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Die Erfindung betrifft einen Dämpfer für eine Waschmaschine mit einem Dämpferzylinder, in dem durch ein offenes Ende des Dämpferzylinders ein Schaft eingeführt ist, der sich in Längsrichtung des Dämpferzylinders hin und her bewegen kann, und mit einem Reibelement, welches einerseits mit dem Schaft gekoppelt werden kann und andererseits zur Vibrationsdämpfung durch Reibung an der Innenfläche des Dämpferzylinders anliegt.
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In Waschmaschinen befindet sich zur Aufnahme der Waschflüssigkeit ein Laugenbehälter, in dem wiederum eine drehbare Trommel zum Bewegen der Wäsche angeordnet ist. Der Laugenbehälter ist dabei schwingbeweglich innerhalb des Gehäuses aufgehängt bzw. abgestützt, so dass Bewegungen aufgrund der Wäschebewegung oder Unwuchten beim Schleudern aufgefangen bzw. abgefedert werden können. Um die Schwingbewegung des Laugenbehälters zu begrenzen, zu bremsen oder zu dämpfen, besitzt der Laugenbehälter Dämpfer, die am Gehäuse bzw. am Gehäuseboden abgestützt sind.
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Ein derartiger Dämpfer mit zwei Reibbelägen für eine Waschmaschine ist aus der
EP 1 477 603 A1 bekannt. Hierbei ist ein Reibbelag mit dem Schaft verbunden, der jeder Schaftbewegung folgt, wobei der zweite Reibbelag bedarfsweise mit dem Schaft gekoppelt wird. Die Kopplung erfolgt aufgrund der Strömungseigenschaften der Luft, die sich innerhalb des Zylinders befindet und mittels Ventilen mit unterschiedlichen Durchlässen beeinflusst wird. Hierbei ist es nachteilig, dass geringe Undichtigkeiten das Dämpfungsverhalten erheblich beeinflussen können, wenn beispielsweise die Kopplung des zweiten Reibbelags bei starken Schwingungen unzureichend erfolgt. Die gesamte Kraftübertragung zwischen dem zweiten Reibbelag und dem Schaft erfolgt mittels der pneumatischen Ventilanordnung, so dass diese hohe Anforderungen hinsichtlich dauerhafter Funktion und Dichtigkeit erfüllen muss.
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Aus der
DE 10 2005 032 499 A1 ist ein Stoßdämpfer bekannt, der einen Zylinder umfasst, in dem ein verschiebbarer Schaft eingeführt ist, dessen Längsbewegung mittels eines Reibbelags an der Innenwand des Zylinders gebremst werden kann. Der Reibbelag kann hierbei mittels eines elektrisch betätigten Aktors mit dem Schaft verbunden oder entkoppelt werden, so dass das Dämpfungsverhalten von der Steuereinrichtung beeinflusst werden kann. So kann die Dämpfung bei kleinen Unwuchten abgeschaltet werden, so dass möglichst geringe Vibrationen über den Stoßdämpfer in das Gerätegehäuse bzw. auf den Boden des Aufstellortes eingeleitet werden. Nachteilig ist hierbei, dass der Dämpfer aufgrund des robusten Aktors und den dazugehörigen Einzelteilen recht aufwändig und kostspielig ist. Ferner muss die Steuereinrichtung dafür konfiguriert sein, den elektrisch schaltbaren Dämpfer abhängig vom gewünschten Dämpfungsverhalten entsprechend zu schalten. Ein ähnlicher Dämpfer ist aus der
DE 10 2004 047 999 A1 bekannt, wobei hier eine stufenlose Einstellung der Reibkraft zwischen Zylinder und Schaft möglich ist. Auch hier erfolgt die Einstellung mittels einer Steuerung bzw. der Waschmaschinensteuerung.
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Aus der
DE 40 18 599 A1 ist ein sogenannter Federkolbendämpfer bekannt. Hierbei handelt es sich um einen Reibungsdämpfer, bei dem der Reibbelag auf der Kolbenstange zwischen zwei Federelementen beweglich angeordnet ist, wobei sich die Federelemente jeweils an einem mit der Kolbenstange verbundenen Anschlag abstützen. Hierdurch entsteht ein amplitudenabhängiges Dämpfungsverhalten. Nachteilig hierbei ist, dass stets eine Teil der Auslenkung des schwingend aufgehängten Laugenbehälters ungedämpft verbleibt. Der Laugenbehälter wird dadurch in einem begrenzten Bereich nicht in seinem Schwingverhalten gedämpft. Aus der
DE 602 11 642 T2 ist es ferner bekannt, den frei beweglichen Bereich mittels eines von der Steuereinrichtung gesteuerten Aktors abzuschalten.
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Aus der
FR 1 093 793 A ist ein Dämpfer bekannt, der eine Steuerkurven im Schaft umfasst, in der eine Kugel laufen kann, die wiederum mit einer Steuerkurve im Reibelement zusammenwirkt. Durch die in dieser Schrift genannte Auslegung wird abhängig von der Geschwindigkeit der Bewegung eine unterschiedliche Reibkraft bereitgestellt.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen günstigen und einfach aufgebauten und zuverlässigen Dämpfer mit verbessertem Dämpfungsverhalten für eine Waschmaschine bereit zu stellen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Dämpfer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. mit einer Waschmaschine gem. Patentanspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 13.
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Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass auf einfache Weise das Dämpfverhalten abhängig von auf den Dämpfer selbst einwirkenden Bewegungen veränderbar ist. Beim Einsatz in einer Waschmaschine sind deshalb keinerlei Verbindungen zwischen Steuerung und Dämpfer erforderlich. Die in einer Waschmaschine vorhandene Steuereinrichtung braucht nicht verändert oder umprogrammiert werden, wenn der erfindungsgemäße Dämpfer eingesetzt wird. Insbesondere kann ein vorhandener Dämpfer gegen diesen Dämpfer einfach ausgetauscht werden.
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Um das veränderliche Dämpfungsverhalten bereitzustellen, ist das Reibelement derart angeordnet, dass es mittels eines Koppelelements abhängig von der Auslenkung, also vom Weg des Schafts gegenüber dem Dämpferzylinder, mit dem Schaft fest verbindbar ist. Das Reibelement ist bei kleinen Auslenkungen nicht mit dem Schaft verbunden, so dass bei diesen Bewegungen keine Dämpfung der Bewegung erfolgt. Es werden deshalb keine nennenswerten Kräfte bzw. Vibrationen auf das Waschmaschinengehäuse bzw. über das Gehäuse auf den Fußboden übertragen. Sobald der Schaft stärker ausgelenkt wird, bewirkt das Koppelelement eine feste Verbindung des Reibelements zum Schaft, wodurch die Dämpfung eingeschaltet und die nachfolgenden Bewegungen bzw. Hübe für zumindest eine vorbestimmte Zeit dadurch gedämpft werden, unabhängig von der jeweiligen Auslenkung der nachfolgenden Bewegungen. Die Verbindung bzw. Kopplung des Reibelements mit dem Schaft erfolgt durch mechanische Verriegelung, so dass ein einfacher Aufbau, beispielsweise ohne Fluid erreicht wird.
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In einer zweckmäßigen Ausführung umfasst das Koppelelement einen innerhalb des Schafts beweglichen Kolben mit einer angeformten Steuerkurve, wobei die Steuerkurve mit Verriegelungsmitteln zur Verbindung des Reibbelags mit dem Schaft zusammenwirkt. Damit kann der Weg bzw. der Hub zum Einschalten des Dämpfers sehr genau eingestellt bzw. vorbestimmt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung besitzt das Verriegelungsmittel zumindest eine Kugel, die in einer seitlichen Öffnung im Schaft quer zur Bewegungsrichtung des Schafts beweglich angeordnet ist und zur Verriegelung mittels der Steuerkurve in eine Aussparung im Reibelement einschiebbar ist, wenn die Aussparung sich in korrespondierender Position zur Öffnung im Schaft befindet. Damit wird zuverlässig die hohe Kraftübertragung vom Schaft zum Reibelement bereitgestellt, wobei nur eine geringe Kraft zum Ver- oder Entriegeln benötigt wird.
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Zur Mitnahme des Kolbens in die Verriegelungsposition ist es vorteilhaft, dass innerhalb des Dämpfers ein Anschlagelement angeordnet ist, das bei Überschreitung der ungedämpften Einschubtiefe des Schafts auf den Kolben wirkt und diesen dadurch in die Verriegelungsposition bewegt.
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In einer vorteilhaften Ausführung ist das Anschlagelement innerhalb des Schafts beweglich angeordnet und besitzt einen an der Innenfläche des Zylinders anliegenden Reibbelag. Hierbei ist nicht die absolute Position des Schafts maßgebend, sondern die Position bezogen auf die jeweilige Position des Anschlagelements, so dass sich die Einschaltposition auf die jeweilige Einbausituation bzw. auf die Bewegungen im Betrieb selbst anpasst. Hierbei ist es zweckmäßig, dass der Schaft Vorsprünge zur Mitnahme des beweglichen Anschlagelements besitzt.
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In einer alternativen Ausführung ist das Anschlagelement innerhalb des Schafts starr angeordnet. Diese Ausführung ist besonders einfach und kostengünstig, da zur Herstellung des Dämpfers nur wenige Einzelteile benötigt werden.
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In einer zweckmäßigen Ausführung besitzt der Schaft Vorsprünge zur Mitnahme des Reibelements zur Bereitstellung einer begrenzten reibfreien Auslenkung. Das bedeutet, dass der Schaft reibfrei, also ungedämpft ausgelenkt wird, solange die Vorsprünge das Reibelement noch nicht erreichen und noch keine Verriegelung erfolgt ist. Im Verriegelungszustand ist keine reibfreie Auslenkung mehr möglich, so dass in diesem Zustand die Vorsprünge keine Veränderung der Dämpfung bewirken können.
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Zur Steuerung des Verriegelungsmittels, insbesondere zum Entriegeln, ist es zweckmäßig, dass das Koppelelement Verzögerungsmittel zur Entriegelung bzw. zum Lösen der Verbindung des Reibelements zum Schaft umfasst. Damit wird sichergestellt, dass die Verriegelung wieder gelöst wird, wenn nach Ablauf der durch das Verzögerungsmittel voreingestellten Zeit die Bewegung des Schafts unterhalb des Grenzwertes zum Verriegeln liegt.
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Hierbei ist es zweckmäßig, dass die durch das Verzögerungsmittel bereitgestellte Verzögerungszeit zur Entriegelung etwa 0,5 bis 2 Sek. beträgt. Diese Zeit ist auf Bewegungen bzw. bei Drehzahlen einer unwuchtbehafteten Trommel mit etwa 30 bis 120 U/min abgestimmt, wobei bei jeder Umdrehung bzw. bei jeder Unwuchtauslenkung die Verriegelung eingeschaltet werden kann. Bei langsameren Unwuchtauslenkungen würde bei jeder Bewegung das Reibelement wieder entriegelt werden, so dass der Dämpfer hierbei immer einen ungedämpften Hub bereitstellt.
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In einer vorteilhaften Ausführung wird als Verzögerungsmittel eine einseitig am Kolben angebrachte Feder und eine Dichtung zwischen Kolben und Innenwandung des Schafts verwendet, wobei die Feder in der Verriegelungsposition gespannt ist und den Kolben mit einer durch die Dichtung verursachten Verzögerung in die Entriegelungsposition bewegen kann. Dies ist besonders einfach in Verbindung mit dem bereits vorhandenen Kolben bereitzustellen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Effekt ausgenutzt, dass die Kraft der Feder in Verbindung mit der Dichtung die voreingestellte Verzögerung bildet, wobei die an der Dichtung entweichende Luft aus dem der Feder abgewandten Raum die verzögerte Bewegung des Kolbens verursacht. Als Dichtung wird hierbei ein O-Ring oder eine Lippendichtung verwendet. Hierbei ist es vorteilhaft, dass eine definierte Öffnung vorgesehen ist, durch die die Luft entweichen kann. Die Bereitstellung der entweichenden Luft erfolgt hierbei mittels einer definierten Öffnung im Bereich der Dichtung, und/oder dadurch, dass die Dichtung als Lippenventil fungierend ausgeführt ist.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Waschmaschine mit einem Gehäuse und einem darin schwingbeweglich gelagerten Laugenbehälter mit einer darin drehbar angeordneten Tommel, die mittels eines Motors angetrieben ist, wobei zur Vibrationsdampfung bzw. zur Dämpfung der Schwingbewegung zwischen Laugenbehälter und Gehäuse zumindest ein Dämpfer in einer der oben beschriebenen Ausführungen angebracht ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:
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1: eine Waschmaschine in einer skizzierten Ansicht;
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2, 3: einen Dämpfer in einer ersten Ausführung in einer skizzierten Längsansicht;
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4, 5: einen Dämpfer in einer weiteren Ausführung und
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6, 7: den Dämpfer in einer quer geschnittenen Ansicht.
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In 1 ist eine auf einem Fußboden 9 aufgestellte Waschmaschine 1 dargestellt. Die Waschmaschine 1 umfasst ein Gehäuse 2, in dem ein Laugenbehälter 3 mittels Federn 2a schwingbeweglich aufgehängt ist. Der Laugenbehälter 3 dient zur Aufnahme von Waschflüssigkeit, in der die Wäsche 6 mittels der im Laugenbehälter 3 drehbar angebrachten Trommel 4 bewegt wird. Bei der skizzierten Ausführung besitzt die Trommel 4 eine im Wesentlichen horizontale Drehachse 3a, die in der rückseitigen Laugenbehälterwand drehbar gelagert ist. Die Drehbewegung wird vom Motor 5 mittels eines Getriebes oder Riementriebs 5a auf die Drehachse 3a der Trommel 4 übertragen. Zur Begrenzung der Schwingbewegung ist am Laugenbehälter 3 außenseitig im unteren Bereich ein Dämpfer 7 angebracht, der sich am Gehäuseboden 8 abstützt. Die über den Dämpfer 7 auf den Gehäuseboden 8 eingeleitete Kraft wird über die Füße 10 des Maschinengehäuses 2 auf den Fußboden 9 übertragen bzw. abgeleitet. Je nach Beschaffenheit des Fußbodens 9 können Schwingungen auf diesen übertragen werden, was beispielsweise bei schwingfähigen Holzfußböden zu einer erhöhten Geräuschbildung führen kann. Um das zu vermindern, wird ein Dämpfer 7 eingesetzt, der nur dann eine dämpfende Wirkung hat, wenn die Schwingungsamplitude bzw. der Weg der Auslenkung des Dämpfers 7 einen Grenzwert überschreitet. Der Grenzwert ist fest voreingestellt bzw. durch den Aufbau des Dämpfers 7 vorgegeben.
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2 und 3 zeigen den erfindungsgemäßen Dämpfer 7 in einer ersten Ausführungsform. Der Dämpfer 7 umfasst einen Dämpferzylinder 11, in den in das offene Ende 12 der Schaft 14 eingeführt ist. Am geschlossenen, äußeren Ende des Zylinders 11 und am äußeren Ende des Schafts 14 ist jeweils ein Befestigungsauge 33 zur Befestigung des Dämpfers 7 am Laugenbehälter 3 (1) bzw. am Gehäuseboden 8 (1) vorgesehen. Innerhalb des Dämpfers 7 ist zwischen der Innenfläche 13 des Zylinders 11 und dem Schaft 14 ein Reibelement 15 angeordnet, welches einen Reibwiderstand an der Innenfläche 13 bereitstellt und dadurch die Bewegung des Schafts 14 bremst. In 2 ist diese Situation mit dem am Schaft 14 verriegelten Reibelement 15 dargestellt. Als Verriegelungsmittel 19 dienen im Schaft 14 angeordnete, radial bewegliche Kugeln 20, die sich jeweils in einer Öffnung 21 und gleichzeitig in einer Aussparung 22 im Reibelement 15 befinden. Der zur Steuerung der Kugeln 20 dienende Kolben 17 befindet sich in der Verriegelungsposition, bei der der Kolbenkörper 17 das Zurückbewegen der Kugeln 20 in die Entriegelungsposition verhindert. Die am Kolben 17 ausgesparte Steuerkurve 18 befindet sich hierbei außerhalb des Wirkbereichs der Kugeln 20. Der im Schaft 14 beweglich geführte Kolben 17 wird hierbei mit dem Anschlagelement 23a in die Verriegelungsposition gedrückt, wobei die Feder 25 entgegen ihrer Rückstellkraft komprimiert wird. Das Anschlagelement 23a ist hierbei fest im Dämpfer 7, insbesondere im Zylinder 11 angeordnet und ist durch das im Zylinder 11 befindliche Schaftende teilweise in den Schaft 14 eingeführt. Der Kolben 17 verbleibt nun eine vorgegebene Zeit in dieser Verriegelungsposition, so dass bei nachfolgenden Bewegungen des Schafts 14 das Reibelement 15 aktiviert bleibt und die Reibung zur Innenfläche 13 bewirkt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass die durch Reibung verursachte Dämpferkraft, die beispielsweise etwa 100 N beträgt, im Wesentlichen unabhängig von der Bewegungsamplitude bzw. der Auslenkung in Auszugsrichtung A bzw. Einschubrichtung E des Schafts 14 wirkt.
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In 3 ist die Situation des Dämpfers 7 mit entriegeltem Reibelement 15 dargestellt. Hierbei befinden sich die Kugeln 20 nicht in der Aussparung 22 im Reibelement 15, so dass das Reibelement 15 unbeweglich an der Innenfläche 13 des Zylinders anliegt, wobei der Schaft 14 ungebremst hin und her, also in Auszugsrichtung A bzw. Einschubrichtung E bewegt werden kann. Die Kugeln 20 ragen in dieser Situation in die am Kolben 17 eingeformte Steuerkurve 18, wobei sie nicht in die Aussparungen 22 im Reibelement 15 ragen. Die Feder 25 drückt hierbei den Kolben 17 in die Entriegelungsposition. Zur Begrenzung der Bewegung in Einschubrichtung E ist am Schaft 14 zumindest ein Vorsprung 28 angebracht, der das Reibelement 15 mitnimmt, wenn die Auslenkung in Einschubrichtung E ein vorgegebenes Maß D1 überschreitet. An der gegenüberliegenden Seite des Schafts 14 ist zumindest ein weiterer Vorsprung 29 angebracht, der das Reibelement 15 mitnimmt, wenn die Auslenkung in Auszugsrichtung A ein vorgegebenes Maß D2 überschreitet. Der längsseitige Abstand D dieser beiden Vorsprünge 28 abzüglich der Länge des Reibelements 15 bilden das Maß für den reibungsfreien bzw. dämpfungsfreien Weg des Schafts 14. Das Anschlagelement 23a wirkt hierbei nicht auf den Kolben 17. Das Reibelement 15 ist hierbei hülsenförmig über den rohrförmigen Schaft 14 gestülpt, wobei jeweils sich gegenüberliegende Reibbeläge 15a an der Innenfläche 13 des Zylinders 11 anliegen.
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Gemäß 4 und 5 ist eine Ausführung des Dämpfers 7 mit beweglichem Anschlagelement 23b dargestellt. Die Verriegelung des Reibelements 15 mit dem Schaft 14 erfolgt auf die gleiche Art und Weise, wie bereits oben beschrieben. Der Unterschied bei dem hier dargestellten Dämpfer 7 liegt darin, dass das Anschlagelement 23b zum Verschieben des Kolbens 17 innerhalb des Zylinders 11 verschiebbar angeordnet ist. Das Anschlagelement 23b ist hierbei hülsenförmig um den rohrförmigen Schaft 14 angeordnet, wie das Reibelement 15. Die Reibbeläge 31 des Anschlagelements 23b haben jedoch eine geringere Reibkraft, die vorzugsweise etwa 1/15 bis 1/8 der Reibkraft des Reibelements 15 entspricht. Damit wird sichergestellt, dass sich das Anschlagelement 23b nicht verschiebt, wenn beim Einfahren des Schafts 14 in den Zylinder 11 der im Zentrum des Anschlagelements 23b befindliche Steg 32 den Kolben 17 erreicht und ihn gegen die Kraft der Feder 25 in die Verriegelungsposition verschiebt. Das Anschlagelement 23b kann in Einschubrichtung E vom am Schaft 14 befestigten Mitnehmer 30 verschoben werden und in Auszugsrichtung A von den als Mitnehmer fungierenden Vorsprüngen 29. Damit wird das Anschlagelement 23b stets in den Bereich positioniert, wo die Dämpferbewegung stattfindet.
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In 4 ist die Situation mit nicht verriegeltem Reibelement 15 dargestellt. Zur Begrenzung der ungedämpften Bewegung in Einschubrichtung E ist am Schaft 14 zumindest ein Vorsprung 28 angebracht, der das Reibelement 15 mitnimmt, wenn die Auslenkung in Einschubrichtung E ein vorgegebenes Maß D1 überschreitet. Von diesem Vorsprung 28 entfernt bzw. in einem festen Abstand befindet sich der bereits erwähnte Mitnehmer 30, der das Reibelement 15 mitnimmt, wenn die Auslenkung in Auszugsrichtung A ein vorgegebenes Maß D2 überschreitet. Der längsseitige Abstand D dieser beiden Vorsprünge 28 abzüglich der Länge des Reibelements 15 bilden das Maß für den reibungsfreien bzw. reibungsarmen Weg des Schafts 14. Das Anschlagelement 23b wirkt hierbei nicht auf den Kolben 17. In dieser Situation kann es abhängig von der Ausgangslage des Anschlagelements 23b vorkommen, dass es im frei beweglichen Bereich, der sich aus der Summe der Abstände D1 und D2 zusammensetzt, zu einer Dämpfung kommt, die durch das Anschlagelement 23b verursacht wird, wenn das Anschlagelement 23b mittels der Vorsprünge 29 oder des Mitnehmers 30 verschoben wird.
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5 zeigt die Situation mit verriegeltem Reibelement 15. Als Verriegelungsmittel 19 dienen im Schaft 14 angeordnete, radial bewegliche Kugeln 20, die sich jeweils in einer Öffnung 21 und gleichzeitig in einer Aussparung 22 im Reibelement 15 befinden. Der zur Steuerung der Kugeln 20 dienende Kolben 17 befindet sich in der Verriegelungsposition, bei der der Kolbenkörper das Zurückbewegen der Kugeln 20 in die Entriegelungsposition verhindert. Die am Kolben 17 ausgesparte Steuerkurve 18 befindet sich hierbei außerhalb des Wirkbereichs der Kugeln 20. Der im Schaft 14 beweglich geführte Kolben 17 wird hierbei mit dem Anschlagelement 23b in die Verriegelungsposition gedrückt, wobei die Feder 25 entgegen ihrer Rückstellkraft komprimiert wird. Das Entriegeln erfolgt im Prinzip auf die gleiche Art und Weise, wie es bereits für den Dämpfer 7 mit festem Anschlagelement 23a 2, 3) beschrieben ist.
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6 zeigt den Dämpfer 7 im Schnitt A-A mit verriegeltem Reibelement 15. Hierbei ist zu erkennen, dass an der Innenfläche 13 des Zylinders 11 das umlaufende Reibelement 15 anliegt. Das Reibelement 15 ist dadurch mit dem Schaft 14 verbunden bzw. gekoppelt, dass die Kugel 14 in der Öffnung 21 im Schaft 14 und gleichzeitig in der Aussparung 22 im Reibelement 15 liegt. Um den Umfang des Schafts 14 sind mehrere Kugeln 20 vorgesehen, in diesem Fall insgesamt vier.
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7 zeigt eine Schnittdarstellung B-B im Bereich des beweglichen Anschlagelements 23b. Hier ist zu erkennen, dass der Reibbelag 31 des Anschlagelements 23b an der Innenfläche 13 des Zylinders 11 anliegt. Das Anschlagelement 23b besitzt einen durchgehenden Steg 32, der auf den Kolben 17 (4, 5) wirken kann. Der Schaft 14 enthält zwei Längsnuten 32a, durch die der Steg 32 geführt ist, so dass das Anschlagelement 23b hier frei beweglich ist.
