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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Blattfederlager für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer Querblattfeder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Fahrzeugradaufhängung mit Querblattfeder und wenigstens einem Blattfederlager nach Anspruch 8.
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Als Bestandteil eines Fahrwerks dienen Fahrzeugradaufhängungen der Verbindung der Räder mit dem Fahrzeug. Hierbei kann die Fahrzeugradaufhängung direkt mit der zumeist selbsttragenden Karosserie verbunden sein. Je nach Ausgestaltung kann deren Anordnung auch an einem mit der Karosserie verbundenen Hilfsrahmen oder einem Fahrgestell erfolgen.
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Möglichst leicht und kompakt bauende Lösungen sehen insbesondere für hintere Fahrzeugradaufhängungen die Verwendung einer Blattfeder vor. Als quer zur Fahrtrichtung eingebaute Querblattfeder wird diese über Blattfederlager an dem Fahrzeug gelagert und mit diesem verbunden. Auf diese Weise kann die Querblattfeder die ansonsten notwendigen Aufbaufedern und den Stabilisator ersetzen. Um deren Funktionen zu übernehmen, muss die Querblattfeder gleichzeitig eine bestimmte Wanksteifigkeit (Widerstand gegen entgegengesetzt vertikale Bewegung der Räder) sowie eine bestimmte Hubsteifigkeit (Widerstand gegen gleichgerichtete vertikale Bewegung der Räder) gewährleisten. Typischerweise sind diese Steifigkeiten unterschiedlich.
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Um besagte Steifigkeiten bereitstellen zu können, muss die Querblattfeder über zwei in einen bestimmten Abstand zueinander angeordnete Blattfederlager mit der gefederten Masse des Fahrzeugs verbunden sein. Die sich über die Blattfederlager hinaus erstreckenden freien Endabschnitte der Querblattfeder sind somit federnd auslenkbar. Deren äußeren Enden sind mit den beweglich angelenkten Teilen der Fahrzeugradaufhängungen und somit mit den ungefederten Massen des Fahrzeugs verbunden. Auf diese Weise wird ein Vier-Punkt-Biegesystem etabliert.
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Die Blattfederlager müssen dabei komplexe da gleichzeitig unterschiedliche Anforderungen erfüllen. So ist in Bezug auf die typische Ausrichtung des Fahrzeugs sowie die Einbaulage der Querblattfeder eine hohe Steifigkeit in vertikale Richtung erstrebenswert. Dies vor dem Hintergrund, da die vertikale Nachgiebigkeit der Blattfederlager die resultierende Wank- und Hubsteifigkeit beeinflusst. Insbesondere führt eine niedrigere vertikale Steifigkeit zu einem geringeren Verhältnis zwischen Wank- und Hubsteifigkeit, was jedoch unerwünscht ist. Ein großes Verhältnis zwischen Wank- und Hubsteifigkeit gewährleistet, dass die Fahrzeugradaufhängung einen hohen Widerstand gegen Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus bietet. Gleichzeitig wird hierdurch eine ausreichende Nachgiebigkeit in vertikaler Bewegungsrichtung für einen guten Fahrkomfort erreicht.
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Ferner ist eine geringe Steifigkeit der inneren Anlenkpunkte der Blattfederlager zueinander (lateral) in Längsrichtung der Querblattfeder wünschenswert. Hierdurch wird eine Verformung des Mittelabschnitts der Querblattfeder zwischen den Blattfederlagern während der Hub- und Wankbewegungen des Fahrzeugs ermöglicht. Derartige Verformungen der Querblattfeder setzen voraus, dass sich der laterale Abstand zwischen den inneren Anlenkpunkten verändern kann.
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Darüber hinaus wird auch eine niedrige Drehsteifigkeit der Blattfederlager um deren Längsrichtung herum angestrebt. Grund hierfür ist einerseits die bereits erwähnte gewünschte Verformbarkeit der Querblattfeder in ihrem Mittelabschnitt. Andererseits soll dadurch verhindert werden, dass die Lagersteifigkeit der Blattfederlager einen großen Beitrag zu der gesamten Wank- und Hubsteifigkeit der Querblattfeder liefert (parasitärer Beitrag).
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Um eine Verschlechterung des dynamischen Fahrzeugverhaltens zu vermeiden, sind die Blattfederlager insgesamt mit einer geringen Reibung sowie einer geringen Hysterese auszulegen. Weitere Ziele bei der Gestaltung von Blattfederlagern umfassen ferner unter anderem niedrige Kosten und ein niedriges Gewicht, Schutz vor Verschmutzung, Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen, Feuchtigkeit und chemische Stoffe usw. sowie die Berücksichtigung von Bauraumvorgaben.
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Aus der
DE 10 2010 060 093 A1 ist eine Fahrzeugradaufhängung für ein Fahrzeug mit einer Querblattfeder bekannt. Die Querblattfeder ist über zwei zueinander beabstandete Blattfederlager mit dem Fahrzeug verbunden. Die Blattfederlager umfassen jeweils zwei die Querblattfeder mit dem Fahrzeug koppelnde Lagerblöcke aus einem elastischen Material. Hierfür ist jeweils ein Abschnitt der Querblattfeder zwischen den beiden Lagerböcken jedes Blattfederlagers eingegliedert. In wenigstens einem der Lagerböcke eines Blattfederlagers ist ein zwischen zwei seiner Auflagerflächen in dem elastischen Material angeordneter und gegenüber dem elastischen Material härterer Lagerkern angeordnet.
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Der Lagerkern stellt dabei den unnachgiebigen Teil des Lagerblocks dar, während das ihn zumindest zu den Auflagerflächen hin umgebende elastische Material eine begrenzte Flexibilität des Blattfederlagers ermöglicht. Durch die im Wesentlichen zylindrische Form des Lagerkerns verläuft dessen gekrümmte Mantelfläche bereichsweise nah an den beiden Auflagerflächen, so dass sich die Dicke des dazwischen verbleibenden elastischen Materials auf ein Minimum reduziert. Auf diese Weise wird eine hohe Steifigkeit des Blattfederlagers in vertikaler Richtung erreicht. Gleichzeitig ist ein begrenztes Abrollen der Auflagerflächen auf dem Lagerkern ermöglicht.
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Aufgrund der geringen Mächtigkeit der verbleibenden Bereiche aus dem elastischen Material ist insgesamt eine nur geringe ebene Relativbewegung der sich gegenüberliegenden Auflagerfläche des Lagerblocks zueinander ermöglicht. In Kombination mit der Querblattfeder ergibt sich eine auf einige Freiheitsgrade begrenzte Beweglichkeit derselben innerhalb des Blattfederlagers. Durch die sich senkrecht zur Querblattfeder erstreckende und gegenüber der Breite des Lagerblocks in Längsrichtung der Querblattfeder größere Länge des Lagerblocks ist zwar eine wenn auch begrenzte laterale Veränderung des Abstandes der inneren Anlenkpunkte der Blattfederlager möglich. Demgegenüber ist eine Beweglichkeit der Querblattfeder innerhalb der Blattfederlager quer zu ihrer Erstreckung und somit in Fahrtrichtung nicht gegeben oder zumindest stark reduziert.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegende Erfindung Aufgabe zugrunde, ein Blattfederlager sowie eine Fahrzeugradaufhängung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einer quer zu seiner Fahrzeuglängsachse angeordneten Querblattfeder und einem solchen Blattfederlager zu schaffen, wobei das Blattfederlager über eine hohe Steifigkeit in vertikaler Richtung und eine jeweils geringe Dreh- sowie Quersteifigkeit parallel zur sowie um die Längsrichtung der Querblattfeder hinaus auch eine niedrige Steifigkeit in dessen Längsrichtung quer zur Längsrichtung der Querblattfeder besitzt.
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Diese Aufgabe wird durch ein Blattfederlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Fahrzeugradaufhängung mit den Merkmalen von Anspruch 8 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweiligen Unteransprüche.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Erfindungsgemäß umfasst das Blattfederlager für ein Fahrzeug mit einer Querblattfeder zwei Lagerblöcke aus einem elastischen Material, zwischen denen ein Abschnitt der Querblattfeder eingliederbar ist. Wenigstens einer der Lagerblöcke besitzt einen zwischen zwei seiner Auflagerflächen in dem elastischen Material angeordneten und demgegenüber härteren Lagerkern. Die Erfindung sieht dabei einen zusätzlich zu dem Lagerkern vorhandenen Einleger aus einem dem elastischen Material gegenüber härteren Material vor. Die Anordnung von Lagerkern und Einleger erfolgt dabei derart, dass unter Ausbildung von drei Elastikschichten aus dem elastischen Material der Einleger und der Lagerkern sowohl untereinander als auch von den Auflagerflächen beabstandet sind. Mit anderen Worten sind der Einleger und der Lagerkern so zwischen den sich gegenüberliegenden Auflagerflächen des entsprechenden Lagerblocks zueinander angeordnet, dass zu den Auflagerflächen hin und zwischen dem Einleger und dem Lagerkern jeweils eine Schicht aus dem elastischen Material in Form einer Elastikschicht verbleibt. Die jeweiligen Dicken dieser Elastikschichten sind an die jeweiligen Anforderungen an das Blattfederlager in Bezug auf dessen unterschiedliche Steifigkeiten angepasst.
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Insofern handelt es sich bei Lagerblöcken um elastische Formkörper aus dem elastischen Material, innerhalb dem zumindest bereichsweise der Lagerkern und der Einleger angeordnet sind.
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Der sich hieraus hauptsächlich ergebende Vorteil ist in den drei Elastikschichten aus dem elastischen Material in ausreichender Dicke ihres jeweiligen Querschnitts zu sehen. In Summe wird hierdurch ein bestimmter Anteil an elastischem Material zwischen den beiden Auflagerflächen des entsprechenden Lagerblocks erreicht. Hierdurch ergibt sich eine insgesamt höhere Beweglichkeit der Blattfeder innerhalb des Blattfederlagers. Durch die Anordnung von drei Elastikschichten wird eine gegenüber bekannten Querblattlagern verbesserte Mehrgelenkigkeit erreicht. In Kombination mit den gegenüber dem elastischen Material härteren Lagerkern sowie Einleger ist auch weiterhin eine ausreichend hohe Steifigkeit in vertikaler Richtung vorhanden. Ursächlich hierfür ist der weiterhin große Querschnitt mit einem entsprechend hohen Flächenanteil, welcher für eine mögliche vertikale Bewegung zu komprimieren wäre.
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Weiterhin ist die Beweglichkeit des Blattfederlagers in dessen Querrichtung und somit parallel zur Längsrichtung der Querblattfeder auch weiterhin durch eine geringe Steifigkeit gegeben. Insbesondere in Längsrichtung des Blattfederlagers senkrecht zur Längsrichtung der Querblattfeder ist dessen Steifigkeit herabgesetzt. Hieraus ergibt sich eine größere Bewegungsfreiheit der Querblattfeder in dieser Richtung. Die herabgesetzte Steifigkeit und somit höhere Beweglichkeit in diese Richtung ist auf den nunmehr hohen Anteil an elastischem Material als Summe der drei Elastikschichten zu sehen. Durch den zusätzlichen Einsatz des Einlegers wird eine nach wie vor alle Vorteile aufweisende Kombination aus einem elastischen und einem demgegenüber härteren Material geschaffen. Der nunmehr vergrößerte Querschnittsbereich aus dem elastischen Material ermöglicht gegenüber Querbeanspruchungen (Scheren) eine zusätzliche oder zumindest vergrößerte Beweglichkeit. Diese ist insbesondere auf die so verringerte Steifigkeit in Längsrichtung des Blattfederlagers und somit quer zur Längsrichtung der Querblattfeder zurückzuführen.
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Die Lagerblöcke sind folglich dafür vorgesehen, mit jeweils zwei ihrer sich gegenüberliegenden äußeren Auflagerflächen einen zumindest bereichsweisen Kontakt zwischen der Querblattfeder und dem Fahrzeug herzustellen. Hierfür schließen in der vorgesehenen Einbaulage die jeweiligen Auflagerflächen der beiden Lagerblöcke einen Abschnitt der Querblattfeder zwischen sich ein. Eine der beiden den mit der Querblattfeder in Kontakt stehenden Auflagerflächen jeweils gegenüberliegenden Auflagerflächen der beiden Lagerblöcke kann in Einbaulage einen Kontakt zu der Karosserie, einem Hilfsrahmen oder einem Fahrgestell des Fahrzeugs aufweisen. Dabei kann die jeweils andere dieser Auflagerflächen mit einer Halteeinrichtung in Kontakt stehen, wobei das Blattfederlager mitsamt der Querblattfeder zwischen der Halteeinrichtung und der Karosserie, dem Hilfsrahmen oder dem Fahrgestell des Fahrzeugs angeordnet ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Einleger einen von dem Lagerkern abgewandten konvexen Außenflächenbereich aufweisen. Dabei erstreckt sich eine erste Elastikschicht der drei Elastikschichten zwischen diesem konvexen Außenflächenbereich des Einlegers und einer der Auflagerflächen, welche in Einbaulage des Blattfederlagers von dieser abgewandt ist.
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Durch die konvexe Ausgestaltung sind in vorteilhafter Weise die Bereiche aus dem elastischen Material zu den freien Seitenflächen des Lagerblocks hin in ihrem jeweiligen Querschnitt verdickt. Hierdurch ergibt sich eine höhere Kompressibilität, was sich insbesondere auf eine geringe Drehsteifigkeit des Blattfederlagers auswirkt. Gleichzeitig ist der nah zum dem einen Auflagerbereich hin gelegene Teil des konvexen Außenflächenbereichs für die deutliche Verjüngung des Anteils an elastischem Material verantwortlich, so dass eine hohe Steifigkeit in vertikaler Richtung gewahrt bleibt.
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Eine bevorzugte Weiterbildung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass der Lagerkern einen dem Einleger zugewandten konvexen Innenflächenbereich aufweisen kann. Demgegenüber kann der Einleger einen dem Lagerkern zugewandten konkaven Innenflächenbereich aufweisen. Hierdurch korrespondieren der konkave Innenflächenbereich des Einlegers und der konvexe Innenflächenbereich des Lagerkerns miteinander. In dieser Ausgestaltung kann sich eine zweite Elastikschicht der drei Elastikschichten zwischen dem konvexen Innenflächenbereich des Lagerkerns und dem demgegenüber konkaven Innenflächenbereich des Einlegers erstrecken.
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Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ein möglichst gleichmäßiges Verhalten der zwischen dem Einleger und dem Lagerkern verlaufenden zweiten Elastikschicht erreicht. Dabei kann die zweite Elastikschicht in Bezug auf ihrer sich zwischen dem Einleger und dem Lagerkern erstreckende Dicke einen gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Verlauf aufweisen. Bevorzugt besitzt die zweite Elastikschicht in ihrem in Rede stehenden Querschnitt eine konkave Linsenform, so dass sich die Innenflächen des Einlegers und des Lagerkerns konvex-konkav gegenüberstehen. Auf diese Weise ist die zweite Elastikschicht zu den freien Seitenflächen des Lagerblocks hin verdickt, während ihr mittlerer Bereich eine demgegenüber kleinere Dicke besitzt. Hierdurch wird insbesondere eine geringe Drehsteifigkeit des Blattfederlagers bewirkt, wobei der Einleger um den Lagerkern herum verdreht wird und dabei die verdickten Bereiche der zweiten Elastikschicht komprimiert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Lagerkern einen von dem Einleger abgewandten konvexen Außenflächenbereich aufweisen. Hierbei kann sich eine dritte Elastikschicht der drei Elastikschichten zwischen diesem konvexen Außenflächenbereich des Lagerkerns und einer der Auflagerflächen erstrecken, welche in Einbaulage des Blattfederlagers der Querblattfeder zugewandt ist. Auf diese Weise sind die bereits zu der ersten und der zweiten Elastikschicht beschriebenen Vorteile einer solchen Ausgestaltung auch in Bezug auf die dritte Elastikschicht realisiert. Diese weist hierdurch ebenfalls einen zu den freien Seitenflächen des Lagerblocks hin zunehmenden Anteil an elastischem Material auf, während ihr mittlerer Bereich einen demgegenüber kleineren Anteil besitzt. Hierdurch wird die geforderte geringe Drehsteifigkeit des Querblattlagers nochmals verbessert.
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Es ist vorgesehen, dass sowohl der Einleger als auch der Lagerkern entweder vollständig innerhalb des elastischen Materials integriert sind oder nur bereichsweise, insbesondere in den Bereichen der Elastikschichten mit dem elastischen Material verbunden sind. Eine vollständige Einbettung des Einlegers und des Lagerkerns in das elastische Material hat den Vorteil, dass diese beispielsweise so vor Korrosion geschützt sein können.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann wenigstens einer der beiden Lagerblöcke zwei dem elastischen Material gegenüber härtere Auflagerplatten besitzen. Diese sind bevorzugt im Bereich seiner beiden sich gegenüberliegenden Auflagerflächen angeordnet. Besagte Auflagerplatten können dabei außerhalb des elastischen Materials angeordnet sein. Hierbei kann die Auflagerplatte den jeweiligen Auflagerbereich des Lagerblocks zumindest bereichsweise, bevorzugt vollflächig bedecken. In einer alternativen Ausgestaltung kann zumindest eine der Auflagerplatten zumindest bereichsweise mit dem elastischen Material ummantelt sein. Grundsätzlich ist auch eine Anordnung der Auflagerplatte innerhalb des elastischen Materials denkbar.
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Der sich durch die Anordnung wenigstens einer Auflagerplatte ergebende Vorteil ist in der so einfachen Bereitstellung einer bevorzugt ebenen Fläche für die Anbindung des Lagerblocks zu sehen. Sofern die Auflagerplatte selbst eine hohe Steifigkeit besitzt, kann diese auch zu einer verbesserten und bevorzugt vollflächigen Lasteinleitung in den Lagerblock dienen. Dies gilt selbstverständlich auch für die Weiterleitung der Lasten über den Lagerblock. Der sich bei einer Integration der Auflagerplatte in dem elastischen Material oder durch eine entsprechende Ummantelung mit dem elastischen Material ergebende Vorteil liegt beispielsweise in einem verbesserten Schutz vor Korrosion.
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Als Materialien für den Einleger und/oder den Lagerkern und/oder wenigstens eine der Auflagerplatte sind all solche vorgesehen, welche eine gegenüber dem elastischen Material höhere Härte besitzen. So kann es sich bei dem elastischen Material und dem Einleger und/oder dem Lagerkern und/oder der Auflagerplatte um ein im Wesentlichen gleiches Material handeln, wobei dessen Eigenschaften entsprechend härter oder weicher eingestellt sind. Bevorzugt wird für den Einleger und/oder den Lagerkern und/oder die Auflagerplatte Aluminium, Stahl oder Hartplastik verwendet. Selbstverständlich ist auch eine Kombination aus dem Genannten denkbar. Insbesondere Aluminium und Hartplastik weisen gegenüber der Verwendung von Stahl einen entsprechenden Gewichtsvorteil auf.
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Weiterhin kann die Auflagerplatte auch ein Formschlusselement aufweisen, welches beispielsweise mit einer entsprechenden Geometrie der Querblattfeder oder einem Lagerbereich des Fahrzeugs korrespondiert. Sofern das Blattfederlager beispielsweise über eine zusätzliche Halteeinrichtung mit dem Fahrzeug verbunden ist, kann auch diese eine entsprechende, mit dem Formschlusselement korrespondierende Geometrie aufweisen. Bei besagtem Formschlusselement kann es sich beispielsweise um eine Erhebung oder ein stiftförmiges Element handeln, welches dann in Einbaulage zumindest bereichsweise in eine entsprechende Vertiefung oder Öffnung der korrespondierenden Geometrie greift.
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In bevorzugter Weise kann wenigstens eine der Auflagerplatten an ihren Endbereichen angeordnete Stützelemente besitzen. Besagte Stützelemente können beispielsweise die Form abgewinkelter Schenkel aufweisen. Alternativ hierzu können auch auf die Auflagerplatte aufgesetzte oder in diese eingesetzte Elemente vorgesehen sein, welche beispielsweise über ein Verbindungsmittel oder stoffschlüssig mit der Auflagerplatte verbunden sind. Selbstverständlich ist auch ein reiner Formschluss denkbar, sofern besagte Elemente in die Endbereiche der Auflagerplatte eingesetzt sind. In jedem Fall sind die Stützelemente dazu ausgebildet, die Querblattfeder zumindest bereichsweise randseitig zu umgreifen oder sich zumindest an einem Randbereich der Querblattfeder abzustützen.
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Als Ränder der Querblattfeder werden im Sinne der Erfindung deren Längskanten verstanden, durch welche die jeweilige Breite der Querblattfeder begrenzt ist.
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Es ist vorgesehen, dass die Auflagerplatte zusammen mit den endseitigen Stützelementen eine in ihrem Längsschnitt C-förmige Ausgestaltung aufweisen kann.
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Der sich aus der Anordnung eines Stützelements und/oder eines Formschlusselements ergebende Vorteil ist in einer einfach zu realisierenden sowie prozesssicheren Lagepositionierung des mit einer solchen Auflagerplatte ausgestatteten Lagerblocks an der Querblattfeder zu sehen. Hierdurch können etwaige Lagefehler in der Montage bereits im Vorfeld wirksam vermieden werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sowohl die Stützelemente als auch die Formschlusselemente den Lagerblock exakt in seiner Ausrichtung quer zur Längsrichtung der Querblattfeder ausrichten. Überdies wird hierdurch auch eine dauerhaft exakte Positionierung des Lagerblocks erreicht, welche auch nach längerer Nutzungsdauer beibehalten bleibt. Neben der besagten ausrichtenden Funktion erfüllen die Stützelemente und die Formschlusselemente folglich auch eine haltende Funktion in wenigstens eine Richtung.
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Um einen möglichst universellen Einsatz einer solchen Auflagerplatte für unterschiedlich ausgestaltete Querblattfedern zu erhalten, können zusätzliche Zwischenstücke vorgesehen sein. Bei dem Zwischenstück kann es sich um ein separates Element handeln, welches in einen etwaigen Spalt zwischen wenigstens einem Rand der Querblattfeder und einer dieser unmittelbar gegenüberliegenden Fläche des Stützelements angeordnet ist. Mit anderen Worten kann durch ein solches Zwischenstück eine etwaige Toleranz der so ausgestalteten Auflagerplatte gegenüber der jeweiligen Breite der Querblattfeder ausgeglichen sein.
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Auf diese Weise ist in vorteilhafter Weise nur eine einzige Ausgestaltungsform der Auflagerplatte für unterschiedliche Breiten und/oder Dicken von Querblattfedern notwendig. Aufgrund der hohen Produktionsstückzahl kann dies in vorteilhafter Weise zu einer deutlichen Reduzierung der Herstellungskosten führen. Die eigentliche Anpassung an die jeweilige Querblattfeder erfolgt dann über ein solches Zwischenstück, welches den verbleibenden kontaktfreien Spalt oder Raum zwischen der so ausgestalteten Auflagerplatte und der Querblattfeder zumindest bereichsweise füllt. Ein solcher Raum oder Spalt kann sowohl zwischen einem Randbereich als auch zwischen einem Bereich einer Seite der Querblattfeder und einer solchen Auflagerplatte vorliegen.
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Insofern kann ein entsprechendes Zwischenstück zwischen einem Randbereich der Querblattfeder und einem Stützelement der Auflagerplatte sowie/oder einem Seitenbereich der Querblattfeder und der die entsprechende Auflagerfläche des Lagerblocks bildenden Auflagerplatte angeordnet sein.
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Je nach Anforderung kann ein solches Zwischenstück lose oder kraftschlüssig in den vorhandenen Spalt oder Raum eingesetzt sein. Eine für den Kraftschluss erforderliche Spannung kann dadurch erreicht werden, dass das Zwischenstück beispielsweise mit entsprechendem Kraftaufwand in den Spalt oder Raum eingesetzt wird. Die so über das Zwischenstück erzeugte Vorspannung zwischen wenigstens einem Stützelement und einem Randbereich der Querblattfeder führt in vorteilhafter Weise zu einer exakten Lagepositionierung des so ausgestalteten Lagerblocks gegenüber der Querblattfeder. Auch können die Zwischenstücke dazu dienen, den besagten Lagerblock über die so erzeugte Vorspannung an der Querblattfeder festzulegen, um eine vereinfachte Montage an dem Fahrzeug zu ermöglichen.
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Ein solches Zwischenstück kann aus einem elastischen Werkstoff wie beispielsweise Gummi gebildet sein. Demgegenüber kann auch ein harter Werkstoff Verwendung finden, bei dem es sich beispielsweise um Aluminium, Stahl oder Hartplastik handelt kann. Grundsätzlich kann das Zwischenstück auch zumindest bereichsweise mit einem elastischen Material ummantelt oder flächig mit diesem belegt sein. Hierdurch kann sowohl ein Korrosionsschutz als auch eine vorteilhafte Spannung beim Einsatz des Zwischenstücks erreicht werden. Selbstverständlich kann das Zwischenstück auch an die jeweilige Querschnittsgeometrie der Auflagerplatte und/oder der Querblattfeder formangepasst sein.
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Als eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird angesehen, dass die in Einbaulage der Querblattfeder zugewandten Auflagerplatten an ihren jeweiligen Endbereichen angeordnete Verschlusskonturen besitzen können. Diese sind für eine Kopplung der beiden Auflagerblöcke vorgesehen, wozu die Verschlusskonturen zumindest bereichsweise miteinander in Eingriff bringbar sind. Die Verschlusskonturen können so ausgestaltet sein, dass diese beispielsweise einen nur einmaligen, dauerhaften Eingriff oder aber eine einfache Lösbarkeit des Eingriffs ermöglichen. Bei den Verschlusskonturen kann es sich beispielsweise um miteinander korrespondierende Hakenelemente handeln, welche über entsprechende Hinterschneidungen bereichsweise ineinander greifen. Die Verschlusskonturen können so ausgebildet sein, dass sie gleichzeitig auch die Funktion von Stützelementen erfüllen, wie zuvor ausgeführt.
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In jedem Fall ist hierbei ein sich zumindest bereichsweise einstellender Formschluss vorgesehen, um die beiden sich an einem Abschnitt der Querblattfeder unmittelbar gegenüberliegenden Lagerblöcke miteinander zu verbinden.
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Durch besagte Verschlusskonturen wird in vorteilhafter Weise eine exakte Anordnung der beiden Lagerblöcke zusammen an der Querblattfeder ermöglicht, bevor diese in ihrer Einbaulage fixiert wird. Hierdurch sind etwaige Lagefehler in der Montage nahezu ausgeschlossen. Zudem wird die Integration der Querblattfeder erleichtert, da diese nun zusammen mit den beiden Lagerblöcken der jeweiligen Blattfederlager eine Einheit bilden, welche ein deutlich leichteres Handling ermöglichen. Demgegenüber ist ansonsten ein Umgang mit wenigstens drei losen Bauteilen pro Blattfederlager notwendig.
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Die vorliegende Erfindung zeigt ein überaus vorteilhaftes Blattfederlager auf, welches über eine hohe Steifigkeit in vertikaler Richtung und eine jeweils geringe Dreh- sowie Quersteifigkeit parallel zur sowie um die Längsrichtung der Querblattfeder hinaus auch eine niedrige Steifigkeit in dessen Längsrichtung quer zur Längsrichtung der Querblattfeder besitzt. Dies ist insbesondere auf die Ausbildung der drei Elastikschichten durch den Einsatz des Lagerkerns und eines zusätzlichen Einlegers zurückzuführen. Dadurch sind in vorteilhafter Weise eine Mehrgelenkigkeit des Blattfederlagers sowie eine Vergrößerung der hierfür relevanten Querschnitte für die geforderten Steifigkeiten ermöglicht.
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Insbesondere durch die Anordnung von Auflagerplatten und der daran zusätzlich vorgesehenen Stützelementen und/oder Verschlusskonturen wird eine überaus einfache Montage der ansonsten schwer zu montierenden Struktur ermöglicht. Weiterhin wird hierdurch die Gefahr eines etwaigen Lagefehlers der Lagerblöcke gegenüber der Querblattfeder sowohl in der Montage als auch dauerhaft auf ein Minimum reduziert.
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Im weiteren Verlauf stellt die Erfindung auch eine Fahrzeugradaufhängung mit Querblattfeder und einem solchen Blattfederlager vor. Wie bereits zuvor aufgezeigt umfasst das Blattfederlager zwei die Querblattfeder zwischen sich eingliedernde und so mit einem Fahrzeug koppelnde Lagerblöcke aus einem elastischen Material.
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Wenigstens einer der Lagerblöcke besitzt einen zwischen zwei seiner Auflagerflächen zumindest teilweise im elastischen Material angeordneten und demgegenüber härteren Lagerkern. Erfindungsgemäß ist ein zusätzlicher, dem elastischen Material gegenüber härterer Einleger vorgesehen, wobei unter Ausbildung von drei Elastikschichten aus dem elastischen Material der Einleger und der Lagerkern sowohl untereinander als auch von den Auflagerflächen beabstandet sind.
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Die sich hieraus ergebenden Vorzüge gehen insbesondere auf die Verwendung des erfindungsgemäßen Blattfederlagers zurück, welches zuvor in seinen Einzelheiten und den sich daraus ergebenden Vorteilen erläutert wurde.
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Bei der Fahrzeugradaufhängung handelt es sich bevorzugt um eine solche, welche in Form einer Hinterradaufhängung Verwendung findet.
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In vorteilhafter Weise kann die Fahrzeugradaufhängung eine Halteeinrichtung aufweisen. Die Halteeinrichtung dient der Verbindung der Lagerblöcke mit dem Fahrzeug, zwischen denen die Querblattfeder abschnittsweise in Form einer gelenkigen Klemmung gelagert ist. Hierdurch wird auch die Position der Lagerblöcke gegenüber der Querblattfeder festgelegt. Die Halteeinrichtung ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie mindestens einen der Lagerblöcke und die zwischen diesen eingegliederte Querblattfeder zumindest bereichsweise umgreift. Auf diese Weise sind die Querblattfeder und die Lagerblöcken gemeinsam über diese Halteeinrichtung mit einer Karosserie, mit einem Hilfsrahmen oder mit einem Fahrgestell des Fahrzeugs koppelbar.
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Durch die Halteeinrichtung wird eine effektive und leicht zugängliche Möglichkeit zur Kopplung der Blattfederlager zusammen mit der Querblattfeder an dem Fahrzeug geschaffen.
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Besonders bevorzugt ist die Halteeinrichtung in Form einer Klammer ausgeführt. Diese kann einen Steg mit beidseitig zu einer Seite hin angeordneten Schenkeln besitzen. Endseitig der Schenkel können Befestigungselemente angeordnet sein, über welche die Halteeinrichtung mit dem Fahrzeug koppelbar ist. In vorteilhafter Weise ist die Halteeinrichtung dabei als materialeinheitlich einstückige Biegeform ausgeführt, wobei diese gegenüber dem Steg zu einer Seite hin abgewinkelte Schenkel und endseitig der Schenkel abgewinkelte Befestigungselemente in Form von Flanschen umfasst. Die Befestigungselemente und/oder Befestigungsflansche erstrecken sich bevorzugt in entgegengesetzte Richtungen voneinander weg. Auf diese Weise ist ein möglichst offener Freiraum zwischen dem Steg und den beiden Schenkeln zur Aufnahme der Lagerblöcke mitsamt der Querblattfeder geschaffen.
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Es ist vorgesehen, dass sich einer der Lagerblöcke über eine seiner Auflagerflächen an dem Steg der Halteeinrichtung abstützt, während die gegenüberliegende Auflagerfläche einen Kontakt zu der Querblattfeder aufweist. In dieser Anordnung verläuft die Querblattfeder auf Höhe eines mittleren Bereichs der Halteeinrichtung durch das Blattfederlager. Der mittlere Bereich bezieht sich dabei auf die vertikale Richtung, in welcher sich die Schenkel der Halteeinrichtung erstrecken. Dem so angeordneten Lagerblock weist der diesem in Bezug auf die Querblattfeder gegenüberliegend Lagerblock dann mit einer seiner Auflagerflächen einen Kontakt zu der Querblattfeder auf, wobei sich besagter Lagerblock über seine andere Auflagerfläche beispielsweise gegen einen Lagerbereich des Fahrzeugs abstützen kann.
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Der sich über eine seiner Auflagerflächen an dem Steg der Halteeinrichtung abstützt Lagerblock kann in diesem Bereich eine Auflagerplatte mit endseitigen Stützelementen aufweisen. Die Stützelemente können dabei so ausgebildet und ausgerichtet sein, dass sie den Steg der Halteeinrichtung randseitig umgreifen oder sich zumindest an diesem abstützen. Hierdurch wird eine dauerhafte Lagepositionierung des Lagerblocks gegenüber der Halteeinrichtung in wenigstens einer Richtung ermöglicht.
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In vorteilhafter Weise sind die Befestigungselemente derart ausgebildet, dass sie Veränderung des Abstandes zwischen dem Steg der Halteeinrichtung und dem Lagerbereich des Fahrzeugs zulassen. Alternativ hierzu sind die Befestigungselemente und/oder Befestigungsflansche mit entsprechenden Verbindungsmitteln kombinierbar, über welche der Abstand zwischen dem Steg der Halteeinrichtung und dem Lagerbereich des Fahrzeugs manipulierbar ist. Letztere Lösung hat den Vorteil, dass mit besagten Verbindungsmitteln neben der Einstellbarkeit des Abstandes gleichzeitig eine Kopplung der Halteeinrichtung mit dem Fahrzeug erfolgen kann.
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Durch eine entsprechende Verringerung des Abstandes kann eine Vorspannung auf die beiden Lagerblöcke aufgebracht und an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden. Die so erzeugbare Vorspannung kann beispielsweise erhöht werden, um einen etwaigen Schlupf zwischen diesen und der Querblattfeder zu verhindern. Dabei ist darauf zu achten, dass die Vorspannung nicht zu hoch gewählt wird, woraus ansonsten eine zu große Reibung innerhalb der Lagerblöcke resultieren kann. Um diese auf einen erforderlichen Wert hin zu reduzieren, kann die Vorspannung durch eine Veränderung des besagten Abstandes wieder entsprechend verringert werden.
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Besonders bevorzugt können die zum Manipulieren des Abstandes verwendeten Befestigungselemente oder Verbindungsmittel eine geeignete Steigung aufweisen, beispielsweise in Form eines schraubenförmigen Gewindeganges. Auf diese Weise können der gewünschte Abstand und somit auch die erforderliche Vorspannung innerhalb des Blattfederlagers durch eine Rotation des Gewindeganges um dessen Längsachse herum erfolgen. Bei einem solchen Verbindungsmittel kann es sich beispielsweise um einen Schraubbolzen handeln, mit welchem die Halteeinrichtung an dem Fahrzeug festlegbar ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht wenigstens ein Formschlusselement vor. Das wenigstens eine Formschlusselement ist bevorzugt in einem Kontaktbereich zwischen der Querblattfeder und einer der Auflagerflächen mindestens eines der beiden Lagerblöcke angeordnet. In besonders bevorzugter Weise handelt es sich hierbei um die Auflagerfläche jenes Lagerblocks, mit welcher die Querblattfeder zumindest bereichsweise in Berührung steht. Selbstverständlich ist auch eine Anordnung von Formschlusselement in sämtlichen Kontaktbereichen zwischen der Querblattfeder und den Lagerblöcken sowie den Lagerblöcken und einem Lagerbereich des Fahrzeugs denkbar. Sofern eine Halteeinrichtung vorgesehen ist, kann auch zwischen dieser und dem entsprechenden Lagerblock in deren Kontaktbereich ein entsprechendes Formschlusselement angeordnet sein. Durch den Einsatz wenigstens eines Formschlusselements kann eine präzise und einfache Montage ermöglicht sein, um etwaige Lagefehler auf ein Minimum zu reduzieren.
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Das Formschlusselement ist dazu ausgestaltet, eine parallel zur Auflagerfläche verlaufende Relativbewegung des Lagerblocks gegenüber der Querblattfeder und/oder den jeweils gegenüberliegenden Kontaktbereichen der Halteeinrichtung und/oder des Fahrzeugs zu verhindern. Besonders bevorzugt sind Formschlusselemente an beiden sich gegenüberliegenden Auflagerflächen vorgesehen, zwischen denen die Querblattfeder bereichsweise eingegliedert ist. Auf diese Weise kann eine etwaige Querbewegung der so erzeugten inneren Anschlüsse des Blattfederlagers wirksam unterbunden sein. Insgesamt ergibt sich hieraus eine einfache und dauerhafte Lagepositionierung wenigstens eines Lagerblocks.
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Bevorzugt kann die Querblattfeder auf beiden ihrer den Lagerblöcken zugewandten Seitenflächen entsprechende Formschlusselemente vorsehen. Hierbei kann es sich beispielsweise um Rippen handeln, gegen welche die jeweilige Auflagerfläche der Lagerblöcke im montierten Zustand gepresst oder angelegt ist. Sofern die Auflagerflächen Bereiche mit dem elastischen Material aufweisen, können die Rippen in diese hineingedrückt sein, um einen Formschluss zu erzeugen. Auf diese Weise wird eine hohe Haltewirkung parallel zur Ebene des Kontaktbereichs zwischen Lagerblock und Querblattfeder erzeugt.
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Selbstverständlich kann die Auflagerfläche des Lagerblocks selbst auch Formschlusselemente besitzen. Beim Einsatz von Auflagerplatten können die Formschlusselemente auch direkt an dieser angeordnet sein. In diesem Zusammenhang ist denkbar, dass die Querblattfeder ihrerseits in analoger Weise eine Schicht aus einem elastischen Material im Kontaktbereich besitzt. Alternativ können die Formschlusselemente auch sowohl an der Querblattfeder als auch an wenigstens einer Auflagerfläche eines Lagerblocks angeordnet sein und miteinander korrespondieren.
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Die Verwendung des Begriffs Auflagerfläche und Auflagerplatte ist im Sinne der Erfindung insofern synonym zu verstehen, als dass wenigstens eine Auflagerfläche des Lagerblocks selbstverständlich durch die Auflagerplatte gebildet sein kann.
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Die jeweiligen Abmessungen, der Querschnitt sowie das verwendete Material für ein solches Formschlusselement werden unter Berücksichtigung der jeweiligen Funktion sowie des eingesetzten Herstellungsverfahrens festgelegt. So kann es sich bei dem Formschlusselement beispielsweise um solche aus einem Harz handeln, welches bereichsweise mit einer entsprechenden Konturierung aufgebracht und ausgehärtet ist. Das Formschlusselement kann verschiedene Formen besitzen wie beispielsweise eine längliche Form oder eine Tropfenform. Der jeweilige Querschnitt des Formschlusselements kann beispielsweise kuppelförmig ausgebildet sein.
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Insgesamt kann das Formschlusselement als Rippe, Beule, Hohlraum oder Öffnung ausgeführt sein. Folglich kann dieses durch ein zusätzliches Element, eine geeignete Form oder ein zusätzliches Material aber auch beispielsweise durch eine spanende Bearbeitung hergestellt sein. Je nach Ausgestaltung ist das Formschlusselement so ausgeführt, dass es beispielsweise mit einem anderen Formschlusselement korrespondiert.
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In Bezug auf die Querschnittsdimensionierung des Formschlusselements kann dieses beispielsweise eine Breite und/oder eine Höhe von 1,0 mm besitzen, um eine ausreichende Haltewirkung in Ebene des Kontaktbereichs zu erhalten.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand von unterschiedlichen, in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Fahrzeugradaufhängung mit einer Querblattfeder von unten,
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2 ein erfindungsgemäßes Blattfederlager als freigestellte Teildarstellung der Fahrzeugradaufhängung aus 1 in vergrößerter und ansonsten selber Darstellungsweise,
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3 ein erster Lagerblock des Blattfederlagers aus 2 in einer ersten Ausführungsform als Schnittdarstellung in einer leicht veränderten perspektivischen Ansicht,
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4 der erste Lagerblock des Blattfederlagers aus 3 in einer ersten perspektivischen Ansicht,
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5 der erste Lagerblock des Blattfederlagers aus 4 in einer leicht veränderten perspektivischen Ansicht,
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6 ein zweiter Lagerblock des Blattfederlagers aus 2 in einer ersten Ausführungsform in einer Ansicht,
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7 der zweite Lagerblock aus 6 in einer alternativen Ausgestaltung in einer perspektivischen Ansicht,
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8 einen vergrößerten Detailausschnitt der Fahrzeugradaufhängung aus 1 in einer veränderten perspektivischen Ansicht,
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9 das Blattfederlager aus 2 in einer Ansicht in Längsrichtung der hier nicht näher dargestellten Querblattfeder,
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10 ein vergrößerter Detailausschnitt eines freien Endabschnitts der Querblattfeder aus 1 und
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11 eine alternative Ausgestaltung des Blattfederlagers aus 9 in einer leicht perspektivischen Darstellung.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 stellt eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Fahrzeugradaufhängung 1 mit einer Querblattfeder 2 für eine Achse eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, von unten dar. Die Querblattfeder 2, ist in Bezug auf ihre Längsrichtung quer zu einer Fahrzeuglängsachse 3 angeordnet. In der hier aufgezeigten Einbaulage der Querblattfeder 2 ist diese vorliegend über zwei in Längsrichtung der Querblattfeder 2 voneinander beabstandete Blattfederlager 4 gelagert.
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Die Querblattfeder 2 weist dabei über die Blattfederlager 4 hinausgehende freie Endabschnitte 5 auf. An deren äußeren Enden sind beide Endabschnitte 5 über Gelenkverbindungen 6 mit weiteren beweglich angelenkten Teilen der Fahrzeugradaufhängung 1 und somit mit den ungefederten Massen des Fahrzeugs verbunden. Die Blattfederlager 4 stellen dabei innere Anlenkpunkte der Querblattfeder zur Verfügung, während die äußeren Gelenkverbindungen 6 als äußere Anlenkpunkte fungieren. Vorliegend sind die Blattfederlager 4 mit einem Hilfsrahmen 7 des Fahrzeugs verbunden. Somit ist die Querblattfeder 2 über die beiden Blattfederlager 4 an besagtem Hilfsrahmen 7 abgestützt und gehalten. Die äußeren Anlenkpunkte der Querblattfeder 2 sind über die Gelenkverbindungen 6 mit jeweils einem Radträger 8 verbunden.
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Was in 1 nicht zu erkennen ist und im Folgenden noch ausführlicher erläutert werden wird, ist, dass sich die Querblattfeder 2 in den inneren Anlenkpunkten der Blattfederlager 4 jeweils über wenigstens einen Formkörper aus einem elastischen Material, zum Beispiel einen Gummikörper, abstützt. Um eine eindeutige Orientierung des Blattfederlagers 4 bzw. seiner Bestandteile in Bezug auf das Fahrzeug beizubehalten, werden nachfolgend die Begriffe Längsrichtung x, Querrichtung y und Vertikalrichtung z verwandt, wie in 1 gezeigt. Dabei erstreckt sich besagte Längsrichtung x des Blattfederlagers 4 parallel zur Fahrzeuglängsachse 3. Demgegenüber erstreckt sich besagte Querrichtung y senkrecht zur Fahrzeuglängsachse 3 und dabei parallel zur Längsrichtung der Querblattfeder 2. Letztlich verläuft die Vertikalrichtung z in eine Hochrichtung des Fahrzeugs, welche in üblicher Weise folglich senkrecht auf der Längsrichtung x und der Querrichtung y steht.
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In 2 ist ein freigestellter und vergrößerter Teil der Fahrzeugradaufhängung 1 aus 1 dargestellt, welcher einen Abschnitt der Querblattfeder 2 sowie eines der erfindungsgemäßen Blattfederlager 4 zeigt. Das Blattfederlager 4 umfasst zwei die einen Abschnitt der Querblattfeder 2 zwischen sich eingliedernde Formkörper. Diese stehen mit zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Querblattfeder 2 in Kontakt, von denen eine der Seiten vorliegend eine Oberseite 9 und die entsprechend gegenüberliegende andere eine Unterseite 10 der Querblattfeder 2 bilden. Dementsprechend sind die beiden Formkörper in einen oberen Lagerblock 11 und in einen unteren Lagerblock 12 zu unterteilen. Hierbei weist der obere Lagerblock 11 einen bereichsweisen Kontakt zu der Oberseite 9 der Querblattfeder 2 auf, während der untere Lagerblock 12 im bereichsweisen Kontakt mit der Unterseite 10 der Querblattfeder 2 steht.
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Die beiden Lagerblöcke 11, 12 stehen sich in Bezug auf ihre Anordnung gegenüber der Querblattfeder 2 unmittelbar gegenüber, wobei sie die Oberseite 9 und die Unterseite 10 der Querblattfeder bereichsweise zwischen sich einschließen. Weiterhin ist eine Halteeinrichtung 13 zu erkennen, welche vorliegend den unteren Lagerblock 12 und die Querblattfeder 2 zumindest bereichsweise umgreift. Durch die Halteeinrichtung 13 sind sowohl die Querblattfeder 2 als auch der untere Lagerblock 12 und der obere Lagerblock 11, welcher sich in hier nicht näher dargestellter Weise in Einbaulage gegen einen Lagerbereich des Fahrzeugs oder des Hilfsrahmens 7 abstützt, gemeinsam mit dem Fahrzeug koppelbar.
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In Bezug auf die Halteeinrichtung 13 erstreckt sich diese im Wesentlichen in Längsrichtung x des Blattfederlagers 4 und somit senkrecht zur Querblattfeder 2. Der so orientierte Teil der Halteeinrichtung 13 wird durch einen Steg 14 gebildet. Der untere Lagerblock 12 befindet sich dabei zwischen einem Innenflächenbereich des Stegs 14 und einem Bereich der Unterseite 10 der Querblattfeder 2. Endseitig des Stegs 14 sind demgegenüber abgewinkelte Schenkel 15 angeordnet, welche sich parallel zueinander in Vertikalrichtung z zu der Querblattfeder 2 hin und über diese hinaus erstrecken. An den jeweiligen freien Enden der Schenkel 15 sind Befestigungselemente in Form von Flanschen 16 angeordnet, welche der Festlegung der Halteeinrichtung 13 an dem Fahrzeug oder an dem Hilfsrahmen 7 dienen. Hierzu weisen die beiden voneinander weg weisenden Flansche 16 durch diese hindurch angeordnete Öffnungen 17 auf. Die Öffnungen 17 sind jeweils als Langloch ausgebildet, deren größerer Durchmesser sich parallel zur Längsrichtung der Querblattfeder 2 erstreckt. Die Öffnungen 17 sind für die Aufnahme von hier nicht dargestellten stiftförmigen Verbindungsmitteln vorgesehen, wie beispielsweise Schrauben.
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Während der obere Lagerblock 11 mit einer unteren Auflagerfläche 18 einen zumindest bereichsweise flächigen Kontakt zu der Oberseite 9 der Querblattfeder 2 aufweist, besitzt eine der Oberseite 9 der Querblattfeder 2 abgewandte obere Auflagerfläche 19 des oberen Lagerblocks 11 ein Formschlusselement 20 in Form eines Zylinders oder Kegelstumpfes. Das Formschlusselement 20 ist in nicht näher dargestellter Weise dafür vorgesehen in eine entsprechende Öffnung im Lagerungsbereich an dem Fahrzeug oder dem Hilfsrahmen 7 einzugreifen, um so eine Lagesicherung zu gewährleisten.
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Mit Blick auf freie Seitenflächen 21 des oberen Lagerblocks 11 wird deutlich, dass diese eine teilweise gewölbte Struktur besitzen. Ursächlich hierfür sind in dem Formkörper des oberen Lagerblocks 11 angeordnete Elemente, welche im weiteren Verlauf näher beschrieben werden.
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Hierzu zeigt 3 einen Schnitt durch den oberen Lagerblock 11 aus 2. Der Schnitt ist dabei so in einer zwischen der Querrichtung y und der Vertikalrichtung z aufgespannten Ebene des Blattfederlagers 4 geführt, dass das Formschlusselement 20 nicht mit erfasst ist. Wie zu erkennen, weist der obere Lagerblock 11 in seinem Inneren angeordnete Elemente auf. Der Formkörper des oberen Lagerblocks 11 selbst ist aus einem elastischen Material 22 gebildet, beispielsweise aus Gummi. Zwischen seinen beiden äußeren Auflagerflächen 18, 19 sind ein Lagerkern 23 und ein Einleger 24 angeordnet. Der Lagerkern 23 und der Einleger 24 sind aus einem dem elastischen Material gegenüber härteren Material gebildet.
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Darüber hinaus weist der obere Lagerblock 11 zwei dem elastischen Material gegenüber härtere Auflagerplatten 25, 26 auf. Diese sind im Bereich der beiden sich gegenüberliegenden äußeren Auflagerflächen 18, 19 des oberen Lagerblocks 11 angeordnet. Vorliegend sind die beiden Auflagerplatten 25, 26 so angeordnet, dass sich eine von diesen als untere Auflagerplatte 25 im Bereich der unteren Auflagerfläche 18 und die andere als obere Auflagerplatte 26 im Bereich der oberen Auflagerfläche 19 befindet. Beide Auflagerplatten 25, 26 sind dabei von dem elastischen Material 22 des Formkörpers des obere Lagerblocks 11 ummantelt.
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Wie zu erkennen, sind der Einleger 24 und der Lagerkern 23 sowohl untereinander als auch von den äußeren Auflagerflächen 18, 19 des obere Lagerblocks 11 derart beabstandet, dass hierdurch insgesamt drei Elastikschichten A1, A2, A3 aus dem elastischen Material 22 ausgebildet sind.
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Ausgehend von dem Einleger 24 weist dieser einen von dem Lagerkern 23 abgewandten konvexen Außenflächenbereich 27 auf. Durch die Beabstandung des Einlegers 24 von der oberen Auflagerfläche 19 ist genügend elastisches Material 22 zwischen diesen vorhanden, so dass sich eine erste Elastikschicht A1 der drei Elastikschichten A1, A2, A3 zwischen diesem konvexen Außenflächenbereich 27 des Einlegers 24 und der oberen Auflagerfläche 19 erstreckt. Besagte obere Auflagerfläche 19 ist in hier nicht näher dargestellter Weise in Einbaulage des oberen Lagerblocks 11 der Querblattfeder 2 abgewandt.
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Auf der anderen Seite weist der Lagerkern 23 einen dem Einleger 24 zugewandten konvexen Innenflächenbereich 28 auf, welcher mit einem dem Lagerkern 23 zugewandten konkaven Innenflächenbereich 29 des Einlegers 23 korrespondiert. Durch die Beabstandung des Einlegers 24 und des Lagerkerns 23 untereinander ist ebenfalls ausreichend elastisches Material 22 zwischen diesen vorhanden, so dass sich zwischen diesen eine zweite Elastikschicht A2 der drei Elastikschichten A1, A2, A3 zwischen dem konvexen Innenflächenbereich 28 des Lagerkerns 23 und dem demgegenüber konkaven Innenflächenbereich 29 des Einlegers 24 erstreckt.
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Letztlich weist auch der Lagerkern 23 einen konvexen Außenflächenbereich 30 auf, welcher von dem Einleger 24 abgewandt ist. Durch die Beabstandung des Lagerkerns 23 von der unteren Auflagerfläche 18 ist auch hier genügend elastisches Material 22 zwischen diesen vorhanden, so dass sich eine dritte Elastikschicht A3 der drei Elastikschichten A1, A2, A3 zwischen diesen erstreckt. Besagte untere Auflagerfläche 18 ist in hier nicht näher dargestellter Weise in Einbaulage des oberen Lagerblocks 11 der Querblattfeder 2 zugewandt und steht mit dieser in Kontakt.
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4 zeigt den oberen Lagerblock 11 aus 3 nochmals in einer perspektivischen Ansicht, wobei sich deren Struktur in den freien Seitenflächen 21 nun besser erschließt. Wie zuvor ausgeführt, ist diese auf die Anordnung des Lagerkerns 23 und des Einlegers 24 sowie vorliegend auch der beiden Auflagerplatten 25, 26 zurückzuführen, welche von dem elastischen Material 22 ummantelt sind. In diesem Zusammenhang kann auch das bereits in 2 gezeigte Formschlusselement 20 fest mit der oberen Auflagerplatte 26 verbunden und bei Bedarf mit dem elastischen Material 22 zumindest bereichsweise ummantelt sein.
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Aus 5 geht eine alternative Ausgestaltung des oberen Lagerblocks 11 hervor, welche im Wesentlichen auf die Ausbildung der unteren Auflagerplatte 26 zurückzuführen ist. In der vorliegenden perspektivischen Ansicht wird deutlich, dass die untere Auflagerplatte 26 offensichtlich an ihren Endbereichen 31 angeordnete Stützelemente 32 besitzt. Die Stützelemente 32 sind vorliegend als gegenüber der unteren Auflagerplatte 25 abgewinkelte Schenkel ausgeführt, welche sich zu einer gemeinsamen Seite hin in Vertikalrichtung z von der oberen Lagerplatte 26 weg erstrecken. Die Stützelemente 32 sind in nicht näher dargestellter Weise dazu ausgebildet, die Querblattfeder 2 zumindest bereichsweise randseitig zu umgreifen.
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Die vorherigen Ausführungen und Ausgestaltungen des oberen Lagerblocks 11 sind im Sinne der Erfindung grundsätzlich auch auf den unteren Lagerblock 12 übertragbar. Mit anderen Worten können beide Lagerblöcke 11, 12 entweder identisch ausgebildet sein oder einzelne der hier nur zu dem oberen Lagerblock 11 oder dem unteren Lagerblock 12 beschriebene Merkmale aufweisen.
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Eine einfache Ausführungsform des unteren Lagerblocks 12 ist in 6 gezeigt. In dieser Ansicht wird deutlich, dass der untere Lagerblock 12 aus einem reinen Formkörper aus dem elastischen Material 22 gebildet sein kann. Genau wie der obere Lagerblock 11 weist auch der untere Lagerblock 12 eine untere Lagerfläche 18 und eine obere Lagerfläche 19 auf. Im Unterschied zu dem oberen Lagerblock 11 ist beim unteren Lagerblock 12 allerdings die obere Auflagerfläche 19 dazu bestimmt, in hier nicht näher dargestellter Weise mit der Unterseite 10 der Querblattfeder 2 bereichsweise in Kontakt zu treten.
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Der untere Lagerblock 12 ist primär dazu bestimmt, genügend Vorspannung zwischen der Halteeinrichtung 13 und der Querblattfeder 2 zu erzeugen. Auf diese Weise können etwaige Relativbewegungen zwischen Querblattfeder 2 und Blattfederlager 4 vermieden werden. Hierfür ist der untere Lagerblock 12 bevorzugt so ausgestaltet, dass dieser keine zusätzliche Steifigkeit in Längsrichtung x, Querrichtung y sowie in eine Drehrichtung um die Längsrichtung x herum erzeugt.
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Der untere Lagerblock 12 weist in dieser Ausgestaltung einen sich zwischen seinen äußeren Auflagerflächen 18, 19 verjüngenden Formkörper aus dem elastischen Material 22 auf. Hierdurch ist eine Einschnürung 33 ausgebildet, welche eine Schiefstellung der sich gegenüberliegenden äußeren Auflagerflächen 18, 19 um die Längsrichtung x des Blattfederlagers 4 herum ermöglicht. Selbstverständlich kann auch der untere Lagerblock 12 bei Bedarf einen Lagerkern 23 und/oder einen Einleger 24 und/oder eine oder zwei Auflagerplatten 25, 26 besitzen.
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Der Blick auf 7 lässt in diesem Zusammenhang den unteren Lagerblock 12 in einer alternativen Ausgestaltung zu der einfachen Variante aus 6 erkennen. Diese sieht vor, dass der untere Lagerblock 12 zumindest im Bereich seiner oberen Lagerfläche 19 eine Auflagerplatte 26 mit an ihren Endbereichen 31 angeordneten Stützelemente 32 besitzt, wie bereits zu der unteren Auflagerplatte 25 des oberen Lagerblocks 11 in 5 ausgeführt. Auch hier sind die Stützelemente 32 als gegenüber der oberen Auflagerplatte 26 abgewinkelte Schenkel ausgeführt, welche sich zu einer gemeinsamen Seite hin in Vertikalrichtung z von der unteren Auflagerfläche 18 weg erstrecken. Die Stützelemente 32 sind ebenfalls in nicht näher dargestellter Weise dazu ausgebildet, die Querblattfeder 2 zumindest bereichsweise randseitig zu umgreifen.
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Sofern beide Lagerblöcke 11, 12 entsprechende Stützelemente 32 aufweisen ist zu beachten, dass diese an die sich in Vertikalrichtung z erstreckende Dicke der Querblattfeder 2 angepasst sind. Somit können die jeweiligen Stützelemente 32 eine maximale Summe ihrer Höhen aufweisen, welche maximal der Dicke der Querblattfeder in diesem Bereich entspricht.
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8 veranschaulicht in einer vergrößerten Detaildarstellung eines Ausschnitts der erfindungsgemäßen Fahrzeugradaufhängung 1 die typische Einbausituation der Querblattfeder 2 zusammen mit dem erfindungsgemäßen Blattfederlager 4, wie sie bereits aus 1 hervorgeht. Gut zu erkennen ist, dass die Halteeinrichtung 13 hier ein zusätzliches Koppelelement 34 umfasst. Das Koppelelement 34 ist vorliegend mit dem Hilfsrahmen 7 des Fahrzeugs verbunden. Dabei weist er eine im Wesentlichen der Klammer der Halteeinrichtung 13 ähnliche Ausgestaltung auf. Wie zu erkennen, ist die Klammer der Halteeinrichtung 13 zusammen mit dem Koppelelement 34 über lösbare Verbindungsmittel 35 an dem Hilfsrahmen 7 festgelegt. Hierbei schließen die Klammer der Halteeinrichtung 13 und das Koppelelement 34 sowohl die beiden Lagerblöcke 11, 12 als auch die zwischen diesen angeordnete Querblattfeder 2 zwischen sich ein. Endseitig der Querblattfeder 2 ist nochmals die Gelenkverbindung 6 dargestellt, welche den Endabschnitt 5 der Querblattfeder 2 zumindest bereichsweise umgreift und über ein weiteres Verbindungsmittel 35 mit diesem verbunden ist.
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Mit 9 wird die Möglichkeit zur Aufbringung sowie Einstellung einer gewünschten Vorspannung innerhalb des Blattfederlagers 4 verdeutlicht. In Abwesenheit der Querblattfeder 2 zeigt die vorliegende Ansicht den Blick auf das Blattfederlager 4 in Längsrichtung der Querblattfeder 2. Wie zu erkennen, sind die beiden Lagerblöcke 11, 12 voneinander beabstandet, um die hier nicht gezeigte Querblattfeder 2 zwischen sich aufzunehmen. Weiterhin ersichtlich ist, dass die Flansche 16 der Halteeinrichtung 13 zwar durch die Verbindungsmittel 35 mit dem Koppelelement 34 verbunden sind, allerdings noch einen Abstand B zu diesem aufweisen. Durch eine Drehung der Verbindungsmittel 35 um deren Längsachse ist vorliegend die Möglichkeit geschaffen, den Abstand B zu manipulieren, das heißt zu vergrößern oder zu verkleinern. Durch eine Verkleinerung des Abstandes B kann folglich mehr Vorspannung innerhalb des Blattfederlagers 4 aufgebaut werden, indem die Lagerblöcke 11, 12 stärker komprimiert werden.
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Aus 10 geht die vorteilhafte Anordnung wenigstens eines Formschlusselements 36 hervor, welches vorliegend an einem in perspektivischer Sichtweise gezeigten Endabschnitt 5 der Querblattfeder 2 angeordnet ist. In dieser Darstellung ist auch eine durch den Endabschnitt 5 hindurch gehende Öffnung 37 zu erkennen, in oder durch welche hindurch das Verbindungsmittel 35 aus 8 für die Gelenkverbindung 6 anordenbar ist. Das Formschlusselement 36 ist hierbei in einem Kontaktbereich zwischen der Querblattfeder 2 und einer der Auflagerflächen 18, 19 mindestens eines der beiden Lagerblöcke 11, 12 angeordnet, mit welcher die Querblattfeder 2 zumindest bereichsweise in Einbaulage in Berührung steht. Selbstverständlich können sämtliche so miteinander in Kontakt stehenden Flächenbereiche entsprechende Formschlusselemente 36 besitzen, welche miteinander korrespondieren können. Hierdurch wird ein möglicher Schlupf in diesen Kontaktbereichen wirksam verhindert.
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Eine vorteilhafte Weiterentwicklung zeigt 11, aus welcher das erfindungsgemäße Blattfederlager 4 in einer ähnlichen Ansicht wie bereits in 9 gezeigt hervorgeht. Mit Blick auf den Bereich zwischen den beiden Lagerblöcken 11, 12 zwischen denen die hier nicht dargestellte Querblattfeder 2 anzuordnen ist, wird deutlich, dass die hier verwendeten Auflagerplatten 25, 26 miteinander gekoppelt sind. Hierfür besitzen die beiden Auflagerplatten 25, 26 an ihren jeweiligen Endbereichen 31 angeordnete Verschlusskonturen 38, welche zumindest bereichsweise miteinander in Eingriff stehen. Hierdurch können die beiden Lagerblöcken 11, 12 zunächst an der Querblattfeder 2 fixiert werden, indem diese einen Abschnitt der Querblattfeder 2 umgreifen und dann über ihre Verschlusskonturen 38 miteinander in Eingriff gelangen. Über eine entsprechende Vorspannung sind diese dann fest an der Querblattfeder 2 fixiert, wodurch eine überaus leichte Montage der so konfektionierten Querblattfeder 2 ermöglicht ist.
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Die Verschlusskonturen 38 sind vorliegend an der oberen Auflagerplatte 26 des unteren Lagerblocks 12 als Hakenelemente ausgebildet, welche mit ihren jeweiligen Hinterschneidungen hinter entsprechende Vorsprünge in der unteren Auflagerplatte 25 des oberen Lagerblocks 11 greifen.
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Die vorstehend beschriebene, erfindungsgemäße Fahrzeugradaufhängung sowie das Blattfederlager sind nicht auf die hierin offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfassen selbstverständlich auch gleich wirkende weitere Ausführungsformen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugradaufhängung
- 2
- Querblattfeder
- 3
- Fahrzeuglängsachse
- 4
- Blattfederlager
- 5
- Endabschnitt von 2
- 6
- Gelenkverbindung an 5
- 7
- Hilfsrahmen
- 8
- Radträger
- 9
- Oberseite von 2
- 10
- Unterseite von 2
- 11
- Lagerblock, oberer
- 12
- Lagerblock, unterer
- 13
- Halteeinrichtung
- 14
- Steg von 13
- 15
- Schenkel von 13
- 16
- Flansch von 13
- 17
- Öffnung in 16
- 18
- Auflagerfläche, untere
- 19
- Auflagerfläche, obere
- 20
- Formschlusselement
- 21
- Seitenfläche, freie
- 22
- Material, elastisch
- 23
- Lagerkern
- 24
- Einleger
- 25
- Auflagerplatte, untere
- 26
- Auflagerplatte, obere
- 27
- Außenflächenbereich, konvex von 24
- 28
- Innenflächenbereich, konvex von 23
- 29
- Innenflächenbereich, konkav von 24
- 30
- Außenflächenbereich, konvex von 23
- 31
- Endbereich von 25
- 32
- Stützelement von 25
- 33
- Einschnürung
- 34
- Koppelelement
- 35
- Verbindungsmittel
- 36
- Formschlusselement
- 37
- Öffnung in 5
- 38
- Verschlusskontur
- A1
- Elastikschicht, erste
- A2
- Elastikschicht, zweite
- A3
- Elastikschicht, dritte
- B
- Abstand
- x
- Längsrichtung
- y
- Querrichtung
- z
- Vertikalrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010060093 A1 [0009]
