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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung von Torsionsschwingungen, die insbesondere in eine Antriebskette eines Kraftfahrzeugs eingebaut werden kann.
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Aus der Patentanmeldung
FR 3 039 613 ist eine Vorrichtung zur Dämpfung von Torsionsschwingungen bekannt, die eine Torsionsdämpfungsvorrichtung, einen Drehmomentbegrenzer, der sich am Eingang und radial oberhalb der Torsionsdämpfungsvorrichtung befindet, und eine Pendeldämpfungsvorrichtung, die sich axial neben dem Drehmomentbegrenzer befindet, umfasst. Mit diesem Aufbau kann eine zufriedenstellende Dämpfung der Torsionsschwingungen durch die Vorrichtung erhalten werden, er hat jedoch eine hohe Trägheit stromabwärts des Drehmomentbegrenzers, was zu hohen Überdrehmomenten in der Antriebskette führt. Darüber hinaus ist ein derartiger Aufbau schwierig zu montieren und zu warten.
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Das Ziel der Erfindung besteht darin, diese Art Vorrichtung zu verbessern.
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Gegenstand der Erfindung ist somit insbesondere eine Vorrichtung zur Dämpfung von Torsionsschwingungen, insbesondere für eine Fahrzeugantriebskette, die Folgendes aufweist:
- einen Torsionsschwingungsdämpfer, der ein erstes Eingangselement, das mit einer Antriebswelle verbunden sein kann, ein erstes Ausgangselement und mindestens ein zwischen dem ersten Eingangselement und dem ersten Ausgangselement angeordnetes Organ zum Speichern von mechanischer Energie umfasst,
- einen Drehmomentbegrenzer, der eine Reibeinrichtung, zwei Deckel und mindestens ein zweites Verbindungsorgan umfasst, das dazu geeignet ist, die beiden Deckel fest miteinander zu verbinden,
- dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner mindestens ein drittes Verbindungsorgan aufweist, das dazu geeignet ist, das erste Ausgangselement des Torsionsschwingungsdämpfers und mindestens einen der Deckel des Drehmomentbegrenzers drehfest miteinander zu verbinden, wobei das mindestens eine dritte Verbindungsorgan eine Schraube ist.
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Der Torsionsschwingungsdämpfer ist somit fest mit dem Drehmomentbegrenzer verbunden, d. h. mit oder ohne Zwischenstück, wodurch das Drehmoment effizient zwischen den beiden Elementen übertragen werden kann.
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Diese Schraubverbindung zwischen dem Drehmomentbegrenzer und dem Torsionsschwingungsdämpfer ermöglicht eine unabhängige Drehmomentbegrenzer-Unterbaugruppe, was alle Montagevorgänge erleichtert (Steuerung des Rutschmoments, Einlaufen, Auswuchten ...). Der Aufbau ist dann einfacher zu montieren und zu warten.
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Mit diesem Aufbau kann außerdem eine Vorrichtung erhalten werden, die kompakt und besonders für Antriebsketten von Hybridmotoren geeignet ist.
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Mit diesem Aufbau kann außerdem eine besonders zufriedenstellende Dämpfung der Torsionsschwingungen durch die Vorrichtung erhalten werden.
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Bei dem Torsionsschwingungsdämpfer kann es sich um einen beliebigen Dämpfer handeln.
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Der Torsionsschwingungsdämpfer kann ein Zweimassenschwungrad sein. Dieses weist dann Folgendes auf:
- - ein primäres Schwungrad, das das erste Eingangselement bildet, das mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors oder eines Hybridmotors des Fahrzeugs verbunden sein kann,
- - ein sekundäres Schwungrad, das direkt oder indirekt mit dem zweiten Eingangselement des Drehmomentbegrenzers verbunden sein kann,
- - mehrere Organe zur elastischen Rückstellung, die parallel zueinander zwischen dem primären und dem sekundären Schwungrad angebracht sind.
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Das mindestens eine dritte Verbindungsorgan ist dazu geeignet, das erste Ausgangselement des Torsionsschwingungsdämpfers und mindestens einen der Deckel des Drehmomentbegrenzers direkt drehfest miteinander zu verbinden. Die Reibeinrichtung des Drehmomentbegrenzers ist drehfest mit einem zweiten Ausgangselement verbunden, das drehfest mit einer Abtriebswelle verbunden sein kann.
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Der Torsionsschwingungsdämpfer ist somit direkt, d. h. ohne Zwischenstück, fest mit dem Drehmomentbegrenzer verbunden, wodurch eine axial kompakte Vorrichtung erhalten werden kann und Kosten (weniger herzustellende Teile) und Montagezeit eingespart werden können. Einer der Deckel des Drehmomentbegrenzers kann zudem an der Abdichtung des Torsionsschwingungsdämpfers beteiligt sein.
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Der Drehmomentbegrenzer liegt somit so nah wie möglich am Getriebe, wodurch es möglich ist, die Trägheit vor dem Drehmomentbegrenzer und damit das Aufbringen von Überdrehmomenten auf den Drehmomentbegrenzer zu begrenzen.
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Die Reibeinrichtung des Drehmomentbegrenzers umfasst eine Scheibe, die fest mit dem zweiten Ausgangselement verbunden ist. Das elastische Element ist dazu geeignet, einen vorbestimmten axialen Druck auszuüben, so dass ein mit mindestens einem der Deckel fest verbundenes Bauteil auf die Scheibe gepresst wird.
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Als Variante umfasst die Reibeinrichtung des Drehmomentbegrenzers mindestens ein Bauteil und eine Scheibe, die fest mit dem zweiten Ausgangselement verbunden ist. Ein elastisches Element ist dazu geeignet, einen vorbestimmten axialen Druck auszuüben, so dass das Bauteil an die Scheibe gepresst wird.
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Das Bauteil der Reibeinrichtung des Drehmomentbegrenzers ist ein an der Scheibe befestigter Reibbelag.
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Als Variante ist das Bauteil der Reibeinrichtung des Drehmomentbegrenzers ein Reibbelag, der an mindestens einem der Deckel und an einer Antriebsplatte des Drehmomentbegrenzers befestigt ist.
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Die Vorrichtung umfasst außerdem einen zusätzlichen Torsionsschwingungsdämpfer, der zumindest teilweise radial auf das mindestens eine Organ zum Speichern von mechanischer Energie des Torsionsschwingungsdämpfers ausgerichtet ist. Auf diese Weise werden Torsionsschwingungen besonders gut gedämpft, ohne dass sich der axiale und/oder radiale Platzbedarf der Vorrichtung erhöht.
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Der zusätzliche Torsionsschwingungsdämpfer ist ein Pendeldämpfer. Der Pendeldämpfer eignet sich besonders für das Filtern einer Ordnung geeignet.
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Der Pendeldämpfer weist einen um die Achse drehbaren Pendelträger und mindestens eine Pendelmasse auf, die sich relativ zum Pendelträger frei und geführt bewegen kann, wobei das erste Ausgangselement des Torsionsschwingungsdämpfers den Pendelträger bildet. Der axiale Platzbedarf bleibt erhalten. Darüber hinaus können durch die Verwendung des ersten Ausgangselements als Pendelträger Einsparungen bei den Kosten (weniger herzustellende Teile) und bei der Montagezeit der Vorrichtung erreicht werden. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung des ersten Ausgangselements als Pendelträger die Verwendung von Pendelmassen mit einer zufriedenstellenden Dicke. Da die Filterleistungen des Pendeldämpfers insbesondere mit der Masse der Pendelmassen zusammenhängen, ermöglicht die Vorrichtung somit eine effektive Filterung von Ungleichförmigkeiten.
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Das erste Eingangselement des Torsionsschwingungsdämpfers weist mindestens ein erstes Fenster auf, wobei mindestens ein erstes Verbindungsorgan dazu geeignet ist, das erste Eingangselement durch das mindestens eine erste Fenster um eine Drehachse drehfest mit der Antriebswelle zu verbinden,
wobei das zweite Ausgangselement mindestens ein zweites Fenster aufweist, und
wobei das mindestens eine zweite Verbindungsorgan zwischen einer verriegelten Position, in der ein elastisches Element vorgespannt ist, so dass ein vorbestimmter axialer Druck auf die Reibeinrichtung ausgeübt wird, und einer entriegelten Position, in der sich das elastische Element in der Ruhestellung befindet und die Reibeinrichtung drehbar ist, beweglich ist.
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Die Erfindung ermöglicht auch eine einfache Montage und/oder Demontage der Vorrichtung, z. B. bei der Herstellung, bei der Wartung und/oder bei Tests. Das mindestens eine zweite Verbindungselement ist in axialer Richtung zwischen der verriegelten Position und der entriegelten Position beweglich, so dass eine winkelmäßige Neuausrichtung des mindestens einen ersten Fensters auf das mindestens eine zweite Fenster möglich ist. Insbesondere befindet sich das elastische Element in der entriegelten Position in einer Ruhestellung, d. h. es übt keinen axialen Druck auf die Reibeinrichtung, oder insbesondere auf den mindestens einen Belag und auf die Scheibe aus. Die Deckel sind somit relativ zum zweiten Ausgangselement um die Drehachse drehbar, und das zweite Ausgangselement ist somit relativ zum ersten Eingangselement um die Drehachse drehbar. So können die Fenster des ersten Eingangselements und des zweiten Ausgangselements axial perfekt neu ausgerichtet werden, wodurch das mindestens eine erste Verbindungsorgan leicht durch die Fenster geführt werden kann, um das erste Eingangselement fest mit der Antriebswelle, die auch als Kurbelwelle bezeichnet werden kann, zu verbinden. Durch diese einfache Montage/Demontage ist es möglich, das Risiko von Brüchen zu begrenzen und die Zeit zu verringern, in der Arbeitskräfte bei der Wartung der Teile, z. B. in einer Werkstatt, an diesen arbeiten müssen.
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Das mindestens eine zweite Verbindungsorgan ist eine Schraube, die in ein Gewinde eingreift, das an einem der Deckel des Drehmomentbegrenzers ausgebildet ist, wobei die Schraube einen Gewindeschaft aufweist, dessen Gewinde einen axialen Abstand hat, der größer ist als ein axialer Quetschabstand des elastischen Elements.
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Das elastische Element in der Ruhestellung hat einen ersten maximalen axialen Abstand. Das vorgespannte elastische Element hat einen zweiten maximalen axialen Abstand. Der axiale Quetschabstand ist die Differenz zwischen dem ersten maximalen axialen Abstand und dem zweiten maximalen axialen Abstand. Die axiale Länge des Gewindes des Schraubenschafts ist größer als der axiale Quetschabstand. Auf diese Weise kann das mindestens eine zweite Verbindungsorgan mit dem Gewinde der Deckel des Drehmomentbegrenzers in Eingriff sein, so dass das elastische Element in Richtung der Ruhestellung freigegeben wird und dabei die beiden Deckel des Drehmomentbegrenzers drehfest verbunden bleiben. Es ist daher nicht erforderlich, das mindestens eine zweite Verbindungsorgan vollständig abzuschrauben, um die Belastung von dem elastischen Element zu lösen. So kann die winkelmäßige Neuausrichtung zwischen dem mindestens einen zweiten Fenster des zweiten Ausgangselements und dem mindestens einen ersten Fenster und dem mindestens einen ersten Verbindungsorgan des Torsionsschwingungsdämpfers auf einfache Weise ohne vollständige Demontage des Drehmomentbegrenzers erfolgen.
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Der Drehmomentbegrenzer ist trockenlaufend. Der Drehmomentbegrenzer ist außerhalb des Raums angeordnet, in dem das mindestens eine Organ zum Speichern von mechanischer Energie untergebracht ist. Die Anordnung des Drehmomentbegrenzers außerhalb dieses mit Schmiermittel, wie z. B. Fett, gefüllten Raums ermöglicht eine Trockenreibung mit organischen Belägen und einem elastischen Belleville-Dichtungsring, die eine perfekte Funktionssteuerung des Rutschdrehmoments bei minimalem axialen Platzbedarf ermöglicht.
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Der Torsionsschwingungsdämpfer und der Drehmomentbegrenzer sind axial ausgerichtet. D.h., der Torsionsschwingungsdämpfer und der Drehmomentbegrenzer liegen axial nebeneinander. Die axiale Ausrichtung mindestens eines Teils des Torsionsschwingungsdämpfers auf den Drehmomentbegrenzer ermöglicht eine Unterbringung des Drehmomentbegrenzers so nah wie möglich am Ausgang, d. h. am zweiten Ausgangselement, um die Trägheit stromabwärts des Drehmomentbegrenzers zu begrenzen, wodurch Überdrehmomente deutlich eingeschränkt werden. Außerdem ist durch diese Ausrichtung das Hinzufügen eines zusätzlichen Torsionsschwingungsdämpfers möglich, der zumindest teilweise radial auf den Torsionsschwingungsdämpfer ausgerichtet ist.
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Die Vorrichtung enthält kein Lager zwischen dem ersten Eingangselement des Torsionsschwingungsdämpfers und dem zweiten Ausgangselement des Drehmomentbegrenzers. Durch dieses Fehlen eines Lagers können die Herstellungskosten begrenzt und das Risiko einer statischen Unbestimmtheit verringert werden.
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Der Pendeldämpfer kann zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer und dem Begrenzer und in Richtung der Drehmomentübertragung angeordnet sein. Dadurch kann eine Sättigung des Pendeldämpfers vermieden werden, da das azyklische Drehmoment durch den Torsionsschwingungsdämpfer gedämpft wird. Dies ermöglicht also einen besseren Betrieb des Pendeldämpfers.
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Der Pendeldämpfer kann axial von dem Drehmomentbegrenzer versetzt sein.
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Bei einem Überdrehmoment, das auf den Drehmomentbegrenzer ausgeübt wird, kann der Belag bzw. können die Beläge relativ zu den Deckeln gleiten.
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Mindestens ein Teil jedes der beiden Deckel ist axial beabstandet, so dass sie den Belag bzw. die Beläge und die Scheibe des Drehmomentbegrenzers einrahmen. Diese beiden Deckel können sich mit zunehmender Entfernung von der Drehachse einander annähern, bis sie sich berühren. Auf Höhe dieses Kontaktbereichs kann das mindestens eine zweite Verbindungsorgan eine feste Verbindung der beiden Deckel ermöglichen. Diese beiden Deckel können somit radial über den Belag bzw. die Beläge hinaus befestigt sein.
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Der Drehmomentbegrenzer kann auch eine Antriebsplatte aufweisen, die um die Drehachse drehbar ist und sich axial bewegen kann. Die Antriebsplatte kann zwischen den beiden Deckeln angeordnet sein. Die Antriebsplatte kann drehfest mit den beiden Deckeln verbunden sein.
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Der Belag bzw. die Beläge kann/können zwischen der Antriebsplatte und einem der Deckel angeordnet sein.
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Wenn der Drehmomentbegrenzer auf der einen und auf der anderen Seite der Scheibe angeordnete Beläge aufweist, kann jeder an einer Seite der Scheibe und an einer Seite eines der Deckel bzw. einer Seite der Antriebsplatte anliegen.
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Bei einem auf den Drehmomentbegrenzer ausgeübten Überdrehmoment sind die Beläge so angeordnet, dass sie gegenüber den Deckeln und der Antriebsplatte, an denen sie anliegen, gleiten, insbesondere in Drehung gleiten können.
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Das elastische Organ, vorzugsweise ein Belleville-Dichtungsring, kann auch zwischen einem der beiden Deckel und der Antriebsplatte angeordnet sein.
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Das elastische Organ kann an einer Seite der Antriebsplatte anliegen, die zu der Seite dieser Platte entgegengesetzt ist, an der der eine Belag oder die mehreren Beläge anliegen.
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Durch das elastische Organ ist es möglich, die Antriebsplatte mit dem Belag bzw. den Belägen trotz des Verschleißes dieses Belags oder dieser Beläge in Anlage zu halten. Die Vorspannung des elastischen Organs ermöglicht es, stets eine kalibrierte Druckkraft auf die Antriebsplatte auszuüben, was das Einklemmen des Belags bzw. der Beläge zwischen dieser Antriebsplatte und dem Deckel ermöglicht.
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Gegenstand der Erfindung ist auch eine Fahrzeugantriebskette mit einer wie oben beschriebenen Vorrichtung.
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Die Antriebskette kann Teil eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs sein, der einen Hybridmotor oder einen Elektromotor, vorzugsweise einen Hybridmotor, umfassen kann.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Montage und/oder Demontage einer wie oben beschriebenen Vorrichtung, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- - Heranholen des Drehmomentbegrenzers,
- - Führen des Torsionsschwingungsdämpfers,
- - Aufschrauben oder Abschrauben des Drehmomentbegrenzers auf bzw. von dem Torsionsschwingungsdämpfer mit dem mindestens einen dritten Verbindungsorgan.
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Unter „Fahrzeug“ sind Kraftfahrzeuge zu verstehen, die nicht nur Personenfahrzeuge, sondern auch Nutzfahrzeuge umfassen, was insbesondere Lastkraftwagen, Fahrzeuge für den öffentlichen Verkehr oder landwirtschaftliche Fahrzeuge einschließt, aber auch jedes Transportgerät, mit dem ein Lebewesen und/oder ein Gegenstand von einem Punkt zu einem anderen gebracht werden kann.
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Die Erfindung wird beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung, die als nicht einschränkendes Beispiel mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben ist, besser verstanden und weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung klarer. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine Schnittansicht eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Dämpfung von Torsionsschwingungen, wobei sich das mindestens eine zweite Verbindungsorgan in der verriegelten Position befindet.
- - 2 eine Ansicht in einem zweiten Schnitt der Vorrichtung zur Dämpfung von Torsionsschwingungen aus 1.
- - 3 die Schnittansicht von 1, wobei sich das mindestens eine zweite Verbindungsorgan in der entriegelten Position befindet.
- - 4 eine perspektivische Schnittansicht der Vorrichtung zur Dämpfung von Torsionsschwingungen aus 1.
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In den 1 bis 3 ist eine Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Torsionsschwingungen für eine Fahrzeugantriebskette dargestellt, die einen Torsionsschwingungsdämpfer 3 und einen Drehmomentbegrenzer 4 umfasst.
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Der Torsionsschwingungsdämpfer 3 kann ein erstes Eingangselement, ein erstes Ausgangselement, mindestens ein (nicht gezeigtes) erstes Verbindungsorgan und mindestens ein Organ zum Speichern von mechanischer Energie umfassen. Sowohl das erste Eingangselement als auch das erste Ausgangselement sind um eine Drehachse X drehbar. Das erste Eingangselement kann ein primäres Schwungrad 31 sein. Das erste Eingangselement kann mit einer Antriebswelle, auch Kurbelwelle genannt, verbunden sein. Das erste Eingangselement weist mindestens ein erstes Fenster 32, vorzugsweise mehrere erste Fenster 32 auf. Das mindestens eine erste Verbindungsorgan ist dazu geeignet, das primäre Schwungrad 31 drehfest mit der Antriebswelle zu verbinden. Der Torsionsschwingungsdämpfer 3 weist vorzugsweise mehrere erste Verbindungsorgane auf. Der Torsionsschwingungsdämpfer 3 kann so viele erste Verbindungsorgane wie erste Fenster 32 aufweisen. Der Torsionsschwingungsdämpfer 3 weist vorzugsweise mehrere Organe zum Speichern von mechanischer Energie auf, die zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangselement angeordnet sind. Im vorliegenden Beispiel sind die Organe zum Speichern von mechanischer Energie gekrümmte Federn 9, die dem Schwenken des ersten Eingangselements relativ zum ersten Ausgangselement entgegenwirken.
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Bei dem betrachteten Beispiel weist der Torsionsschwingungsdämpfer 3 eine ringförmige Abdeckung 10 auf, die das erste Ausgangselement des Torsionsschwingungsdämpfers 3 bildet. Die Abdeckung 10 kann mindestens zwei Arme aufweisen, die sich ausgehend von dem ringförmigen Hauptkörper der Abdeckung 10 radial erstrecken. Die Federn 9 können zwischen zwei Armen der Abdeckung 10 aufgenommen sein. Die Federn 9 können axial durch das primäre Schwungrad 31 und ein Verbindungsstück 40 und radial durch das primäre Schwungrad 31 und die Abdeckung 10 gehalten sein, so dass sie sich nicht lösen können.
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Alternativ weist der Torsionsschwingungsdämpfer 3 eine ringförmige Abdeckung 10, die das erste Ausgangselement des Torsionsschwingungsdämpfers 3 bildet, und zwei Führungsscheiben auf. Diese beiden Führungsscheiben können auf der einen und auf der anderen Seite der Abdeckung 10 angebracht sein, und in der Abdeckung 10 und in den Führungsscheiben sind Fenster zur Aufnahme der Federn 9 ausgebildet. Außerdem halten die Führungsscheiben diese Federn 9 axial fest, so dass sie sich nicht lösen können.
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Die Federn 9 können in einem zwischen dem ersten Eingangselement und dem Drehmomentbegrenzer 4 definierten Raum untergebracht sein. Dieser Raum kann mit Fett gefüllt sein, um den Betrieb zu erleichtern und die Lebensdauer der Federn 9 zu verlängern. Dieser Raum kann dicht sein. Der Torsionsschwingungsdämpfer 3 kann außerdem eine Dichtungsscheibe 11 aufweisen. Die Dichtungsscheibe 11 kann dazu geeignet sein, die Dichtheit des Raums, der die Federn 9 enthält, herzustellen. Die Dichtungsscheibe 11 kann mit dem Torsionsschwingungsdämpfer 3 und dem Drehmomentbegrenzer 4 in Kontakt stehen. Die Dichtungsscheibe 11 kann eine axiale Zentrierung zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer 3 und dem Drehmomentbegrenzer 4 ermöglichen, indem sie eine Abstützung zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer 3 und dem Drehmomentbegrenzer 4 erzeugt. Ein Gegenlager kann zwischen der Abdeckung 10 und einer am primären Schwungrad 31 vorgesehenen Reibungsscheibe ausgebildet sein.
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Der Drehmomentbegrenzer 4 weist eine Reibeinrichtung auf. Die Reibeinrichtung des Drehmomentbegrenzers 4 kann mindestens ein Bauteil und eine Scheibe 6 umfassen, die drehfest mit dem zweiten Ausgangselement des Drehmomentbegrenzers 4 verbunden ist. Das Bauteil der Reibeinrichtung des Drehmomentbegrenzers 4 kann ein Reibbelag 5 sein, der an der Scheibe befestigt ist. Alternativ kann das Bauteil der Reibeinrichtung des Drehmomentbegrenzers 4 ein Reibbelag 5 sein, der an mindestens einem der Deckel 15 und an einer Antriebsplatte 16 des Drehmomentbegrenzers 4 befestigt ist.
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Das zweite Ausgangselement kann eine Nabe 41 sein. Die Nabe 41 kann mit einer (hier nicht gezeigten) Abtriebswelle verbunden sein, die die Vorrichtung 1 mit einem Getriebe verbinden kann. Diese Nabe 41, die um die X-Achse drehbar ist, kann ein Drehmoment auf eine Abtriebswelle übertragen. Die Nabe 41 kann mindestens ein zweites Fenster 42 aufweisen, vorzugsweise so viele zweite Fenster 42, wie das primäre Schwungrad 31 erste Fenster 32 aufweist. Jedes zweite Fenster 42 ist axial auf ein erstes Fenster 32 ausgerichtet. Jedes zweite Fenster 42 ist dazu geeignet, den Durchgang eines der ersten Verbindungsorgane zu ermöglichen, um die Montage der Vorrichtung an der Antriebskette zu vereinfachen.
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Bei dem betrachteten Beispiel liegt der Drehmomentbegrenzer 4 axial jenseits des Torsionsschwingungsdämpfers 3, und die flache Scheibe 6 des Drehmomentbegrenzers 4 ist durch mehrere Nieten an der Nabe 41 befestigt.
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Die Anordnung des Drehmomentbegrenzers 4 außerhalb des Raums, der Fett enthält und die Federn 9 aufnimmt, ermöglicht einen trockenlaufenden Drehmomentbegrenzer 4. Der trockenlaufende Drehmomentbegrenzer 4 ermöglicht eine Trockenreibung mit organischen Reibbelägen 5, die eine perfekte Funktionssteuerung des Rutschmoments bei minimalem axialen Platzbedarf des Drehmomentbegrenzers 4 ermöglicht.
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Zwei Beläge 5 in Form einer ringförmigen Scheibe mit der Drehachse X sind auf der einen und auf der anderen Seite der Scheibe 6 des Begrenzers angeordnet (ein Belag auf jeder Seite - wobei die Beläge 5 und die Scheibe 6 gegenüberliegende ebene und senkrecht zur Achse X stehende Flächen aufweisen). Die Beläge 5 können an dieser Scheibe 6 befestigt sein, z. B. durch mehrere Nieten. Alternativ können die Beläge 5 an mindestens einem der Deckel 15 und an der Antriebsplatte 16 befestigt sein, vorzugsweise jeweils an einem der Deckel 15, z.B. durch mehrere Nieten.
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Es sei darauf hingewiesen, dass bei dem betrachteten Beispiel anstelle der ringscheibenförmigen Beläge auf der einen und auf der anderen Seite der Scheibe 6 scheibenabschnittförmige Beläge 5 angeordnet sein können.
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Der Drehmomentbegrenzer 4 weist außerdem zwei konzentrische Antriebsdeckel 15 mit der Achse X, die fest miteinander verbunden sind, und die um die Achse X drehbare, axial verschiebbare Antriebsplatte 16, die zwischen den beiden Antriebsdeckeln 15 angeordnet und drehfest mit diesen beiden Deckeln 15 verbunden ist, auf.
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Die Beläge 5 sind zwischen der Antriebsplatte 16 und einem der Antriebsdeckel 15 angeordnet, so dass sie stets an einer Seite eines der Antriebsdeckel 15 und an einer Seite der Antriebsplatte 16 anliegen.
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Bei einem auf den Drehmomentbegrenzer 4 ausgeübten Überdrehmoment sind die Beläge 5 so angeordnet, dass sie in Bezug auf den Antriebsdeckel 15 und die Antriebsplatte 16, an denen sie anliegen, in Drehung gleiten können. Alternativ, wenn die Beläge 5 drehfest mit den Deckeln 15 und der Antriebsplatte 16 verbunden sind, sind sie so angeordnet, dass sie im Falle eines auf den Drehmomentbegrenzer 4 ausgeübten Überdrehmoments in Bezug auf die Scheibe 6, an der sie anliegen, in Drehung gleiten können.
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Bei dem betrachteten Beispiel ist ein elastisches Organ, hier ein Belleville-Dichtungsring 18, axial zwischen dem anderen der beiden Deckel 15 und der Antriebsplatte 16 angeordnet. Der Belleville-Dichtungsring 18 kann an der Seite der Antriebsplatte 16 anliegen, die zu der Seite der Antriebsplatte 16 entgegengesetzt ist, an der der Belag 5 anliegt. Dieser Belleville-Dichtungsring 18 ermöglicht es, die Antriebsplatte 16 mit den Belägen 15 trotz der Abnutzung dieser Beläge 5 in Anlage zu halten. Der Belleville-Dichtungsring 18 ist so vorgespannt, dass er stets einen vorbestimmten axialen Druck auf die Antriebsplatte 16 ausübt, der das Einklemmen der Beläge 5 zwischen dieser Antriebsplatte 16 und dem Deckel 15 ermöglicht. Wenn sich der Belleville-Dichtungsring 18 in der Ruhestellung befindet, übt er einen unzureichenden axialen Druck auf die Antriebsplatte 16 aus, der kein Einklemmen der Beläge 5 zwischen dieser Antriebsplatte 16 und dem Deckel 15 ermöglicht. Die Beläge 5 können dann auch ohne Überdrehmoment in Bezug auf den Deckel 15 frei in Drehung gleiten.
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Bei dem betrachteten Beispiel ist die Baugruppe, die aus den Belägen 5 und der Scheibe 6, an der sie genietet sind, gebildet ist, so angeordnet, dass sie bei einem auf den Drehmomentbegrenzer 4 ausgeübten Überdrehmoment relativ zu den Deckeln 15 und der Antriebsplatte 16 in Drehung gleiten kann.
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Die beiden Deckel 15 umrahmen somit die Beläge 5 und die Scheibe 6, und zunehmender Entfernung von der X-Achse nähern sich diese beiden Deckel 15 einander an, bis sie sich berühren. Auf Höhe dieses Kontaktbereichs ermöglichen mehrere zweite Verbindungsorgane die feste Verbindung der beiden Deckel 15 miteinander. Jedes Organ der mehreren zweiten Verbindungsorgane kann eine Schraube 43 sein. Jede Schraube 43 kann einen Schaft und einen Kopf umfassen. Jede Schraube 43 kann axial zwischen einer verriegelten Position und einer entriegelten Position beweglich sein. In der verriegelten Position ist jede Schraube 43 dazu geeignet, den Belleville-Dichtungsringring 18 vorzuspannen, so dass der vorbestimmte axiale Druck auf die Reibeinrichtung und insbesondere auf den mindestens einen Belag und die Scheibe ausgeübt wird. In der entriegelten Position ist jede Schraube 43 dazu geeignet, die Ruhestellung des Belleville-Dichtungsrings 18 zu ermöglichen, so dass die Scheibe 6 und die Beläge relativ zu den Deckeln 15 bzw. relativ zur Scheibe 6 drehbar sind, ohne dass ein Überdrehmoment übertragen wird. Diese fehlende Belastung ermöglicht eine winkelmäßige Neuausrichtung der mehreren ersten Fenster 32 auf die mehreren zweiten Fenster 42.
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Die beiden Deckel 15 weisen mindestens ein Gewinde 45 auf. Vorzugsweise weisen beide Deckel mehrere Gewinde 45 und insbesondere ein Gewinde 45 pro Schraube 43 auf. Jede Schraube 43 ist für den Eingriff in ein Gewinde 45 geeignet, so dass die beiden Deckel drehfest miteinander verbunden sind. Einer der beiden Deckel 15 weist ein Gewinde 45 auf, das einen axialen Abstand D45 haben kann.
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Wenn sich der Belleville-Dichtungsring 18 in der Ruhestellung befindet, kann er einen ersten maximalen axialen Abstand D18 haben. Der vorgespannte Belleville-Dichtungsring 18 kann einen zweiten maximalen axialen Abstand D19 haben. Der Belleville-Dichtungsring 18 kann einen axialen Quetschabstand haben. Der axiale Quetschabstand ist die Differenz zwischen dem ersten maximalen axialen Abstand D18 und dem zweiten maximalen axialen Abstand D19. Der Schaft der Schraube 43 kann eine axiale Gewindelänge D43 haben, die größer ist als der axiale Quetschabstand des Belleville-Dichtungsrings 18.
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So kann jede Schraube 43 mit dem Gewinde 45 in Eingriff sein, so dass die Verschiebung des Belleville-Dichtungsrings 18 in Richtung Ruhestellung möglich ist und dabei die beiden Deckel 15 des Drehmomentbegrenzers 4 drehfest verbunden bleiben. Es ist also nicht notwendig, die Schrauben 43 vollständig zu lösen, um die Last von dem Belleville-Dichtungsring 18 zu lösen. So kann die winkelmäßige Neuausrichtung zwischen jedem zweiten Fenster 42 der Nabe 41 und jedem ersten Fenster 32 und ersten Verbindungsorganen des Torsionsschwingungsdämpfers 3 auf einfache Weise ohne vollständige Demontage des Drehmomentbegrenzers 4 erfolgen.
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Der axiale Abstand D45 des Gewindes 45 kann größer sein als die axiale Länge D43 des Gewindes des Schafts der Schraube 43. Alternativ kann der axiale Abstand D45 des Gewindes 45 der axialen Länge D43 des Gewindes des Schafts der Schraube 43 entsprechen.
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Die beiden Deckel 15 sind also radial oberhalb der Beläge 5 und axial auf gleicher Höhe fest verbunden, diese beiden Deckel 15 sind drehfest mit dem ersten Ausgangselement des Torsionsschwingungsdämpfers 3, also der Abdeckung 10 verbunden. Das Verbindungsstück 40 kann insbesondere den Drehmomentbegrenzer 4 drehfest mit dem Torsionsschwingungsdämpfer 3 verbinden. Das Verbindungsstück 40 kann einen der Deckel 15 des Drehmomentbegrenzers 4 bilden. So ist einer der Deckel 15, d.h. das Verbindungsstück 40, direkt, d.h. ohne Zwischenstück, drehfest mit der Abdeckung 10 des Torsionsschwingungsdämpfers 3 verbunden. Mit dem Verbindungsstück 40 ist es somit möglich, eine axial kompakte Vorrichtung 1 zu erhalten und Einsparungen bei den Kosten (weniger herzustellende Teile) und bei der Montagezeit zu erzielen. Diese feste Verbindung kann durch mindestens ein drittes Verbindungsorgan 44 und vorzugsweise durch mehrere dritte Verbindungsorgane 44 realisiert werden. Jedes dritte Verbindungsorgan 44 kann eine Schraube sein. Diese Schraubverbindung ermöglicht eine unabhängige Drehmomentbegrenzer-Unterbaugruppe 4, was die Montagevorgänge erleichtert (Steuerung des Rutschmoments, Einlaufen, Auswuchten...). Diese Schraubverbindung ermöglicht ferner eine radiale Zentrierung der Drehmomentbegrenzer-Unterbaugruppe 4 in Bezug auf den Rest der Vorrichtung 1.
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So wird bei dem betrachteten Beispiel das Drehmoment von dem Motorschwungrad 21 auf den Torsionsschwingungsdämpfer 3 und dann über die Abdeckung 10, die das erste Ausgangselement bildet, auf den Drehmomentbegrenzer 4 übertragen, der seinerseits fest mit der Abtriebsnabe 41 verbunden ist.
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Bei dem betrachteten Beispiel ist der Drehmomentbegrenzer 4 über die Scheibe 6 auf die Nabe 41 zentriert.
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Die Vorrichtung 1 kann ferner einen zusätzlichen Torsionsschwingungsdämpfer aufweisen.
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Bei dem zusätzlichen Torsionsschwingungsdämpfer kann es sich um eine oder mehrere in Reihe geschaltete Federn handeln.
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Alternativ kann der zusätzliche Torsionsschwingungsdämpfer ein Pendeldämpfer 2 sein. Der Pendeldämpfer 2 ist zur Dämpfung von Torsionsschwingungen geeignet. Der Pendeldämpfer 2 kann einen Pendelträger 25, der um die X-Achse drehbar ist, und mehrere Pendelmassen 26 umfassen. Dieser Pendeldämpfer 2 kann über den Pendelträger 25 fest mit dem Torsionsschwingungsdämpfer 3 verbunden sein. Insbesondere kann die Abdeckung 10 des Torsionsschwingungsdämpfers 3 den Pendelträger 25 bilden. Dieser Pendeldämpfer 2 kann zumindest teilweise radial auf den Torsionsschwingungsdämpfer 3 ausgerichtet sein.
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Bei dem betrachteten Beispiel liegt der Pendeldämpfer 2 auf dem Weg, den das Drehmoment nimmt.
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Bei dem betrachteten Beispiel ist der Pendeldämpfer 2 zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer 3 und dem Drehmomentbegrenzer 4 und in Richtung der Drehmomentübertragung angeordnet.
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Bei dem betrachteten Beispiel ist der Pendeldämpfer 2 radial unter den Federn 9 angeordnet.
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Bei dem dargestellten Beispiel ist der Pendeldämpfer 2 in dem Raum untergebracht, der die Federn 9 enthält. Somit kann das in dem Raum enthaltene Fett außerdem den Pendeldämpfer 2 schmieren.
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Die Pendelmassen 26, die am Umfang des Pendelträgers 25 angebracht sind, können sich in Bezug auf diesen Träger frei bewegen und dabei von diesem geführt werden.
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Die Pendelmassen 26 werden im Betrieb jeweils in eine Pendelbewegung versetzt und umfassen zwei Teile 27, die axial auf der einen und auf der anderen Seite des Pendelträgers 25 angebracht und durch zwei Streben 28 miteinander verbunden sind, die jeweils eine Öffnung des Pendelträgers 25 durchdringen. Eine Rolle 29 wirkt mit zwei Rollbahnen zusammen, die jeweils in einer Öffnung eines Teils 27 der Pendelmasse 26 ausgebildet sind, und mit einer dritten Rollbahn, die durch den Rand einer Öffnung des Pendelträgers 25 gebildet ist, die sich von den Öffnungen des Pendelträgers, die für die Streben vorgesehen sind, unterscheidet.
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Alternativ wirkt die Rolle 29 mit einer an der Strebe 28 ausgebildeten Rollbahn und mit einer zweiten Rollbahn zusammen, die durch den Rand der Öffnung des Pendelträgers 25 gebildet ist, die für die Strebe vorgesehen ist.
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In jedem dieser Fälle können mehrere Rollen 29 für jede Pendelmasse 26 vorgesehen sein.
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Vorzugsweise sind die Pendelmasse 26 und die Beläge 5 des Drehmomentbegrenzers 4 axial versetzt.
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Als Reaktion auf die Torsionsschwingungen bzw. Drehungleichförmigkeiten bewegt sich jede Pendelmasse 26 so, dass ihr Schwerpunkt pendelartig schwingt.
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Bei dem betrachteten Beispiel sind die Pendelmassen 26 und die Beläge 5 axial versetzt und können sich bei Betrachtung der Vorrichtung 1 längs der X-Achse teilweise überlappen.
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Die Bewegungsbereiche der Pendelmassen 26 oder der Beläge 5 sind die Gesamtheit der Positionen, die von diesen Pendelmassen und Belägen eingenommen werden.
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Die Pendelmassen 26 beschreiben alle denselben Bewegungsbereich, wobei sich dieser Bewegungsbereich axial und teilweise mit dem von den Belägen 5 beschriebenen Bewegungsbereich überlappt. In bestimmten Ausgestaltungen der Vorrichtung 1 gibt es mindestens eine Achse parallel zur X-Achse, die sowohl durch einen Belag 5 als auch durch eine Pendelmasse 26 verläuft.
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Die Vorrichtung 1 enthält kein Lager zwischen dem primären Schwungrad 31 des Torsionsschwingungsdämpfers 3 und der Nabe 41 des Drehmomentbegrenzers 4. Durch dieses Fehlen von Lagern ist es möglich, die Herstellungskosten und das Risiko der statischen Unbestimmtheit zu begrenzen. Die Lager sind für die Vorrichtung 1 nicht erforderlich, da diese bereits Zentriermittel aufweist. Der Drehmomentbegrenzer 4 wird durch die Nabe 41 zentriert. Darüber hinaus kann das Verbindungsstück 40 einen Absatz 40a aufweisen, der so ausgelegt ist, dass er ein geringes Spiel mit dem Inneren der Nabe 41 hat, so dass das Verbindungsstück 40 in Bezug auf die Nabe 41 und damit in Bezug auf den Drehmomentbegrenzer 4 radial zentriert wird. Darüber hinaus gewährleistet eine Scheibe die radiale Zentrierung zwischen dem Primärteil des Torsionsschwingungsdämpfers 3 und dem Verbindungsstück 40.
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Wenn eine Bedienperson die Vorrichtung 1 zusammenbauen möchte, nimmt sie den Torsionsschwingungsdämpfer 3 und den Drehmomentbegrenzer. Dann baut sie den Torsionsschwingungsdämpfer 3 und den Drehmomentbegrenzer 4 zusammen. Dazu schraubt sie den Drehmomentbegrenzer 4 über die dritten Verbindungsorgane 44 an den Torsionsschwingungsdämpfer 3. Dann bewegt sie die Schrauben 43 von der verriegelten in die entriegelte Position, um die ersten und zweiten Fenster 32, 42 axial auszurichten, wie insbesondere in 4 zu sehen ist. Dann bewegt sie die Schrauben 43 aus der entriegelten Position in die verriegelte Position, so dass der Drehmomentbegrenzer in die optimale Betriebsposition gebracht wird. Danach kann die Bedienperson den Deckel des Torsionsschwingungsdämpfers 3 an das primäre Schwungrad 31 schweißen. Zu diesem Zeitpunkt bilden der Torsionsschwingungsdämpfer 3 und der Drehmomentbegrenzer 4 eine einzige Unterbaugruppe. Schließlich kann eine neue Bedienperson auf einem Montageband die Vorrichtung 1 mithilfe der ersten Verbindungsorgane, die durch die ersten und zweiten Fenster verlaufen, an der Antriebswelle befestigen.
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Die Schritte sind mit Ausnahme des ersten Schritts dieselben, wenn es darum geht, eine Wartungsarbeit an der Vorrichtung 1 durchzuführen.
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Die Erfindung ist nicht auf die soeben beschriebenen Beispiele beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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