DE3136711A1

DE3136711A1 - Kupplung, insbesondere kompressorkupplung

Info

Publication number: DE3136711A1
Application number: DE19813136711
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. 7641 Leutesheim Keck
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 1981-09-16
Filing date: 1981-09-16
Publication date: 1983-03-31
Also published as: IT8223279A0; FR2512899A1; SE8205246D0; SE8205246L; US4681200A; JPS5865329A; IT1152587B

Description

LuK Lamellen und

Kupplungsbau GmbH.: .-" „'*..". „-\ .; ?

Industriestr. 3 : :"_: " : : "..: ' .". : J

Postfach 1360 .«.*-.* -«" .» "».* .:.

7580 Bühl / Baden _ -ψ- Ί5.9.1981

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine für die Übertragung des Antriebsdrehrnomentes bei Aggregaten mit großem Ungleichförmigkeit sgr ad bestimmte Kupplung,, insbesondere eine Kompressorkupplung5 nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 29 11 085 ist eine gattungsgemäße Kompressorkupplung vorbekannt, bei der eine axialbewegliche Kupplungsdruckplatte mittels über den Umfang verteilt angeordneter Druckfedern,, die sich an einer speziellen Abstützplatte als Widerlager abstützen,, an eine .axialfest angeordnete Gegendruckplatte angedrückt wird. Entgegen der Wirkung dieser Druckfedern ist die Kupplungsdruckplatte mittels ebenfalls über den Umfang verteilt angeordneter Druckbolzen_s die sich durch die axialfest angeordnete Gegendruckplatte hindurcherstreeken_s in die Ausrücklage betätigbar. Zur Betätigung der Kupplung dient eine druckmittelbetätigbare Ausrückvorrichtung mit einem axialbewegbaren Druckring, der auf die von der Kupplungsdruckplatte entfernten Enden der Druckbolzen wirkt=

en

Auch wenn an Kupplung/für die übertragung des Antriebsdrehmomentes bei Aggregaten mit großem Ungleichförmigkeitsgrad, etwa Kompressoren, besondere Anforderungen gestellt werden müssen, erscheint die vorbekannte Kompressorkupplung angesichts ihres aufwendigen Aufbaues mit einer zusätzlichen Abstützscheibe für die Kupplungsfedern und deren Aufnahme in speziellen Pedertöpfen, die sich axial durch die Kupplungsscheibe und die Gegendruckplatte hindurcherstrecken, unbefriedigend und verbesserungsbedürftig. Demgemäß soll durch die Erfindung eine im Aufbau vereinfachte und kostengünstiger herstellbare Kupplung der gattungsgemäßen Art für den vorgenannten Zweck geschaffen werden.

Diese Aufgabe ist bei einer Kupplung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Kupplungsdruckplatte mittels einer vorgespannten Tellerfeder, die sich radial außen an einem Widerlager abstützt und über die als Zugglieder ausgebildeten Betätigungsbolzen auf die Kupplungsdruckplatte wirkt, in der Kupplungslage gehalten ist. Bei der erfindungsgemäßen Kupplung wird mithin die Kupplungsdruckplatte über Zugglieder mittels der Tellerfeder an die Gegendruckplatte angedrückt, und zwar zweckmäßigerweise mit Übersetzung der Federkraft, was

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in einfacher Weise durch die Wahl des äußeren Durchmessers des Tellerfederwiderlagers und des Durchmessers _s auf dem die Federkraft an den Betätigungsbolzen angreift, möglich ist.

In den Patentansprüchen 3 bis 13 sind zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

So stützt sich bei der zweckmäßigen Ausgestaltung nach Patentanspruch 3 die Tellerfeder radial außen auf der von der Kupplungsdruckplatte entfernten Seite an der Gegendruckplatte als Widerlager ab_s was naturgemäß die Anordnung einer speziellen Abstützplatte entbehrlich macht. Zwischen der Gegendruckplatte und der sich an dieser radial außen abstützenden Tellerfeder kann dabei als Widerlager ein Druckring mit wenigstens tellerfederseitig ballig ausgebildeter Oberfläche vorgesehen sein_s der beim Betätigen der Tellerfeder ein Abrollen des an diesem Widerlager anliegenden äußeren Tellerfederrandes ermöglicht.

Eine andere zweckmäßige Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet ₃ daß die von der Kupplungsdruckplatte entfernten Enden der Betätigungsbolzen in axialem Abstand von der

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Gegendruckplatte mit einem Betätigungsring verbunden sind und daß die Tellerfeder, die sich zwischen der Gegendruckplatte und diesem Betätigungsring erstreckt, über letzteren an den Betätigungsbolzen und damit an der Kupplungsdruckplatte angreift. Bei dieser Ausgestaltung können die Be~ tätigungsbolzen an den von der Kupplungsdruckplatte entfernten Enden mit gegenüber dem sonstigen Bolzendurchmesser vergrößerten Kopfschnitten versehen sein und der Betätigungsring kann als Kreisring ausgebildet und zwischen diesen Kopfabschnitten der Betätigungsbolzen und der Tellerfeder aufgenommen sein. Eine besonders einfache Anordnung ergibt sieh, wenn der Betätigungsring ein beispielsweise aus Federstahl bestehender Drahtring ist, der radial außen um die Betätigungsbolzen herumgelegt und nach der von der Kupplungsdruckplatte entfernten Seite durch die vergrößerten Kopfabschnitte der Betätigungsbolzen gehalten ist.

Bei einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung ist der Betätigungsring eine mit den Betätigungsbolzen axialfest verbundene Kreisscheibe, die auf der zur Gegendruckplatte j hinweisenden Seite mit einem umlaufenden Wulst, etwa einer aus der Scheibenebene herausgeformten Sicke ₃ als Kontaktbereich für die Tellerfeder versehen sein kann.

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Schließlich sind nach einem v/eiteren Ausgestaltungsmerkmal die Kupplungsdruckplatte mit der Gegendruckplatte und/oder die Kupplungsscheibe mit dem einen Kupplungsteil-, bei dem es sich zweckmäßigerweise um die antriebsseitige Kupplungsnabe handeln kann, mittels axial vorgespannter Blattfedern drehfest miteinander verbunden» Dabei kann die axiale Vorspannung der die Kupplungsdruckplatte und die Gegendruckplatte miteinander verbindenden Blattfedern im Verhältnis zu der entsprechenden Vorspannung der die Kupplungsscheibe mit dem einen Kupplungsteil verbindenden Blattfedern so bemessen sein, daß bei Wegnahme der von der Tellerfeder aufgebrachten Einrückkraft die Kupplungsdruckplatte einen größeren Ausrückweg als die Kupplungsscheibe zurücklegt, so daß eine wirksame Trennung der Kupplungsscheibe von der Gegendruckplatte einerseits und der Kupplungsdruckplatte andererseits stattfindet und das Auftreten eines Schleppmomentes in der Ausrücklage vermieden wird. Als besonders zweckmäßig hat sich eine Auslegung ^ dergestalt erwiesen, daß der unter der Wirkung der s^a4Ä43^©»i Vorspannung der Blattfedern zustandekommende Ausrückweg der Kupplungsdruckplatte gleich dem zweifachen Ausrückweg der Kupplungsscheibe ist.

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Anhand der beigefügten Zeichnungen sollen nachstehend einige Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert . werden. In schematischen Ansichten zeigen:

Fig. 1 eine als Einscheibenkupplung ausgebildete Ausführungsform in einer Frontansicht mit Blick auf die Tellerfeder zum Herbeiführen der Kupplungslage,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kupplung nach Fig. gemäß der Schnittlinie II-II,

Fig. 3 in einer Halbschnittansicht eine abgewandelte Ausführungsform mit einer druckmittelbetätlgbaren Ausrückvorrichtung und einer abtriebsseitigen Keilriemenscheibe und

Fig. 4 ebenfalls in einer Halbschnittansicht eine weitere Ausführungs.f orm, bei der es sich um_ eine Mehrscheibenkupplung handelt.

Bei der in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Einscheibenkupplung ist auf einer antriebsseitigen Nabe 10 eine Gegendruckplatte 11 axial- und drehfest aufgenommen. Mit dieser Gegendruckplatte ist mittels axial vorgespannter Blattfedern 12 eine Kupplungsdruckplatte 13 drehfest, jedoch axialbeweglich verbunden. Zwischen der Gegendruckplatte und der Kupplungsdruckplatte 13 befindet sich eine Kupp-

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lungsscheibe 15, die ebenfalls über axial vorgespannte Blattfedern l6 mit dem abtriebsseitigen Gehäuse 17 drehfest, jedoch axialbewegbar verbunden ist. Das Kupplungsgehäuse ist über einen Lagerring 18 mittels Kugellager axialfest, jedoch drehbar auf der Kupplungsnabe 10 gelagert. Nach der vom Gehäuse 17 entfernten Seit« erstrecken sich von der Kupplungsdruckplatte 13 mit dieser fest verbundene und über den Umfang verteilt angeordnete Betätigungsbolzen 20 fort und durch Ausnehmungen in der axialfesten Gegendruckplatte 11 hindurch. An ihren von der Kupplungsdruckplatte entfernten Enden sind diese Betätigungsbolzen 20 in axialem Abstand von der Gegendruckplatte mit Bolzenköpfen 22 versehen, die einen größeren Durchmesser als die Bolzenschäfte aufweisen. Zur Aufbringung der Andrückkraft für die Kupplungsdruckplatte 13 dient eine vorgespannte Tellerfeder 2k _s die sich radial außen von dem Kreisdurchmesser, auf dem die Betätigungsbolzen 20 angeordnet sind, über einen Druckring 25 mit kreisförmigem Querschnitt auf der von .der Kupplungsdruckplatte 13 entfernten Seite an der Gegendruckplatte 11 abstützt. Um die Betätigungsbolzen 20 ist ein Betätigungsring 26 aus Federstahl herumgelegt, der sich zu der von der Gegendruckplatte entfernten Seite hin an den Bolzenköpfen 22 abstützt und an dem die vorgespannte Tellerfeder 24 mit ihrer von der Gegendruckplatte weggerichteten Vorspannung

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angreift. Dadurch wirkt die Vorspannkraft der Tellerfeder auf die Betätigungsbolzen 20 und somit auf die Kupplungsdruckplatte 13, die dadurch in ihre Kupplungslage gedrückt wird. Die Tellerfeder 2k besitzt radial nach innen, zur

AO

, Kupplungsnabe £4 hin gerichtete Federzungen 27, an denen mittels einer in Verbindung mit Fig. 3 noch zu·beschreibenden Ausrückvorrichtung der axialen Vorspannkraft der Tellerfeder 2k entgegengerichtete Axialkräfte aufbringbar sind, um ein Ausrücken der Kupplung zu ermöglichen»

Die Kupplung nach Fig. 3 stimmt in ihrem prinzipiellen Aufbau mit der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 überein. Insofern sind für gleiche Teile wie in den Fig. 1 und 2 auch gleiche Bezugszeichen verwendet worden, jedoch zur Unterscheidung um einhundert erhöht.

Im Unterschied zu der oben erläuterten Ausführungsform ist auf dem abtriebsseitig mit dem Kupplungsgehäuse 117 fest verbundenen Lagerang 118, der seinerseits über Kugellager 119 drehbar auf der Kupplungsnabe 110 gelagert ist, eine hier nicht weiter interessierende Keilriemenscheibe 128 fest aufgenommen. Ebenfalls im Unterschied zu der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 ist auf der von der Keilriemenscheibe entfernten Seite eine druckmittelbetätigbare Ausrückvorrichtung 130 angeordnet, die über einen Lager-

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ring 131 und ein Lager 132 auf einer in hier nicht weiter interessierender Weise mit der Kupplungsnabe 110 verbundenen Antriebswelle 133 aufgenommen ist. In einem mit Strömungsdruckmittel beaufschlagbaren Ringzylinder 135 der Ausrückvorrichtung ist ein Ringkolben 136 axial verschiebbar geführt _s der auf der zur Kupplung hinweisenden Seite ein Äusrücklager I38 trägt= Der Innenring dieses Ausrücklagers ist als Ausrücker 139 ausgebildet 3 der an den sieh radial einvjärts erstreckenden Feder·*· zungen 127 der axial vorgespannten Tellerfeder 12¹I an- _f greift. Diese Tellerfeder wirkt wiederum über einen an den Köpfen 122 der Betätigungsbolzen 120 anliegenden Betäti-

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gungsring/auf die Betätigungsbolzen _s die axialfest mit der Kupplungsdruckplatte 113 verbunden sind. Radial außen stützt sich die Tellerfeder 124 über einen Druckring 125 an der von der Kupplungsdruckplatte entfernten Seite der Gegendruckplatte 111 ab„ Die Kupplungsdruckplatte 113 und die Gegendruckplatte 111 sind«, wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2, mittels vorgespannter Blattfedern 112 drehfest j jedoch axialbewegbar miteinander verbunden» Eben- ^: fells in Übereinstimmung mit der oben erläuterten ersten Ausführungsform ist die Kupplungsscheibe 115 zwischen der Kupplungsdruckplatte und der Gegendruckplatte aufgenommen und ebenfalls mittels axial vorgespannter Blattfedern II6

jedoch ,

mit dem Kupplungsgehäuse 117 drehfest _s /axialbewegbar verbunden *

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In der aus Pig. 3 ersichtlichen Betriebsstellung wird die Kupplungsdruckplatte 113 durch die axiale Vorspannkraft der Tellerfeder 12*4 an die Kupplungsscheibe 115 und diese an die Gegendruckplatte 111 reibungsschlüssig angepreßt. Wenn der Ringzylinder 135 der AUs'rüekVörrichtung 130 mit Strömungsdruckmittel beaufschlagt wird, erfährt der Ringkolben I36 eine zur Kupplung hin gerichtete Axialbewegung und durch die über den Ausrücker 139 an den Pederzungen 127 der Tellerfeder 124 wirkende Axialkraft wird die Tellerfeder entgegen ihrer Vorspannkraft ebenfalls axial verschoben, wodurch die auf die Kupplungsdruckplatte wirkende Anpreßkraft aufgehoben wird. Unter der Wirkung der axial vorgespannten Blattfedern 112 gelangt die Kupplungsdruckplatte in ihre Ausrücklage. Da angesichts dieser Ausrückbewegung der Kupplungsdruckplatte 113 die Beaufschlagung der Kupplungsscheibe 115 entfällt, rückt diese ebenfalls unter der Wirkung der vorgespannten Blattfedern 116, die eine spielfreie Drehmomentenübertragung zum Kupplungsgehäuse 117 gewährleisten, von der Gegendruckplatte 111 ab. Die Vorspannung der Blattfedern 112 und II6 ist dabei so bemessen, daß in der Ausrücklage die Kupplungsscheibe 115 eine Position mit axialem Spiel sowohl zu der Gegendruckplatte 111 wie auch zu der Kupplungsdruckplatte 113 einnimmt. Bei Wegnahme der Strömungsmitteldruckbeaufschlagung des Ringzylinders 135 der Ausrückvorrichtung

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130 entfällt die gegenüber der axialen Vorspannkraft der Tellerfeder überwiegende Ausrückkraft und die axiale Tellerfedervorspannkraft wirkt wieder über den Betätigungsring 126 und die Betätigungsbolzen 120 auf die Kupplungsdruckplatte 113» wodurch diese erneut in Richtung auf die Gegendruckplatte 111 angepreßt und die Kupplungsscheibe 115 zwischen der Gegendruckplatte und der Kupplungsdruckplatte wieder reibschlüssig aufgenommen wird ο

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind wiederum für gleiche Teile wie bei den oben behandelten Ausführungsbeispielen gleiche Bezugszeichen verwendet worden, jedoch abermals um einhundert erhöht.

Bei dieser Ausführungsform sind im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 zwischen der axial- und drehfest auf der Kupplungsnabe 210 aufgenommenen Gegendruckplatte·211 und der Kupplungsdruckplatte 213 zwei Kupplungsscheiben 215_s 215' angeordnet, zwischen denen sich eine Zwischendruckplatte 213' befindet. Die Kupplungsdruckplatte 213 und die Zwischendruckplatte 213' greifen radial innen in stirnverzahnungsartig ausgebildete Längsnuten 2*10 der Kupplungsnabe 210 ein und sind dadurch mit der Kupplungsnabe drehfest, jedoch axial bewegbar verbunden. In entsprechender Weise greifen die Kupplungsscheiben 215_s 215'

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in verzahnungsartige Längsnuten 24l eines die Kupplungsscheiben konzentrisch umschließenden Abschnittes des Kupplungsgehäuses 217 ein, wodurch ebenfalls eine axial bewegbare, jedoch drehfeste Verbindung mit dem Kupplungsgehäuse hergestellt ist. Das Kupplungsgehäuse ist wiederum-über einen Lagerring 218 und Kugellager 219 drehbar·auf der Kupplungsnabe 210 gelagert. Mit den verteilt über den Umfang angeordneten, axialfest mit der Kupplungsdruckplatte 213 verbundenen Betätigungsbolzen, die sich durch Ausneh-.Ay mungen in der Zwischendruckplatte 213 und in der Gegendruck platte 211 axial hindurcherstrecken, ist an dem von der Kupplungsdruckplatte 213 entfernten Ende als Betätigungsring eine als Blechformteil ausgebildete Kreisscheibe 226 fest verbunden, die mit einer sich unmittelbar um. die Betätigungsbolzen herumerstreckenden, in Richtung auf die Kupplungsplatten herausgeformten umlaufenden Sicke 226 versehen ist. An dieser Sicke greift die zwischen dem genannten Betätigungsring und der Gegendruckplatte 211 angeordnete Tellerfeder 224 an, die sich in radialem Abstand von der genannten Sicke über einen Druckring 225 an der axialfesten Gegendruckplatte 211 abstützt. Betätigt wird auch diese Kupplung über einen nur angedeuteten Ausrücker 230, der einen sich axial vom Ausrücklager 238 forterstrekkenden und an den radial einwärts gerichteten Zungen 227 der Tellerfeder 224 angreifenden Ausrücke*» ^239 besitzt»

Leerseite

Claims

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Postfach 1360 " 0414 D

7580 Bühl / Baden 15. September 1981

Patentansprüche

ΓΐJ Kupplung für die übertragung des Antriebsrilyenraomentes bei Aggregaten mit großem Ungleichförmigkeitsgrad_s insbesondere Kompressorkupplung, bei der eine axialfeste Gegendruckplatte und eine durch Federkraft in der Kupplungslage gehaltene, zwischen letzterer und einer Äusrücklage axial bewegbare Kupplungsdruckplatte, die untereinander und mit einem Kupplungsteil drehfest verbunden sind₅ eine ebenfalls axial bewegbare Kupplungsscheibe, die mit dem anderen Kupplungsteil drehfest verbunden ist, zwischen sich aufnehmen und die axiale Betätigung der Kupplungsdruckplatte mittels sich durch die Gegendruckplatte hindurcherstreckender Betätigungsbolzen erfolgt _s
dadurch gekennzeichnet₉

daß die Kupplungsdruckplatte (13, 113» 213) mittels einer vorgespannten Tellerfeder (24, 124,, 22M)₉'die sich radial außen an einem Widerlager (25» 125» 225) abstützt und über die als Zugglieder ausgebildeten Betätigungsbolzen (20, 120_s g20) auf die Kupplungsdruckplatte wirkt, in der Kupplungslage gehalten ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet_s daß die von der vorgespannten Tellerfeder (24₉ 124 _s 224) über die Betätigungsbolzen (20, 120, 220) aufgebrachte Einrückkraft mit übersetzung auf die Kupplungsdruckplatte (13_S113_S213) wirkt.
3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (24, 124, 224) sich radial außen auf der von der Kupplungsdruckplatte (13, 113, 213) entfernten Seite „ an der Gegendruckplatte (11, 111, 211) als Widerlager abstützt
4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gegendruckplatte (11, 111, 211) und der sich an dieser radial außen abstützenden Tellerfeder (24, 124, 224) als Widerlager ein Druckring (25_S 125, 225) mit wenigstens tellerfederseitig ballig ausgebildeter Oberfläche angeordnet ist.
5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Kupplungsdruckplatte (13_S 113, 213) entfernten Enden der Betätigungsbolzen (20, 120, 220) in axialem Abstand von der Gegendruckplatte (11, 111, 211) mit einem Betätigungsring (26, 126, 226) verbunden sind und daß die Tellerfeder (24, 124, 224), die sich zwischen der Gegendruckplatte und diesem Betätigungsring erstreckt, über letzteren an den Betätigungsbolzen und damit an der Kupplungsdruckplatte angreift.
6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsbolzen (20, 120) an den von der Kupplungsdruckplatte (13, 113) entfernten Enden mit gegenüber dem sonstigen Bolzendurchmesser vergrößerten Kopfabschnitten

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(22, 122) versehen sind und daß der Betätigungsring (26,12.6) als Kreisring ausgebildet und zwischen diesen Kopfabschnitten und der Tellerfeder (24, 124) aufgenommen ist,
7. Kupp-ung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet ₉. daß der Betätigungsring (26, 126) ein Drahtring ist.
8. Kupplung nach Anspruch 6 oder 7_S dadurch gekennzeichnet_s daß sich der Betätigungsring (26, 126) radial außen um die Betätigungsbolzen (20, 120) herumerstreckt.
9. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet_s daß der Betätigungsring eine mit den Betätigungsbolzen (220) axialfest verbundene Kreisscheibe (226) ist,,
10. Kupplung nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet_s daß die den Betätigungsring bildende Kreisscheibe (226) auf der zur Gegendruckplatte (211) hinweisenden Seite mit einem umlaufenden Wulst (226'), etwa einer aus der Scheibenebene herausgeformten Sicke, als Kontaktbereich für die Tellerfeder (224) versehen ist.
11. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsdruckplatte (13_S 113) und die Gegendruckplatte (11, 111) untereinander und/oder die

Kupplungsscheibe (15, 115) mit dem einen Kupplungsteil (17, 117) mittels axial vorgespannter Blattfedern (12, 112; 16, 116) drehfest miteinander verbunden sind.
12. Kupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Vorspannung der die Kupplungsdruckplatte (13, 113) und die Gegendruckplatte (11, 111) miteinander verbindenden Blattfedern (12, 112) im Verhältnis zu der entsprechenden Vorspannung der die Kupplungsscheibe (15, 115) mit dem einen Kupplungsteil (17, 117) verbindenden Blattfedern (16, 116) so bemessen ist, daß bei Wegnahme der von der Tellerfeder (24, 124) aufgebrachten Einrückkraft die Kupplungsdruckplatte einen größeren Ausrückweg als die Kupplungsscheibe zurücklegt.
13. Kupplung nach Anspruch 12, dadurch.gekennzeichnet, daß der unter der Wirkung der axialen Vorspannung der Blattfedern (12, 112; 16, 116) zustandekommende Ausrückweg der Kupplungsdruckplatte (13, 113) gleich dem zweifachen Ausrückweg der Kupplungsscheibe (15, 115) ist.