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Die Erfindung betrifft eine Aktuatoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen verstellbaren Wankstabilisator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Aufnahmeelement für eine Funktionseinheit zur Verwendung an einer solchen Aktuatoreinrichtung gemäß Anspruch 7 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Aktuatoreinrichtung nach Anspruch 12.
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In der Fahrzeugtechnik, insbesondere der Fahrwerkstechnik ist es bekannt, Kraftfahrzeuge zur Steigerung der Fahrzeugstabilität sowie des Fahrkomforts mit einem sogenannten Wankstabilisator auszustatten. In einfachster Ausführung handelt es sich hierbei um eine im Wesentlichen C-förmige Drehstabfeder, die im mittigen Bereich drehbar gegenüber der Karosserie gelagert ist und deren äußere, sich gegenüberliegende Enden jeweils mit einer Radaufhängung gekoppelt sind. Durch diese Konstruktion sorgt der Wankstabilisator dafür, dass die Karosserie des Fahrzeugs bei einer Kurvenfahrt nicht nur an der kurvenäußeren Seite einfedert (bedingt durch die Zentrifugalkraft), sondern dass zudem das kurveninnere Rad etwas abgesenkt wird (Kopierverhalten).
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Zur Steigerung von Fahrzeugstabilität und Fahrkomfort ist es weiterhin aus dem Stand der Technik bekannt, derartige Wankstabilisatoren verstellbar auszuführen. Der Wankstabilisator umfasst dazu eine Aktuatoreinrichtung mit einem Gehäuse und einem darin angeordneten Aktuator und ist in zwei mit Hilfe der Aktuatoreinrichtung relativ zueinander verdrehbare Stabilisatorabschnitte geteilt. Durch Verdrehung der Stabilisatorabschnitte zueinander wird eine Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus gezielt erzeugt oder einer durch äußere Einflüsse hervorgerufenen Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus gezielt entgegengewirkt. Es sind Wankstabilisatoren bekannt, bei denen ein Elektromotor als Antrieb des Aktuators dient. Um die Baugröße des Elektromotors in vertretbaren Grenzen zu halten, kommt bei verstellbaren Wankstabilisatoren üblicherweise zudem ein mechanisches Getriebe, insbesondere in Bauform eines ein- oder mehrstufigen Planetengetriebes zum Einsatz, um das Drehmoment bzw. die Drehzahl des Elektromotors geeignet zu übersetzen.
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Die Aktuatoreinrichtung weist typischerweise ein im Wesentlichen hinsichtlich der äußeren Grundform zylindrisches Gehäuses auf, in welchem der Elektromotor sowie das Getriebe in koaxialer Anordnung in Bezug auf eine gemeinsame Rotationsachse untergebracht sind. Über die Aktuatoreinrichtung stehen die beidseits davon angeordneten Stabilisatorabschnitte miteinander in Antriebsverbindung. Bei stehendem Elektromotor sind die beiden Stabilisatorabschnitte über die Aktuatoreinrichtung starr miteinander verbunden. Durch Betrieb des Elektromotors lassen sich die Stabilisatorabschnitte abhängig von der Drehrichtung des Elektromotors um die Rotationsachse gegeneinander verdrehen. Ganz allgemein sei in diesem Zusammenhang auf
DE 10 2014 208 803 A1 verwiesen.
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Da die Aktuatoreinrichtung beispielsweise einen Elektromotor sowie ggf. elektronische Komponenten umfasst, kann eine höhere von außen auf die Aktuatoreinrichtung einwirkende Temperatureinwirkung zu Beschädigungen führen. Äußere Temperatureinwirkung kann insbesondere dann auftreten, wenn die Aktuatoreinrichtung in der örtlichen Nähe von Wärmequellen des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, die eine hohe Hitzeabstrahlung aufweisen. Dies können beispielsweise Komponenten der Abgasanlage sein, welche je nach Gestaltung des Fahrzeugunterbaus nahe an der Aktuatoreinrichtung angeordnet sein können.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aktuatoreinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die auf konstruktiv einfache Weise vor dem Wärmeeinfluss übriger am Kraftfahrzeug angeordneter Wärmequellen geschützt werden kann. Daneben soll ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Aktuatoreinrichtung angegeben werden.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Aktuatoreinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei um eine Aktuatoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen verstellbaren Wankstabilisator, mit einem Gehäuse, das eine zumindest bereichsweise gewölbte Außenfläche aufweist, und einem in dem Gehäuse angeordneten Aktuator. Die Aktuatoreinrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass an wenigstens einem Abschnitt der gewölbten Außenfläche des Gehäuses ein Aufnahmeelement für eine Funktionseinheit befestigt ist.
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Dabei wurde zunächst erkannt, dass im Hinblick auf einen langfristig zuverlässigen Betrieb der Aktuatoreinrichtung ein Bedarf besteht, diese vor äußeren Wärmeeinflüssen zu schützen. Ein schützendes Funktionselement wie insbesondere ein Wärmeschutzschild lässt sich jedoch aufgrund zumeist vorherrschender komplexer Strukturen im Fahrzeugunterbau nicht einfach anordnen. Eine Anordnung bzw. Befestigung an einem verstellbaren Wankstabilisator erscheint zunächst ebenfalls nicht einfach aufgrund dessen Beweglichkeit in sich bzw. gegenüber dem Fahrzeugaufbau. Erfindungsgemäß wurde jedoch als vorteilhafte Lösung erachtet, an wenigstens einem Abschnitt der gewölbten Außenfläche des Gehäuses ein Aufnahmeelement zu befestigen, an dem sich wiederum eine Funktionseinheit, insbesondere eine Wärmeschutzeinrichtung befestigen lässt. Mit dieser Maßnahme ist zunächst einmal eine örtlich geeignete Positionierung in unmittelbarer Nähe der Aktuatoreinrichtung gewährleistet. Zudem wird eine Montage als eine Baueinheit ermöglicht.
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Wie bereits erwähnt, weist das Gehäuse der Aktuatoreinrichtung eine zumindest bereichsweise gewölbte Außenfläche auf. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist das erfindungsgemäß vorgesehene Aufnahmeelement für die Funktionseinheit eine der gewölbten Außenfläche des Gehäuses zugewandte, dazu komplementäre gewölbte Kontur auf. Dadurch ist unter anderem gewährleistet, dass das Aufnahmeelement im befestigten Zustand zur sicheren Anlage gegenüber dem Gehäuse kommt.
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Zweckmäßigerweise weist das Gehäuse eine im Wesentlichen zylindermantelförmige Außenfläche auf und die dazu komplementäre Kontur des Aufnahmeelements ist konkav ausgebildet.
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Das Aufnahmeelement der Aktuatoreinrichtung kann auf unterschiedliche Weisen am Gehäuse befestigt sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das Aufnahmeelement stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden, auf besonders vorteilhafte Weise ist das Aufnahmeelement mit dem Gehäuse verschweißt.
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Das an der Aktuatoreinrichtung befestigte Aufnahmeelement kann grundsätzlich unterschiedlichen Zwecken dienen. Auf besonders vorteilhafte Weise eignet sich das Aufnahmeelement zum Befestigen einer Wärmeschutzeinrichtung, insbesondere einem Wärmeschutzschild, um die Aktuatoreinrichtung vor äußeren Temperatureinflüssen, insbesondere starker Wärmeeinstrahlung zu schützen.
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Zur Gewährleistung einer sicheren Befestigung der Funktionseinheit, insbesondere der Wärmeschutzeinrichtung, ist bei der Aktuatoreinrichtung an mehreren, insbesondere vier Abschnitten der gewölbten Außenfläche des Gehäuses jeweils ein Aufnahmeelement angeordnet, wobei die mehreren Aufnahmeelemente zur gemeinsamen Befestigung der Funktionseinheit, insbesondere der Wärmeschutzeinrichtung dienen. Die Funktionseinheit, insbesondere Wärmeschutzeinrichtung, kann sich in diesem Fall also über mehrere Befestigungspunkte gegenüber dem Gehäuse der Aktuatoreinrichtung abstützen, wodurch durch deren relative Position gegenüber der Aktuatoreinrichtung sicher eingehalten werden kann.
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Die Erfindung ist daneben gerichtet auf ein Aufnahmeelement für eine Funktionseinheit zur Verwendung an einer Aktuatoreinrichtung wie zuvor beschrieben. Das Aufnahmeelement zeichnet sich erfindungsgemäß aus durch eine daran ausgebildete gewölbte Kontur, die zu einer gewölbten Außenfläche des Gehäuses der Aktuatoreinrichtung komplementär ist, um an wenigstens einem Abschnitt der gewölbten Außenfläche des Gehäuses befestigbar zu sein.
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In vorteilhafter Weise weist das Aufnahmeelement ein Gewinde, insbesondere ein Innengewinde auf, das zur Befestigung der Funktionseinheit nutzbar ist. Auf diese Weise ist eine einfache Befestigung der Funktionseinheit gewährleistet.
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Vorteilhaft weist das Aufnahmeelement zur erleichterten Handhabung, Positionierung und/oder Ausrichtung vor dessen Befestigung an dem Gehäuse eine umfängliche Außenangriffskontur auf. Diese kann auf unterschiedliche Weise gestaltet sein, gemäß einer einfachen Ausführung kann diese im Sinne eines Zweiflachs ausgeführt sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Aufnahmeelements sind im Bereich der gewölbten Kontur wenigstens eine, vorzugsweise mehrere aus der Ebene der Kontur ragende Materialanhäufungen ausgebildet, die als Anlagepunkte zu Beginn eines Schweißvorgangs und/oder als Schweißmaterial beim Verschweißen mit dem Gehäuse dienen.
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Indem über den Umfang des Aufnahmeelements verteilt mehrere, insbesondere drei oder vier Materialanhäufungen ausgebildet sind, dienen diese Materialanhäufungen als geeignete Anlagepunkte, um das Aufnahmeelement in eine definierte Ausrichtung gegenüber dem Gehäuse zu bringen. Eine korrekte Montage wird dadurch erheblich erleichtert.
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Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung einer Aktuatoreinrichtung, insbesondere einer wie zuvor beschriebenen Aktuatoreinrichtung und weist die Merkmale des Anspruchs 12 auf. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Aktuatoreinrichtung weist die folgenden Schritte auf: Bereitstellen eines Gehäuses zur Aufnahme eines Aktuators mit einer zumindest bereichsweise gewölbten Außenfläche, Bereitstellen zumindest eines eine gewölbte Kontur aufweisenden Aufnahmeelements für eine Funktionseinheit, Positionieren und Ausrichten des zumindest einen Aufnahmeelements auf dem Gehäuse derart, dass die gewölbte Kontur des Aufnahmeelements einem Abschnitt der gewölbten Außenfläche des Gehäuses zugewandt ist, Anbringen des zumindest einen Aufnahmeelements am Gehäuse durch Verschweißen, Befestigen einer Funktionseinheit, insbesondere einer Wärmeschutzeinrichtung an dem zumindest einen Aufnahmeelement.
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Es versteht sich, dass bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren auch die zuvor beschriebenen Wirkungen und Vorteile der Aktuatoreinrichtung bzw. des Aufnahmeelements zum Tragen kommen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sei diesbezüglich auf die vorigen Ausführungen verwiesen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der nachfolgenden Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Daraus ergeben sich weitere Wirkungen und Vorteile der Erfindung. In der Zeichnung zeigt:
- 1 einen verstellbaren Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs in schematischer Ansicht,
- 2 eine Aktuatoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ohne daran angebrachtes Wärmeschutzschild
- 3 ein Aufnahmeelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in Seitenansicht,
- 4 das Aufnahmeelement aus 3 in Ansicht von unten,
- 5 eine Detailansicht eines auf das Gehäuse einer Aktuatoreinrichtung aufgeschweißten Aufnahmeelements in einer Seitenansicht entlang der Rotationsachse,
- 6 eine Aktuatoreinrichtung in schematischer Ansicht im Schnitt mit daran angebrachtem Wärmeschutzschild.
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Zunächst zeigt 1 zur Veranschaulichung des Einsatzgebietes der Erfindung einen verstellbaren Wankstabilisator 2 in schematischer Ansicht. Der Wankstabilisator 2 ist Teil eines nicht vollständig gezeigten Fahrwerks eines (nicht dargestellten Fahrzeugs). Ein erstes Rad 12a und auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite angeordnetes zweites Rad 12b sind jeweils über einen Querlenker 13a bzw. 13b sowie weitere, aus Vereinfachungsgründen hier nicht dargestellte Fahrwerkkomponenten, mit dem Aufbau des Fahrzeugs verbunden. Rad 12a und Querlenker 13a bzw. Rad 12b und Querlenker 13b bilden somit - vereinfacht -jeweils eine Radaufhängung. Jede dieser Radaufhängungen ist an ein Ende eines zugehörigen Stabilisatorabschnitts 14a bzw. 14b des verstellbaren Wankstabilisators 2 gekoppelt. Die beiden Stabilisatorabschnitte 14a und 14b sind fahrzeugmittig über eine Aktuatoreinrichtung 3 miteinander verbunden.
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Auf für sich gesehen bekannte Weise ist der Wankstabilisator 2 um eine Rotationsachse 15 drehbar gegenüber dem Fahrzeugaufbau gelagert (nicht gezeigt). Die Aktuatoreinrichtung 1, hier dargestellt als zylindrischer Körper, umfasst im Wesentlichen ein Gehäuse 3 mit zylindermantelförmiger Außenfläche 4, wobei in dem Gehäuse ein Elektromotor sowie ein Getriebe (jeweils nicht gezeigt) untergebracht sind. Über den Elektromotor und das Getriebe stehen die Stabilisatorabschnitte 14a und 14b in Antriebsverbindung. Bei stehendem Elektromotor sind die beiden Stabilisatorabschnitte 14a, 14b über die Aktuatoreinrichtung 1 starr miteinander verbunden. Durch den Betrieb des Elektromotors lassen sich die Stabilisatorabschnitte 14a, 14b abhängig von der Drehrichtung des Elektromotors um die Rotationsachse 15 gegeneinander verdrehen. So lässt sich der Wankstabilisator 2 auf für sich gesehen bekannte Weise verstellen.
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Anhand der 2 bis 6 wird nachfolgend ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Aktuatoreinrichtung, eines Aufnahmeelements sowie des Verfahrens zur Herstellung der Aktuatoreinrichtung beschrieben.
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2 zeigt in Einzeldarstellung eine erfindungsgemäße Aktuatoreinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen verstellbaren Wankstabilisator (wie beispielsweise in 1 gezeigt und zuvor erläutert). Die Aktuatoreinrichtung 1 weist eine im Wesentlichen zylindrische Grundform mit Rotationssymmetrie bezüglich der Rotationsachse 15 auf. Ein Gehäuse 3 erstreckt sich parallel zur Rotationsachse 15 und weist im Bereich seiner Mantelfläche eine gewölbte Außenfläche 4 auf. Innerhalb des Gehäuses 3 ist ein Aktuator 5 angeordnet, der in der Zeichnung einzig durch die Bezugsziffer angedeutet, zeichnerisch jedoch nicht dargestellt ist. Der Aktuator umfasst im Wesentlichen einen Elektromotor sowie ein koaxial dazu angeordnetes mehrstufiges Planetengetriebe. Auf erfindungsgemäße Weise sind an dem Gehäuse 3 insgesamt vier Aufnahmeelemente 6 befestigt. Davon sind zwei Aufnahmeelemente 6 jeweils an gegenüberliegenden Umfangsabschnitten nahe eines ersten Endes der Aktuatoreinrichtung 1 und zwei weitere Aufnahmeelemente 6 nahe des gegenüberliegenden Endes der Aktuatoreinrichtung 1 jeweils an der gewölbten Außenfläche 4 des Gehäuses 3 angeordnet. Jedes der Aufnahmeelemente 6 ist als Schweißmutter ausgeführt und weist im Wesentlichen eine Zylinderringform auf.
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Wie den 3 und 4 zu entnehmen, welche ein Aufnahmeelement 6 vor der Befestigung an dem Gehäuse einer Aktuatoreinrichtung zeigen, handelt es sich bei dem Aufnahmeelement 6 um einen Ringkörper. Wie in 4 zu sehen, weist dieser einen mittigen Durchgang auf, an welchem ein Gewinde 9 in Form eines Innengewindes ausgebildet ist. Das Gewinde 9 dient im montierten Zustand zur Befestigung der Wärmeschutzeinrichtung 7 (vergl. 6). Außenumfänglich weist das Aufnahmeelement 6, wie den 3 und 4 zu entnehmen, im Wesentlichen eine zylindrische Grundform auf, die jedoch an zwei gegenüberliegenden Seiten abgeflacht ist, um eine Außenangriffskontur 10 zu bilden. Die Außenangriffskontur 10 dient zur erleichterten Handhabung, Positionierung und/oder Ausrichtung des Aufnahmeelements 6, insbesondere vor dessen Befestigung an dem Gehäuse 3.
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Wie den 3 und 4 weiterhin zu entnehmen, weist das Aufnahmeelement 6 an einer Seite, gemäß 3 an der Unterseite, eine gewölbte Kontur 8 im Sinne einer Konkavität auf. Die gewölbte Kontur 8 ist so gestaltet, dass diese in Bezug auf die gewölbte Außenfläche 4 des Gehäuses 3 komplementär ist. Mit anderen Worten, in einem wie in 5 gezeigten angebauten Zustand an die zylindermantelförmig gewölbte Außenfläche 4 des Gehäuses 3 liegt das Aufnahmeelement 6 nicht nur linienförmig, sondern flächig am Gehäuse 3 an.
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Zunächst, d. h. vor dem Anbringen des Aufnahmeelements 6 am Gehäuse 3 weist das Aufnahmeelement 6, wie in den 3 und 4 zu sehen, im Bereich der gewölbten Kontur 8 zudem wenigstens eine, vorzugsweise mehrere aus der Ebene der Kontur 8 ragende Materialanhäufungen 11 auf. Diese Materialanhäufungen 11 können zu Beginn eines Schweißvorgangs als Anlagepunkte und/oder als Schweißmaterial beim Verschweißen mit dem Gehäuse 3 dienen. Bei Durchführung eines elektrischen Schweißvorgangs können die Materialanhäufungen 11 zudem als Kontaktelektroden zwischen den zu verbindenden Schweißpartnern dienen. Im befestigten Zustand an das Gehäuse 3, wie in 5 dargestellt, sind die Materialanhäufungen 11 des ursprünglichen Zustands nicht mehr vorhanden, das Material hat sich über den verschweißten Bereich verteilt.
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6 zeigt eine erfindungsgemäße Aktuatoreinrichtung 1 mit daran angebautem Wärmeschutzschild 7 und mit daran angebauten Stabilisatorabschnitten 14a, 14b im seitlichen Schnitt. In wesentlichen Merkmalen entspricht die Aktuatoreinrichtung 1 gemäß 6 der in 2 dargestellten und bereits erläuterten Aktuatoreinrichtung. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher auf die dortigen Ausführungen sowie auf die Ausführungen zu den 3 bis 5 verwiesen. Der Darstellung aus 6 lässt sich entnehmen, dass die Aufnahmeelemente 6 dazu dienen, ein die Aktuatoreinrichtung 1 teilumfänglich einhüllendes Wärmeschutzschild 7 radial beabstandet gegenüber der Außenfläche 4 der Aktuatoreinrichtung 1 zu halten. Zur Befestigung des Wärmeschutzschilds 7 sind in jedes der Aufnahmeelemente 6 jeweils Schrauben eingeschraubt, wodurch eine zusätzliche Justierung ermöglicht wird.
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Um eine wie in 6 gezeigte Aktuatoreinrichtung 1 herzustellen, werden erfindungsgemäß die folgenden Schritte durchgeführt:
- - Bereitstellen des Gehäuses,
- - Bereitstellen des eine gewölbte Kontur aufweisenden Aufnahmeelements 6,
- - Positionieren und Ausrichten des Aufnahmeelements 6 auf dem Gehäuse 3 derart, dass die gewölbte Kontur 8 des Aufnahmeelements 6 einem Abschnitt der gewölbten Außenfläche 4 des Gehäuses 3 zugewandt ist,
- - Anbringen des Aufnahmeelements 6 an dem Gehäuse 3 durch Verschweißen,
- - Befestigen der Wärmeschutzeinrichtung 7 an dem zumindest einen Aufnahmeelement 6.
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Durch die beschriebene Erfindung wird auf konstruktiv einfache Weise eine Möglichkeit angegeben, eine Aktuatoreinrichtung der genannten Art vor schädigender Temperatureinwirkung zu schützen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aktuatoreinrichtung
- 2
- Wankstabilisator
- 3
- Gehäuse
- 4
- Außenfläche
- 5
- Aktuator
- 6
- Schweißmutter
- 7
- Wärmeschutzschild
- 8
- konkave Kontur
- 9
- Innengewinde
- 10
- Außenangriffskontur
- 11
- Vorsprung
- 12a, 12b
- Rad
- 13a, 13b
- Querlenker
- 14a, 14b
- Stabilisatorabschnitt
- 15
- Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014208803 A1 [0004]
