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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Halten eines Vermessungsinstruments mit einem Grundrahmen und mit einem Instrumentenhalter, an dem ein Vermessungsinstrument befestigbar ist.
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Eine derartige Vorrichtung ist aus
DE 10 2010 021 818 A1 bekannt. Diese vorbekannte Vorrichtung zum Halten eines Vermessungsinstruments verfügt über einen Grundrahmen und einen Instrumentenhalter, an dem ein Vermessungsinstrument befestigbar ist. Der Grundrahmen ist L-artig ausgebildet und mit einem Befestigungsschenkel an einem Bauwerk befestigbar, während der Instrumentenhalter an einem Trageschenkel des Grundrahmens verschiebbar gehalten und gegenüber dem Trageschenkel feststellbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die sich durch eine sehr gute Schwingungsdämpfung auszeichnet, so dass Vermessungsinstrumente auch in erschütterungsreichen Anwendungsumgebungen mit hoher Genauigkeit einsetzbar sind.
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Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Instrumentenhalter über eine Anzahl von elastisch verformbaren, schwingungsdämpfenden Puffern mit dem Grundrahmen verbunden ist.
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Dadurch, dass der Instrumentenhalter über eine Anzahl von elastisch verformbaren, schwingungsdämpfenden Puffern mit dem Grundrahmen verbunden ist, ergibt sich eine sehr gute Schwingungsdämpfung, so dass ein von einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gehaltenes Vermessungsinstrument von Schwingungen in erschütterungsreichen Anwendungsumgebungen weitgehend entkoppelt und mit hoher Genauigkeit einsetzbar ist.
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Nachfolgend sind zweckmäßige Weiterbildungen von erfindungsgemäßen Vorrichtungen beschrieben.
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Für eine besonders gute Schwingungsdämpfung bei Erschütterungen mit Komponenten in verschiedenen Richtungen ist es bei einer Gruppe von Weiterbildungen vorteilhaft, dass wenigstens zwei Gruppen von Puffern vorhanden sind, die voneinander verschiedene Dämpfungshauptwirkrichtungen aufweisen und weiterhin, dass vorteilhafterweise die Dämpfungshauptwirkrichtungen von wenigstens zwei Gruppen von Puffern winklig zueinander ausgerichtet sind.
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Bei der vorgenannten Gruppe von Weiterbildungen ist weiterhin zweckmäßig, dass eine den Grundrahmen und den Instrumentenhalter in einem Fußbereich verbindende Fußhalterung vorhanden ist, die über Halteelemente für eine Anzahl von Puffern mit zwei verschiedenen Dämpfungshauptwirkrichtungen verfügt, wobei eine Dämpfungshauptwirkrichtung in radialer Richtung und die andere Dämpfungshauptwirkrichtung rechtwinklig zu der radialen Richtung ausgerichtet ist. Dabei ist insbesondere auch zweckmäßig, dass die Fußhalterung einen Fußring aufweist, der mit dem Grundrahmen verbunden ist und an dem Halteelemente ausgebildet sind.
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Bei einer insbesondere im Hinblick auf eine verhältnismäßig leichte und mechanisch dennoch stabile Ausführung der vorgenannten Weiterbildungen weist der Grundrahmen Kopfstreben, eine Fußstrebe und die Kopfstreben sowie die Fußstrebe verbindende Seitenstreben auf, die sich in wenigstens einer Richtung von der Fußhalterung weg erstrecken.
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Zweckmäßigerweise ist für eine stabile Befestigung des Instrumentenhalters an dem Grundrahmen bei Weiterbildungen mit einer Fußhalterung vorgesehen, dass eine den Grundrahmen und den Instrumentenhalter in einem Kopfbereich verbindende Kopfhalterung vorhanden ist, die in einem axialen Abstand von der Fußhalterung angeordnet ist und Halteelemente für eine Anzahl von Puffern aufweist, und dass dabei zweckmäßigerweise die Kopfhalterung einen Kopfring aufweist, der mit den Kopfstreben des Grundrahmens verbunden ist und an dem Halteelemente ausgebildet sind.
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Für eine einfache und dennoch stabile Befestigung eines Vermessungsinstruments ist vorgesehen, dass der Instrumentenhalter eine Fußplatte aufweist, die über Halteelemente für eine Anzahl von Puffern der Fußhalterung aus zwei Gruppen verfügt.
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Bei einer derartigen Weiterbildung ist es für eine besonders gute Schwingungsdämpfung mit Aufnahme von Kippmomenten vorteilhaft, dass der Instrumentenhalter einen Kopfbügel aufweist, der an der Fußplatte angebracht ist und der sich in einer axialen Richtung zu der Kopfhalterung hin erstreckt, und weiterhin besonders vorteilhaft, dass an dem der Kopfhalterung zugewandten Ende des Kopfbügels an einem Anbindungsteil der Kopfhalterung Halteelemente für Puffer der Kopfhalterung ausgebildet sind, wobei bevorzugt die Kopfhalterung Puffer mit einer in radialer Richtung ausgerichteten Dämpfungshauptwirkrichtung aufweist.
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Überdies ist es zweckmäßig, dass die Kopfhalterung wenigstens einen Puffer mit einer in axialer Richtung ausgerichteten Dämpfungshauptwirkrichtung aufweist.
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Vorteilhafterweise ist für eine Nutzung eines Vermessungsinstruments an verschiedenen Stellen eine Befestigungseinheit vorhanden, mit der der Grundrahmen mit einem Bauwerk verbindbar ist.
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Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren der Zeichnung.
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Es zeigen:
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1 in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, an der ein Vermessungsinstrument befestigt ist und die an einem Bauwerk angebracht ist,
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2 in einer perspektivischen Ansicht das Ausführungsbeispiel gemäß 1 in einer gegenüber der Darstellung gemäß 1 vergrößerten Darstellung,
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3 in einer perspektivischen Ansicht das Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 ohne ein Vermessungsinstrument,
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4 das Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 3 in einer Schnittansicht durch eine Fußhalterung in einer ersten Schnittebene,
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5 das Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 3 in einer Schnittansicht durch die Fußhalterung in einer zweiten Schnittebene,
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6 das Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 3 in einer Schnittansicht durch eine Kopfhalterung,
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7 in einer Schnittansicht eine Ausführung eines ersten Typs von ballonartigen Puffern und
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8 in einer Schnittansicht eine Ausführung eines zweiten Typs von ballonartigen Puffern.
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1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Gestalt einer Haltevorrichtung 103, die an einer in Richtung eines Tunnelinnenraums weisenden Innenseite 106 eines Tübbings 109 als Bestandteil eines Bauwerks in Gestalt einer Tunnelröhre angebracht ist.
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Die Haltevorrichtung 103 in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 verfügt über eine Befestigungseinheit 112, die mit einer an die Kontur der Innenseite des Tübbings 109 angepassten Grundplatte 115 mit einer rechteckigen Grundform ausgestattet ist. Die längsseitigen Enden der Grundplatte 115 weisen rechtwinklig ausgerichtete, in der Anordnung gemäß 1 in in dem Tübbing 109 ausgebildeten Befestigungsvertiefungen 118 eingreifende Befestigungszungen 121 auf, mit denen die Grundplatte 115 an der Innenseite 106 des Tübbings 109 befestigbar ist. Die Befestigungseinheit 112 verfügt weiterhin über ein Paar von kurzen Befestigungsstangen 124 und über ein Paar von langen Befestigungsstangen 127, die ebenfalls rechtwinklig zu der Grundplatte 115 ausgerichtet sind und die sich in der Anordnung gemäß 1 von den Befestigungszungen 121 wegweisend in die Tunnelröhre hinein erstrecken.
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An den von der Grundplatte 115 abgewandten Enden der Befestigungsstangen 124, 127 ist ein Grundrahmen 130 der Haltevorrichtung 103 befestigt, der wiederum einen Instrumentenhalter 133 trägt, welcher in einem Kopfbereich über eine Kopfhalterung 136 und in einem Fußbereich über eine Fußhalterung 139, wie weiter unten näher erläutert, schwingungsgedämpft mit dem Grundrahmen 130 verbunden ist.
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An dem Instrumentenhalter 133 ist ein Vermessungsinstrument 142 beispielsweise wie in 1 dargestellt in Gestalt eines Tachymeters befestigbar, wobei durch entsprechend eingerichtete Längen der Befestigungsstangen 124, 127 das Vermessungsinstrument 142 direkt bestimmungsgemäß verwendbar angeordnet und ausgerichtet ist.
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2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht das Ausführungsbeispiel gemäß 1 in einer gegenüber der Darstellung gemäß 1 vergrößerten Darstellung ohne den Tübbing 109 und die Befestigungseinheit 112. Aus 2 ist ersichtlich, dass der Grundrahmen 130 im Bereich der Kopfhalterung 136 über in einem Abstand voneinander parallel verlaufende sowie zu einer axialen Richtung schräg ausgerichtete Kopfstreben 203 und über eine im Bereich der Fußhalterung 139 angeordnete Fußstrebe 206 verfügt, die sich in einer Querrichtung erstreckt. Die Kopfstreben 203 und die Fußstrebe 206 sind über zwei axial ausgerichtete Seitenstreben 209 miteinander verbunden. Zum Stabilisieren des Grundrahmens 130 ist im Verbindungsbereich der Kopfstreben 203 und der Seitenstreben 209 eine parallel in einem Abstand zu der Fußstrebe 206 verlaufende Mittelstrebe 212 angeordnet. Zum Befestigen des Grundrahmens 130 an der in 2 nicht dargestellten Befestigungseinheit 112 dienen eine Anzahl von Verbindungsockeln 215, die sich von dem Instrumentenhalter 133 weg erstrecken.
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Als Bestandteil der Kopfhalterung 136 ist ein Kopfring 218 vorhanden, der aus drei dreiecksartig angeordneten Kopfringstreben 221 sowie aus einem mittig zwischen den Kopfringstreben 221 angeordneten und mit diesen verbundenen, kreisförmigen Zentralring 224 aufgebaut ist. Der Kopfring 218 ist über an den Kopfstreben 203 des Grundrahmens 130 angebrachte Verbindungssockel 215 fest mit den Kopfstreben 203 verbunden und trägt in den Verbindungsbereichen von zwei aneinanderstoßenden Kopfringstreben 221 jeweils eine Pufferhaltebacke 227 als Halteelemente der Kopfhalterung 136.
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Weiterhin verfügt der Grundrahmen 130 über zwei Fußarme 230, die im Bereich der Fußstrebe 206 angeordnet sind und die sich in Richtung des Instrumentenhalters 133 erstrecken. Die Fußarme 230 tragen einen deckseitig kreisförmigen Fußring 233 der Fußhalterung 139, an dessen der Kopfhalterung 136 zugewandten Seite eine Anzahl von Backenträgerplatten 236 angebracht sind. Jede Backenträgerplatte 236 ist mit einem Paar von einander gegenüberliegenden Pufferhaltebacken 227 ausgestattet, die sich von dem Fußring 233 weg in Richtung der Kopfhalterung 136 erstrecken. Auf der den Backenträgerplatten 236 abgewandten Seite verfügt der Fußring 233 über eine Anzahl von Pufferhaltesockeln 239 als Halteelemente der Fußhalterung 139.
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Der Instrumentenhalter 133 ist im Bereich der Fußhalterung 139 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer tellerartigen Fußplatte 242 ausgestattet, die von dem Fußring 230 umgeben und an der das Vermessungsinstrument 142 befestigbar ist. An der Fußplatte 242 sind eine Anzahl von Anbindungssockeln 245 als weitere Halteelemente der Fußhalterung 139 angebracht, die sich nach radial außen erstrecken und zwischen Pufferhaltebacken 227 von Backenträgerplatten 236 angeordnet sind. Weiterhin ist die Fußplatte 242 mit einer Anzahl von Pufferhaltevorsprüngen 248 als weitere Halteelemente der Fußhalterung 139 ausgebildet, die in radialer Richtung den Pufferhaltesockeln 239 gegenüberliegen.
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Weiterhin ist die Fußplatte 242 mit einem Kopfbügel 251 verbunden, der sich axial von der Fußplatte 242 weg in Richtung des Kopfrings 218 erstreckt. Der Kopfbügel 251 ist mit einer Axialstrebe 254 ausgebildet, die sich in axialer Richtung erstreckt und die mit einem abgeknickten Fußende außenseitig mit der Fußplatte 242 sowie mit einem Kopfende mit einer Radialstrebe 257 des Kopfbügels 251 verbunden ist, die rechtwinklig zu der Axialstrebe 254 ausgerichtet ist und die sich nach radial innen bis in den Mittenbereich des Kopfrings 218 erstreckt. An dem der Axialstrebe 254 abgewandten Ende der Radialstrebe 257 ist eine Kopfplatte 260 der Kopfhalterung 136 angebracht, die in Richtung der Fußplatte 242 weisend mit der Radialstrebe 257 verbunden ist und die eine Anbindungshülse 263 als Anbindungsteil trägt, welche von dem Kopfring 218 umgeben ist.
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Zum schwingungsgedämpften Verbinden des Instrumentenhalters 133 mit dem Grundrahmen 130 sind eine Anzahl von Kopfradialpuffern 266 der Kopfhalterung 136 sowie eine Anzahl von Fußradialpuffern 269 der Fußhalterung 139 als einer ersten Gruppe von elastisch verformbaren, schwingungsdämpfenden Puffern und eine Anzahl von Tangentialpuffern 272 als einer zweiten Gruppe von elastisch verformbaren, schwingungsdämpfenden Puffern vorhanden, deren Anordnung und Wirkungsweise nachfolgend näher erläutert werden.
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3 zeigt in einer perspektivischen Ansicht das Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 ohne das Vermessungsinstrument 142, das gegenüber der Darstellung gemäß 2 nach Lösen einer in 3 nicht dargestellten Befestigungsschraube, die durch ein in der Fußplatte 242 ausgebildetes Befestigungsloch 303 durchführbar ist, von der Fußplatte 242 abgenommen worden ist. Der Darstellung gemäß 3 lässt sich entnehmen, dass die Kopfradialpuffer 266, die Fußradialpuffer 269 und die Paare von Tangentialpuffer 272 jeweils in einer Ebene sowie in einem Winkelabstand von 120 Grad angeordnet sind, wobei die Kopfradialpuffer 266 und die Paare von Tangentialpuffern 272 in axialer Richtung an gleichen Winkelpositionen und die Fußradialpuffer 269 in Umfangsrichtung zwischen den Paaren von Tangentialpuffern 272 liegen.
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Die sich in radialer Richtung erstreckenden Kopfradialpuffer 266 und Fußradialpuffer 269 federn in radialer Richtung als einer Dämpfungshauptwirkrichtung und dämpfen somit vor allem Radialschwingungen des Instrumentenhalters 133, die durch von dem Grundrahmen 130 aufgenommene Erschütterungen eines Bauwerks wie ein Tübbing 109, an dem die Haltevorrichtung 103 angebracht ist, hervorgerufen sind.
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Die zur Umfangsrichtung tangential und damit rechtwinklig zu der radialen Richtung ausgerichteten Tangentialpuffer 272 federn in Tangentialrichtung als weiterer Dämpfungshauptwirkrichtung und dämpfen somit vor allem durch diese Erschütterungen hervorgerufenen Torsionsschwingungen des Instrumentenhalters 133.
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Durch das Vorsehen des die Fußplatte 242 in axialer Richtung überkragenden Kopfbügels 251 wiederum werden unter Ausnutzen eines Hebeleffekts vor allem durch die Erschütterungen hervorgerufene Kippschwingungen des Instrumentenhalters 133 insbesondere auch durch die Kopfhalterung 136 wirkungsvoll gedämpft.
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4 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 3 in einer Schnittansicht durch die Fußhalterung 139 in einer ersten Schnittebene, die im Wesentlichen mittig durch die Tangentialpuffer 272 verläuft. Aus 4 ist ersichtlich, dass jeder innen mit einem Hohlraum 403 ausgebildete Tangentialpuffer 272 mit einem ballonartig aufgeweiteten Mittenabschnitt 406 und mit sich in einer axialen Richtung des betreffenden Tangentialpuffers 272 beidseitig des Mittenabschnitts 406 erstreckenden zylinderartigen Endabschnitten 409 ausgebildet ist. Jeder Endabschnitt 409 ist in einer Pufferaufnahmehülse 412 der Halteelemente angeordnet, die mit einer zugehörigen Pufferhaltebacke 227 verbunden ist.
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5 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 3 in einer Schnittansicht durch die Fußhalterung 139 in einer zweiten Schnittebene, die im Wesentlichen mittig durch die Fußradialpuffer 269 verläuft. Aus 5 ist ersichtlich, dass jeder innen mit einem Hohlraum 503 ausgebildete Fußradialpuffer 269 wie ein Tangentialpuffer 272 mit einem ballonartig aufgeweiteten Mittenabschnitt 506 und mit sich in einer axialen Richtung des betreffenden Fußradialpuffers 269 beidseitig des Mittenabschnitts 506 erstreckenden zylinderartigen Endabschnitten 509 ausgebildet ist. Jeder Endabschnitt 509 ist in einer Pufferaufnahmehülse 512 der Halteelemente angeordnet, die mit einem zugehörigen Pufferhaltesockel 239 beziehungsweise mit einem Pufferhaltevorsprung 248 verbunden ist.
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Weiterhin lässt sich der Darstellung gemäß 5 entnehmen, dass die Fußplatte 242 für eine möglichst geringe träge Masse und für eine hohe Steifigkeit mit sich von einem Zentralsockel 515 in radialer Richtung weg nach außen bis zu einer Randwand 518 erstreckenden Versteifungslamellen 521 ausgebildet ist.
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6 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 3 in einer Schnittansicht durch die Kopfhalterung 136. Aus 6 ist ersichtlich, dass die Kopfradialpuffer 266 wie die Fußradialpuffer 269 innen mit einem Hohlraum 603 mit einem ballonartig aufgeweiteten Mittenabschnitt 606 und mit sich in einer axialen Richtung des betreffenden Kopfradialpuffers 266 beidseitig des Mittenabschnitts 606 erstreckenden zylinderartigen Endabschnitten 609 ausgebildet ist, die in Pufferhaltebacken 227 beziehungsweise an der Anbindungshülse 263 angebrachten Pufferaufnahmehülsen 612 der Halteelemente angeordnet sind.
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Weiterhin lässt sich der Darstellung gemäß 6 entnehmen, dass die Anbindungshülse 263 einen hohlzylinderartigen Lasttragepuffer 615 umgibt, der als elastisch verformbarer, schwingungsdämpfender Puffer einer dritten Gruppe mit seiner Längsachse in einer axialen Richtung als weitere Dämpfungshauptwirkrichtung federnd ausgerichtet ist und somit Axialschwingungen des Instrumentenhalters 133, die durch von dem Grundrahmen 130 aufgenommene Erschütterungen eines Bauwerks wie ein Tübbing 109, an dem die Haltevorrichtung 103 angebracht ist, hervorgerufen sind, wirkungsvoll dämpft. Dabei dient der Zentralring 224 als Anschlag für den durch die Anbindungshülse 263 gehaltenen Lasttragepuffer 615. Der Lasttragepuffer 615 weist für eine verhältnismäßig hohe Steifigkeit bei weiterhin noch ausreichenden Dämpfungseigenschaften einen innenseitigen Hohlraum 618 sowie eine in axialer Richtung gleichbleibende Wandstärke auf.
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7 zeigt in einer Schnittansicht eine Ausführung eines ersten Typs von Puffern, nämlich der Kopfradialpuffer 266. Dieser Typ von Puffern verfügt über verhältnismäßig lange Endabschnitte 609. Der ballonartige Mittenabschnitt 606 ist außenseitig mit einer Kugelsegmentfläche 703 und innenseitig mit einer Ellipsoidsegmentfläche 706 derart ausgebildet, dass die Wanddicke des Mittenabschnittes 606 mit zunehmendem Abstand von den Endabschnitten 609 abnimmt. Dadurch ergibt sich bei hoher Steifigkeit im Bereich der Endabschnitte 609 eine verhältnismäßig hohe Elastizität im Mittenbereich des Mittenabschnittes 606.
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8 zeigt in einer Schnittansicht eine Ausführung eines zweiten Typs von Puffern, nämlich der Fußradialpuffer 269 und der Tangentialpuffer 272. Dieser Typ von Puffern verfügt über verhältnismäßig kurze Endabschnitte 803. Ein ballonartiger Mittenabschnitt 806 ist außenseitig mit einer Kugelsegmentfläche 809 und innenseitig mit einer Ellipsoidsegmentfläche 812 derart ausgebildet, dass die Wanddicke des Mittenabschnittes 806 mit zunehmendem Abstand von den Endabschnitten 803 abnimmt. Dadurch ergibt sich bei hoher Steifigkeit im Bereich der Endabschnitte 803 eine verhältnismäßig hohe Elastizität im Mittenbereich des Mittenabschnittes 806.
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Bevorzugt sind die beiden vorgenannten Typen von Puffern sowie der Lasttragepuffer 615 aus einem Silikonmaterial mit mittlerer Shore-Härte hergestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010021818 A1 [0002]
