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Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Eingangselement und ein Ausgangselement, welche relativ zueinander über eine Energiespeichereinrichtung und um eine gemeinsame Drehachse drehbar sind und wobei eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung zwischen Eingangselement und Ausgangselement angeordnet ist, wobei die Drehmomentbegrenzungseinrichtung ausgebildet ist, unterhalb eines Drehmomentwerts ein Drehmoment zwischen Eingangselement und Ausgangselement zu übertragen und oberhalb des Drehmomentwerts zumindest teilweise, insbesondere vollständig kein Drehmoment zu übertragen.
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Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Herstellen einer Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend die Schritte
- • Bereitstellen eines Eingangselements,
- • Bereitstellen eines Ausgangselements,
- • Bereitstellen einer Energiespeichereinrichtung,
- • Bereitstellen einer Drehmomentbegrenzungseinrichtung, wobei die Drehmomentbegrenzungseinrichtung ausgebildet wird, unterhalb eines Drehmomentwerts ein Drehmoment zu übertragen und oberhalb des Drehmomentwerts zumindest teilweise kein Drehmoment zu übertragen,
- • Anordnen von Eingangselement und Ausgangselement relativ zueinander über die Energiespeichereinrichtung und um eine gemeinsame Drehachse drehbar, und
- • Anordnen der Drehmomentbegrenzungseinrichtung zwischen Eingangselement und Ausgangselement.
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Eine bekannte Drehmomentübertragungseinrichtung ist beispielsweise aus der
DE 10 2012 211 990 A1 bekannt geworden. Die Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs, weist dabei ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil mit einer gemeinsamen Drehachse auf, um die das Eingangsteil und das Ausgangsteil zusammen drehbar und relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind, wenigstens einen zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil wirksamen Energiespeicher, der sich an dem Eingangsteil einerseits und an dem Ausgangsteil andererseits abstützt, und eine kinematisch zwischen dem wenigstens einen Energiespeicher und dem Eingangsteil oder dem Ausgangsteil angeordnete Drehmomentbegrenzungseinrichtung, bei der die Drehmomentbegrenzungseinrichtung einen Abstützabschnitt, an dem sich der wenigstens eine Energiespeicher abstützt und der an dem Eingangsteil oder an dem Ausgangsteil form- und kraftschlüssig anliegt und einen Federabschnitt, der eine vorgespannte Anlage des Abstützabschnitts an dem Eingangsteil oder an dem Ausgangsteil bewirkt und bei einer einen vorgegebenen Wert übersteigenden Abstützkraft des wenigstens einen Energiespeichers an dem Abstützabschnitt unter Einfederung ein Lösen des Abstützabschnitts von dem Eingangsteil oder von dem Ausgangsteil ermöglicht, aufweist.
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Nachteilig dabei ist jedoch die aufwendige Konstruktion und die teure Herstellung der Drehmomentübertragungseinrichtung.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Drehmomentübertragungsvorrichtung anzugeben, die eine Begrenzung von Drehmomentspitzen ermöglicht, gleichzeitig einfach in der Konstruktion und kostengünstig in der Herstellung ist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Drehmomentübertragungseinrichtung und ein alternatives Verfahren zum Herstellen einer Drehmomentübertragungseinrichtung anzugeben.
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Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genannten Aufgaben mit einer Ausführungsform in Form einer Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Eingangselement und ein Ausgangselement, welche relativ zueinander über eine Energiespeichereinrichtung und um eine gemeinsame Drehachse drehbar sind und wobei eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung zwischen Eingangselement und Ausgangselement angeordnet ist, wobei die Drehmomentbegrenzungseinrichtung ausgebildet ist, unterhalb eines Drehmomentwerts ein Drehmoment zwischen Eingangselement und Ausgangselement zu übertragen und oberhalb des Drehmomentwerts zumindest teilweise kein Drehmoment zu übertragen, dadurch, dass die Drehmomentbegrenzungseinrichtung mit der Energiespeichereinrichtung über eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung verbunden ist, und mit dem Eingangselement über eine reibschlüssige Verbindung verbunden ist.
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Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genannten Aufgaben mit einer Ausführungsform in Form eines Verfahrens zum Herstellen einer Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend
- • Bereitstellen eines Eingangselements,
- • Bereitstellen eines Ausgangselements,
- • Bereitstellen einer Energiespeichereinrichtung,
- • Bereitstellen einer Drehmomentbegrenzungseinrichtung, wobei die Drehmomentbegrenzungseinrichtung ausgebildet wird, unterhalb eines Drehmomentwerts ein Drehmoment zwischen Eingangselement und Ausgangselement zu übertragen und oberhalb des Drehmomentwerts zumindest teilweise, insbesondere vollständig, kein Drehmoment zu übertragen,
- • Anordnen von Eingangselement und Ausgangselement relativ zueinander über die Energiespeichereinrichtung und um eine gemeinsame Drehachse drehbar,
- • Anordnen der Drehmomentbegrenzungseinrichtung zwischen Eingangselement und Ausgangselement,
dadurch, dass die Drehmomentbegrenzungseinrichtung mit der Energiespeichereinrichtung über eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung und mit dem Eingangselement über eine reibschlüssige Verbindung verbunden wird.
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Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass eine einfache und kostengünstige Herstellung und Konstruktion ermöglicht wird. Darüber hinaus wird eine alternative Drehmomentübertragungseinrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Drehmomentübertragungseinrichtung angegeben.
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Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Drehmomentbegrenzungseinrichtung ein axial vorgespanntes Element zur Bereitstellung der reibschlüssigen Verbindung. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Bereitstellung einer reibschlüssigen Verbindung. Anhand der axialen Vorspannung kann die Reibkraft und damit die Drehmomentbegrenzung auf besonders einfache Weise eingestellt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist das axial vorgespannte Element einen ersten Bereich auf, der in axialer Richtung seitlich neben der Energiespeichereinrichtung angeordnet ist und der ausgebildet ist, die reibschlüssige Verbindung zu dem Eingangselement bereitzustellen. Damit wird der Bauraum neben der Energiespeichereinrichtung effizient ausgenutzt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der erste Bereich des axial vorgespannten Elements ausgebildet, die kraft- und formschlüssige Verbindung zu der Energiespeichereinrichtung bereitzustellen. Damit wird eine bauraumeffiziente kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen dem axial vorgespannten Element und der Energiespeichereinrichtung bereitgestellt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist das axial vorgespannte Element im Wesentlichen im Querschnitt L- förmig ausgebildet, wobei der erste Bereich den längeren Schenkel der L- Form bildet. Damit kann ein einfach herzustellendes und gleichzeitig bauraumeffizientes axial vorgespanntes Element bereitgestellt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist das axial vorgespannte Element einen zweiten im Querschnitt U-förmigen Bereich auf, dergestalt, dass erster Bereich und ein Teil des zweiten Bereichs im Querschnitt parallel angeordnet sind. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass eine einfache und zuverlässige Übertragung von Drehmomenten zwischen axial vorgespanntem Element und Energiespeichereinrichtung bereitgestellt wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der zweite Bereich einstückig mit dem ersten Bereich verbunden. Vorteil hiervon ist, dass eine kostengünstige Herstellung der beiden Bereiche ermöglicht wird. Eine aufwendige zweiteilige Herstellung vermieden wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist am zweiten Bereich in Umlaufrichtung zumindest eine Abstützfläche, insbesondere zwei Abstützflächen entlang beider Umlaufrichtungen, angeordnet. Damit wird eine einfache Verbindung zwischen axial vorgespanntem Element und Energiespeichereinrichtung bereitgestellt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die zumindest eine Abstützfläche gekrümmt ausgebildet. Vorteil hiervon ist, dass eine verschleißarme Verbindung zwischen axial vorgespanntem Element und Energiespeichereinrichtung ermöglicht wird und Drehmomente zuverlässig übertragen werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die zumindest eine Abstützfläche in radialer Richtung nach außen einen Vorsprung in Umlaufrichtung auf. Damit wird ein Verschieben eines mit dem Abstützelement zusammenwirkenden Elements der Energiespeichereinrichtung radial nach außen vermieden, die Zuverlässigkeit der Drehmomentübertragungseinrichtung verbessert.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die zumindest eine Abstützfläche einstückig an dem zweiten Bereich angeformt. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung der Abstützfläche.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die zumindest eine Abstützfläche an einem Aufsteckelement, welches auf den zweiten Bereich aufsteckbar ausgebildet ist, angeordnet. Damit wird die Flexibilität erhöht. Je nach Anforderungen an die Abstützfläche können unterschiedliche Aufsteckelemente für unterschiedlichen Drehmomentübertragungseinrichtungen verwendet werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist das axial vorgespannte Element in Umlaufrichtung angeordnet. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass sich eine ausreichend große Reibfläche bereitgestellt wird, was die Zuverlässigkeit bei der Übertragung von Drehmomenten erhöht; das axial vorgespannte Element bildet also einen Ring.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist das axial vorgespannte Element mittels eines abtriebsseitig angeordneten Gehäuseteils vorspannbar. Damit wird eine einfache Montage des axial vorgespannten Elements ermöglicht.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der dazugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
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Dabei zeigt in schematischer Form
- 1 im Querschnitt eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 in dreidimensionaler Ansicht einen Ausschnitt eines axial vorgespannten Elements der Drehmomentübertragungseinrichtung der 1;
- 3 in Aufsicht einen Ausschnitt einer Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 4 Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt im Querschnitt eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Im Detail zeigt 1 eine Drehmomentübertragungseinrichtung 1 in Form eines Torsionsdämpfers mit einem Eingangsteil 2 in Form eines Primarschwungrads und einem hier genannten Ausgangsteil 3 in Form einer Nabenscheibe. Primärschwungrad 2 und Nabenscheibe 3 sind relativ zueinander über eine Energiespeichereinrichtung 4 und um eine gemeinsame Drehachse 100 drehbar. Weiter ist eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung 10 zwischen Primärschwungrad 2 und Energiespeichereinrichtung 4 angeordnet, wobei die Drehmomentbegrenzungseinrichtung 10 ausgebildet ist, unterhalb eines Drehmomentwerts ein Drehmoment zwischen Primärschwungrad 2 und Nabenscheibe 3 zu übertragen und oberhalb des Drehmomentwerts zumindest teilweise kein Drehmoment zu übertragen. Die Drehmomentbegrenzungseinrichtung 10 weist ein axial vorgespanntes, im wesentlichen topfenförmiges Element 5 auf, welches reibschlüssig durch eine axiale Vorspannung an der Innenseite des Primärschwungrads 2 anliegt und auf diese Weise unterhalb eines vorgebbaren maximalen Drehmoments, bspw. durch Auswahl der Materialien und/oder der axialen Vorspannung ein Drehmoment überträgt. Oberhalb des vorgebbaren Drehmoments wird die durch die axiale Vorspannung bereitgestellte reibschlüssige Verbindung aufgehoben, es wird kein Drehmoment mehr in die Energiespeichereinrichtung 4 eingeleitet und Beschädigungen der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 werden so vermieden.
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Das topfenförmige Element 5 wird hierbei mittels eines Deckelteils 16 axial vorgespannt, welches abtriebsseitig neben dem Primärschwungrad 2 den torusförmigen Zwischenraum 11 für die in Umlaufrichtung angeordnete Energiespeichereinrichtung 4 bildet. Hierzu weist dieses einen radial oberhalb der Energiespeichereinrichtung 4 parallel zur Drehachse 100 einen Abschnitt auf, der im Bereich des Primärschwungrads in einen radial nach innen verlaufenden ersten Bereich 6 übergeht. Der erste Bereich 6 wird auf Grund der axialen Vorspannung mit einer vorgebbaren Kraft gegen die Innenseite des Primärschwungrads gedrückt und bewirkt - wie oben bereits ausgeführt - eine reibschlüssige Verbindung zwischen Primärschwungrad 2 und topfenförmigem Element 5. Weiter weist das topfenförmige Element 5 einen zweiten parallel hierzu verlaufenden Bereich 7 auf, der mit einem Federteller 4a der Energiespeichereinrichtung 4 zusammenwirkt. Die Energiespeichereinrichtung 4 weist einen oder mehrere Federteller 4a auf, welche mit Federn 4b zur Dämpfung der Torsionsschwingungen zusammenwirken. Das topfenförmige Element 5 kann zum Zusammenwirken mit der Energiespeichereinrichtung 4 ebenfalls eine geeignete Anzahl von zweiten Bereichen 7 aufweisen.
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2 zeigt in dreidimensionaler Ansicht einen Ausschnitt eines axial vorgespannten Elements der Drehmomentübertragungseinrichtung der 1.
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2 zeigt im Detail einen Ausschnitt des axial vorgespannten Elements 5. Hierbei weist der zweite Bereich 7 des topfenförmigen Elements 5 ein Aufsteckelement 15 auf, welches auf den zweiten Bereich 7 aufgesteckt oder anderweitig mit diesem verbunden wird, beispielsweise mittels Presspassung oder dergleichen. Das Aufsteckelement 15 weist zwei in Umfangsrichtung gegenüberliegende und konkav ausgebildete Abstützflächen 12a, 12b, welche zur Aufnahme entsprechend konvex geformter Flächen des jeweiligen Federtellers 4a der Energiespeichereinrichtung 4 dienen. Hier ist das topfenförmige Element 5 zweistückig ausgebildet. Alternativ kann das topfenförmige Element 5 auch einstückig ausgebildet sein. Hierbei können die Abstützflächen 12a, 12b beispielsweise durch entsprechendes Umbiegen von Teilen des zweiten Bereichs 7 bereitgestellt werden.
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3 zeigt in Aufsicht einen Ausschnitt einer Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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Im Wesentlichen ist in 3 ein topfenförmiges Element gemäß 2 gezeigt. Im Unterschied zum topfenförmigen Element 5 gemäß 2 weist das topfenförmige Element 5 gemäß 3 auf der radialen Außenseite zwei jeweils in entgegengesetzte Umfangsrichtung zwei Vorsprünge 13 auf. Die Vorsprünge 13 verhindern ein vollflächiges Anliegen der Federteller 4a mit ihrer radialen Außenseite an der radialen Innenseite des topfenförmiges Elements 5, was eine schmalere Ausbildung der Abstützflächen 12a, 12b ermöglicht.
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4 zeigt Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 4 sind Schritte eines Verfahrens zum Herstellen einer Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, gezeigt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte
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In einem ersten Schritt S1 erfolgt ein Bereitstellen eines Eingangselements.
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In einem weiteren Schritt S2 erfolgt ein Bereitstellen eines Ausgangselements.
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In einem weiteren Schritt S3 erfolgt ein Breitstellen einer Energiespeichereinrichtung.
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In einem weiteren Schritt S4 erfolgt ein Bereitstellen einer Drehmomentbegrenzungseinrichtung, wobei die Drehmomentbegrenzungseinrichtung ausgebildet wird, unterhalb eines Drehmomentwerts ein Drehmoment zu übertragen und oberhalb des Drehmomentwerts zumindest teilweise kein Drehmoment zu übertragen.
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In einem weiteren Schritt S5 erfolgt ein Anordnen von Eingangselement und Ausgangselement relativ zueinander über die Energiespeichereinrichtung und um eine gemeinsame Drehachse drehbar.
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In einem weiteren Schritt S6 erfolgt ein Anordnen der Drehmomentbegrenzungseinrichtung zwischen Eingangselement und Ausgangselement.
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In den Schritten S1-S6 wird die Drehmomentbegrenzungseinrichtung mit der Energiespeichereinrichtung über eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung und mit dem Eingangselement über eine reibschlüssige Verbindung verbunden.
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Zusammenfassend weist zumindest eine der Ausführungsformen der Erfindung zumindest einen der folgenden Vorteile auf:
- • Einfache Herstellung
- • Kostengünstige Herstellung
- • Einfach Konstruktion
- • Zuverlässige Drehmomentbegrenzung und -übertragung
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Torsionsdämpfer
- 2
- Primärschwungrad
- 3
- Nabenscheibe
- 4
- Energiespeichereinrichtung
- 4a
- Federteller
- 4b
- Feder
- 5
- topfenförmiges Element
- 6
- erster Bereich
- 7
- zweiter Bereich
- 8
- kraft- und/oder formschlüssige Verbindung
- 9
- reibschlüssige Verbindung
- 10
- Drehmomenbegrenzungseinrichtung
- 11
- torusförmiger Innenraum
- 12a, 12b
- Abstützfläche
- 13
- Vorsprung
- 15
- Aufsteckelement
- 16
- Deckelteil
- S1-S6
- Verfahrensschritte
- 100
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012211990 A1 [0003]
