DE102021109099A1 - Drehschwingungsdämpfer - Google Patents

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Michael Stadtmüller
Levente Istvan Zoltan
Rainer Hannappel
Simon Keller
Ralf Edl
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer (10) zur Verringerung von Drehschwingungen und zur Drehmomentübertragung, aufweisend ein um eine Drehachse (14) drehbares und über Federeingriffsmittel (34) mit wenigstens einem Federelement (18) drehmomentübertragend verbundenes erstes Dämpferbauteil (32) und ein gegenüber dem ersten Dämpferbauteil (32) verdrehbares, um die Drehachse (14) drehbares und das erste Dämpferbauteil (32) zentriert aufnehmendes zweites Dämpferbauteil (36), wobei radial zwischen dem ersten und zweiten Dämpferbauteil (32, 36) ein Zentrierbereich (38) zur radialen Zentrierung vorhanden ist, wobei der Zentrierbereich (38) an einer ersten Umfangsposition (40) einen ersten Spaltabstand (42) und an einer umfangsseitig zu der ersten Umfangsposition (40) versetzten zweiten Umfangsposition (44) einen zweiten Spaltabstand (46) aufweist, der größer als der erste Spaltabstand (42) ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Ein Drehschwingungsdämpfer ist beispielsweise aus DE 10 2018 119 505 A1 bekannt. Darin wird ein Drehschwingungsdämpfer beschrieben, der ein um eine Drehachse drehbares Primärteil und ein gegenüber diesem entgegen der Wirkung von Bogenfedern begrenzt verdrehbares Sekundärteil und einen Drehmomentbegrenzer aufweist. Der Drehmomentbegrenzer wird einerseits durch zwei fest miteinander verbundene, axial beabstandete Scheibenelemente gebildet, die unmittelbar an der Abtriebsnabe befestigt sind und andererseits durch einen Trägerflansch, der in einem die Scheibenelemente axial begrenzenden Aufnahmekanal eingreift und der flächig an dem ersten Scheibenelement anliegt. Eine an dem zweiten Scheibenelement abgestützte Tellerfeder drückt eine Stützscheibe flächig an den Trägerflansch. Zwischen dem Trägerflansch und dem ersten Scheibenelement sowie zwischen dem Trägerflansch und der Stützscheibe ist jeweils zumindest ein als Reibscheibe ausgebildeter Reibbelag angeordnet. Die axial beabstandeten Scheibenelemente sind gemeinsam über Nietverbindungen an einer Abtriebsnabe befestigt. Der Trägerflansch ist über einen Innendurchmesser auf einer Außenkontur der Abtriebsnabe zentriert
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, den Drehschwingungsdämpfer robuster, kostengünstiger und kompakter auszuführen.
  • Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch einen Drehschwingungsdämpfer zur Verringerung von Drehschwingungen und zur Drehmomentübertragung gelöst, aufweisend ein um eine Drehachse drehbares und über Federeingriffsmittel mit wenigstens einem Federelement drehmomentübertragend verbundenes erstes Dämpferbauteil und ein gegenüber dem ersten Dämpferbauteil verdrehbares, um die Drehachse drehbares und das erste Dämpferbauteil zentriert aufnehmendes zweites Dämpferbauteil, wobei radial zwischen dem ersten und zweiten Dämpferbauteil ein Zentrierbereich zur radialen Zentrierung vorhanden ist, wobei der Zentrierbereich an einer ersten Umfangsposition einen ersten Spaltabstand und an einer umfangsseitig zu der ersten Umfangsposition versetzten zweiten Umfangsposition einen zweiten Spaltabstand aufweist, der größer als der erste Spaltabstand ist. Dadurch können die Reibungskräfte in der Zentrierung verringert und definierbarer eingestellt werden. Die Drehschwingungen können besser verringert werden. Die Zuverlässigkeit des Drehschwingungsdämpfers wird erhöht. Der Drehschwingungsdämpfer kann kostengünstiger und bauraumsparender aufgebaut werden.
  • Der Zentrierbereich kann radial zwischen einem Innenumfang des ersten Dämpferbauteils und einem Aussenumfang des zweiten Dämpferbauteils bestehen. Auch kann der Zentrierbereich zwischen einem Aussenumfang des ersten Dämpferbauteils und einem Innenumfang des zweiten Dämpferbauteils bestehen. Der Zentrierbereich kann ein radialer Zentrierspalt sein.
  • Der Drehschwingungsdämpfer kann in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, angeordnet sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann ein von einem Antriebselement, beispielsweise einem Verbrennungsmotor und/oder einem Elektromotor, bereitgestelltes Drehmoment übertragen. Der Drehschwingungsdämpfer kann als Zweimassenschwungrad ausgeführt sein. Das Drehmoment kann über einen dem Drehschwingungsdämpfer nachgeschalteten Drehmomentbegrenzer übertragbar sein.
  • Das Federelement kann eine Schraubenfeder sein. Das Federelement kann eine Bogenfeder sein.
  • Das erste Dämpferbauteil kann ein Bogenfederflansch sein.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn sich die erste Umfangsposition umfangsseitig mit dem Federeingriffsmittel überschneidet. Dadurch kann das Federeingriffsmittel in radialer Richtung genauer zentriert und ausgerichtet werden. Die Federbetätigung kann genauer erfolgen und eine unerwünschte Reibung zwischen dem ersten Dämpferbauteil und einem weiteren Bauteil kann verhindert werden.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der die zweite Umfangsposition gegenüber der ersten Umfangsposition um 90° versetzt ist. Dadurch kann der Spaltabstand in dem Zentrierbereich entlang einer der ersten Umfangposition entsprechenden ersten radialen Achse kleiner als entlang einer der zweiten Umfangsposition entsprechenden und senkrecht zu der ersten radialen Achse liegenden zweiten radialen Achse sein.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn wenigstens ein erstes Federeingriffsmittel und ein umfangsseitig dazu versetztes zweites Federeingriffsmittel angeordnet ist und an einer das erste Federeingriffsmittel umfangsseitig überschneidenden ersten Umfangsposition der erste Spaltabstand und an einer umfangsseitig das zweite Federeingriffsmittel überschneidenden dritten Umfangsposition ein dritter Spaltabstand vorliegt, wobei der zweite Spaltabstand größer als der erste und dritte Spaltabstand ist. Bei auf die Federeingriffsmittel jeweils einwirkenden ungleichen Tangentialkräften kann ein radialer Versatz zwischen dem ersten und zweiten Dämpferbauteil entlang einer der zweiten Umfangsposition entsprechenden zweiten radialen Achse entstehen, der durch den größeren zweiten Spaltabstand ausgeglichen werden kann. Hingegen kann ein entlang einer der ersten Umfangsposition und dritten Umfangsposition entsprechenden ersten radialen Achse möglicher Radialversatz geringer sein. Das erste und zweite Federeingriffsmittel können in Bezug auf die Drehachse radial gegenüberliegend angeordnet sein.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der erste und dritte Spaltabstand gleich groß ist. Auch können der erste und dritte Spaltabstand unterschiedlich groß sein.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der der erste Spaltabstand und zweite Spaltabstand über eine von einer Kreisform abweichende Zentrierfläche gebildet ist. Das erste und/oder zweite Dämpferbauteil kann eine den Zentrierbereich bildende und von der Kreisform abweichende Umfangsfläche, bevorzugt an dem Innendurchmesser oder dem Aussendurchmesser, aufweisen.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der der erste Spaltabstand über einen umfangsseitig begrenzten Zentrierabschnitt, der radial in den Zentrierbereich hineinragt, gebildet ist. Der Zentrierabschnitt kann ein von dem ersten und zweiten Dämpferbauteil getrenntes Bauteil sein. Der Zentrierabschnitt kann einteilig aus dem ersten und/oder zweiten Dämpferbauteil ausgeführt sein. Der Zentrierabschnitt kann eine zur Zentrierung dem radial gegenüberliegenden Dämpferbauteil angepasste Zentrierfläche aufweisen. Die Zentrierfläche kann abgerundet sein.
  • Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Dämpferbauteil radial außerhalb von dem zweiten Dämpferbauteil angeordnet ist. Der Zentrierbereich kann zwischen einem Innenumfang des ersten Dämpferbauteils und einem Aussenumfang des zweiten Dämpferbauteils vorliegen.
  • Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Drehschwingungsdämpfer einen Drehmomentbegrenzer mit einem Drehmomentbegrenzereingang und einem mit diesem über einen vorgespannten Reibbereich verbundenen Drehmomentbegrenzerausgang aufweist, wobei das erste Dämpferbauteil einen Drehmomentbegrenzereingang bildet. Der Reibbereich kann durch ein Federelement, beispielsweise eine Tellerfeder, vorgespannt sein und das Drehmoment bis zu einem Grenzdrehmoment übertragen.
  • Der Drehmomentbegrenzereingang kann mit dem Dämpferausgang verbunden, insbesondere einteilig ausgeführt, sein. Der Drehmomentbegrenzerausgang kann mit einer Abtriebsnabe fest verbunden sein.
  • Reibbereich kann wenigstens einen Reibbelag umfassen. Der Reibbelag kann an dem Drehmomentbegrenzereingang und/oder Drehmomentbegrenzerausgang angeordnet sein. Der Reibbereich kann radial außerhalb von dem Zentrierbereich angeordnet sein.
  • Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn das zweite Dämpferbauteil der Drehmomentbegrenzerausgang oder ein damit fest verbundenes Bauteil ist. Das Bauteil kann eine Abtriebsnabe sein. Der Drehmomentbegrenzerausgang und das Bauteil können miteinander vernietet sein.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
    • 1: Einen Halbschnitt eines Drehschwingungsdämpfers in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
    • 2: Eine Seitenansicht eines ersten und zweiten Dämpferbauteils eines Drehschwingungsdämpfers in einer Ausgangslage.
    • 3: Eine Seitenansicht eines ersten und zweiten Dämpferbauteils eines Drehschwingungsdämpfers in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
    • 4: Einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines ersten und zweiten Dämpferbauteils eines Drehschwingungsdämpfers in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
    • 5: Eine Seitenansicht eines ersten Dämpferbauteils eines Drehschwingungsdämpfers in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
    • 6: Einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines ersten und zweiten Dämpferbauteils eines Drehschwingungsdämpfers in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
  • 1 zeigt einen Halbschnitt eines Drehschwingungsdämpfers 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Drehschwingungsdämpfer 10 ist als Zweimassenschwungrad 12 ausgeführt und zur Verringerung von Drehschwingungen und zur Drehmomentübertragung zwischen einem Antriebselement, beispielsweise einem Verbrennungsmotor und einem Abtriebselement, beispielsweise einem Getriebe, angeordnet. Der Drehschwingungsdämpfer 10 umfasst einen um eine Drehachse 14 drehbaren Dämpfereingang 16 und einen um die Drehachse 14 drehbaren und gegenüber dem Dämpfereingang 16 entgegen der Wirkung wenigstens eines Federelements 18, beispielsweise einer Bogenfeder, begrenzt verdrehbaren Dämpferausgang 20.
  • Dem Drehschwingungsdämpfer 10 ist ein Drehmomentbegrenzer 22 zur Begrenzung des übertragbaren Drehmoments nachgeschaltet. Der Drehmomentbegrenzer 22 weist einen Drehmomentbegrenzereingang 24 und einen über einen vorgespannten Reibbereich 26 mit diesem reibschlüssig verbundenen Drehmomentbegrenzerausgang 28 auf. Der Drehmomentbegrenzerausgang 28 ist mit einer Abtriebsnabe 30 verbunden.
  • Der Dämpferausgang 20 ist einteilig mit dem Drehmomentbegrenzereingang 24 ausgeführt und als erstes Dämpferbauteil 32 über Federeingriffsmittel 34 mit dem wenigstens einen Federelement 18 drehmomentübertragend verbunden. Das erste Dämpferbauteil 32 ist gegenüber einem zweiten Dämpferbauteil 36, das durch den Drehmomentbegrenzerausgang 28 gebildet wird, verdrehbar und auf diesem über einen Zentrierbereich 38 radial zentriert. Das erste Dämpferbauteil 32 ist radial außerhalb von dem zweiten Dämpferbauteil 36 angeordnet.
  • 2 zeigt eine Seitenansicht eines ersten und zweiten Dämpferbauteils 32, 36 eines Drehschwingungsdämpfers 10 in einer Ausgangslage. Der Drehschwingungsdämpfer 10 umfasst zwei radial gegenüberliegende und damit umfangsseitig um 180° versetzt angeordnete Federeingriffsmittel 34 zur Beaufschlagung von zwei hier nicht abgebildeten Federelementen. Die Federelemente sind als Bogenfedern ausgeführt.
  • Beispielsweise kann eine Bogenfeder um einen Winkel D in Umfangsrichtung länger sein als die andere Bogenfeder. Bei ungleich langen Bogenfedern oder ungünstigen Toleranzen kann das erste Dämpferbauteil 32 bei einem Betriebszustand des Drehschwingungsdämpfers 10, der die Federelemente derart belastet, dass diese auf Block gehen, gegenüber dem zweiten Dämpferbauteil 36 um einen Versatz d verschoben werden. Der Versatz d kann das Zentrierspiel in dem Zentrierbereich 38 überbrücken und einen Kontakt zwischen dem ersten und zweiten Dämpferbauteil 32, 36 zur Folge haben.
  • Dieser Kontakt und die senkrecht dazu wirkende Verschiebekraft F zwischen dem ersten und zweiten Dämpferbauteil 32, 36 lösen eine zusätzliche Reibung in dem Drehschwingungsdämpfer 10 aus, die abhängig von Einzelteiltoleranzen der Bauteile ist und vorab schwierig abschätzbar ist.
  • 3 zeigt eine Seitenansicht eines ersten und zweiten Dämpferbauteils 32, 36 eines Drehschwingungsdämpfers 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Das erste Dämpferbauteil 32 ist radial außerhalb von dem zweiten Dämpferbauteil 36 angeordnet und über den Zentrierbereich 38 auf dem zweiten Dämpferbauteil 36 radial zentriert. An einer ersten Umfangsposition 40, die sich umfangsseitig mit dem Federeingriffsmittel 34 überschneidet, weist der Zentrierbereich 38 einen ersten Spaltabstand 42 auf. An einer umfangsseitig zu der ersten Umfangsposition 40 um 90° versetzten zweiten Umfangsposition 44 weist der Zentrierbereich 38 einen zweiten Spaltabstand 46 auf, der größer als der erste Spaltabstand 42 ist. Dadurch kann die zuvor beschriebene Verschiebkraft F eine geringere oder keine Reibkraft zwischen dem ersten und zweiten Dämpferbauteil 32, 36 auslösen. Der Zentrierabstand in dem Zentrierbereich 38 entlang einer der ersten Umfangsposition 40 entsprechenden ersten radialen Achse 48 ist kleiner als entlang einer der zweiten Umfangsposition 44 entsprechenden zweiten radialen Achse 50.
  • An der ersten Umfangsposition ist der erste Spaltabstand 42 und an einer umfangsseitig das zweite Federeingriffsmittel 34 überschneidenden dritten Umfangsposition 52 ein dritter Spaltabstand 54 vorhanden, wobei der zweite Spaltabstand 46 größer als der erste und dritte Spaltabstand 42, 54 ist. Der erste und dritte Spaltabstand 42, 54 sind bevorzugt gleich groß.
  • Bei auf die Federeingriffsmittel 34 einwirkenden ungleichen und die Verschiebekraft F bewirkenden Tangentialkräften kann der entlang der zweiten radialen Achse 50 entstehende radiale Versatz zwischen dem ersten und zweiten Dämpferbauteil 32, 36 über den größeren zweiten Spaltabstand 46 ausgeglichen werden kann. Hingegen kann ein entlang der ersten radialen Achse 48 möglicher Radialversatz geringer sein und damit die Federeingriffsmittel 34 radial genauer festlegen.
  • 4 zeigt einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines ersten und zweiten Dämpferbauteils 32, 36 eines Drehschwingungsdämpfers 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der erste Spaltabstand 42 und zweite Spaltabstand 46 sind über eine von einer Kreisform abweichende Umfangsfläche 56 an dem Innendurchmesser des ersten Dämpferbauteils 32 ausgeführt. Im Bereich des ersten Spaltabstands 42 kann die Umfangsfläche 56 des ersten Dämpferbauteils 32 einen tangential zu der ersten radialen Achse 48 verlaufenden ebenen Zentrierabschnitt 58 aufweisen. Der erste Spaltabstand 42 ist bevorzugt Null.
  • 5 zeigt eine Seitenansicht eines ersten Dämpferbauteils 32, 36 eines Drehschwingungsdämpfers 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der erste Spaltabstand 42 ist über einen umfangsseitig begrenzten Zentrierabschnitt 58, der radial in den Zentrierbereich 38 hineinragt, gebildet. Der Zentrierabschnitt 58 ist bevorzugt als getrenntes Bauteil oder einteilig mit dem ersten Dämpferbauteil 32 ausgeführt. Bevorzugt weist der Zentrierabschnitt 58 an dem ersten Dämpferbauteil 32 wie in 6 dargestellt eine an das radial gegenüberliegende zweite Dämpferbauteil angepasste, abgerundete Zentrierfläche 60 auf.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Drehschwingungsdämpfer
    12
    Zweimassenschwungrad
    14
    Drehachse
    16
    Dämpfereingang
    18
    Federelement
    20
    Dämpferausgang
    22
    Drehmomentbegrenzer
    24
    Drehmomentbegrenzereingang
    26
    Reibbereich
    28
    Drehmomentbegrenzerausgang
    30
    Abtriebsnabe
    32
    erstes Dämpferbauteil
    34
    Federeingriffsmittel
    36
    zweites Dämpferbauteil
    38
    Zentrierbereich
    40
    erste Umfangsposition
    42
    erster Spaltabstand
    44
    zweite Umfangsposition
    46
    zweiter Spaltabstand
    48
    erste radiale Achse
    50
    zweite radiale Achse
    52
    dritte Umfangsposition
    54
    dritter Spaltabstand
    56
    Umfangsfläche
    58
    Zentrierabschnitt
    60
    Zentrierfläche
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102018119505 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Drehschwingungsdämpfer (10) zur Verringerung von Drehschwingungen und zur Drehmomentübertragung, aufweisend ein um eine Drehachse (14) drehbares und über Federeingriffsmittel (34) mit wenigstens einem Federelement (18) drehmomentübertragend verbundenes erstes Dämpferbauteil (32) und ein gegenüber dem ersten Dämpferbauteil (32) verdrehbares, um die Drehachse (14) drehbares und das erste Dämpferbauteil (32) zentriert aufnehmendes zweites Dämpferbauteil (36), wobei radial zwischen dem ersten und zweiten Dämpferbauteil (32, 36) ein Zentrierbereich (38) zur radialen Zentrierung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierbereich (38) an einer ersten Umfangsposition (40) einen ersten Spaltabstand (42) und an einer umfangsseitig zu der ersten Umfangsposition (40) versetzten zweiten Umfangsposition (44) einen zweiten Spaltabstand (46) aufweist, der größer als der erste Spaltabstand (42) ist.
  2. Drehschwingungsdämpfer (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Umfangsposition (40) umfangsseitig mit dem Federeingriffsmittel (34) überschneidet.
  3. Drehschwingungsdämpfer (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Umfangsposition (44) gegenüber der ersten Umfangsposition (40) um 90° versetzt ist.
  4. Drehschwingungsdämpfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erstes Federeingriffsmittel (34) und ein umfangsseitig dazu versetztes zweites Federeingriffsmittel (34) angeordnet ist und an einer das erste Federeingriffsmittel (34) umfangsseitig überschneidenden ersten Umfangsposition (40) der erste Spaltabstand (42) und an einer umfangsseitig das zweite Federeingriffsmittel (34) überschneidenden dritten Umfangsposition (52) ein dritter Spaltabstand (54) vorliegt, wobei der zweite Spaltabstand (46) größer als der erste und dritte Spaltabstand (42, 54) ist.
  5. Drehschwingungsdämpfer (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und dritte Spaltabstand (42, 54) gleich groß ist.
  6. Drehschwingungsdämpfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spaltabstand (42) und zweite Spaltabstand (46) über eine von einer Kreisform abweichende Zentrierfläche gebildet ist.
  7. Drehschwingungsdämpfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spaltabstand (42) über einen umfangsseitig begrenzten Zentrierabschnitt (58), der radial in den Zentrierbereich (38) hineinragt, gebildet ist.
  8. Drehschwingungsdämpfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dämpferbauteil (32) radial außerhalb von dem zweiten Dämpferbauteil (36) angeordnet ist.
  9. Drehschwingungsdämpfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsdämpfer (10) einen Drehmomentbegrenzer (22) mit einem Drehmomentbegrenzereingang (24) und einem mit diesem über einen vorgespannten Reibbereich (26) verbundenen Drehmomentbegrenzerausgang (28) aufweist, wobei das erste Dämpferbauteil (32) einen Drehmomentbegrenzereingang (24) bildet.
  10. Drehschwingungsdämpfer (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Dämpferbauteil (36) der Drehmomentbegrenzerausgang (28) oder ein damit fest verbundenes Bauteil ist.
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