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Zur Federung eines Rades in einem Fahrzeug, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug oder in einem Schienenfahrzeug, kann eine Blattfeder eingesetzt werden, welche als eine Längsblattfeder oder als eine Querblattfeder ausgeführt ist. Eine Blattfeder ist häufig aus einem Faserverbundmaterial hergestellt und ist endseitig in ein Halteelement eingesetzt, das an einem Fahrwerkbauteil oder an einer Karosserie üblicherweise drehbar gelagert ist. Die Blattfeder ist in dem Halteelement geschraubt oder geklemmt, wodurch ein Auszug der Blattfeder bei Ein- oder Ausfedern aus dem Halteelement vermieden wird. Durch die drehbare Lagerung des Halteelementes an dem Fahrzeugaufbau wird die Verformung der Feder bei Ein- oder Ausfedern berücksichtigt. Die Blattfeder kann dennoch in dem Halter stark beansprucht werden, was unerwünscht ist.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept zur Lagerung einer Blattfeder zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungsformen sind Gegenstand der Beschreibung, der abhängigen Ansprüche sowie der beiliegenden Figuren.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Aufgabe durch die Verwendung eines dauerelastischen Elastomerformteils gelöst werden kann, welches zwischen einem Blattfederende und einem Halter, welcher das Blattfederende hält, gelöst werden kann. Das Elastomerformteil ermöglicht eine drehelastische Lagerung des Blattfederendes in dem Halter aufgrund der Elastizität des Elastomerformteils. Bei Vorliegen eines auf das Blattfederende einwirkenden Drehmomentes wird das Elastomerformteil durch das Blattfederende verformt, wodurch eine Verdrehung oder eine Verkippung des Blattfederendes in dem Halter resultiert. Bei Ausbleiben des Drehmomentes kehrt das Blattfederende aufgrund der Elastizität des Elastomerformteils in die Ausgangslage zurück. Auf diese Weise wird eine Beanspruchung des Blattfederendes in dem Halter reduziert, was zu einer längeren Haltbarkeit der Verbindung zwischen dem Blattfederende und dem Halter und somit zu einer längeren Haltbarkeit der Blattfeder führen kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Blattfederhalteelement zur drehelastischen Halterung eines Blattfederendes einer Blattfeder an einem Fahrzeugaufbau, beispielsweise an einem Fahrwerkbauteil oder an einer Karosserie, mit einem Blattfederaufnahmeteil mit einer Aufnahmenische für die Aufnahme des Blattfederendes, einem Elastomerformteil zur drehelastischen Halterung des Blattfederendes, wobei das Elastomerformteil in der Aufnahmenische angeordnet und geformt ist, das Blattfederende zumindest teilweise zu umgreifen, und einem Lager zur Lagerung des Blattfederaufnahmeteils an dem Fahrzeugaufbau.
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Die Aufnahmenische kann beispielsweise seitlich geöffnet sein, so dass das Blattfederende mit der flachen Oberseite und der flachen Unterseite in die Aufnahmenische eingeführt ist. Die Aufnahmenische kann jedoch seitlich geschlossen sein und daher eine Kavität bilden, in welche das Blattfederende stirnseitig eingeführt wird.
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Das Blattfederende kann in der Aufnahmenische beispielsweise klemmbar oder formschlüssig gehalten werden.
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Das Lager kann an dem Fahrzeugbau fest oder drehbar gelagert sein.
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Gemäß einer Ausführungsform enthält das Elastomerformteil Elastomer. Durch die Verwendung von Elastomer wird eine Dauerelastizität des Elastomerformteils gewährleistet.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Elastomerformteil stoffschlüssig mit der Aufnahmenische verbunden oder in der Aufnahmenische beweglich gelagert oder geklemmt.
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Das Elastomerformteil kann in der Aufnahmenische stoffschlüssig durch eine Vulkanisierung oder durch eine Verklebung verbunden sein. Die stoffschlüssige Verbindung kann ferner durch das Anspritzen des Elastomerformteils in der Aufnahmenische erfolgen. Die Klemmung des Elastomerformteils in der Aufnahmenische kann mittels des Blattfederendes erfolgen, das Elastomerformteil gegen eine Wandung der Aufnahmenische hält oder klemmt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Elastomerformteil geformt, das Blattfederende formschlüssig aufzunehmen. Dadurch kann das Blattfederende in dem Elastomerformteil formschlüssig gehalten werden.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Elastomerformteil einen Aufnahmeraum auf, und das Blattfederende ist in den Aufnahmeraum stirnseitig oder seitlich einführbar. Der Aufnahmeraum kann beispielsweise die geometrische Form des Blattfederendes aufweisen, so dass das Blattfederende in dem Aufnahmeraum formschlüssig aufgenommen werden kann. Der Aufnahmeraum kann seitlich geöffnet sein und einen U-förmigen Querschnitt aufweisen, so dass das Blattfederende seitlich oder stirnseitig in den Aufnahmeraum eingeführt werden kann. Der Aufnahmeraum kann jedoch seitlich abgeschlossen sein und eine Kavität formen, in welche das Blattfederende stirnseitig einführbar ist.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Elastomerformteil die Aufdickung des Blattfederendes vollständig umschließen oder umgreifen oder umspritzen. Dadurch kann das Elastomerformteil auch Seitenkräfte aufnehmen.
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Gemäß einer Ausführungsform weist eine Aufdickung auf, und der Aufnahmeraum ist geformt, das Blattfederende formschlüssig aufzunehmen, insbesondere vollständig zu umschließen oder zu umhüllen oder umzugreifen. Das Blattfederende kann durch eine gerundete, aufgedickte Stirnseite abgeschlossen sein. Das Blattfederende kann ferner kugelförmig oder zylinderförmig gebildet sein, wobei eine Zylinderlängsachse quer zu einer Blattfederlängsachse verläuft. Auf diese Weise wird eine Rotation des Blattfederendes in der Aufnahmenische, welche der Form des Blattfederendes angepasst ist, begünstigt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Aufnahmeraum seitlich geöffnet oder geschlossen. Dadurch kann die Form des Elastomerformteils an die Form der Aufnahmenische des Blattfederaufnahmeteils angepasst werden. Der Aufnahmeraum kann eine Aufdickung des Blattfederendes vollständig umschließen oder umhüllen oder umgreifen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Blattfederende klemmbar oder formschlüssig in dem Blattfederaufnahmeteil halterbar. Die formschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch eine Aufdickung des Blattfederendes realisiert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Blattfederende in der Aufnahmenische durch eine elastische Verformung des Elastomerformteils drehelastisch halterbar. Bei einem auf das Blattfederende einwirkenden Drehmoment wird das Elastomerformteil elastisch verformt, wodurch das Blattfederende in der Aufnahmenische verlagert wird. Optional kann das Blattfederende in dem Elastomerformteil beweglich gelagert sein, wodurch eine zusätzliche Drehung des Blattfederendes in dem Elastomerformteil, insbesondere im Falle einer zylindrischen oder kugelförmigen Aufdickung des Blattfederendes, in dem Elastomerformteil ermöglicht wird.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Lager einen plastisch verformbaren Prallbereich zur Aufnahme von Prallenergie auf. Der plastisch verformbare Prallbereich kann beispielsweise eine Mehrzahl von plastisch verformbaren Stegen oder Wandungen aufweisen, welche die von dem Blattfederaufnahmeteil stammende Prallenergie durch plastische Verformung zumindest teilweise aufnehmen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Lager starr ausgeführt sein und keinen plastisch verformbaren Prallbereich aufweisen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Lager starr mit dem Fahrzeugaufbau verbindbar, oder das Lager weist ein Lagerauge zur drehbaren Lagerung des Blattfederhalteelementes an dem Fahrzeugaufbau auf. Durch die drehbare Lagerung des Blattfederhalteelementes kann die Verlagerung des Blattfederendes bei einer Verformung der Blattfeder zusätzlich zu der elastischen Verformung des Elastomerformteils berücksichtigt werden. Bei einer starren Lagerung des Lagers an dem Fahrzeugaufbau wird die Verlagerung des Blattendes durch die elastische Verformung des Elastomerformteils aufgenommen.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Lager Seitenschenkel auf, welche seitlich des Blattfederaufnahmeteils angeordnet sind, und das Blattfederhalteelement weist einen Arretierungsbügel auf, welcher ausgebildet ist, das Blattfederaufnahmeteil zu untergreifen, wobei die Seitenschenkel und/oder der Arretierungsbügel an dem Fahrzeugaufbau befestigbar sind. Der Arretierungsbügel arretiert das Blattfederende in dem Blattfederaufnahmeteil, um einen Auszug des Blattfederendes aus dem Blattfederaufnahmeteil zu unterbinden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Blattfederaufnahmeteil durch ein gebogenes Blechteil gebildet, wobei die Aufnahmenische durch eine Verformung des Blechteils geformt ist, oder das Blattfederaufnahmeteil ist mit dem Lager einstückig, insbesondere als ein Gussteil, gebildet. Die Aufnahmenische kann beispielsweise eine abschnittsweise gerundete oder zylindrische Form aufweisen, um ein zylindrisches oder gerundetes Blattfederende formschlüssig oder passgenau aufzunehmen. Der Arretierungsbügel kann dabei das Blattfederende untergreifen, um ein Herausfallen des Blattfederendes aus der Aufnahmenische zu verhindern und um die Betriebslast übertragen zu können.
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Blattfederanordnung mit einer Blattfeder und dem Blattfederhalteelement gemäß dem ersten Aspekt zur drehelastischen Halterung eines Blattfederendes der Blattfeder an einem Fahrzeugaufbau und einer Blattfeder mit einem Blattfederende, wobei das Blattfederende durch das Elastomerformteil in der Aufnahmenische des Blattfederhalteelementes drehelastisch halterbar ist.
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Das Elastomerformteil gemäß dem ersten Aspekt und dem zweiten Aspekt ist in der Aufnahmenische des Blattfederaufnahmeteils angeordnet. Das Elastomerformteil kann jedoch dem Blattfederende zugeordnet sein und beispielsweise das Blattfederende umgreifen und mit dem Blattfederende stoffschlüssig verbunden sein.
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Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung somit eine Blattfederanordnung, bei welcher im Unterschied zu der Blattfederanordnung gemäß dem zweiten Aspekt das Elastomerformteil mit dem Blattfederende stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbunden ist.
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Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung eine Blattfeder für ein Fahrzeug mit einem Elastomerformteil, welches ein Blattfederende für eine drehelastische Lagerung des Blattfederendes formschlüssig umgreift und mit der Blattfeder stoffschlüssig verbunden ist.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Blattfederende eine Aufdickung, insbesondere eine kugelförmige, zylinderförmige oder tropfenförmige Aufdickung, auf.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Elastomerformteil das Blattfederende, insbesondere die Aufdickung des Blattfederendes, vollständig umschließen. Dadurch kann das Elastomerformteil auch Seitenkräfte aufnehmen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Elastomerformteil auf das Blattfederende, insbesondere auf eine Aufdickung des Blattfederendes, gespritzt, sodass die Aufdickung durch das Elastomerformteil auch seitlich bzw. vollständig umgriffen bzw. umspritzt bzw. umhüllt ist.
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Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
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1 ein Blattfederhalteelement gemäß einer Ausführungsform;
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2 eine Unteransicht des in 1 dargestellten Blattfederhalteelementes;
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3 eine Ansicht des in 1 dargestellten Blattfederhalteelementes;
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4 ein Blattfederhalteelement; und
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5 einen Halter.
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1 zeigt ein Blattfederhalteelement 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Das Blattfederhalteelement 200 umfasst ein Blattfederaufnahmeteil 201, welches eine Aufnahmenische 203 für die Aufnahme eines in 1 beispielhaft dargestellten Blattfederendes 205 einer Blattfeder 208 vorgesehen ist. Die Aufnahmenische 203 kann beispielsweise durch eine Verformung des Blattfederaufnahmeteils 201, beispielsweise aus einem Blechzuschnitt, gebildet sein.
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Zwischen dem Blattfederende 205 und der Aufnahmenische 203 ist ein elastisches Elastomerformteil 207 angeordnet, welches für die drehelastische Halterung des Blattfederendes 205 vorgesehen ist. Das Elastomerformteil 207 kann beispielsweise ein Elastomer aufweisen. Das Das Elastomerformteil 207 kann beispielsweise ein Elastomer umfassen oder aus Elastomer gebildet sein. Das Elastomerformteil 207 kann in die Aufnahmenische 203 einlegbar sein. Gemäß einer Ausführungsform kann das Elastomerformteil 207 mit der Aufnahmenische stoffschlüssig verbunden sein. Die stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise eine Vulkanisationsverbindung sein oder durch ein Anspritzen des Elastomerformteils an die Wandung der Aufnahmenische 203 resultieren.
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Die Aufnahmenische 203 kann seitlich jeweils geöffnet sein. Gemäß einer Ausführungsform kann die Aufnahmenische 203 eine seitlich geschlossene Kavität mit einer stirnseitigen Öffnung formen, in welche das Blattfederende 205 stirnseitig einschiebbar ist.
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Das elastische Elastomerformteil 207 greift die Form der Aufnahmenische 203 sowie die Form des Blattfederendes 205 auf, wodurch das Blattfederende beispielsweise formschlüssig umgriffen wird. Das Elastomerformteil 207 kann ebenfalls seitlich geöffnet oder seitlich abgeschlossen sein und eine einseitig geöffnete Kavität formen.
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Ist das Blattfederende 205 beispielsweise stirnseitig kugelförmig oder zylinderförmig oder gerundet geformt, so kann die Aufnahmenische 203 endseitig ebenfalls kugelförmig oder zylinderförmig oder gerundet sein. Das Elastomerformteil 207 und dessen Aufnahmeraum 209 können diese Form aufnehmen und endseitig ebenfalls zylinderförmig oder kugelförmig oder gerundet ausgebildet sein.
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Das Elastomerformteil 207 kann in die Aufnahmenische 203 einlegbar oder einschiebbar sein. Gemäß einer Ausführungsform kann das Elastomerformteil 207 stoffschlüssig mit dem Blattfederende 205 verbunden sein.
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Wie es in 1 beispielhaft dargestellt ist, ist das Blattfederende 205 aufgedickt und weist eine zylindrische oder gerundete Form auf, welche durch einen Aufnahmeraum 209 des Elastomerformteils 207 aufgenommen ist.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Elastomerformteil 207 stoffschlüssig mit der Aufnahmenische 203, beispielsweise mittels einer Vulkanisationsverbindung oder durch Einspritzen, verbunden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Elastomerformteil fest mit dem Blattfederende 205 verbunden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Elastomerformteil ein separates Bauteil, das zwischen das Blattfederende 205 und die Aufnahmenische 203 eingelegt wird.
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Durch die zylindrische Form des Blattfederendes 205 sowie der entsprechend teilweise zylindrische Form der Aufnahmenische 203 kann eine Drehbewegung des Blattfederendes 205 in der Aufnahmenische 203 zusätzlich begünstigt werden.
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Das Blattfederaufnahmeteil wird mittels eines Lagers 211 an einem in 1 schemenhaft dargestellten Fahrzeugaufbau 213 befestigt. Die Befestigung kann mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, beispielsweise einer Schweißverbindung, oder einer kraftschlüssigen Verbindung erfolgen.
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Das Blattfederaufnahmeteil 201 kann ferner einen Formabschnitt 215 aufweisen, welcher den Fahrzeugaufbau 213 zumindest teilweise umgreift.
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Das Lager 211 kann beispielsweise in Form eines Bügels gebildet sein, welcher den Fahrzeugaufbau 213 umgreift.
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2 zeigt eine Unteransicht des in 1 dargestellten Blattfederhalteelementes 200, das gemäß einer Ausführungsform Seitenschenkel 301, 303 aufweist, welche seitlich des Blattfederaufnahmeteils 201 angeordnet sind. Zusätzlich ist ein Arretierungsbügel 305 vorgesehen, welcher das Blattfederaufnahmeteil 201 untergreift und somit das Blattfederende 205 in der Aufnahmenische 203 arretiert.
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Der Arretierungsbügel 305 kann abgewinkelte Laschen 307 zur Schraubbefestigung aufweisen.
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3 zeigt das Blattfederhalteelement 200 mit einer Blattfeder 401, welche zum Blattfederende hin gebogen ist. Der Arretierungsbügel 305 sichert das Blattfederende der Blattfeder 401, das wie das Blattfederende 205 geformt sein kann, gegen das Herausfallen aus der Aufnahmenische 203. Die Seitenschenkel 301, 303 können abgewinkelte Laschen 403 zur Schraubbefestigung mit den abgewinkelten Laschen 307 aufweisen.
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4 zeigt ein Blattfederhalteelement 500 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Das Blattfederhalteelement 500 hat ein Blattfederaufnahmeteil 501 mit einer Aufnahmenische 503 für die Aufnahme eines Blattfederendes, beispielsweise des Blattfederendes 205 der beispielhaft dargestellten Blattfeder 208.
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In der Aufnahmenische 503 ist ein Elastomerformteil 505 angeordnet, das dem in 1 dargestellten Elastomerformteil 207 entsprechen kann. Das Blattfederhalteelement 500 weist ferner ein Lager 507 auf, das für die Lagerung des Blattfederaufnahmeteils 500 an einem schematisch dargestellten Fahrzeugaufbau 509 vorgesehen ist. Das Lager 507 umfasst ein Lagerauge 511 mit einer beispielhaft dargestellten Hülse 513, welche einen Durchzug 515 aufweist, der durch einen Lagerbolzen durchsetzbar ist.
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Das Blattfederhalteelement 500 weist ferner einen elastisch verformbaren Prallbereich 517 mit zumindest einem plastisch verformbaren Steg 519 sowie Kavitäten 521 beidseits des plastisch verformbaren Steges 519 auf.
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Das in 4 dargestellte Blattfederaufnahmeteil 501 kann drehbar an dem Fahrzeugaufbau 509 gelagert. Das Elastomerformteil 505 ermöglicht ferner eine drehelastische Lagerung des Blattfederendes 205, welches durch eine elastische Verformung des Elastomerformteils 505 bewirkt wird.
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Zur Lagerung der genannten Blattfederaufnahmeteile an einem Fahrzeugaufbau kann ferner ein Halter vorgesehen sein, welcher das jeweilige Lager hält.
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5 zeigt einen Halter 601, welcher vorgesehen ist, beispielsweise das Lager 509 des in 5 dargestellten Blattfederhalteelementes 500 zu lagern. Der Halter 601 ist an einem Fahrzeugaufbau 603 befestigt und umfasst Seitenschenkel 605, 607, welche das Lager 509 beidseitig aufnehmen. Das Lager 509 ist in dem Halter 601 mittels eines Lagerbolzens 609 gehalten, welcher das Lagerauge 511 durchsetzt. Der Lagerbolzen kann mittels einer Mutter 611 arretiert werden, welche die Seitenschenkel 605, 607 zusammendrückt, wodurch das Lager 509 in dem Halter 601 geklemmt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 200
- Blattfederaufnahmeteil
- 201
- Blattfederaufnahmeteil
- 203
- Aufnahmenische
- 205
- Blattfederende
- 207
- Elastomerformteil
- 208
- Blattfeder
- 209
- Aufnahmeraum
- 211
- Lager
- 213
- Fahrzeugaufbau
- 215
- Formabschnitt
- 301
- Seitenschenkel
- 303
- Seitenschenkel
- 305
- Arretierungsbügel
- 307
- Laschen
- 401
- Blattfeder
- 403
- Laschen
- 500
- Blattfederhalteelement
- 501
- Blattfederaufnahmeteil
- 503
- Aufnahmenische
- 505
- Elastomerformteil
- 507
- Lager
- 509
- Fahrzeugaufbau
- 511
- Lagerauge
- 513
- Hülse
- 515
- Durchzug
- 517
- Prallbereich
- 519
- Steg
- 521
- Kavität
- 601
- Halter
- 603
- Fahrzeugaufbau
- 605
- Seitenschenkel
- 607
- Seitenschenkel
- 609
- Lagerbolzen
- 611
- Mutter
