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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei der Drehschwingungsdämpfer als ein Zweimassenschwungrad ausgebildet ist, umfassend ein Primärschwungrad, welches antriebsseitig mit dem Antriebsstrang koppelbar ist und einem Sekundärschwungrad, das abtriebsseitig an den Antriebsstrang koppelbar ist, wobei das Primärschwungrad und das Sekundärschwungrad zueinander um eine gemeinsame Drehachse entgegen der Wirkung mindestens einer Federeinrichtung verdehbar sind, wobei das Sekundärschwungrad Mittel aufweist, durch die die in Umfangsrichtung des Zweimassenschwungrads wirkende Federeinrichtung komprimierbar ist, wobei die Mittel zur Komprimierung der Federeinrichtung einen Federkopplungsflansch umfassen, der zum einen drehfest mit dem Sekundärschwungrad verbunden und koaxial zu diesem angeordnet ist, und zum anderen mit der Federeinrichtung gekoppelt ist.
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Drehschwingungsdämpfer sind zur Dämpfung von Drehschwingungen einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors grundsätzlich bekannt. Beispielsweise ist aus der
DE 10 2008 004 70 A1 ein Zweimassenschwungrad bekannt, bei dem zur Drehschwingungsdämpfung einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors ein Primärschwungrad über eine Bogenfeder mit einem relativ zum Primärschwungrad verdrehbaren Sekundärschwungrad gekoppelt ist. Die Bogenfeder ist in einem Bogenfederkanal angeordnet, wobei eine Kanalwand des Bogenfederkanals durch das Primärschwungrad ausgebildet ist. In den Bogenfederkanal ragt ein Flansch der des Sekundärschwungrads hinein, der über einen Reibring an der Kanalwand abgestützt ist.
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Es besteht ein anhaltendes Bedürfnis daran, Drehschwingungsdämpfer möglichst kompakt bauend auszuführen. Somit ist es die Aufgabe der Erfindung einen möglichst kompakt bauenden Drehschwingungsdämpfer bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei der Drehschwingungsdämpfer als ein Zweimassenschwungrad ausgebildet ist, umfassend ein Primärschwungrad, welches antriebsseitig mit dem Antriebsstrang koppelbar ist und einem Sekundärschwungrad, das abtriebsseitig an den Antriebsstrang koppelbar ist, wobei das Primärschwungrad und das Sekundärschwungrad zueinander um eine gemeinsame Drehachse entgegen der Wirkung mindestens einer Federeinrichtung verdehbar sind, wobei das Sekundärschwungrad Mittel aufweist, durch die die in Umfangsrichtung des Zweimassenschwungrads wirkende Federeinrichtung komprimierbar ist, wobei die Mittel zur Komprimierung der Federeinrichtung einen Federkopplungsflansch umfassen, der zum einen drehfest mit dem Sekundärschwungrad verbunden und koaxial zu diesem angeordnet ist, und zum anderen mit der Federeinrichtung gekoppelt ist, wobei das Primärschwungrad einen Geberdeckel umfasst, welcher wenigstens eine Falz aufweist, durch die ein erster Axialabschnitt und einen an diesem aufliegender zweiter Axialabschnitt gebildet ist, wobei der zweite Axialabschnitt eine Verzahnung aufweist.
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Hierdurch wird ein - insbesondere in radialer Richtung - kompakt bauender Drehschwingungsdämpfer bereitgestellt. Dadurch dass die Verzahnung im zusammengeklappten Bereich des Geberdeckels angeordnet ist, also ohne Freiraum unter der Verzahnung, kann eine besonders radial kompakte Bauweise realisiert werden.
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Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
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Ein erfindungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer kann insbesondere die Aufgabe haben, Schwingungen zwischen Motor und Getriebe zu dämpfen. Insbesondere Verbrennungsmotoren geben kein konstantes Drehmoment ab. Die ständig wechselnden Winkelgeschwindigkeiten der Kurbelwelle erzeugen Schwingungen, die über das Kupplungssystem und die Getriebeeingangswelle zum Fahrzeuggetriebe übertragen werden können. Hier können diese Schwingungen unerwünschte Rasselgeräusche hervorrufen. Drehschwingungsdämpfer sollen diese Schwingungen zwischen Motor und Getriebe verringern.
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Im Sinne dieser Anmeldung werden unter dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges alle Komponenten verstanden, die im Kraftfahrzeug die Leistung für den Antrieb des Kraftfahrzeugs generieren und über die Fahrzeugräder bis auf die Straße übertragen.
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Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.
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Ein Hybridelektrokraftfahrzeug, auch als Hybrid Electric Vehicle (HEV) bezeichnet, ist ein Elektrofahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor sowie einem weiteren Energiewandler angetrieben wird und Energie sowohl aus seinem elektrischen Speicher (Akku) als auch einem zusätzlich mitgeführten Kraftstoff bezieht.
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Der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer ist als Zweimassenschwungrad ausgebildet. Ein Zweimassenschwungrad kann insbesondere ein Primärschwungrad, ein Sekundärschwungrad, ein rotatives Gleitlager, eine oder mehrere Federeinrichtungen und ggf. eine oder mehrere Dämpfereinrichtung umfassen. Beim Zweimassenschwungrad (ZMS) ist die Schwungmasse aufgeteilt in die Primärschwungmasse (Primärschwungrad) und die Sekundärschwungmasse (Sekundärschwungrad). Im Momentenfluss zwischen dem Primärschwungrad und dem Sekundärschwungrad ist eine Federeinrichtung angeordnet, die das Primärschwungrad und das Sekundärschwungrad torsionsweich miteinander verbinden.
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Die Federeinrichtung kann insbesondere eine Bogenfeder umfassen. Bevorzugt kann zur Dämpfung der Torsion zwischen dem Primärschwungrad und dem Sekundärschwungrad eine Dämpfungseinrichtung, beispielsweise in Form einer Reibkupplung, im Momentenfluss zwischen dem Primärschwungrad und dem Sekundärschwungrad angeordnet sein.
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Das Primärschwungrad hat die Funktion die Antriebsseite des Zweimassenschwungrads mit der Federeinrichtung zu koppeln. Das Primärschwungrad kann insbesondere mehrteilig ausgeführt sein und eine Primärschwungscheibe umfassen, welche insbesondere über eine Primärverbindungsscheibe mit einer Primärradnabe verbunden sein kann. Die Primärschwungscheibe und die Primärverbindungsscheibe können bevorzugt über Nietverbindungen drehfest miteinander verbunden sein. Das Primärschwungrad ist bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff hergestellt.
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Das Sekundärschwungrad hat die Funktion die Abtriebsseite des Drehschwingungsdämpfers mit der Federeinrichtung zu koppeln. Das Sekundärschwungrad kann insbesondere mehrteilig ausgeführt sein und eine Sekundärschwungscheibe umfassen, welche insbesondere über eine Sekundärverbindungsscheibe mit einer Sekundärradnabe verbunden sein kann. Die Sekundärschwungscheibe und die Sekundärverbindungsscheibe können bevorzugt über Nietverbindungen drehfest miteinander verbunden sein. Das Sekundärschwungrad ist bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff hergestellt.
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Die Federeinrichtung kann insbesondere wenigstens eine Bogenfeder und/oder wenigstens eine Druckfeder umfassen. Die Federeinrichtung kann auch aus einer Mehrzahl von parallel- und/oder in Reihe wirkenden Federeinrichtungen gebildet sein.
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Die Primärschwungscheibe kann insbesondere eine Aufnahme für die Federeinrichtung besitzen. Bevorzugt ist die Aufnahme, insbesondere für eine Bogenfeder, kanalförmig in der Primärschwungscheibe angeordnet. Besonders bevorzugt ist es, das die Aufnahme für die Federeinrichtung monolithisch mit der Primärschwungscheibe ausgeformt ist.
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Der Drehschwingungsdämpfer ist insbesondere für eine Verwendung in einem hybriden Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen.
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Besonders bevorzugt ist es, den Drehschwingungsdämpfer in einem Hybridmodul zu verwenden. In einem Hybridmodul können Bau- und Funktionselemente eines hybridisierten Antriebsstrangs räumlich und/oder baulich zusammengefasst und vorkonfiguriert sein, so dass ein Hybridmodul in einer besonders einfachen Weise in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integrierbar ist. Insbesondere können ein Elektromotor und ein Kupplungssystem, insbesondere mit einer Trennkupplung zum Einkuppeln des Elektromotors in und/oder Auskuppeln des Elektromotors aus dem Antriebsstrang, in einem Hybridmodul vorhanden sein.
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Ein Hybridmodul kann je nach Eingriffspunkt des Elektromotors in den Antriebsstrang in die folgenden Kategorien P0-P4 eingeteilt werden:
- P0: der Elektromotor ist vor der Brennkraftmaschine angeordnet und beispielsweise über einen Riemen mit der Brennkraftmaschine gekoppelt. Bei dieser Anordnung des Elektromotors wird dieser auch gelegentlich als Riemenstartergenerator (RSG) bezeichnet,
- P1: der Elektromotor ist direkt hinter der Brennkraftmaschine angeordnet. Die Anordnung des Elektromotors kann beispielsweise kurbelwellenfest vor der Anfahrkupplung erfolgen,
- P2: der Elektromotor ist zwischen einer häufig als KO bezeichneten Trennkupplung und der Anfahrkupplung aber vor dem Fahrzeuggetriebe im Antriebsstrang angeordnet,
- P3: der Elektromotor ist im Fahrzeuggetriebe und/oder der Getriebeausgangswelle angeordnet,
- P4: der Elektromotor ist an einer bestehenden oder separaten Fahrzeugachse angeordnet und
- P5: der Elektromotor ist am oder im Fahrzeugrad angeordnet, beispielsweise als Radnabenmotor.
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Es ist zu bevorzugen, den erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer in einem P2-Hybridmodul anzuordnen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass der Geberdeckel so ausgeformt ist, dass die Verzahnung in radialer Richtung oberhalb der Federeinrichtung ausgebildet ist.
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Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass der Geberdeckel einen sich radial erstreckenden Abschnitt besitzt, der in radialer Richtung die Federeinrichtung überdeckt und so gemeinsam mit der Primärschwungscheibe einen Ringkanal definiert, in dem die Federeinrichtung aufgenommen und vor äußeren mechanischen Einflüssen geschützt ist.
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In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass der Geberdeckel in axialer Richtung zwischen der Federeinrichtung und einem sich in radialer Richtung erstreckenden Massering positioniert ist, wodurch eine axial kompaktbauende Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers realisierbar wird.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass der Geberdeckel über eine stoffschlüssige Verbindung mit einer Primärschwungscheibe des Primärschwungrads verbunden ist. Die stoffschlüssige Verbindung kann insbesondere Als Schweißverbindung ausgebildet sein. Ganz besonders bevorzugt ist es, dass die Schweißverbindung als Laserschweißverbindung ausgeführt ist. Die Schweißnaht kann als umlaufende I-Naht oder als Kehlnaht ausgestaltet sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann es bevorzugt sein, dass der Geberdeckel und/oder die Primärschwungscheibe eine Mehrzahl von Zentrierwarzen aufweist, mittels derer die Position des Geberdeckels in Umfangsrichtung gegenüber der Primärschwungsscheibe definiert ist, so dass der Geberdeckel montagesicher positionierbar ist. Es ist bevorzugt, dass wenigstens drei Zentrierwarzen vorhanden sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die Verzahnung mit einem Sensor zur Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeit und/oder Winkelposition des Primärschwungrads zusammenwirkt.
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Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass der Geberdeckel aus einem metallischen Werkstoff geformt ist.
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In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass der erste Axialabschnitt und der zweite Axialabschnitt im Wesentlichen die gleiche axiale Erstreckung aufweisen, so dass gewährleistet ist, dass die Axialabschnitte vollflächig gegeneinander anliegen.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass der erste Axialabschnitt und der zweite Axialabschnitt jeweils eine axiale Erstreckung aufweisen, die zwischen 0.1-0.75 mal der radialen Erstreckung des Geberdeckels entspricht.
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Des Weiteren ist es höchst bevorzugt, dass die Verzahnung in axialer Richtung in etwa in der Ebene des sich radial erstreckenden Abschnitts des Geberdeckels angeordnet ist. Somit ist die Verzahnung in etwa in der radialen Verlängerung des sich radial erstreckenden Abschnitts des Geberdeckels positioniert, wodurch eine gute Schwingungsdämpfung und Stabilität des Geberdeckels aus bei hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten ermöglicht wird.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele innerhalb des technisch machbaren frei miteinander kombiniert werden.
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Es zeigen:
- 1 eine Axialschnittansicht eines Drehschwingungsdämpfers, und
- 2 ein Kraftfahrzeug mit einem hybriden Antriebsstrang.
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Die 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers 1, für einen Antriebsstrang 2 eines Kraftfahrzeugs 3, wie er exemplarisch in der 2 gezeigt ist.
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Der Drehschwingungsdämpfer 1 ist als ein Zweimassenschwungrad 4 ausgebildet und umfasst ein Primärschwungrad 5, welches antriebsseitig mit dem Antriebsstrang 2 und einem Sekundärschwungrad 6, das abtriebsseitig an den Antriebsstrang 2 koppelbar ist. Das Primärschwungrad 5 und das Sekundärschwungrad 6 sind zueinander um eine gemeinsame Drehachse entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung 7 verdehbar.
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Das Sekundärschwungrad 6 weist Mittel auf, durch die die in Umfangsrichtung des Zweimassenschwungrads 4 wirkende Federeinrichtung 7 komprimierbar ist, wobei die Mittel zur Komprimierung der Federeinrichtung 7 als Federkopplungsflansch 8 ausgebildet ist, der zum einen drehfest mit dem Sekundärschwungrad 6 verbunden und koaxial zu diesem angeordnet ist, und zum anderen mit der Federeinrichtung 7 gekoppelt ist.
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Das Primärschwungrad 5 umfasst des Weiteren einen Geberdeckel 9, welcher wenigstens eine Falz 10 aufweist, durch die ein erster Axialabschnitt 11 und einen an diesem aufliegender zweiter Axialabschnitt 12 gebildet ist. Der zweite Axialabschnitt 12 besitzt eine Verzahnung 13, welche in radialer Richtung oberhalb der Federeinrichtung 7 positioniert ist. Der erste Axialabschnitt 11 und der zweite Axialabschnitt 12 weisen im Wesentlichen die gleiche axiale Erstreckung auf, was gut aus der 1 erkennbar ist.
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Der Geberdeckel 9 ist in axialer Richtung zwischen der Federeinrichtung 7 und einem sich in radialer Richtung erstreckenden Massering 16 platziert ist.
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Der Geberdeckel 9 besitzt ferner einen sich radial erstreckenden Abschnitt 14, der in radialer Richtung die Federeinrichtung 7 überdeckt und so einen Ringkanal definiert, in dem die Federeinrichtung 7 angeordnet ist. Der Geberdeckel 9 ist über eine stoffschlüssige Verbindung mit einer Primärschwungscheibe 17 des Primärschwungrads 5 verbunden.
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Der erste Axialabschnitt 11 und der zweite Axialabschnitt 12 weisen jeweils eine axiale Erstreckung auf, die zwischen 0.1-0.75 mal der radialen Erstreckung des Geberdeckels 9 entspricht. Der Geberdeckel 9 und/oder die Primärschwungscheibe 17 weisen des Weiteren eine Mehrzahl von Zentrierwarzen 18 auf, mittels derer die Position des Geberdeckels 9 in Umfangsrichtung gegenüber der Primärschwungscheibe 17 definiert ist.
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Die Verzahnung 13 wirkt mit einem Sensor 20 zur Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeit und/oder Winkelposition des Primärschwungrads 5 zusammen und ist in axialer Richtung in etwa in der Ebene des sich radial erstreckenden Abschnitts 14 des Geberdeckels 9 angeordnet. Der Sensor 20 ist radial oberhalb der Verzahnung 13 positioniert.
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Wie aus der 1 ersichtlich, ist das Sekundärschwungrad 5 mehrteilig ausgeführt und umfasst u.a. den Federkopplungsflansch 8 und den Massering 16 sowie eine Nabe 15 zur Kupplung des Drehschwingungsdämpfers 1 beispielsweise mit einer Getriebeeingangswelle. In der gezeigten Ausführungsform sind der Federkopplungsflansch 8, der Massering 16 sowie die Nabe 15 über eine Nietverbindung 19 drehfest miteinander verbunden.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Antriebsstrang
- 3
- Kraftfahrzeug
- 4
- Zweimassenschwungrad
- 5
- Primärschwungrad
- 6
- Sekundärschwungrad
- 7
- Federeinrichtung
- 8
- Federkopplungsflansch
- 9
- Geberdeckel
- 10
- Falz
- 11
- erster Axialabschnitt
- 12
- zweiter Axialabschnitt
- 13
- Verzahnung
- 14
- radial erstreckender Abschnitt
- 15
- Nabe
- 16
- Massering
- 17
- Primärschwungscheibe
- 18
- Zentrierwarzen
- 19
- Nietverbindung
- 20
- Sensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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