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Die Erfindung betrifft eine Reibkupplung, vorzugsweise in Form einer Motorradkupplung, für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einem Eingangsteil, wobei das Eingangsteil sowohl einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einem Primärrad und einem relativ zu dem Primärrad in einer Drehrichtung gegen eine Federvorspannung beweglichen Sekundärrad, als auch einen Reibbestandteil mit einem an dem Sekundärrad befestigten ersten Träger und mehreren verdrehfest sowohl axial relativ zueinander verschiebbar an dem ersten Träger aufgenommenen ersten Reibelementen aufweist, sowie mit einem mehrere zweite Reibelemente seitens eines zweiten Trägers drehfest und relativ zueinander axial verschiebbar aufnehmenden Ausgangsteil, wobei die ersten und zweiten Reibelemente in axialer Richtung abwechselnd zueinander angeordnet sind und miteinander mittels einer Betätigungseinrichtung in Reibeingriff bringbar sind.
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Gattungsgemäße Reibkupplungen sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Beispielsweise offenbart die
WO 2017/ 186 209 A1 eine Kupplung mit Momentenflussaufteilung zur partiellen Verstärkung. In dieser Kupplung sind Blattfedern im Momentenübertragungsfluss angeordnet, um im Zugbetrieb des mit der Reibkupplung gekoppelten Verbrennungsmotors die Anpresskraft zu erhöhen. Der ausgangsseitige Träger ist zweigeteilt und nutzt nur in einem Teil das übertragene Drehmoment zur Erhöhung der Anpresskraft. Ein erster Teil des ausgangsseitigen Trägers ist einteilig mit der Anpressplatte ausgebildet, auf die die Ausrückeinrichtung wirkt. Die Blattfedern zur Verstärkung der Anpresskraft sind an diesem ersten Teil des ausgangsseitigen Trägers angebunden, sodass nur das Drehmoment, das über die Lamellen, die drehfest mit diesem ersten Teil verbunden sind, zur Verstärkung der Anpresskraft genutzt werden kann. Der zweite Teil des ausgangsseitigen Trägers ist fest mit der Nabe verbunden, sodass das über diese Lamellen übertragene Drehmoment nicht zur Erhöhung der Anpresskraft genutzt wird.
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Weiterer Stand der Technik ist mit der
DE 10 2017 123 977 A1 , der
WO 2018/196 922 A1 , der
WO 2018/ 019 327 A1 und der
WO 2019/ 170 189 A1 bekannt.
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Als Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen hat es sich jedoch herausgestellt, dass in manchen Anwendungen eine erhöhte Dämpferhysterese gewünscht ist. Es gibt in diesem Zusammenhang zwar prinzipiell bereits Überlegungen, zusätzliche Reibstellen in dem Torsionsschwingungsdämpfer einzubringen, dies bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass eine erhöhte Anzahl von Bauteilen notwendig ist, was wiederum einen erhöhten Montageaufwand sowie einen erhöhten Platzbedarf mit sich bringt.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere eine Reibkupplung für einen Antriebsstrang eines Motorrads zur Verfügung zu stellen, der eine erhöhte Hysterese aufweist, im Aufbau jedoch möglichst einfach und kompakt gehalten ist.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Primärrad in einer axialen Richtung (in Bezug auf eine Drehachse) an einem axialfesten Aufnahmeabschnitt des Ausgangsteils abgestützt ist.
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Durch diese Abstützung wird die in der geschlossenen Stellung der Reibkupplung vorliegende Anpresskraft zum Zusammendrücken der Reibelemente gezielt zum Aufbringen einer zusätzlichen Hysterese in dem Torsionsschwingungsdämpfer verwendet. Des Weiteren kann der Aufbau bekannter Kupplungen weiter vereinfacht werden.
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Weitere vorteilhafte Ausführungen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
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Der Aufnahmeabschnitt ist bevorzugt ein Bestandteil eines Nabenkörpers oder fest mit dem Nabenkörper verbunden, der im Betrieb weiter mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes des Antriebsstrangs verbunden ist. Dadurch ergibt sich eine möglichst kompakte radiale Ausbildung des Aufnahmeabschnitts.
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Erfolgt die axiale Abstützung des Primärrads an dem Aufnahmeabschnitt durch ein Wälzlager, ist eine möglichst verschleißarme Abstützeinrichtung erzielt.
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Bestehende Reibkupplungen können auf einfache Weise angepasst werden, wenn das Wälzlager als ein separat ausgebildetes / separates Axiallager, vorzugsweise in Form eines Nadellagers, Tonnenlagers oder Rollenlagers, ausgebildet ist.
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Alternativ hierzu ist es auch von Vorteil, wenn das Wälzlager als ein eine radiale Abstützung des Primärrads relativ zu dem Aufnahmeabschnitt mit übernehmendes Lager (unmittelbar) ausgebildet ist. Das Wälzlager ist somit bevorzugt als ein Axial- und Radiallager, etwa in Form eines doppelreihigen Wälzlagers, weiter bevorzugt in Form eines zweireihigen Rillenkugellagers, ausgebildet. Dadurch wird der Aufbau weiter vereinfacht.
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Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn ein zu einem ersten axialen Ende der Gesamtheit aus ersten Reibelementen und zweiten Reibelementen angeordnetes Reibelement in der axialen Richtung zumindest in einer geschlossenen Stellung der Reibkupplung an einem mit dem ersten Träger weiter verbundenen Bestandteil oder direkt an dem ersten Träger anliegt. Dadurch lässt sich die Anzahl an Reibelementen weiter reduzieren.
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In diesem Zusammenhang ist es zudem zweckmäßig, wenn der mit dem ersten Träger weiter verbundene Bestandteil als ein Stützring ausgeformt ist. Dieser Stützring ist in weiteren Ausführungen vorzugsweise aus einem Kunststoff, etwa einem Polyamid (besonders bevorzugt PA 66) hergestellt. Dadurch ergibt sich ein möglichst einfach herstellbares und montierbares Stützelement.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eines der ersten Reibelemente zu dem ersten axialen Ende der Gesamtheit aus ersten Reibelementen und zweiten Reibelementen hin angeordnet ist. Dadurch wird eine möglichst vollständige Abstützung der Abstützkraft seitens des ersten Trägers und folglich eine möglichst hohe Hysterese im Torsionsschwingungsdämpfer erzielt.
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Auf einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende der Gesamtheit aus ersten und zweiten Reibelementen liegt weiter bevorzugt eine Anpressplatte (vorzugsweise an einer der ersten Reibelemente) an.
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Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn ein Federelement, vorzugsweise eine Tellerfeder, vorhanden ist, das / die derart eingesetzt ist, dass das Sekundärrad relativ zu dem Primärrad axial federnd abgestützt ist.
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Zudem ist es von Vorteil, wenn die Reibkupplung als eine selbstverstärkende Kupplung ausgebildet ist, wobei zumindest eine Blattfedereinheit derart angeordnet ist, dass eine mehrere oder alle Reibelemente zusammendrückende Anpresskraft in der geschlossenen Stellung der Reibkupplung durch diese zumindest eine Blattfedereinheit verstärkt ist.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß eine Motorradkupplung, bevorzugt in Form einer Ultra-Performance-Clutch (UPC), mit großer Hysterese im Torsionsschwingungsdämpfer umgesetzt. Hierbei wird vorgeschlagen, die Anpresskraft der Reibkupplung zu nutzen, um eine zusätzliche Hysterese im Torsionsschwingungsdämpfer zu erzeugen.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
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Es zeigen:
- 1 eine Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Reibkupplung nach einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei ein eine axiale Abstützung des Torsionsschwingungsdämpfers umsetzendes Axiallager vereinfacht dargestellt ist, sowie
- 2 eine Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Reibkupplung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, in dem die axiale Abstützung des Torsionsschwingungsdämpfers über ein zweireihiges Rillenkugellager erfolgt.
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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. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele prinzipiell frei miteinander kombiniert werden.
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In Verbindung mit 1 ist eine erfindungsgemäße Reibkupplung 1 in ihrem prinzipiellen Aufbau gut zu erkennen. Die Reibkupplung 1 ist als eine so genannte Ultra Performance-Kupplung für Antriebsstränge von Motorrädern ausgebildet. Die Reibkupplung 1 ist folglich in ihrem bevorzugten Einsatzbereich in einem Antriebsstrang eines Motorrades zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe wirkend eingesetzt.
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Die Reibkupplung 1 weist eine zentrale Drehachse 21 auf, wobei die hier verwendeten Richtungsangaben axial, radial sowie in Drehrichtung / Umfangsrichtung auf diese Drehachse 21 bezogen sind. Eine axiale Richtung meint folglich eine Richtung entlang / parallel zu der Drehachse 21, eine radiale Richtung eine Richtung senkrecht zu der Drehachse 21 und eine Umfangsrichtung eine Richtung entlang einer konzentrisch zu der Drehachse 21 verlaufenden Kreislinie.
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Die Reibkupplung 1 weist eingangsseitig einen Torsionschwingungsdämpfer 3 auf. Der Torsionsschwingungsdämpfer 3 weist weiterhin ein Primärrad 4 in Form eines Kettenrades auf. Das Primärrad 4 weist eine radiale Außenverzahnung 22 auf, um ein Endloszugmittel (/ eine Kette) im Betrieb formschlüssig aufzunehmen. Das Primärrad 4 ist in dieser Ausführung im Wesentlichen einteilig realisiert.
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Des Weiteren weist der Torsionsschwingungsdämpfer 3 ein Sekundärrad 5 auf, das relativ zu dem Primärrad 4 in einem bestimmten Verdrehwinkelbereich verdrehbar ist und in Drehrichtung über mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Dämpferfedern 23 relativ zu dem Primärrad 4 federnd abgestützt ist.
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Das Sekundärrad 5 ist in dieser Ausführung mehrteilig realisiert und weist zwei Scheibenelemente 24a, 24b auf, die zu unterschiedlichen axialen Seiten eines radial verlaufenden Stegbereichs 25 des Primärrads 4 angeordnet sind. Die beiden Scheibenelemente 24a, 24b sind über mehrere, das Primärrad 4 axial durchdringende Abstandsbolzen miteinander verbunden. In dieser Ausführung sind die beiden Scheibenelemente 24a, 24b auf einer radialen Außenseite eines radial innerhalb des Stegbereiches 25 anschließenden Nabenbereichs 27 des Primärrads 4 gleitend abgestützt. Des Weiteren ist in dieser Ausführung eine prinzipiell als optional anzusehende Tellerfeder, unter Ausbildung eines Federelementes 19, vorgesehen, um das Sekundärrad 5 in einer axialen Richtung relativ zu dem Primärrad 4 vorzuspannen. Das als Druckfeder dienende Federelement 19 ist axial zwischen einem ersten Scheibenelement 24a und dem Primärrad 4 angeordnet / eingespannt.
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Das Sekundärrad 5 ist weiter mit einem als Außenträger ausgeformten ersten Träger 7 eines ersten Reibbestandteils 6 der Reibkupplung 1 verbunden. In dieser Ausführung erfolgt die Befestigung des ersten Trägers 7 an dem zweiten Scheibenelement 24b ebenfalls über die Abstandsbolzen 26. Der erste Träger 7 weist einen radial verlaufenden Plattenbereich 28 auf, der axial unmittelbar an dem zweiten Scheibenelement 24b flächig aufliegt. An einer radialen Außenseite des Plattenbereiches 28 erstreckt sich ein Hülsenbereich 29 des ersten Trägers 7 von dem zweiten Scheibenelement 24b aus axial weg. Der Hülsenbereich 29 nimmt unmittelbar mehrere erste Reibelemente 8 (erste Reiblamellen) des ersten Reibbestandteils 6 auf. Die ersten Reibelemente 8 sind zu einer radialen Innenseite des Hülsenbereichs 29 verdrehfest sowie relativ zueinander axial verschiebbar aufgenommen.
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Torsionsschwingungsdämpfer 3 und erster Reibbestandteil 6 bilden folglich ein Eingangsteil 2 der Reibkupplung 1.
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Ein zweiter Reibbestandteil 30 der Reibkupplung 1 ist Bestandteil eines Ausgangsteils 11 der Reibkupplung 1. Dieses Ausgangsteil 11 ist im Betrieb wiederum auf typische Weise verdrehfest mit einer Getriebeeingangswelle des Getriebes des Antriebsstrangs weiter verbunden.
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Der zweite Reibbestandteil 30 weist einen als Innenträger umgesetzten zweiten Träger 10 auf, zu dessen radialer Außenseite mehrere zweite Reibelemente 9 (zweite Reiblamellen) verdrehfest sowie axial relativ zueinander verschiebbar aufgenommen sind. Insbesondere ist der zweite Träger 10 dieser Ausführung mehrteilig realisiert, wobei ein erster Trägerteil 31a des zweiten Trägers 10 eine erste Gruppe an zweiten Reibelementen 9 verdrehfest sowie axial relativ zueinander verschiebbar aufnimmt und ein zweiter Trägerteil 31b, der in axialer Richtung relativ zu dem ersten Trägerteil 31a verschiebbar ist, eine zweite Gruppe an zweiten Reibelementen 9 verdrehfest sowie axial relativ zueinander verschiebbar aufnimmt. Die beiden Trägerteile 31a, 31b sind auf übliche Weise mittels mehrerer in Umfangsrichtung verteilt angeordneter Blattfedereinheiten 20 relativ zueinander axial vorgespannt. Die beiden Trägerteile 31a, 31b sind wiederum mit einem zentralen Nabenkörper 32 des Ausgangsteils 11 weiter verbunden.
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Erfindungsgemäß ist in dem ersten Ausführungsbeispiel das Primärrad 4 in einer axialen Richtung an einem axialfesten Aufnahmeabschnitt 13 des Ausgangsteils 11 abgestützt. Der Aufnahmeabschnitt 13 ist unmittelbar an dem Nabenkörper 32 axial abgestützt. Der Aufnahmeabschnitt 13 weist in dieser Ausführung eine Buchse 34 auf, die eine Gegenabstützfläche für ein entsprechendes Wälzlager 14 in Form eines Axiallagers 15 ausformt.
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In dieser Ausführung dient somit ein Wälzlager 14 zur axialen Abstützung des Primärrads 4 (an seinem Nabenbereich 27) relativ zu dem Aufnahmeabschnitt 13 / Nabenkörper 32. Das hier der Übersichtlichkeit halber lediglich schematisch dargestellte, das Wälzlager 14 ausbildende Axiallager 15 ist als axiales Nadellager umgesetzt. Zwei hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellte, axial beabstandete Scheiben des Wälzlagers 14 sind somit über mehrere Wälzkörper in Form von Nadeln relativ zueinander wälzgelagert. Eine erste Scheibe des Wälzlagers 14 liegt axial unmittelbar an dem Nabenbereich 27 an; eine zweite Scheibe des Wälzlagers 14 liegt unmittelbar an einem radialen Bund 35 der Buchse 34 an. Die Buchse 34 ist dabei fest mit einer Zwischenwelle 33 verbunden.
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Neben dem Wälzlager 14 / Axiallager 15 ist in dieser Ausführung ein separates Radiallager 36 als weiteres Wälzlager vorhanden, um das Primärrad 4 radial zu lagern. Die Zwischenwelle 33 bildet unmittelbar einen Lagerinnenring (zweiter Lagerring 37b) des Radiallagers 36, der Nabenbereich 27 unmittelbar einen Lageraußenring (erster Lagerring 37a) des Radiallagers 36.
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Wie in diesem Zusammenhang in Verbindung mit 2 aus dem erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsbeispiel hervorgeht, ist die Funktion der beiden Wälzlager 14 und 36 prinzipiell auch in einem kombinierbar. Demnach ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Axial- und Radiallager, unter Ausbildung eines Hauptlagers 16, umgesetzt. Das Hauptlager 16 weist wie in dem ersten Ausführungsbeispiel zwei in radialer Richtung zueinander beabstandet angeordnete Lagerringe 37a, 37b auf, die durch mehrere in Umfangsrichtung angeordnete Wälzkörper 38 zueinander wälzgelagert sind. Dieses Hauptlager 16 ist in der Ausführung als ein zweireihiges Rillenkugellager realisiert.
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Wie des Weiteren in 2 zu erkennen, ist gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel die Buchse 34 durch eine einfache Hülse 39 ersetzt. Der erste Lagerring 37a (Lageraußenring) des Hauptlagers 16 ist durch den Nabenbereich 27 unmittelbar ausgebildet. Der zweite Lagerring 37b (Lagerinnenring) des Hauptlagers 16 bildet unmittelbar die Zwischenwelle 33 aus. In einer weiter bevorzugten Ausführung ist der erste Lagerring 37a separat zu dem Nabenbereich 27 ausgeformt und fest an dem Nabenbereich 27 aufgenommen. Der zweite Lagerring 37b ist dann weiter bevorzugt auch separat zu der Zwischenwelle 33 ausgeformt und radial von außen auf dieser angebracht. Der weitere Aufbau und die weitere Funktionsweise des zweiten Ausführungsbeispiels entsprechen dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Zurückkommend auf das erste Ausführungsbeispiel ist in 1 auch zu erkennen, dass axial zwischen dem Plattenbereich 28 und dem zu einem ersten Ende 17a der Gesamtheit an ersten und zweiten Reibelementen 8, 9 angeordnete erste Reibelement 8 unmittelbar an einem Stützring 18 anliegt bzw. anlegbar ist. Dieser Stützring 18 ist aus einem Kunststoff, nämlich einem PA 66, hergestellt und bevorzugt über die Abstandsbolzen 26 mit an dem Sekundärrad 5 festgelegt. Der Stützring 18 ist folglich zu jenem axialen ersten Ende 17a der Reibelemente 8, 9 hin angeordnet, das einem mit einer Anpressplatte 40 wirkverbundenen axialen zweiten Ende 17b der Gesamtheit an Reibelementen 8, 9 gegenüberliegt. Die Anpressplatte 40 ist wiederum im Betrieb durch eine der Übersichtlichkeit lediglich abschnittsweise dargestellte Betätigungseinrichtung 12 axial verschiebbar.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung kommt es zu einer gezielten Übertragung der zum reibkraftschlüssigen Verbinden der Reibelemente 8, 9 in der geschlossenen Stellung der Reibkupplung 1 aufgebrachten Anpresskraft über das Sekundärrad 5 hin zu dem Primärrad 4 und weiter zu dem axial festen Aufnahmeabschnitt 13 des Ausgangsteils 11, wobei der Aufnahmeabschnitt 13 axial wiederum an einem Nabenkörper 32 des Ausgangsteils 11 abgestützt ist und bevorzugt als Lagerring 37b eines Lagers 16, 36 ausgeformt ist. In einer geöffneten Stellung der Reibkupplung 1, in dem die Reibelemente 8, 9 nicht in reibkraftschlüssigem Kontakt miteinander stehen, d.h. axial beabstandet sind, liegt keine Anpresskraft vor. Somit wird ein erfindungsgemäßes Hystereseverhalten des Torsionsschwingungsdämpfers 3 erzielt.
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In anderen Worten ausgedrückt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Abstützung einer Anpresskraft auf der Getriebeseite, die der Dämpfer 3 bisher nicht als axiale Last aufnehmen musste, von der der Getriebeseite auf den Dämpfer 3 zu verlegen. Der Dämpfer 3 ist dabei Teil einer Motorradkupplung 1. Eine axiale Abstützung kann durch ein zusätzliches Axialnadellager 14, 15, oder, indem der Nadelkranz entfällt, durch ein zweireihiges Rillenkugellager 36 erreicht werden.
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Weiter bevorzugt wird ein Füllstück 18 (z.B. aus PA66) zwischen Außenlamellenträger 7 und unterster Reibfläche 8 angebracht (dadurch lässt sich eine Reibfläche für die Momentenübertragung einsparen). Bei geschlossener Kupplung 1 wirkt die Anpresskraft auf den Dämpfer 3 und erzeugt eine Hysterese. Bei geöffneter Kupplung 1 ist nur die Grundhysterese von dem Dämpfer 3 wirksam. Gegenüber aktuellen Konstruktionen können Teile entfallen, was einen Kosten- bzw. einen Gewichtsvorteil mit sich bringt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reibkupplung
- 2
- Eingangsteil
- 3
- Torsionsschwingungsdämpfer
- 4
- Primärrad
- 5
- Sekundärrad
- 6
- erster Reibbestandteil
- 7
- erster Träger
- 8
- erstes Reibelement
- 9
- zweites Reibelement
- 10
- zweiter Träger
- 11
- Ausgangsteil
- 12
- Betätigungseinrichtung
- 13
- Aufnahmeabschnitt
- 14
- Wälzlager
- 15
- Axiallager
- 16
- Hauptlager
- 17a
- erstes Ende
- 17b
- zweites Ende
- 18
- Stützring
- 19
- Federelement
- 20
- Blattfedereinheit
- 21
- Drehachse
- 22
- Außenverzahnung
- 23
- Dämpferfeder
- 24a
- erstes Scheibenelement
- 24b
- zweites Scheibenelement
- 25
- Stegbereich
- 26
- Abstandsbolzen
- 27
- Nabenbereich
- 28
- Plattenbereich
- 29
- Hülsenbereich
- 30
- zweiter Reibbestandteil
- 31a
- erster Trägerteil
- 31b
- zweiter Trägerteil
- 32
- Nabenkörper
- 33
- Zwischenwelle
- 34
- Buchse
- 35
- Bund
- 36
- Radiallager
- 37a
- erster Lagerring
- 37b
- zweiter Lagerring
- 38
- Wälzkörper
- 39
- Hülse
- 40
- Anpressplatte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2017/186209 A1 [0002]
- DE 102017123977 A1 [0003]
- WO 2018/196922 A1 [0003]
- WO 2018/019327 A1 [0003]
- WO 2019/170189 A1 [0003]