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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleich von Schwingungen an einem Druckübersetzer. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kupplungsglocke mit einem Druckübersetzer und mit einer derartigen Vorrichtung zum Ausgleich von Schwingungen.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 196 28 618 A1 ist ein hydraulischer Druckübersetzer mit einem primärseitigen Kolben und mit einem über eine Kolbenstange mit dem primärseitigen Kolben starr verbunden sekundärseitigen Kolben bekannt, wobei der sekundärseitige Kolben aus dem Gehäuse herausgeführt ist und wobei das Gehäuse in einem Durchtrittsbereich des sekundärseitigen Kolbens mit einem Flansch zur Befestigung an einem Verbraucher versehen ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 44 44 381 A1 ist eine Betätigungseinrichtung für ein Stellglied mit einer Leitung bekannt, die zu einem Gehäuse führt und einer Leitung, die zu einem Arbeitszylinder des Stellglieds führt, wobei das Gehäuse durch einen Stufenkolben und einen Schleppkolben in einen Zylinderraum, in einen Ringraum und einen Hochdruckraum unterteilt ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2013 222 528 A1 ist ein Druckübersetzer für eine hydraulische Strecke zwischen einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder in Form eines deckelfesten Ausrückers bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Übertragung von Schwingungen, insbesondere im Betrieb einer mit dem Druckübersetzer ausgestatteten Kupplung, zu verhindern.
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Die Aufgabe ist bei einer Vorrichtung zum Ausgleich von Schwingungen an einem Druckübersetzer dadurch gelöst, dass dem Druckübersetzer zwei elastisch verformbare Schwingungsausgleichselemente zugeordnet sind. Der Druckübersetzer ist vorzugsweise in einem Kupplungssystem, insbesondere einem Doppelkupplungssystem, zwischen einem Nehmerzylinder und einem Geberzylinder beziehungsweise einer Pumpe angeordnet. Besonders bevorzugt ist der Druckübersetzer in einer Kupplungsglocke montiert. Der Druckübersetzer ist vorzugsweise direkt an den Kupplungsnehmerzylinder angeschlossen. Um bei einer Kupplungsbetätigung eine unerwünschte Weitergabe von Schwingungen zu verhindern, werden zwei elastisch verformbare Schwingungsausgleichselemente verwendet, die vorzugsweise beim Einbau vorgespannt werden. Durch die Schwingungsausgleichselemente werden Bewegungen des Druckübersetzers in allen drei Raumrichtungen ermöglicht. Dadurch wird sicher verhindert, dass die im Betrieb am Kupplungsnehmerzylinder auftretenden Schwingungen durch den Druckübersetzer übertragen werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsausgleichselemente als Wellfedern ausgeführt sind. Die Wellfedern haben vorzugsweise im Wesentlichen die Gestalt von Kreisringscheiben, die in Umfangsrichtung gewellt sind. Die Wellfedern sind zum Beispiel aus einem Federstahlblech gebildet.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Schwingungsausgleichselement zwischen einer Kupplungsglocke und einem Flanschkörper des Druckübersetzers angeordnet ist. Das vorzugsweise als Wellfeder ausgeführte erste Schwingungsausgleichselement ist im eingebauten Zustand vorteilhaft zwischen der Kupplungsglocke und dem Flanschkörper vorgespannt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Schwingungsausgleichselement zwischen dem Flanschkörper des Druckübersetzers und einem Deckel angeordnet ist, der an der Kupplungsglocke befestigt ist. Das vorzugsweise ebenfalls als Wellfeder ausgeführte zweite Schwingungsausgleichselement ist im eingebauten Zustand vorteilhaft zwischen dem Flanschkörper des Druckübersetzers und dem Deckel vorgespannt. Der Deckel schließt vorzugsweise das ganze System mit dem Druckübersetzer und den Schwingungsausgleichselementen in der Kupplungsglocke ab.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Deckel zwei Stifte vorgesehen sind, die sich an den Schwingungsausgleichselementen vorbei mit Spiel durch Durchgangslöcher in dem Flanschkörper des Druckübersetzers hindurch erstrecken. Die Stifte ermöglichen eine Positionierung und eine Verdrehsicherung bei der Montage der Vorrichtung zum Ausgleich von Schwingungen. Dabei sind die Stifte vorzugsweise so mit der Größe der Durchgangslöcher abgestimmt, dass die vorab beschriebenen Relativbewegungen zum Ausgleich der Schwingungen bewusst zugelassen werden. Die beiden Stifte sind, bezogen auf eine Gehäuselängsachse des Druckübersetzers, vorzugsweise radial außerhalb der Schwingungsausgleichselemente angeordnet. Die Durchgangslöcher in dem Flanschkörper des Druckübersetzers haben vorzugsweise einen Innendurchmesser, der größer als ein Außendurchmesser der Stifte ist. Das Spiel zwischen den Stiften und den Durchgangslöchern ist vorzugsweise so bemessen, dass der Druckübersetzer pendelartige Schwingungen in der Größenordnung von einem Millimeter in der Kupplungsglocke ausführen kann. Durch die Kombination der Schwingungsausgleichselemente mit dem Deckel und den Stiften wird eine schwimmende Lagerung des Druckübersetzers in der Kupplungsglocke ermöglicht
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher in radial nach außen abstehenden Ohren des Flanschkörpers des Druckübersetzers vorgesehen sind. Der Flansch hat im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisringscheibe, von der radial außen die beiden Ohren abstehen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher für die Stifte auf unterschiedlichen Durchmesserlinien angeordnet sind. Die Durchgangslöcher für die Stifte sind somit nicht kollinear angeordnet. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine Verwirklichung des Poka-Yoke-Prinzips ermöglicht, wodurch die Montage vereinfacht wird.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsglocke zwei Sacklöcher zur Aufnahme von freien Enden der Stifte aufweist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine Positionierung des Deckels mit den Schwingungsausgleichselementen und dem Flanschkörper des Druckübersetzers bei der Montage an der Kupplungsglocke ermöglicht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsausgleichselemente im eingebauten Zustand so vorgespannt sind, dass sich der Druckübersetzer in allen Raumrichtungen begrenzt bewegen beziehungsweise taumeln kann. Zu diesem Zweck ist der Druckübersetzer vorteilhaft mit dem Flanschkörper zwischen den vorgespannten Schwingungsausgleichselementen eingespannt, die vorzugsweise als Wellfedern ausgeführt sind.
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Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Schwingungsausgleichselement, einen Druckübersetzer, einen Flanschkörper und/oder einen Deckel für eine vorab beschriebene Vorrichtung zum Ausgleich von Schwingungen. Die genannten Teile sind separat handelbar.
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Die Erfindung betrifft auch eine Kupplungsglocke mit einem Druckübersetzer und mit einer vorab beschriebenen Vorrichtung zum Ausgleich von Schwingungen.
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Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Kupplungssystem, insbesondere ein Doppelkupplungssystem, mit einem Kupplungsnehmer, an den ein Druckübersetzer mit einer vorab beschriebenen Vorrichtung zum Ausgleich von Schwingungen direkt angeschlossen ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Kupplungssystems mit einem Druckübersetzer und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schwingungsausgleich im Halbschnitt;
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2 das Kupplungssystem aus 1 im Längsschnitt;
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3 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts III aus 2;
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4 eine Explosionsdarstellung der Vorrichtung aus den 1 bis 3 in einem perspektivischen Halbschnitt;
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5 eine Explosionsdarstellung der Vorrichtung aus den 1 bis 4;
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6 eine weitere Explosionsdarstellung der Vorrichtung aus einem anderen Blickwinkel;
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7 einen Deckel der Vorrichtung aus den 1 bis 6 in der Draufsicht und
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8 einen Druckübersetzer der Vorrichtung aus den 1 bis 6 in der Draufsicht.
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In den 1 bis 6 ist ein Kupplungssystem 1 mit einer Kupplungsglocke 3 und einem Druckübersetzer 5 perspektivisch in verschiedenen Ansichten dargestellt. Durch einen Pfeil 8 ist ein Anschluss des Druckübersetzers 5 an eine Pumpe angedeutet. Durch einen Pfeil 9 ist ein Anschluss des Druckübersetzers 5 an einen Kupplungsnehmerzylinder angedeutet, der verkürzt auch als Kupplungsnehmer bezeichnet wird.
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Bei dem Kupplungssystem 1 handelt es sich vorzugsweise um ein Doppelkupplungssystem. Bei einer Kupplungsbetätigung durch ein Kupplungspedal kann der Kupplungsnehmer pendelartige Schwingungen von bis zu einem Millimeter ausführen. Diese Schwingungen werden durch eine Vorrichtung 10 zum Ausgleich von Schwingungen ausgeglichen. Der Druckübersetzer 5 ist zusammen mit der Vorrichtung 10 zum Ausgleich von Schwingungen direkt in die Kupplungsglocke 3 eingebaut. Dadurch kann der Platz in der Kupplungsglocke 3 optimal ausgenutzt werden.
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In 1 sind durch Doppelpfeile 11 bis 15 und 23 im eingebauten Zustand des Druckübersetzers 5 fünf mögliche Bewegungen zum Schwingungsausgleich angedeutet, die durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Vorrichtung 10 zum Ausgleich von Schwingungen ermöglicht werden. Der Druckübersetzer 5 umfasst ein Gehäuse 16 mit einem Nachlaufanschluss 17.
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Das Gehäuse 16 des Druckübersetzers 5 umfasst darüber hinaus einen Flanschkörper 18, der zur Darstellung der Vorrichtung 10 zum Ausgleich von Schwingungen mit einem Deckel 19 und zwei Schwingungsausgleichselementen 51, 52 kombiniert ist.
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Zwischen dem Gehäuse 16 des Druckübersetzers 5 und der Kupplungsglocke 3 sind Freiräume oder Spielräume vorgesehen, um die vorab beschriebenen Ausgleichsbewegungen zum Ausgleich der Schwingungen zu ermöglichen.
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An dem Deckel 19 sind zwei Stifte 21, 22 befestigt, die sich im eingebauten Zustand der Vorrichtung 10 zum Ausgleich von Schwingungen an den Schwingungsausgleichselementen 51, 52 vorbei und durch Durchgangslöcher 26, 27 in dem Flanschkörper 18 des Druckübersetzers 5 hindurch erstrecken. Die Durchgangslöcher 26, 27 sind in Ohren 28, 29 vorgesehen, die radial nach außen von dem Flanschkörper 18 des Druckübersetzers 5 abstehen.
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Der Flanschkörper 18 des Druckübersetzers 5 hat im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisringscheibe, von dem die beiden Ohren 28, 29 mit den Durchgangslöchern 26, 27 abstehen. Die Ohren 28, 29 sind einstückig mit dem Flanschkörper 18 verbunden. Der Flanschkörper 18 des Druckübersetzers 5 ist mit Hilfe der Schwingungsausgleichselemente 51, 52 schwimmend in der Kupplungsglocke 3 gelagert.
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Der Deckel 19 schließt die Kupplungsglocke 3 mit dem Druckübersetzer 5 und der Vorrichtung 10 zum Ausgleich von Schwingungen in den 1 und 2 nach oben ab. Ein Anschlussstutzen zum Anschluss der Pumpe (8 in 1) erstreckt sich durch ein zentrales Durchgangsloch in dem Deckel 19.
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Die Stifte 21 und 22, die von dem Deckel 19 ausgehen, sind mit freien Enden in Sacklöchern 41, 42 aufgenommen, die in der Kupplungsglocke 3 ausgespart sind. Die Durchgangslöcher 26, 27 in dem Flanschkörper 18 haben ein ausreichendes Spiel zu den Stiften 21, 22, um die vorab beschriebenen Ausgleichsbewegungen des Flanschkörpers 18 mit dem Druckübersetzer 5 zu ermöglichen.
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Der Deckel 19 ist mit insgesamt vier Schrauben 31, 32 an der Kupplungsglocke 3 befestigt. Die Schrauben 31, 32 sind durch Durchgangslöcher 33, 34 in dem Deckel 19 hindurch geführt und in Sacklöcher 35, 36 mit einem entsprechenden Innengewinde in der Kupplungsglocke 3 eingeschraubt.
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In 1 sieht man, dass in der Kupplungsglocke 3 eine Aussparung 38 für ein (nicht dargestelltes) Anschlusskabel vorgesehen ist. Bei dem Anschlusskabel handelt es sich zum Beispiel um ein Strom- und/oder Sensorkabel.
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In 6 sieht man, dass in der Kupplungsglocke 3 auch eine Aussparung 39 für einen Sensor und eine Aussparung 40 für den Nachlaufanschluss 17 des Druckübersetzers 5 vorgesehen ist. Die Größe der Aussparungen 38 bis 40 ist so bemessen, dass der Druckübersetzer 5, insbesondere zusammen mit dem Kupplungsnehmer, die vorab beschriebenen Ausgleichsbewegungen ausführen kann.
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In 7 sieht man, dass die Stifte 21, 22 nicht auf einer gemeinsamen Durchmesserlinie angeordnet sind. Die Stifte 21, 22 sind bezogen auf eine Durchmesserlinie des Deckels 19 nicht kollinear.
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In 8 sieht man, dass die Durchgangslöcher 26, 27 bezogen auf eine Durchmesserlinie des Flanschkörpers 18 des Druckübersetzers 5 ebenfalls nicht kollinear angeordnet sind.
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Die nicht kollineare Anordnung der Stifte 21, 22 sowie der Durchgangslöcher 26 und 27 vereinfacht die Montage des Druckübersetzers 5 in der Kupplungsglocke 3 nach dem Poka-Yoke-Prinzip.
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In dem in 1 dargestellten Einbauzustand des Druckübersetzers 5 ist der Flanschkörper 18 des Druckübersetzers 5 zwischen den Schwingungsausgleichselementen 51 und 52 eingespannt. Durch diese schwimmende Lagerung und die vorab beschriebenen Freiräume zwischen dem Gehäuse 16 und des Druckübersetzers 5 und der Kupplungsglocke 3 mit den Aussparungen 38 bis 40 sowie die Durchmesserunterschiede zwischen den Stiften 21, 22 und den Durchgangslöchern 26 und 27 werden auf einfache Art und Weise dreidimensionale Bewegungen des Druckübersetzers 5 relativ zu der Kupplungsglocke 3 ermöglicht. Dementsprechend werden Schwingungen des direkt mit dem Druckübersetzer 5 verbundenen Kupplungsnehmers durch die Schwingungsausgleichselemente 51 und 52 der Vorrichtung 10 zum Ausgleich von Schwingungen absorbiert.
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In den 3 bis 6 sieht man, dass eine Schmutzschutzeinrichtung 50 radial innerhalb des Schwingungsausgleichselements 52 zwischen dem Flanschkörper 18 des Druckübersetzers 5 und dem Deckel 19 angeordnet ist. Bei der Schmutzschutzeinrichtung 50 handelt es sich zum Beispiel um ein Gummielement, das ein unerwünschtes Eindringen von Schmutz zwischen dem Flanschkörper 18 und dem Deckel 19 in das Kupplungssystem 1 verhindert.
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3 verdeutlicht das Arbeitsprinzip der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 von Schwingungen mit den beiden Schwingungsausgleichselementen 51 und 52. Der einen starren Körper darstellende Flansch 18 an dem Druckübersetzer 5 liegt im Einbauzustand so zwischen den beiden vorgespannten Schwingungsausgleichselementen 51, 52, die als Wellfeder ausgeführt sind, dass der Flanschkörper 18 den Freiheitsgrad hat, sich in sechs dimensionale Richtungen leicht bewegen zu können, wie in 3 durch Pfeile 61 bis 68 und ein räumliches Koordinatensystem 70 mit entsprechenden Pfeilen angedeutet ist.
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Durch den an der Kupplungsglocke 3 befestigten Deckel 19 mit den Stiften 21 und 22 werden die Bewegungen 61 bis 68 des Flanschkörpers 18 gesteuert und begrenzt, zum Beispiel insbesondere durch entsprechende Berechnung und Auslegung der Vorspannkraft der Schwingungsausgleichselemente 51 und 52.
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Die Ausführung der Schwingungsausgleichselemente 51, 52 als Wellfedern liefert unter anderem den Vorteil, dass sie, insbesondere im Vergleich zu konventionellen Spiraldruckfedern, deutlich weniger Bauraum in axialer Richtung benötigen. Dennoch kann mit den Wellfedern 51, 52 eine gute Dämpfungswirkung erzielt werden.
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Im Einbauzustand werden die beiden Schwingungsausgleichselemente 51, 52 durch die Verschraubung mit den Schrauben 31, 32 und den beiden weiteren nicht näher bezeichneten Schrauben so vorgespannt, dass sich das Gehäuse 16 beziehungsweise der Druckübersetzer 5 gegen die Vorspannkraft der Schwingungsausgleichselemente 51, 52 noch leicht bewegen, gleiten und/oder taumeln kann beziehungsweise können.
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Durch die Bewegungen 61 bis 68 wird ein unerwünschtes Übertragen von im Betrieb des Kupplungssystems 1 auftretenden Schwingungen unterbunden. Dabei sind die Schwingungsausgleichselemente 51, 52 vorzugsweise so ausgeführt und ausgelegt, dass sie pendelartige Bewegungen 61 bis 68 bis zu maximal einem Millimeter ermöglichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungssystem
- 3
- Kupplungsglocke
- 5
- Druckübersetzer
- 8
- Pfeil
- 9
- Pfeil
- 10
- Vorrichtung zum Ausgleich von Schwingungen
- 11
- Doppelpfeil
- 12
- Doppelpfeil
- 13
- Doppelpfeil
- 14
- Doppelpfeil
- 15
- Doppelpfeil
- 16
- Gehäuse
- 17
- Nachlaufanschluss
- 18
- Flanschkörper
- 19
- Deckel
- 21
- Stift
- 22
- Stift
- 23
- Doppelpfeil
- 26
- Durchgangsloch
- 27
- Durchgangsloch
- 28
- Ohr
- 29
- Ohr
- 31
- Schraube
- 32
- Schraube
- 33
- Durchgangsloch
- 34
- Durchgangsloch
- 35
- Sackloch
- 36
- Sackloch
- 38
- Aussparung
- 39
- Aussparung
- 40
- Aussparung
- 41
- Sackloch
- 42
- Sackloch
- 50
- Schmutzschutzeinrichtung
- 51
- Schwingungsausgleichselement
- 52
- Schwingungsausgleichselement
- 61
- Pfeil
- 62
- Pfeil
- 63
- Pfeil
- 64
- Pfeil
- 65
- Pfeil
- 66
- Pfeil
- 67
- Pfeil
- 68
- Pfeil
- 70
- Koordinatensystem
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19628618 A1 [0002]
- DE 4444381 A1 [0002]
- DE 102013222528 A1 [0002]
