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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit zwei Massen, die entgegen der Wirkung von mindestens einer Federeinrichtung, die mindestens eine Feder umfasst, begrenzt gegeneinander verdrehbar sind.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2009 055 893 A1 ist ein Drehschwingungsdämpfer mit einem entgegen der Wirkung zumindest eines Energiespeichers gegenüber einem Eingangsteil begrenzt verdrehbaren Ausgangsteil bekannt, das Beaufschlagungsbereiche zur Beaufschlagung des zumindest einen Energiespeichers aufweist, wobei die Beaufschlagungsbereiche in axialer Richtung in einen Zwischenflansch eingreifen, der den Energiespeicher beaufschlagt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2010 005 322 A1 ist eine Bogenfedereinrichtung mit einer Außenfeder und einer Innenfeder bekannt, wobei eine Endwindung der Außenfeder so gestaltet ist, dass die Endwindung der Außenfeder einen Anschlag für die Innenfeder darstellt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE10 2009 005 073 A1 ist ein Federendenabstützelement zur Abstützung von einem Ende einer Außenfeder und einem Ende einer Innenfeder bekannt, die innerhalb der Außenfeder angeordnet ist, mit einem hohlzylinderartigen Aufnahmekörper, auf den das Außenfederende aufgesteckt ist, wobei die Innenfeder und die Außenfeder jeweils als Schraubenfeder mit Federwindungen ausgeführt sind, wobei das Innenfederende verliersicher in dem hohlzylinderartigen Aufnahmekörper gehalten ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein unerwünschtes Schubbrummen im Betrieb eines Drehschwingungsdämpfers mit zwei Massen, die entgegen der Wirkung von mindestens einer Federeinrichtung, die mindestens eine Feder umfasst, begrenzt gegeneinander verdrehbar sind, zu reduzieren.
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Die Aufgabe ist bei einem Drehschwingungsdämpfer mit zwei Massen, die entgegen der Wirkung von mindestens einer Federeinrichtung, die mindestens eine Feder umfasst, begrenzt gegeneinander verdrehbar sind, dadurch gelöst, dass die Feder mindestens eine Endwindung aufweist, die, bezogen auf eine Drehachse des Drehschwingungsdämpfers, radial außen gegenüber einer benachbarten Federwindung nach innen eingezogen ist. Bei der Endwindung handelt es sich um eine Windung an einem Ende der Feder. Die Endwindung muss nicht die letzte Windung am Ende der Feder sein. Die Endwindung kann zum Beispiel auch die vorletzte oder vorvorletzte Windung am Ende der Feder sein. Im Bereich der nach innen eingezogenen Endwindung hat die Feder radial außen einen kleineren Außendurchmesser als im Bereich der benachbarten Federwindung. Ein Federwindungsdurchmesser ist im Bereich der nach innen eingezogenen Federwindung auch kleiner oder gegebenenfalls elliptischer als bei der benachbarten Federwindung. Der Drehschwingungsdämpfer ist zum Beispiel Teil eines Zweimassenschwungrads. Der Drehschwingungsdämpfer kann aber auch in eine Kupplungsanordnung integriert sein. Zu diesem Zweck ist der Drehschwingungsdämpfer zum Beispiel mit einer Kupplungsscheibe kombiniert. Die Federeinrichtung ist zum Beispiel in einer Ausnehmung angeordnet, die in einer ersten Masse des Drehschwingungsdämpfers vorgesehen ist. Eine zweite Masse des Drehschwingungsdämpfers ist zum Beispiel als Flansch ausgeführt. Wenn der Flansch auf eine vorgespannte Feder der Federeinrichtung auftritt, kann ein sogenanntes Prellen auftreten. Dieses Prellen kann in Kombination mit niederfrequenten Schwingungen zu unangenehmen Geräuschen im Betrieb des Drehschwingungsdämpfers führen. Diese Geräusche kann ein On Board Diagnose-Gerät eines Kraftfahrzeugs fälschlicherweise als Zündaussetzer detektieren. Durch die erfindungsgemäße Veränderung der Feder wird eine einfache und kostengünstig realisierbare Lösung bereitgestellt, das Auftreten des unerwünschten Schubbrummens zu reduzieren oder ganz zu verhindern. Durch das Einziehen mindestens einer Endwindung der Feder kann, insbesondere ohne Kapazitätsverlust der Feder, ein Auftreten von Reibung zwischen der Feder und einer Gleitschale des Drehschwingungsdämpfers verhindert werden. Eine solche Gleitschale dient, insbesondere radial außen, zur Führung der Feder in dem Drehschwingungsdämpfer. Die erfindungsgemäße Lösung hat darüber hinaus den Vorteil, dass keine zusätzlichen Bauteile benötigt werden. Darüber hinaus hält ein erfindungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer mit der veränderten Gestalt der Feder im Bereich der eingezogenen Endwindung auch besser eine stoßartige Beanspruchung im Betrieb des Drehschwingungsdämpfers aus.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Feder im Bereich der nach innen eingezogenen Endwindung radial innen den gleichen Innendurchmesser wie im Bereich der benachbarten Federwindung hat. Die Feder mit der nach innen eingezogenen Endwindung hat also einen konstanten Innendurchmesser. An ihrem Außendurchmesser hat die Feder im Bereich der nach innen eingezogenen Endwindung einen kleineren Außendurchmesser.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Feder eine Außenfeder der Federeinrichtung ist. Durch die eingezogene Endwindung kann im Betrieb auftretende Reibung zwischen der Außenfeder und einer beziehungsweise der Gleitschale reduziert werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Feder eine Innenfeder der Federeinrichtung ist. Durch die eingezogene Endwindung kann die Reibung zwischen der Innenfeder und der Außenfeder reduziert werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass der Feder, insbesondere der Innenfeder der Federeinrichtung, eine Nase an einem Flansch des Drehschwingungsdämpfers zugeordnet ist. Dadurch kann auf einfache Art und Weise erreicht werden, dass eine zu der Feder parallel geschaltete Feder, insbesondere eine zu der Innenfeder parallel geschaltete Außenfeder der Federeinrichtung, im Betrieb des Drehschwingungsdämpfers später durch den Flansch mit einer Kraft beaufschlagt wird.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfeder an einer Endwindung eingezogen ist, wobei die Innenfeder an mehreren Endwindungen eingezogen ist. Diese Kombination hat sich im Hinblick auf die Reduzierung beziehungsweise Verhinderung des unerwünschten Schubbrummens bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen als besonders vorteilhaft erwiesen.
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Die oben angegebene Aufgabe ist bei einem Drehschwingungsdämpfer mit zwei Massen, die entgegen der Wirkung von mindestens einer Federeinrichtung, die mindestens eine Feder umfasst, begrenzt gegeneinander verdrehbar sind, alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass ein beziehungsweise der Flansch des Drehschwingungsdämpfers, bezogen auf eine Radiale, die von der Drehachse des Drehschwingungsdämpfers ausgeht, eine Flanschasymmetrie aufweist. Die Flanschasymmetrie hat sich im Hinblick auf eine Unterdrückung des unerwünschten Schubbrummens bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen als vorteilhaft erwiesen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschasymmetrie einen Winkelbereich von 1,5 bis 2 Grad umfasst. Bei kleineren oder größeren Winkeln lässt der erfindungsgemäße Effekt im Hinblick auf eine Unterdrückung des unerwünschten Schubbrummens dann wieder nach, wie bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen festgestellt wurde.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Feder, insbesondere die Innenfeder und/oder die Auenfeder, als Bogenfeder ausgeführt ist beziehungsweise als Bogenfedern ausgeführt sind. Die Bogenfedern sind, bezogen auf die Drehachse des Drehschwingungsdämpfers, in Umfangsrichtung gekrümmt.
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Die Erfindung betrifft auch eine Feder, insbesondere eine Innenfeder oder eine Außenfeder, oder einen Flansch für einen vorab beschriebenen Drehschwingungsdämpfer. Die genannten Federn oder der Flansch sind separat handelbar.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
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1 eine vereinfachte Darstellung eines Drehschwingungsdämpfers mit einem Flansch, einer Feder und einer Gleitschale;
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2 die gleiche Darstellung wie in 1 mit zwei eingezogenen Endwindungen der Feder gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
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3 die Feder mit den eingezogenen Endwindungen in einer Seitenansicht von rechts;
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4 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Außenfeder und einer Innenfeder, die zwei eingezogene Endwindungen aufweist;
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5 die Federn aus 4 in einer Seitenansicht von rechts und die
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6 bis 9 ähnliche Darstellungen wie in 4 mit zwei Federn gemäß weiteren Ausführungsbeispielen;
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10 eine vereinfachte Darstellung eines Drehschwingungsdämpfers mit einem asymmetrischen Flansch und
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11 eine ähnliche Darstellung wie in 10 mit einer radial außen an dem Flansch ausgebildeten Nase zur Darstellung der Flanschasymmetrie.
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In 1 ist ein Zweimassenschwungrad 1 mit einem erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer stark vereinfacht dargestellt. Das Zweimassenschwungrad 1 umfasst eine erste Masse mit einer Gleitschale 6, und eine zweite Masse mit einem Flansch 5.
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Die erste Masse mit der Gleitschale 6 umfasst eine Ausnehmung, in der eine Federeinrichtung 8 angeordnet ist. Die zweite Masse mit dem Flansch 5 ist relativ zu der ersten Masse um eine Drehachse des Drehschwingungsdämpfers begrenzt verdrehbar, und zwar entgegen der Wirkung der Federeinrichtung 8.
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Die Federeinrichtung 8 umfasst eine Feder 10, die als Schraubenfeder ausgeführt ist. Eine strichpunktierte Linie 9 veranschaulicht eine Mittellinie der Feder 10. Die strichpunktierte Linie 9 ist, anders als dargestellt, als Kreisbogen eines Kreises ausgeführt, durch dessen Mittelpunkt sich die Drehachse des Drehschwingungsdämpfers erstreckt. Daher werden die Federn 8 auch als Bogenfedern bezeichnet.
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In den 2 und 3 ist ein Zweimassenschwungrad 21 mit einem erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer vereinfacht dargestellt. Eine Federeinrichtung 8 umfasst eine Feder, von der man insgesamt sechs Federwindungen 22 bis 26 sieht. Die beiden an einem in 2 rechten Ende der Feder angeordneten Windungen 25 und 26 werden auch als Endwindungen bezeichnet.
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Die Feder 8 hat radial innen einen konstanten Innendurchmesser. Radial außen, also im Bereich der Gleitschale 6 sind die beiden Endwindungen 25 und 26 gegenüber den Federwindungen 22 bis 24 der Feder 8 nach innen eingezogen.
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Die Endwindungen 25 und 26 sind näher an der strichpunktierten Linie 9 angeordnet als die Federwindungen 22 bis 24. Den beiden radial nach innen eingezogenen Endwindungen 25, 26 ist eine Nase 28 an dem Flansch 5 zugeordnet. Durch die Nase 28 werden die radial nach innen eingezogenen Endwindungen 25 und 26 in einem Abstand von der Gleitschale 6 im Betrieb des Drehschwingungsdämpfers mit Kraft beaufschlagt.
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Durch die radial nach innen eingezogenen Endwindungen 25 und 26 der Feder wird das Auftreten einer unerwünschten Reibung zwischen den Endwindungen 25 und 26 und der Gleitschale 6 bei einem Lastwechsel verhindert. Die radial nach innen eingezogenen Endwindungen 25, 26 können beim Lastwechsel im Betrieb des Drehschwingungsdämpfers etwas federn.
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In den 4 und 5 ist ein Zweimassenschwungrad 31 mit einem Drehschwingungsdämpfer dargestellt, der eine Federeinrichtung 8 mit einer Innenfeder 32 und einer Außenfeder 33 umfasst. Die Außenfeder 33 ist wie die Feder 10 in 1 ohne radial nach innen eingezogene Endwindungen ausgeführt. Die Innenfeder 32 umfasst an ihrem dem Flansch 5 zugewandten Ende zwei radial nach innen eingezogene Endwindungen 35, 36.
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Die Innenfeder 32 hat im Bereich der radial nach innen eingezogenen Endwindungen 35 und 36 einen größeren Abstand von den Federwindungen der Außenfeder 33 als die benachbarten Federwindungen 37 der Innenfeder 32. Der radial nach innen eingezogenen Endwindung 35 der Innenfeder 32 ist eine Nase 39 an dem Flansch 5 zugeordnet.
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Durch die radial nach innen eingezogenen Endwindungen 35, 36 wird in diesem Bereich eine unerwünschte Reibung zwischen der Innenfeder 32 und der Außenfeder 33 verhindert. Die Innenfeder 32 ist nicht geblockt. Dadurch wird, in Kombination mit der Nase 39 und dem Flansch 5, ein größerer Federweg bei geringem Endmoment ermöglicht.
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In 6 ist ein Zweimassenschwungrad 41 mit einem Drehschwingungsdämpfer dargestellt, der eine Federeinrichtung 8 mit einer Innenfeder 42 und einer Außenfeder 43 umfasst. Zwei Endwindungen 44 der Außenfeder 43 und drei Endwindungen 45 der Innenfeder 42 sind gegenüber ihren benachbarten Windungen 46 und 47 radial nach innen eingezogen. Den radial nach innen eingezogenen Endwindungen 44 und 45 der Federn 42 und 43 ist eine gemeinsame Nase 49 an dem Flansch 5 zugeordnet.
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Durch das Einziehen der Innenfeder 42 und der Außenfeder 43 wird eine unerwünschte Reibung zwischen der Außenfeder 43 und der Gleitschale 6 sowie zwischen der Innenfeder 42 und der Außenfeder 43 verhindert. Im Bereich der eingezogenen Endwindungen 44 und 45 können die beiden Federn 42 und 43 reibungsfrei federn. Dadurch kann die Federkapazität der Federeinrichtung 8 gesteigert werden.
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Darüber hinaus kann sich die Innenfeder 42 an der benachbarten eingezogenen Endwindung 44 der Außenfeder 43 abstützen. Dadurch wird die Innenfeder 42 beim Auftreten einer Zugbelastung im Bereich der eingezogenen Endwindungen 45 nicht mehr belastet. Dadurch können der Federweg und die Federkapazität bei ausreichendem Endmoment erhöht werden.
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In 7 ist ein Zweimassenschwungrad 51 mit einem Drehschwingungsdämpfer dargestellt, der eine Federeinrichtung 8 mit einer Innenfeder 52 und einer Außenfeder 53 umfasst. Die Innenfeder 52 umfasst wie bei dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel, drei radial nach innen eingezogene Endwindungen 54. Die Außenfeder 53 umfasst, ebenfalls wie bei dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel, zwei radial nach innen eingezogene Endwindungen 55.
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Die Endwindungen 54 und 55 der Federn 52 und 53 sind jeweils gegenüber ihren benachbarten Federwindungen 56, 57 radial nach innen eingezogen. Im Unterschied zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ist nur den radial nach innen eingezogenen Endwindungen 54 der Innenfeder 52 eine Nase 59 an dem Flansch 5 zugeordnet. Diese Zuordnung der Nase 59 liefert den Vorteil, dass zuerst die ungespannte Innenfeder 52 betätigt wird. Erst danach wird die Außenfeder 53 im Bereich der radial nach innen eingezogenen Endwindungen 55 durch den Flansch 5 beaufschlagt. Dadurch kann eine höhere Federkapazität der Federeinrichtung 8 dargestellt werden.
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In 8 ist ein Zweimassenschwungrad 61 mit einem Drehschwingungsdämpfer dargestellt, der eine Federeinrichtung 8 mit einer Innenfeder 62 und einer Außenfeder 63 umfasst. Die Innenfeder 62 umfasst, wie bei den beiden vorangegangenen Ausführungsbeispielen, drei radial nach innen eingezogene Endwindungen 64. Die Außenfeder 63 umfasst im Unterschied zu den beiden vorangegangenen Ausführungsbeispielen nur eine radial nach innen eingezogene Endwindung 65.
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Bei der radial nach innen eingezogenen Endwindung 65 handelt es sich um die vorletzte Endwindung der Außenfeder 63, die gegenüber der benachbarten Endwindung 67 und der letzten Endwindung 66 der Außenfeder 63 radial nach innen eingezogen ist. Die letzte Endwindung 66 befindet sich, ebenso wie die benachbarte Endwindung 67, der Außenfeder 63 in Anlage an der Gleitschale 6.
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Eine Nase 69 des Flanschs 5 ist den drei radial nach innen eingezogenen Endwindungen 64 der Innenfeder 62 zugeordnet. Das in 8 dargestellte Ausführungsbeispiel liefert zum einen den Vorteil, dass die Reibung zwischen der Innenfeder 62 und der Außenfeder 63 reduziert wird. Darüber hinaus kann sich die Innenfeder 62 an der eingezogenen Endwindung 65 der Außenfeder 63 abstützen. Dadurch wird die Innenfeder 62 bei einer Zugbelastung im eingezogenen Bereich nicht belastet. Dadurch können der Federweg und die Federkapazität erhöht werden. Durch die Nase 69 an dem Flansch 5 wird zuerst die ungespannte Innenfeder 62 betätigt, und dann erst die Außenfeder 63.
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In 9 ist ein Zweimassenschwungrad 71 mit einem Drehschwingungsdämpfer dargestellt, der eine Federeinrichtung 8 mit einer Innenfeder 72 und einer Außenfeder 73 umfasst. Die Innenfeder 72 hat keine eingezogenen Endwindungen. Die Außenfeder 73 hat vier Endwindungen 74, 75, 76 und 77. Die viertletzte Endwindung 74 und die vorletzte Endwindung 76 sind gegenüber der drittletzten Endwindung 75 und der letzten Endwindung 77 radial nach innen eingezogen.
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Eine Nase 79 an dem Flansch 5 ist der nicht radial nach innen eingezogenen Endwindung 77 der Außenfeder 73 zugeordnet. Allerdings sind die Endwindungen 74 und 76, im Vergleich zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, nur geringfügig radial nach innen eingezogen. Dadurch kann die Reibung zwischen der Außenfeder 73 und der Gleitschale 6 wirksam reduziert werden. Somit kann vorteilhaft eine hohe Federkapazität bei ausreichendem Endmoment dargestellt werden.
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In 10 ist ein Zweimassenschwungrad 81 mit einem Drehschwingungsdämpfer dargestellt, der einen asymmetrischen Flansch 5 aufweist. Zur Darstellung der Flanschasymmetrie weist der Flansch 5 einen Ansatz 82 auf. Die Flanschasymmetrie in 10 umfasst einen Winkelbereich von 1,5 bis 2 Grad. Dem Flansch 5 mit dem Ansatz 82 ist eine Feder zugeordnet, die der Außenfeder 73 des vorangegangenen Ausführungsbeispiels entspricht.
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In 11 ist ein Zweimassenschwungrad 91 mit einem Drehschwingungsdämpfer dargestellt, der einen Flansch 5 mit einer Flanschasymmetrie aufweist. Die Flanschasymmetrie wird durch eine Nase 92 realisiert, die radial außen an dem Flansch 5 vorgesehen ist. Die Flanschasymmetrie in 11 umfasst den gleichen Winkelbereich wie bei dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel. Die Nase 92 an dem Flansch 5 ist einer Feder zugeordnet, die der Außenfeder 73 in 9 entspricht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zweimassenschwungrad
- 2
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- 3
-
- 4
-
- 5
- Flansch
- 6
- Gleitschale
- 7
-
- 8
- Federeinrichtung
- 9
- strichpunktierte Linie
- 10
- Feder
- 21
- Zweimassenschwungrad
- 22
- Windung
- 23
- Windung
- 24
- Windung
- 25
- Endwindung
- 26
- Endwindung
- 27
-
- 28
- Nase
- 31
- Zweimassenschwungrad
- 32
- Innenfeder
- 33
- Außenfeder
- 34
-
- 35
- Endwindung
- 36
- Endwindung
- 37
- benachbarte Windung
- 38
-
- 39
- Nase
- 41
- Zweimassenschwungrad
- 42
- Innenfeder
- 43
- Außenfeder
- 44
- zwei Endwindungen
- 45
- drei Endwindungen
- 46
- benachbarte Windung
- 47
- benachbarte Windung
- 48
-
- 49
- Nase
- 51
- Zweimassenschwungrad
- 52
- Innenfeder
- 53
- Außenfeder
- 54
- drei Endwindungen
- 55
- zwei Endwindungen
- 56
- benachbarte Windung
- 57
- benachbarte Windung
- 58
-
- 59
- Nase
- 61
- Zweimassenschwungrad
- 62
- Innenfeder
- 63
- Außenfeder
- 64
- drei Endwindungen
- 65
- Endwindung
- 66
- Endwindung
- 67
- benachbarte Windung
- 68
-
- 69
- Nase
- 71
- Zweimassenschwungrad
- 72
- Innenfeder
- 73
- Außenfeder
- 74
- Endwindung
- 75
- Endwindung
- 76
- Endwindung
- 77
- Endwindung
- 78
-
- 79
- Nase
- 81
- Zweimassenschwungrad
- 82
- Ansatz
- 91
- Zweimassenschwungrad
- 92
- Nase
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009055893 A1 [0002]
- DE 102010005322 A1 [0002]
- DE 102009005073 A1 [0002]
