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Die Erfindung betrifft ein Ausgleichselement für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solches Ausgleichselement zum Ausgleichen von Toleranzen eines Abstands zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil einer Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise der
EP 1 304 289 B1 als bekannt zu entnehmen. Das Ausgleichselement wird auch als Toleranzausgleichselement bezeichnet und ist beispielsweise als Toleranzausgleichshülse oder Toleranzausgleichsbuchse ausgebildet. Dabei weist das Ausgleichselement eine eine Durchgangsrichtung aufweisende Durchgangsöffnung für eine Schraube auf, mittels welcher das erste Bauteil am zweiten Bauteil befestigbar ist. Unter der Durchgangsrichtung ist zu verstehen, dass die Durchgangsöffnung entlang der Durchgangsrichtung durchgängig ist, sodass die Schraube entlang der Durchgangsrichtung in die Durchgangsöffnung eingesteckt und durch die Durchgangsöffnung hindurchgesteckt werden kann. Infolge des Durchsteckens der Schraube durch die Durchgangsöffnung durchdringt die Schraube die Durchgangsöffnung und somit das Ausgleichselement, sodass die Schraube beispielsweise diesseits des Ausgleichselements über ihren Schraubenkopf am ersten Bauteil zumindest mittelbar abgestützt ist und jenseits des Ausgleichselements in ein am zweiten Bauteil vorgesehenes Gewinde eingeschraubt werden kann.
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Das Ausgleichselement weist ferner eine senkrecht zur Durchgangsrichtung verlaufende Abstützfläche auf, an welcher das erste Bauteil abstützbar ist. Ferner weist das Ausgleichselement ein erstes Gewinde zum Verschrauben des Ausgleichselements mit einem am zweiten Bauteil vorgesehenen und mit dem ersten Gewinde korrespondierenden, zweiten Gewinde auf. Mit anderen Worten ist es möglich, das Ausgleichselement über das erste Gewinde und das zweite Gewinde mit dem zweiten Bauteil zu verschrauben, wodurch das Ausgleichselement am zweiten Bauteil befestigbar ist. Da ferner das erste Bauteil über die Abstützfläche am Ausgleichselement abgestützt werden kann, kann das erste Bauteil unter Vermittlung des Ausgleichselements am zweiten Bauteil abgestützt werden. Dabei kann das erste Bauteil mittels des Ausgleichselements in einem Abstand zum zweiten Bauteil gehalten werden. Mittels des ersten Gewindes und des zweiten Gewindes werden Relativdrehungen zwischen dem Ausgleichselement und dem zweiten Bauteil in translatorische Relativbewegungen zwischen dem Ausgleichselement und dem zweiten Bauteil umgewandelt, wodurch der zuvor genannte Abstand zwischen den Bauteilen bedarfsgerecht eingestellt werden kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ausgleichselement der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass das Ausgleichselement stabiler ist und Kräfte und Drehmomente besser übertragen kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Ausgleichselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Ausgleichselement der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass das Ausgleichselement stabiler ist und Kräfte und Drehmomente besser übertragen werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Ausgleichselement einen ersten Längenbereich aufweist, in welchem das als Innengewinde ausgebildete erste Gewinde angeordnet ist. Ferner weist das Ausgleichselement einen dem ersten Längenbereich in Durchgangsrichtung vorweggehenden, gewindelosen zweiten Längenbereich auf, in welchem Abstützelemente angeordnet sind, welche an einer außenumfangsseitigen Mantelfläche der Schraube abstützbar sind und in die Durchgangsöffnung hineinragen.
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Bezogen auf eine Steckrichtung, in die die Schraube in die Durchgangsöffnung eingesteckt und durch die Durchgangsöffnung hindurchgesteckt wird, um die Schraube mit einem korrespondierenden, am zweiten Bauteil vorgesehenen Gewinde zu verschrauben, folgt der erste Längenbereich dem zweiten Längenbereich. Die Abstützelemente sind sogenannte Nasen, mit denen die Schraube zusammenwirken kann, sodass die Nasen (Abstützelemente) einen Widerstand für die Schraube darstellen, wodurch das Ausgleichselement definiert und bedarfsgerecht, insbesondere relativ zu den Bauteilen, positioniert werden kann. Dadurch, dass das erste Gewinde als Innengewinde ausgebildet ist und aufgrund des Einsatzes der Abstützelemente kann eine besonders vorteilhafte Stabilität des Ausgleichselements realisiert werden. Ferner kann eine besonders vorteilhafte Übertragung von Kräften und Drehmomenten dargestellt werden. Außerdem ist das Ausgleichselement besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig zu montieren. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Ausgleichselement besonders kostengünstig hergestellt werden kann. Gleichzeitig können Toleranzen des Abstands mittels des Ausgleichselements kompensiert, das heißt ausgeglichen werden.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass herkömmliche, aus dem Stand der Technik bekannte Ausgleichselemente gegenüber thermischen Beanspruchungen und Schwingungen nicht dauerfest sind. Bei dem erfindungsgemäßen Ausgleichselement ist nun jedoch eine solche Dauerfestigkeit realisierbar, da insbesondere eine verbesserte und vorteilhafte Geometrie des Ausgleichselements geschaffen werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 ausschnittweise eine schematische Schnittansicht einer Halteanordnung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil einer Verbrennungskraftmaschine, bei welcher ein Ausgleichselement zum Ausgleichen von Toleranzen eines Abstands zwischen den Bauteilen zum Einsatz kommt;
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2 ausschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht der Halteanordnung;
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3 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht einer Anordnung des Ausgleichselements an dem zweiten Bauteil;
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4 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht des Ausgleichselements; und
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5 eine schematische Schnittansicht des Ausgleichselements.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Schnittansicht eine Halteanordnung eines im Ganzen mit 10 bezeichneten Abgasturboladers an einem Gehäuseelement 12 einer Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens. Der Abgasturbolader 10 umfasst ein Lagergehäuse 14, welches im Rahmen der Halteanordnung an dem Gehäuseelement 12 gehalten und insbesondere abgestützt ist. Dabei ist der Abgasturbolader über das Lagergehäuse 14 und ein Stützelement 16 am Gehäuseelement 12 abgestützt, wobei das Stützelement 16 als separat von dem Lagergehäuse 14 und separat von dem Gehäuseelement 12 ausgebildetes Bauteil ausgebildet ist. Das Gehäuseelement 12 ist beispielsweise ein Kurbelgehäuse der Verbrennungskraftmaschine, welche als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist und eine Abtriebswelle aufweist. Über die Abtriebswelle stellt die Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben des beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens bereit, wobei die beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle an dem Kurbelgehäuse (Gehäuseelement 12) um eine Drehachse relativ zu dem Gehäuseelement 12 drehbar gelagert ist.
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Vorliegend ist das Lagergehäuse 14 ein erstes Bauteil der Verbrennungskraftmaschine, wobei das Stützelement 16, welches auch als Stütze bezeichnet wird, ein zweites Bauteil der Verbrennungskraftmaschine ist. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist das Stützelement 16 in einem unteren ersten Bereich an dem Gehäuseelement 12 verbunden und dabei in dem ersten Bereich beispielsweise mit dem Gehäuseelement 12 verschraubt. In einem in Fahrzeughochrichtung über dem unteren Bereich angeordneten, zweiten oberen Bereich ist das Stützelement 16 mit dem Lagergehäuse 14 verbunden, indem das Stützelement 16 beispielsweise mit dem Lagergehäuse 14 verschraubt ist.
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Bei der Halteanordnung kommt ein besonders gut aus 2 erkennbares Ausgleichselement 18 zum Ausgleichen von Toleranzen eines Abstands zwischen dem ersten Bauteil (Lagergehäuse 14) und dem zweiten Bauteil (Gehäuseelement 12) zum Einsatz. Zu solchen Toleranzen des Abstands kommt es beispielsweise aufgrund von fertigungsbedingten Toleranzen des ersten Bauteils und/oder des zweiten Bauteils. Wie besonders gut in Zusammenschau mit 2 erkennbar ist, weist das Ausgleichselement 18 eine Durchgangsöffnung 20 auf, welche eine in 2 durch einen Doppelpfeil 22 veranschaulichte Durchgangsrichtung aufweist. Dies bedeutet, dass die Durchgangsöffnung 20 und somit das Ausgleichselement 18 insgesamt entlang der Durchgangsrichtung durchgängig sind, sodass eine bei der Halteanordnung ebenfalls zum Einsatz kommende Schraube 24 entlang der Durchgangsrichtung in die Durchgangsöffnung 20 und somit in das Ausgleichselement 18 eingesteckt und insbesondere durch die Durchgangsöffnung 20 und somit durch das Ausgleichselement 18 hindurchgesteckt werden kann. Zum Herstellen der Halteanordnung, welche eine Abstützanordnung ist, wird die Schraube 24 in eine mit der Durchgangsrichtung zusammenfallende und in 2 durch einen Pfeil 26 veranschaulichte Steckrichtung in die Durchgangsöffnung 20 eingesteckt und durch die Durchgangsöffnung 20 hindurchgesteckt.
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Auch das Lagergehäuse 14 weist eine Durchgangsöffnung 28 auf, deren Durchgangsrichtung mit der Durchgangsrichtung der Durchgangsöffnung 20 zusammenfällt, sodass die Schraube 24 im Rahmen der Herstellung der Halteanordnung entlang der Steckrichtung durch die Durchgangsöffnungen 20 und 28 hindurchgesteckt wird, sodass die Schraube 24 über ihren Schraubenkopf 30 diesseits des Ausgleichselements 18 zumindest mittelbar und vorliegend direkt am Lagergehäuse 14 abgestützt wird und jenseits des Ausgleichselements 18 aus diesem herausragt.
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Dabei ist aus 2 besonders gut erkennbar, dass das Ausgleichselement 18 nach Art beziehungsweise in Form einer Hülse beziehungsweise einer Buchse ausgebildet ist, sodass das Ausgleichselement 18 auch als Toleranzausgleichshülse oder Toleranzausgleichsbuchse bezeichnet wird.
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Die Schraube 24 weist einen einstückig mit dem Schraubenkopf 30 ausgebildeten Schaft 32 auf, durch welchen ein Außengewinde 34 der Schraube 24 gebildet ist. Dabei weist das Stützelement 16 eine Schrauböffnung 36 auf, in welcher ein mit dem Außengewinde 34 korrespondierendes Innengewinde 38 angeordnet ist. Da die Schraube 24 jenseits des Ausgleichselements 18 aus diesem herausragt, kann die Schraube 24 über ihr Außengewinde 34 in das korrespondierende Innengewinde 38 eingeschraubt und somit mit dem Stützelement 16 verschraubt werden, sodass – da die Schrauben 24 über ihren Schraubenkopf 30 am Lagergehäuse 14 abgestützt wird – das Lagergehäuse 14 mittels der Schraube 24 mit dem Stützelement 16 verbunden und vorliegend verschraubt wird.
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Das Ausgleichselement 18 weist ferner wenigstens eine zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Durchgangsrichtung der Durchgangsöffnung 20 verlaufende Abstützfläche 40 auf, an welcher das Lagergehäuse 14 abstützbar beziehungsweise im Rahmen der Halteanordnung abgestützt ist. Ferner weist das Ausgleichselement 18 ein erstes Gewinde 42 zum Verschrauben des Ausgleichselements 18 mit einem am Stützelement 16 vorgesehenen und mit dem ersten Gewinde 42 korrespondierenden, zweiten Gewinde 44 auf.
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Um nun eine besonders hohe Stabilität des Ausgleichselements 18 zu realisieren sowie eine besonders vorteilhafte Übertragung von Kräften und Drehmomenten mittels des Ausgleichselements 18 darstellen zu können, wobei das Ausgleichselement 18 gleichzeitig besonders einfach montiert und kostengünstig hergestellt werden kann, weist das Ausgleichselement 18 einen ersten Längenbereich 46 auf, in welchem das erste Gewinde 42 angeordnet ist, wobei das erste Gewinde 42 als Innengewinde 48 ausgebildet ist. Ferner weist das Ausgleichselement 18 einen in Durchgangsrichtung dem ersten Längenbereich 46 vorweggehenden, zweiten Längenbereich 50 auf, in welchem besonders gut aus 4 erkennbare Abstützelemente 52 angeordnet sind, die an einer außenumfangsseitigen Mantelfläche 54 der Schraube 24, insbesondere des Schafts 32, abstützbar beziehungsweise im Rahmen der Halteanordnung abgestützt sind und in die Durchgangsöffnung 20 hineinragen.
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Ferner ist die Durchgangsöffnung 20 im zweiten Längenbereich 50 gewindelos ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Durchgangsöffnung 20 im zweiten Längenbereich 50 kein Gewinde aufweist. Bezogen auf die Steckrichtung, in die die Schraube 24 durch das Ausgleichselement 18 hindurchgesteckt wird, folgt der erste Längenbereich 46 auf den zweiten Längenbereich 50, sodass die Schraube 24, wenn sie durch die Durchgangsöffnung 20 durchgesteckt wird, zunächst durch den zweiten Längenbereich 50 und daran anschließend durch den ersten Längenbereich 46 hindurchgesteckt wird. Da das erste Gewinde 42 als Innengewinde 48 ausgebildet ist, ist das mit dem ersten Gewinde 42 korrespondierende, zweite Gewinde 44 als Außengewinde 56 ausgebildet. Das Ausgleichselement 18 kann über die Gewinde 42 und 44 mit dem Stützelement 16 verschraubt werden, indem das Ausgleichselement 18 relativ zu dem Stützelement 16 gedreht wird, während die Gewinde 42 und 44 zusammenwirken. Durch Drehen des Ausgleichselements 18 relativ zum Stützelement 16 werden mittels der Gewinde 42 und 44 die Relativdrehungen zwischen dem Ausgleichselement 18 und dem Stützelement 16 in translatorische Relativbewegungen zwischen dem Ausgleichselement 18 und dem Stützelement 16 umgewandelt, wodurch das Ausgleichselement 18 bedarfsgerecht in unterschiedliche Positionen beziehungsweise Stellungen relativ zu dem Stützelement 16 translatorisch bewegt werden kann.
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Damit einher gehen Bewegungen der Abstützfläche 40 relativ zum Stützelement 16. Durch Abstützen des Lagergehäuses 14 an der Abstützfläche 40 ist das Lagergehäuse 14 unter Vermittlung des Ausgleichselements 18 am Stützelement 16 abgestützt. Dadurch, dass das Ausgleichselement 18 auf die beschriebene Weise relativ zum Stützelement 16 bewegt und dadurch positioniert werden kann, und dadurch, dass infolge des Abstützens des Lagergehäuses 14 am Ausgleichselement 18 das Lagergehäuse 14 mittels des Ausgleichselements 18 in einem Abstand zu dem Stützelement 16 gehalten wird, können Toleranzen des Abstands ausgeglichen werden, indem das Ausgleichselement 18 auf die beschriebene Weise relativ zum Stützelement 16 positioniert wird. Die Abstützelemente 52 wirken dabei als kleine Nasen, die mit der Schraube 24, insbesondere mit der außenumfangsseitigen Mantelfläche 54 der Schraube 24, zusammenwirken und somit für die Schraube 24, insbesondere bei deren Verschraubung, einen Widerstand entgegenbringen, wodurch das Ausgleichselement 18 definiert positioniert werden kann. Hierbei kann beispielsweise das Ausgleichselement 18 über die Abstützelemente 52 reibschlüssig mit der Schraube 24 zusammenwirken, sodass das Abstützelement 52 mit der Schraube 24 mitgedreht wird. Dadurch kann das Abstützelement entsprechend positioniert werden. Kommt beispielsweise das Abstützelement in Stützanlage mit dem Lagergehäuse 14 oder mit dem Stützelement 16, so wird der Reibschluss beispielsweise überwunden, und die Schraube 24 kann relativ zum Ausgleichselement 18 gedreht und dabei beispielsweise mit dem Innengewinde 38 verschraubt werden.
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3 zeigt das über die Gewinde 42 und 44 auf das Stützelement 16 aufgeschraubte Ausgleichselement 18. Aus 4 ist besonders gut erkennbar, dass durch die Abstützelemente 52 eine in Umfangsrichtung der Durchgangsöffnung 20 verlaufende Wellenform gebildet ist, wobei die Abstützelemente 52 Wellenberge der Wellenform darstellen, und wobei zwischen den Wellenbergen Wellentäler der Wellenform angeordnet sind.
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Insbesondere ist es möglich, dass das Außengewinde 34 und das Innengewinde 38 eine erste Gangrichtung aufweisen, wobei die Gewinde 42 und 44 eine der ersten Gangrichtung entgegengesetzte, zweite Gangrichtung aufweisen. Beispielsweise sind das Außengewinde 34 und das Innengewinde 38 als Rechtsgewinde ausgebildet, wobei die Gewinde 42 und 44 beispielsweise als Linksgewinde ausgebildet sind. Ferner ist es möglich, dass das Ausgleichselement 18 über die Abstützelemente 52 reibschlüssig mit der Schraube 24 zusammenwirkt, sodass, wenn die Schraube 24 durch den zweiten Längenbereich 50 hindurchgesteckt wird beziehungsweise ist und relativ zum Stützelement 16 gedreht wird, das Ausgleichselement 18 infolge des Reibschlusses mit der Schraube 24 mitgedreht wird. Wird die Schraube 24 beispielsweise in eine solche Drehrichtung gedreht, in die die Schraube 24 gedreht werden muss, um die Schraube 24 mit dem Innengewinde 38 zu verschrauben, so wird das Ausgleichselement 18 vom Stützelement 16 beziehungsweise das Gewinde 42 vom Gewinde 44 ausgeschraubt, da die Gangrichtung der Gewinde 42 und 44 entgegengesetzt zur Gangrichtung des Außengewindes 34 und des Innengewindes 38 ist. Dies erfolgt beispielsweise so lange, bis die Abstützfläche 40 in Stützanlage mit dem Lagergehäuse 14 kommt. Dann kann die Schraube 24 über das Außengewinde 34 und das Innengewinde 38 eingeschraubt werden, sodass schließlich das Lagergehäuse 14 mittels der Schraube 24 und über das Ausgleichselement 18 fest am Stützelement 16 abgestützt werden kann.
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Besonders gut aus 5 ist erkennbar, dass es bei der in den Fig. gezeigten Ausführungsform vorgesehen ist, dass der erste Längenbereich 46 einstückig mit dem zweiten Längenbereich 50 und den Abstützelementen 52 ausgebildet ist. Somit weist das Ausgleichselement 18 eine Kronenform auf. Alternativ dazu ist es denkbar, dass der erste Längenbereich 46 und somit das Innengewinde 48 durch ein erstes Bauelement des Ausgleichselements gebildet sind, wobei der zweite Längenbereich 50 und somit die Abstützelemente 52 durch ein separat vom ersten Bauelement ausgebildetes zweites Bauelement gebildet sind. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die Bauelemente aus voneinander unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sind, wobei insbesondere das erste Bauelement aus einem metallischen Werkstoff und das zweite Bauelement aus einem Kunststoff gebildet sein kann. Insbesondere ist es möglich, dass das zweite Bauelement als Kunststoffring und insbesondere als Klemmteil ausgebildet ist.
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Um das Ausgleichselement 18 beispielsweise unabhängig von der Schraube 24 relativ zum Stützelement 16 drehen zu können, ist es beispielsweise vorgesehen, dass das Ausgleichselement 18 außenumfangsseitig einen Werkzeugangriff 58, insbesondere einen Außenvielkant wie beispielsweise einen Außensechskant, aufweist, sodass beispielsweise ein Werkzeug über den Werkzeugangriff 58 formschlüssig mit dem Ausgleichselement 18 zusammenwirken kann. Durch dieses formschlüssige Zusammenwirken können Drehmomente vom Werkzeug auf das Ausgleichselement 18 übertragen werden, sodass dadurch das Ausgleichselement 18 relativ zum Stützelement 16 sowie relativ zur Schraube 24 gedreht werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Abgasturbolader
- 12
- Gehäuseelement
- 14
- Lagergehäuse
- 16
- Stützelement
- 18
- Ausgleichselement
- 20
- Durchgangsöffnung
- 22
- Doppelpfeil
- 24
- Schraube
- 26
- Pfeil
- 28
- Durchgangsöffnung
- 30
- Schraubenkopf
- 32
- Schaft
- 34
- Außengewinde
- 36
- Schrauböffnung
- 38
- Innengewinde
- 40
- Abstützfläche
- 42
- erstes Gewinde
- 44
- zweites Gewinde
- 46
- erster Längenbereich
- 48
- Innengewinde
- 50
- zweiter Längenbereich
- 52
- Abstützelement
- 54
- außenumfangsseitige Mantelfläche
- 56
- Außengewinde
- 58
- Werkzeugangriff
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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