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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft Stoßdämpfer, die einen Fluiddruck nutzen.
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Im Allgemeinen sind hydraulische Stoßdämpfer vom Zylindertyp, die mit Aufhängungssystemen von Automobilen oder anderen Fahrzeugen verbunden sind, wie folgt aufgebaut. Ein Kolben, der mit einer Kolbenstange verbunden ist, ist gleitbar in einem Zylinder vorgesehen, in dem ein hydraulisches Fluid eingeschlossen ist. Der Kolben und die Kolbenstange stellen in Kombination eine Kolbenvorrichtung dar, die mit einem Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus der eine Öffnung und ein Scheibenventil beinhaltet, versehen ist. Der Dämpfkrafterzeugungsmechanismus erzeugt eine Dämpfkraft durch Steuern des Flusses an hydraulischem Fluids, der durch die Gleitbewegung des Kolbens in dem Zylinder erwirkt wird, welcher durch das Ausfahren und Einfahren der Kolbenstange verursacht wird, durch die Öffnung und das Scheibenventil.
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Wenn die Kolbengeschwindigkeit gering ist (d.h. in einem niedrigen Kolbengeschwindigkeitsbereich), erzeugt die Öffnung eine Dämpfungskraft mit Öffnungseigenschaften (bei der die Dämpfkraft ungefähr proportional zu dem Quadrat der Kolbengeschwindigkeit ist). Wenn die Kolbengeschwindigkeit mittel ist (d.h. in einer mittleren Kolbengeschwindigkeitsbereich), wird das Scheibenventil gemäß der Kolbengeschwindigkeit zum Öffnen abgelenkt, wodurch eine Dämpfungskraft mit Ventilcharakteristiken erzeugt wird (bei der die Dämpfungskraft ungefähr proportional zu der Kolbengeschwindigkeit ist). Wenn die Kolbengeschwindigkeit hoch ist (d.h. in einem hohen Kolbengeschwindigkeitsbereich), erhöht sich der Betrag der Ablenkung des Scheibenventils hin zu einer bestimmten kritischen Kolbengeschwindigkeit; daher werden die Ventilcharakteristiken beibehalten. Wenn die kritische Kolbengeschwindigkeit überschritten wird, wird das Scheibenventil nicht mehr länger abgelenkt und der Flusspfadbereich wird konstant gehalten. Daher werden die Öffnungscharakteristiken wieder dominant. Die kritische Kolbengeschwindigkeit kann eingestellt werden, indem der Querschnittsbereich (Flusspfadbereich) einer Leitung, die in dem Kolben vorgesehen ist (Kolbenleitung), verändert wird oder indem der maximale Betrag der Ablenkung des Scheibenventils begrenzt wird.
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In 5 stellt die gestrichelte Linie Dämpfungskraftcharakteristiken, die durch einen hydraulischen Dämpfer gemäß dem Stand der Technik erzielt werden, dar. Die Vorrichtung aus dem Stand der Technik ermöglicht es, Dämpfungskraftcharakteristiken für jeweils den niedrigen, mittleren und hohen Kolbengeschwindigkeitsbereich festzulegen. In dem niedrigen Kolbengeschwindigkeitsbereich werden die Dämpfungskraftcharakteristiken auf Basis der Öffnungsfläche eingestellt. In dem mittleren Kolbengeschwindigkeitsbereich werden die Dämpfungskraftcharakteristiken auf der Basis der Biegesteifigkeit des Scheibenventils sobald und nachdem es geöffnet wurde eingestellt. In dem hohen Kolbengeschwindigkeitsbereich werden die Dämpfungskraftcharakteristiken auf Basis der Biegesteifigkeit des Scheibenventils, nachdem es geöffnet wurde oder basierend auf dem Querschnittsbereich (Durchflussbereich) einer in dem Kolben vorgesehenen Leitung eingestellt.
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Ein Beispiel aus dem Stand der Technik ist in der JP H02-195039 A offenbart. Gemäß der Verfahren des Standes der Technik wird es dem Scheibenventil gestattet, sich schrittweise zu öffnen, indem die Form des Scheibenventilsitzes und die Anordnung der das Scheibenventil ausbildenden Scheiben festgelegt wird, wodurch ein deutlicher Unterschied in der Dämpfungskraft unterdrückt wird. Weiterer Stand der Technik geht aus der
DE 40 05 657 A1 und
DE 41 10 023 A1 hervor.
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Es ist jedoch wünschenswert, dass hydraulische Dämpfer in der Lage sind, starke Wechsel der Dämpfungskrafteigenschaften zu reduzieren und es ermöglichen, Dämpfungskrafteigenschaften relativ einfach einzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Dämpfer, der in der Lage ist, starke Wechsel in der Dämpfungskraft zu reduzieren und der es ermöglicht, Dämpfungskrafteigenschaften relativ einfach einzustellen, zur Verfügung zu stellen.
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Die vorliegende Erfindung sieht einen Dämpfer umfassend einen Zylinder mit einem darin eingeschlossenen Fluid, einen Kolben, der gleitbar in dem Zylinder vorgesehen ist, eine Kolbenstange, die mit dem Kolben verbunden ist und sich aus dem Zylinder erstreckt, eine Leitung, in der ein Fluss an Fluid durch die Gleitbewegung des Kolbens in dem Zylinder erzeugt wird und einen Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus mit einem in der Leitung vorgesehenen Scheibenventil vor. Der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus umfasst einen Ventilkörper, der mit einer Öffnung der Leitung versehen ist und einen kreisförmigen Hauptsitzabschnitt, der sich von dem Ventilkörper erstreckt, um die Öffnung zu umschließen. Der Hauptsitzabschnitt formt eine Hauptventilkammer, die direkt mit der Leitung verbunden ist. Das Scheibenventil sitzt auf dem Hauptsitzabschnitt. Der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus weist ferner einen Nebensitzabschnitt, der sich von dem Ventilkörper in Richtung des Scheibenventils an der inneren Umfangsseite des Hauptsitzabschnittes erstreckt auf. Der Nebensitzabschnitt formt gemeinsam mit dem Hauptsitzabschnitt eine Nebenventilkammer, die von der Öffnung geteilt ist. Ferner umfasst der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus ein Drückelement, das das Scheibenventil in Richtung des Hauptsitzabschnittes an der inneren Umfangsseite des Hauptventilabschnittes drückt.
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Figurenliste
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- 1 ist eine vergrößerte vertikale Schnittansicht, die eine Kolbenvorrichtung zeigt, die einen Hauptteil eines hydraulischen Dämpfers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
- 2 ist eine Ansicht von unten eines Kolbens des in 1 gezeigten hydraulischen Dämpfers,
- 3 ist eine vertikale Schnittansicht des hydraulischen Dämpfers,
- 4 ist eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines vergrößerten Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus des hydraulischen Dämpfers,
- 5 ist ein Graph, der die Dämpfungskrafteigenschaften des hydraulischen Dämpfers zeigt, und
- 6 ist eine unvollständige Schnittansicht, die einen Hauptteil eines hydraulischen Dämpfers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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3 ist eine Gesamtansicht, die die Gesamtstruktur eines Dämpfers gemäß dieser Ausführungsform zeigt. Eine Kolbenvorrichtung als ein Hauptbestandteil des Dämpfers wird in einer vergrößerten Ansicht in 1 gezeigt. Wie in 3 gezeigt, ist der Dämpfer 1 gemäß dieser Ausführungsform ein Dämpfer des Einzylindertyps, der an einer Aufhängung eines Automobils befestigt ist. In dem Dämpfer 1 ist ein Kolben 3, der als Ventilkörper agiert, gleitbar in einem Zylinder 2 in dem ein Fluid eingeschlossen ist vorgesehen. Eine Kolbenstange 4 erstreckt sich zur Außenseite des Zylinders 2 durch eine Abdichteinrichtung, die eine Stangenführung 6 und eine Öldichtung 7, die an einem Ende des Zylinders 2 vorgesehen sind, umfasst. Ein Ende der Kolbenstange 4 ist mit dem Fahrzeugkörper außerhalb des Zylinders 2 verbunden. Das andere Ende der Kolbenstange 4 ist an dem Kolben 3 mit einer Mutter 5 im Inneren des Zylinder 2 befestigt. Das Innere des Zylinders 2 wird durch den Kolben 3 in zwei Kammern geteilt, d.h. in eine obere Zylinderkammer 2A und in eine untere Zylinderkammer 2B. Das Innere des Zylinders 2 weist eine Struktur auf, in der sich die Fluidfüllung des Innenraumes, der zwei Kammern aufweist, in diese und aus diesen heraus durch Leitungen 10 und 11, die in dem Kolben 3 ausgebildet sind, bewegt. Diese Struktur kann Vibrationen, die von dem Zylinder 2 an die Kolbenstange 4 übertragen werden, dämpfen. In dieser Ausführungsform wird ein Hydraulikfluid für hydraulische Dämpfer als das oben beschriebene Fluid verwendet. Ein freier Kolben 8 ist gleitbar in dem unteren Teil des Zylinders 2, um eine Gaskammer 9 auszubilden, eingesetzt. Die Kompression und Expansion eines unter hohem Druck stehenden, in der Gaskammer 9 eingeschlossenen Gases gestattet eine Volumenveränderung in dem Zylinder 2 aufgrund des Ausfahrens und des Einfahrens der Kolbenstange 4.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst der Kolben 3 eine Vielzahl axial geteilter Teile. Es wird angemerkt, dass der Kolben in dieser Ausführungsform eine geteilte Struktur aufweist, die zwei axial geteilte Teile umfasst, d.h. eine Kolbenhälfte 3A und eine Kolbenhälfte 3B. Die zwei Kolbenhälften 3A und 3B sind mit jeweils einer Leitung, um die oben beschriebene obere und untere Zylinderkammer 2A und 2B zu verbinden, versehen. In dieser Ausführungsform ist die eine Leitung eine Zugstufenleitung 10 und die andere Leitung ist eine Druckstufenleitung 11. Das obere Ende der Verlängerungsleitung 10 weist eine Öffnung 10A auf, die sich an einem äußeren Umfangsabschnitt der oberen Endoberfläche des Kolbens 3 öffnet. Die Öffnung 10A weist im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie den einer Öffnung 11A (wie in 2 gezeigt), der unten beschrieben wird, auf. Die Öffnung 10A weist eine im Wesentlichen rechteckige Form auf und eine Vielzahl dieser Öffnungen ist in Umfangsrichtung angeordnet. In dieser Ausführungsform sind fünf Öffnungen 10A in im Wesentlichen gleichen Abständen entlang der Umfangsrichtung vorgesehen. Das untere Ende der Leitung 10 weist eine Öffnung 10B auf, die sich an der untern Endoberfläche des Kolbens 3 öffnet. Die Öffnung 10B öffnet sich an einem Ort, der näher zu dem Zentrum als die Öffnung 10A und eine Öffnung 11A, die unten beschrieben wird, ist. In dieser Ausführungsform weist die Öffnung 10B eine im Wesentlichen runde Form auf. Wie in 2 gezeigt, sind eine Vielzahl an Öffnungen 10B entlang der Umfangsrichtung angeordnet. In dieser Ausführungsform sind fünf Öffnungen 10B in im Wesentlichen gleichen Abständen entlang der Umfangsrichtung angeordnet.
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Das untere Ende der Druckstufenleitung 11, welches die andere Leitung ist, weist eine Öffnung 11A auf, die sich auf einem äußeren Umfangsabschnitt der unteren Endoberfläche des Kolbens 3 öffnet. Die Öffnung 11A weist, wie in 2 gezeigt, eine im Wesentlichen rechteckige Form auf. Eine Vielzahl Öffnungen 11A sind entlang der Umfangsrichtung angeordnet. In dieser Ausführungsform sind fünf Öffnungen 11A in im Wesentlichen gleichen Abständen entlang der Umfangsrichtung angeordnet. Das obere Ende der Druckstufenleitung 11 weist eine Öffnung 11B auf, die sich an der oberen Endoberfläche des Kolbens 3 öffnet. Die Öffnung 11B öffnet sich an einem Ort, der radial näher an dem Zentrum als die Öffnungen 11A und 10A ist. Die Öffnung 11B weist auf die gleiche Art wie die Öffnungen 10B, die in 2 gezeigt sind, eine im Wesentlichen runde Form auf. Eine Vielzahl an Öffnungen 11B ist entlang der Umfangsrichtung angeordnet. In dieser Ausführungsform sind fünf Öffnungen 11B in im Wesentlichen gleichen Abständen entlang der Umfangsrichtung angeordnet. Es wird angemerkt, dass die Öffnungen 10A und 11A eine Bogenform aufweisen können. Das untere Ende des Kolbens 3 ist mit einem Zugstufendämpfungskrafterzeugungsmechanismus 12 versehen, der eine Dämpfkraft durch Steuern des Flusses an Hydraulikfluid in der Verlängerungsleitung 10, der durch eine Schiebebewegung des Kolbens 3 in dem Zylinder 2 erzeugt wird, erzeugt. Das obere Ende des Kolbens 3 ist mit einem Druckstufendämpfungskrafterzeugungsmechanismus 13 versehen, der eine Dämpfungskraft durch Steuern des Flusses an Hydraulikfluid in der Druckstufenleitung 11, der durch eine Gleitbewegung des Kolbens 3 in dem Zylinder 2 verursacht wird, erzeugt. Der Zugstufen- und Druckstufendämpfungskrafterzeugungsmechanismus 12 und 13 erzeugen eine Dämpfungskraft durch Steuern des Flusses an Hydraulikfluid durch Einstellen des jeweiligen Flusspfadbereichs der Zugstufen- und Druckstufenleitungen 10 und 11 mit dem Ventilkörper und den Scheiben.
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Der Zugstufendämpfungskrafterzeugungsmechanismus 12 wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 in Verbindung mit 1 beschrieben. Der Kolben 3 weist einen kreisförmigen Hauptsitzabschnitt 14, der auf seiner unteren Endoberfläche vorgesehen ist, auf. Der Hauptsitzabschnitt 14 erstreckt sich, wie in 1 gezeigt, nach unten. Der Hauptsitzabschnitt 14 erstreckt sich neben der inneren Umfangsseite der Öffnungen 11A auf der Druckstufenleitung 11 und umgibt die Öffnungen 10B der Zugstufenleitung 10. Ein ringförmiger Klemmabschnitt 15 erstreckt sich nach unten (in 1) an der inneren Umfangsseite der Öffnungen 10B der Zugstufenleitung 10 in konzentrischer Beziehung zu dem Hauptsitzabschnitt 14. Zusätzlich erstreckt sich der Nebensitzabschnitt 16 abwärts (in 1) zwischen dem Hauptsitzabschnitt 14 und dem Klemmabschnitt 15 an jeweiligen Positionen, die jeweils zwischen einem Paar zueinander benachbarter Öffnungen 10B der Zugstufenleitung 10 ausgebildet sind. Jeder Nebensitzabschnitt 16 ist aus einem Bogenabschnitt 16A ausgebildet, der sich in konzentrischer Beziehung zu dem Hauptsitzabschnitt 14 und dem Klemmabschnitt 15 erstreckt und radiale Abschnitte 16Bb erstrecken sich radial auswärts von den in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Enden des Bogenbereichs 16A und sind mit dem inneren Umfang des Hauptsitzabschnittes 14 verbunden. Die Öffnungen 10B sind vorgesehen, um auf einem Kreis zu liegen, der durch die Bogenabschnitte 16A und ihre Verlängerungen gebildet wird. Obwohl in dieser Ausführungsform der Hauptsitzabschnitt 14 kreisförmig ist, kann er elliptisch oder oval ausgebildet sein, vorausgesetzt, dass es möglich ist, die Betriebsweise dieser Ausführungsform zu implementieren, welche später beschrieben wird.
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Eine ringförmige Hauptventilkammer 17 ist zwischen dem Hauptsitzabschnitt 14 und dem Klemmabschnitt 15 ausgebildet. Die ringförmige Hauptventilkammer 17 ist mit der Zugstufenleitung 10 verbunden. Im Wesentlichen sektionale Nebenventilkammern 18 sind in der Hauptventilkammer 17 durch Nebenventilabschnitte 16 ausgebildet. In dieser Ausführungsform erstrecken sich, wie in 4 gezeigt, die Nebenventilabschnitte 16 höher als die Klemmabschnitte 15. Der Hauptsitzabschnitt 14 erstreckt sich höher als der Nebensitzabschnitt 16. Die Nebensitzabschnitte 16 haben eine einheitliche Erstreckungshöhe durch die ringförmigen und radialen Abschnitte 16A und 16B und weisen daher einen Höhenunterschied untereinander und zu dem Hauptventilabschnitt 14 auf. Die jeweiligen Erstreckungshöhen des Klemmabschnitts 15, des Nebensitzabschnitts 16 und des Hauptsitzabschnitts 14 sind bevorzugt eingestellt, um in der genannten Reihenfolge anzusteigen. Es ist jedoch nur notwendig, dass die Projektionshöhe des Hauptventilabschnitts 14 größer ist als die von zumindest dem Klemmabschnitt 15. Die Projektionshöhe der Nebensitzabschnitte 16 kann kleiner sein als die des Klemmabschnitts 15. Die Projektionshöhe der Nebensitzabschnitte 16 kann kleiner sein als die des Klemmabschnitts 15. Ferner erstrecken sich in dieser Ausführungsform die Klemmabschnitte 15 relativ zu der Hauptventilkammer 17. Jedoch muss der Klemmabschnitt 15 sich nicht immer relativ zu der Hauptventilkammer 17 erstrecken. Ferner muss das Scheibenventil 19 nicht notwendigerweise geklemmt sein, gesetzt dass der innere Umfangsabschnitt des Scheibenventils abgelenkt werden kann, um die Öffnungen 10B durch Drücken der inneren Seite des Scheibenventils gegen den Ventilkörper zu schließen. In dieser Ausführungsform umfasst der Scheibenventilpressmechanismus eine Mutter 5, ein Scheibenventil 19, einen Anschlag 20 und ein Beabstandungselement 21. In der vorliegenden Ausführung werden nicht alle, jedoch zumindest die Mutter 5, benötigt. Das heißt, es ist nur notwendig in der Lage zu sein, den inneren Umfangsabschnitt des Scheibenventils 19 abzulenken.
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Das runde Scheibenventil 19 sitzt auf dem Hauptsitzabschnitt 14 und den Nebensitzabschnitten 16. Das Scheibenventil 19 wird an seinem inneren Umfangsabschnitt zwischen dem Klemmabschnitt 15 auf der einen Seite und dem Anschlag 20 und dem Beabstander 21 auf der anderen Seite durch Anziehen der Mutter 5 geklemmt. Das Scheibenventil 19 weist eine anfängliche Ablenkung, die daran durch den Ausdehnungshöhenunterschied d1 zwischen dem Klemmabschnitt 15 und den Nebensitzabschnitten 16 und dem Ausdehnungshöhenunterschied d2 zwischen dem Klemmabschnitt 15 und dem Hauptsitzabschnitt 14 angelegt ist, auf. Als ein Ergebnis der anfänglichen Ablenkung, die das Scheibenventil 19 auf diese Weise erfährt, werden im Wesentlichen dreieckförmige Ausnehmungen C, die als Begrenzer dienen, zwischen den radialen Abschnitten 16B und den gegenüberliegenden Enden von jedem Nebensitzabschnitt 16, der inneren Seite des Hauptsitzabschnitts 14 und dem Scheibenventil 19 ausgebildet. Daher sind die Nebenventilkammern 18 und die Hauptventilkammer 17 ständig miteinander durch die im Wesentlichen dreieckförmigen Ausnehmungen C in Verbindung.
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Das Scheibenventil 19 umfasst eine Scheibe 19A mit einem großen Durchmesser, die auf dem Hauptsitzabschnitt 14 und den Nebensitzabschnitten 16 gelagert ist und eine Scheibe 19B mit kleinem Durchmesser, die auf der Scheibe 19A mit großem Durchmesser aufgesetzt ist und die als ein Federelement mit im Wesentlichen dem gleichen Durchmesser wie dem des inneren Umfangs von jedem Nebensitzabschnitt 16 verwendet wird. Die Scheibe 19A mit großem Durchmesser weist einen abgeschnittenen Abschnitt 19C, der an dem äußeren Umfangsbereich von ihr, der an dem Hauptsitzabschnitt 14 angrenzt, ausgebildet ist auf. Der abgeschnittene Abschnitt 19C dient als Mündung. Das Scheibenventil 19 wird abgelenkt, um sich von dem Hauptsitzabschnitt 14 und den Nebensitzabschnitten 16 durch den Druck des Hydraulikfluids in der Hauptventilkammer 17 und den Nebenventilkammern 18 anzuheben (zu öffnen). Daher stellt das Scheibenventil 19 die Flusspfadfläche der Zugstufenleitung 10 gemäß dem Öffnungsgrad davon ein, um eine Dämpfkraft zu erzeugen. Der abgeschnittene Abschnitt 19C der Scheibe 19A mit großem Durchmesser gestattet es der Zugstufenleitung 10 immer mit der unteren Zylinderkammer 2B in Verbindung zu stehen.
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Wie oben dargestellt, sind die Nebenventilkammern 18 immer mit der Hauptventilkammer 17 durch die im Wesentlichen dreieckförmigen Ausnehmungen C verbunden. Daher kann der abgeschnittene Abschnitt 19C der Scheibe 19A mit großem Durchmesser immer die Zugstufenleitung 10 mit der unteren Zylinderkammer 2B unabhängig von der Anbringposition der Scheibe 19A mit großem Durchmesser in der Drehrichtung verbinden. Das heißt, sogar wenn der abgeschnittene Abschnitt 19C angeordnet ist, um einer Nebenventilkammer 18 gegenüberzuliegen, ist die Zugstufenleitung 10 immer mit der unteren Zylinderkammer 2B durch die Hauptventilkammer 17, die Ausnehmungen C, die Nebenventilkammer 18 und dem abgeschnittenen Abschnitt 19C verbunden. Es soll angemerkt werden, dass die Mündungseigenschaften zu einem beachtlichen Grad durch einen Teil des Flusspfades, der den kleinsten Querschnitt aufweist, beeinflusst werden; daher sollte der gesamte Bereich der beiden Ausnehmungen C an den gegenüberliegenden Enden von jeder Nebenventilkammer 18 bevorzugt größer eingestellt werden als die Querschnittsfläche des abgeschnittenen Teils 19C, wenn von der radial äußeren Seite betrachtet. In dieser Anordnung sieht der abgeschnittene Abschnitt 19C den kleinsten Querschnitt in dem Flusspfad unabhängig von der Lage des abgeschnittenen Abschnitts 19C in Drehrichtung vor. Daher ist es möglich, die Veränderung der Mündungseigenschaften in Abhängigkeit der Lage des abgeschnittenen Abschnitts 19C zu reduzieren.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform sehen die Ausnehmungen C immer eine Verbindung zwischen den Nebenventilkammern 18 und der Hauptventilkammer 17 vor. In diesem Zusammenhang kann die Scheibe 19A mit großem Durchmesser deformiert werden, um die Ausnehmungen C, wenn ein großer Gegendruck auf diese wirkt, zu schließen. Eine solche Situation fällt jedoch nicht unter die Definition des Terms „immer“, wie er in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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Der Druckstufendämpfungskrafterzeugungsmechanismus 13 weist eine Anordnung auf, die ähnlich dem oben beschriebenen Zugstufendämpfungskrafterzeugungsmechanismus 12 ist. Das heißt, ein Hauptsitzabschnitt 22, ein Klemmabschnitt 23 und Nebensitzabschnitte 24 erstrecken sich von der oberen Endoberfläche des Kolbens 3. In diesem Aufbau sind eine Hauptventilkammer 25 und Nebenventilkammern 26 ausgebildet. Der Druckstufendämpfungskrafterzeugungsmechanismus 13 weist ein Scheibenventil 27, das eine Scheibe 27A mit großem Durchmesser und eine Scheibe 27B mit kleinem Durchmesser umfasst auf. Die Scheibe 27A mit kleinem Durchmesser ist mit einem abgeschnittenen Abschnitt 27C, der als Mündung dient, versehen. Das Scheibenventil 27 ist zwischen dem Klemmabschnitt 23 auf der einen Seite und einem Anschlag 28 und einem Beabstander 29 auf der anderen Seite durch Anziehen der Mutter 5 eingeklemmt. Das Scheibenventil 27 weist eine anfängliche Ablenkung auf, die durch den Ausdehnungshöhenunterschied zwischen dem Klemmabschnitt 23 und den Nebensitzabschnitten 24 und dem Ausdehnungshöhenunterschied zwischen dem Klemmabschnitt 23 und dem Hauptsitzabschnitt 22 festgelegt wird. Als ein Ergebnis der anfänglichen Ablenkung, die auf diese Weise an das Scheibenventil 27 angelegt wird, werden Ausnehmungen (im Wesentlichen dreieckförmige Ausnehmungen in dieser Ausführungsform) zwischen den radialen Abschnitten der gegenüberliegenden Seiten von jedem Nebensitzabschnitt 24, der Innenseite des Hauptsitzabschnitts 22 und dem Scheibenventil 27 ausgebildet. Das Scheibenventil 27 wird abgelenkt, um sich von dem Hauptsitzabschnitt 22 und den Nebensitzabschnitten 24 durch den Druck des Hydraulikfluids in der Hauptventilkammer 25 und den Nebenventilkammern 26 anzuheben (zu öffnen). Daher stellt das Scheibenventil 27 den Flusspfadbereich der Druckstufenleitung 11 gemäß dem Öffnungsgrad davon ein. Der abgeschnittene Abschnitt 27C der Scheibe 27A mit großem Durchmesser gestattet es der Druckstufenleitung 11 stets mit der oberen Zylinderkammer 2A in Verbindung zu stehen.
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Im Folgenden wird eine Erklärung des Betriebs dieser Ausführungsform, die wie oben aufgeführt angeordnet ist, beschrieben.
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Während des Ausfahrhubs der Kolbenstange 4 verursacht die Gleitbewegung des Kolbens 3 in dem Zylinder 2 eine Beaufschlagung mit Druck und verursacht, dass das Hydraulikfluid in der oberen Zylinderkammer 2A in Richtung der unteren Zylinderkammer 2B vorwiegend durch die Zugstufenleitung 10 fließt. Daher erzeugt der Zugstufendämpfungskrafterzeugungsmechanismus 12 eine Dämpfungskraft.
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In dem unteren Kolbengeschwindigkeitsbereich wird eine Dämpfungskraft mit Mündungseigenschaften durch den abgeschnittenen Abschnitt 19C des Scheibenventils 19 und dem abgeschnittenen Abschnitt 27C des Scheibenventils 27 erzeugt. Die Dämpfungskrafteigenschaften, die in dem unteren Kolbengeschwindigkeitsbereich erzielt werden, sind in einem Bereich A1 des Graphen in 5 gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Druck in der Hauptventilkammer 17 und in den Nebenventilkammern 18 im Wesentlichen gleich (da die Hauptventilkammer 17 und die Nebenventilkammern 18 durch die Ausnehmungen C miteinander in Verbindung stehen). Da der Druck der in der Hauptventilkammer 17 und den Nebenventilkammern 18 den Öffnungsdruck des Scheibenventils 19 noch nicht erreicht hat, öffnet sich das Scheibenventil 19 nicht.
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Wenn sich die Kolbengeschwindigkeit erhöht und in den mittleren Kolbengeschwindigkeitsbereich wechselt, erreicht der Druck in der Hauptventilkammer 17 und den Nebenventilkammern 18 den Ventilöffnungsdruck des Scheibenventils 19. Daher öffnet das Scheibenventil 19, um eine Dämpfungskraft mit Ventileigenschaften zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt stehen die Hauptventilkammer 17 und die Nebenventilkammern 18 unter dem gleichen Druck oder unter statischem Druck, bevor das Scheibenventil 19 öffnet, da die Hauptventilkammer 17 und die Nebenventilkammern 18 miteinander durch die im Wesentlichen dreieckförmigen Ausnehmungen C verbunden sind. Daher hebt (öffnet) sich das Scheibenventil 19 von dem Hauptsitzabschnitt 14 im Wesentlichen gleichzeitig über seinen gesamten Umfang, d.h. der gesamte Umfang hebt im Wesentlichen gleichzeitig ab. Der innere Umfangsabschnitt der Scheibe 19A mit großem Durchmesser weist dadurch, dass die Scheibe 19B mit kleinem Durchmesser dagegen gedrückt wird, eine gesteigerte Biegesteifigkeit auf, wohingegen der äußere Umfangsabschnitt der Scheibe 19A mit großem Durchmesser leicht ablenkbar ist bzw. leicht abgelenkt werden kann. Demgemäß wird der äußere Umfangsabschnitt der Scheibe 19A mit großem Durchmesser zunächst um die Scheibe 19B mit kleinem Durchmesser, die als Drehpunkt dient, abgelenkt. Währenddessen wird der innere Umfangsabschnitt der Scheibe 19A mit großem Durchmesser nicht abgelenkt und auf den Bogenbereichen 16A der Nebensitzabschnitte 16 gehalten. In diesem Zustand, obwohl der äußere Umfangsabschnitt des Scheibenventils 19 abgelenkt ist, erhöht sich die Fläche der im Wesentlichen dreieckförmigen Ausnehmungen C nicht viel. Die im Wesentlichen dreieckförmigen Ausnehmungen C begrenzen dann den Fluss von der Hauptkammer 17 zu den Nebenventilkammern 18 und ein Druckverlust tritt in den im Wesentlichen dreieckförmigen Ausnehmungen C auf. Daher wird der Druck in den Nebenventilkammern 18 kleiner als in der Hauptventilkammer 17. Daher reduziert sich die Kraft, die das Scheibenventil 19 ablenkt als Gesamtes und daher erhöht sich die offensichtliche Steifigkeit des Scheibenventils 19. Demgemäß erhöht sich der Anstieg der Ventileigenschaften. Die Dämpfungskrafteigenschaften, die zu diesem Zeitpunkt erreicht werden, sind durch die durchgezogene Linie in einem Bereich A2 in 5 gezeigt. Die durchgezogene Linie im Bereich A2 weist einen geringeren Anstieg als die durchgezogene Linie im Bereich A1 auf. Zusätzlich wird der Grad der Ablenkung des Scheibenventils an dem Teil davon, der den Nebenventilkammern 18 zugewandt ist, größer als an dem Abschnitt davon, der der Hauptventilkammer 17 zugewandt ist, wodurch erwirkt wird, dass das Hydraulikfluid hauptsächlich von der Hauptventilkammer 17 direkt in die untere Zylinderkammer 2B fließt.
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Im Gegenzug, falls die Nebenventilkammern 18 nicht vorgesehen sind, ist der Druck in der Hauptventilkammer 17 durchwegs konstant unabhängig von der Position in der Hauptventilkammer 17. Daher hebt (öffnet) sich das Scheibenventil 19 von dem Hauptsitzabschnitt 14 im Wesentlichen gleichzeitig über seinen gesamten Umfang. Die Dämpfungskrafteigenschaften, die zu diesem Zeitpunkt erreicht werden, sind durch die gestrichelte Linie in einem Bereich A2 von 5 gezeigt. Es wird angemerkt, dass die Hauptventilkammer 17 und die Nebenventilkammern 18 bevorzugt immer miteinander durch die im Wesentlichen dreieckförmigen Ausnehmungen C in Verbindung stehen sollten, um die in dieser Ausführungsform gezeigten Eigenschaften zu erlangen. Es ist jedoch möglich, die Eigenschaften, die nahe an denen, die in dieser Ausführungsform gezeigt sind sogar dann zu erreichen, falls im Wesentlichen keine Ausnehmungen C ausgebildet sind, d.h. sogar in einem Zustand, in dem die Scheibe 19A mit großem Durchmesser in Berührung mit im Wesentlichen den gesamten radialen Abschnitten 16B der Nebensitzabschnitte 16, die die Nebenventilkammern 18 ausbilden, in Berührung steht, indem die Biegesteifigkeit des inneren Umfangabschnitts der Scheibe 19A mit großem Durchmesser durch Drücken der Scheibe 19B mit kleinem Durchmesser und durch Erwirken, dass der äußere Umfangsabschnitt der Scheibe 19A mit großem Durchmesser leicht ablenkbar ist, erhöht wird.
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Wenn die Kolbengeschwindigkeit weiter ansteigt, um in den hohen Kolbengeschwindigkeitsbereich zu wechseln, wird die Scheibe 19B mit kleinem Durchmesser abgelenkt und die Scheibe 19A mit großem Durchmesser wird weiter abgelenkt, um vollständig von den Nebensitzabschnitten 16 abzuheben. In diesem Zustand sind die Hauptventilkammer 17 und die Nebenventilkammern 18 vollständig miteinander verbunden. Folglich tritt kein Druckunterschied zwischen den Haupt- und Nebenventilkammern 17 und 18 auf. Daher wird der Anstieg der Ventileigenschaften im Wesentlichen gleich dem in dem Fall, in dem die Nebenventilkammern 18 nicht vorgesehen sind. Die Dämpfungskrafteigenschaften, die zu diesem Zeitpunkt erreicht werden, sind in einem Bereich A3 von 5 gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Grad der Ablenkung des Scheibenventils 19 im Wesentlichen durchgängig gleichmäßig. Daher fließt das Hydraulikfluid aus der Hauptventilkammer 17 und den Nebenventilkammern 18 gleichmäßiger zu der unteren Zylinderkammer 2B.
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Während dem Druckstufenhub der Kolbenstange 4 beaufschlagt die Gleitbewegung des Kolbens 3 in dem Zylinder 2 mit Druck und verursacht, dass das Hydraulikfluid in der unteren Zylinderkammer 2B durch die Druckstufenleitung 11 in Richtung der oberen Zylinderkammer 2A hauptsächlich fließt. Daher erzeugt der Druckstufendämpfungskrafterzeugungsmechanismus 13 eine Dämpfungskraft.
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Die Dämpfungskraft verändert sich mit der Kolbengeschwindigkeit auf die gleiche Weise wie in dem Fall des oben beschriebenen Ausfahrhubes. In dem unteren Kolbengeschwindigkeitsbereich wird eine Dämpfungskraft mit Mündungseigenschaften durch den abgeschnittenen Abschnitt 19C des Scheibenventils 19 und des abgeschnittenen Abschnitts 27C des Scheibenventils 27 erreicht. Wenn die Kolbengeschwindigkeit in den mittleren Kolbengeschwindigkeitsbereich wechselt, wird der äußere Umfangsabschnitt des Scheibenventils 27 abgelenkt, um sich von dem Hauptsitzabschnitt 22 anzuheben (zu öffnen), während er an den Nebensitzabschnitten 24 angelegt ist, um eine Dämpfungskraft mit Ventilcharakteristiken, die einen geringeren Anstieg als in dem Fall, in dem das ganze Scheibenventil 27 geschlossen ist (siehe A1 in 5) aufweist und die einen steileren Anstieg als in dem Fall, in dem das ganze Scheibenventil 27 geöffnet ist (siehe A3 in 5) aufweist, zu erzeugen. Wenn sich die Kolbengeschwindigkeit weiter erhöht, um den hohen Kolbengeschwindigkeitsbereich zu erreichen, hebt (öffnet) sich das gesamte Scheibenventil 27 von den Nebensitzabschnitten 24, was in einer Abnahme des Anstiegs der Ventileigenschaften (siehe A3 in 5) resultiert.
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Daher wird der Anstieg der Dämpfungskraft mit Ventileigenschaften schrittweise mit dem Anstieg der Kolbengeschwindigkeit verändert, wodurch es möglich wird, einen starken Wechsel der Dämpfungskraft zu unterdrücken und wodurch es daher möglich wird, die Erzeugung von Geräuschen oder die Verschlechterung des Fahrkomforts zu verhindern. Zusätzlich ist die Herstellung einfach, da die Hauptsitzabschnitte 14 und 22 in ihrer Form kreisförmig sind und die Nebensitzabschnitte 16 und 24 eine bogenförmige Form, die konzentrisch zu den Hauptsitzabschnitten 14 und 22 ist, aufweisen. Zusätzlich kann die Stabilität der Dämpfungskrafteigenschaften erhöht werden, da eine Vorspannung einfach an jedes der Scheibenventile 19 und 27 durch Vorsehen eines Unterschieds der Erstreckungshöhe zwischen den Hauptsitzabschnitten 14 (22), den Nebensitzabschnitten 16 (24) und dem Klemmabschnitt 15 (23) angelegt werden kann. Ferner ist es möglich eine Vorspannung ohne den Bedarf, viele Scheiben zu stapeln, anzulegen und daher ist es möglich, die Bequemlichkeit beim Einstellen der Dämpfungskrafteigenschaften zu verbessern.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform wird es möglich, die Ventileigenschaften in dem mittleren Kolbengeschwindigkeitsbereich durch Anordnen einer Scheibe zwischen der Scheibe 19A (27A) mit großem Durchmesser und der Scheibe 19B (27B) mit kleinem Durchmesser, die einen Durchmesser zwischen dem der Scheibe mit großem und dem der mit kleinem Durchmesser aufweist, einzustellten. Es wird möglich, die Dämpfungskraft mit Ventileigenschaften in dem hohen Kolbengeschwindigkeitsbereich einzustellen, indem eine weitere Scheibe mit kleinerem Durchmesser auf die Scheibe 19B (27B) mit kleinem Durchmesser gestapelt wird.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform können Dämpfungseigenschaften, wie in 5 gezeigt, sogar dann erreicht werden, wenn die Ausnehmungen der Nebensitzabschnitte 16 und 24, die die Nebenventilkammern 16 und 28 ausbilden, entfernt werden. Es ist jedoch bevorzugt, die Ausnehmungen in den Nebenventilkammern 18 und 26 vorzusehen, da die Ausnehmungen im Wesentlichen eine selbst erregte Vibration am Auftreten hindern und einen Dämpfungseffekt vorsehen, der auf einem Anstieg in dem Flusspfad, der durch das Vorsehen der Ausnehmungen erreicht wird, beruht. Demgemäß sieht der Aufbau, in dem die Nebensitzabschnitte 16 und 24 jeweilige Ausnehmungen haben, verbesserte Eigenschaften hinsichtlich der Stabilität vor.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform sind im Wesentlichen dreieckförmige Ausnehmungen C vorgesehen, um ständig mit der Hauptventilkammer 17 und den Nebenventilkammern 18 in Verbindung zu stehen. Es ist jedoch möglich, Dämpfungskrafteigenschaften, wie in 5 gezeigt, sogar dann zu erreichen, wenn die Ausnehmungen C nicht vorgesehen sind, indem die Biegesteifigkeit des inneren Umfangabschnitts der Scheibe 19A mit großem Durchmesser durch Drücken durch die Scheibe 19B mit kleinem Durchmesser und durch Erwirken, dass der äußere Umfangsabschnitt der Scheibe 19A mit großem Durchmesser einfach ablenkbar ist, erhöht wird. Es wird angemerkt, dass es jedoch das Vorsehen der Ausnehmungen C ermöglicht, einen Dämpfungseffekt zu erreichen, der einem Anstieg in dem Flusspfad geschuldet ist und der es möglich macht, verbesserte Eigenschaften hinsichtlich der Stabilität zu erreichen.
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Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform die Nebensitzabschnitte 16 größer in ihrer Erstreckungshöhe sind als die Klemmabschnitte 15, kann die Höhe der Nebensitzabschnitte 16 kleiner oder gleich der des Klemmabschnitts 15 sein, um Dämpfungskrafteigenschaften, wie in 5 gezeigt, zu erreichen. Es ist jedoch möglich, verbesserte Eigenschaften hinsichtlich der Stabilität zu erreichen, indem ein Verhältnis der Erstreckungshöhe so eingestellt wird, dass die Klemmabschnitte 15 kleiner als die Nebensitzabschnitte 16 und kleiner als die Hauptsitzabschnitte 14 sind (Klemmabschnitt 15 < Nebensitzabschnitte 16 < Hauptsitzabschnitt 14). Auf diese Weise können die Nebensitzabschnitte 16 als Drehpunkt verwendet werden.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Scheibe 19B mit kleinem Durchmesser als Federelement verwendet. In diesem Zusammenhang können die Dämpfungskrafteigenschaften dieser Ausführungsform ohne die Nutzung des Federelements erreicht werden. Durch Verwenden des Aufbaus, der das Federelement verwendet, können jedoch die Dämpfungskrafteigenschaften noch einfacher eingestellt werden.
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In der vorhergehenden Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung auf einen Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus, der in der Kolbenvorrichtung beispielhaft vorgesehen ist, angewendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht notwendigerweise darauf beschränkt, sondern sie kann auf andere Dämpfungskrafterzeugungsmechanismen angewendet werden. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung in einem hydraulischen Dämpfer, der ein Reservoir aufweist, in dem Hydraulikfluid und Gas eingeschlossen ist, verwendet werden. Im Speziellen kann die vorliegende Erfindung auf einen Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus, der in einem Bodenventil (Ventilkörper), der die Innenseite des Zylinders und des Reservoirs voneinander teilt, angewendet werden. Die vorliegende Erfindung kann auch auf Dämpfungskrafterzeugungsmechanismen, die in verschiedenen Hydraulikfluidleitungen vorgesehen sind, angewendet werden. Es ist jedoch bevorzugt, einen Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus in einem Kolben oder in einem Bodenventil vorzusehen, da der Aufbau auf diese Weise vereinfacht wird. Ferner wird in der vorgenannten Ausführungsform die vorliegende Erfindung auf einen hydraulischen Dämpfer angewendet, der eine Dämpfungskraft durch Steuern des Flusses von Hydraulikfluid erzeugt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht notwendigerweise darauf beschränkt, sondern kann gleichzeitig auch auf einen Dämpfer, der eine Dämpfungskraft durch Steuern des Flusses eines anderen Fluides, wie zum Beispiel Gas, erzeugt angewendet werden. Die Nutzung eines Hydraulikfluids macht es jedoch möglich, verbesserte Eigenschaften hinsichtlich der Stabilität zu erreichen.
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6 ist eine unvollständige vertikale Schnittansicht eines hydraulischen Dämpfers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der hydraulische Dämpfer 104, der in der Figur gezeigt wird, weist ein Reservoir 101 auf, in dem ein Hydraulikfluid oder eine andere Flüssigkeit und ein Gas eingeschlossen sind. Die Innenseite eines Zylinders 103 und des Reservoirs 101 sind voneinander durch einen Bodenventilkörper 100, der an einem Ende des Zylinders 103 vorgesehen ist, geteilt. Der hydraulische Dämpfer 104 verwendet den Bodenventilkörper 100 als einen Ventilkörper, auf diese Weise können auch die Dämpfungskrafteigenschaften, die in der vorgenannten Ausführungsform aufgezeigt wurden, umgesetzt werden.
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Daher ist der Dämpfer dieser Ausführungsform in der Lage, starke Wechsel der Dämpfungskraft zu reduzieren und ermöglicht es, Dämpfungskrafteigenschaften relativ einfach einzustellen.
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Obwohl nur einige beispielhafte Ausführungsformen dieser Erfindung oben detailliert beschrieben wurden, werden Fachleute leicht anerkennen, dass viele Veränderungen in den beispielhaften Ausführungsformen möglich sind, ohne im Wesentlichen von der neuen Lehre und den Vorteilen dieser Erfindung abzuweichen. Demgemäß ist es gedacht, all diese Veränderungen in den Schutzbereich dieser Erfindung aufzunehmen.
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Die vollständige Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr.
2008-142867 , die am 30. Mai 2008 eingereicht wurde, umfassend Beschreibung, Ansprüche und Zusammenfassung wird hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamteinheit eingeschlossen.
