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Die Erfindung betrifft einen Stabilisatorarm für einen Wankstabilisator mit den Merkmalen des Obergriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Wankstabilisator mit dem Stabilisatorarm.
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Stabilisatoren werden im Bereich des Fahrwerks eingesetzt um einer Wankbewegung des Fahrzeugs entgegenzuwirken und somit die Fahrdynamik zu verbessern. Dabei wird grundsätzlich zwischen aktiven und passiven Stabilisatoren unterschieden. Zur Kraftübertragung werden die Enden des Stabilisators mittels einer Schraubverbindung an das Fahrzeug angebunden. Die Enden sind in der Regel abgeplättet und dienen somit als Anschraubflächen für die Schraubverbindung.
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Die Druckschrift
DE102014203208A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart einen Drehstab, insbesondere für einen Querstabilisator eines Fahrwerks, mit einem Hohlprofil, das ein abgeflachtes Ende mit einer Bohrung zur Befestigung eines Krafteinleitungselements aufweist, wobei das abgeflachte Ende eine Freistellung für das Krafteinleitungselement aufweist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Stabilisatorarm vorzuschlagen, welcher ein verbessertes Betriebsverhalten aufweist und zudem kostengünstig in der Herstellung ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Stabilisatorarm mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einen Wankstabilisator mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Stabilisatorarm, welcher für einen Wankstabilisator ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere dient der Wankstabilisator zur Kontrolle, insbesondere Steuerung, Dämpfung und/oder Kompensation einer Rollbewegung und/oder Wankbewegung eines Fahrzeugs um dessen Fahrzeuglängsachse. Der Wankstabilisator wird besonders bevorzugt an einer Vorderachse des Fahrzeugs eingesetzt, alternativ oder optional ergänzend kann der oder ein weiterer Wankstabilisator an der Hinterachse angeordnet sein. Der Wankstabilisator weist insbesondere genau zwei der Stabilisatorarme auf.
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Prinzipiell kann der Wankstabilisator als ein passiver Wankstabilisator ausgebildet sein. Alternativ ist der Wankstabilisator als ein aktiver Wankstabilisator ausgebildet, wobei mindestens der eine und/oder ein weiterer Stabilisatorarm an einem Aktuator des Wankstabilisators angebunden ist. Insbesondere verdreht der Aktuator die beiden Stabilisatorarme gegeneinander um eine Drehachse. Der aktive Wankstabilisator ist bevorzugt als ein elektromechanischer Wankstabilisator ausgebildet. Alternativ kann der aktive Wankstabilisator jedoch beispielsweise auch als ein hydraulischer Wankstabilisator ausgebildet sein.
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Der Stabilisatorarm weist einen Stababschnitt auf. Insbesondere kann der Stababschnitt als eine Stabilisatorhälfte ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Stabilisatorhälfte mit einem Gehäuse des Aktuators oder mit dem Aktuator selbst verbunden und/oder verbindbar, sodass insbesondere der aktive Wankstabilisator gebildet ist.
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Alternativ kann Stababschnitt als ein Drehstababschnitt ausgebildet sein. Insbesondere ist der Drehstababschnitt über einen Verbindungsabschnitt unmittelbar mit einem weiteren Drehstababschnitt verbunden. Vorzugsweise sind die beiden Drehstababschnitte sowie der Verbindungsabschnitt einteilig, insbesondere durch ein Fügeverfahren, z.B. durch Reibschweißen, miteinander verbunden, sodass insbesondere der passive Wankstabilisator gebildet ist.
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Der Stabilisatorarm weist einen Anbindungsabschnitt zur Anbindung an eine Koppelstange auf. Der Anbindungsabschnitt ist vorzugsweise über eine Schraubverbindung mit der Koppelstange verbunden. Besonders bevorzugt bildet die Koppelstange die Verbindung zwischen dem Stabilisatorarm und einem Radträger des Fahrzeugs. Insbesondere dient die Koppelstange dazu Druckkräfte zu übertragen, sodass der Stabilisatorarm gelenkig und/oder schwenkbar an dem Radträger angeordnet ist.
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Der Stababschnitt und der Anbindungsabschnitt sind, insbesondere unmittelbar, miteinander verbunden. Der Stababschnitt und der Anbindungsabschnitt sind vorzugsweise einstückig, z.B. durch ein Fügeverfahren oder aus einem gemeinsamen Halbzeug bestehend, miteinander verbunden. Insbesondere ist der Anbindungsabschnitt als ein freies Ende des Stabilisatorarms ausgebildet.
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Der Anbindungsabschnitt weist eine Schraubenaufnahme zur Aufnahme eines Schraubmittels auf. Die Schraubenaufnahme dient insbesondere zur Führung des Schraubmittels. Die Schraubenaufnahme kann als eine Durchgangsbohrung oder als ein Durchbruch ausgebildet sein. Bevorzugt verschraubt das Schraubmittel den Stabilisatorarm mit der Koppelstange, sodass die Schraubverbindung gebildet ist. Das Schraubmittel kann als ein Gewindebolzen oder eine Gewindeschraube ausgebildet sein. Die Schraubenaufnahme definiert, insbesondere mit ihrer Mittelachse, eine Befestigungsachse.
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Im Rahmen der Erfindung ist der Anbindungsabschnitt gabelförmig ausgebildet, sodass ein erster und ein zweiter Aufnahmeschenkel gebildet sind. Die beiden Aufnahmeschenkel sind insbesondere gleichgerichtet und/oder parallel zueinander ausgerichtet. Zwischen dem ersten und dem zweiten Aufnahmeschenkel ist eine Koppelstangeaufnahme gebildet. Insbesondere dient die Koppelstangeaufnahme zur Aufnahme der Koppelstange, wobei die Koppelstange vorzugsweise zwischen den beiden Aufnahmeschenkeln angeordnet und/oder anordbar ist.
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Zur Herstellung des Stabilisatorarms kann die Koppelstangeaufnahme und/oder die Schraubenaufnahme durch ein Trennverfahren, z.B. durch Fräsen, Bohren etc., gebildet werden. In einem weiteren Schritt kann der Anbindungsabschnitt und/oder der Stababschnitt mit einer Lackschicht versehen werden. Die Lackschicht dient bevorzugt als Korrosionsschutz.
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Der erste und der zweite Aufnahmeschenkel weisen die Schraubenaufnahme auf. Insbesondere weist die Schraubenaufnahme eine erste und eine zweite Schraubenöffnung auf. Der erste Aufnahmeschenkel weist bevorzugt die erste Schraubenöffnung und der zweite Aufnahmeschenkel weist bevorzugt die zweite Schraubenöffnung auf, wobei die beiden Schraubenöffnungen koaxial und/oder konzentrisch zu der Befestigungsachse angeordnet sind. Besonders bevorzugt liegen die beiden Schraubenöffnungen in einer gemeinsamen Flucht. Die beiden Schraubenöffnungen weisen insbesondere den gleichen Öffnungsquerschnitt und/oder Durchmesser auf.
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Zur Anbindung des Stabilisatorarms an die Koppelstange, wird die Koppelstange in die Koppelstangeaufnahme eingeführt und anschließend über das Schraubmittel mit dem Anbindungsabschnitt verschraubt. Beispielsweise wird das Schraubmittel durch die Schraubenaufnahme und die Koppelstange geführt und vorzugsweise zumindest an einem axialen Ende mit einer Schraubenmutter versehen.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch den gabelförmigen Anbindungsabschnitt eine besonders einfache und kostengünstige Schnittstelle zur Anbindung der Koppelstange gebildet wird. Insbesondere ist durch den symmetrischen Aufbau des Anbindungsabschnitts eine gleichmäßige Krafteinleitung auf den Stabilisatorarm umgesetzt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Anordnung der Koppelstange zwischen den beiden Schenkelaufnahmen ein deutlich längeres Schraubmittel verwendet werden kann. Dadurch wird eine erhöhte Federlänge generiert, sodass ein Setzverhalten der Lackschicht und/oder von Gummilager der Koppelstange deutlich besser ausgepuffert werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Koppelstangeaufnahme als eine durchlaufende Nut ausgebildet. Die Nut erstreckt sich insbesondere über die gesamte Breite des Anbindungsabschnitts. Bevorzugt ist die Nut in axialer Richtung in Bezug auf die Befestigungsachse durch die beiden Aufnahmeschenkel begrenzt. Die Nut wird vorzugsweise mittels eines Scheibenfräsers erzeugt. Die Nut kann als eine Rundnut oder eine Rechtecknut ausgebildet sein. Durch die als Nut ausgebildete Koppelstangeaufnahme bleibt der Materialfluss Anbindungsabschnitts unbeeinflusst, sodass die Materialfestigkeit unverändert bleibt.
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In einer konkreten konstruktiven Umsetzung ist die Koppelstangeaufnahme als Vollrundung abgeschlossen. Bevorzugt ist die als Nut ausgebildete Koppelstangeaufnahme U-förmig ausgebildet. Insbesondere ist die Koppelstangeaufnahme in einer Projektion von oben durch einen Radius abgeschlossen. Durch die Vollrundung ist insbesondere die Lebensdauer des Anbindungsabschnitts erhöht.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist der Anbindungsabschnitt gegenüber dem Drehstababschnitt als ein zylinderförmiges aufgedicktes Ende des Stabilisatorarms ausgebildet. Insbesondere ist der Stababschnitt zu dem Anbindungsabschnitt abgesetzt. Vorzugsweise weist der Anbindungsabschnitt einen größeren Außendurchmesser als der Stababschnitt auf. Durch das aufgedickte Ende ist insbesondere der Stabquerschnitt im Bereich des Anbindungsabschnitts deutlich erhöht, wodurch deutlich höhere Lasten auf die beiden Aufnahmeschenkel übertragen werden können.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Stabilisatorarm mindestens eine Radienscheibe auf. Die Radienscheibe liegt vorzugsweise an einer Außenmantelfläche des Anbindungsabschnitts an. Im Speziellen liegt die Radienscheibe an einem der Aufnahmeschenkel an. Bevorzugt ist die Radienscheibe koaxial und/oder konzentrisch zu der Befestigungsachse angeordnet. Insbesondere weist der Stabilisatorarm genau zwei der Radienscheiben auf, wobei jeweils eine der Radienscheiben jeweils einer der Schraubenöffnungen zugeordnet ist.
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Die Radienscheibe verlängert die Schraubenaufnahme in axialer Richtung in Bezug auf die Befestigungsachse und bildet eine plane Anschraubfläche für das Schraubmittel. Insbesondere weisen die Radienscheiben eine korrosionsbeständige Legierung und/oder Schutzschicht auf. Im Speziellen erstreckt sich die Anschraubfläche in einer Radialebene in Bezug auf die Befestigungsachse.
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In einer weiteren Ausführung der Erfindung weist der erste Aufnahmeschenkel eine erste Anlagefläche zur Anlage der Koppelstange und der zweite Aufnahmeschenkel eine zweite Anlagefläche zur Anlage der Koppelstange auf. Insbesondere ist die Koppelstange in axialer Richtung in Bezug auf die Befestigungsachse formschlüssig zwischen den beiden Anlageflächen aufgenommen. Bei einer Montage kann die Koppelstange zwischen den beiden Anlagefläche mit einer Spielpassung angeordnet werden, wobei hierzu insbesondere eine Steckluftspalt zwischen der Koppelstange sowie der ersten und/oder der zweiten Anlagefläche vorgesehen ist. Dadurch kann die Montage der Koppelstange deutlich erleichtert werden. Nach der Herstellung der Schraubverbindung ist der Steckluftspalt entfernt, sodass die Koppelstange vorzugsweise an der ersten und der zweiten Anlagefläche anliegt.
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Die erste und die zweite Anlagefläche erstrecken sich in Bezug auf die Befestigungsachse jeweils in einer Radialebene. Insbesondere sind die beiden Anlageflächen parallel zueinander angeordnet. Bevorzugt liegt die Koppelstange an der ersten und/oder der zweiten Anlagefläche an.
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In einer weiteren Konkretisierung ist der Stabilisatorarm als ein gebogener und/oder gehärteter Vollstab ausgebildet. Beispielsweise wird zur Herstellung des Stabilisatorarms der Stababschnitt umgeformt und der Stabilisatorarm, insbesondere der Anbindungsabschnitt und/oder der Stababschnitt, gehärtet.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft einen Wankstabilisator mit dem Stabilisatorarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche beziehungsweise wie dieser zuvor beschrieben wurde. Besonders bevorzugt ist der Wankstabilisator als eine Drehstabfeder ausgebildet.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
- 1 einen Stabilisatorarm für einen Wankstabilisator in einer dreidimensionalen Darstellung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 einen Wankstabilisator mit dem Stabilisatorarm aus 1.
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Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer dreidimensionalen Ansicht einen Teilausschnitt eines Stabilisatorarms 1. Der Stabilisatorarm 1 weist einen Stababschnitt 1a und einen Anbindungsabschnitt 1b auf. Der Stababschnitt 1a ist unmittelbar mit dem Anbindungsabschnitt 1b einstückig, z.B. aus einem gemeinsamen Halbzeug gefertigt, verbunden. Der Anbindungsabschnitt 1b dient zur Anbindung an eine Koppelstange. Der Anbindungsabschnitt 1b ist aus einem Vollmaterial gefertigt und ist gabelförmig ausgebildet. Der Anbindungsabschnitt 1b ist gegenüber dem Stababschnitt 1a als ein aufgedickets Ende des Stabilisatorarms 1 ausgebildet und weist eine kreiszylindrische Form auf.
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Der Anbindungsabschnitt 1b weist einen ersten und einen zweiten Aufnahmeschenkel 2, 3 auf, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Aufnahmeschenkel 2, 3 eine Koppelstangeaufnahme 4 gebildet ist. Die Koppelstangeaufnahme 4 dient zur Aufnahme der Koppelstange und ist als eine durchlaufende Nut ausgebildet.
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Beispielsweise ist die Nut mittels Scheibenfräser in die Stirnfläche des Anbindungsabschnitts 1b eingeschnitten.
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Die als Nut ausgebildete Koppelstangeaufnahme 4 ist durch eine Vollrundung 4a abgeschlossen. In einer Projektion von oben weist die Koppelstangeaufnahme 4 eine U-Form auf, wobei die beiden Aufnahmeschenkel 2, 3 über die Vollrundung 4a miteinander verbunden sind. Die Koppelstangeaufnahme 4 weist eine erste und eine zweite plane Anlagefläche 4b, c auf. Die beiden Anlageflächen 4b, c erstrecken sich jeweils in einer Radialebene in Bezug auf eine Befestigungsachse B. Die Anlageflächen 4b, c dienen insbesondere als Anlageflächen für die Koppelstange und begrenzen die Koppelstangeaufnahme 4 in axialer Richtung in Bezug auf die Befestigungsachse B. Der Anbindungsabschnitt 1b definiert beispielsweise mit seiner Längsachse und/oder Symmetrieachse eine Hauptachse H, wobei die Befestigungsachse B die Hauptachse H rechtwinklig schneidet. Beispielsweise ist unter rechtwinklig eine Winkelabweichung von +/- 5 Grad inbegriffen.
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Der Anbindungsabschnitt 1b weist eine Schraubenaufnahme 5 zur Aufnahme eines Schraubmittels auf. Beispielsweise ist das Schraubmittel als eine Kopfschraube oder ein Gewindestab ausgebildet. Die Schraubenaufnahme 5 ist als eine Durchgangsbohrung ausgebildet und definiert vorzugsweise mit ihrer Mittelachse die Befestigungsachse B. Die Schraubenaufnahme 5 weist eine erste und eine zweite Schraubenöffnung 5a, b auf. Dabei weist der erste Aufnahmeschenkel 2 die erste Schraubenöffnung 5a und der zweite Aufnahmeschenkel 3 weist die zweite Schraubenöffnung 5b auf. Die beiden Schraubenöffnungen 5a, b sind koaxial und/oder konzentrisch zu der Befestigungsachse B angeordnet und erstrecken sich in axialer Richtung entlang der Befestigungsachse B.
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Bei einer Fertigung des Stabilisatorarms 1, wird beispielsweise in einem ersten Fertigungsschritt die Koppelstangeaufnahme 4 in den aufgedickten Anbindungsabschnitt 1b eingeschnitten. Aufgrund des erhöhten Querschnitts des Anbindungsabschnitts 1b, weist der Anbindungsabschnitt 1b trotz der Nut eine erhöhte Materialfestigkeit auf. Somit sind mögliche Schwachstellen im Bereich des Anbindungsabschnitts 1b eliminiert. In einem weiteren Fertigungsschritt wird beispielsweise die Schraubenaufnahme 5 in den Anbindungsabschnitt 1b eingebracht. Insbesondere werden die beiden Schraubenöffnungen 5a, b in den entsprechenden Aufnahmeschenkel 5a, b eingebohrt. In einem letzten Fertigungsschritt wird beispielsweise der Stabilisatorarm 1 lackiert, sodass ein Korrosionsschutz erzeugt ist.
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Der Stabilisatorarm 1 weist eine erste und eine zweite Radienscheibe 6a, b auf. Die erste Radienscheibe 6a liegt einerseits in axialer Richtung in Bezug auf die Befestigungsachse B an einer Außenmantelfläche des ersten Aufnahmeschenkels 2 an und bildet andererseits eine erste plane Anschraubfläche 7a für das Schraubmittel. Die zweite Radienscheibe 6b liegt einerseits in axialer Richtung in Bezug auf die Befestigungsachse B an einer Außenmantelfläche des zweiten Aufnahmeschenkels 3 an und bildet andererseits eine zweite plane Anschraubfläche 7b für das Schraubmittel. Die erste und die zweite Radienscheiben 6a, b sind koaxial und/oder konzentrisch zu der Befestigungsachse B angeordnet. Die erste Radienscheibe 6a verlängert die erste Anschrauböffnung 5a in axialer Richtung in Bezug auf die Befestigungsachse B. Die zweite Radienscheibe 6b verlängert die zweite Anschrauböffnung 5b in axialer Richtung in Bezug auf die Befestigungsachse B.
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Bei einer Montage der Koppelstange, wird die Koppelstange in die Koppelstangeaufnahme 4 lagerichtig eingeführt und anschließend das Schraubmittel durch die beiden Radienscheiben 6a, b sowie die beiden Schraubenöffnungen 5a, b geführt und endseitig verschraubt. Dabei liegt das Schraubenmittel beispielsweise flächig an der ersten und/oder der zweiten Anschraubfläche 7a, b an. Die Koppelstange liegt beispielsweise flächig an der ersten und/oder der zweiten Anlagefläche 4b,c an. Durch das deutlich längere Schraubmittel ist eine erhöhte Federlänge generiert, wobei das Setzverhalten der Lackierung im Bereich der Radienscheiben 6a, b und/oder eines Gummilagers der Koppelstange deutlich besser durch das Schraubmittel ausgepuffert wird. Ferner wird durch die symmetrische Ausbildung des Anbindungsabschnitts 1b, eine auf den Stabilisatorarm 1 wirkende Last gleichmäßig auf die beiden Aufnahmeschenkel 2, 3 verteilt.
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2 zeigt in einer dreidimensionalen Ansicht einen Wankstabilisator 8, welcher für ein Fahrzeug ausgebildet und/oder geeignet ist. Beispielsweise ist der Wankstabilisator 8 als ein passiver Wankstabilisator, insbesondere eine Drehstabfeder, ausgebildet. Ein derartiger Wankstabilisator 8 weist dabei zwei der Stabilisatorarme 1 auf, welche über einen Verbindungsabschnitt 9, vorzugsweise einteilig oder einstückig, miteinander verbunden sind. Beispielsweise ist der Wankstabilisator 8 aus einem gebogenen und gehärteten Vollstab gebildet. Die beiden Stabilisatorarme 1 sind beispielsweise um eine Torsionsachse gegeneinander elastisch bewegbar, um auf diese Weise ein Wanken des Fahrzeugs zu steuern, insbesondere zu dämpfen. Beispielsweise ist die Torsionsachse durch eine Längsachse des Verbindungsabschnitts 9 definiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stabilisatorarm
- 1a
- Stababschnitt
- 1b
- Anbindungsabschnitt
- 2
- erster Aufnahmeschenkel
- 3
- zweiter Aufnahmeschenkel
- 4
- Koppelstangeaufnahme
- 4a
- Vollrundung
- 4b
- erste Anlagefläche
- 4c
- zweite Anlagefläche
- 5
- Schraubenaufnahme
- 5a
- erste Schraubenöffnung
- 5b
- zweite Schraubenöffnung
- 6a
- erste Radienscheibe
- 6b
- zweite Radienscheibe
- 7a
- erste Anschraubfläche
- 7b
- zweite Anschraubfläche
- 8
- Wankstabilisator
- 9
- Verbindungsabschnitt
- B
- Befestigungsachse
- H
- Hauptachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014203208 A1 [0003]
