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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit zwei um eine Drehachse angeordneten, gegeneinander entgegen der Wirkung von Schraubendruckfedern, insbesondere Bogenfedern einer Federeinrichtung um die Drehachse verdrehbaren Dämpferteilen, wobei ein erster Dämpferteil die Schraubendruckfedern radial abgestützt aufnimmt und die Schraubendruckfedern jeweils mittels deren Stirnseiten abdeckenden und in Innenräume der Schraubendruckfedern formschlüssig eingreifende Endkappen in Umfangsrichtung von dem ersten und dem zweiten Dämpferteil in Umfangsrichtung mittels Beaufschlagungsmitteln dieser beaufschlagt sind.
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Den gattungsbildenden Stand der Technik bildet beispielsweise ein Drehschwingungsdämpfer, wie er in der
DE 10 2011 089 250 A1 offenbart ist. Hierbei werden die Bogenfedern zur Verminderung von Reibung insbesondere unter Fliehkrafteinfluss an ihren stirnseitigen Enden jeweils mittels aufeinander abgestimmten Profilierungen in den Endkappen und in dem diese beaufschlagenden Kraftübertragungsflansch gegenüber einem die Bogenfedern nach außen abstützenden Federhalter abgehoben. Um die Profilierungen gegenseitig aufeinander abzustimmen, müssen Endkappen und Kraftübertragungsflansch aufeinander komplementär abgestimmt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines gattungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers. Insbesondere soll ein Drehschwingungsdämpfer vorgeschlagen werden, der bei einfacher Ausbildung der Kontaktstelle zwischen Beaufschlagungsmittel und Endkappe eine Verlagerung der Stirnseiten von Schraubendruckfedern vorsieht.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer dient der Drehschwingungsentkopplung insbesondere in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine und gegebenenfalls einer Elektromaschine für einen hybridischen Antriebsstrang. Der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer enthält zwei um eine Drehachse angeordnete, gegeneinander entgegen der Wirkung von Schraubendruckfedern, insbesondere Bogenfedern einer Federeinrichtung um die Drehachse verdrehbare Dämpferteile, wobei ein erstes Dämpferteil die Schraubendruckfedern in einem Federhalter radial abgestützt aufnimmt und die Schraubendruckfedern jeweils mittels deren Stirnseiten abdeckenden und in Innenräume der Schraubendruckfedern formschlüssig eingreifenden Endkappen in Umfangsrichtung von dem ersten und dem zweiten Dämpferteil in Umfangsrichtung mittels Beaufschlagungsmitteln der Dämpferteile beaufschlagt sind.
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Um eine Radialverlagerung der Endkappen und damit die Ausbildung eines Radialspiels zwischen Federhalter und zumindest den benachbarten Windungen der Schraubendruckfedern bei Beaufschlagung der Schraubendruckfedern auszubilden, weisen die Endkappen jeweils eine in Umfangsrichtung von den Stirnseiten der Schraubendruckfedern abgewandte, konisch ausgebildete Nase auf, wobei die Beaufschlagungsmittel des zweiten Dämpferteils bei in gedachter Weise an dem Federhalter anliegenden Schraubendruckfedern eine Basis der Nasen radial überschneiden. Dies bedeutet, dass die Beaufschlagungsmittel so ausgebildet sind, dass sie unter Krafteinwirkung in Umfangsrichtung die Nasen entlang des Konus nach radial innen drücken. Mittels des formschlüssigen Eingriffs der Endkappen in die Innenräume der Schraubendruckfedern werden diese mit den radial nach innen verlagerten Endkappen nach radial innen mitgenommen und bilden ein Radialspiel gegenüber dem Federhalter, so dass insbesondere unter Fliehkrafteinwirkung die Reibung der Schraubendruckfedern an dem Federhalter während einer Relativverdrehung der Dämpferteile vermindert und die Hysterese des Drehschwingungsdämpfers dadurch in verbesserter Weise gesteuert werden kann. Beispielsweise kann die Reibung der Schraubendruckfedern am Federhalter und damit die beispielsweise drehzahlabhängige Hysterese abhängig von der Steigung des Konus der Nase in einem vorgegebenen Bereich eingestellt werden. Beispielsweise kann hierzu die Steigung des Konus 10° bis 40° betragen.
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Die Nasen können in bevorzugter Weise tangential zu einer gebogenen Mittelachse der Schraubendruckfedern, insbesondere Bogenfedern angeordnet sein.
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Um eine gleichmäßige Anlagefläche der Nasen an das die Schraubenfedern nach innen drückenden Beaufschlagungsmittel zu erzielen, kann die Nase an den Teller der Endkappe anschließend einen zylinderförmigen Abschnitt aufweisen, an dem das Beaufschlagungsmittel flächig anliegt. Ausgehend von diesem Abschnitt kann die Nase konisch ausgebildet sein.
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Die Endkappen mit Nasen können an beiden Stirnseiten einer Schraubendruckfeder wie Bogenfeder vorgesehen sein. Alternativ kann lediglich eine Stirnseite einer Bogenfeder mit einer Endkappe mit Nase und die andere Stirnseite kann mit einer flachen Endkappe versehen sein. Aufgrund der Steuerung des Radialspiels an den Federenden mittels der Nasen müssen an dem Beaufschlagungsmittel selbst keine Änderungen vorgenommen werden, so dass Endkappen mit oder ohne Nase jeweils an den Anwendungsfall angepasst ohne Änderung des zweiten Dämpferteils eingesetzt werden können.
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Durch die Ausbildung der radial überschneidenden Anordnung zwischen dem radial außerhalb der Mittelachse der Schraubendruckfedern die Endkappen beaufschlagenden Beaufschlagungsmittel des zweiten Dämpferteils und den in bevorzugter Weise auf der Mittelachse der Schraubendruckfedern angeordneten Nasen der Endkappen stellt sich ohne weitere Ausbildung einer zu den Nasen komplementären Profilierung durch Gleiten der Beaufschlagungsmittel entlang des Konus das gewünschte Radialspiel der Schraubendruckfederenden gegenüber dem Federhalter beispielsweise bereits während der Montage ein. Hierbei erübrigt sich während der Montage eine entsprechende Lageorientierung der Nasen beziehungsweise eine entsprechende Ausbildung einer Profilpaarung zwischen Endkappen und Beaufschlagungsmittel, so dass die Fertigung der Endkappen und des zweiten Dämpferteils sowie die Montage des Drehschwingungsdämpfers vereinfacht werden kann. Das zweite Dämpferteil braucht vielmehr nicht an die spezielle Ausführungsform eines Drehschwingungsdämpfers mit Endkappen angepasst zu werden. Es genügt in einfacher Weise ein Beaufschlagungsbereich des Beaufschlagungsmittels, welcher die Basis des Konus der Nase einer Endkappe radial außen überschneidet.
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Beispielsweise können die Beaufschlagungsmittel des zweiten Dämpferteils aus die Nasen von radial innen umgreifenden Haken gebildet sein, welche radial außen zumindest bei einer Beaufschlagung der Schraubendruckfedern diese mittels der konisch ausgebildeten Nasen nach radial innen drücken. Beispielsweise können derartige Haken über den Umfang verteilt zwischen die Schraubendruckfedern eingreifen und radial innen mit einem Bauteil des zweiten Dämpferteils verbunden, beispielsweise vernietet sein. Alternativ können die Haken einteilig aus einem Flanschteil des zweiten Dämpferteils oder einem Blechteil des zweiten Dämpferteil, welches beispielsweise als Umformteil hergestellt ist, gebildet sein.
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Zur Vermeidung einer Berührung der Nasen in Umfangsrichtung benachbarter Endkappen können in Umfangsrichtung wirksame Abstandsmittel vorgesehen sein, die zwischen den Nasen ein vorgegebenes Umfangsspiel einstellen. In vorteilhafter Weise können hierzu die Beaufschlagungsmittel des ersten Dämpferteils ein Umfangsspiel zwischen den Nasen in Umfangsrichtung benachbarter Schraubendruckfedern einstellen, indem diese beispielsweise als radial zwischen die Endkappen eingreifende Arme ausgebildet werden, die durch ihre Ausdehnung in Umfangsrichtung die einander gegenüber liegenden Nasen vor einem Kontakt bewahren.
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Die beiden Dämpferteile des vorgeschlagenen Drehschwingungsdämpfers bilden ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil. Vorwiegend über das Eingangsteil wird ein drehschwingungsbelastetes Drehmoment beispielsweise einer Brennkraftmaschine eingebracht, über die Federeinrichtung übertragen und mittels des Ausgangsteils auf eine im Drehmomentfluss nachgeschaltete Vorrichtung, beispielsweise ein Getriebe, eine Reibungskupplung, einen hydrodynamischen Drehmomentwandler oder dergleichen übertragen. Dem Drehschwingungsdämpfer kann dabei eine Reibungskupplung vor- und/oder nachgeschaltet sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers ist der erste Dämpferteil als Ausgangsteil und der zweite Dämpferteil als Eingangsteil ausgebildet. Hierbei kann das Eingangsteil aus einem Lamellenträger einer nass oder feucht betriebenen Lamellenkupplung gebildet sein. An dem Lamellenträger können die Beaufschlagungsmittel zur eingangsseitigen Beaufschlagung der Schraubendruckfedern wie beispielsweise Bogenfedern über die Endkappen vorgesehen sein. Die Beaufschlagungsmittel können aus die Nasen radial umgreifenden und die Basis dieser radial überschneidenden Haken gebildet sein. Die Haken können mit dem Lamellenträger vernietet sein. Das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers kann beispielsweise als um die Drehachse des Drehschwingungsdämpfers angeordnete Nabe ausgebildet sein. Die Nabe kann mittels einer Innenverzahnung drehschlüssig mit der nachfolgenden Vorrichtung verbunden sein.
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Der Drehschwingungsdämpfer kann neben der eine erste Dämpferstufe bildenden Federeinrichtung eine weitere, zweite, eine zweite Dämpferstufe bildende Federeinrichtung aufweisen. Diese zweite Federeinrichtung kann radial innerhalb der ersten Federeinrichtung angeordnet sein. Während die erste Federeinrichtung bevorzugt beispielsweise zwei, drei oder maximal vier lange über den Umfang verteilte Bogenfedern aufweisen kann, ist die zweite Federeinrichtung bevorzugt aus kurzen, über den Umfang verteilt angeordneten Schraubendruckfedern gebildet. Die Schraubendruckfedern der ersten und/oder zweiten Federeinrichtung können Innenfedern aufweisen. In vorteilhafter Weise bildet das Ausgangsteil der ersten Federeinrichtung ein Eingangsteil der zweiten Federeinrichtung. Das Ausgangsteil der zweiten Federeinrichtung kann als auf der Nabe drehschlüssig aufgenommenes Flanschteil ausgebildet sein. Das Eingangsteil kann aus zwei das Flanschteil flankierenden Scheibenteilen gebildet sein, wobei ein Scheibenteil aus dem Ausgangsteil der ersten Federeinrichtung gebildet sein kann. Die Schraubendruckfedern sind dabei in Fenstern der Scheibenteile und des Flanschteils aufgenommen und werden bei einer Relativverdrehung zwischen dem Ausgangsteil der ersten Federeinrichtung und der Nabe komprimiert. In einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers kann an zumindest einem der Dämpferteile zumindest ein Fliehkraftpendel angeordnet sein. In vorteilhafter Weise kann ein Pendelmassenträger des Fliehkraftpendels an einem Drehschwingungsdämpfer mit einer Nabe an dieser drehschlüssig angeordnet sein. Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine geschnittene 3D-Teilansicht des vorgeschlagenen Drehschwingungsdämpfers,
- 2 ein Detail der 1,
- 3 eine 3D-Detailansicht des Drehschwingungsdämpfers der 1 von der Seite,
- 4 eine 3D-Ansicht einer Bogenfeder des Drehschwingungsdämpfers der 1 bis 3 mit beidseitig angeordneten Endkappen mit Nasen,
- 5 eine 3D-Ansicht einer Bogenfeder des Drehschwingungsdämpfers der 1 bis 3 mit einer einseitig angeordneten Endkappe mit Nase,
- 6 eine 3D-Ansicht einer Endkappe mit zylinderförmigem Abschnitt, und
- 7 ein Einbaudetail der Endkappe der 6 in den Drehschwingungsdämpfer der 1 in dreidimensionaler Seitenansicht.
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Die 1 zeigt die obere Hälfte des um die Drehachse d angeordneten Drehschwingungsdämpfers 1 in Schnittdarstellung mit den beiden Dämpferteilen 2, 3, wobei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der zweite Dämpferteil 2 als Eingangsteil 4 und der erste Dämpferteil 3 als Ausgangsteil 5 des Drehschwingungsdämpfers 1 ausgebildet sind. Die beiden Dämpferteile 2, 3 sind entgegen der Wirkung der beiden Federeinrichtungen 6, 7 gegeneinander um die Drehachse d verdrehbar.
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Die radial außen angeordnete Federeinrichtung 6 enthält die über den Umfang verteilt angeordneten Schraubendruckfedern 8, die hier aus ineinander geschachtelten Bogenfedern 9, 10 gebildet sind, die jeweils stirnseitig mit Endkappen 11 abgedeckt sind. Die Endkappen 11 greifen formschlüssig in die Bogenfedern 9, 10 ein und weisen an ihren den Bogenfedern 9, 10 entgegen gesetzten Stirnflächen jeweils eine Nase 12 auf, die in etwa an der Mittelachse der Bogenfedern 9, 10 angeordnet ist und sich in Umfangsrichtung beziehungsweise senkrecht zur Stirnfläche tangential zum Umfang erstreckt. Die Nasen 12 sind konisch ausgebildet und laufen gegenüber ihrer der Stirnfläche der Endkappe 11 entspringenden Basis 13 mit einem Winkel zwischen 10° und 40° spitz auf ihr freies Ende zu.
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Die Dämpferteile 2, 3 weisen jeweils zwischen zwei Stirnseiten der Bogenfedern 9, 10 radial eingreifende Beaufschlagungsmittel 14, 15 auf, die die Bogenfedern 9, 10 jeweils in Umfangsrichtung beaufschlagen. Die Bogenfedern 9, 10 sind mittels des radial außen mittels die Bogenfedern umgreifenden, den Federhalter 16 bildenden Scheibenteils 17 radial abgestützt. Das ausgangsseitige Beaufschlagungsmittel 14 greift von radial innen auf die Stirnfläche der Endkappen 11 zu und ist an dem Scheibenteil 18 angeordnet. Die Scheibenteile 17, 18 bilden das Ausgangsteil der ersten, durch die Federeinrichtung 6 gebildeten Federstufe und das Eingangsteil der zweiten, durch die Federeinrichtung 7 gebildeten Dämpferstufe. Die Federeinrichtung 7 enthält die über den Umfang verteilt angeordneten, kurzen Schraubendruckfedern 19, 20. Das Ausgangsteil der zweiten Dämpferstufe ist aus dem von den beiden Scheibenteilen 17, 18 beidseitig flankierten Flanschteil 21 gebildet. Die Schraubendruckfedern 19, 20 sind in Fenstern der Scheibenteile 17, 18 und des Flanschteils 21 und werden durch die von diesen gebildeten Anschläge in Umfangsrichtung beaufschlagt. Das Flanschteil 21 ist drehschlüssig mit der Nabe 22, die als Ausgangsteil 5 des Drehschwingungsdämpfers 1 dient, verbunden. Die innenverzahnte Nabe 22 bildet einen Drehschluss mit einer nachfolgenden Vorrichtung eines Antriebsstrangs.
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Das Eingangsteil 4 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Lamellenträger 23 gebildet, welcher mittels Lamellen und eines weiteren Lamellenträgers eine Lamellenkupplung bildet. An dem Lamellenträger 23 sind nach radial außen gerichtete Haken 24 angebracht, hier mittels der Niete 25 vernietet, die als eingangsseitige Beaufschlagungsmittel 14 dienen. Die Haken 24 greifen hierzu zwischen die Endkappen 11 zweier in Umfangsrichtung benachbarter Bogenfedern 9, 10 ein und umgreifen radial außen die Nasen 12. Dabei überschneiden sich die Basis 13 der Nasen 12 und der radial außen umgelegte axiale Bereich 26 der Haken im unbelasteten Zustand vor dem Einbau der Bogenfedern 9, 10. Beim Einbau der Haken 24 werden die Nasen 12 daher nach radial innen gedrückt und die Stirnseiten der Bogenfedern 9, 10 folgen dieser Bewegung und heben unter Ausbildung des Radialspiels 27 von dem Federhalter 16 ab. Hierdurch wird bei einer relativen Verdrehung der Dämpferteile 2, 3 gegeneinander die Reibung der äußeren Bogenfedern 9 an dem Federhalter 16 verringert. Zur weiteren Verbesserung der Drehschwingungsisolation ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel an der Nabe 22 das Fliehkraftpendel 28 aufgenommen. Der als Pendelflansch 30 ausgebildete Pendelmassenträger 29 nimmt radial außen beidseitig angeordnete, über den Umfang verteilt angeordnete Pendelmassen 31 verschwenkbar mittels Pendellagern auf.
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Die 2 zeigt ein Detail des Drehschwingungsdämpfers 1 der 1 aus Sicht des Fliehkraftpendels bei lediglich geschnitten dargestelltem Federhalter 16. Das ausgangsseitige Beaufschlagungsmittel 15 reicht von radial innen bis an die Basis 13 der Nasen 12 der Endkappen 11. Das eingangsseitige Beaufschlagungsmittel 14 umgreift die Nasen 12 und drückt die Endkappen 11 mit den Bogenfedern 9, 10 radial nach innen in Richtung der Beaufschlagungsmittel 15. Hierdurch bildet sich zwischen dem Federhalter 16 und den äußeren Bogenfedern 9 das Radialspiel 27. Die axialen Ansätze 32 der Endkappen 11 sind radial formschlüssig von den äußeren Bogenfedern 9 umfasst und bilden einen Anschlag für die inneren Bogenfedern 10.
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Die 3D-Detailansicht des Drehschwingungsdämpfers 1 der 3 zeigt die Einbausituation der Bogenfedern 9, 10 in den mit dem Scheibenteil 17 einteilig verbundenen Federhalter 16. Die an dem Lamellenträger 23 angenieteten Haken 24 umgreifen die Nase 12 der Endkappe 11 und drücken die Nase 12 nach radial innen. Die Arme 33 des Scheibenteils 18 sind radial außen dem Verlauf der Haken 24 angepasst und reichen bis zur Basis 13 der Nase 12. Durch die Steifigkeit der Endkappe 11 ist eine vollständige ausgangsseitige Beaufschlagung der Bogenfedern 9, 10 gegeben.
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Die 4 zeigt eine 3D-Ansicht der Bogenfedern 9, 10 des Drehschwingungsdämpfers 1 der vorhergehenden Figuren mit den Endkappen 11 mit den konisch ausgebildeten Nasen 12. Die Endkappen 11 mit Nasen 12 sind an beiden Stirnseiten der Bogenfedern 9, 10 angeordnet.
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Die 5 zeigt eine alternative Ausstattungsvariante des Drehschwingungsdämpfers 1 der 1 bis 3 mit in 3D-Ansicht dargestellten Bogenfedern 9, 10, bei denen lediglich eine Stirnseite der Bogenfedern mit einer Endkappe 11 mit Nase 12 verbaut ist. Die gegenüberliegenden Stirnseiten der Bogenfedern 9, 10 weisen eine Endkappe 34 mit einer den Beaufschlagungsmitteln 14, 15 (1) zugewandten flachen Stirnfläche auf, sodass an dieser Stirnseite der Bogenfedern 9, 10 keine Radialverlagerung der Bogenfedern 9, 10 durch das Beaufschlagungsmittel 14 erfolgt. Die Endkappen 11, 34 sind zueinander einbaukompatibel.
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Die 6 zeigt die gegenüber der Endkappe 11 der 5 abgeänderte, auf den Bogenfedern 9, 10 aufgenommene Endkappe 11a in 3D-Ansicht. Im Unterschied zu dieser weist die Nase 12a vor dem konisch zulaufenden Ende den zylinderförmigen Abschnitt 35a auf. Der zylinderförmige Abschnitt 35a bildet eine im Wesentlichen plane Anlagefläche zu dem Beaufschlagungsmittel 15 der 1.
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Die 7 zeigt ein Einbauteil der Endkappe 11a in den Aufbau des Drehschwingungsdämpfers 1 der 1 in 3D-Darstellung von der Seite. Wie der Darstellung entnommen werden kann, liegt der Bereich 26 des Beaufschlagungsmittels 14 flächig an dem Abschnitt 35a der Nase 12a der Endkappe 11a an. Weiterhin kann das Beaufschlagungsmittel 15 näher und damit weiter mittig mit einem verbesserten Überlappungsbereich gegenüber der Endkappe 11a an die Nase 12a herangeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Dämpferteil
- 3
- Dämpferteil
- 4
- Eingangsteil
- 5
- Ausgangsteil
- 6
- Federeinrichtung
- 7
- Federeinrichtung
- 8
- Schraubendruckfeder
- 9
- Bogenfeder
- 10
- Bogenfeder
- 11
- Endkappe
- 11a
- Endkappe
- 12
- Nase
- 12a
- Nase
- 13
- Basis
- 14
- Beaufschlagungsmittel
- 15
- Beaufschlagungsmittel
- 16
- Federhalter
- 17
- Scheibenteil
- 18
- Scheibenteil
- 19
- Schraubendruckfeder
- 20
- Schraubendruckfeder
- 21
- Flanschteil
- 22
- Nabe
- 23
- Lamellenträger
- 24
- Haken
- 25
- Niet
- 26
- Bereich
- 27
- Radialspiel
- 28
- Fliehkraftpendel
- 29
- Pendelmassenträger
- 30
- Pendelflansch
- 31
- Pendelmassen
- 32
- Ansatz
- 33
- Arm
- 34
- Endkappe
- 35a
- Abschnitt
- d
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011089250 A1 [0002]
