DE29508087U1

DE29508087U1 - Reibungskupplung mit Hilfsfeder zur Unterstützung der Ausrückkraft

Info

Publication number: DE29508087U1
Application number: DE29508087U
Authority: DE
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1994-12-24
Filing date: 1995-05-17
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2005-05-18
Also published as: DE19547558C2; DE19547558A1; DE19547559C2; DE29508091U1; DE19547559A1

Description

Reg.-Nr. 13 746 DE2

Fichtel & Sachs AG - Schweinfurt

-eanmeldung

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend

ein Kupplungsgehäuse, daß an einem Schwungrad einer Brennkraftmaschine befestigt ist und mit diesem um eine Drehachse umlaufen kann,
eine im Kupplungsgehäuse drehfest aber axial verlagerbar angeordnete Anpreßplatte,

eine Kupplungsscheibe zwischen Anpreßplatte und Schwungrad mit Reibbelägen,

eine Membranfeder, die sich einerseits an der Anpreßplatte und andererseits am Kupplungsgehäuse abstützt und die Anpreßplatte in Richtung Schwungrad belastet zur Erzeugung einer Anpreßkraft A,

ein auf den radial inneren Bereich de Membranfeder einwirkendes Ausrückelement eines Ausrücksystems.

Es ist aus der deutschen Patentschrift 39 91 022 bekannt, eine Membranfederkupplung mit einem zusätzlichen Federelement zu versehen, dessen Wirkung mit zunehmendem Verschleiß der Reibbeläge einsetzt und welches der Federkraft der Membranfeder entgegengesetzt ist. Auf diese Weise wird die bei einer Membranfeder typische Federkraftüberhöhung im Verschleißbereich gezielt derart beeinflußt, daß die von der Membranfeder ausgehende Anpreßkraft im wesentlichen gleichbleibend verläuft. Eine Absenkung der Betätigungskräfte ist durch diese Maßnahme nicht möglich, es ist lediglich dafür gesorgt, daß die Ausrückkräfte nicht ansteigen.

Reg.-Nr. 13 746 DE2 _#·. · ' \,^:·..^: * &Lgr;5,05.95

Aus der deutschen Patentschrift 944 050 ist ein Kupplungsbetätigungssystem bekannt, bei welchem über mehrere Zwischenhebel und Anlenkpunkte eine Hilfsfeder als Übertotpunktfeder derart eingesetzt werden kann, daß mit zunehmendem Betätigungsweg des Kupplungspedals eine Betätigungskraftentlastung stattfindet. Die Konstruktion ist ziemlich aufwendig, sowohl von der Herstellung her als auch von der Unterbringungsmöglichkeit.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit möglichst einfachen Mitteln bei einer Membranfederkupplung eine Absenkung der Betätigungskraft herbeizuführen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Hauptanspruch gelöst. Durch die Anordnung einer Einrichtung zum automatischen Ausgleich des Verschleißes der Reibbeläge wird einerseits die Einbaulage der Membranfeder und damit die von ihr ausgehende Anpreßkraft erhalten und durch die Anordnung einer Membranoder Tellerfeder andererseits, die sich einerseits an einem festen bzw. axial festen Bauteil und andererseits an einem anderen Bauteil innerhalb der Betätigungskette-Anpreßpiatte-Ausrücksystem abstützt und welche bei eingerückter Reibungskupplung keine oder nur eine geringe und mit zunehmendem Ausrückweg eine ansteigende Lüftkraft ausübt wird erreicht, daß eine optimale Zuordnung der Kennlinie der Membran- oder Tellerfeder zu der Kennlinie der Membranfeder so getroffen werden kann, daß eine wirkungsvolle Absenkung der Betätigungskraft im Ausrückwegbereich möglich ist. Dabei kann die Membran- oder Tellerfeder an irgendeiner Stelle des gesamten Betätigungsmechanismus angeordnet werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist die Membranoder Tellerfeder mit vom Federkörper nach radial innen weisenden Zungen versehen, die sich auf der Außenseite der Federzungen der Membranfeder abstützen, wobei der Federkörper im Bereich seines Außendurchmessers am Kupplungsgehäuse abgestützt ist. Durch diese Ausbildung und durch diese Anordnung der

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Reg.-Nr. 13 746 DE2

Membran- oder Tellerfeder ist sowohl eine leichte Montage gegeben als auch die Möglichkeit, eine exakte Abstimmung der Federkräfte vorzunehmen.

Zur Sicherung der Membran- oder Tellerfeder im eingerückten Betriebszustand der Reibungskupplung gegen ein Umschnappen infolge des Null-Durchganges wird vorgeschlagen, die Membran- oder Tellerfeder mit einzelnen, vom Federkörper nach radial außen verlaufenden Zungen zu versehen, die auf der Membranfeder aufliegen. Dadurch wird die Membran- oder Tellerfeder in einfacher Weise in dauernder Anlage an die Membranfeder gehalten und kann - beispielsweise bei Toleranzschwankungen - im eingerückten Zustand der Reibungskupplung nicht von der Membranfeder abheben.

Beim Vorhandensein von mehreren konzentrisch zur Drehachse im Kupplungsgehäuse angeordneten Distanzbolzen zur radialen Fixierung der Membranfeder kann die Membran- und Tellerfeder ebenfalls über die Distanzbolzen im Bereich ihres Außendurchmessers fixiert werden, und zwar sowohl in radialer als auch in axialer Richtung, wobei zur Verankerung zwischen der Membran- oder Tellerfeder und den Federzungen der Membranfeder vorgeschlagen wird, daß die Membranoder Tellerfeder umfangsmäßig zwischen zwei benachbarten Zungen einzelne oder mehrere Nasen aufweist, die in abgestufte Öffnungen der entsprechenden Federzungen der Membranfeder verhakt sind. Auf diese Weise kann ohne zusätzliche Bauteile die Membran- oder Tellerfeder in ihrer Lage gegenüber den Federzungen der Membranfeder fixiert werden.

Dabei können die Öffnungen in den Federzungen der Membranfeder als Verbreiterung der Schlitze zwischen jeweils zwei Federzungen ausgebildet sein.

Die Montage zwischen beiden Federn läßt sich in einfacher Weise dadurch vornehmen, daß eine der beiden oder beide Federn durch elastische, konische Verformung in den Montagezustand gebracht wird und nach der Montage beide Federn in ihrer Einbaulage formschlüssig miteinander verbunden sind.

Reg.-Nr. 13 746 DE2 : : 'I S &Idigr; !lfc.P.3.95

Bei einer Reibungskupplung, bei welcher die Membranfeder von mehreren konzentrisch zur Drehachse im Kupplungsgehäuse angeordneten Distanzbolzen fixiert ist, wird vorgeschlagen, daß zumindest einzelne Zungen der Membran- oder Tellerfeder durch separate Bauteile an den Federzungen der Membranfeder in Anlage gehalten werden. Als separates Bauteil kann hierbei das Ausrücklager des Ausrücksystems herangezogen werden, indem einzelne oder alle Zungen der Membran- oder Tellerfeder nach radial innen soweit verlängert sind, daß sie axial zwischen die Federzungen der Membranfeder und das Ausrücklager hineinreichen und dort eingespannt sind. Auf diese Weise kann das bereits vorhandene Ausrücklager zur Fixierung der Membran- oder Tellerfeder herangezogen werden.

Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, zumindest einzelne Zungen der Membran- oder Tellerfeder mit entsprechenden Federzungen der Membranfeder zu vernieten. Eine solche Ausbildung ist variabler in ihrer Anwendungsmöglichkeit, da für die Vernietung die geeignetste Stelle herausgesucht werden kann.

Es ist jedoch auch möglich, das separate Bauteil ringförmig und konzentrisch zur Drehachse so anzuordnen, daß es die Zungen in Anlage an den Federzungen der Membranfeder hält.

Bei einer möglichen Ausführungsform ist der Bauteilkörper des ringförmigen Bauteils auf der den Federzungen abgewandten Seite der Zungen aufgelegt, reicht mit axial verlaufenden Armen zwischen die Schütze der Federzungen hindurch, wobei die Arme auf der Rückseite umgebogen bzw. verstemmt sind. Bei dieser Konstruktion können mit einem Bauteil sämtliche Federzungen fixiert werden.

Es ist jedoch auch möglich, den Bauteilkörper als axial federnde Wellscheibe auszubilden, die auf der der Membran- oder Tellerfeder abgewandten Seite der Federzungen auf diesen aufliegt, und mit axial gerichteten Armen durch die Schlitze zwischen den Federzungen der Membranfeder hindurchgreift und mit nach radial außen abgewinkelten Laschen die oder einzelne Zungen der Membran- oder Tellerfeder umgreift, wobei die Zungen der Membran- oder Tellerfeder so angeordnet

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sind, daß sie die Schlitze umfangsmäßig überdecken. Bei einer solchen Konstruktion ist durch die axial federnde Wirkung der Wellscheibe dafür Sorge getragen, daß Relativbewegungen zwischen den Zungen und den Federzungen aufgefangen werden können.

Die Erfindung wird anschließend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Längsschnitt durch eine Reibungskupplung;

Fig. 2-6 Varianten der Feder zur Unterstützung der Ausrückkraft.

Fig. 1 zeigt eine Reibungskupplung 1, deren prinzipieller Aufbau bekannt ist. So ist ein Kupplungsgehäuse 3 an einem nicht dargestellten Schwungrad einer Brennkraftmaschine fest angeordnet und kann mit diesem mit der Drehachse 5 umlaufen. Innerhalb des Kupplungsgehäuses 3 ist eine Membranfeder 9 abgestützt, welche im eingerückten Zustand eine Anpreßkraft A auf die Anpreßplatte 6 ausübt, so daß die Kupplungsscheibe 8 mit ihren Reibbelägen zwischen das Schwungrad und die Anpreßplatte 6 mit der Anpreßkraft A eingespannt wird. Die Anpreßplatte 6 ist dabei in nicht näher dargestellter Weise drehfest aber axial verlagerbar gegenüber dem Kupplungsgehäuse 3 angeordnet. Die Reibungskupplung 1 ist als sogenannte gedrückte Kupplung ausgebildet, das heißt, die Membranfeder 9 stützt sich im Bereich ihres Außenumfangs an der Anpreßplatte 6 ab und im Bereich eines mittleren Durchmessers stützt sie sich über mehrere am Umfang verteilte Distanzbolzen 16 am Kupplungsgehäuse 3 ab. Nach radial innen hin ist die Membranfeder 9 mit einzelnen am Umfang verteilten Federzungen 11 versehen, an welchen ein nicht dargestelltes Ausrücksystem angreift. Zwischen dem Außendurchmesserbereich der Membranfeder 9 und der Anpreßplatte 6 ist eine Einrichtung 12 zum automatischen Verschleißausgleich angeordnet, die unter anderem Verstellelemente 13 aufweist, die bei auftretendem Verschleiß der Reibbeläge der Kupplungsscheibe 8 dafür sorgen, daß trotz Verlagerung der Anpreßplatte 6 in Richtung des Pfeils A bei auftretendem Verschleiß der Abstand

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zwischen der Anpreßplatte und dem radial äußeren Bereich der Membranfeder 9 verschleißabhängig vergrößert wird, so daß die Membranfeder 9 über die gesamte Lebensdauer der Reibbeläge der Kupplungsscheibe 8 eine gleichbleibende Anpreßkraft A auf die Anpreßplatte 6 ausüben kann. Eine nähere Beschreibung der Einrichtung 12 erübrigt sich, da es hierfür verschiedene Ausführungsformen gibt, wie zum Beispiel aus der deutschen Offenlegungsschrift 3518 781 ersichtlich. In der Reibungskupplung 1 ist weiterhin eine Membran- oder Tellerfeder 14 angeordnet, die in noch näher zu beschreibender Weise eine Absenkung der aufzubringenden Ausrückkräfte bewirkt. Diese Membran- oder Tellerfeder 14 ist so ausgelegt und angeordnet, daß sie in der dargestellten eingerückten Position der Reibungskupplung 1 keine oder nur eine geringe Lüftkraft auf die Membranfeder 9 ausübt. Mit zunehmender Ausrückbewegung - das ist eine Bewegung der Federzungen 11 der Membranfeder 9 in Richtung des Pfeiles A bzw. eine Bewegung des radial äußeren Randes der Membranfeder 9 in die entgegengesetzte Richtung - übt die Membran- oder Tellerfeder 14 eine zunehmend größere Ausrückkraft auf die Membranfeder 9 aus, so daß die Betätigungskräfte für die Reibungskupplung 1 deutlich abgesenkt werden können.

Da nun jedoch bei serienmäßiger Herstellung von Federn dieser Art Streuungen auftreten, und die Bestrebung da ist, den Nulldurchgang der Federkennlinie möglichst nahe an der Einbaulage zu halten, ist es nicht auszuschließen, daß auch Federkombinationen zustande kommen können, bei denen der Nulldurchgang der Federkennlinie zu höheren Federwegen verschoben sein kann. In einem solchen Fall würde die Membran- oder Tellerfeder 14 im eingerückten Zustand der Reibungskupplung 1 umschnappen und außer Funktion gesetzt. Zu diesem Zweck ist entsprechend Fig. 1 die Feder 14 so angeordnet, daß sie nicht in ihre unwirksame Stellung hinüber schnappen kann, da sie im Bereich ihres radial äußeren und radial inneren Durchmessers formschlüssig einerseits mit den Federzungen 11 der Membranfeder 9 und andererseits mit dem Gehäuse 3 gehalten ist. Zu diesem Zweck ist die Feder 14 im Bereich ihres Außendurchmessers an einer Aussparung 19 abgestützt, die zwischen der Innenseite des Kupplungsgehäuses 3 und einer entsprechenden Kante der einzelnen Distanzbolzen 16 gebildet

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ist. Die Aussparung 19 entspricht im wesentlichen der Materialstärke der Feder 14. Im Innendurchmesser der Feder 14 liegt diese normalerweise durch Eigenspannung über einen umlaufenden Auflagebereich 20 auf der Außenseite der Federzungen 11 auf und es sind einzelnen Halteelemente 21 vorgesehen, die separat oder einteilig mit der Feder 14 ausgebildet sind und die in die Spalte umfangsmäßig zwischen zwei Federzungen 11 hindurchgreifen und jeweils eine Federzunge hintergreifen. Dadurch kann die Feder 14 nicht in ihre unwirksame Stellung gelangen und sie wird bei jedem Ausrückvorgang mit ihrer ansteigenden Federkraft eine Ausrückkraftunterstützung leisten.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Membranfeder 9 mit der Membran- oder Tellerfeder 30. Hierbei sind beide im Bereich der Zungen 41 der Feder 30 durch ein separates Bauteil miteinander verbunden. Das ringförmige Bauteil 49, welches beispielsweise aus einem Blechstreifen hergestellt sein kann, ist konzentrisch zur Drehachse angeordnet, liegt auf der den Federzungen 11 der Membranfeder 9 abgewandten Seite der Feder 30 auf den Zungen 41 auf und greift mit axial verlaufenden Armen 51 durch die Schlitze 35 hindurch und ist auf der Rückseite der Federzungen 11 umgebogen oder verstemmt. Durch dieses ringförmige Bauteil 49 werden - wie im Schnitt a-a dargestellt - die Federzungen 11 und die Zungen 41 in gegenseitiger axialer Anlage gehalten. Der Bauteilkörper 50 der ringförmiges Bauteiles 49 kann aus einem fortlaufenden Streifen ausgestanzt und zu einem Ring gebogen sein.

Eine Variante zu Fig. 2 ist in Fig. 3 dargestellt, wobei hier ein ringförmiges Bauteil 52 ähnlich einer Wellfeder vorgesehen ist, dessen Bauteilkörper 53 aus einem konzentrisch zur Drehachse verlaufenden Ring besteht, der axial durch Wellenberge und Wellentäler Federeigenschaften aufweist. Aus dem Bauteilkörper 53 sind mehrere am Umfang verteilte Arme 54 ausgestellt und axial durch die Schlitze 35 der Federzungen 11 geführt und auf der der Membran- oder Tellerfeder 30 zugewandten Seite nach radial außen umgebogen. Diese umgebogenen Enden halten die Zungen 41 der Feder 30 in ihrer relativen Lage zur Membranfeder 9, wobei die Zungen 41 so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie jeweils

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einen Schlitz 35 zwischen den Federzungen 11 umfangsmäßig überdecken. Durch das Federvermögen des ringförmigen Bauteiles 52 sind Relativbewegungen zwischen den Federzungen 11 und den Zungen 41 möglich.

Gemäß der Darstellung von Fig. 4 können die Zungen 41 der Feder 30 auch durch Niete 45 fixiert werden, die in die Federzungen 11 der Membranfeder 9 eingebracht sind. Hier müssen nicht sämtliche Federzungen 11 mit einem Niet 55 versehen werden, sondern es reichen einzelne Niete 55.

Entsprechend Fig. 5 ist die Membran- oder Tellerfeder 38 zusätzlich zu den nach radial innen weisenden Zungen 41 mit einzelnen oder mehreren nach radial außen reichenden Zungen 42 versehen, die auf dem Federkörper der Membranfeder 9 aufliegen. Auch auf diese Weise kann die Feder 38 in dauernder Anlage an der Membranfeder 9 gehalten werden und zwar ohne zusätzliche Bauteile und über den gesamten Verschwenkungsbereich der Membranfeder 9.

In Fig. 6 wird ebenfalls ein bereits vorhandenes Bauteil dazu verwendet, um die Membran- oder Tellerfeder 39 in ihrer Lage gegenüber der Membranfeder 9 zu halten. Die vom Federkörper der Feder 39 nach radial innen weisenden Zungen 43 sind derart mit Verlängerungen versehen, daß diese Verlängerung zwischen die Federzungen 11 der Membranfeder 9 und das Ausrücklager 28 des Ausrücksystems 27 hineinreichen. Auf diese Weis ist die Feder 39 ebenfalls in sämtlichen Betriebssituationen in ihrer Lage gegenüber der Membranfeder 9 fixiert.

FRP Ho/ke

Claims

Reg.-Nr. 13 746 DE2 /:#&idigr; * :..'....: J6,ß5.95 Fichtel & Sachs AG - Schweinfurt eanmeldung ■Patentansprüche

1. Reibungskupplung (1,2) im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend

ein Kupplungsgehäuse (3,4) das an einem Schwungrad einer Brennkraftmaschine befestigt ist und mit diesem um eine Drehachse (5) umlaufen kann,

eine im Kupplungsgehäuse (3,4) drehfest aber axial verlagerbar angeordnete Anpreßplatte (6,7),

eine Kupplungsscheibe (8) zwischen Anpreßplatte (6,7) und Schwungrad mit Reibbelägen,

eine Membranfeder (9,10) die sich einerseits an der Anpreßplatte (6,7) und andererseits am Kupplungsgehäuse (3,4) abstützt und die Anpreßplatte (6,7) in Richtung Schwungrad belastet zur Erzeugung einer Anpreßkraft (A),

ein auf den radial inneren Bereiche der Membranfeder (9,10) einwirkendes Ausrückelement eines Ausrücksystems,

eine Einrichtung (12) zum automatischen Ausgleich des Verschleißes der Reibbeläge zur Erhaltung der Einbaulage der Membranfeder (9,10) und der Anpreßkraft (A),

eine Membran- oder Tellerfeder (14, 30,38-39), die sich einerseits an einem festen bzw. axial festen Bauteil (3,4) und andererseits an einem anderen Bauteil (9,10) innerhalb der Betätigungskette Anpreßplatte-Ausrücksystem ab-

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stützt und welche bei eingerückter Reibungskupplung keine oder nur eine geringe und mit zunehmendem Ausrückweg eine ansteigende Lüftkraft ausübt.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (30,36-39) einen Federkörper (44) mit nach radial innen weisenden Zungen (41-43) aufweist, wobei der Federkörper (44) im Bereich seines Außendurchmessers am Kupplungsgehäuse (3) abgestützt ist und die Zungen (41-43) auf die von der Anpreßplatte (7) wegweisende Außenseite der Federzungen {11) einwirken.

3. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (38) einzelne vom Federkörper (44) nach radial außen weisende Zungen (42) aufweist, die auf der Membranfeder (9) aufliegen.

4. Reibungskupplung nach Anspruch 2, wobei die Membranfeder von mehreren konzentrisch zur Drehachse im Kupplungsgehäuse angeordneten Distanzbolzen fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran- oder Tellerfeder (36,7) im Bereich ihres Außendurchmessers zwischen Kupplungsgehäuse (3) und den Distanzbolzen (16) axial gehalten ist und mehrere jeweils umfangsmäßig zwischen zwei benachbarten Zungen (41) angeordnete Nasen (45,46) vorgesehen sind, die in abgestuften Öffnungen (47,48) der entsprechenden Federzungen (11) der Membranfeder (9) verhakt sind.

5. Reibungskupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (47,48) als Verbreiterungen der Schlitze (35) zwischen jeweils zwei Federzungen (11) ausgebildet sind.

6. Reibungskupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung von Membran- oder Tellerfeder (36,37) und Membranfeder (9) durch elastische, konische Verformung einer oder beider Federn (36,37;9) erfolgt und in Einbaulage eine Trennung infolge Formschluß nicht möglich ist.

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7. Reibungskupplung nach Anspruch 2, wobei die Membranfeder von mehreren konzentrisch zur Drehachse zum Kupplungsgehäuse angeordneten Distanzbolzen fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einzelne Zungen (41,43) der Membran- oder Tellerfeder (30,39) durch separate Bauteile (28,49,52) an den Federzungen (11) der Membranfeder 9) in Anlage gehalten werden.

8. Reibungskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne oder alle Zungen (43) nach radial innen soweit verlängert sind, daß sie axial zwischen den Federzungen (11) der Membranfeder (9) und dem Ausrücklager (28) des Ausrücksystems (27) eingespannt sind.

9. Reibungskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einzelne Zungen (41) der Membran- oder Tellerfeder (30) mit den entsprechenden Federzungen (11) der Membranfeder (9) vernietet sind.

10. Reibungskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiges Bauteil (29,52) konzentrisch zur Drehachse (5) an den Federzungen (11) der Membranfeder (9) angreift und die Zungen (41) in Anlage hält.

11. Reibungskupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bauteilkörper (50) des ringförmigen Bauteils (49) auf der den Federzungen (11) abgewandten Seite der Zungen (41) aufliegt, mit axial verlaufenden Armen (51) die Schlitze (35) zwischen den Federzungen (11) durchgreift und die Arme (51) auf deren Rückseite umgebogen bzw. verstemmt sind.

12. Reibungskupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bauteilkörper (53) als axial federnde Wellscheibe ausgebildet ist, die auf der der Membran- oder Tellerfeder (30) abgewandten Seite der Federzungen (11) auf diesen aufliegt und axial gerichtete Arme (54) von der Wellscheibe ausgehend die Schlitze (35) zwischen den Federzungen (11) durchdrängen und in nach radial außen abgewinkelten Laschen die oder einzelne Zungen (41) der Mem-

Reg.-Nr. 13 746 DE2 J. J "·&ldquor;·,..· ,.

bran- oder Tellerfeder 30) umgreift, welche so angeordnet sind, daß sie die Schlitze (35) umfangsmäßig überdecken.

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