DE102017106112A1 - torsional vibration dampers - Google Patents
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- F16F15/1407—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers the rotation being limited with respect to the driving means
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer (1), insbesondere Zweimassenschwungrad mit zwei um eine gemeinsame Drehachse (d) verdrehbar und entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung (7) relativ gegeneinander verdrehbaren Dämpferteilen, nämlich einem Eingangsteil (3) und einem Ausgangsteil (5), sowie einem einem der Dämpferteile zugeordneten Fliehkraftpendel (10) mit über den Umfang angeordneten Pendelmassen (11). Um die Isolationseigenschaften des Drehschwingungsdämpfers (1) zu verbessern, weist die Federeinrichtung (7) zwei Dämpferstufen (8, 9) mit auf unterschiedlichen Durchmessern angeordneten Federelementen (12, 14), nämlich radial außen angeordneten ersten Federelementen (12) und radial innerhalb dieser angeordneten zweiten Federelementen (14) auf, wobei die zweiten Federelemente (14) und die Pendelmassen (11) auf demselben Durchmesser angeordnet sind.The invention relates to a torsional vibration damper (1), in particular two-mass flywheel with two about a common axis of rotation (d) and against the action of a spring device (7) rotatable relative to each damper parts, namely an input part (3) and an output part (5), and a one of the damper parts associated centrifugal pendulum (10) with arranged over the circumference pendulum masses (11). In order to improve the insulating properties of the torsional vibration damper (1), the spring device (7) has two damper stages (8, 9) with spring elements (12, 14) arranged on different diameters, namely radially outwardly disposed first spring elements (12) and arranged radially inside thereof second spring elements (14), wherein the second spring elements (14) and the pendulum masses (11) are arranged on the same diameter.
Description
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere Zweimassenschwungrad mit zwei um eine gemeinsame Drehachse verdrehbar und entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung relativ gegeneinander verdrehbaren Dämpferteilen, nämlich einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil, sowie einem einem der Dämpferteile zugeordneten Fliehkraftpendel mit über den Umfang angeordneten Pendelmassen.The invention relates to a torsional vibration damper, in particular two-mass flywheel with two rotatable about a common axis of rotation and against the action of a spring means relatively mutually rotatable damper parts, namely an input part and an output part, and a damper parts associated centrifugal pendulum with arranged over the circumference pendulum masses.
Gattungsgemäße Drehschwingungsdämpfer beispielsweise in Form von Zweimassenschwungrädern mit einem Eingangsteil mit einer Primärschwungmasse und einem Ausgangsteil mit einer Sekundärschwungmasse sind beispielsweise aus der
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines gattungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, das Isolationsverhalten eines Drehschwingungsdämpfers zu verbessern. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, einen Drehschwingungsdämpfer mit einem Fliehkraftpendel und mit einer über den gesamten Drehzahlbereich hinreichend niedrigen Federrate der Federeinrichtung vorzuschlagen.The object of the invention is the development of a generic torsional vibration damper. In particular, object of the invention to improve the insulation behavior of a torsional vibration damper. In particular, the object of the invention to provide a torsional vibration damper with a centrifugal pendulum and with a sufficient over the entire speed range spring rate of the spring device.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die vom Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.The object is solved by the subject matter of
Der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer ist insbesondere für einen Antriebsstrang mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine vorgesehen und dient der Drehschwingungsisolation der von der Brennkraftmaschine eingetragenen Drehschwingungen. In bevorzugter Weise ist der Drehschwingungsdämpfer an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine aufgenommen und nimmt eine Kupplungsdruckplatte zur Ausbildung einer Reibungskupplung auf. In weiteren Ausführungsformen des Antriebsstrangs kann das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers mit weiteren Vorrichtungen, beispielsweise einer Doppelkupplung, einem Drehmomentwandler oder dergleichen drehschlüssig, beispielsweise mittels einer Steckverzahnung, einer Welle/Nabe-Verbindung, mittels Schrauben oder dergleichen verbunden sein. In weiteren Ausführungsformen kann der Drehschwingungsdämpfer in eine weitere Vorrichtung des Antriebsstrangs, beispielsweise in einen Drehmomentwandler integriert sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann als Zweimassenschwungrad ausgebildet sein, wobei dem Eingangsteil eine Primärschwungmasse und dem Ausgangsteil eine Sekundärschwungmasse zugeordnet ist. Das Eingangsteil kann aus Blech hergestellt sein und radial außen Masseelemente, beispielsweise einen Anlasserzahnkranz, einen Drehzahlgeber, aus Blech hergestellte Massenringe und/oder dergleichen aufweisen. Das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers kann direkt eine Sekundärschwungmasse, beispielsweise eine Gegendruckplatte zur Aufnahme einer Kupplungsdruckplatte aufweisen und/oder mit einer durch ein oder mehrere nachfolgende, mittels einer drehschlüssigen Verbindung oder dergleichen gekoppelte, eine Sekundärschwungmasse bildenden Vorrichtungen, beispielsweise einer Doppelkupplung, einem Drehmomentwandler oder dergleichen drehschlüssig verbunden sein.The proposed torsional vibration damper is provided in particular for a drive train with a torsionally vibrating engine and serves the torsional vibration isolation of the registered by the internal combustion engine torsional vibrations. Preferably, the torsional vibration damper is received on the crankshaft of the internal combustion engine and receives a clutch pressure plate to form a friction clutch. In further embodiments of the drive train, the output part of the torsional vibration damper with other devices, such as a double clutch, a torque converter or the like can be rotationally connected, for example by means of splines, a shaft / hub connection, by means of screws or the like. In further embodiments, the torsional vibration damper may be integrated in a further device of the drive train, for example in a torque converter. The torsional vibration damper may be formed as a dual-mass flywheel, wherein the input part is assigned a primary flywheel mass and the output part is assigned a secondary flywheel mass. The input part may be made of sheet metal and radially outside mass elements, such as a starter ring gear, a speed sensor, mass rings made of sheet metal and / or the like. The output part of the torsional vibration damper can directly have a secondary flywheel, for example a counter-pressure plate for receiving a clutch pressure plate and / or with a by one or more subsequent, coupled by means of a rotational connection or the like, a secondary flywheel forming devices, such as a double clutch, a torque converter or the like rotationally be connected.
Der Drehschwingungsdämpfer weist in bevorzugter Weise zwei um eine gemeinsame Drehachse verdrehbar und entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung relativ gegeneinander verdrehbare Dämpferteile, nämlich ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil auf. Die Federeinrichtung ist gegebenenfalls mit einer über zumindest einen Teil der Verdrehung der Dämpferteile gegeneinander wirksamen Reibeinrichtung derart ausgelegt, dass Drehschwingungsspitzen in der Federeinrichtung temporär gespeichert und zeitverzögert wieder an den Antriebsstrang abgegeben werden, so dass das über den Drehschwingungsdämpfer übertragene Drehmoment geglättet wird. The torsional vibration damper preferably has two rotatable about a common axis of rotation and against the action of a spring means relative to each other rotatable damper parts, namely an input part and an output part. If necessary, the spring device is designed with a friction device which acts against one another over at least part of the rotation of the damper parts in such a way that torsional vibration peaks are temporarily stored in the spring device and returned to the drive train with a time delay, so that the torque transmitted via the torsional vibration damper is smoothed.
Zur zusätzlichen Drehschwingungstilgung ist dem Drehschwingungsdämpfer beziehungsweise einem Dämpferteil ein Fliehkraftpendel zugeordnet. Das Fliehkraftpendel ist dabei als drehzahladaptiver Drehschwingungstilger wirksam und weist hierzu über den Umfang verteilt angeordnete Pendelmassen auf, die an dem entsprechenden Dämpferteil entlang von vorgegebenen Pendelbahnen pendelfähig aufgenommen sind. Die Pendelmassen werden dabei im Fliehkraftfeld des drehenden Drehschwingungsdämpfers nach radial außen beschleunigt und durch Drehschwingungen entgegen der Fliehkraft auf Schwingwinkel entlang der Pendelbahnen mit kleinerem Radius gezwungen, wodurch den Drehschwingungen Energie entzogen wird. Das Fliehkraftpendel ist bevorzugt auf die Haupterregerordnung der Brennkraftmaschine, beispielsweise bei einem Viertaktmotor mit vier Zylindern auf die Haupterregerordnung eins ausgelegt.For additional torsional vibration damping a centrifugal pendulum is assigned to the torsional vibration damper or a damper part. The centrifugal pendulum is effective as a speed-adaptive torsional vibration damper and has For this purpose distributed over the circumference arranged pendulum masses, which are added pendulum-like to the corresponding damper part along predetermined pendulum paths. The pendulum masses are thereby accelerated in the centrifugal force field of the rotating torsional vibration damper radially outward and forced by torsional vibrations against the centrifugal force on swing angle along the pendulum tracks with a smaller radius, whereby the torsional vibrations energy is withdrawn. The centrifugal pendulum is preferably designed for the main excitation order of the internal combustion engine, for example, in a four-stroke engine with four cylinders on the main excitation order one.
Eine verbesserte Drehschwingungsisolation, insbesondere zur Verringerung von Störungen der On-Board-Diagnoseeinrichtung wird insbesondere durch die Kombination der Merkmale einer Ausbildung der Federeinrichtung mit zwei Dämpferstufen mit auf unterschiedlichen Durchmessern radial außen angeordneten ersten Federelementen und radial innerhalb dieser angeordneten zweiten Federelementen erzielt, wobei die zweiten Federelemente und die Pendelmassen auf demselben Durchmesser angeordnet sind. Dies bedeutet, dass zusätzlich zu der ersten Dämpferstufe eine zweite, auf die Störungen abgestimmte zweite Dämpferstufe eingebracht wird. Die Anzahl der Pendelmassen wird dabei verringert und an deren Stelle werden zweite Federelemente der zweiten Dämpferstufe eingebracht, die eine verbesserte Drehschwingungsisolation insbesondere bei hohen Drehzahlen im Zugbetrieb und bei niedrigen Anregungen im Schubbetrieb und damit einen geringeren Störeinfluss auf die On-Board-Diagnoseeinrichtung ermöglichen, insbesondere eine Detektion von fälschlicherweise aufgrund der Reaktion des Drehschwingungsdämpfers detektierte Fehlzündungen der Brennkraftmaschine verhindern oder zumindest vermindern. An improved torsional vibration isolation, in particular for the reduction of disturbances of the on-board diagnostic device is achieved in particular by the combination of the features of a design of the spring device with two damper stages with on different diameters radially outwardly disposed first spring elements and radially disposed therebetween second spring elements, the second Spring elements and the pendulum masses are arranged on the same diameter. This means that, in addition to the first damper stage, a second damper stage tuned to the disturbances is introduced. The number of pendulum masses is thereby reduced and in their place second spring elements of the second damper stage are introduced, which enable improved torsional vibration isolation, especially at high speeds in traction and low suggestions in overrun and thus a lower interference on the on-board diagnostic device, in particular prevent or at least reduce detection of misfire of the internal combustion engine detected incorrectly due to the reaction of the torsional vibration damper.
Insbesondere zur Einsparung axialen Bauraums sind die Pendelmassen und die zweiten Federelemente über den Umfang abwechselnd angeordnet und teilen sich den Bauraum radial innerhalb der ersten Federelemente der ersten Dämpferstufe. Dabei können die in Umfangsrichtung beanspruchten Bauräume der Pendelmasse samt ihrer Pendelschwingung und der zweiten Federelemente im Wesentlichen gleich sein. In particular, to save axial space, the pendulum masses and the second spring elements are arranged alternately over the circumference and share the space radially within the first spring elements of the first damper stage. In this case, the claimed in the circumferential direction of space dimensions of the pendulum mass, including its pendulum oscillation and the second spring elements may be substantially equal.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Fliehkraftpendel dem Ausgangsteil zugeordnet sein. Auf diese Weise ist das Fliehkraftpendel im Drehmomentfluss hinter den beiden Dämpferstufen angeordnet und kann die verbleibenden Drehmomentschwankungen besonders effektiv isolieren. An dem Ausgangsteil ist hierzu ein Pendelmassenträger zur pendelfähigen Aufnahme der Pendelmassen entlang ihrer Pendelbahnen. Die Aufnahme wie Aufhängung der Pendelmassen kann dabei entsprechend einem bifilar aufgehängten Pendel beispielsweise mittels zweier paralleler oder trapezförmig ausgerichteter Pendelfäden oder in Freiform vorgesehen sein. Hierzu sind an dem Pendelmassenträger und an den Pendelmassen entsprechende Ausnehmungen mit Laufbahnen vorgesehen, auf denen ein axial gegenüberliegende Laufbahnen übergreifender Wälzkörper, beispielsweise eine Pendelrolle abwälzt.According to a preferred embodiment, the centrifugal pendulum can be assigned to the output part. In this way, the centrifugal pendulum in the torque flow is located behind the two damper stages and can isolate the remaining torque fluctuations particularly effective. At the output part, this is a pendulum mass carrier for pendulum receiving the pendulum masses along their pendulum tracks. The recording as suspension of the pendulum masses may be provided in accordance with a bifilar suspended pendulum, for example by means of two parallel or trapezoidal aligned pendulum threads or in free form. For this purpose, corresponding recesses are provided with raceways on the pendulum mass carrier and on the pendulum masses, on which an axially opposing raceways cross-rolling elements, for example, rolls a spherical roller.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers sind die Dämpferstufen hintereinander geschaltet, das heißt seriell angeordnet. Dies bedeutet, dass im Drehmomentfluss zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers zuerst die ersten Federelemente der ersten Dämpferstufe und danach die zweiten Federelemente der zweiten Dämpferstufe angeordnet sind. Hierzu ist ein Zwischenflansch vorgesehen, wobei die ersten Federelemente zwischen dem Eingangsteil und dem Zwischenflansch und die zweiten Federelemente zwischen dem Zwischenflansch und dem Ausgangsteil angeordnet sind. Die eingangsseitige Beaufschlagung der ersten Federelemente in Umfangsrichtung kann beispielsweise mittels Anprägungen an Bauteilen, beispielsweise an Scheibenteilen, die eine Ringkammer für die Federelemente bilden, vorgesehen sein. Die ausgangsseitige Beaufschlagung erfolgt durch den Zwischenflansch.According to an advantageous embodiment of the torsional vibration damper, the damper stages are connected in series, that is arranged in series. This means that in the torque flow between the input part and output part of the torsional vibration damper first the first spring elements of the first damper stage and then the second spring elements of the second damper stage are arranged. For this purpose, an intermediate flange is provided, wherein the first spring elements between the input part and the intermediate flange and the second spring elements between the intermediate flange and the output part are arranged. The input-side loading of the first spring elements in the circumferential direction can be provided, for example, by means of stampings on components, for example on disk parts, which form an annular chamber for the spring elements. The output side admission takes place through the intermediate flange.
Der Zwischenflansch kann schwimmend und radial innen oder radial außen radial begrenzt verlagerbar angeordnet sein. Der Zwischenflansch kann radial außen Beaufschlagungseinrichtungen zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der ersten Federelemente aufweisen. Mittels dieser Beaufschlagungseinrichtungen wie radial erweiterten Armen oder Flanschflügeln greifen diese zwischen zwei benachbarte Federelemente ein und beaufschlagen deren Stirnseiten. Die Beaufschlagungsflächen der Flanschflügel können derart ausgebildet sein, dass sie eine symmetrische oder asymmetrische Beaufschlagung der Federelemente in Zug- und Schubrichtung bewirken. Hierzu können die Beaufschlagungsflächen dieselben oder unterschiedliche Neigungen gegenüber ihrer Mittelachse aufweisen. Die Beaufschlagungsflächen können glatt oder profiliert sein, beispielsweise Vorsprünge aufweisen, um beispielsweise ineinander geschachtelte erste Federelemente bei unterschiedlichen Verdrehwinkeln der Dämpferteile zu beaufschlagen. Zumindest eine Beaufschlagungsfläche kann eine Teilelastizität aufweisen. Hierzu kann der Flanschflügel eine zurückgezogene Lochung aufweisen.The intermediate flange may be arranged floating and radially inside or radially outside radially displaceable limited. The intermediate flange may have radially outside loading devices for the output-side loading of the first spring elements. By means of these loading devices, such as radially expanded arms or flange wings, they engage between two adjacent spring elements and act on their end faces. The loading surfaces of the flange wings can be designed such that they effect a symmetrical or asymmetrical loading of the spring elements in the pulling and pushing direction. For this purpose, the loading surfaces may have the same or different inclinations with respect to their central axis. The loading surfaces can be smooth or profiled, for example, have projections, for example, to act on nested first spring elements at different angles of rotation of the damper parts. At least one loading surface may have partial elasticity. For this purpose, the flange can have a withdrawn perforation.
Der Zwischenflansch kann radial innerhalb der Beaufschlagungseinrichtungen Fenster zur Aufnahme und eingangsseitigen Beaufschlagung der zweiten Federelemente aufweisen. Je nach Anordnung eines Fliehkraftpendels innerhalb der ersten Dämpfereinrichtung kann der Zwischenflansch den Pendelmassenträger bilden und beidseitig Pendelmassenteile aufnehmen, wobei axial gegenüberliegende Pendelmassenteile mittels Ausnehmungen des Zwischenflanschs durchgreifender Verbindungsmittel die Pendelmassen bilden. Alternativ bei Unterbringung des Fliehkraftpendels an dem Eingangsteil oder insbesondere an dem Ausgangsteil kann der Zwischenflansch in Umfangsrichtung zu den Fenstern versetzt Ausnehmungen für einen Bauraumbedarf der Pendelmassen aufweisen. The intermediate flange may have radially inside the loading means windows for receiving and input-side loading of the second spring elements. Depending on Arrangement of a centrifugal pendulum within the first damper means, the intermediate flange can form the pendulum mass carrier and absorb pendulum mass parts on both sides, wherein axially opposite pendulum mass parts by means of recesses of the intermediate flange by cross-connecting means form the pendulum masses. Alternatively, when housing the centrifugal pendulum at the input part or in particular at the output part of the intermediate flange in the circumferential direction to the windows offset recesses for a space requirement of the pendulum masses.
Bei einer Anordnung des Fliehkraftpendels an dem Ausgangsteil können zur Bildung des Pendelmassenträgers an dem Ausgangsteil zwei axial beabstandete, den Zwischenflansch zwischen sich aufnehmende, miteinander verbundene Scheibenteile vorgesehen sein, welche zwischen sich die Pendelmassen bevorzugt an jeweils zwei in Umfangsrichtung beabstandeten Pendellagern aufnehmen und entlang von vorgegebenen Pendelbahnen führen und jeweils Fenster zur Aufnahme und ausgangsseitigen Beaufschlagung der zweiten Federelemente aufweisen. Die Federelemente sind daher in jeweils fluchtenden Fenstern des Zwischenflanschs einerseits und der Seitenteile andererseits aufgenommen und werden bei einer Verdrehung dieser gegeneinander von deren Wandabschnitten in Umfangsrichtung beaufschlagt. In an arrangement of the centrifugal pendulum at the output part may be provided to form the pendulum mass carrier at the output part two axially spaced, the intermediate flange between them, interconnected disc parts, which between them preferably receive the pendulum masses on each two circumferentially spaced pendulum bearings and along predetermined Lead pendulum tracks and each have windows for receiving and output side loading of the second spring elements. The spring elements are therefore accommodated in respective aligned windows of the intermediate flange on the one hand and the side parts on the other hand and are acted upon in a rotation of these against each other by the wall portions in the circumferential direction.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers können in Umfangsrichtung zwischen zwei Pendelmassen jeweils zwei zweite Federelemente vorgesehen sein. Dies bedeutet, dass in jedem Zwischenraum zwischen den Pendelmassen zwei Federelemente angeordnet sind. Diese können hintereinander geschaltet und durch einen Steg in dem Zwischenflansch und in den Seitenteilen getrennt sein. Zur ökonomischen Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums können beispielsweise über den Umfang verteilt zwei Pendelmassen und damit vier zweite Federelemente vorgesehen sein.According to an advantageous embodiment of the torsional vibration damper, in each case two second spring elements can be provided in the circumferential direction between two pendulum masses. This means that two spring elements are arranged in each space between the pendulum masses. These can be connected in series and separated by a web in the intermediate flange and in the side parts. For economic utilization of the available space, for example, distributed over the circumference of two pendulum masses and thus four second spring elements may be provided.
Die ersten Federelemente können als Bogenfedern ausgebildet sein. Mehrere Bogenfedern können ineinander geschachtelt sein. Die Bogenfedern können unterschiedlich lang ausgebildet sein. Beispielsweise sind über den Umfang zwei bis vier, bevorzugt zwei Bogenfedergruppen mit jeweils zwei ineinander geschachtelten Bogenfedern in einer von dem Eingangsteil gebildeten Ringkammer untergebracht. Die Ringkammer kann zumindest teilweise mit Schmiermittel wie Fett befüllt sein. Die zweiten Federelemente können als kurze, gerade Schraubendruckfedern ausgebildet sein. The first spring elements may be formed as bow springs. Several bow springs can be nested inside each other. The bow springs can be designed differently long. For example, two to four, preferably two bow spring groups are housed with two nested bow springs in an annular chamber formed by the input part over the circumference. The annular chamber may be at least partially filled with lubricant such as grease. The second spring elements may be formed as short, straight helical compression springs.
Die Erfindung wird anhand des in den
und
and
Die
Die Dämpferstufen
Die
Die
Das Eingangsteil
Die serielle Anbindung der zweiten Dämpferstufe
Die ausgangsseitige Beaufschlagung der Federelemente
Die beiden Scheibenteile
In den Scheibenteilen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Drehschwingungsdämpfer torsional vibration dampers
- 22
- Zweimassenschwungrad Dual Mass Flywheel
- 33
- Eingangsteil introductory
- 44
- Primärschwungmasse Primary flywheel
- 55
- Ausgangsteil output portion
- 66
- Sekundärschwungmasse Secondary flywheel mass
- 77
- Federeinrichtung spring means
- 88th
- Dämpferstufe damper stage
- 99
- Dämpferstufe damper stage
- 10 10
- Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
- 1111
- Pendelmasse pendulum mass
- 1212
- Federelement spring element
- 1313
- Bogenfeder bow spring
- 1414
- Federelement spring element
- 1515
- Schraubendruckfeder Helical compression spring
- 1616
- Zwischenflansch Wafer
- 1717
- Scheibenteil disk part
- 1818
- Scheibenteil disk part
- 1919
- Ringkammer annular chamber
- 2020
- Flanschflügel Flanschflügel
- 2121
- Fenster window
- 2222
- Fenster window
- 23 23
- Stegweb
- 2424
- Scheibenteil disk part
- 2525
- Scheibenteil disk part
- 2626
- Abstandsbolzen Standoffs
- 2727
- Pendellager aligning bearing
- 2828
- Lagerung storage
- 2929
- Ausnehmung recess
- dd
- Drehachse axis of rotation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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