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Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer umfassend eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite, die um eine Drehachse drehbar angeordnet sind, einen Lamellenträger, einen mit dem Lamellenträger gekoppelten Betätigungsflansch und wenigstens ein elastisches Element, wobei der Lamellenträger mit der Eingangsseite verbunden ist, wobei der Betätigungsflansch ausgelegt ist, eine Kraft von dem Lamellenträger an das elastische Element zu übertragen, und wobei das elastische Element zur Übertragung der Kraft von dem Betätigungsflansch an die Ausgangsseite eingerichtet ist.
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Zur Übertragung von Drehmoment in einem Antriebsstrang, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, kann ein Torsionsschwingungsdämpfer verwendet werden. Der Torsionsschwingungsdämpfer stellt einerseits eine drehmomentschlüssige Kopplung einer Abtriebswelle eines Antriebsmotors mit einer Antriebswelle eines Getriebes bereit und ist andererseits dazu eingerichtet, Torsionsschwingungen zu dämpfen bzw. zu tilgen. Dazu umfasst der Torsionsschwingungsdämpfer eines oder mehrere elastische Elemente, die sich bei einer Schwankung des zu übertragenden Drehmoments wie Kurzzeitenergiespeicher verhalten.
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In einer Ausführungsform ist eines der elastischen Elemente als Bogenfeder ausgebildet. Die Bogenfeder liegt auf einem Umfang um eine Drehachse des Torsionsschwingungsdämpfers und ist in radial äußerer Richtung durch ein Halteelement gehalten. Unter dem Einfluss von Fliehkraft wird die Bogenfeder nach außen gegen das Halteelement gedrückt, welches dieser Belastung standhält und dabei ebenfalls eine Reibdämpfung auf einzelne Windungen der Bogenfeder ausübt. Betätigt wird die Bogenfeder mittels Betätigungselementen, die an einem Betätigungsflansch angeordnet sind. Üblicherweise ist der Betätigungsflansch mittels einer Nietverbindung mit einem Lamellenträger, der seinerseits mit der Eingangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers gekoppelt ist, verbunden. Der Lamellenträger und der Betätigungsflansch müssen während der Herstellung des Torsionsschwingungsdämpfers in einem gesonderten Arbeitsschritt miteinander verbunden werden. Ferner sind in weiteren Arbeitsschritten Vorbereitungen für die Verbindung des Betätigungsflanschs mit dem Lamellenträger, insbesondere die Bereitstellung von Bohrungen für die Nietverbindung, notwendig.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen vereinfachten und bauraumoptimierten Torsionsschwingungsdämpfer bereitzustellen.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels eines Torsionsschwingungsdämpfers mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Ein erfindungsgemäßer Torsionsschwingungsdämpfer umfasst eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite, die um eine Drehachse drehbar angeordnet sind, einen Lamellenträger, einen mit dem Lamellenträger gekoppelten Betätigungsflansch und wenigstens ein elastisches Element, wobei der Lamellenträger mit der Eingangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers verbunden ist. Ferner ist der Betätigungsflansch ausgelegt, eine Kraft von dem Lamellenträger an das elastische Element zu übertragen, wobei das elastische Element zur Übertragung der Kraft von dem Betätigungsflansch an die Ausgangsseite eingerichtet ist. Die Kopplung des Betätigungsflanschs mit dem Lamellenträger erfolgt mittels einer in den Lamellenträger eingreifenden Verzahnung.
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Durch die Verzahnung kann der Betätigungsflansch einfach in einem Stanzprozess hergestellt werden und kostengünstig mit dem Lamellenträger verbunden werden. Somit kann auf eine aufwendige Nietverbindung zwischen dem Lamellenträger und dem Betätigungsflansch verzichtet werden. Darüber hinaus wird der Betätigungsflansch durch die Verzahnung zentriert, sodass die Montage des Betätigungsflansches im Torsionsschwingungsdämpfer vereinfacht wird. Des Weiteren trägt der Betätigungsflansch zu Versteifung des Lamellenträgers bei, so dass dieser leichter ausgebildet werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Lamellenträger eine Außenverzahnung und der Betätigungsflansch eine zur Außenverzahnung des Lamellenträgers korrespondierend ausgebildete Innenverzahnung auf, wobei die Innen- und Außenverzahnung ineinander eingreifen und den Betätigungsflansch mit dem Lamellenträger koppeln.
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Auf diese Weise kann zuverlässig ein hohes Drehmoment vom Lamellenträger auf den Betätigungsflansch übertragen werden.
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Besonders vorteilhaft hierbei ist, wenn der Betätigungsflansch radial außen liegend und wenigstens eine Lamelle radial innen liegend am Lamellenträger anliegt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist der Betätigungsflansch in einer Ebene senkrecht zur Drehachse ausgebildet. Auf diese Weise kann der Betätigungsflansch einfach in einem Stanzvorgang hergestellt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Betätigungsflansch wenigstens ein Betätigungselement, das radial außenseitig angeordnet ist und dem elastischen Element zugewandt ist. Auf diese Weise kann das elastische Element stirnseitig durch den Betätigungsflansch betätigt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Lamellenträger wenigstens ein Laschenelement, das radial außenseitig am Lamellenträgerangeordnet ist und ausgelegt ist, eine axiale Verschiebung des Betätigungsflanschs zu blockieren. Auf diese Weise kann einfach ein axialer Verschiebeweg des Betätigungsflanschs in der Verzahnung des Lamellenträgers begrenzt werden.
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Besonders vorteilhaft ist, wenn das Laschenelement des Lamellenträgers in einem Zahngrund der Außenverzahnung des Lamellenträgers angeordnet ist.
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Eine besonders stabile Abstützung des Betätigungsflanschs am Lamellenträger wird bereitgestellt, wenn das Laschenelement einstückig und materialeinheitlich mit dem Lamellenträger verbunden ist.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Lamellenträger wenigstens einen Sicherungsring, der radial außenseitig am Lamellenträger in einer Nut des Lamellenträgers angeordnet ist und ausgelegt ist, eine axiale Verschiebung des Betätigungsflanschs zu blockieren.
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Auf diese Weise kann der Betätigungsflansch axial gegebenenfalls in beide Verschieberichtungen besonders einfach am Lamellenträger gesichert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform, sind am Lamellenträger wenigstens zwei Sicherungsringe angeordnet sind, wobei zwischen den Sicherungsringen der Betätigungsflansch angeordnet ist.
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Auf diese Weise kann alternativ der Betätigungsflansch axial am Lamellenträger festgelegt werden und eine Verschiebung des Betätigungsflansches in axialer Richtung vermieden werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch einen Torsionsschwingungsdämpfer;
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2 eine perspektivische Ansicht eines Lamellenträgers gemäß einer ersten Ausführungsform und eines Betätigungsflanschs des in 1 gezeigten Torsionsschwingungsdämpfers;
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3 einen Längsschnitt durch den in 2 gezeigten Betätigungsflansch und Lamellenträger;
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4 eine Draufsicht auf den in 2 gezeigten Betätigungsflansch und Lamellenträger des Torsionsschwingungsdämpfers;
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5 einen in 4 gezeigten Ausschnitt des Betätigungsflansches und des Lamellenträgers,
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6 einen Ausschnitt einer perspektivischen Schnittansicht des Betätigungsflanschs und des Lamellenträgers, und
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7 einen Ausschnitt einer perspektivischen Schnittansicht des Betätigungsflanschs und eines Lamellenträgers gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Torsionsschwingungsdämpfer 10 und 2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Längsschnitts des in 1 gezeigten Torsionsschwingungsdämpfers 10.
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Der Torsionsschwingungsdämpfer 10 umfasst eine linksseitig angeordnete Eingangsseite 15 und eine rechtsseitig angeordnete Ausgangsseite 20, die drehbar um eine Drehachse 25 angeordnet sind. Auf einer Nabe 30 ist linksseitig ein Lamellenträger 35 radial außenseitig drehbar angeordnet. Der Lamellenträger 35 erstreckt sich dabei radial nach außen hin und weist einen Verzahnungsabschnitt 40 auf, der parallel rotatorisch um die Drehachse 25 verläuft. Der Verzahnungsabschnitt 40 des Lamellenträgers 35 weist eine Verzahnung 45 auf. Die Verzahnung 45 umfasst sowohl eine Innenverzahnung 46 als auch eine Außenverzahnung 47. Radial außenseitig ist an dem Lamellenträger 35 ein Betätigungsflansch 50 angeordnet, der ringförmig ausgebildet ist und an einer inneren Umfangsfläche eine Innenverzahnung 55 aufweist, die in die Außenverzahnung 47 des Lamellenträgers 35 eingreift. Der Betätigungsflansch 50 weist ein radial außen liegendes Betätigungselement 60 auf. Seitlich sind am Betätigungsflansch 50 ein erstes und ein zweites Scheibenelement 65, 70 angeordnet, die so geformt sind, dass sie ein erstes elastisches Element 75 in Form einer Bogenfeder radial innenseitig abstützen. Radial außenseitig am elastischen Element 75 ist ein Halteelement 80 angeordnet, das umfangsseitig das erste elastische Element 75 abstützt. Das Halteelement 80 ist radial innen zum ersten elastischen Element 75 über eine Bolzenverbindung 85 mit einem Pendelflansch 90 eines Fliehkraftpendels 95 verbunden. Radial außenseitig zur Bolzenverbindung 85 ist an dem Pendelflansch 90 beidseitig des Pendelflansches 90 ein Pendelmassenpaar 100 angeordnet. Radial innenseitig weisen sowohl das Halteelement 80 als auch der Pendelflansch 90 ein drittes und ein viertes Scheibenelement 105, 110 auf, die so geformt sind, dass sie radial außenseitig ein zweites elastisches Element 115, das radial innenseitig zu den Scheibenelementen 105, 110 angeordnet ist, abstützen. Ein Ausgangsflansch 120 ist radial innen liegend zum zweiten elastischen Element 115 angeordnet und bildet die Ausgangsseite 20 aus. Der Ausgangsflansch 120 ist drehfest mit der Nabe 30 verbunden.
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Der Lamellenträger 35 ist ausgelegt, mit der Innenverzahnung 46 radial innseitig am Lamellenelement 35 angeordnete Lamellen 121 eines Lamellenpakets 122 einer nicht dargestellten Kupplung aufzunehmen. Befindet sich die Kupplung im eingekuppelten Zustand, so wird ein Drehmoment der Brennkraftmaschine über die Innenverzahnung 46 des Lamellenträgers 35 in den Torsionsschwingungsdämpfer 10 bzw. in den Lamellenträger 35 eingebracht. Das Drehmoment bzw. die an den einzelnen Zähnen der Außenverzahnung 47 anliegende Kraft wird über die Innenverzahnung 55 des Betätigungsflansches 50 in diesen eingeleitet. Der Betätigungsflansch 50 überträgt die Kraft weiter an eine Stirnseite des ersten elastischen Elements 75 mittels des radial außen liegenden Betätigungselements 60. Der Kraft- bzw. Drehmomentfluss vom elastischen Element 75 hin zur Ausgangsseite 20 des Torsionsschwingungsdämpfers 10 erfolgt gemäß bekannten Torsionsschwingungsdämpfern. Dabei überträgt das erste elastische Element 75 das eingebrachte Drehmoment bzw. die Kraft weiter an das Halteelement 80, das wiederum die Kraft weiter in das zweite elastische Element 115 und dieses in den Ausgangsflansch 120 und somit an den Ausgangsseite 20 weiterleitet.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Lamellenträgers 35 gemäß einer ersten Ausführungsform und des Betätigungsflanschs 50 des in 1 gezeigten Torsionsschwingungsdämpfers 10. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den in 2 gezeigten Betätigungsflansch 50 und den Lamellenträger 35. 4 zeigt eine Draufsicht auf den in 2 gezeigten Betätigungsflansch 50 und den Lamellenträger 35 des Torsionsschwingungsdämpfers 10. 5 zeigt einen in 4 gezeigten Ausschnitt und 6 einen Ausschnitt einer perspektivischen Schnittansicht des Betätigungsflanschs 50 und des Lamellenträgers 35. Im Folgenden sollen die 1 bis 6 gemeinsam erläutert werden.
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Der Lamellenträger 35 ist topfförmig ausgebildet. Das Betätigungselement 50 umgreift den Lamellenträger 35 radial vollständig und liegt an diesen radial außenseitig an. In der Ausführungsform sind am Betätigungsflansch 50 radial außenseitig vier Betätigungselemente 60 im gleichen Abstand umfangsseitig angeordnet. Es ist aber denkbar, dass nur zwei, drei, fünf oder eine andere Anzahl von Betätigungselementen 60 am Betätigungsflansch 50 umfangsseitig angeordnet sind. Radial innenseitig weist der Betätigungsflansch 50, wie oben dargestellt, die Innenverzahnung 55 auf, die in die Außenverzahnung 47 des Lamellenträgers 35 eingreift. Durch die Ausbildung des Lamellenträgers 35 als Stanzbiegeteil bildet sich die Innenverzahnung 46 korrespondierend in der Außenverzahnung 47 aus. Der Betätigungsflansch 50 liegt dabei in einer Ebene, die senkrecht zu der Drehachse 25 des Torsionsschwingungsdämpfers 10 verläuft, sodass die Drehachse 25 ein Normalenvektor der Ebene des Betätigungsflansches 50 ist. Dies hat den Vorteil, dass der Betätigungsflansch 50 einstückig und materialeinheitlich einfach aus einem ebenen Blech durch einen Stanzvorgang hergestellt werden kann. Um ein leichtes Aufschieben des Betätigungsflanschs 50 auf den Lamellenträger 35 zu ermöglichen, ist ein Zahngrund 123 der Innenverzahnung 55 beabstandet zu einem Zahnkopf 124 der Außenverzahnung 47 des Lamellenträgers 35 ausgebildet. Um den Zahnkopf 124 zu versteifen, ist eine Vertiefung 127 im Zahnkopf 124 vorgesehen.
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Um eine zuverlässige und geräuscharme Drehmomentübertragung vom Lamellenträger 35 auf den Betätigungsflansch zu gewährleisten, sind die Innenverzahnung 55 des Betätigungsflanschs 50 und die Außenverzahnung 47 des Lamellenträgers 35 derart aufeinander abgestimmt, dass eine Zahnflanke 125 der Außenverzahnung 47 des Lamellenträgers 35 im montierten Zustand zumindest teilweise an einer der Zahnflanke 125 des Lamellenträgers 35 gegenüberliegenden Zahnflanke 126 des Betätigungsflanschs 50 anliegt.
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Die ebene Ausgestaltung des Betätigungsflansches 50 hat ferner den Vorteil, dass sich bei einer steigenden Drehzahl des Torsionsschwingungsdämpfers 10 der Lamellenträger 35 im Verzahnungsabschnitt 40 radial nach außen hin aufweitet und ein weiteres Aufweiten durch ein aneinander Anliegen der Zahnflanken 125, 126 und/oder des Zahngrunds 123 am Zahnkopf 124 vermieden wird. Der Betätigungsflansch 50 dient somit durch das ringförmige Umgreifen des Verzahnungsabschnitts 40 des Lamellenträgers gleichzeitig als Verstärkungsring für den Lamellenträger 35.
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Ferner hat die einstückige und ebene Ausgestaltung des Betätigungsflanschs 50 den Vorteil, dass in der Montage der Betätigungsflansch 50 einfach auf den Lamellenträger 35 aufschiebbar ist, um eine Drehmomentübertragung vom Lamellenträger 35 auf das elastische erste Element 75 zu erreichen. Auf diese Weise kann die Montage des Betätigungsflansches 50 schnell und einfach und gegebenenfalls auch maschinell erfolgen. Eine Vernietung des Betätigungsflanschs 50 am Lamellenträger 35 zur Drehmomentübertragung vom Lamellenträger 35 auf den Betätigungsflansch 50 ist somit nicht notwendig.
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Um eine axiale Position, also die Position in Richtung der Drehachse 25 des Torsionsschwingungsdämpfers 10, auf dem Lamellenträger 35 festzulegen, weist der Lamellenträger 35 umfangsseitig mehrere Laschenelemente 130 auf (vgl. 6) auf, die umfangsseitig beabstandet voneinander am Lamellenträger 35 im Bereich der Außenverzahnung 45 angeordnet sind. Die Laschenelemente 130 sind dabei einstückig und materialeinheitlich mit dem Lamellenträger 35 ausgebildet und werden mittels eines Stanzbiegeprozesses aus dem Lamellenträger 35 radial nach außen herausgebogen. In der Ausführungsform sind die Laschenelemente 130 in einem Zahngrund 135 der Außenverzahnung 47 des Lamellenträgers 35 angeordnet. Es ist aber ebenso denkbar, die Laschenelemente 130 an der Zahnflanke 125 oder einem Zahnkopf 140 der Außenverzahnung 47 anzuordnen.
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Um eine zuverlässige axiale Abstützung zu gewährleisten, ist in jedem einzelnen Zahngrund 135 ein Laschenelement 130 vorgesehen. Es ist aber auch denkbar, dass in einzelnen Zahngründen 140 kein Laschenelement 130 angeordnet ist. Je nach Montagerichtung des Betätigungsflanschs liegt der Betätigungsflansch 50 linksseitig (wie in den 6) an den Laschenelementen 130 stirnseitig an. Es ist aber auch denkbar, den Betätigungsflansch rechtsseitig der Laschenelemente 130 anzuordnen. Durch die Laschenelemente 130 ist der Betätigungsflansch in eine erste axiale Richtung gegen ein unbeabsichtigtes Verschieben gesichert.
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7 zeigt einen Ausschnitt einer perspektivischen Schnittansicht des Betätigungsflanschs 50 und eines Lamellenträgers 141 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Der Lamellenträger 141 ist im Wesentlichen identisch zu dem in den 1 bis 6 gezeigtem Lamellenträger. Der Lamellenträger 141 weist jedoch zur beidseitigen axialen Festlegung des Betätigungsflanschs 50 eine Nut 145 auf, die umlaufend in der Außenverzahnung 47 des Lamellenträgers 141 angeordnet ist. In die Nut 145 greift dabei ein Sicherungsring 150 ein. Dabei sind die Anordnung der Nut 145 und die Dicke des Sicherungsrings 150 derart gewählt, dass eine zuverlässige Abstützung von Axialkräften aus dem Betätigungsflansch 50 auf den Sicherungsring 150 erfolgt.
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Das Laschenelement 130 und die Nut 145 bzw. der Sicherungsring 150 sind in einem axialen Abstand entsprechend der Dicke des Betätigungsflanschs 50 zueinander angeordnet, sodass sowohl das Laschenelement 130 als auch der Sicherungsring 150 stirnseitig am Betätigungsflansch 50 an jeweils einer Stirnfläche 155 des Betätigungsflanschs 50 anliegen.
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Durch die Anordnung des Betätigungsflanschs 50 zwischen den Laschenelementen 130 und dem Sicherungsring 150 kann der Betätigungsflansch 50 einfach und montagegünstig in seiner axialen Position fixiert werden, sodass ein axiales Verschieben oder ein mögliches Abweichen in einer Ausrichtung des Betätigungsflansches 50 zu der Drehachse 25 des Torsionsschwingungsdämpfers 10 zuverlässig vermieden wird.
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Der anhand der 1 bis 7 erläuterte Torsionsschwingungsdämpfer 10 stellt eine bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsform der Erfindung dar. Darüber hinaus sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen bzw. Kombinationen von Merkmalen umfassen können.
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Dabei ist zusätzlich oder alternativ zu den in den 1 bis 7 gezeigten Laschenelementen 130 bzw. Sicherungsring 150 denkbar, die axiale Sicherung des Betätigungsflanschs 50 mittels weiterer nicht dargestellter Komponenten zu gewährleisten. Dabei ist auch denkbar, dass die axiale Sicherung in die erste axiale Richtung mittels des Laschenelements 130 oder des Sicherungsrings 150 erfolgt und die weitere Sicherung mittels der genannten Komponente erfolgt. Auch wird darauf hingewiesen, dass die Laschenelemente 130 und durch den Sicherungsring 150 ersetzbar sind, so dass auch der Betätigungsflansch 50 mittels zweier gegenüber an den Stirnflächen 155 des Betätigungsflanschs 50 angeordneter Sicherungsringe 150 in axialer Richtung gesichert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Torsionsschwingungsdämpfer
- 15
- Eingangsseite
- 20
- Ausgangsseite
- 25
- Drehachse
- 30
- Nabe
- 35
- Lamellenträger gemäß einer ersten Ausführungsform
- 40
- Verzahnungsabschnitt
- 45
- Verzahnung
- 46
- Innenverzahnung
- 47
- Außenverzahnung
- 50
- Betätigungsflansch
- 55
- Innenverzahnung
- 60
- Betätigungselement
- 65
- erstes Scheibenelement
- 70
- zweites Scheibenelement
- 75
- erstes elastisches Element
- 80
- Halteelement
- 85
- Bolzenverbindung
- 90
- Pendelflansch
- 95
- Fliehkraftpendel
- 100
- Pendelmasse
- 105
- drittes Scheibenelement
- 110
- viertes Scheibenelement
- 115
- zweites elastisches Element
- 120
- Ausgangsflansch
- 121
- Lamelle
- 122
- Lamellenpaket
- 123
- Zahngrund der Innenverzahnung des Betätigungsflanschs
- 124
- Zahnkopf
- 125
- Zahnflanke der Außenverzahnung des Lamellenträgers
- 126
- Zahnflanke der Innenverzahnung des Betätigungsflanschs
- 127
- Vertiefung
- 130
- Laschenelement
- 135
- Zahngrund der Außenverzahnung des Lamellenträgers
- 140
- Zahnkopf der Außenverzahnung des Lamellenträgers
- 141
- Lamellenträger gemäß einer zweiten Ausführungsform
- 145
- Nut
- 150
- Sicherungsring
