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Die Erfindung betrifft einen Lamellenträger für eine Kupplung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Kupplung mit einem derartigen Lamellenträger und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Lamellenträgers.
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Ein Lamellenträger für eine Kupplung ist beispielsweise aus
DE 10 2009 006 649 A1 bekannt. Darin wird ein Außenlamellenträger einer Lamellenkupplung beschrieben, die wiederum einer Doppelkupplung zugeordnet ist. Der Außenlamellenträger ist über ein Mitnehmerelement mit dem Antrieb drehfest verbunden. Weiterhin ist der Außenlamellenträger mit einem Kopplungsteil drehfest und lösbar verbunden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Lamellenträger zu verbessern. Die Zuverlässigkeit und Dauerhaltbarkeit eines Lamellenträgers soll erhöht werden.
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Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch einen Lamellenträger für eine Kupplung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dementsprechend wird ein Lamellenträger für eine Kupplung, die eine steuerbare Drehmomentüberragung zwischen einem Kupplungseingang und einem Kupplungsausgang bewirkt, vorgeschlagen, aufweisend einen sich axial und parallel zu einer Drehachse erstreckenden Abschnitt mit einem Verzahnungsbereich zur Bewirkung eines Verzahnungseingriffs mit wenigstens einer Kupplungslamelle und einem Sicherungsbereich zur formschlüssigen Verbindung mit einem Sicherungsmittel zur Festlegung des Lamellenträgers in wenigstens eine erste axiale Richtung, wobei der Lamellenträger in Bezug auf einen Querschnitt in einer durch die Drehachse und eine radiale Richtung aufgespannten Ebene im Verzahnungsbereich einen ersten Aussendurchmesser, einen ersten Innendurchmesser und eine erste Wandstärke und im Sicherungsbereich einen zweiten Aussendurchmesser, einen zweiten Innendurchmesser und eine zweite Wandstärke aufweist, wobei die zweite Wandstärke grösser als die erste Wandstärke ist.
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Dadurch kann die Festigkeit des Lamellenträgers erhöht werden. Die Zuverlässigkeit und die Belastbarkeit des Lamellenträgers kann erhöht werden. Die Drehzahlfestigkeit des Lamellenträgers kann ansteigen.
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In dem Verzahnungsbereich soll die Anlagefläche zwischen der Kupplungslamelle und dem Lamellenträger möglichst gross sein. Dies kann dadurch ermöglicht werden, dass die Verzahnungskontur des Lamellenträgers der Verzahnungskontur der wenigstens einen Kupplungslamelle möglichst angeglichen ist. Die Verzahnungskontur in dem Lamellenträger kann dabei umso genauer an die Verzahnungskontur der Kupplungslamelle angepasst ausgeführt werden, je kleiner die erste Wandstärke in dem Verzahnungsbereich des Lamellenträgers ist. Eine derartige, im Sicherungsbereich der ersten Wandstärke gleiche zweite Wandstärke kann allerdings für die dort notwendige Festigkeit unzureichend sein.
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Durch die erfindungsgemäße Ausführung des Lamellenträgers können insbesondere beiden Anforderungen, zum einen eine möglichst große Anlagefläche im Verzahnungsbereich und zum anderen eine hohe Festigkeit im Sicherungsbereich, erfüllt werden.
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Die Kupplung kann eine Anfahrkupplung in einem Fahrzeug sein. Die Kupplung kann trocken oder nasslaufend betrieben sein. Die Kupplung kann eine Doppelkupplung sein. Die Doppelkupplung kann zwei Teilkupplungen aufweisen. Die Kupplung kann eine Teilkupplung der Doppelkupplung sein. Die Teilkupplungen können radial übereinander und/oder axial nebeneinander angeordnet sein. Die beiden Teilkupplungen können radial übereinander und axial überlappend angeordnet sein. Die Kupplung kann eine Trennkupplung in einem Hybridantriebsstrang sein. Die Kupplung kann eine KO-Kupplung sein.
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Der Lamellenträger kann ein Aussenlamellenträger oder ein Innenlamellenträger sein.
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Die Kupplungslamelle kann eine Stahllamelle und/oder eine Reiblamelle sein. Die Kupplungslamelle kann einen Reibbelag aufnehmen. Die Kupplungslamelle kann eine Gegenreibfläche für einen Reibbelag bilden.
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Der Sicherungsbereich und der Verzahnungsbereich sind bevorzugt einteilig mit dem Lamellenträger ausgeführt.
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Das Sicherungsmittel kann ein Sicherungsring sein. Das Sicherungsmittel kann lösbar mit dem Lamellenträger verbunden sein. Über das Sicherungsmittel kann der Lamellenträger an einem weiteren Bauteil festgelegt sein. Das weitere Bauteil kann ein Verbindungselement sein. Der Lamellenträger kann mit einem weiteren Lamellenträger über das Verbindungselement verbunden, insbesondere drehfest verbunden sein. Das weitere Bauteil, insbesondere das Verbindungselement, kann axial zwischen dem Sicherungsbereich und dem Verzahnungsbereich angeordnet sein.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Sicherungsbereich eine Nut zur Aufnahme des Sicherungsmittels auf und die zweite Wandstärke ist im Nutbereich grösser als die erste Wandstärke.
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In einer speziellen Ausführung der Erfindung erfolgt der Übergang zwischen der ersten und zweiten Wandstärke stetig oder sprunghaft.
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In einer weiteren speziellen Ausführung der Erfindung umfasst der Sicherungsbereich umfangsseitig verteilt angeordnete Vorsprünge. Die Vorsprünge können in entsprechenden Aussparungen in einem weiteren Bauteil, beispielsweise in einem Verbindungselement, durchgreifen. Der Sicherungsbereich kann umfangsseitig abschnittsweise unterbrochen sein.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der erste Aussendurchmesser kleiner als der zweite Aussendurchmesser. Der erste Aussendurchmesser kann auch grösser als der zweite Aussendurchmesser sein. Der erste Aussendurchmesser kann gleich dem zweiten Aussendurchmesser sein.
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In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind der erste und zweite Innendurchmesser gleich. Der zweite Innendurchmesser kann kleiner als der erste Innendurchmesser sein. Auch kann der zweite Innendurchmesser grösser als der erste Innendurchmesser sein.
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Weiterhin wird zur Lösung wenigstens einer der zuvor genannten Aufgaben eine Kupplung mit einem Kupplungseingang und einem Kupplungsausgang vorgeschlagen, wobei der Kupplungseingang mit antriebsseitigen Kupplungslamellen und der Kupplungsausgang mit abtriebsseitigen Kupplungslamellen verbunden ist und zwischen dem Kupplungseingang und dem Kupplungsausgang wahlweise eine Drehmomentübertragung bewirkt werden kann, wobei der Kupplungseingang und/oder der Kupplungsausgang einen Lamellenträger mit wenigstens einem der vorstehend angegebenen Merkmale umfasst.
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Weiterhin wird zur Lösung wenigstens einer der zuvor genannten Aufgaben ein Verfahren zur Herstellung eines Lamellenträgers mit wenigstens einem der vorstehend aufgeführten Merkmale vorgeschlagen, wobei der Lamellenträger geformt wird, indem der Sicherungsbereich und der Verzahnungsbereich rolliert oder gewalzt wird.
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In einer speziellen Ausführung der Erfindung werden zunächst der Sicherungsbereich und der Verzahnungsbereich auf den zweiten Aussendurchmesser geformt und anschließend wird der erste Aussendurchmesser im Verzahnungsbereich geformt. Der erste und zweite Aussendurchmesser können auch in einem Arbeitsvorgang geformt werden. Insbesondere kann zugleich der erste und zweite Aussendurchmesser geformt werden.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Lamellenträger inkrementell kaltgewalzt.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Abbildungen.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
- 1: Einen Querschnitt durch eine Kupplung mit einem Lamellenträger in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 2: Einen Ausschnitt eines Querschnitts durch eine Kupplung mit einem Lamellenträger in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 3: Einen Querschnitt durch einen Lamellenträger in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 4: Einen Ausschnitt des Lamellenträgers aus 3 in der Draufsicht A.
- 5: Einen Ausschnitt des Lamellenträgers aus 3 in der Draufsicht B.
- 6: Einen Ausschnitt einer räumlichen Ansicht eines Lamellenträgers in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 7: Einen Querschnitt einer räumlichen Ansicht eines Lamellenträgers in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 8: Ein Verfahren zur Herstellung eines Lamellenträgers in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt einen Querschnitt durch eine Kupplung 10 mit einem Lamellenträger 12 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Kupplung 10 ist als, insbesondere nass laufende, Doppelkupplung ausgebildet und umfasst eine erste Teilkupplung 14 und eine zweite Teilkupplung 16, die radial übereinander und axial überlappend angeordnet sind, wobei der Lamellenträger 12 der zweiten Teilkupplung 16 zugeordnet ist.
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Ein von einem Verbrennungsmotor über eine Antriebsnabe 18 kommendes Drehmoment wird über einen Mitnehmerflansch 20 zu einem Aussenlamellenträger 22 der ersten Teilkupplung 14 geleitet. Der Aussenlamellenträger 22 bildet einen Kupplungseingang der ersten Teilkupplung 14 und nimmt über eine Verzahnung mehrere Kupplungslamellen 24 auf. Die Kupplungslamellen 24 sind insbesondere als Stahllamellen ausgebildet und können reibschlüssig mit abtriebsseitigen Kupplungslamellen 26 verbunden werden. Die Kupplungslamellen 26 sind mit einem Innenlamellenträger 28 formschlüssig verbunden. Der Innenlamellenträger 28 ist wiederum mit einer Abtriebsnabe 30 fest verbunden. Die Abtriebsnabe 30 kann mit einer ersten Getriebeeingangswelle eines Getriebes über eine Verzahnung verbunden werden.
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Der Aussenlamellenträger 22 ist mit einem Verbindungselement 32 einteilig ausgeführt oder fest mit diesem verbunden. Das Verbindungselement 32 wiederum ist mit einem radial innen angeordneten Rotor 34 verschweißt. An dem Verbindungselement 32 ist der Lamellenträger 12, hier als Aussenlamellenträger ausgeführt, formschlüssig und lösbar verbunden. Hierfür ist ein Sicherungsmittel 36 formschlüssig mit dem Lamellenträger 12 verbunden, das den Lamellenträger 12 in wenigstens eine erste axiale Richtung 38 gegenüber dem Verbindungselement 32 festlegt.
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In dem Lamellenträger 12 sind Kupplungslamellen 40 über eine Verzahnung eingehängt. Die Kupplungslamellen 40 sind bevorzugt als Stahllamellen ausgeführt und können mit abtriebsseitigen Kupplungslamellen 42, hier insbesondere Reiblamellen, reibschlüssig verbunden werden. Die abtriebsseitigen Kupplungslamellen 42 sind in einem Innenlamellenträger 44 eingehängt. Der Innenlamellenträger 44 ist mit einer weiteren Abtriebsnabe 46 fest verbunden. Die Abtriebsnabe 46 kann mit einer zweiten Getriebeeingangswelle über eine Verzahnung lösbar verbunden sein.
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Die erste Teilkupplung 14 wird über einen Betätigungskolben 47, der axial entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellfeder 48 verschiebbar ist, betätigt. Die zweite Teilkupplung 16 wird über einen weiteren Betätigungskolben 50, der ebenfalls axial entgegen einer Rückstellkraft einer Rückstellfeder 52 verschiebbar ist, betätigt. Das von der Antriebsnabe 18 kommende Drehmoment kann bei betätigter Teilkupplung 14, 16 zu der jeweiligen Abtriebsnabe 30, 46 übertragen werden.
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Der Lamellenträger 12 weist einen axialen und parallel zu einer Drehachse 54 sich erstreckenden Abschnitt 56 auf, in dem die Kupplungslamellen 40 über eine Verzahnung eingehängt sind. Mit dem axial sich erstreckenden Abschnitt 56 ist das Sicherungsmittel 36, insbesondere ein Sicherungsring, formschlüssig verbunden. Der Lamellenträger 12 kann dabei durch das Verbindungselement 32 durchgreifen und durch das Sicherungsmittel 36 in wenigstens eine axiale Richtung 38 an dem Verbindungselement 32 festgelegt werden. Das Sicherungsmittel 36 bewirkt eine lösbare Verbindung zwischen dem Lamellenträger 12 und dem Verbindungselement 32.
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In 2 ist ein Ausschnitt eines Querschnitts durch eine Kupplung 10 mit einem Lamellenträger 12 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Funktionell teilt sich der Lamellenträger 12 in zwei aneinandergrenzende Abschnitte, zum einen in einen Verzahnungsbereich 58, an dem der Lamellenträger 12 mit den Kupplungslamellen 40 formschlüssig über eine Verzahnung verbunden ist und zum anderen in einen Sicherungsbereich 60, an dem ein Sicherungsmittel 36 formschlüssig mit dem Lamellenträger 12 verbunden ist. Das Sicherungsmittel 36 legt den Lamellenträger 12 gegenüber dem Verbindungselement 32 in wenigstens eine erste axiale Richtung 38 fest.
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Das Sicherungsmittel 36 ist in einer in dem Sicherungsbereich 60 ausgebildeten Nut 62 aufgenommen. In dem Verzahnungsbereich 58 ist es vorteilhaft, wenn die Verzahnung des Lamellenträgers 12 der Verzahnung der Kupplungslamellen 40 möglichst angeglichen ist, um eine große Anlagefläche zwischen dem Lamellenträger 12 und den Kupplungslamellen 40 zu bewirken und damit zusammenhängend eine möglichst zuverlässige Drehmomentübertragung zwischen dem Lamellenträger 12 und den Kupplungslamellen 40 zu ermöglichen. Je geringer die Wandstärke des Lamellenträgers 12 in dem Verzahnungsbereich 58 ist, umso besser kann die Verzahnung des Lamellenträgers 12 an die Verzahnung der Kupplungslamellen 40 angepasst werden.
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Eine zu geringe Wandstärke des Lamellenträgers 12 in dem Sicherungsbereich 60 hingegen kann zu einer verringerten Festigkeit und zu einer unzureichenden Haltbarkeit führen. Unter anderem deswegen ist vorgesehen, die Wandstärke des Lamellenträgers 12 in dem Sicherungsbereich 60 grösser auszuführen als die Wandstärke des Lamellenträgers 12 in dem Verzahnungsbereich 58.
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3 zeigt einen Querschnitt durch einen Lamellenträger 12 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Lamellenträger 12 weist in Bezug auf einen wie hier gezeigten Querschnitt in einer durch die Drehachse 54 und eine radiale Richtung 64 aufgespannten Ebene im Verzahnungsbereich 58 einen ersten Aussendurchmesser 66, einen ersten Innendurchmesser 68 und eine erste Wandstärke 70 und im Sicherungsbereich 60 einen zweiten Aussendurchmesser 72, einen zweiten Innendurchmesser 74 und eine zweite Wandstärke 76 auf. Die zweite Wandstärke 76 ist grösser als die erste Wandstärke 70. Dadurch können die Festigkeit, die Zuverlässigkeit und die Belastbarkeit des Lamellenträgers 12 erhöht werden.
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Der Übergang 78 zwischen der ersten Wandstärke 70 und der zweiten Wandstärke 76 erfolgt stetig. Dadurch können die Materialspannungen im Belastungszustand verringert werden.
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Der Sicherungsbereich 60 ist umfangsseitig abschnittsweise unterbrochen und umfasst umfangsseitig verteilt angeordnete Vorsprünge 80, die in entsprechenden Aussparungen in einem weiteren Bauteil, beispielsweise in einem Verbindungselement, durchgreifen. Das weitere Bauteil, insbesondere das Verbindungselement, kann axial zwischen dem Sicherungsbereich 60 und dem Verzahnungsbereich 58 angeordnet sein. In dem Sicherungsbereich 60 ist eine Nut 62 ausgebildet, in der ein Sicherungsmittel aufgenommen werden kann.
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4 zeigt einen Ausschnitt des Lamellenträgers 12 aus 3 in der Draufsicht A und 5 zeigt einen Ausschnitt des Lamellenträgers 12 aus 3 in der Draufsicht B. Die zweite Wandstärke 76 ist grösser als die erste Wandstärke 70. Durch die grössere zweite Wandstärke 76 kann die Festigkeit des Lamellenträgers 12 insbesondere in dem Sicherungsbereich 60 erhöht werden, wodurch allerdings insbesondere die Anlagefläche 82 zwischen dem Lamellenträger 12 und der Kupplungslamelle 40 verringert wird. Bevorzugt aus diesem Grund wird in dem Verzahnungsbereich 58 die erste Wandstärke 70 kleiner als die zweite Wandstärke 76 in dem Sicherungsbereich 60 ausgeführt, wodurch die Anlagefläche 82 zwischen dem Lamellenträger 12 und der Kupplungslamelle 40 in dem Verzahnungsbereich 58 erhöht werden kann.
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In 6 ist ein Ausschnitt einer räumlichen Ansicht eines Lamellenträgers 12 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die in dem Verzahnungsbereich 58 vorhandene Verzahnung ermöglicht eine axial verschiebbare und formschlüssige Verbindung mit Kupplungslamellen. In dem Verzahnungsbereich 58 sind Kühlbohrungen 84 angeordnet, die eine Durchströmung der Kupplung, insbesondere entlang der Kupplungslamellen, mit einem Kühlfluid ermöglichen.
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An den Verzahnungsbereich 58 schließt sich unmittelbar der Sicherungsbereich 60 an und ein Übergang 78 von dem ersten auf den zweiten Durchmesser erfolgt stetig und ist bevorzugt rampenartig ausgeführt.
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7 zeigt einen Querschnitt einer räumlichen Ansicht eines Lamellenträgers 12 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die aus dem Lamellenträger 12 in dem Sicherungsbereich 60 ausgestellte Nut 62 ermöglicht die Aufnahme eines Sicherungsmittels, beispielsweise eines Sicherungsrings.
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In 8 ist ein Verfahren 100 zur Herstellung eines Lamellenträgers 12 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Lamellenträger 12 wird geformt, indem der Sicherungsbereich 60 und der Verzahnungsbereich 58 durch ein Werkzeug 86 rolliert oder gewalzt wird. Zunächst werden der Sicherungsbereich 60 und der Verzahnungsbereich 58 auf den zweiten Aussendurchmesser 72 geformt und anschließend wird der erste Aussendurchmesser 66 in dem Verzahnungsbereich 58 geformt. Dadurch wird eine einfache und kostengünstige Herstellung des Lamellenträgers 12 erreicht.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kupplung
- 12
- Lamellenträger
- 14
- erste Teilkupplung
- 16
- zweite Teilkupplung
- 18
- Antriebsnabe
- 20
- Mitnehmerflansch
- 22
- Aussenlamellenträger
- 24
- Kupplungslamelle
- 26
- Kupplungslamelle
- 28
- Innenlamellenträger
- 30
- Abtriebsnabe
- 32
- Verbindungselement
- 34
- Rotor
- 36
- Sicherungsmittel
- 38
- axiale Richtung
- 40
- Kupplungslamellen
- 42
- Kupplungslamellen
- 44
- Innenlamellenträger
- 46
- Abtriebsnabe
- 47
- Betätigungskolben
- 48
- Rückstellfeder
- 50
- Betätigungskolben
- 52
- Rückstellfeder
- 54
- Drehachse
- 56
- Abschnitt
- 58
- Verzahnungsbereich
- 60
- Sicherungsbereich
- 62
- Nut
- 64
- radiale Richtung
- 66
- erster Aussendurchmesser
- 68
- erster Innendurchmesser
- 70
- erste Wandstärke
- 72
- zweiter Aussendurchmesser
- 74
- zweiter Innendurchmesser
- 76
- zweite Wandstärke
- 78
- Übergang
- 80
- Vorsprung
- 82
- Anlagefläche
- 84
- Kühlbohrung
- 86
- Werkzeug
- 100
- Verfahren
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009006649 A1 [0002]
