DE2758366A1 - Kupplungsdruckplatte und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

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Anwaltaakte M-4462
Kupplungsdruckplatte und Verfahren zu deren Herstellung

Bekannte Eupplungsdruckplatten für Kraft- oder andere Fahrzeuge werden zumeist als Gußeisenteile hergestellt und arbeiten wegen ihres ausgezeichneten Verschleiß- und Temperaturverhaltens zufriedenstellend. Vor allem bei kleiner gebauten Kraftfahrzeugen und höher drehenden Motoren sind jedoch aus Gußeisen hergestellte Druckplatten wegen der hohen Guß- und Bearbeitungskosten, des vergleichsweise
hohen Anteils an Ausschußteilen und der geringen Bruchfestigkeit unter der Wirkung der bei hohen Motordrehzahlen angreifenden Zentrifugalkräfte von Nachteil.

Demgegenüber sollen erfindungsgemäß eine K\ipplungsdruckplatte und ein Verfahren zu deren Herstellung geschaffen werden, die eine kostengünstige Fertigung der Druckplatte als hochgradig bruchfestes Bauteil ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Kupplungsdruckplatte wird aus mehreren

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Stanzteilen hergestellt, die alle aus einem Stahlblechband im Zuge eines automatischen Formstanzvorgangs gefertigt werden können, bei dem das Blechband auf der einen Seite einer Stanz- oder Formpresse zugeführt wird und auf der anderen Seite die fertiggestellten Stanzteile ausgestoßen werden. Die Kupplungsdruckplatte besteht aus einem einzigen, ringförmigen, im Querschnitt U-förmigen Plattenteil und einem oder mehreren, diagonal oder radial angeordneten Versteifungsteilen, die in der geöffneten Seite des U-förmigen Plattenteils sitzen und dort mechanisch oder durch eine Lot- oder Schweißverbindung gesichert sind.

Das Plattenteil besteht aus inneren und äußeren Umfangsflanschen und einem diese miteinander verbindenden, mit einer Reibfläche belegten Stegabschnitt, und vorzugsweise sind mehrere, im wesentlichen S-förmige Versteifungsteile mit gleichförmigem Umfangsabstand und engem Sitz zu den Außen- und Innenflanschen und dem Stegabschnitt in die geöffnete Seite des U-förmigen Plattenteils eingesetzt. Jedes Versteifungsteil enthält einen verhältnismäßig schmalen inneren Endabschnitt und einen breiteren äußeren Endabsohnitt der über den Außenflansch des Plattenteils vorsteht. Die äußeren Enden der Versteifungsteile sind vor oder nach dem Zusammenbau der Druckplatte vorzugsweise zu einer Anlenkungsflache verformt, an der in der fertigen Kupplung eine Belleville-Feder gelenkig anliegt, oder die äußeren Endab- ^

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schnitte werden nach dem Zusammenbau mit dem Plattenteil maschinell bearbeitet.

Wahlweise kann in den U-förmigen Querschnitt des Plattenteils auch ein einstückiges, zwischen die Außen- und Innenflansche eingepaßtes, im wesentlichen sinusförmig gebogenes, ringförmiges Versteifungsteil eingesetzt werden, dessen hochstehende Abschnitte mit dem Außenflansch und dessen innenliegende Abschnitte mit dem Innenflansch zusammenwirken und miteinander durch schräg oder radial verlaufende MittelabschnJfcte verbunden sind. An den Planschen ist das Versteifungsteil ebenfalls wieder mechanisch oder durch eine Lot- oder Schweißverbindung befestigt.

Die erfindungsgemäße Kupplungsdruckplattö hat ein geringes Gewicht und eine hohe Festigkeit und läßt sich mit geringen Kosten und gleichbleibend guter Qualität herstellen. Das sinusförmige Versteifungsteil oder das aus mehreren Einzelstücken bestehende Versteifungsteil im U-förmigen Querschnitt des Plattenteils bewirken eine beträchtliche Erhöhung der Nutzfestigkeit des Plattenteils und sorgen für eine Luftzirkulation zum Kühlen der Druckplatte und der dieser benachbarten Einrichtungen. Das oder die Versteifungsteile können ferner zusätzlich eine Wärmesenke und Wärmeübertragungsflächen bilden.

Insgesamt schafft die Erfindung eine gewichtsmäßig leichte,

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kostengünstige Druckplatte für eine Reibkupplung, und die Druckplatte ist aus Blechstanzteilen gefertigt und enthält ein ringförmiges Plattenteil mit einem U-förmigen Querschnitt das eine Reibfläche aufweist v^.d auf dessen der Reibfläche gegenüberliegende», geöffneter Seite eines oder mehrere, schräg oder radial gerichtete Versteifungsteile eingesetzt sind, die eine Anlenkfläche für eine Belleville-Peder bilden, welche die Kupplung in die eingerückte Lage drückt. Die erfindungsgemäße Kupplungsdruckplatte hat eine hohe Betriebssicherheit und eine einfache Bauweise und ist wirtschaftlich herzustellen und leicht zusammenzubauen.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erdindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt einer Kraftfahrzeugkupplung mit einer Kupplungsdruckplatte naoh der Erfindung;

Pig. 2 die Aufsicht der Kupplungsdruckplatte und der Kupplungsfeder im Sinne der Fig. 1 von rechts, wobei die Kupplungsfeder teilweise gebrochen dargestellt ist;

einen senkrechten Schnitt der Druckplatte

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und Kupplungsfeder längs der Linie 3-3 der Pig. 2;

Fig. 4 eine vergrößerte perspektivische Teildarstellung eines Absdi nitts der Druckplatte mit einem daran befestigten Versteifungsteil;

Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Versteifungsteils;

Fig. 6 eine Teilaufsieht einer weiteren Ausführungsform einer Kupplungsdruckplatte mit zugeordneter, teilweise gebrochen dargestellter Kupplungsfeder;

Fig. 7 eine perspektivische Teildarstellung des Versteifungsteils gemäß Flg. 6;

Fig. 8 die Teilaufsicht einer Kupplungsdruckplatte mit einem abgewandelten Versteifungsteil;

Fig. 9 einen Schnitt längs des abgewinkelten Linienzugs 9-9 der Fig. 8 zur Verdeutlichung des Zusammenbaus;

Fig. 10 einen der Fig. 9 entsprechenden Schnitt zur

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Verdeutlichung einer weiteren Einbaumöglichkeit;

Figo 11 eine teilv/eise geschnittene Seitenansicht einer Kupplungsdruckplatte zur Verdeutlichung einer weiteren Einbaumöglichkeit der Versteifungsteile und

Fig. 12 eine teilweise geschnittene Seitenansicht mit einer nochmals abgewandelten Befestigungsart der Versteifungsteile.

Gemäß Fig. 1 enthält die zwischen dem Motor und dem Getriebe eines Kraftfahrzeugs angeordnete Kupplung 10 ein Kupplungsgehäuse 11 mit einem Radialflansch 12, der durch Muttern 13 am nicht gezeigten Motor befestigt ist und am Getriebegehäuse 14 anliegt. Das Kupplungsgehäuse 11 ist mit sich gegen· überliegenden, zueinander koaxialen öffnungen 15 und 16 zur Aufnahme der Motorkurbelwelle 17 bzw. der zum Getriebe führenden Abtriebswelle 18 versehen.

Innerhalb des Gehäuses 11 enthält die Kupplung 10 ein Schwungrad 19, das an der Kurbelwelle 17 über Schrauben 21 befestigt ist, eine innere Kupplungssohale 22 mit einem Radialflansch 23, der über Schrauben 24 am Schwungrad 19 befestigt ist, eine Kupplungsscheibe 25, eine Druckplatte

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und eine plattenförmige Belleville-Feder 27. Die Belleville-Feder besteht aus einem äußeren konischen Abschnitt 28 und mehreren nach innen verlaufenden Federfingern 29, die durch Schlitze 31 voneinander getrennt sind (Fig. 2). Zumindest einige Schlitze 31 sind an ihrem äußeren Schlitzende 32 zur Aufnahme von in TJmfangsrichtung verteilten Nieten 33 erweitert ausgebildet, und zwei Drahtringe 34, 35 (Fig. 1) wirken als Anlenkflächen für eine Schwenkbewegung der Belleville-Feder 27.

Die in den Fign. 2, 3 und 4 gezeigte Kupplungsdruckplatte 26 ist aus Blechstanzteilen hergestellt, die in einem automatischen Stanz- oder andeeiKaltformvorgang gefertigt werden, und enthält ein ringförmiges, im Querschnitt im wesentlichen U-förmiges Plattenteil 36 und mehrere Versteifungsteile 45. Das Plattenteil 36 ist mit einem äußeren Umfangsflansch 37 und einem inneren Umfangsflansch 38 versehen, die durch einen Stegabschnitt 39 miteinander verbunden sind, der eine der Kupplungsscheibe 25 zugekehrte Reibfläche 41 trägt. Am Flansch 37 sind drei, in ümfangsrichtung gleichförmig versetzte Schlitze 42 ausgespart, von denen radiale Antriebsaugen 43 vorstehen, die im wesentlichen in der gleichen Ebene wie der Stegabschnitt 39 Iteguu Jedes Antriebsauge 43 enthält eine öffnung 44 zur Aufnahme von Befestigungsmitteln, durch die das Antriebsauge an einem nicht gezeigten seinerseits mit der Kupplungsschale 22

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verbundenen Antriebsbügel befestigt wird.

In im wesentlichen regelmäßigen Abständen sind in die offene Seite des ringförmigen Plattenteils 36 mehrere, im wesentlichen S-förmige Versteifungsteile 45 (Pign. 4 und 5) eingesetzt, die jeweils einen äußeren gebogenen Endabsohnitt 46 und einen inneren gebogenen Endabschnitt 47 enthalten, die durch einen geneigten Mittelabschnitt 48 miteinander verbunden sind. Wie Flg., 4 am deutlichsten zeigt, 1st die Breite des inneren Endabschnitts 47 im wesentlichen gleich der Höhe des Innenflansches 38, während der äußere Endabschnitt 46 wesentlich breiter ausgebildet ist, so daß er über den Außenflansch 37 vorsteht; beide Endabschnitte sind mit schrägen Innenkanten 49 versehen. Der Mittelabschnitt 48 enthält eine ebene, an der Innenfläche 51 des Stegabschnitts 39 anliegende Kante 50 und eine geneigte Kante 52, die die unterschiedlich breiten, inneren und äußeren Endabschnitte 47, 46 miteinander verbindet.

Die inneren und äußeren Endabschnitte 47, 46 sind entsprechend der Krümmung der Innen- bzw. Außenflaneche 38 bzw. 37 gebogen. Im zusammengebauten Zustand sind somit die Versteifungsteile 45 ordnungsgemäß in der offenen Seite des ringförmigen Plattenteils 36 positioniert und bei 53 und 54 fest mit den Planschen verbunden, etwa durch eine Lötverbindung oder eine Bogen-jPunktschweiß- oder andere Schweißverbindung. Aufgrund dieser festen Verbindung bilden die - 11 -

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Versteifungsteile 45 (deren Anzahl gemäß den Pign. neun beträgt) Hilfsflachen, und ein großer Teil der an der Reibfläche 41 erzeugten Wärme fließt rasch zu diesen Hilfsflächen und wird von dort durch die Luftströmung abtransportiert. Nach dem Zusammenbau wird die obere Außenkante des äußeren Endabschnitts 46 jedes Versteifungsteils 45 maschinell auf gleichförmige Höhe gebracht und mit einem Krümmungsradius versehen, so daß sie eine Anlenkflache bildet, die mit dem äußeren Abschnitt der Belleville-Feder 27 zusammenwirkt .

Anstelle der maschinellen Bearbeitung der Außenkante 55 können die Versteifungsteile 45 entweder vor oder nach dem Zusammenbau auch in einem Preßvorgang geprägt werden, um den Krümmungsradius und eine gleichförmige Höhenabmessung zu erzielen. Infolge der Eigensteifigkeit des U-förmigen, ringförmigen Plattenteils 36 und dessen zusätzliche Versteifung durch die diagonalen Versteifungsteile 45 ist die Reibfläche 41 ausreichend eben, so daß auf eine Endbearbeitung dieser Reibfläche verzichtet werden kann. Auf diese Weise wird eine Druckplatte mit einem geringen Baugewicht, einer hohen Festigkeit einer gleichbleibend hohen Qualität und geringen Kosten hergestellt. Bei dem geeeigten Aueführungsbeispiel sind zwar neun diagonale Versteifungsteile 45 vorhanden, jedoch kann bei anderen Abmessungen der Druckplatte natürlich deren Anzahl geändert werden.

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Pig. 6 zeigt eine andere Bauweise einer Druckplatte 61 mit einem einstückigen Versteifungsteil 62; die dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Bauteile haben das gleiche Bezugszeichen, jedoch mit dem Zusatz a. Die Druckplatte 61 enthält ein ringförmiges Plattenteil 36a, das einen im wesentlichen ü-förmigen Querschnitt aufweist und einen äußeren Umfangsflansch 37a und einen inneren Umfangsflansch 38a enthält, die durch einen Stegabschnitt 39a miteinander verbunden sind. Radiale Antriebsaugen 43a verlaufen von Schlitzen 42a im Plansch 37a radial nach außen. Das Versteifungsteil 62 (Pig. 7) ist im wesentlichen sinusförmig gebogen und bildet einen Ring mit oberen Bogenabschnitten 63 und abwechselnd zu diesen angeordneten, unteren Bogenabschnitt en 64, die jeweils durch diagonale Mittelabschnitte 65 miteinander verbinden sind. Die unteren Bogenabschnitte 64 haben im wesentlichen die gleiche Breite wie der Innenflansch 38a und wirken mit diesem zusammen, während die oberen Bogenabschnitte 63 am Außenflansch 37 a anliegen,, jedoch breiter als dieser bemessen sind und eine unterbrochene, abgerundete Anlenkungskante 66 bilden. Die Mittelabschnitte 65 haben geneigte Kanten 67, die von einem oberen Bogenabschnitt zum unmittelbar benachbarten, unteren Bogenabschnitt und dann zum nachfolgenden, oberen Bogenabsohnitt verlaufen. Das Versteifungsteil 62 wird in die offene Seite des Plattenteils 36a eingesetzt, so daß es den gesamten Kreisumfang des U-fönnigen Plattenteile vollständig

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ausfüllt, und wird mit diesem verbunden. Gemäß Fig. 6 kann das Versteifungsteil 62 an den Innen- bzw. Außenflanschen 38a und 37a durch eine Schweiß- oder lötverbindung bei 68 befestigt sein. Durch eine Lötverbindung wird eine bessere Wärmeübertragung von dem Plattenteil zu den durch die Mittelabschnitte 65 gebildeten Schaufeln erzielt. Die oberen und unteren Bogenabschnitte können an den Außen- bzw. Innenflanschen auch mechanisch, etwa durch Nieten, befestigt sein.

Die Pign. 8 bis 10 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Kupplungsdruckplatte 71, wobei die den ersten Ausführungsbeispielen entsprechenden Bauteile durch das gleiche"Bezugszeichen, jedoch mit dem Zusatz "b" gekennzeichnet sind. Das ringförmige Plattenteil 36b enthält einen Außenflansch 37b und einen Innenflansch 38b, die durch einen Stegabschnitt 39b miteinander verbunden sind, und ist ferner mit nicht gezeigten Antriebsaugen versehen. Am Außenflansch 37b sind mehrere, in Umfangsrichtung auf Abstand gehaltene öffnungen 72 ausgebildet, und der Innenflansch 38b enthält mehrere in Umfangsrichtung auf Abstand gehaltene öffnungen 73.

Mehrere Versteifungsteile 74 sind in im wesentlichen gleichförmigen Abständen im Plattenteil 36a positioniert und enthalten jeweils einen gebogenen äußeren Endabschnitt 75, der mit dem Außenflansch 37b zusammenwirkt und in einer nach außen gebogenen, eine öffnung 72 durchgreifenden Lasche 76

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endet. Ein schräg verlaufender Versteifungsabschnitt 77 erstreckt sich vom äußeren Endabschnitt 75 über den Stegabschni 39 b und endet in einer Innenkante 78, die am Innenflansch 38b anliegt und eine Lasche 79 enthält, die eine Öffnung 73 im Innenflansch 38 b durchgreift.

Zum Zusammenbau dieser Druckplatte wird beim Stanzen des Plattenteils 36 b der Außenflansch 37 b vollständig abgebogen, der Innenflansch 38 b jedoch nur teilweise verformt, wie dies in gestrichelten Linien in Pig. 9 gezeigt ist. Die Versteifungsteile 74 werden so positioniert, daß die Laschen 76 in die Öffnungen 72 eingeschoben sind und die Laschen 79 an den Öffnungen 73 in dem teilweise verformten Plansch 38 b liegen. Dann v/ird der Innenflansch 38 b in die Endlage gewalzt, in der er rechtwinklig zum Stegabschnitt 39b verläuft, wodurch alle Versteifungsteile ortsfest verriegelt werden. Wie Fig. 10 zeigt, kann ebenso auch der Außenflansch 37b zur Verriegelung der Laschen 76 fertiggewalzt werden, wenn die Laschen 79 beim Positionieren der Versteifungsteile 74 im Plattenteil 36b an dem vollständig ausgeformten Innenflansch 38b liegen«,

Fig. 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kupplungsdruckplatte 81 mit einer andersartigen Befestigung für die Versteifungsteile, wobei die entsprechenden Bauteile

.jedoch
das gleiche Bezugszeichen'mit dem Zusatz "c" gekennzeichnet

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sind. Die Versteifungsteile 45c sind im wesentlichen identisch wie beim ersten Ausftihrungsbeispiel ausgebildet, also von im wesentlichen S-Form mit gebogenen äußeren Endabschnitten 46c und gebogenen inneren Endabschnitten 47c, die durch einen geneigten Mittelabschnitt 48c miteinander verbunden sind. Die inneren Endabschnitte 47c liegen am Innenflansch 58c des ringförmigen Plattenteils 36c und die äußeren Endabschnitte 46c liegen am Außenflansch 37c, wobei die Endabschnitte jeweils die gleichen Höhenabmessungen wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen haben. Die inneren und äußeren Endabschnitte sind an den Planschen jeweils durch Nieten 82 befestigt, so daß die Versteifungsteile an der Druckplatte an in ümfangsriohtung versetzten Stellen gesichert sind. Zur Befestigung des durchgehenden Versteifungsteils gemäß den Pign. 6 und 7 können ebenfalls Nieten verwendet werden.

Fig. 12 zeigt eine weitere Befestigungsart zur Verbindung eines Versteifungsteils 84 in einer Druckplatte 83. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht insofern dem gemäß den Pign. 8 bis 10, als der Außenflansoh 37d mehrere in Umfangsrichtung verteilte Schlitze 85 und der Innenflansch 38d mehrere in Ümfangsriohtung verteilte Schlitze 86 aufweist. Jedes Versteifungsteil 84 ist mit einem gebogenen äußeren Endabschnitt 87 versehen, der in einer verlängerten Lasche 88 endet, die einen Schlitz 85 durchgreift und über diesen

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vorsteht, während der innere Endabschnitt 89 des Versteifungsteils 84 in einer Lasche 91 endet, die den Schlitz 86 durchgreift und über diesen vorsteht. Die Versteifungsteile 84 werden auf die gleiche Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fign. 8 bis 10 zusammengebaut; jedoch wird nicht nur der Innen- oder Außenflansch rechtwinklig zum Stegabschnitt 39d gewalzt, sondern die Innenfläche des Innenflansches 38d und die Außenfläche des Außenflansches 37d werden berollt, so daß die Laschen 88, 91 umgebogen und an den Planschen der Druckplatte verriegelt werden. Auch diese Befestigungsart läßt sich in gleicher Weise für die Versteifungsteile gemäß den Fign. 8 bis 10 oder das einstückig Versteifungsteil gemäß den Fign. 6 bis 7 verwendden, wenn zur formschlüssigen Verriegelung mit den Planschen der Druckplatte entsprechende Laschen an den jeweiligen Versteifungsteilen vorgesehen sind.

Anstelle von Versteifungsteilen mit schräger Orientierung können die Versteifungsteile auch radial im Plattenteil ausgerichtet sein.

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Claims (6)

Patentanwalt· DIpI. Ing. H. Hauck Dipl. Phys. W. Schmltr Dipl. Ing. E. Graalfs Dipl. Ing. W. Wahnert Dipl. Phys. W. Carsten· Dr.-Ing. W. During MozartstraEa 23 8000 München t BORG-WARNER CORPORATION South Michigan Ave. München, 27. Dezember 1977 Chicago, 111.60604,USAAnwaltsakte M-4462 Patentansprüche

1. Kupplungsdruckplatte, gekennzeichnet durch ein ringförmiges, im wesentlichen U-förmiges Plattenteil (36) mit äußeren und inneren, durch einen Stegabschnitt (39) miteinander verbundenen Umfangsflanschen (37, 38) und mindestens ein innerhalb der Plansche befestigtes, eine unterbrochene Gelenkfläche bildendes Versteifungsteil (45).

2. Kupplungsdruckplatte nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere, im wesentlichen S-förmige Versteifungsteile (45), die jeweils entsprechend den Außen- und Innenflanschen (37, 38) des Plattenteils (36) gebogene, damit fest verbindbare, äußere und innere Endabschnitte (46, 47) und einen zwischen diesen verlaufenden, geneigten Mittelabschnitt (48) aufweisen.

3. Kupplungsdruckplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Endabschnitt (47) eine der Höhe des Innenflansches ( 38) entsprechende Breite hat, der äußere Endabschnitt (46) breiter als die Höhe des Außenflansches (37)

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ssen und der Mittel?bschnitt mit einer ^"ί^οτι, die Außenkanten ή^τ End abschnitte miteinander verbindenden "Regrenzungskante (52) versehen int.

4. Kupplungsdruckplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Versteifungnteil mehrere, im wesentlichen I-förmige Formstücke (74) enthält, die jeweils einen gebogenen, äußeren Endabschnitt (74) und einen von diesem 551.1m Innenrand (78) des Formstücks verlaufenden, geneigten Mittelabschnitt (77) sowie eine am äußeren Endabschnitt angeordnete, nach au.ßen verlaufende Lasche (76) und eine innenliogende Lasche (79) am Innenrand aufweisen, und die Au.ßen- und Inn pn flansche (37b, 38b) mit in TTmfangsrichtung auf Abstand gehaltenen Schlitten (72, 73) Kur Halterung der Laschen versehen sind.

5. Kupplungsdruckplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Stegabschnitt (39) mehrere, im wesentlichen in der gleichen Ebene verlaufende, in Umfangsrichtung gleichförmig verteilte Antriebsaugen (43) einstückig angeformt sind.

6. Verfahren zum Herstellen einer Kupplungsdruckplatte, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen ringförmiges, im Querschnitt U-förmiges Plattenteil gestanzt und ein gestanztes Versteifungsteil in das ringförmige Plattenteil eingesetzt und an diesem befestigt wird vmd die Außenkante des Versteifungsteils 7,\x einer Gelenkfläche umgeformt wird. ^

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