DE102019128055A1 - Centrifugal pendulum and torsional vibration damper with this - Google Patents
Centrifugal pendulum and torsional vibration damper with this Download PDFInfo
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- F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
- F16F15/14—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
- 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
- F16F15/145—Masses mounted with play with respect to driving means thus enabling free movement over a limited range
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel (1) sowie einen Drehschwingungsdämpfer mit diesem mit einem um eine Drehachse (d) verdrehbar angeordneten Pendelflansch (2) und an diesem mittels jeweils zwei in Umfangsrichtung beabstandeten Pendellagern (8) im Fliehkraftfeld des um die Drehachse (d) drehenden Pendelflanschs (2) entlang vorgegebener Pendelbahnen pendelfähig aufgenommenen Pendelmassen (3), wobei die Pendelmassen (3) aus einem in Ausnehmungen (5) des Pendelflanschs (2) aufgenommenen, die Pendellager (8) mit diesem bildenden Zwischenstücken (6) und beidseitig an dem Pendelflansch (2) angeordneten, jeweils mit den Zwischenstücken (6) verbundenen Massescheiben (4) gebildet sind. Um den axialen Bauraum des Fliehkraftpendels (1) und damit des Drehschwingungsdämpfers mit diesem zu verringern beziehungsweise dessen Isolationsvermögen von Drehschwingungen zu erhöhen, weisen die Ausnehmungen (5) nach radial außen Durchbrüche (16) auf, in welche radiale Erweiterungen (18) der Zwischenstücke (6) erstreckt sind.The invention relates to a centrifugal pendulum (1) and a torsional vibration damper with a pendulum flange (2) arranged to be rotatable about an axis of rotation (d) and on this by means of two circumferentially spaced self-aligning bearings (8) in the centrifugal force field of the pendulum flange (2) rotating about the axis of rotation (d) Pendulum flange (2) pendulum masses (3) accommodated pendulously along predetermined pendulum tracks, the pendulum masses (3) consisting of a pendulum mass (3) received in recesses (5) of the pendulum flange (2), the self-aligning bearings (8) with this forming intermediate pieces (6) and on both sides on the Pendulum flange (2) arranged, in each case with the intermediate pieces (6) connected to mass disks (4) are formed. In order to reduce the axial installation space of the centrifugal pendulum (1) and thus the torsional vibration damper with it or to increase its ability to isolate torsional vibrations, the recesses (5) have radially outward openings (16) into which radial extensions (18) of the intermediate pieces ( 6) are extended.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel sowie einen Drehschwingungsdämpfer mit diesem mit einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelflansch und an diesem mittels jeweils zwei in Umfangsrichtung beabstandeten Pendellagern im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pendelflanschs entlang vorgegebener Pendelbahnen pendelfähig aufgenommenen Pendelmassen, wobei die Pendelmassen aus in Ausnehmungen des Pendelflanschs aufgenommenen, die Pendellager mit diesem bildenden Zwischenstücken und beidseitig an dem Pendelflansch angeordneten, jeweils mit den Zwischenstücken verbundenen Massescheiben gebildet sind. Aus der Druckschrift
Weiterhin sind Drehschwingungsdämpfer zur Drehschwingungsisolation von Drehschwingungen mittels einer das Drehmoment von einem Eingangsteil auf ein Ausgangsteil übertragenden Federeinrichtung bekannt, wobei zur Verbesserung des Isolationsgrads der Federeinrichtung ein Fliehkraftpendel nachgeschaltet ist. Die Anordnung des Fliehkraftpendels kann beispielsweise wie in der Druckschrift
Furthermore, torsional vibration dampers for torsional vibration isolation from torsional vibrations by means of a spring device transmitting the torque from an input part to an output part are known, a centrifugal pendulum being connected downstream to improve the degree of isolation of the spring device. The arrangement of the centrifugal pendulum can, for example, as in the
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Fliehkraftpendels und eines Drehschwingungsdämpfers mit einem Fliehkraftpendel. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, ein axial schmal bauendes beziehungsweise durch vergrößerte Massen der Pendelmassen mit einem verbesserten Isolationsgrad versehenes Fliehkraftpendel und einen Drehschwingungsdämpfer mit diesem vorzuschlagen.The object of the invention is to develop a centrifugal pendulum and a torsional vibration damper with a centrifugal pendulum. In particular, it is the object of the invention to propose a centrifugal pendulum which is axially narrow or which is provided with an improved degree of insulation due to increased masses of the pendulum masses, and a torsional vibration damper with this.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände des Ansprüche 1 und 8 gelöst. Die von den Ansprüchen 1 beziehungsweise 8 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Gegenstände der Ansprüche 1 und 8 wieder.The object is achieved by the subjects of
Das vorgeschlagene Fliehkraftpendel enthält einen um eine Drehachse angeordneten Pendelflansch, an dem über den Umfang verteilt Pendelmassen angeordnet sind, die mittels Pendellagern an dem Pendelflansch aufgenommen sind. Die Pendellager sind aus komplementären Laufbahnen in dem Pendelflansch und in den Pendelmassen gebildet, auf denen eine Pendelrolle abwälzt. Die Auswahl der Krümmung der Laufbahnen, die eine entsprechende Pendelbahn der Pendelmassen vorgeben, die Ausbildung der Pendelrolle, der Abstand des Schwerpunkts der Pendelmasse zur Drehachse und dergleichen geben dabei die Eigenschaften des Fliehkraftpendels, insbesondere die auf die Haupterregerordnung der Brennkraftmaschine abgestimmte Tilgerordnung vor. Hierbei werden die Pendelmassen aufgrund des um die Drehachse drehenden Pendelflanschs im Fliehkraftfeld nach radial außen beschleunigt und von Drehschwingungen zu kleineren, die Drehschwingungen tilgenden Radien verlagert, so dass fliehkraftabhängig und damit drehzahladaptiv eine Beruhigung des am Pendelmassenträger anliegenden Drehmoments eintritt.The proposed centrifugal pendulum contains a pendulum flange which is arranged around an axis of rotation and on which pendulum masses are arranged distributed over the circumference and are held on the pendulum flange by means of self-aligning bearings. The self-aligning bearings are formed from complementary raceways in the pendulum flange and in the pendulum masses, on which a pendulum roller rolls. The selection of the curvature of the raceways, which specify a corresponding pendulum masses, the design of the pendulum roller, the distance between the center of gravity of the pendulum mass and the axis of rotation, and the like, determine the properties of the centrifugal pendulum, in particular the damper order tailored to the main excitation order of the internal combustion engine. Here, the pendulum masses are accelerated radially outward in the centrifugal force field due to the pendulum flange rotating around the axis of rotation and shifted from torsional vibrations to smaller radii that absorb the torsional vibrations, so that the torque applied to the pendulum mass carrier is settled depending on the centrifugal force and thus adaptive to the speed.
Die Pendelmassen enthalten Zwischenstücke, die in Ausnehmungen des Pendelflanschs untergebracht sind, wobei zur Bildung bevorzugt zweier in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager Laufbahnen in den Ausnehmungen und an den Zwischenstücken axial in derselben Ebene und radial übereinander angeordnet sind. Hierbei wälzt eine Pendelrolle im axialen Bauraum des Pendelflanschs zwischen Laufbahnen des Pendelflanschs und des Zwischenstücks ab. Durch radiales Überschneiden der Ausnehmungen beidseitig an dem Pendelflansch angeordneter, mit den Zwischenstücken verbundener, einteiliger oder mehrteilig geschichteter Massescheiben, ist die Pendelrolle in dem jeweiligen Pendellager verliergesichert aufgenommen.The pendulum masses contain intermediate pieces that are accommodated in recesses of the pendulum flange, wherein, to form two circumferentially spaced self-aligning bearings, raceways are arranged in the recesses and on the intermediate pieces axially in the same plane and radially one above the other. Here, a pendulum roller rolls in the axial installation space of the pendulum flange between the raceways of the pendulum flange and the intermediate piece. By radially overlapping the recesses on both sides of the pendulum flange, one-part or multi-part layered mass disks that are connected to the intermediate pieces, the pendulum roller is received in the respective self-aligning bearing so as to be secured against loss.
Zur Erhöhung der Masse der Pendelmassen ohne Beanspruchung eines zusätzlichen Bauraums und damit einer Verbesserung des Isolationsgrads des Fliehkraftpendels beziehungsweise zur Herstellung eines axial schmaler bauenden Fliehkraftpendels bei gleichem Isolationsgrad, weisen die Ausnehmungen nach radial außen Durchbrüche auf, in welche radiale Erweiterungen der Zwischenstücke erstreckt sind. Durch die radiale Erweiterung der Zwischenstücke, die in Umfangsrichtung gegenüber den Durchbrüchen derart begrenzt sind, dass der vorgesehene Schwingwinkel der Pendelmassen entlang der Pendelmassen erhalten bleibt, kann die Gesamtmasse der Pendelmassen und daher der Isolationsgrad des Fliehkraftpendels erhöht werden, ohne das Fliehkraftpendel beispielsweise durch Verdickung der Massescheiben axial zu erweitern. Der radiale Bauraum der Erweiterung ist dabei lediglich durch die radiale Begrenzung durch andere Bauteile einer Umgebung des Fliehkraftpendels begrenzt. Es kann dabei vorteilhaft sein, die Erweiterungen radial außerhalb eines Außenumfangs des Pendelflanschs in Umfangsrichtung zu erweitern, um einen zusätzlichen Zuwachs an Masse der Pendelmassen zu erzielen.To increase the mass of the pendulum masses without taking up additional installation space and thus to improve the degree of insulation of the centrifugal pendulum or to produce an axially narrower centrifugal pendulum with the same degree of insulation, the recesses have radially outward openings into which radial extensions of the intermediate pieces extend. Due to the radial expansion of the intermediate pieces, which are limited in the circumferential direction with respect to the openings in such a way that the intended oscillation angle of the pendulum masses is maintained along the pendulum masses, the total mass of the pendulum masses and therefore the The degree of isolation of the centrifugal pendulum can be increased without expanding the centrifugal pendulum axially, for example by thickening the mass disks. The radial installation space of the extension is only limited by the radial delimitation by other components in the vicinity of the centrifugal pendulum. It can be advantageous here to expand the extensions radially outside an outer circumference of the pendulum flange in the circumferential direction in order to achieve an additional increase in the mass of the pendulum masses.
Beispielsweise können die Durchbrüche in Umfangsrichtung jeweils in bevorzugter Weise mittig zwischen zwei Pendellagern einer Pendelmasse angeordnet sein. Beispielsweise kann an durch die Durchbrüche erzeugten, aufeinander in Umfangsrichtung zuweisenden Vorsprüngen jeweils eine pendelflanschseitige Laufbahn eines der Pendellager angeordnet sein. Hierzu können an den Zwischenstücken den pendelseitigen Laufbahnen gegenüberliegende, radial innerhalb dieser angeordnete pendelmassenseitige Laufbahnen angeordnet sein. Auf den radial gegenüberliegenden Laufbahnen wälzt dabei jeweils eine Pendelrolle ab. Die Laufbahnen und Pendelrolle der auf diese Weise ausgebildeten Pendellager sind axial in derselben Ebene angeordnet und können daher axial schmal ausgebildet werden.For example, the openings in the circumferential direction can each be arranged in a preferred manner centrally between two self-aligning bearings of a pendulum mass. For example, a pendulum flange-side raceway of one of the pendulum bearings can be arranged on projections that are generated by the openings and face one another in the circumferential direction. For this purpose, the pendulum-side raceways opposite the pendulum-side raceways and arranged radially within them can be arranged on the pendulum-side raceways on the intermediate pieces. A pendulum roller rolls on each of the radially opposite raceways. The raceways and self-aligning roller of the self-aligning bearings formed in this way are arranged axially in the same plane and can therefore be made axially narrow.
Um die Pendelrollen gegen unzulässige Bewegungen insbesondere bei einem Eintrag von sogenannten Impacts mit großen Spitzenmomenten in das Fliehkraftpendel zu schützen, können die Pendelrollen mittels stirnseitiger, in der Pendelbahn entsprechend ausgebildete Langlöcher eingreifender Zapfen mit Spiel gegenüber den Pendelmassen geführt sein. Dabei sind die Langlöcher bogenförmig mit einem radial inneren Minimum ausgebildet, sodass die Pendelrollen bei einer Verlagerung der Pendelmassen gegenüber dem Pendelflansch zwischen den Endlagen der Pendelbahnen eine entsprechende Bewegung ausführen.In order to protect the pendulum rollers against inadmissible movements, especially when so-called impacts with large peak moments are introduced into the centrifugal pendulum, the pendulum rollers can be guided by means of end-face, appropriately designed elongated holes in the pendulum pendulum with clearance against the pendulum masses. The elongated holes are arcuate with a radially inner minimum, so that the pendulum rollers execute a corresponding movement when the pendulum masses are shifted relative to the pendulum flange between the end positions of the pendulum tracks.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform können die Pendelmassen in Zweierteilung an dem Pendelflansch aufgenommen sein. Andere Teilungen wie Dreier- oder Viererteilungen sind ebenso von dem erfinderischen Gedanken umfasst. According to a particularly advantageous embodiment, the pendulum masses can be accommodated in two parts on the pendulum flange. Other divisions such as three or four divisions are also included in the inventive concept.
Die Aufgabe wird auch von einem Drehschwingungsdämpfer mit einem um eine Drehachse verdrehbaren Eingangsteil und einem entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung relativ gegenüber dem Eingangsteil um die Drehachse verdrehbar angeordneten Ausgangsteil mit dem vorgeschlagenen Fliehkraftpendel gelöst. Der Drehschwingungsdämpfer kann als Zweimassenschwungrad mit einem Ausgangsteil als Ausgangsnabe, welche drehschlüssig mit einer nachgeschalteten, zumindest einen Teil einer Sekundärschwungmasse übernehmenden Antriebsstrangeinrichtung, beispielsweise einer Doppelkupplung oder einer an dem Ausgangsteil angeordneten Reibungskupplung verbunden ist, ausgebildet sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann zudem als Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung, als Drehschwingungsdämpfer innerhalb eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers, als Riemenscheibendämpfer und/oder dergleichen vorgesehen sein.The object is also achieved by a torsional vibration damper with an input part rotatable about an axis of rotation and an output part with the proposed centrifugal pendulum that is rotatable relative to the input part about the axis of rotation against the action of a spring device. The torsional vibration damper can be designed as a dual-mass flywheel with an output part as the output hub, which is rotationally connected to a downstream drive train device that takes over at least part of a secondary flywheel, for example a double clutch or a friction clutch arranged on the output part. The torsional vibration damper can also be provided as a clutch disc of a friction clutch, as a torsional vibration damper within a hydrodynamic torque converter, as a belt pulley damper and / or the like.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers sieht hierbei ein Ausgangsteil und ein an dem Ausgangsteil aufgenommenes Fliehkraftpendel vor, wobei das vorgeschlagene Fliehkraftpendel außerhalb einer die Federeinrichtung aufnehmenden Ringkammer ausgangsseitig angeordnet ist. Hierbei wird das Fliehkraftpendel trocken betrieben und die Pendelmassen sind in bevorzugter Weise auf radialer Höhe der Federeinrichtung und axial benachbart zu diesen angeordnet. Es versteht sich, dass zur Einsparung von axialem Bauraum die Pendelmassen auch radial innerhalb der Federeinrichtung und diese zumindest teilweise axial überschneidend angeordnet sein können, wobei die Ringkammer auf der Seite des Fliehkraftpendel entsprechend nach radial innen begrenzt ist.An advantageous embodiment of the torsional vibration damper provides an output part and a centrifugal pendulum received on the output part, the proposed centrifugal pendulum being arranged on the output side outside an annular chamber receiving the spring device. Here, the centrifugal pendulum is operated dry and the pendulum masses are preferably arranged at the radial height of the spring device and axially adjacent to it. It goes without saying that, in order to save axial installation space, the pendulum masses can also be arranged radially inside the spring device and this at least partially axially overlapping, the annular chamber on the side of the centrifugal pendulum being correspondingly delimited radially inward.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Drehschwingungsdämpfer mit einem um eine Drehachse verdrehbaren Eingangsteil und einem entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung relativ gegenüber dem Eingangsteil um die Drehachse verdrehbar angeordneten Ausgangsteil vorgesehen, wobei das vorgeschlagene Fliehkraftpendel radial innerhalb der Federeinrichtung und innerhalb der Ringkammer angeordnet ist. Beispielsweise kann der Pendelflansch aus einem beispielsweise mit einer Ausgangsnabe einteilig oder getrenntteilig verbundenen Flanschteil gebildet sein, welches radial außen die Federeinrichtung ausgangsseitig beaufschlagt. Die die Federeinrichtung beaufschlagenden Arme sind dabei jeweils in Umfangsrichtung zwischen den Durchbrüchen des Pendelflanschs angeordnet, so dass die Teilung der die Federeinrichtung bildenden Schraubendruckfedern wie beispielsweise Bogenfedern und die Teilung der Pendelmassen dieselbe ist.In a further embodiment, a torsional vibration damper is provided with an input part that can be rotated about an axis of rotation and an output part that is rotatably arranged against the action of a spring device relative to the input part about the axis of rotation, the proposed centrifugal pendulum being arranged radially inside the spring device and inside the annular chamber. For example, the pendulum flange can be formed from a flange part which is connected in one piece or separately to an output hub, for example, and which acts on the spring device on the output side radially on the outside. The arms acting on the spring device are each arranged in the circumferential direction between the openings in the pendulum flange, so that the pitch of the helical compression springs forming the spring device, such as arc springs, and the pitch of the pendulum masses are the same.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers mit einem um eine Drehachse verdrehbaren Eingangsteil und einem entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung relativ gegenüber dem Eingangsteil um die Drehachse verdrehbar angeordneten Ausgangsteil kann das vorgeschlagene Fliehkraftpendel innerhalb einer die Federeinrichtung aufnehmenden Ringkammer axial beabstandet zu der Federeinrichtung aufgenommen sein. Die Federeinrichtung ist dabei zur Erzielung eines axial schmalen Bauraums im Wesentlichen radial innerhalb der Federeinrichtung angeordnet und kann die Federeinrichtung zumindest teilweise radial überschneiden. Das Fliehkraftpendel kann bezogen auf eine durch die Federeinrichtung verlaufende, senkrecht zur Drehachse angeordnete Schnittlinie einer Antriebsseite oder Abtriebsseite zugewandt sein. Hierbei bildet beispielsweise ein mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundenes Scheibenteil des Eingangsteils die Antriebsseite und beispielsweise eine Ausgangsnabe des Ausgangsteils die Abtriebsseite.According to a further advantageous embodiment of the torsional vibration damper with an input part that can be rotated about an axis of rotation and an output part that is rotatable relative to the input part about the axis of rotation against the action of a spring device, the proposed centrifugal pendulum can be accommodated axially spaced from the spring device within an annular chamber accommodating the spring device. In order to achieve an axially narrow installation space, the spring device is arranged essentially radially inside the spring device and can at least partially use the spring device overlap radially. The centrifugal pendulum can face a drive side or an output side with respect to a line of intersection running through the spring device and arranged perpendicular to the axis of rotation. Here, for example, a disk part of the input part connected to a crankshaft of an internal combustion engine forms the drive side and, for example, an output hub of the output part forms the output side.
Die Erfindung wird anhand der in den
-
1 eine Teilansicht eines Fliehkraftpendels, -
2 einen Pendelflansch des Fliehkraftpendels der1 , -
3 den oberen Teil eines um eine Drehachse angeordneten Drehschwingungsdämpfers mit dem Fliehkraftpendel der1 im Schnitt, -
4 den oberen Teil eines gegenüber dem Drehschwingungsdämpfer der3 abgeänderten, um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Drehschwingungsdämpfers mit dem Fliehkraftpendel der1 im Schnitt und -
5 den oberen Teil eines gegenüber den Drehschwingungsdämpfern der3 und4 abgeänderten, um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Drehschwingungsdämpfers mit dem Fliehkraftpendel der1 im Schnitt.
-
1 a partial view of a centrifugal pendulum, -
2 a pendulum flange of thecentrifugal pendulum 1 , -
3 the upper part of a torsional vibration damper arranged around an axis of rotation with the centrifugal pendulum of the1 on average, -
4th the upper part of one opposite the torsional vibration damper of the3 modified, rotatable about an axis of rotation arranged torsional vibration damper with thecentrifugal pendulum 1 in cut and -
5 the upper part of the opposite to thetorsional vibration dampers 3 and4th modified, rotatable about an axis of rotation arranged torsional vibration damper with thecentrifugal pendulum 1 on average.
Die
Die Pendelmasse
Das Zwischenstück
Die Ausnehmungen
In jeweils einen Durchbruch
Die
Die
Der Pendelflansch
Die
Die
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- FliehkraftpendelCentrifugal pendulum
- 22
- PendelflanschPendulum flange
- 33
- PendelmassePendulum mass
- 44th
- MassescheibeMass disk
- 55
- AusnehmungRecess
- 66th
- ZwischenstückIntermediate piece
- 77th
- Nietrivet
- 88th
- PendellagerSelf-aligning bearings
- 99
- Laufbahncareer
- 1010
- Laufbahncareer
- 1111
- PendelrollePendulum roller
- 1212th
- ZapfenCones
- 1313th
- LanglochLong hole
- 1414th
- AnschlagpufferStop buffer
- 1515th
- ZapfenCones
- 1616
- Durchbruchbreakthrough
- 1717th
- Vorsprunghead Start
- 1818th
- Erweiterungextension
- 1919th
- Öffnungopening
- 2020th
- Öffnungopening
- 100100
- DrehschwingungsdämpferTorsional vibration damper
- 101101
- EingangsteilInput part
- 102102
- AusgangsteilOutput part
- 103103
- FedereinrichtungSpring device
- 104104
- BogenfederBow feather
- 105105
- RingkammerAnnular chamber
- 106106
- BauraumInstallation space
- 107107
- BerstschutzBurst protection
- 108108
- FlanschteilFlange part
- 109109
- AusgangsnabeOutput hub
- 200200
- DrehschwingungsdämpferTorsional vibration damper
- 201201
- EingangsteilInput part
- 202202
- AusgangsteilOutput part
- 203203
- FedereinrichtungSpring device
- 204204
- BogenfederBow feather
- 205205
- RingkammerAnnular chamber
- 206206
- BauraumInstallation space
- 208208
- FlanschteilFlange part
- 209209
- AusgangsnabeOutput hub
- 210210
- Armpoor
- 300300
- DrehschwingungsdämpferTorsional vibration damper
- 301301
- EingangsteilInput part
- 302302
- AusgangsteilOutput part
- 303303
- FedereinrichtungSpring device
- 304304
- BogenfederBow feather
- 305305
- RingkammerAnnular chamber
- 306306
- BauraumInstallation space
- 308308
- FlanschteilFlange part
- 309309
- AusgangsnabeOutput hub
- dd
- DrehachseAxis of rotation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 102013206675 A1 [0001]DE 102013206675 A1 [0001]
- DE 102018113085 A1 [0001]DE 102018113085 A1 [0001]
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