DE1460884A1

DE1460884A1 - Waschmaschine mit Schleudergang und Pendelfederstuetzen zur Stuetzung des Trommelaggregates

Info

Publication number: DE1460884A1
Application number: DE19651460884
Authority: DE
Inventors: Jain Raj Kumar; Karl Niese
Original assignee: Constructa GmbH
Current assignee: Constructa GmbH
Priority date: 1965-02-19
Filing date: 1965-02-19
Publication date: 1969-02-20
Also published as: GB1114514A; AT262206B

Description

CONSTRUCTAWERKE . . ' ' . ■

• PVA 65/5504 Gi/Lr

25. 2. 1966

Waschmaschine rait Schleudergang und Pendelfederstützen zur Stützung des Trommelaggregates.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Waschmaschine mit Schleudergang, deren Wasch- und Schleudertrommel um eine waagerechte Achse umläuft und deren aus der Wasch- und Schleudertrommel und dem Laugenbehälter sowie der Antriebsvorrichtung bestehendes Trommelaggregat auf mit Kalottenfüßen versehenen Pendelfederstützen schwingbeweglich im Rahmen oder Gehäuse der Waschmaschine gehalten ist.

Bei Waschmaschinen der vorstehenden Art entstehen insbesondere beim anlaufenden Schleudergang, verursacht durch die ungleichmäßige Verteilung der Wäsche in der Wasch- und Schleudertrommel, Kräfte und Momente, welche die Laufruhe der Waschmaschine ungünstig beeinflussen. Zur Vermeidung dieses Machteils werden federnde und dämpfende Elemente zwischen dem Trommelaggregat und dem Maschinengehäuse der Waschmaschine angeordnet.

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Die richtige Bemessung der federnden sowie die Wahl der die Schwingungsausschläge dämpfenden Elemente ist für die erwünschte Laufruhe einer Waschmaschine mit Schleudergang wesentlich. Zur Minderung der Amplituden des schwingenden Trommelaggregates "beim Durchfahren der kritischen Drehzahlbereiche benötigt man einerseits eine große Dämpfung; andererseits sollte diese Dämpfung klein bleiben, um die dynamische Belastung, des Fundamentes und die Energieumwandlung in unnutzbare Wärme zu vermeiden.

Eine andere Möglichkeit zur Minderung der Amplituden ist die Erhöhung der Masse des schwingbeweglichen Trommelaggregates, z. B. durch Anbringen von Gewichten. Diese Maßnahme ist aber wegen des zusätzlichen Materialaufwandes und der sich durch die Gewichts Vermehrung auch erhöhenden Transportkosten unwirtschaftlich.

Gemäß einem älteren Vorschlag wird bei einer Waschmaschine mit Schleudergang das Trommelaggregat in Pendelf ederstützeri gehalten, wobei letztere auf Kalottenfüßen ruhen, deren Krümmungsradius gleich oder größer als der kürzeste Abstand vom Bodenrahmen bis zur Drehachse der Waschtrommel ist. Bei dieser Waschmaschine wird während des Waschens der Wäsche das Trommelaggregat mit einem starren Teil der Maschine verankert. Beim anlaufendien Schleudergang wird das Wasser aus der Trommel abgepiiap't, wobei sich durch die Gewichtsverminderung und unter dein Einfluß vökT im gespannten Zustand gehaltenen Federn der Pendelfederstützen¹das Trommelaggregat von der Verankerung löst und in eine gegenüber" der beim Waschen eingenommenen Stellung höhere Lage gehoben wird.

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In dieser Betriebsstellung ist Sas Trommelaggregat in den.sechs Freiheitsgraden -> nämlich in den drei orthogonalen sowie um diese Achsen drehbar - schwingbeweglich im Maschinengehäuse gehalten.

Solange keine extremen Betriebsbedingungen, z. B. eine sehr einseitige Belastung der Wasch- und Schleudertrommel mit Wäsche, vorliegen, arbeitet die Waschmaschine gemäß dem älteren Vorschlag zufriedenstellend. Sind hingegen derartige Extremfälle gegeben und ist das Trommelaggregat während des anlaufenden Schleuderganges mit einem feststehenden Teil der Waschmaschine starr verbunden, so werden beachtliche Kräfte auf den Boden bzw. auf den Rahmen der Waschmaschine übertragen.

Zweck der Erfindung ist es, die Waschmaschine gemäß dem älteren Vorschlag zu vereinfachen und in bezug auf ihr Schwingungsverhalten zu verbessern, während die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin besteht, die beim Durchfahren der kritischen Drehzahlbereiche auftretenden Amplituden zu mindern, wobei die Anwendung γόη schwingungsdämpfenden Elementen weitgehend vermieden werden soll. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Eigenfrequenzen der das Trommelaggregat elastisch haltenden ledern der Pendelfedersttttzen - welche zur Aufnahme der linearen Schwingungen in senkrechter Richtung und der beiden Drehschwingungen um die hierzu senkrechten orthogonalen Achsen dienen r größer, hingegen die Eigenfrequenzen der das echwingbewegliche Trommelaggregat pendelnd haltenden Kalotten und Stützen der Pendelfederstützen - welche zur Aufnahme der linearen

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eich in der horizontalen Ebene vollziehenden Schwingungen sowie der Drehschwingung um die hierzu einzige senkrechte Achse dienen kleiner als die sich beim Anlagen der Wäsche am Innenumfang der Wasch- und Schleudertrommel ergebende Betriebsfrequenz der letzteren sind.

Durch diese erfinderische Ausbildung der das Trommelaggregat elastisch und pendelnd schwingbeweglich haltenden Pendelfederstützen wird zunächst bewerkstelligt, daß die sich in jeweils drei Freiheitsgraden ausbildenden Schwingungen in bezug auf das zeitliche. Auftreten der Resonanz auseinander liegen. Wesentlicher ist aber der Umstand j daß die Auslenkungen der Pendelf ederetützen und somit auch des Trommelaggregates bei der Befolgung der erfinderisohen Lehre klein gehalten werden können. Bedingt dadurch, daß die Eigenfrequenzen der· Pendelf eders tut sen wesentlich höher als die der das Trommelaggregat pendelnd haltenden Kalotten und der Stützen der Pendelfederstützen gelegen sind, wird es möglioh_f zur Abstützung des Trommelaggregates Federn mit einer verhältnismäßig geringen Dehnung zu.verwenden, so daß insbesondere die sich in vertikaler Richtung vollziehenden Schwingungsaraplituden sowie die Höhenänderung, die beim Beladen und Entladen der Wasch- und Schleudertrommel entsteht, in erträglichen Grenzen gehalten werden können.

flach der Erfindung ist vorgesehen, daß die Eigenfrequenzen der "> das Irommelaggregat pendelnd haltenden Kalotten und Stützen der Pendelf ed ere ttttsen im unterkritieohen, hingegen die- d*» 9?rpmmei-. aggregat elastisch haltenden Federn der,Pendelfederstütsen im

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überkritischen Bereich <der -sich.beim -Anlegen der Wäsche gegen den Innenumfang der Wasoi*-' ■und- Schleudertrommel- entstehenden Betriebsfrequenz gelegen iSindv» SEm■-j^ierokritisehen Börei-ch¹' di eser Betriebsfrequenz k-oaoat jceinet^yfelioche¹ Störkräft" zustandö, so daß die das Trommelaggregat pendelnd haltenden Kalotten und Stützen der Pendelfederstützen zu keinem Zeitpunkt während des Betriebes der, Waschmaschine zupi Auftreten"Mile ir Resonanz führen. Die Eigenfrequenz!der. das-.Srommeläggregät schwingbeweglich hältenden· ledern der. Pendelfederstütaen ist-s'o gewählt, daß der Resonanzberelcli wäjhr&nd-des, anlaufenden Söhl'euderganges bei 'verhältnismäßig niedriger "teehaahl durchfahren wird.

Pur die <¥[ah^.d.er Eigenfrequenz der das Tröimnelaggregat elastisch halt enden, ^eäern der ;2?eoidelf ederstützen hat sich₄ ein Wert von 1,4 -mal 4-BJF₁ ibe-tm Anlegeil üer Wääche ge'glön den Innenumfang der Wasch- #nd %hle\idei?1;iroa!mel^^ ^ögöbeheh Betriöbsfrequenz als besonders_; güijLSrtdgr= erwie's»dai JM&B&&- Resoiianzbeieich wird relativ schnell d»ri?hfahren,_; m\ daß' ein■ AJu,f schaukeln^der Schwingungen nient statt-

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; und «OBi^-äufi' die'Terwendung ^on schweren Stoßdämpfern

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vj 3»6ΐϊοί^; fEb^ 'ifeftö Mgeäfreqüenz eine kritische Drehzahl gegeben ist. Es seien, in einem orthogonalen System» Ux β die lineare Schwingung in horizontaler Richtung (X-Achse)

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Uy fs]äi«,li«eÄre Söh^n^ung in vertikaler Richtung (Y-Achse)

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Yy rräafö toeiiißöisiiliigung^ um äiie Y-Ach^e

Vz - DrÄitö&^ai* die Ζ-ϋΛβ8Ρ ⁹ « Ö 8'/ 0 4 3 2

Gemäß dem erfinderischen "Vorschlage werden diese Eigenfrequenzen des Trommelaggregates in zwei Gruppen aufgeteilt, wobei die eine Gruppe die Eigenfrequenzen der Federn der Pendelfederstützen Uy, Vx und Vz, und die zweite Gruppe die Eigenfrequenz der Kalotten der damit verbundenen Stützen der Pendelfederstützen Ux, Uz und Yy umfaßt. Die Abstimmung der Frequenzen der ersten Gruppe erfolgt durch die Bemessung der Federn für die Pendelstützen, und ' zwar derart, daß die Bedingung Uy, Yx und Vz gleich oder größer als 1,4 mal der beim Anlegen der Wäsche gegen den Innenumfang der Wasch- und Schleudertrommel gegebenen Betriebsfrequenz erfüllt wird. Hingegen erfolgt die Abstimmung der Frequenzen der zweiten Gruppe durch die Wahl des Kalöttenradius der das Trommelaggregat pendelnd haltenden Stützen der Pendelfederstutzen; In diesem falle soll die Bedingung Ux, Uz und Vy gleich oder kleiner als; 0,7 mal der sich beim Anlegen der Wäsche gegen den Innenumfaiig~ der Wasch- und Schleudertrommel ergebenden Betriebsf:requenz erfüllt sein. Bei einer Betriebsdrehzahl der Wasch- und Schleuder trommel, die kleiner als die beim Anlegen der Wäsche Über den tnnenumfang der Wasch- und Schleudertrommel gelegene Betriebsdrehzahl ist» . fällt die Wäsche in der Wasch- und Schleudertrommel, so daß k$&ik<B zyklische Unwuchtkraft entsteht. Durch rechnerischschwer erfaü-w bare Sekundäreinflusse können die Bewegungen des söhwingbeweg-»* ^ liehen Trommelaggregates noch zu Überlagerungen von Sohwingmige»· und somit zu Störungen führen. Die sich daraus ergebenden geringfügigen Äuslenkungen des Trommelaggregates werden durch die Art* Wendung von bekannten Mitteln gedämpft.

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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Zeichnungen bei^ spielsweise und eehematisoh dargestellt. Es zeigen«

Fig. 1, ein Betriebsdiagramm,

Fig. 2, eine Ansicht des in sechs Freiheitsgraden schwingbeweglieh gehaltenen Trommelaggregates,

Fig. 3, eine Pendelfederstützen.

Im Diagramm der Fig. 1 ist auf der Abszisse das Verhältnis der Betriebsfrequenz n. - also die Anzahl der sekündlichen Umläufe der Wasch- und Schleudertrommel zur Eigenfrequenz n_ö des Trommelaggregates ι und auf der Ordinate der Vergrößerungsfaktor der Amplitude als Quotient der dynamischen Amplitude k_fl zur statisehen Amplitude k_ aufgetragen. Wie ersichtlich, ist der.Tergrößerungsfaktor der Amplitude dann unendlich groß, wenn die Betriebsfrequenz der Eigenfrequenz des frommelaggregates entspricht. Die Funktionskurve w steigt in diesem Bereich steil an und fällt sodann im tiberkritischen Bereich zunächst ebenso Bteil ab, nähert sioh dann jedoch asymptotisch einem Grenzwert. Nach der Erfindung ist Vorgesehen, daß die Eigenfrequenzen der das Trommelaggregat elastisch haltenden Federn der Pendelfederstützen größer, hingegen die Eigenfrequenzen der das sohwingbewegliche Trommelaggregat pendelnd haltenden Kalotten mit den Stützen der Pendelf ederstüt- · ssen kleiner als die eich durch die umlaufende Waaoh- und Schleuaerirommel beim Anlegen der Wäsche gegen den Innenumfang der Waeoh- ' und Schleudertrommel ergebende Betriebsfrequenz sind» Im Diagramm sind die Eigenfrequenzen der Federn der Pendelfederstützen im

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überkritischen Bereich A, hingegen die Eigenfrequenz«! der das '

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schwingbewegliche Trommelaggregat pendelnd haltenden Kalotten mit den Stützen der Pendelfederstützen im unterkritischen Ber gelegen. Zur Erzielung eines nahezu ungestört ruhigen Laufes Wasch- und Schleudermaschine sollen die Eigenfrequenzen der di Trommelaggregat elastisch haltenden Federn mindestens 1,4 mal größer, hingegen die Eigenfrequenzen der das Trommelaggregat pendelnd haltenden Kalotten mit den Stützen kleiner als 0,7 ms der beim Anlegen der Wäsche über den Innenumfang der Wasch- ur Schleudertrommel gegebenen Betriebsfrequenz bemessen sein. Son wird gewährleistet, daß der Resonanzbereich gemäß Ziffer C im gramm ausgespart bleibt und daher ein Aufschaukeln der Schwing nicht, stattfinden kann. . .

Wie weiter aus der Pig. 2 ersichtlich ist, besteht das schwingl wegilche Trommelaggregat aus dem laugenbehälter 1 und der darii um eine waagerechte Achse Z umlaufenden Wasch- und Schleudertrc inel 2 sowie der Antriebsvorrichtung, z. B. einem Elektromotor einschließlich der nicht gezeigten Übersetzungsgetriebe und RIe menzüge.Das Trommelaggregat ist mittels Pendelf ederstützen 4 ■im nicht gezeigten Gehäuse der Waschmaschine gehalten. Die Pend [ £ ederstiltzen besitzen kalottenfÖrmlge Füße 5, welche in nicht j dargestellten Kalottenschuhen ruhen. Der Kalottenradius r ist !größer als der ,Abstand h Ton der waagerechten Schwerpunktachee ^?aur Kalottenauflage 6. Das auf Pendelfederstutzen/gehaltene Troa aelaggregat kann Bewegungen in Sichtung der drei orthogonalen ..· _:Achsen üx, Dy und Uz sowie Drehbewegungen Vx, Vy und Ve um diese .Achsen aueführen. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die ·

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Eigenfrequenzen der Federn 7 der Pendelfederstützen 3, "bei einer Bewegung des Trommelaggregates in Richtung der Achse TJy und Drnhbewegung Vx und Vz größer als 1,4- ffla.1 der sich beim Anlegen der Wäsche gegen den Innenumfang der Wasch- und Schleudertrommel einstellenden Betriebsfrequenz bemessen sind. Hingegen sind die Radien r der Kalotten 5 der Federstützen so gehalten, daß ihre Eigen- bzw. Pendelfrequenz in Richtung der Achsen TJx und Uz sowie ' der Drehbewegung Vy kleiner als 0,7 mal der sich im vorgenannten Betriebszustand einstellenden Betriebsfrequenz ist.

Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, ist am laugenbehälter 1 ein Kugelpfannenlager 8 angebracht, in weichem 3ich das Kugelgelenk 9 der Pendelfederstütze 3 abstützt. Wie ersichtlich, ist die Mulde im Kugelpfannenlager bis etwas über den Äquator 10 vorgezogen, so daß das Kugelgelenk beim Einsetzen das elastische Kugelpfannenlager geringfügig verformt und sodann in die Gelenkstellung einrastet. Das Kugelgelenk wird in einem Rohrteil 11 gehalten, in dem auch die Kalottenstange 12 gleitend geführt ist. Das Rohrteil trägt am unteren Ende eine Widerlagerplatte 13, gegen die sich die Feder 7 der Kalotte 5 abstützt. Eine Manschette 14· ist in einem muldenförmigen Teil der Widerlagerplatte 13 eingesetzt und lastet mit den Lippen 15 gegen die Kalottenstange 12. Zwischen, dem oberen Teil des Kalottenfußes 16 und der Manschette 14· ist ein Puffer-"ring 17 angeordnet, welcher ein Aufschlagen der Federwindungen

: bzw.. einen harten Anschlag der bewegten Teile verhindert· Dia Kalottenstange 12 ist mit dem Kalottenfuß 16 ₁. z. B. bei 18, fest

. verbunden.. Im unbelasteten Zustand der Wasch» und Schleudertrommel 2

wird das Trommelaggregat unter dem Einfluß der Federn 7 in eine höhere Lage gehoben, z. B. derart, daß im unbelasteten Zustand die Fläche 19 der Kalottenstänge sich in der lage 20, hingegen im belasteten Zustand in der Lage 21 befindet. Die Kalotte 5 ruht'in einem Kalottenschuh 23, wobei sich der die Kalotte umgebende Wulst 24 gegen einen elastischen Widerlagerring 25 abstützt Die Kalottenbasis 26 lastet im vorliegenden Beispiel gegen eine Filzplatte 27, welche aber auch - wie nach der Erfindung vorgesehen - als Sandkissen od. dgl. ausgebildet sein kann- Der Kalottenradius r ist so bemessen, daß die Pendelfrequenz kleiner als 0,7 mal der sich beim Anlegen der Wäsche über den Innenumfang der Wasch- und Schleudertrommel einstellenden Betriebsfrequenz ist. Während des Betriebes der Waschmaschine gleitet die Kalottenstange innerhalb des rohrförmigen Teiles der Pendelfederstütze. Durch die Reibungsbeanspruchung der Kalottenstange in der Manschette 14 erwärmen sich die Lippen 15, so daß der Anpreßdruek mit zunehmender Betriebsdauer nachläßt. Dadurch wird erfindungsgemäß bewerkstelligt, daß die Dämpfung der Kalottenstange im rohrförmigen Teil der Pendelfederstütze beim laufenden Schleudergang nahezu aufgehoben wird und somit keine störenden Kräfte auf die Kalottenschuhe bzw. auf den Bodenrahmen des Gehäuses der Waschmaschine übertragen werden. Als dämpfende Elemente wirken auch die zwischen der Kalottenbasis und dem Kalottenschuh eingelegte Heizscheibe oder ein mit einem Pulver, wie Sand, Kunststoff-Granulat, Holzmehl u. dgl. gefülltes Kissen. Während die elastische Manschet anfangs auf die sich in Richtung der Y-Achae vertikal ausbildenden Schwingungen sowie auf die Drehschwingungen des Trommelaggre-

gates um die X- und Z-Achse dämpfend auswirkt, kommt der Einfluß der Filzscheibe bzw. des Kissens od. dgl. als Dämpfungselement zur Dämpfung der Linearen Schwingung in horizontaler Richtung, also in Richtung der X- und Z-Achse und der Drehschwingung um die Y-Achse zur Geltung.

3 Figuren 8 Ansprüche

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Claims

PVA 65/5504 1 A 6 ϋ 8 8 4 Patentansprüche .

1. Waschmaschine mit Schleudergang, deren Wasch- und Schleuder-· trommel um eine waagerechte Achse umläuft und deren aus der Wasch- und Schleudertrommel und dem Laugenbehälter sowie den Antriebsvorrichtungen bestehendes Trommelaggregat schwingbeweglich auf mit Kalotten versehene Pendelfederstützen gestützt im Rahmen oder Gehäuse der Waschmaschine gehalten ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Eigenfrequenzen der das Trommelaggregat elastisch haltenden Federn der Pendelfederstützen - welche zur Aufnahme der linearen Schwingungen in vertikaler Richtung und der beiden Drehschwin-/gungen um die hierzu senkrechten orthogonalen Achsen dienengrößer, hingegen die Eigenfrequenzen der das schwingbewegliche Trommelaggregat pendelnd haltenden Kalotten und Stützen der Pendelfederstützen - welche zur Aufnahme der linearen Schwingungen in horizontaler Richtung sowfe der Drehschwingungen um die hierzu senkrechte Achse dienen - kleiner als die sich beim Anlegen der Wäsche .am Innenumfang der Wasch- und Schleudertrommel ergebenden Betriebsfrequenz der letzteren sind·

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß die Eigenfrequenz der Kalotte und der damit verbundenen Stütze der Pendelfederstütze 0,7 mal oder kleiner, hingegen die Eigenfrequenz der Feder einer jeden Pendelfederstütze 1,4 mal oder größer als die beim Anlegen der Wäsche über den Innenumfang der Wasch- und Schleudertrommel sich einstellende Betriebsfrequenz iat. _{9 0 9 8} 0 8 / 0 43 2

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3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalotte (26) einer ,jeden Pendelfederstütze (4) sich mittelbar über ein, die Pendelschwingung dämpfendes Element (27) im Kalottenschuh (23) abstützt, und die Kalottenstange (12) unter Zwischenschaltung eines v/eiteren schwingungsdämpfenden Elementes (14), vorzugsweise einer ^v elastischen Manschette, im Rohrteil (11) der Pendelfederstütze (4) gleitbeweglich gehalten ist.

4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß öas die Kalottenschwingung dämpfende Element (27) aus einer Schaumstoff- oder Pilzlage und/oder einem mit einem Pulver, wie Sand, Holzmehl oder Kunststoff-Granulat gefüllten Kissen besteht. .

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der Kalotte (26) und der im rohrförmigen feil (11) der Pendelfederstütze (4) eingebrachten Manschette (14) ein elastischer Puffer (17) angeordnet ist.

6» Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5t dadurch gekennzeichnet, daß sich die Feder (17) der Pendeln federstütze (4) einerseits gegen die Kalotte (26) und andererseits gegen eine Widerlagerplatte (13) am rohrförmigen feil (11) der Pendelfederstütze (4) abstützt.

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7. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Kalotte (26) einer ,jeden Pendelfederstütze (4-) mit einem Wulst umgeben ist, der gegen ein elastisches Widerlager (25) im Kalottenschuh (23) lastet.

8· Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge-f kennzeichnet, daß das den Rohrteil (11) der Pendelfederstütze (4) mit dem Laugenbehälter (l) verbindende Kugelgelenk (8, 9) aus einem aus elastischem Stoff gebildeten Kugelpfannenlager (8) besteht, wobei das Kugelpfannenlager bis über den Äquator der Kugel (9) der Pendelfederstütze (4) vorgezogen ist. ·

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