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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer zur Drehschwingungsdämpfung in einem um eine Drehachse Ad drehbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer Primärmasse, einer relativ zur Primärmasse begrenzt verdrehbaren Sekundärmasse, einer zwischen der Primärmasse und der Sekundärmasse einsitzenden und in einer Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse Ad sich ersteckenden und in einem Federkanal einsitzenden Federeinrichtung, wobei die Sekundärmasse eine Abtriebsnabe und einen seriell zur Federeinrichtung wirksam angeordneten und als Rutschkupplung ausgebildeten Drehmomentbegrenzer aufweist und der Drehmomentbegrenzer zwei ringförmige Seitenscheiben und eine zumindest teilweise zwischen diesen aufgenommene, axial eingespannte ringförmige und in die Federeinrichtung formschlüssig eingreifende Zwischenscheibe aufweist.
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Bei derartigen Drehschwingungsdämpfern weist die Abtriebsnabe Montagebohrungen auf, durch die die Schrauben geführt werden können, über die die Primärmasse des Drehschwingungsdämpfers an dem Abtriebsflansch der Kurbelwelle verschraubt wird. Sobald der Drehmomentbegrenzer im Falle einer Überlast einmal aktiviert wurde, ist die Abtriebsnabe gegenüber der Primärmasse dauerhaft verdreht. Die axiale Flucht der Montagebohrungen in der Abtriebsnabe zu den Kurbelwellenflanschschrauben ist fortan nicht mehr gegeben. Ein fortgesetzter Betrieb des Drehschwingungsdämpfers ist zwar unproblematisch. Sollte allerdings im Zuge von zukünftigen Reparaturarbeiten eine Demontage des Drehschwingungsdämpfers von dem Kurbelwellenflansch nötig sein, so ist dies infolge der nicht mehr gegebenen axialer Flucht der Montagebohrungen zu den Kurbelwellenflanschschrauben nur noch mit einem erhöhten Aufwand möglich. Gegebenenfalls ist eine zerstörungsfreie Demontage nicht mehr möglich. Aus der
DE 10 2020 100 314 A1 ist ein Drehschwingungsdämpfer mit einem und als Rutschkupplung ausgebildeten Drehmomentbegrenzer bekannt. Bei dem Drehschwingungsdämpfer kann die Abtriebsnabe durch eine axial gerichtete Ausrückkraft entgegen ein Federvorspannelement axial ausgerückt werden und anschließend gegenüber dem Rest der Sekundärmasse umfänglich verdreht werden. Dennoch erscheint dies unpraktikabel für den Werkstattalltag, zumal ggf. ein Werkzeug vorgehalten werden muss, um die Federspannung aufzuheben und währenddessen die Abtriebsnabe mit einer Drehung zu beaufschlagen. Es besteht weiterhin ein Bedürfnis Drehschwingungsdämpfer in dem beschriebenen Aspekt zu verbessern.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehschwingungsdämpfer wartungsfreundlicher aufzubauen. Der Drehschwingungsdämpfer soll kostengünstiger und einfacher aufgebaut sein.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch einen Drehschwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Eine Ausführungsform betrifft einen Drehschwingungsdämpfer zur Drehschwingungsdämpfung in einem um eine Drehachse drehbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer Primärmasse, einer relativ zur Primärmasse begrenzt verdrehbaren Sekundärmasse, einer zwischen der Primärmasse und der Sekundärmasse einsitzenden und in einer Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse Ad sich ersteckenden und in einem Federkanal einsitzenden Federeinrichtung, wobei die Sekundärmasse eine Abtriebsnabe und einen seriell zur Federeinrichtung wirksam angeordneten und als Rutschkupplung ausgebildeten Drehmomentbegrenzer aufweist und der Drehmomentbegrenzer zwei ringförmige Seitenscheiben und eine zumindest teilweise zwischen diesen aufgenommene, axial eingespannte ringförmige und in die Federeinrichtung formschlüssig eingreifende Zwischenscheibe aufweist und die Abtriebsnabe derart mehrteilig aufgebaut ist, dass ein Massering der Ausgangsnabe drehmomentübertragend mit den zwei ringförmigen Seitenscheiben verbunden ist und ein Nabenteil der Ausgangsnabe von einer von der Primärmasse abgewandten Axialseite in den Massenring über eine umfängliche Mitnahmeverzahnung formschlüssig eingesetzt ist.
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Der Drehschwingungsdämpfer kann als Zweimassenschwungrad ausgeführt sein und kann in einem Antriebsstrang des Fahrzeugs angeordnet sein. Der Antriebsstrang kann ein Hybridantriebsstrang sein. Die Drehschwingungen in dem Antriebsstrang können durch einen Verbrennungsmotor entstehen.
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Der Drehschwingungsdämpfer kann einer Drehmomentübertragungsvorrichtung, beispielsweise einer Kupplung, insbesondere einer nassen oder trockenen Doppelkupplung oder einer nassen oder trockenen Anfahrkupplung, oder einem Drehmomentwandler oder einem Hybridmodul, insbesondere mit einer KO-Kupplung, zugeordnet sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann vor der Drehmomentübertragungsvorrichtung wirksam angeordnet sein.
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Der Federkanal, in dem die Federanordnung aufgenommen ist, kann mit einem Schmiermittel gefüllt sein. Das Schmiermittel kann ein Schmieröl oder ein Schmierfett sein. Der Federkanal kann eine den Innenraum zumindest abschnittsweise begrenzende Tellerfedermembran aufweisen. Die Tellerfedermembran kann sekundärmasseseitig angeordnet sein und an einem primärmasseseitigen Bauteil begrenzt bewegbar mit einer axialen Vorspannkraft anliegen. Die Federanordnung kann eine Bogenfeder enthalten. Die Federanordnung kann über eine Gleitschale radial abgestützt aufgenommen sein. Es können umfangsseitig mehrere Bogenfedern angeordnet sein.
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Die Rutschkupplung kann dazu ausgelegt sein, bei Überschreitung des maximalen Übertragungsdrehmoments zwischen der Primärmassen und der Sekundärmasse eine relative Verdrehung zwischen den zwei ringförmige Seitenscheiben einerseits und der Zwischenscheibe andererseits zu bewirken und dadurch das Übertragungsdrehmoment zu begrenzen. Die reibschlüssige Verbindung der Rutschkupplung kann bei Überschreitung des maximalen Übertragungsdrehmoments selbsttätig zumindest teilweise aufgehoben und auf die Übertragung eines maximalen Übertragungsdrehmoments beschränkt sein.
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Die Abtriebsnabe teilt sich strukturell betrachtet in den Massering und das Nabenteil auf. Der Massering ist im Wesentlichen das Nabenteil radial umgebend positioniert. Zur definierten axialen Positionierung von Nabenteil zu Massering kann ein in radialer Richtung sich überlappender Bereich beider Bauteile vorgesehen sein. Die Mitnahmeverzahnung kann insbesondere zur gezielten Zentrierung des Nabenteils innerhalb des Masserings ausgebildet sein, um gute Rundlaufeigenschaften zur erzielen. Die Mitnahmeverzahnung kann durch eine Außenverzahnung des Nabenteils und eine korrespondierende Innenverzahnung des Masserings gebildet sein. Das Nabenteil kann ohne großen Aufwand in axialer Richtung von dem Massenring abgezogen werden. Durch die Mehrteiligkeit der Abtriebsnabe hat das Nabenteil eine für den Werkstattalltag handhabbares Gewicht. Bei abgezogenem Nabenteil besteht freier Zugriff auf die Kurbelwellenflanschschrauben. Es ist bei abgezogenem Nabenteil nicht mehr erforderlich die durch einen Überlastfall ausgelöste Relativverdrehung zwischen Primärmasse und Abtriebsnabe wieder rückgängig zu machen, bevor der gesamte Drehschwingungsdämpfer demontiert werden kann. Infolge der abgezogenen Nabenteils besteht in jeder Relativverdrehposition freier Zugriff auf die Kurbelwellenflanschschrauben. Die Demontierbarkeit des Drehschwingungsdämpfer mit integriertem Drehmomentbegrenzer ist in jeden Fall gewährleistet.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des Drehschwingungsdämpfers ist das Nabenteil an eine rechtwinklig zu einer zylindrischen Aufnahmebohrung verlaufende Anlageschulter des Massenrings angesetzt. Über die Anlageschulter ist eine gute und definierte Axiallage des Nabenteils relativ zu dem Massering gewährleistet. Die zylindrische Aufnahmebohrung stellt sicher, dass sich das Nabenteil nicht gegenüber dem bzw. in dem Massenring verklemmen kann, so dass ein händisches Abziehen des Nabenteils in dem beschriebenen Reparaturfall einfach möglich ist. In einer konkreten Ausgestaltung kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine axiale Tiefe eines in der Aufnahmebohrung einsitzenden Halteabschnitts des Nabenteils im Wesentlichen einer axialen Tiefe der Aufnahmebohrung entspricht. Dies schafft einen möglichst homogenen Aufbau und Zusammenbau von Massering und Nabenteil.
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Dies ist insbesondere bei einer bevorzugten Ausgestaltung von Vorteil, bei der die Abtriebsnabe ein ringförmiges Abdeckblech aufweist, das gegenüber dem Massering festgelegt ist und nach radial innen ragend das Nabenteil zumindest teilweise überdeckt. Das Abdeckblech kann aus einem Stahlblech gefertigt sein. Das Abdeckblech dient vorteilhafterweise der Aufnahme und der Abstützung von Axialkräften, die während des normalen Betriebs des Drehschwingungsdämpfer oder einem Überlastfall auf das Nabenteil wirken. Das Abdeckblech muss hierbei nicht zwingend in der Lage sein eine derart große Gegenkraft auszubringen, dass in jeder Betriebssituation keine axiale Bewegung zwischen Massenring und Nabenteil möglich ist. Zweckmäßigerweise kann eine gewisse axiale Bewegung zugelassen werden und des Abdeckblech dazu ausgelegt sein, bei einem Nachlassen der Axialkraft das Nabenteil wieder vollständig gegen die Anlageschulter zu beaufschlagen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des Drehschwingungsdämpfers ist vorgesehen, dass das ringförmige Abdeckblech über mehrere umfänglich verteilt angeordnete Befestigungsspangen gegenüber dem Massering gehalten ist. Über die Befestigungsspangen kann dem Abdeckblech eine gewisse Elastizität aufgeprägt werden, die insbesondere die zuvor beschriebene axiale Nachgiebigkeit ermöglicht. Insbesondere ist bevorzugt aber vorgesehen, dass das ringförmige Abdeckblech über die Befestigungsspangen lösbar gegenüber dem Massering gehalten ist. Hierbei ist es insbesondere zweckmäßig, wenn das Abdeckblech zerstörungsfrei von dem Massenring lösbar ist und anschließend wieder montiert werden kann. Denkbar ist hier allerdings, dass vor einer erneuten Montage des Abdeckblechs die Befestigungsspangen vollständig oder teilweise gegen Neuteile ersetzt werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des Drehschwingungsdämpfers ist vorgesehen, dass die zwei ringförmigen Seitenscheiben durch mehrere radial innerhalb der Zwischenscheibe angeordnete Verbindungselemente fest miteinander verbunden sind. Die Verbindungselemente können beispielsweise als Nietelemente ausgeführt sein. Es können umfänglich mehrere Verbindungselemente vorgesehen sein. Insbesondere sind die mehreren Befestigungsspangen zumindest im Wesentlichen in einem gleichen Umfangsbereich wie die Verbindungselemente angeordnet, wobei mindestens sechs gleichmäßig über den Umfang verteilte Befestigungsspangen vorgesehen sind.
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Weiterhin wird die angegebene Aufgabe durch ein Verfahren zum Demontieren eines Drehschwingungsdämpfers mit wenigstens einem der zuvor angegebenen Merkmale gelöst. Dabei weist die Primärmasse erste Durchgangsbohrungen zum Einführen von Kurbelwellenflanschschrauben auf und die Abtriebsnabe weist fluchtend jeweils zu den Durchgangsbohrungen ausrichtbare Durchgangsöffnungen zum axialen Durchführen der Kurbelwellenflanschschrauben zum Verschrauben der Primärmasse mit einem Kurbelwellenflansch auf. Ein Lösen der Verschraubung zwischen Primärmasse und Kurbelwellenflansch erfolgt bei nicht fluchtend jeweils zueinander ausgerichteten Durchgangsbohrungen und Durchgangsöffnungen, indem das die Durchgangsöffnungen aufweisende Nabenteil der Abtriebsnabe gegenüber dem Masseteil der Abtriebsnabe in axialer, von der Primärmasse wegzeigender Richtung abgezogen wird. Insbesondere erfolgt das Abziehen des Nabenteils von dem Masseteil nach einem Lösen und Entfernen des Abdeckblechs von dem Masseteil.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1: eine schematische Schnittansicht eines Drehschwingungsdämpfers;
- 2: eine schematische Axialansicht des Drehschwingungsdämpfers gemäß 1 und
- 3: eine Befestigungsspange.
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Der in 1 am Beispiel eines Zweimassenschwungrads für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gezeigte Drehschwingungsdämpfer 10 weist eine Primärmasse 12 auf, zu der eine Sekundärmasse 14 über eine als Bogenfederanordnung ausgestaltetes und mit einem Schmiermittel geschmierte Federeinrichtung 16 begrenzt verdrehbar gekoppelt ist. Eine Drehung des Drehschwingungsdämpfers 10 an sich und eine begrenzte relative Verdrehung der Primärmasse 12 und der Sekundärmasse 14 zueinander erfolgen um eine Drehachse Ad. Die Primärmasse 12 weist eine radial verlaufende Schwungscheibe 18 auf, von der eine rohrförmige Überdeckung 20 in axialer Richtung absteht und die Federeinrichtung 16 radial außen überdeckt. Weiterhin ist ein Deckelelement 32 vorgesehen, das in einem radial äußeren Bereich von einer Axialseite die Federeinrichtung 16 abdeckt. Das Deckelelement 32 über eine Tellerfedermembran 28 nach radial innen gedichtet, so dass ein abgedichteter Raum zur Aufnahme des Schmiermittels gebildet ist. Die Federeinrichtung 16 ist in einem radial äußeren Bereich innerhalb der Primärmasse 12, der Überdeckung 20 und des Deckelelements 20 in einem im Wesentlichen kreiszylindrischen und als Bogenfederkanals 24 bezeichneten Bauraum gehalten. Ferner ist zu erkennen, dass die Primärmasse 12 eine in dem Bogenfederkanal 24 einsitzende Gleitschale 38 aufweist. Die Gleitschale 38 liegt im Wesentlichen vollständig in dem Schmiermittel, das in dem Bogenfederkanal 24 bis zu dem Füllstand 28 bevorratet ist.
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Die Federeinrichtung 16 kann zwei Bogenfedern 30 umfassen. Jede der Bogenfedern 30 umspannt in diesem Fall einen Umfangswinkel von knapp 180°, wie auch anhand der 2 nachvollzogen werden kann. In der 1 ist eine der Bogenfedern 30 zu erkennen, wobei in der Schnittansicht radial oben ein Endwindungsbereich in Umfangsrichtung gegen einen in radialer Richtung nach außen ragenden Flanschflügel 36 der Sekundärmasse 14 anliegt und hierüber die Sekundärmasse 14 beaufschlagt werden kann. Die Sekundärmasse 14 weist eine Abtriebsnabe 22 und einen seriell zur Federeinrichtung 16 wirksam angeordneten und als Rutschkupplung ausgebildeten Drehmomentbegrenzer 26 auf. Der Drehmomentfluss in einer Betriebssituation des Drehschwingungsdämpfer 10 erfolgt demnach von der Primärmasse 12 zu dem Drehmomentbegrenzer 26 der Sekundärmasse 14 und weiter zu der Abtriebsnabe 22 der Sekundärmasse 14.
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Der radial zwischen die Endwindungsbereich der Bogenfedern 30 eingreifende Flanschflügel 36 gehört strukturell zu dem Drehmomentbegrenzer 26 und wird durch die radial gerichtete Fortsetzung einer Zwischenscheibe 34 des Drehmomentbegrenzers 26 gebildet. Der Drehmomentbegrenzer 26 weist zudem zwei ringförmige Seitenscheiben 40, 42 auf, wobei die Zwischenscheibe 34 zumindest teilweise zwischen den Seitenscheiben 40, 42 axial eingespannt ist. Die zwei ringförmigen Seitenscheiben 40, 42 sind durch mehrere radial innerhalb der Zwischenscheibe 34 angeordnete Verbindungselemente 58 fest miteinander verbunden. Die Verbindungselemente 58 können als Vernietungen ausgeführt sein. Hierdurch wird die Zwischenscheibe 34 zwischen den beiden Seitenscheiben 40, 42 geklemmt. Die Zwischenscheibe 34 kann folglich nach Überwinden eines Losbrechmoments gegenüber den beiden Seitenscheiben 40, 42 relativ gedreht werden. Diese Relativdrehung der Zwischenscheibe 34 zwischen den beiden Seitenscheiben 40, 42 bildet die Funktionen einer Rutschkupplung zur Drehmomentbegrenzung, was vorliegend allerdings nicht detaillierter beschrieben werden muss.
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Die Abtriebsnabe 22 ist vorliegend mehrteilig ausgeführt. Strukturell umfasst die Abtriebsnabe 22 einen Massering 44 und ein Nabenteil 46. Der Massering 44 ist drehmomentübertragend mit den zwei ringförmigen Seitenscheiben 40, 42 verbunden und das Nabenteil 46 ist von einer von der Primärmasse 12 abgewandten Axialseite in den Massenring 44 über eine umfängliche Mitnahmeverzahnung 48 formschlüssig eingesetzt. Über die Mitnahmeverzahnung 48 ist das Nabenteil 46 drehmomentübertragend mit dem Massering 44 verbunden. Die Mitnahmeverzahnung 48 ist vorliegend durch eine Außenverzahnung des Nabenteils 46 und eine korrespondierende Innenverzahnung des Masserings 44 gebildet. Wie vorliegend dargestellt, kann der Massering 44 über die Verbindungselemente 58 mit den Seitenscheiben 40, 42 fest verbunden sein. Das Nabenteil 46 ist an eine rechtwinklig zu einer zylindrischen Aufnahmebohrung 50 verlaufende Anlageschulter 64 des Massenrings 44 angesetzt. Eine axiale Tiefe eines in der Aufnahmebohrung 50 einsitzenden Halteabschnitts 52 des Nabenteils 46 kann im Wesentlichen einer axialen Tiefe der Aufnahmebohrung 50 entsprechen. Das Nabenteil 46 bildet mehrere über den Umfang verteilte axiale Durchgangsöffnungen 60 aus, zum axialen Einführen von Kurbelwellenflanschschrauben zum Verschrauben der Primärmasse 12 mit einem Kurbelwellenflansch. Korrespondierend zu den Durchgangsöffnungen 60 weist die Primarmasse 12 axiale Durchgangsbohrungen 62 auf, in den die Kurbelwellenflanschschrauben in ihrem verschraubten Zustand einsitzen und den Drehschwingungsdämpfer 10 über die Primärmasse 12 an dem Kurbelwellenflansch halten. In einem Ausgangszustand des Drehschwingungsdämpfers 10 fluchten die Durchgangsöffnungen 60 und die Durchgangsbohrungen 62 jeweils axial miteinander. Nach Auftreten eines Überlastfalls und ausgelöster Relativverdrehung zwischen Primärmasse 12 und Abtriebsnabe 22 besteht keine axiale Flucht mehr zwischen den Durchgangsöffnungen 60 und den Durchgangsbohrungen 62. Um beispielsweise in einem Reparaturfall weiterhin Zugriff zu den Kurbelwellenflanschschrauben zu haben, weist die Abtriebsnabe 22 ein ringförmiges Abdeckblech 54 auf. Das Abdeckblech 54 kann demontieren werden, so dass anschließend das Nabenteil 46 aus dem Masseteil 44 herausgezogen werden kann. Hiernach besteht freier Zugriff auf die Kurbelwellenflanschschrauben.
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Das ringförmige Abdeckblech 54 ist gegenüber dem Massering 44 festgelegt und überdeckt nach radial innen ragend das Nabenteil 46 zumindest teilweise. Das Abdeckblech 54 ist über mehrere umfänglich verteilt angeordnete Befestigungsspangen 56 gegenüber dem Massering 44 gehalten. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Abdeckblech 54 über die Befestigungsspangen 56 lösbar gegenüber dem Massering 44 gehalten ist.
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Die 2 zeigt eine schematische Axialansicht des Drehschwingungsdämpfers 10 zur Verdeutlichung der Lage des Abdeckblechs 54. Das Abdeckblech 54 ist nur in der oberen Hälfte des Drehschwingungsdämpfer 10 dargestellt und in der unteren Hälfte ausgeblendet. Das Deckelelement 32 ist in der unteren Hälfte teilweise ausgeblendet. Es sind vorliegend sechs Befestigungsspangen 56 vorgesehen, von denen lediglich vier dargestellt sind. Die Befestigungsspangen 56 sind zumindest im Wesentlichen in einem gleichen Umfangsbereich wie die Verbindungselemente 58 angeordnet.
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Die 3 zeigt als Einzelheit eine Befestigungsspange 56.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Drehschwingungsdämpfer
- 12
- Primärmasse
- 14
- Sekundärmasse
- 16
- Federeinrichtung
- 18
- Schwungscheibe
- 20
- Überdeckung
- 22
- Abtriebsnabe
- 24
- Federkanal
- 26
- Drehmomentbegrenzer
- 28
- Tellerfedermembran
- 30
- Bogenfeder
- 32
- Deckelelement
- 34
- Zwischenscheibe
- 36
- Flanschflügel
- 38
- Gleitschale
- 40
- Seitenscheibe
- 42
- Seitenscheibe
- 44
- Massering
- 46
- Nabenteil
- 48
- Mitnahmeverzahnung
- 50
- Aufnahmebohrung
- 52
- Halteabschnitt
- 54
- Abdeckblech
- 56
- Befestigungsspange
- 58
- Verbindungselement
- 60
- Durchgangsöffnung
- 62
- Durchgangsbohrung
- 64
- Anlageschulter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102020100314 A1 [0002]
