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Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb zum Antreiben einer Rückfahrkamera eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Derartige Stellantriebe zum Antreiben von Rückfahrkameras von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen wie beispielsweise Personenkraftwagen, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Der jeweilige Stellantrieb wird genutzt, um die jeweilige, aus- und einfahrbare Rückfahrkamera aus- und/oder einzufahren und somit beispielsweise zwischen einer Verstaustellung und wenigstens einer Gebrauchsstellung zu bewegen. Dabei weist der Stellantrieb ein Gehäuse und eine Antriebseinheit auf, welche zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, in dem Gehäuse aufgenommen ist. Die Antriebseinheit weist einen Elektromotor und ein Getriebe auf, über welches die Rückfahrkamera von dem Elektromotor antreibbar ist. Somit ist das Getriebe von dem Elektromotor antreibbar.
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Des Weiteren offenbart die
WO 2009/052768 A2 einen Stellantrieb für ein Fahrzeug, mit einem Gehäuse und mit einem in dem Gehäuse aufgenommenen Elektromotor. Dabei ist eine Vorrichtung zur Dämpfung von Vibrationen und Geräuschen des Elektromotors vorgesehen, wobei die Vorrichtung durch drei elastische Blöcke gebildet ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Stellantrieb der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch einen Stellantrieb 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 einen Stellantrieb der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten realisiert werden kann, ist eine Dämpfungseinrichtung zum mehrstufigen schwingungstechnischen Entkoppeln des Stellantriebs vorgesehen, sodass der erfindungsgemäße Stellantrieb als mehrstufig entkoppelter Antrieb ausgebildet ist. Hierzu sind von der Antriebseinheit bewirkte Schwingungen mittels der Dämpfungseinrichtung in einem ersten Frequenzbereich und in einem von dem ersten Frequenzbereich unterschiedlichen und vorzugsweise von dem ersten Frequenzbereich beabstandeten zweiten Frequenzbereich zu dämpfen. Die Antriebseinheit beziehungsweise der Stellantrieb insgesamt kann mittels der Dämpfungseinrichtung schwingungstechnisch mehrstufig beispielsweise von einem Bauelement, an welchem der Stellantrieb in vollständig hergestelltem Zustand des Fahrzeugs gelagert ist, entkoppelt werden, sodass eine übermäßige Übertragung von durch die Antriebseinheit bewirkten Schwingungen auf das Bauelement und daraus resultierende Geräusche vermieden werden können. Durch die mittels der Dämpfungseinrichtung bewirkte beziehungsweise bewirkbare mehrstufige Entkopplung lässt sich eine wirksame Dämpfung beziehungsweise Absorption möglichst vieler Frequenzen realisieren, sodass die Entstehung von unerwünschten und unangenehmen Geräuschen vermieden werden kann.
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Das Getriebe ist vorzugsweise als Untersetzungsgetriebe ausgebildet. Insbesondere kann das Getriebe als mehrstufiges Getriebe ausgebildet sein, sodass das Getriebe vorzugsweise als mehrstufiges Untersetzungsgetriebe ausgebildet ist. Hierdurch kann der Elektromotor als kleiner hochdrehender Motor ausgebildet werden, sodass der Bauraumbedarf des Stellantriebs insgesamt besonders gering gehalten werden kann. Durch den Einsatz des Getriebes ist ein besonders vorteilhafter Antrieb der Rückfahrkamera realisierbar. Da nun erfindungsgemäß die mehrstufige Dämpfungseinrichtung zum Einsatz kommt, lässt sich bei dem erfindungsgemäßen Stellantrieb darüber hinaus ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten realisieren. Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Getriebe als Schneckengetriebe ausgebildet ist, um die Entstehung von unerwünschten Geräuschen vermeiden zu können. Ferner ist es denkbar, den Elektromotor mittels PWM (Pulsweitenmodulation) anzusteuern, was dem Geräuschverhalten ebenfalls zugutekommt.
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Da das Getriebe vorzugsweise mehrstufig ausgebildet ist, weist das Getriebe beispielsweise eine niedrige Getriebestufe mit einer ersten Übersetzung und eine hohe Getriebestufe mit einer von der ersten Übersetzung unterschiedlichen, zweiten Übersetzung auf. Da ferner mittels der Dämpfungseinrichtung die Antriebseinheit beziehungsweise der Stellantrieb insgesamt mehrstufig schwingungstechnisch entkoppelt oder entkoppelbar ist, kann die Dämpfungseinrichtung den Stellantrieb beziehungsweise die Antriebseinheit beispielsweise auf einer ersten Dämpfungsstufe und auf einer zweiten Dämpfungsstufe dämpfen und somit entkoppeln. Somit ist es möglich, dass die Dämpfungseinrichtung auf der ersten Dämpfungsstufe den Stellantrieb in der niedrigen Getriebestufe entkoppelt, in der es zu hohen Drehzahlen und einem geringen Drehmoment kommt. Durch die mehrstufige Entkopplung ist hierbei eine Weichentkopplung möglich, sodass hohe Frequenzen bedämpft werden und eine Dämpfung von Geräuschen der nachfolgenden Stufe unterbleibt. Auf der zweiten Dämpfungsstufe kann mittels der Dämpfungseinrichtung eine Entkopplung in der hohen Getriebestufe realisiert werden, in der es zu niedrigen Drehzahlen und einem hohen Drehmoment des Stellantriebs beziehungsweise der Antriebseinheit kommt. Hierdurch lassen sich eine Dämpfung der Geräusche aller vorhergehenden Stufen und ein zusätzlicher zweiter Übergangswiderstand realisieren, sodass insgesamt gegenüber herkömmlichen Stellantrieben eine Verbesserung des Geräuschbilds in allen Frequenzbereichen darstellbar ist.
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Die erste Dämpfungsstufe ist beispielsweise durch wenigstens ein erstes Dämpfungselement der Dämpfungseinrichtung gebildet, wobei das erste Dämpfungselement beispielsweise in dem Gehäuse angeordnet ist. Dabei ist beispielsweise die Antriebseinheit über das erste Dämpfungselement gedämpft an dem Gehäuse gelagert.
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Ferner ist es denkbar, dass die zweite Dämpfungsstufe durch wenigstens ein zweites Dämpfungselement der Dämpfungseinrichtung gebildet ist. Das zweite Dämpfungselement ist beispielsweise außerhalb des Gehäuses angeordnet und insbesondere an dem Gehäuse gehalten, sodass das Gehäuse über das zweite Dämpfungselement an dem zuvor genannten korrespondierenden Bauelement gedämpft gelagert werden kann beziehungsweise ist. Das jeweilige Dämpfungselement ist vorzugsweise aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Elastomer, gebildet. Kommt es nun beispielsweise zu durch die Antriebseinheit bewirkten Schwingungen, so kann sich das jeweilige Dämpfungselement, insbesondere elastisch, verformen, wodurch die Schwingungen gedämpft und daraus resultierende übermäßige Geräusche vermieden werden.
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Das jeweilige Dämpfungselement ist beispielsweise Bestandteil eines Zwei-Komponenten-Kunststoffbauteils, welches auch als 2K-Kunststoffbauteil bezeichnet wird. Hierbei ist das jeweilige Dämpfungselement beispielsweise eine Komponente, insbesondere eine Kunststoffkomponente, des Zwei-Komponenten-Kunststoffbauteils. Das Gehäuse ist dabei beispielsweise eine weitere Komponente, insbesondere eine weitere Kunststoffkomponente, des Zwei-Komponenten-Kunststoffbauteils, sodass beispielsweise die Dämpfungselemente und das Gehäuse durch das Zwei-Komponenten-Kunststoffbauteil gebildet und dabei beispielsweise durch Spritzgießen, insbesondere durch Zwei-Komponenten-Kunststoffspritzgießen, hergestellt sind. Die beispielsweise als Elastomerelemente ausgebildeten Dämpfungselemente sind dabei beispielsweise an das Gehäuse angespritzt, sodass das Zwei-Komponenten-Kunststoffbauteil das Gehäuse sowie die Dämpfungselemente und somit die Dämpfungsstufen in sich vereint und besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann. Die jeweilige Dämpfungsstufe ist eine Entkopplungsstufe beziehungsweise eine Entkopplungsebene, auf welcher sich eine jeweilige, schwingungstechnische Entkopplung der Antriebseinheit beziehungsweise des Stellantriebs insgesamt realisieren lässt. Somit ist möglich, den Stellantrieb sowohl in der niedrigen Getriebestufe als auch in der hohen Getriebestufe vorteilhaft zu dämpfen und somit zu entkoppeln beziehungsweise abzukoppeln.
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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 der einzigen Figur 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:
- 1 eine schematische und teilweise geschnittene Perspektivansicht eines Stellantriebs zum Antreiben einer Rückfahrkamera eines Fahrzeugs, mit einer zum mehrstufigen schwingungstechnischen Entkoppeln des Stellantriebs ausgebildeten Dämpfungseinrichtung, mittels welcher von einer Antriebseinheit des Stellantriebs bewirkte Schwingungen in einem ersten Frequenzbereich und in einem von dem ersten Frequenzbereich unterschiedlichen zweiten Frequenzbereich zu dämpfen sind; und
- 2 eine schematische Längsschnittansicht des Stellantriebs!
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen und teilweise geschnittenen Perspektivansicht einen im Ganzen mit 10 bezeichneten Stellantrieb zum Antreiben einer in den Fig. nicht gezeigten Rückfahrkamera eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Das Fahrzeug ist vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet und weist wenigstens einen Antriebsmotor auf, mittels welchem das Fahrzeug antreibbar ist. Betätigt beispielsweise der Fahrer des Fahrzeugs ein Bedienelement, insbesondere einen Wählhebel, zum Bewirken einer Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs, so wird infolge der durch den Fahrer bewirkten Betätigung des Bedienelements die Rückfahrkamera mittels des Stellantriebs 10 aus einer eingefahrenen Stellung beziehungsweise aus einer Verstaustellung in eine ausgefahrene Stellung beziehungsweise in eine Gebrauchsstellung bewegt und hierzu beispielsweise ausgefahren. In der Gebrauchsstellung kann die Rückfahrkamera Bilder zumindest eines in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Fahrzeug angeordneten Teilbereichs der Umgebung des Fahrzeugs erfassen, wobei diese Bilder beispielsweise auf einer in dem Innenraum des Fahrzeugs angeordneten Anzeige angezeigt werden. Hierdurch kann der Fahrer den hinter ihm angeordneten Teilbereich der Umgebung über die Anzeige optisch wahrnehmen, ohne dass sich der Fahrer umdrehen muss. Dadurch kann der Fahrer bei der Rückwärtsfahrt vorteilhaft unterstützt werden. Betätigt beispielsweise dann der Fahrer nach Beenden der Rückwärtsfahrt das Bedienelement erneut, so wird beispielsweise die Rückfahrkamera mittels des Stellantriebs 10 wieder eingefahren, das heißt aus der Gebrauchsstellung in die Verstaustellung bewegt.
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Der Stellantrieb 10 weist dabei ein Gehäuse 12 auf, durch welches wenigstens ein Aufnahmeraum 14 gebildet beziehungsweise begrenzt ist. Außerdem umfasst der Stellantrieb 10 eine im Ganzen mit 16 bezeichnete Antriebseinheit, welche zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, in dem Aufnahmeraum 14 und somit in dem Gehäuse 12 aufgenommen ist. Dabei weist die Antriebseinheit 16 einen vorzugsweise vollständig in dem Aufnahmeraum 14 und somit in dem Gehäuse 12 aufgenommenen Elektromotor 18 sowie ein Getriebe 20 auf, welches von dem Elektromotor 16 antreibbar ist. Das Getriebe 20 ist bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel als Schneckengetriebe ausgebildet. Vorzugsweise ist das Getriebe 20 als mehrstufiges Getriebe ausgebildet. Ferner hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Getriebe 20 als Untersetzungsgetriebe ausgebildet ist.
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Der Elektromotor 16 weist ein in dem Aufnahmeraum 14 angeordnetes Gehäuse 22 und einen in dem Gehäuse 22 aufgenommenen und in den Fig. nicht erkennbaren Stator sowie einen Rotor 24 auf, welcher um eine erste Drehachse 27 relativ zu dem Stator und somit relativ zu dem Gehäuse 18 und relativ zu dem Gehäuse 22 drehbar ist. Dabei umfasst der Rotor 24, welcher von dem Stator antreibbar ist, eine Rotorwelle 26, auf welcher ein Schneckenrad 28 des Getriebes 20 angeordnet ist. Das Schneckenrad 28 ist drehfest mit der Rotorwelle 26 verbunden, sodass das Schneckenrad 28 von der Rotorwelle 26 und über diese von dem Stator antreibbar ist. Das Schneckenrad 28 greift in ein korrespondierendes Zahnrad 30 des Getriebes 20 ein, sodass das Zahnrad 30 von dem Schneckenrad 28 antreibbar ist. Somit kann die Rückfahrkamera über das Zahnrad 30 von dem Schneckenrad 28 angetrieben werden. Das Zahnrad 30 ist dabei um eine zweite Drehachse 31 relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar, wobei die zweite Drehachse 31 senkrecht zu einer Ebene verläuft, welche zumindest im Wesentlichen parallel zur ersten Drehachse 27, um welche die Rotorwelle 26 drehbar ist, verläuft. Das Gehäuse 12 ist beispielsweise aus einem ersten Kunststoff gebildet und weist beispielsweise zwei den Aufnahmeraum 14 jeweils teilweise begrenzende Gehäuseelemente 32 und 34 auf, welche miteinander verbunden, insbesondere einstückig miteinander ausgebildet, sein können. Dabei sind die Gehäuseelemente 32 und 34 beispielsweise aus dem ersten Kunststoff gebildet.
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Um nun ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten des Stellantriebs 10 realisieren zu können, ist eine zum mehrstufigen schwingungstechnischen Entkoppeln des Stellantriebs 10 ausgebildete Dämpfungseinrichtung 36 vorgesehen, mittels welcher von der Antriebseinheit 16 bewirkte Schwingungen in einem ersten Frequenzbereich und in einem von dem ersten Frequenzbereich unterschiedlichen und vorzugsweise von dem ersten Frequenzbereich beabstandeten zweiten Frequenzbereich zu dämpfen sind. Durch Dämpfen der Schwingungen in dem ersten Frequenzbereich ist beispielsweise eine Dämpfung und Entkopplung auf einer ersten Dämpfungsstufe beziehungsweise auf einer ersten Entkopplungsebene vorgesehen. Da ferner die Schwingungen in dem zweiten Frequenzbereich gedämpft werden können, ist darüber hinaus eine Dämpfung und somit Entkopplung auf einer zweiten Dämpfungsstufe und somit auf einer zweiten Entkopplungsebene vorgesehen.
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Die erste Dämpfungsstufe beziehungsweise die erste Entkopplungsebene ist beispielsweise durch erste Dämpfungselemente 38 und 39 der Dämpfungseinrichtung 36 gebildet. Die ersten Dämpfungselemente 38 und 39 sind in dem Gehäuse 12 aufgenommen. Dabei bildet beispielsweise das Gehäuse 12, insbesondere das Gehäuseelement 34, jeweilige Aufnahmen 40, in welchen die jeweiligen Dämpfungselemente 38 und 39 aufgenommen sind. Dabei ist die Antriebseinheit 16 über die ersten Dämpfungselemente 38 und 39 gedämpft an dem Gehäuse 12 gelagert.
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Wie besonders gut in Zusammenschau mit 2 erkennbar ist, ist der Rotor 24 über das Dämpfungselement 38 drehbar an dem Gehäuse 12 gelagert. Ferner ist es denkbar, dass der Rotor 24 über das Dämpfungselement 39 drehbar an dem Gehäuse 12 gelagert ist. Ferner ist es denkbar, dass der Stator über das Dämpfungselement 39 an dem Gehäuse 12 gelagert ist. Insgesamt ist aus 2 erkennbar, dass die Antriebseinheit 16 an ihren in axialer Richtung des Rotors 24 gegenüberliegenden Enden 42 über die jeweiligen Dämpfungselemente 38 und 39 an dem Gehäuse 12 gelagert ist.
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Die zweite Dämpfungsstufe und somit die zweite Entkopplungsebene sind - wie aus 1 erkennbar ist - durch jeweilige zweite Dämpfungselemente 44 und 45 gebildet, welche außerhalb des Gehäuses 12 angeordnet und an diesem, insbesondere direkt, gehalten sind. Über die jeweiligen zweiten Dämpfungselemente 44 und 45 ist das Gehäuse 12 beziehungsweise der Stellantrieb 10 insgesamt an einem korrespondierenden Bauelement 46 des Fahrzeugs beziehungsweise des Stellantriebs 10 gedämpft zu lagern beziehungsweise gelagert.
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Das jeweilige Dämpfungselement 38, 39, 44 beziehungsweise 45 wird auch als Entkopplung oder Entkopplungselement bezeichnet, da der Stellantrieb 10 mittels der Dämpfungselemente 38, 39, 44 und 45 mehrstufig, das heißt zumindest zweistufig schwingungstechnisch von dem Bauelement 46 entkoppelt ist. Dabei ist das jeweilige Dämpfungselement 38, 39, 44 beziehungsweise 45 aus einem zweiten Kunststoff, insbesondere aus einem Elastomer, gebildet und somit insbesondere elastisch verformbar. Dabei weist beispielsweise der zweite Kunststoff gegenüber dem ersten Kunststoff eine wesentlich geringere Härte beziehungsweise Festigkeit auf.
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Der Stellantrieb 10 umfasst ferner Lagerelemente 48, welche beispielsweise als Gleitlager ausgebildet sind. Beispielsweise ist das jeweilige Lagerelement 48 aus einem dritten Kunststoff gebildet, welcher sich von dem ersten Kunststoff und von dem zweiten Kunststoff unterscheiden kann. Ferner ist es denkbar, dass der dritte Kunststoff dem ersten Kunststoff entspricht und sich von dem zweiten Kunststoff unterscheidet. Dabei ist das jeweilige Lagerelement 48 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in dem jeweiligen Dämpfungselement 38 beziehungsweise 39 aufgenommen, sodass die Antriebseinheit 16 über das jeweilige Lagerelement 48 an dem jeweiligen Dämpfungselement 38 beziehungsweise 39 und über dieses an dem Gehäuse 12 gelagert ist. Insbesondere ist die Antriebseinheit 16, insbesondere der Rotor 24, über das Lagerelement 48 drehbar an dem Dämpfungselement 38 gelagert.
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Insgesamt ist erkennbar, dass die zweite Entkopplungsebene eine zusätzlich zur ersten Kopplungsebene vorgesehene weitere Entkopplung darstellt, über die der Stellantrieb 10 an dem Bauelement 46 und somit an dem Fahrzeug insgesamt befestigt sein kann beziehungsweise ist. Außerdem ist es denkbar, dass das Gehäuse 12 beziehungsweise eine das Gehäuse 12 umfassende Gehäuseeinrichtung einteilig aus mehreren Kunststoffkomponenten gefertigt ist. Erste der Kunststoffkomponenten sind beispielsweise die Gehäuseelemente 32 und 34. Zweite der Kunststoffkomponenten sind beispielsweise die Dämpfungselemente 38, 39, 44 und 45. Ferner sind beispielsweise dritte der Kunststoffkomponenten die Lagerelemente 48. Die gegenüber den Dämpfungselementen 38, 39, 44 und 45 härteten ersten Kunststoffkomponenten bilden somit das Gehäuse 12 an sich. Ferner bilden die gegenüber den Dämpfungselementen 38, 39, 44 und 45 härteren dritten Kunststoffkomponenten die als Gleitlager ausgebildeten Lagerelemente 48. Aus 1 und 2 ist besonders gut erkennbar, dass die Dämpfungselemente 38, 39, 44 und 45 an dem Gehäuseelement 34 vorgesehen sind. Dabei sind beispielsweise die Dämpfungselemente 38, 39, 44 und 45 durch Spritzgießen hergestellt und an das Gehäuseelement 34 angespritzt, sodass beispielsweise das Gehäuseelement 34 und die Dämpfungselemente 38, 39, 44 und 45 ein Zwei-Komponenten-Kunststoffbauteil bilden. Dabei sind die Dämpfungselemente 38, 39, 44 und 45 und das Gehäuseelement 34 jeweilige Kunststoffkomponenten des Zwei-Komponenten-Kunststoffbauteils, sodass die zuvor genannte Gehäuseeinrichtung beziehungsweise der Stellantrieb 10 insgesamt besonders kostengünstig hergestellt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Stellantrieb
- 12
- Gehäuse
- 14
- Aufnahmeraum
- 16
- Antriebseinheit
- 18
- Elektromotor
- 20
- Getriebe
- 22
- Gehäuse
- 24
- Rotor
- 26
- Rotorwelle
- 27
- erste Drehachse
- 28
- Schneckenrad
- 30
- Zahnrad
- 31
- zweite Drehachse
- 32
- Gehäuseelement
- 34
- Gehäuseelement
- 36
- Dämpfungseinrichtung
- 38
- Dämpfungselement
- 39
- Dämpfungselement
- 40
- Aufnahme
- 42
- Ende
- 44
- Dämpfungselement
- 45
- Dämpfungselement
- 46
- Bauelement
- 48
- Lagerelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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