaufende Kupplung aufweist. Außerdem benötigt eine trockene Doppelkupplung im Vergleich zu einer nassen Ausführung weniger Komponenten und ist weniger komplex. Vor allem kann auf einen Öl-Kühlkreislauf verzichtet werden. Durch weniger Komponenten ist weniger Bauraum notwendig, wobei auch der Montage- und Wartungsaufwand geringer ist.
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In einer weiteren Ausführungsform sind die die erste und zweite Anpressplatte jeweils an beiden Übertragungselementen angeordnet. Dadurch können die Rückholfedern, wobei jeweils eine an einem Übertragungselement angeordnet ist, auf beide Teilkupplungen wirken. Dementsprechend kann jede Rückholfeder den Reibschluss zwischen den Anpressplatten und den Gegenanpressplatten lösen.
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Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn in Summe drei über den Umfang verteilte Rückholfedern verbaut sind. Wenn die Rückholfedern an den Übertragungselementen für beide Teilkupplungen einsetzbar sind, so ist eine Verringerung von sechs Rückholfedern auf drei Rückholfedern möglich, um Kosten zu sparen. Da pro Teilkupplung wegen Schiefabhub drei Betätigungshebel, Übertragungselemente, Rückholmittel vorgesehen sind, ist es ausreichend, eine Verringerung von sechs auf drei Rückholfedern vorzunehmen, um sich eine Doppelwirkung zu sparen und den Montageaufwand ebenso wie den Bauraum zu verringern.
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In einer weiteren Ausführungsform, sobald die Summe der Rückholfedern auf drei reduziert ist, ist es ausreichend, wenn nur eine Anpressplatte an beiden Übertragungselementen angeordnet ist. Da die Rückholfeder auf beide Anpressplatten wirkt, ist es ausreichend, wenn das Übertragungselement, welches keine Rückholfeder aufweist, gemäß der Anordnung nur mit seiner Anpressplatte verbunden ist. Dadurch kann dieses Übertragungselement in seiner Länge verkürzt werden und es kann weiter Bauraum ebenso wie Montageaufwand eingespart werden.
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Außerdem kann der ersten Anpressplatte und/oder der zweiten Anpressplatte von den Rückholfedern unterschiedliche! separate Federelemente zugeordnet werden, die beim Außer-Eingriff gelangen der ersten und/oder zweiten Anpressplatte eine Gegenkraft auf die Anpressplatte aufbringen. Mithilfe dieser unterschiedlichen/ separaten Federelementen ist eine weitere elastische Nachgiebigkeit in der Anordnung integriert. Hinzukommt, dass für die Betätigungen jeweils eine vorteilhafte Modulationsmöglichkeit zur Betätigungen der Kupplungen, in Form von einer besseren Ansteuerung bzw. Momentenaufbau, gegeben ist.
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Vorzugsweise kann sich das Federelement einerseits an der Anpressplatte und andererseits an dem gehäusefesten Anschlag abstützen, ist das Federelement an der Anpressplatte abgestützt, so weist die Anpressplatte eine Aussparung auf der Seite auf, an der keine Reibfläche ist. Wenn das Federelement in dieser Aussparung positioniert ist, so kann trotz dem Einsatz eines weiteren Federelements die gleiche Menge an Bauraum verwendet werden. Dementsprechend bringt es die zuvor beschriebenen Verbesserungen, bei gleichbleibenden Bauraum.
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Das Federelement ist vorzugsweise als Tellerfeder oder Tellerfederung ausgestaltet. Dies bietet den Vorteil, das bei wenig Platz, da der Bauraum bei Kupplungen stets optimal zu nutzen ist, trotzdem eine hohe Federkraft durch die Feder gewährleistet ist.
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Verschiedene vorteilbehaftete Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand einer Zeichnung mit Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 einen schematischen Querschnitt der erfindungsgemäßen Doppelkupplung im verbauten Zustand;
- 2 eine schematische Darstellung der ersten Teilkupplung der erfindungsgemäßen Doppelkupplung gemäß 1;
- 3 eine schematische Darstellung der zweiten Teilkupplung der erfindungsgemäßen Doppelkupplung gemäß 1;
- 4 einen schematischen Querschnitt einer zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Doppelkupplung;
- 5 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Doppelkupplung gemäß 4 bei der Wirkung der Rückholmittel in den Übertragungselementen der Anpressplatte für eine erste Teilkupplung;
- 6 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Doppelkupplung gemäß 4 bei der Wirkung der Rückholmittel in den Übertragungselementen der Anpressplatte für eine zweite Teilkupplung;
- 7 einen schematischen Querschnitt einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Doppelkupplung;
- 8 einen schematischen Querschnitt einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Doppelkupplung; und
- 9 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Doppelkupplung gemäß 8 für beide Teilkupplungen.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Merkmale der einzelnen Ausführungsformen lassen sich untereinander austauschen und alternativ / kumulativ einsetzen.
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Eine erfindungsgemäße Lastschaltkupplung 1 für ein Wendegetriebe, nach Art einer Doppelkupplung, mit zwei separaten Teilkupplungen 2, 3 ist in den 1 bis 9 schematisch dargestellt.
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Die 1 bis 9 zeigen insgesamt vier verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lastschaltkupplung 1. Die Figuren zeigen neben schematischen Querschnitten ebenfalls schematische Darstellungen in einer vereinfachten Darstellungsform.
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Die 1, 2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsform, die 4, 5 und 6 eine zweite Ausführungsform, die 7 eine dritte Ausführungsform und die 8 und 9 eine vierte und letzte Ausführungsform. Gemäß 1, 2 und 3 wird der Aufbau und die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Lastschaltkupplung 1 beschrieben. Für die anderen Ausführungsformen werden lediglich die Unterschiede in der Funktionsweise und dem Aufbau beschrieben. Der Grundaufbau und die Grundfunktionsweise ist in allen Ausführungsformen ähnlich.
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Die Teilkupplungen 2, 3 sind beide als normally-open Teilkupplungen 2, 3 gestaltet. Jede Teilkupplung 2, 3 weist eine Anpressplatte 4, 5 auf, die bei Weitergabe einer Schließbewegung von einem Betätigungslager 6, 7 über einen Betätigungshebel 8, 9 und wenigstens ein zwischen dem Betätigungshebel 8, 9 und der Anpressplatte 4, 5 angeordneten Übertragungselement 10, 11 in Reibschluss mit einer Gegenanpressplatte 12, 13 verbringbar ist. Es weist wenigstens ein Rückholmittel 14, 15 auf, um die Anpressplatte 4, 5 bei Wegfall der Aktivierung durch das Betätigungslager 6, 7 aus dem Reibschluss zu zwingen.
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Das Rückholmittel 14, 15 ist einerseits an dem Übertragungselement 10, 11 angeordnet und andererseits zwischen dem Betätigungshebel 8,9 und der Anpressplatte 4, 5 angeordnet.
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Die Lastschaltkupplung 1 ist in eine erste Teilkupplung 2 und eine zweite Teilkupplung 3 unterteilt. Der ersten Teilkupplung 2 ist eine erste Getriebeeingangswelle 16 zugeordnet und der zweiten Teilkupplung 3 ist eine zweite Getriebeeingangswelle 17 zugeordnet. Der Aufbau der Lastschaltkupplung 1 weist eine (optionale) dritte Getriebeeingangswelle 18 auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist die dritte Getriebeeingangswelle 18 mit einem Schwungrad 19 in Axialrichtung verbunden und somit drehfest in Radialrichtung ausgeführt. Die drei Getriebeeingangswellen 16, 17, 18 sind koaxial zueinander angeordnet. Die dritte Getriebeeingangswelle 18 ist vorliegend als eine Vollwelle ausgebildet, während die erste Getriebeeingangswelle 16 und die zweite Getriebeeingangswelle 17 als Hohlwellen ausgebildet sind. Die erste Getriebeeingangswelle 16 ist in Axialrichtung entlang eines Teilabschnitts der dritten Getriebeeingangswelle 18 angeordnet, und die zweite Getriebeeingangswelle 17 ist entlang eines Teilabschnitts der ersten Getriebeeingangswelle 16 angeordnet. In anderen Worten, die erste Getriebeeingangswelle 16 ist als Hohlwelle auf die dritte Getriebeeingangswelle 18, die eine Vollwelle ist, geschoben und die zweite Getriebeeingangswelle 17, die ebenfalls eine Hohlwelle ist, ist auf die erste Getriebeeingangswelle 18 geschoben. Die erste Getriebeeingangswelle 16 und die zweite Getriebeeingangswelle 17 sind beispielsweise Getriebeeingangswellen eines Wendegetriebes, um zwischen einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung zu wechseln.
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Pro Teilkupplung 2,3 ist jeweils eine Kupplungsscheibe 20, 21, somit eine erste Kupplungsscheibe 20 und eine zweite Kupplungsscheibe 21 vorgesehen, die koaxial zu den jeweiligen Getriebeeingangswellen 16, 17, also der ersten Getriebeeingangswelle 16 und der zweiten Getriebeeingangswelle 17, angeordnet ist. Die Kupplungsscheiben 20, 21 sind radial nach außen weisend ausgebildet. Die jeweilige Kupplungsscheibe 20, 21 ist drehbar mit der jeweiligen Getriebeeingangswelle 16, 17 drehfest verbunden. Die Kupplungsscheiben 20, 21 sind jeweils am Anfang der jeweiligen
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Getriebeeingangswelle 16, 17, in Axialrichtung zum Schwungrad 19 hin, angeordnet, also die erste Kupplungsscheibe 20 auf der ersten Getriebeeingangswelle 16 und die zweite Kupplungsscheibe 21 auf der zweiten Getriebeeingangswelle 17. Gemäß dem Aufbau ist die erste Kupplungsscheibe 20 in Axialrichtung zum Schwungrad 19 orientiert und die zweite Kupplungsscheibe 21 ist in Axialrichtung nachfolgend nach der ersten Kupplungsscheibe 20 positioniert.
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Pro Teilkupplung 2, 3 ist eine Anpressplatte 4, 5 vorgesehen, somit eine erste Anpressplatte 4 und eine zweite Anpressplatte 5, die in Reibschluss mit der jeweiligen zugeordneten Gegenanpressplatte 12, 13, einer ersten Gegenanpressplatte 12 und der zweiten Gegenanpressplatte 13 bringbar ist. Die erste Gegenanpressplatte 12 ist dabei ein Teilbereich des Schwungrads 19 und die zweite Gegenanpressplatte ist dabei ein Teilstück des Gehäuses 22, ein Gehäusevorsprung 23. Das Schwungrad 19 hat im radial äußeren Bereich auf seiner in Axialrichtung zur ersten Kupplungsscheibe 20 gerichteten Oberfläche eine Reibfläche 24, die als Gegenanpressplatte 12 fungiert. Das Teilstück des Gehäuses 22, das nach radial Innen als der Gehäusevorsprung 23 ausgebildet ist, hat auf seiner Oberfläche eine in Axialrichtung zu der zweiten Kupplungsscheibe hin ausgebildete Reibfläche 25, die damit als zweite Gegenanpressplatte 13 fungiert. Die Anpressplatten 4, 5 sind als Scheibe ausgebildet, die hohl sind, welches mittels einer Durchgangsöffnung 26, 27 umgesetzt ist, damit zum einen Gewicht einsparbar ist und der Bauraum nicht unnötig für die Ausgestaltung der Kupplungsscheiben 20, 21 begrenzt ist. Die Anpressplatten 4, 5 weisen eine radiale Erstreckung nach außen auf.
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Die Anpressplatten 4, 5 sind in Axialrichtung durch einen Anschlag 28 auf einer der jeweiligen Kupplungsscheibe 20, 21 abgewandten Seite, ergo die Seitenflächen der ersten und zweiten Anpressplatte 4, 5, die einander gegenüberstehen, in ihrer Bewegungsrichtung begrenzt. Damit ist verhindert, dass zwischen diesen Flächen, also zwischen den beiden Anpressplatten 4, 5 ein Reibschluss entsteht. Der Anschlag 28 ist vorliegend an dem Gehäuse 22 befestigt. Die Kupplungsscheiben 20, 21 sind jeweils in Axialrichtung zwischen der Anpressplatte 4, 5 und der Gegenanpressplatte 12, 13 positioniert. Die erste Kupplungsscheibe 20 ist zwischen der ersten Gegenanpressplatte 12 und der ersten Anpressplatte 4 angeordnet und die zweite Kupplungsscheibe 21 ist zwischen der zweiten Gegenanpressplatte 13 und der zweiten Anpressplatte 5 angeordnet.
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In einem ungekuppelten Zustand ist zwischen der Anpressplatte 4, 5 und der Kupplungsscheibe 20, 21 und zwischen der Gegenanpressplatte 12, 13 und der Kupplungsscheibe 20, 21 jeweils ein Luftspalt ausgebildet, welche verschwinden, sobald ein Reibschluss zwischen der Anpressplatte 4, 5 und der Gegenanpressplatte 12, 13 über die Kupplungsscheibe 20, 21 hergestellt ist. Somit ist ein Luftspalt zwischen der ersten Gegenanpressplatte 12, hier dem Schwungrad 19, und der ersten Kupplungsscheibe 20 sowie zwischen der ersten Kupplungsscheibe 20 und der ersten Anpressplatte 4 ausgebildet, und zwischen der zweiten Anpressplatte 5 und der zweiten Kupplungsscheibe 21 sowie zwischen der zweiten Kupplungsscheibe 21 und der zweiten Gegenanpressplatte 13, hier dem Gehäusevorsprung 23, ausgebildet.
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Um die Anpressplatten 4, 5 jeweils in Reibschluss mit den Gegenanpressplatten 12, 13 zu bringen, sind Betätigungslager 6, 7 vorgesehen. Es ist ein erstes Betätigungslager 6 und ein zweites Betätigungslager 7 vorgesehen. Die Betätigungslager 6, 7 sind koaxial zu den Getriebeeingangswellen 16, 17 angeordnet und auf einem Teilabschnitt der zweiten Getriebeeingangswelle 17 positioniert, der am Ende der zweiten Getriebeeingangswelle 17 liegt, also die von dem Schwungrad 19 abgewendete Seite. Je Teilkupplung 2, 3 ist ein Betätigungslager 6, 7 vorgesehen.
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Die Betätigungslager 6, 7 sind als Wälzlager ausgebildet. Sie weisen eine ringförmige Form auf. Die Betätigungslager 6, 7 sind in Axialrichtung hintereinander angeordnet, um voneinander unterschiedliche Betätigungshebel 8,9 zu betätigen. Das erste Betätigungslager 6 weist einen kleineren Außendurchmesser als das zweite Betätigungslager 7 auf. Dies ist notwendig, da beide Betätigungslager 6, 7 die gleiche Betätigungsrichtung, in Axialrichtung zu dem Schwungrad 19 hin, aufweisen, um verschiedene Betätigungshebel 8,9 zu erreichen.
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Durch Betätigen eines der Betätigungslager 6,7 mit einer Betätigungseinrichtung (hier nicht dargestellt) in eine axiale Bewegungsrichtung in Richtung des Schwungrads 19, erfolgt ein Reibschluss zwischen einer der Anpressplatten 4, 5 und der zugeordneten Gegenanpressplatte 12, 13 über der jeweiligen Kupplungsscheibe 20, 21. Wird das erste Betätigungslager 6 betätigt, so bewirkt dies einen Reibschluss zwischen der ersten Anpressplatte 4 mit der ersten Gegenanpressplatte 12 über die erste Kupplungsscheibe 20 und wird das zweite Betätigungslager 7 betätigt, so bewirkt dies einen Reibschluss zwischen der zweiten Anpressplatte 5 und der zweiten Gegenanpressplatte 13 über die zweite Kupplungsscheibe 21.
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Die Bewegungsrichtung der Anpressplatten 4,5 für die erste Teilkupplung 2 und die zweite Teilkupplung 3 sind in Axialrichtung umgekehrt. Bei Betätigung der ersten Teilkupplung 2 bewegt sich die erste Anpressplatte 4 in Richtung des Schwungrads 19 und kommt in Reibschluss mit der ersten Gegenanpressplatte 12. Bei Betätigung der zweiten Teilkupplung 3 bewegt sich die zweite Anpressplatte 5 in eine Gegenrichtung zum Schwungrad 19 weg und kommt in Reibschluss mit der zweiten Gegenanpressplatte 13.
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Um diese Bewegungen umzusetzen, sind Betätigungshebel 8, 9 und Übertragungselemente 10, 11 mit verschieden angeordneten Schwenklagern 29, 30 notwendig, und bei gleicher Betätigungsrichtung verschiedene Ausrückrichtungen durchzuführen. Pro Teilkupplung 2,3 ist jeweils ein Betätigungshebel 8, 9 und ein Übertragungselement 10, 11, somit ein erster Betätigungshebel 8 und ein zweiter Betätigungshebel 9 sowie ein erstes Übertragungselement 10 und ein zweites Übertragungselement 11 vorgesehen.
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Die Betätigungshebel 7, 8 sind radial von außen nach innen ausgebildet und weisen radial innen in Axialrichtung vom Schwungrad 19 weg jeweils eine Erhebung 31, 32 auf, die eine Betätigung mittels des Betätigungslager 6, 7 auf den Betätigungshebel 7, 8 erleichtert. Da sich beide Betätigungslager 6, 7 bei Betätigung in Axialrichtung in Richtung des Schwungrads 19 bewegen, sind die Betätigungslager 6,7 wie zuvor beschrieben in Radialrichtung unterschiedlich groß ausgebildet, um eine Bewegung in die gleiche Richtung zu gewährleisten. Dementsprechend weist der zweite Betätigungshebel 9 für die zweite Teilkupplung 3 eine größere Erhebung 32 / über Eck verlaufende Form auf, um betätigt zu werden.
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Die Betätigungshebel 8,9 weisen jeweils zwei Schwenklager 29, 30 auf, über die sie mit weiteren Bauteilen verbunden sind. Somit weisen die Betätigungshebel 8, 9 ein erstes Schwenklager 29 und ein zweites Schwenklager 30 auf. Die Betätigungshebel 6, 7 sind über das erste Schwenklager 29 mit dem Gehäuse 22 verbunden und dabei schwenkbar gelagert. Das zweite Schwenklager 30 verbindet den Betätigungshebel 6, 7 mit dem Übertragungselement 10, 11. Für den ersten Betätigungshebel 8 ist das erste Schwenklager 29 radial weiter außen als das zweite Schwenklager 30 angeordnet, bei dem zweiten Betätigungshebel 9 ist das erste Schwenklager 29 radial weiter innen und das zweite Schwenklager 30 radial weiter außen angeordnet, die Positionen der Schwenklager 29, 30 sind sozusagen im Vergleich zum ersten Betätigungshebel 8 getauscht. Daraus resultieren für das Übertragungselement 10, 11, das ein erstes Übertragungselement 10 für die erste Teilkupplung 2 und ein zweites Übertragungselement 11 für die zweite Teilkupplung 3 vorgesehen ist, die verschiedenen Ausrückrichtungen für die Bewegung der Anpressplatten 4, 5 sorgen.
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Das Übertragungselement 10, 11ist langförmig in Axialrichtung ausgebildet, parallel zu der Drehachse A angeordnet und weist verschiedene Abschnitte auf. Beispielsweise kann das Übertragungselement 10, 11 als eine Augenschraube, dass durch eine Bohrung am Kopf/ Anfang gekennzeichnet ist, ausgeführt sein. Mittels der am Kopf/ Anfang ausgeführten Bohrung ist das Übertragungselement 10, 11 gelenkig über das zweite Schwenklager 30 mit dem Betätigungshebel 8,9 verbunden.
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Die nachfolgend beschriebene Ausführung dieses Abschnitts gilt für das erste Übertragungselement 10. Aufgrund der Bauweise der Teilkupplungen 2,3 sind die Abschnitte auf den Übertragungselementen 10, 11 verschieden angeordnet, um die jeweilige Funktionalität zu gewährleisten.
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In einem weiteren Abschnitt, dem nächsten nachfolgenden Abschnitt, ist das Rückholmittel 14 angeordnet. Mithilfe der Rückholmittel 14, 15 ist sichergestellt, das sofern keine Kraft über die Betätigungslager 6, 7 mehr ausgeübt wird, die Anpressplatte 4,5 in eine Rückposition gelangt und dort gehalten ist. Die Rückholmittel 14, 15 können beispielsweise als eine Zug- / Druck -Rückholfeder ausgeführt sein.
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Das Rückholmittel 14 ist vorliegend zwischen einem an dem Übertragungselement 10 ausgebildeten Absatz 33 und dem gehäuseseitigen Anschlag 28, durch den das Übertragungselement 10 mittels einer Bohrung im Anschlag 28 gesteckt ist, begrenzt.
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In einem weiteren Abschnitt, für das Übertragungselement 10 im nachfolgenden Abschnitt, ist die Anpressplatte 4,5 mit dem Übertragungselement 10,11 verbunden. Dazu weist die Anpressplatte 4,5 radial außen angeordnete Bohrungen auf, durch die das Übertragungselement 10, 11 gesteckt ist und mithilfe einer Verbindung, hier eine Schraubenverbindung, form- und reibschlüssig gesichert ist. Dazu weist das Übertragungselement 10 in diesem Abschnitt ein Außengewinde auf, über das eine Sicherung mittels beispielsweise zweier Formelementen 34, 35, hier Muttern, die auf das Außengewinde des Übertragungselements 10, 11 geschraubt sind und zwischen denen die Anpressplatte 4, 5 über deren Bohrung angeordnet ist, durchführbar ist. Die vorliegende Verbindungstechnik ist nicht auf eine Verschraubung beschränkt und kann durch jede weitere Verbindungstechnik, die als sinnvoll betrachtet wird, ersetzt sein.
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Für das zweite Übertragungselement 11 gilt, dass die Abschnitte, in dem das Rückholmittel 15 an dem Übertragungselement 11 angeordnet ist, mit dem Abschnitt, in dem die Anpressplatte 5 an dem Übertragungselement 11 form- und reibschlüssig gesichert ist, getauscht sind. Die zweite Anpressplatte 5 ist ebenfalls mittels zweier Formelemente 34, 35 gesichert, und das Rückholmittel 15 ist zwischen dem Anschlag 28 und einem weiteren Formelement 36 positioniert.
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In dem schematischen Querschnitt ist ein erster Betätigungshebel 7 und ein zweiter Betätigungshebel 8 dargestellt. Bevorzugt ist eine Mehrzahl in Umfangsrichtung ausgebildet, beispielsweise ist die im Querschnitt dargestellt Anordnung auf den Umfang gesehen zwei weitere Male ausgeführt. Dementsprechend ergeben sich für die erste Teilkupplung 2 drei erste Betätigungshebel 6 und für die zweite Teilkupplung 3 drei zweite Betätigungshebel 7. Dies gilt ebenfalls für die anderen ersten/zweiten Komponenten.
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2 und 3 zeigen nun für die jeweiligen Teilkupplungen 2, 3 den Aufbau in einer schematischen Form. 2 zeigt die erste Teilkupplung 2 in einer schematischen Form und 3 zeigt die zweite Teilkupplung 3 in einer schematischen Form. In diesen Darstellungen sind die Wirkverbindungen untereinander zur besseren Übersichtlichkeit dargestellt.
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Um einen Reibschluss zwischen der ersten Anpressplatte 4 und der ersten Gegenanpressplatte 12, hier dem Schwungrad 19, über die erste Kupplungsscheibe 20 zu erwirken, ist das Betätigen des Betätigungslagers 6 über eine Betätigungseinrichtung (hier nicht dargestellt) mittels einer Kraft, die in Axialrichtung zum Schwungrad 19 hinzeigt, notwendig. Dabei ist das erste Betätigungslager 6 auf die Erhebung 31 des ersten Betätigungshebels 8 durch diese Kraft in Axialrichtung drückbar. Der erste Betätigungshebel 8 ist dabei gelenkig an dem Gehäuse 22 über das erste Schwenklager 29 gelagert. Der erste Betätigungshebel 8 ist dabei gelenkig über das zweite Schwenklager 30 mit dem ersten Übertragungselement 10 gelenkig verbunden.
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Das erste Schwenklager 29 liegt radial weiter außen als das zweite Schwenklager 30, das radial weiter innen liegt. Über das Rückholmittel 14 ist das erste Übertragungselement 10 rückholbar. Die Anpressplatte 4 ist axial bewegbar in Axialrichtung in Richtung zum Schwungrad 19 hin, um in einen gekuppelten Zustand zu gelangen.. Kommt es nun zu einer Betätigung des ersten Betätigungslagers 6, so bewegt der erste Betätigungshebel 8 über das erste Übertragungselement 10 die erste Anpressplatte 4 in Axialrichtung zum Schwungrad 19 hin, es entsteht ein Reibschluss zwischen der ersten Anpressplatte 4 und der ersten Gegenanpressplatte 12 über die erste Kupplungsscheibe 20, sodass ein Moment über die Getriebeeingangswelle 16 übertragen werden kann. Ist keine Kraft mehr über das Betätigungslager 6 auf den Betätigungshebel 8 aufgebracht, so bringt das erste Rückholmittel 14, hier die Rückholfeder die Anpressplatte 4 in ihre Rückposition, die durch den Anschlag 28 in Axialrichtung vorgegeben ist, zurück. Dadurch wird der Reibschluss zwischen der ersten Anpressplatte 4 und der ersten Gegenanpressplatte 12 aufgehoben und die erste Teilkupplung 2 befindet sich wieder in einem geöffneten Zustand.
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Für die zweite Teilkupplung 3 ist dies simultan in 3 dargestellt. Hier ist klar der Unterschied erkennbar, dass der zweite Betätigungshebel 9 über das erste Schwenklager 29 mit dem Gehäuse 22 radial innen gelagert ist, und eine Verbindung mit dem zweiten Übertragungselement 11 über das zweite Schwenklager 30 weiter radial außen stattfindet. Dies ist im Vergleich zur ersten Teilkupplung 2 in Radialrichtung getauscht. Das zweite Übertragungselement 11 ist ebenfalls mit einem Rückholmittel 15 in den ungekuppelten Zustand überführbar, die zweite Gegenanpressplatte 13 ist als Gehäusevorsprung 23 ausgebildet und die zweite Anpressplatte 5 bewegt sich im Vergleich zur Bewegungsrichtung der ersten Teilkupplung 2 in die entgegengesetzte Richtung, also von dem Schwungrad 19 weg, um einen Reibschluss über die zweite Kupplungsscheibe 21 mit der zweiten Gegenanpressplatte 13, dem Gehäusevorsprung 23, zu erzielen.
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In 4, 5 und 6 ist nun eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lastschaltkupplung 1 dargestellt. Der Grundaufbau entspricht der Ausführungsform gemäß der 1 bis 3. Elementarer Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen ist der Einsatz der Rückholmittel 14, 15. Nachdem in der vorherigen Ausführungsform das Übertragungselement 10, 11 und das zugeordnete Rückholmittel 14, 15 jeweils einer Anpressplatte 4, 5 zugeordnet gewesen ist, ist das Rückholmittel 14, 15 nun beiden Anpressplatten 4,5 zugeordnet. Die Übertragungselemente 10, 11 weisen nun jeweils einen weiteren Abschnitt auf, an dem die jeweils vorher nicht angeordnete Anpressplatte 4, 5 angeordnet ist. Ein weiterer Unterschied ist, dass die Rückholmittel 14, 15 auf der Seite, bei der sie durch den Anschlag 28 in den 1 bis 3 begrenzt waren, nun durch die Anpressplatte 4,5 begrenzt sind, die vorher nicht an dem Übertragungselement 10, 11 angeordnet gewesen ist. Dementsprechend ist an dem ersten Übertragungselement 10 das Rückholmittel 14 zwischen dem Absatz 33 und der zweiten Gegenanpressplatte 13 angeordnet und begrenzt, und an dem zweiten Übertragungselement 11 zwischen dem Formelement 36 und der ersten Anpressplatte 4 angeordnet und begrenzt.
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Mithilfe der Rückholmittel 14, 15 können die Anpressplatten 4,5 aufeinander zubewegt werden, wobei die Anpressplatten 4, 5 weiterhin durch den Anschlag 28 begrenzt sind. In 5 und 6 sind die dazugehörigen schematischen Darstellung dargestellt. Die Wirkung von dem Rückholmittel 14,15 in den Übertragungselementen 10, 11 der ersten für die erste Teilkupplung 2 ist dabei in 5 dargestellt. Die Wirkung von dem Rückholmittel 14, 15 in den Übertragungselementen 10, 11 für die zweite Teilkupplung 3 ist in 6 dargestellt. Im Vergleich zu den schematischen Darstellungen von 2 und 3, bei der jede Anpressplatte 4, 5 eine eigene Vorrichtung aufweist, um den Reibschluss zu lösen, sind die Übertragungselemente 10,11 über die Rückholmittel 14, 15 mit der jeweils anderen Anpressplatte 4, 5 gekoppelt.
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In 7 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lastschaltkupplung 1 dargestellt, die auf der zweiten Ausführungsform gemäß 4 bis 6 aufbaut. Gemäß der in 4 bis 6 gezeigten Ausführungsform sind die Rückholmittel 14, 15 für beide Anpressplatten 4, 5, also für beide Teilkupplungen 2, 3 zuständig. Da vorzugsweise insgesamt auf den Umfang verteilt drei der Vorrichtungen, also drei erste Betätigungshebel 8 mit drei dazugehörigen ersten Übertragungselementen 10 und drei zweite Betätigungshebel 9 mit drei dazugehörigen zweiten Übertragungselementen 11 angeordnet sind, um Schiefabhub zu verhindern, weisen jegliche Ausführungsformen dementsprechend jeweils drei erste Rückholmittel 14 und drei zweite Rückholmittel 15, von jeder Vorrichtung, also insgesamt sechs, auf. Da das Rückholmittel 14, 15 in der vorliegenden Ausführungsform nach 4 bis 6 für beide Teilkupplungen 2, 3 funktioniert, ist die Gesamtzahl der Rückholmittel 14, 15 die an den Übertragungselementen 10, 11 angeordnet sind, auf eine der Teilkupplungen 2, 3 begrenzbar. Dementsprechend verringert sich die Anzahl an Rückholmittel 14, 15 um die Hälfte, also auf drei Rückholmittel 14, wobei die Funktionsweise dennoch weiterhin gewährleistet ist. Dadurch, dass wie in 7 gezeigt das zweite Übertragungselement 11 kein Rückholmittel 15 aufweist, ist das zweite Übertragungselement 11 um den Abschnitt verkürzt, an dem zuvor das Rückholmittel 15 angeordnet gewesen ist. In einer weiteren Ausführungsform ist anstelle des Rückholmittels 14 das Rückholmittel 15 an dem zweiten Übertragungselement angeordnet und die Rückholmittel 14 sind ersetzt.
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In 8 und 9 ist die vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lastschaltkupplung 1 dargestellt. Aufbauend auf der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lastschaltkupplung 1 sind an den Übertragungselementen 10, 11 weitere Federelemente 37, 38 angeordnet, beispielsweise Übertragungsfedern oder Modulationsfedern. Ein erstes Federelement 37 ist dabei eine Tellerfeder und ein zweites Federelement 38 ist eine Schraubenfeder. In der ersten Anpressplatte 4 ist eine Aussparung 39 ausgeformt, die auf der zu dem Anschlag 28 gewandten Seite ausgeformt ist- Die Aussparung 39 ist so ausgebildet, dass sich diese auf einen radial äußeren Bereich der Anpressplatte 4 beschränkt. Das erste Federelement 37 weist einen äußeren Rand 40 und inneren Rand 41 auf, wobei der innere Rand 41 an der Aussparung 39 der ersten Anpressplatte 4 anliegt und sich radial nach außen erstreckt, bis zu dem äußeren Rand 40, der mit dem Übertragungselement 10 wirkverbunden ist. Das zweite Federelement 38 ist an dem zweiten Übertragungselement 11 angeordnet.
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Dabei ist das zweite Federelement 38 zwischen dem Formelement 36 und der zweiten Anpressplatte 5 angeordnet.
