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Hintergrund
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hydraulikstoßdampfer mit einer Dämpfungskrafteinstelleinheit.
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Verwandter Stand der Technik
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Zum Beispiel gibt es Hydraulikstoßdämpfer, welche in einem Motorrad bereitgestellt sind, um ein Hinterrad des Motorrads in Relation zu einem Fahrzeugkörper aufzuhängen, welcher eine Konfiguration aufweist, in welcher ein Zylinder auf einer Fahrzeugkörperseite oder einer Achsseite befestigt ist, eine Kolbenstange auf der anderen Seite befestigt ist, die Kolbenstange teilweise in den Zylinder eingesetzt ist, ein Kolben, welcher an einem Endabschnitt der Kolbenstange fixiert ist, welche einer Innenseite des Zylinders gegenüberliegt, mit einem inneren Umfang des Zylinders in einer verschiebbaren Weise in Gleitkontakt gebracht ist, und eine Tragfeder zwischen dem Zylinder und dem Kolben zwischengeschaltet ist.
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In diesen Hydraulikstoßdämpfern weisen einige eine Dämpfungskrafterzeugungseinheit zum Erzeugen einer Dämpfungskraft durch Nutzen eines Ölflusses in dem Zylinder, welcher verursacht wird, wenn die Kolbenstange sich in den Zylinder hinein und aus diesem heraus bewegt, und eine Dämpfungskrafteinstelleinheit zum Einstellen der Dämpfungskraft auf (siehe z.B. Patentliteratur 1 (
JP-A-2008-014431 )). Ein vergleichbarer Hydraulikstoßdämpfer mit der Dämpfungskrafteinstelleinheit ist nachfolgend in Bezug auf
7 beschrieben.
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7 ist eine vertikale Querschnittansicht des vergleichenden Hydraulikstoßdämpfers, welcher mit der Dämpfungskrafteinstelleinheit bereitgestellt ist. In dem Hydraulikstoßdämpfer 101 in der Ansicht ist ein Teil der Kolbenstange 103, welche auf einer Achsseite befestigt ist, von unten in einen Zylinder 102, welcher auf einer Fahrzeugkörperseite befestigt ist, eingesetzt, wobei ein Kolben 112 an einer Endspitze der Kolbenstange 103, welche einer Innenseite des Zylinders 102 gegenüberliegt, fixiert ist, und mit einem inneren Umfang des Zylinders 102 in einer vertikal verschiebbaren Weise in Gleitkontakt gebracht ist, und eine Tragfeder, nicht gezeigt, ist zwischen dem Zylinder 102 und der Kolbenstange 103 zwischengeschaltet. Es ist zu berücksichtigen, dass das Innere des Zylinders 102 durch den Kolben 112 in eine obere Kammer S1 und eine untere Kammer S2, welche mit Öl gefüllt sind, dem Arbeitsfluid, getrennt ist.
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Der Kolben 112 ist mit einem extensionsseitigen Dämpfungsventil 119 und einem kompressionsseitigen Dämpfungsventil 120 bereitgestellt, welche die Dämpfungskrafterzeugungseinheit bilden, und die Dämpfungskrafteinstelleinheit ist in der Kolbenstange 102 bereitgestellt. Die Dämpfungskrafteinstelleinheit weist die folgende Konfiguration auf. Mit anderen Worten ist die Dämpfungskrafteinstelleinheit durch eine Druckstange 133, welche in die hohle Kolbenstange 103 eingesetzt ist, um in der Lage zu sein, sich auf und ab zu bewegen, einen Elektromotor (Schrittmotor) 134, welcher eine Antriebsquelle bildet, und einen Vorschubspindelmechanismus 135 zum Umwandeln einer Rotation einer Ausgangswelle 134a des Elektromotors 134 in eine Linearbewegung (Auf- und Abbewegung) der Kolbenstange 103, konfiguriert, und ein Ölweg 136 ist in einem oberen Endabschnitt der Kolbenstange 103 zwischen der Kolbenstange 103 und der Druckstange 133 gebildet. Ein ringförmiges Sitzelement 141 ist an einer oberen Endöffnung der Kolbenstange 103 befestigt, und ein Seitenloch 137 in der Kolbenstange 103 unmittelbar unter dem Kolben 112. Die untere Kammer S2 und der Ölweg 136 sind miteinander durch dieses Seitenloch 137 verbunden.
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Somit wird zum Beispiel während einem Extensionshub, in welchem sich die Kolbenstange 103 zusammen mit dem Kolben 112 in Bezug auf den Zylinder 102 abwärts bewegt, das Öl in der unteren Kammer S2 des Zylinders 102 durch den Kolben 112 zusammengedrückt, wodurch dessen Druck erhöht wird. Folglich drückt das Öl in der unteren Kammer S2 das extensionsseitige Dämpferventil 119 des Kolbens 112 auf, um in die obere Kammer S1 zu fließen, was in einer Erzeugung einer Dämpfungskraft in dem Hydraulikstoßdämpfer 101 aufgrund eines resultierenden Fließwiderstands des Öls resultiert. Zusätzlich fließt etwas Öl in der unteren Kammer S2 von dem Seitenloch 137 der Kolbenstange 103 zu dem Ölweg 136, und dann in die obere Kammer S1 durch das Sitzelement 141, was in einer Erzeugung einer Dämpfungskraft in dem Hydraulikstoßdämpfer 101 aufgrund des resultierenden Fließwiderstands des Öls resultiert. Diese Dämpfungskraft wird durch Auf- und Abbewegen der Druckstange 131 mittels des elektrischen Motors 134 und des Vorschubspindelmechanismus 135 eingestellt, um einen Öffnungsbereich des Sitzelements 141 zu verändern. Insbesondere führt ein Aufwärtsdrücken der Druckstange 133 zu einer Reduktion des Öffnungsbereichs des Sitzelements 141, wodurch ein Strömungswiderstand des Öls, welches durch das Sitzelement 141 verläuft, erhöht wird. Als Ergebnis ist die erzeugte Dämpfungskraft hoch eingestellt. Auf der anderen Seite führt ein Abwärtsbewegen der Druckstange 133 zu einer Expansion des Öffnungsbereichs des Sitzelements 141, wodurch der Strömungswiderstand des Öls, welches durch das Sitzelement 141 führt, reduziert wird. Als Ergebnis ist die erzeugte Dämpfungskraft niedrig eingestellt.
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Eines der Probleme mit diesem Hydraulikstoßdämpfer 101, welcher eine derartige Dämpfungskrafteinstelleinheit aufweist, ist, dass eine Abwärtsreaktionskraft (eine Richtung eines Pfeils in der Ansicht), welche durch einen Druck des Öls erzeugt wird, auf die Druckstange 133 und dann auf den Elektromotor 134 über den Vorschubspindelmechanismus 135 wirkt, und wenn die Reaktionskraft, welche auf die Druckstange 133 wirkt, aufgrund einer erhöhten Geschwindigkeit des Kolbens extrem stark wird, übersteigt eine derartige Reaktionskraft eine Schubkraft des Elektromotors 134, wodurch eine Desynchronisierung in dem Elektromotor 134 verursacht und ein normales Einstellen der Dämpfungskraft beeinträchtigt wird.
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In dieser Hinsicht schlägt Patentliteratur 2 (
JP-A-2013-007408 ) einen Hydraulikstoßdämpfer vor, in welchem ein Desynchronisierungsabschnitt definiert ist, wobei es wahrscheinlich ist, dass eine Desynchronisierung in dem Schrittmotor auftritt, wenn die Druckstange (ein Ventilkörper) weiter hin zu dem Sitzelement (ein Ventilsitz) bewegt wird, wobei der Schrittmotor in dem Desynchronisierungsabschnitt derart erregt wird, dass die Druckstange mehr als um den zweifachen Abstand zu der Sitzposition bewegt wird.
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Der
JP 2011-117 493 A ist eine Vordergabel zu entnehmen, umfassend einen Gabelkörper, der ein fahrzeugkarosserieseitiges Rohr und ein radseitiges Rohr umfasst, das in das fahrzeugkarosserieseitige Rohr eingesetzt ist und teleskopierbar ist, einen Dämpfer, der eine vorbestimmte Dämpfungskraft erzeugt, und eine Dämpfungskrafteinstellung Mittel zum Einstellen der Dämpfungskraft.
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Aus der
US 2014 124 314 A1 ist ein Stoßdämpfer bekannt, welcher einen Dämpfungskraft-Einstellmechanismus mit einem Strömungsdurchgang, der das Fluid von einem Zylinder ermöglicht, einem Ventilsitz, einem Ventilkörper und einem Schrittmotor, der einen Strömungsdurchgangsbereich durch Antreiben des Ventilkörpers einstellt. umfasst.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Leider gibt es ein Problem mit dem in Patentliteratur 2 vorgeschlagenen Hydraulikstoßdämpfer, wonach das Definieren des Desynchronisierungsabschnitts schwierig ist, da es mit jedem Produkt variiert, wodurch ein Regeln/Steuern einer dem Schrittmotor zugeführten Strommenge und einer Zeit zum Anregen des Schrittmotors komplex wird.
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In Anbetracht des Vorstehenden liegt ein illustrativer Aspekt der vorliegenden Erfindung darin, einen Hydraulikstoßdämpfer mit einer einfachen Struktur bereitzustellen, welcher in der Lage ist, das Auftreten von Desynchronisierung in dessen Elektromotor zu verhindern und die Dämpfungskraft stabil einzustellen.
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[1] Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt einen Hydraulikstoßdämpfer bereit, umfassend: Einen Zylinder; eine Kolbenstange, welche teilweise in den Zylinder eingesetzt ist; einen Kolben, welcher an einem Endabschnitt der Kolbenstange, welche der Innenseite des Zylinders gegenüberliegt, fixiert ist und mit einem inneren Umfang des Zylinders in Gleitkontakt gebracht ist; eine Dämpfungskrafterzeugungseinheit; und eine Dämpfungskrafteinstelleinheit, in welcher die Dämpfungskrafteinstelleinheit umfasst: Eine Druckstange, welche einen Öffnungsbereich eines Ölwegs, welcher in der Kolbenstange gebildet ist, verändert; einen Elektromotor, welcher als eine Antriebsquelle fungiert; und in welchem ein Vorschubspindelmechanismus, welcher eine Drehbewegung des Elektromotors in eine Linearbewegung der Druckstange umwandelt, wobei der Vorschubspindelmechanismus umfasst: Einen ersten Schieber, welcher auf eine vordringende/zurückziehende Weise auf eine Ausgangswelle des Elektromotors geschraubt ist; einen zweiten Schieber, welcher beweglich an den ersten Schieber angepasst ist; und eine Einstellfeder, welche den zweiten Schieber gegen ein Ende der Druckstange drückt.
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[2] Der Hydraulikstoßdämpfer aus [1] kann eine Konfiguration aufweisen, in welcher die Dämpfungskrafteinstelleinheit ferner einen Stopper umfasst, welcher in Angrenzung mit dem zweiten Schieber kommt, um ein Bewegen des zweiten Schiebers zu stoppen.
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[3] Der Hydraulikstoßdämpfer aus [1] oder [2] kann eine Konfiguration aufweisen, in welcher eine maximale Einstelllast der Einstellfeder auf einen Wert gleich oder kleiner als eine Schubkraft des Elektromotors eingestellt ist.
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[4] Der Hydraulikstoßdämpfer aus [3] kann eine Konfiguration aufweisen, in welcher die Kraft, welche auf die Ausgangswelle des Elektromotors wirkt, gleich oder niedriger als eine Widerstandslast des Elektromotors gehalten wird, indem der zweite Schieber mit dem Stopper in Antwort auf eine Reaktionskraft, welche auf die Druckstange wirkt, welche eine voreingestellte Last der Einstellfeder übersteigt, in Angrenzung gebracht wird.
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Mit der Konfiguration aus [1] gleitet, wenn die Reaktionskraft, welche auf die Druckstange wirkt, die Schubkraft des Elektromotors übersteigt, der zweite Schieber in Bezug auf den ersten Schieber gegen die Vorspannkraft der Einstellfeder, und, weil keine Reaktionskraft gleich oder größer als die Schubkraft des Elektromotors auf den Elektromotor wirkt, wird das Auftreten einer Desynchronisierung des Elektromotors verhindert. Als Ergebnis kann die Dämpfungskraft stabil eingestellt werden, und eine Beschädigung des Elektromotors und des Vorschubspindelmechanismus wird verhindert.
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Mit der Konfiguration aus [2] wird, auch wenn der zweite Schieber sich aufgrund einer übermäßigen Reaktionskraft, welche auf die Druckstange wirkt, bewegt, der zweite Schieber mit dem Stopper in Angrenzung gebracht und somit daran gehindert, weiter zu gleiten. Somit nimmt der Stopper einiges der übermäßigen Reaktionskraft auf, so dass die übermäßige Reaktionskraft nicht direkt auf den Elektromotor wirkt, wodurch verlässlich das Auftreten einer Desynchronisierung in dem Elektromotor als auch eine Beschädigung des Elektromotors verhindert wird.
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Mit der Konfiguration aus [3] wird die maximale Einstelllast der Einstellfeder auf einen Wert gleich oder kleiner als die Schubkraft des Elektromotors eingestellt. Wenn demnach eine Reaktionskraft, welche größer als die Schubkraft des Elektromotors ist, auf die Druckstange wirkt, bewegt sich der zweite Schieber gegen die Vorspannkraft der Einstellfeder, entsprechend wirkt nur eine Reaktionskraft gleich oder kleiner als die maximale Einstelllast der Einstellfeder auf den Elektromotor, wodurch das Auftreten einer Desynchronisierung des Elektromotors verlässlich verhindert wird.
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Mit der Konfiguration aus [4] wird die Kraft, welche auf die Ausgangswelle des Elektromotors wirkt, gleich oder kleiner als die Widerstandslast des Elektromotors gehalten, indem der zweite Schieber mit dem Stopper in Angrenzung gebracht wird, wenn die Reaktionskraft, welche auf die Druckstange wirkt, eine voreingestellte Last der Einstellfeder überschreitet. Dies verhindert verlässlich die Beschädigung des Elektromotors und des Vorschubspindelmechanismus.
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Figurenliste
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- 1 ist eine vertikale Querschnittansicht eines Hydraulikstoßdämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist eine vergrößerte Detailansicht eines in 1 gezeigten Kolbenabschnitts;
- 3 ist eine vergrößerte Detailansicht eines in 1 gezeigten Vorschubspindelmechanismusabschnitts;
- 4 ist eine Ansicht wie 3, welche einen Zustand zeigt, in welchem ein zweiter Schieber einer Dämpfungskrafteinstelleinheit des Hydraulikstoßdämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung gleitet;
- 5 ist eine Ansicht wie 3, welche einen Zustand zeigt, in welchem der zweite Schieber der Dämpfungskrafteinstelleinheit des Hydraulikstoßdämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Stopper über eine Federführung in Angrenzung kommt;
- 6 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen einem Betrag einer Auslenkung und einer Last einer Einstellfeder des Hydraulikstoßdämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
- 7 ist eine vertikale Querschnittansicht eines komparativen Hydraulikstoßdämpfers, welcher mit einer Dämpfungskrafteinstelleinheit bereitgestellt ist.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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[Konfiguration eines Hydraulikstoßdämpfers]
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1 ist eine vertikale Querschnittansicht eines Hydraulikstoßdämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine vergrößerte Detailansicht eines in 1 gezeigten Kolbenabschnitts. 3 ist eine vergrößerte Detailansicht eines in 1 gezeigten Vorschubspindelmechanismusabschnitts. 4 ist eine Ansicht wie die aus 3, welche einen Zustand zeigt, in welchem ein zweiter Schieber einer Dämpfungskrafteinstelleinheit gleitet. 5 ist eine Ansicht wie 3, welche einen Zustand zeigt, in welchem der zweite Schieber der Dämpfungskrafteinstelleinheit mit einem Stopper über eine Federführung in Angrenzung kommt.
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Der Hydraulikstoßdämpfer 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein umgekehrter Hinterraddämpfer, welcher ein Hinterrad eines Motorrads, nicht gezeigt, in Bezug zu einem Fahrzeugkörper aufhängt, und ist dazu konfiguriert, einen Teil einer hohlen Kolbenstange 3 auf einer Achsseite von unten in einen Zylinder 2 auf einer Fahrzeugkörperseite einzusetzen und eine Tragfeder, nicht gezeigt, zwischen dem Zylinder 2 und die Kolbenstange 3 zwischenzuschalten.
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Wie in 1 gezeigt, ist ein fahrzeugkörperseitiges Befestigungselement 4 an einem oberen Endabschnitt des Zylinders 2 fixiert, und eine zylindrische Gummibuchse 5 ist durch das fahrzeugkörperseitige Befestigungselement 4 in einer horizontalen Richtung (eine Richtung senkrecht zu der Seitenfläche aus 1) eingesetzt und wird dadurch gehalten. Ferner ist eine zylindrische Manschette 6 durch eine Innenseite der zylindrischen Gummibuchse 5 in die horizontale Richtung eingesetzt und wird dadurch gehalten. Der obere Endabschnitt des Zylinders 2 ist an dem Fahrzeugkörper des Motorrads durch einen Schaft, nicht gezeigt, montiert, welcher durch die Manschette 6 eingefügt ist, welche durch das fahrzeugkörperseitige Befestigungselement 4 eingefügt ist und dadurch gehalten wird.
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Eine Sicherungsmutter 7 und eine Manschette 8 sind auf einen Schraubabschnitt 3a aufgeschraubt, welcher in einem unteren Endabschnitt der Kolbenstange 3 gebildet ist. Ein achsseitiges Befestigungselement 9 ist auf den äußeren Umfang eines unteren Endabschnitts der Manschette 8 aufgeschraubt. Eine zylindrische Gummibuchse 10 ist durch das achsseitige Befestigungselement 9 in der horizontalen Richtung eingesetzt und wird durch dieses gehalten, und eine zylindrische Manschette 11 ist durch die Innenseite der Gummibuchse 10 in der horizontalen Richtung eingesetzt und wird dadurch gehalten. Der untere Endabschnitt der Kolbenstange 3 ist in einem Hinterradstützelement des Motorrads mittels einer Achse, nicht gezeigt, montiert, welche durch die Manschette 11 eingesetzt ist, welche durch das achsseitige Befestigungselement 9 eingesetzt ist und durch dieses gehalten wird.
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Im Übrigen ist ein Kolben 12 an einem oberen Endabschnitt der Kolbenstange 3, welche der Innenseite des Zylinders 2 gegenüberliegt, mittels einer Mutter 13 fixiert, und der Kolben 12 ist in einer vertikalen, verschiebbaren Weise in einen inneren Umfang des Zylinders 2 eingepasst.
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Wie in 1 gezeigt, ist ein Boden aufweisendes, rohrförmiges Trennwandelement 14, welches nach unten geöffnet ist, in einen oberen Teil des Zylinders 2 eingepasst, und ein Balg 15, welcher in eine Tasche mit einem elastischen Element, wie zum Beispiel Gummi, geformt ist, und in der Lage ist, sich auszudehnen/zusammenzuziehen, ist angeordnet, um einen oberen Außenumfang des Trennwandelements 14 abzudecken. Ein Raum über dem Balg 15 in dem Zylinder 2 bildet eine Gaskammer Sg, in welcher ein Hochdruckgas eingekapselt ist. Ein Ölloch 14a ist in einem Mittelteil des Trennwandelements 14 gebildet und eine Rückschlagventileinrichtung 16 ist darin aufgenommen.
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Somit ist ein Raum in dem Zylinder 2, welcher durch das Trennwandelement 14 gebildet wird, durch den Kolben 12, welcher in den inneren Umfang des Zylinders 2 eingepasst ist, in eine obere Kammer S1 und eine untere Kammer S2 geteilt, und diese obere und untere Kammer S1 und S2 sind mit Öl, dem Arbeitsfluid, gefüllt. Wie in 2 im Detail gezeigt, ist der Kolben 12 mit einer Mehrzahl an kompressionsseitigen und extensionsseitigen Ölwegen 17 und 18 bereitgestellt ( 2 zeigt jeweils einen davon), welche durch den Kolben 12 in der vertikalen Richtung verlaufen, und ein extensionsseitiges Dämpfungsventil 19 zum wahlweisen Öffnen/Schließen der extensionsseitigen Ölwege 18 ist auf einer oberen Oberflächenseite des Kolbens 12 bereitgestellt. Die extensionsseitigen Ölwege 18 sind zu jeder Zeit hin zu der unteren Kammer S2 geöffnet. Es ist zu berücksichtigen, dass das extensionsseitige Dämpfungsventil 19 durch Aufschichten einer Mehrzahl von flexiblen, dünnen Blattventilen 19a gebildet ist.
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Darüber hinaus ist ein kompressionsseitiges Dämpfungsventil 20 zum selektiven Öffnen/Schließen der kompressionsseitigen Ölwege 17 auf einer unteren Oberflächenseite des Kolbens 12 bereitgestellt. Wie bei dem extensionsseitigen Dämpfungsventil 19 ist das kompressionsseitige Dämpfungsventil 20 durch Aufschichten einer Mehrzahl von flexiblen, dünnen Blattventilen 20a gebildet. Die kompressionsseitigen Ölwege 17 sind zu jeder Zeit hin zu der oberen Kammer S1 geöffnet. Ein Bypass 21 mit kleinem Durchmesser, welcher die obere Kammer S1 und die untere Kammer S2 zu jeder Zeit miteinander verbindet, ist in dem Kolben 12 gebildet. Es ist anzumerken, dass der Kolben 12 in einer vertikal verschiebbaren Weise in den inneren Umfang des Zylinders 2 über einen Kolbenring 23, welcher elastisch auf einem äußeren Umfang des Kolbens 12 über einen elastischen Ring 22 gestützt ist, eingepasst ist.
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Somit bilden das extensionsseitige Dämpfungsventil 19 und das kompressionsseitige Dämpfungsventil 20 eine Dämpfungskrafterzeugungseinheit zum Erzeugen einer extensionsseitigen Dämpfungskraft und einer kompressionsseitigen Dämpfungskraft, und erzeugen somit die extensionsseitige Dämpfungskraft und die kompressionsseitige Dämpfungskraft während eines Kompressionshubs und eines Extensionshubs.
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Auf der anderen Seite, wie in 1 gezeigt, ist ein Teil einer unteren Oberflächenöffnung des Zylinders 2, durch welche die Kolbenstange 3 eingesetzt ist, mit einer Kappe 24 abgedeckt. Eine Stangenführung 25, durch welche die Kolbenstange 3 in einer Mitte davon hindurchführt, ist an einen inneren Umfang des unteren Endabschnitts des Zylinders 2 über einen Dichtungsring 26, wie zum Beispiel einem O-Ring, angepasst. Diese Stangenführung 25 hält einen Rückprallgummi 27, einen Anschlagring 28, eine Öldichtung 29, und eine Staubdichtung 30 von oben der Reihe nach. Ein Dichtungseffekt der Öldichtung 29 und der Staubdichtung 30 verhindert eine Leckage des Öls von dem Zylinder 2 und dass Staub in den Zylinder 2 eindringt.
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Ein ringförmiges unteres Federlager 31 ist auf einen äußeren Umfang der Sicherungsmutter 7, welche auf den in dem unteren Endabschnitt der Kolbenstange 3 gebildeten Schraubenabschnitt 3a aufgeschraubt ist, aufgepasst und wird dadurch gehalten. Die Tragfeder, nicht gezeigt, ist zwischen diesem unteren Federlager 31 und einem oberen Federlager, nicht gezeigt, welches auf einen oberen Umfang des Zylinders 2 aufgepasst ist, zwischengeschaltet. Es ist anzumerken, dass ein Anschlaggummi 32 fest an einer oberen Oberfläche des unteren Federlagers 31 befestigt ist.
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Im Übrigen ist der Hydraulikstoßdämpfer 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einer Dämpfungskrafteinstelleinheit bereitgestellt. Mit anderen Worten, wie in 1 gezeigt, ist diese Dämpfungskrafteinstelleinheit durch eine Druckstange 33, welche in einer vertikal beweglichen Weise durch die hohle Kolbenstange 3 eingesetzt ist, einen Schrittmotor 34, welcher eine Antriebsquelle ist, welche in dem achsseitigen Befestigungselement 9 und der Manschette 8 eingebettet ist, und einen Vorschubspindelmechanismus 35, welcher eine Rotation einer Ausgangswelle 34a des Schrittmotors 34 in eine Vertikalbewegung der Druckstange 33 umwandelt, gebildet.
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Eine obere Hälfte der Druckstange 33 weist einen kleinen Durchmesser auf, um welchen ein zylindrischer Fließweg 36 gebildet ist. Ein Seitenloch 37 ist unmittelbar unterhalb des Kolbens 12 auf der Kolbenstange 3 gebildet. Der Fließweg 36 ist mit der unteren Kammer S2 über das Seitenloch 37 verbunden. Es ist anzumerken, dass der Schrittmotor 34 mit einer nicht gezeigten Energiequelle einer Steuerung/Regelung oder dergleichen durch ein elektrisches Kabel 40, welches sich von einem mit einem Koppler 38 verbundenen Steckverbinder 39 erstreckt, verbunden.
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Darüber hinaus, wie im Detail in 2 gezeigt, bildet ein Endspitzenabschnitt (oberer Endabschnitt) der Druckstange 33 einen scharfen Nadelabschnitt 33a, welcher aufwärts zeigt. Dieser Nadelabschnitt 33a verläuft durch ein kreisförmiges Loch 41a, welches in einer Mitte eines ringförmigen Sitzelements 41 gebildet ist, welches in einen inneren Umfang eines oberen Endes der Kolbenstange 3 eingepasst ist, und das kreisförmige Loch 41a ist zu der oberen Kammer S1 hin geöffnet.
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Entsprechend ist in der vorliegenden Ausführungsform der Vorschubspindelmechanismus 35 in der Dämpfungskrafteinstelleinheit wie folgt konfiguriert.
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Insbesondere wie im Detail in 3 gezeigt, ist ein zylindrischer Stopper 42 an einen Umfang der Ausgangswelle 34a des Schrittmotors 34, welcher in einem inneren Umfang der Manschette 8 bereitgestellt ist, gepasst. Auf einer Innenseite des Stoppers 42 ist eine exzentrische Manschette 47 in einem ersten zylindrischen Schieber 43 exzentrisch positioniert, wodurch der Vorschubspindelmechanismus 35 gebildet wird. Die exzentrische Manschette 47 ist auf die Ausgangswelle 34a des Schrittmotors 34 in einer vordringenden/zurückziehenden Weise aufgeschraubt, wobei ein äußerer Umfang der exzentrischen Manschette 47 in Bezug auf die Ausgangswelle 34a des Schrittmotors 34 dezentriert ist. Die exzentrische Manschette 47, welche zum Verhindern von Rotation exzentrisch positioniert ist, bewegt sich gemeinsam mit dem ersten Schieber 43 auf und ab, wenn die Ausgangswelle 34a des Schrittmotors 34 rotiert.
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Eine zylindrische Federführung 44 ist in einer vertikal verschiebbaren Weise auf einen äußeren Umfang des ersten Schiebers 43 gepasst. Diese Federführung 44 wird aufwärts durch eine Einstellfeder 45, welche komprimiert und auf dem äußeren Umfang des ersten Schiebers 43 montiert ist, vorgespannt. Es ist anzumerken, dass die Federführung 44 durch einen Flanschabschnitt 43a, welcher integral auf einem äußeren Umfang eines oberen Endes des ersten Schiebers 43 gebildet ist, am Herausfallen aus dem ersten Schieber 43 gehindert wird.
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Darüber hinaus ist ein einen Boden aufweisenden, rohrförmiger zweiter Schieber 46 fest an einem äußeren Umfang der Federführung 44 befestigt. Der zweite Schieber 46 ist derart eingepasst, um in der Lage zu sein, integral mit der Federführung 44 in Bezug auf den ersten Schieber 43 zu gleiten. Ein zylindrischer Pressabschnitt 46a, welcher in einer hervorstehenden Weise in einem oberen Endmittenabschnitt des zweiten Schiebers 46 bereitgestellt ist, ist in konstanter Angrenzung mit einer unteren Endoberfläche der Druckstange 33, welche einer Abwärtsreaktionskraft durch einen Druck des Öls unterworfen ist. Eigenschaften der Einstellfeder 45 (eine Beziehung zwischen einer Auslenkung und einer Last) sind in 6 gezeigt, wobei die Einstellfeder 45 eine Federkonstante k von 2,16 N/mm aufweist und eine voreingestellte Last davon auf 30 N eingestellt ist. Es ist anzumerken, dass die voreingestellte Last der Einstellfeder 45, 30 N, lediglich ein Beispiel ist; somit ist die voreingestellte Last nicht auf diesen Wert begrenzt.
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Deshalb sind, in einem Fall, in welchem die Reaktionskraft, welche auf die Druckstange 33 wirkt, gleich oder kleiner als die voreingestellte Last (30 N) der Einstellfeder 45 ist, der zweite Schieber 46 und die Druckstange 33 aufwärts über die Federführung 44 beeinflusst, ohne dass die Einstellfeder 45 deflexiert wird, wie in 3 gezeigt. In diesem Zustand ist, während die Federführung 44 in einer oberen Grenzposition angeordnet ist, in welcher die Federführung 44 mit dem Flanschabschnitt 43a des ersten Schiebers 43 in Angrenzung kommt, der zweite Schieber 46 durch die Federführung 44 aufwärts gedrückt. Ein Spalt δ, welcher sich in vertikaler Richtung erstreckt, ist zwischen der Federführung 44 und dem Stopper 42 gebildet.
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[Betrieb des Hydraulikstoßdämpfer]
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Der Betrieb des Hydraulikstoßdämpfers 1, welcher wie oben beschrieben konfiguriert ist, ist nachfolgend im Kompressionshub und im Extensionshub beschrieben.
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Kompressionshub:
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Wenn sich das Hinterrad des Motorrads auf einer unebenen Oberfläche einer Straße auf und ab bewegt, bewegen sich der Zylinder 2 und die Kolbenstange 3 des Hydraulikstoßdämpfers 1, welcher das Hinterrad trägt, teleskopisch. Während des Kompressionshubs, in welchem die Kolbenstange 3 sich relativ zu dem Zylinder 2 aufwärts bewegt, wird das Öl in der oberen Kammer S1 durch den Kolben 12 komprimiert, wobei sich der Druck davon erhöht. Ein Teil des Öls führt durch den kompressionsseitigen Ölweg 17 des Kolbens 12 und drückt das kompressionsseitige Dämpfungsventil 20 auf, um in die untere Kammer S2 hineinzufließen, die durch den durchgehenden Pfeil in 2 gezeigt. In diesem Moment wird eine notwendige kompressionsseitige Dämpfungskraft in dem Hydraulikstoßdämpfer 1 durch einen Fließwiderstand erzeugt, welcher resultiert, wenn das Öl durch das kompressionsseitige Dämpfungsventil 20 führt. Es ist anzumerken, dass ein Teil des Öls, welches durch den kompressionsseitigen Ölweg 17 des Kolbens 12 führt, das kompressionsseitige Dämpfungsventil 20 umgeht und von dem Bypass 21 direkt in die untere Kammer S2 hineinfließt.
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Zusätzlich fließt während dem Kompressionshub ein Teil des Öls in der oberen Kammer S1 von dem kreisförmigen Loch 41a des Sitzelements 41 zu dem Ölweg 36 der Kolbenstange 3, wobei das Sitzelement 41 in einen inneren Umfang des oberen Endabschnitts der Kolbenstange 3 eingepasst ist, und fließt dann von dem Ölweg 36 durch das Seitenloch 37 der Kolbenstange 3 in die untere Kammer S2 hinein. Folglich wird eine Dämpfungskraft in dem Hydraulikstoßdämpfer 1 durch einen Fließwiderstand erzeugt, welcher resultiert, wenn das Öl durch das kreisförmige Loch 41a des Sitzelements 41 führt. Diese Dämpfungskraft wird durch Verändern eines Öffnungsbereichs des kreisförmigen Lochs 41a des Sitzelements 41 eingestellt, indem die Druckstange 43 auf und ab bewegt wird.
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Mit anderen Worten wird, wenn der Schrittmotor 34 angetrieben wird, die Rotation seiner Ausgangswelle 34a in eine Vertikalbewegung des Vorschubspindelmechanismus 35 umgewandelt. In diesem Moment kommt, wenn die Abwärtsreaktionskraft, welche auf die Druckstange 33 wirkt, gleich oder kleiner als die voreingestellte Last (30 N) der Einstellfeder 45 ist, die Federführung 44, welche aufwärts durch die Einstellfeder 45 vorgespannt wird, mit dem Flanschabschnitt 43a des ersten Schiebers 43 in Angrenzung und bewegt sich gemeinsam mit dem ersten Schieber 43 auf und ab, wie in 3 gezeigt. Als Ergebnis dieser Vertikalbewegung werden der zweite Schieber 46 und die Kolbenstange 33 ebenfalls integral auf und ab bewegt. Dann wird der Öffnungsbereich des kreisförmigen Lochs 41a des Sitzelements 41 durch die Vertikalbewegung der Kolbenstange 33 verändert, wodurch die Dämpfungskraft eingestellt wird. Insbesondere bewirkt die Aufwärtsbewegung der Kolbenstange 33, dass der Nadelabschnitt 33a in der Endspitze der Druckstange 33 den Öffnungsbereich des kreisförmigen Lochs 41a des Sitzelements 41 reduziert, wodurch der Fließwiderstand des Öls, welches durch das kreisförmige Loch 41a führt, erhöht wird, und die Dämpfungskraft hoch eingestellt wird. Wenn die Druckstange 33 durch Rotieren des Schrittmotors 34 in einer Rückwärtsrichtung abwärts bewegt wird, wird der Öffnungsbereich des kreisförmigen Lochs 41a des Sitzelements 41 vergrößert, wodurch der Fließwiderstand des Öls, welches durch das kreisförmige Loch 41a führt, reduziert wird, und die Dämpfungskraft niedrig eingestellt wird.
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Wenn somit eine starke Reaktionskraft gleich oder größer als die voreingestellte Last (30 N) der Einstellfeder 45 aufgrund einer Fahrtbedingung des Motorrads auf die Druckstange 33 wirkt, bewegen sich der zweite Schieber 46 und die Federführung 44 abwärts entlang des ersten Schiebers 43, während sie die Einstellfeder 45 drücken und komprimieren, wie in 4 gezeigt.
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In einem Fall, in welchem eine übermäßige Reaktionskraft, welche die maximale Einstelllast (35 N) der Einstellfeder 45 übersteigt, auf die Druckstange 33 wirkt, kommt die Federführung 44 mit dem Stopper 42 in Angrenzung, wodurch der Spalt δ dazwischen auf 0 reduziert wird, wie in 5 gezeigt. Folglich wird die übermäßige Kraft durch den Stopper 42 aufgenommen. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Kraft, welche auf den ersten Schieber 43 und die Ausgangswelle 34a des Schrittmotors 34 wirkt, gleich oder geringer als 35 N gehalten, was geringer als die Widerstandslast des Schrittmotors 34 ist. Dies verhindert, dass der erste Schieber 43 und die Ausgangswelle 34a des Schrittmotors 34 einer starken Kraft gleich oder größer als die maximale Einstellkraft (35 N) der Einstellfeder 45 unterworfen werden, wodurch eine Desynchronisierung des Schrittmotors 34 verhindert wird und was in einer stabilen Einstellung der Dämpfungskraft resultiert. Folglich ist die Ausgangswelle 34a des Schrittmotors 34 einer Kraft gleich oder kleiner als die Widerstandslast des Schrittmotors 34, wie oben beschrieben, unterworfen, wodurch eine Beschädigung des Schrittmotors 34 und des Vorschubspindelmechanismus 35 verlässlich verhindert werden kann.
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Auch während dem Kompressionshub fließt eine Menge an Öl gleich einem Volumen eines Teils der Kolbenstange 3, welche in den Zylinder 2 eintritt, zu der Rückschlagventileinrichtung 16, welche in dem Trennwandelement 14 bereitgestellt ist, und fließt von dem Ölloch 14a durch die Rückschlagventileinrichtung 16 in den Balg 15 hinein, wodurch der Balg 15 expandiert wird. Diese Expansion des Balgs 15 kompensiert eine Volumenänderung der oberen Kammer S1, welche durch den Teil der Kolbenstange 3, welcher in den Zylinder 2 eintritt, verursacht wird.
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Extensionshub:
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Während des Extensionshubs, in welchem sich die Kolbenstange 3 relativ zu dem Zylinder 2 abwärts bewegt, bewegt sich der Kolben 12 in dem Zylinder 2 zusammen mit der Kolbenstange 3 abwärts. Folglich wird das Öl in der unteren Kammer S2 durch den Kolben 12 komprimiert, wodurch dessen Druck erhöht wird. Ein Teil des Öls in der unteren Kammer S2 führt durch den extensionsseitigen Ölweg 18 des Kolbens 12 und drückt das extensionsseitige Dämpfungsventil 19 auf, um in die obere Kammer S1 hineinzufließen, wie durch den gestrichelten Pfeil in 2 gezeigt. In diesem Moment wird eine notwendige extensionsseitige Dämpfungskraft in dem Hydraulikstoßdämpfer 1 durch einen Fließwiderstand erzeugt, welcher sich ergibt, wenn das Öl durch das extensionsseitige Dämpfungsventil 19 führt. Es ist anzumerken, dass ein Teil des Öls in der unteren Kammer S2 durch den Bypass 21 des Kolbens 12 und den kompressionsseitigen Ölweg 17 in die obere Kammer S1 fließt.
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Zusätzlich fließt während dem Extensionshub ein Teil des Öls in der unteren Kammer S2 von dem Seitenloch 37 der Kolbenstange 3 zu dem Ölweg 36 zwischen der Kolbenstange 3 und der Druckstange 33, und fließt dann durch das kreisförmige Loch 41a des Sitzelements 41 in die obere Kammer S1 hinein. Folglich wird eine Dämpfungskraft in dem Hydraulikstoßdämpfer 1 durch den Fließwiderstand erzeugt, welcher sich ergibt, wenn das Öl durch das kreisförmige Loch 41a des Sitzelements 41 führt. Diese Dämpfungskraft wird durch Verändern des Öffnungsbereichs des kreisförmigen Lochs 41a des Sitzelements 41 durch Auf- und Abbewegen der Druckstange 33 eingestellt. Auch in diesem Fall gleiten, wenn die starke Reaktionskraft auf die Druckstange 33 wirkt, der zweite Schieber 46 und die Federführung 44 entlang des ersten Schiebers 43 gegen die Vorspannkraft der Einstellfeder 45, wie in der oben beschriebenen Situation. Dies verhindert, dass die Ausgangswelle 34a des Schrittmotors 34 einer Kraft gleich oder größer als die Widerstandslast des Schrittmotors 34 unterworfen wird, wodurch eine Desynchronisierung des Schrittmotors 34 verhindert wird und sich eine stabile Einstellung der Dämpfungskraft ergibt. Darüber hinaus kann die Beschädigung des Schrittmotors 34 und des Vorschubspindelmechanismus 35 verlässlich verhindert werden.
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Auch während des Extensionshubs fließt eine Ölmenge gleich eines Volumens eines Teils der Kolbenstange 3, welche aus dem Zylinder 2 austritt, von dem Balg 15, um die obere Kammer S1 zu füllen. Mit anderen Worten fließt das Öl in dem Balg 15 durch die Rückschlagventileinrichtung 16, welche in dem Trennwandelement 14 eingebettet ist, um die obere Kammer S1 zu füllen. Als Ergebnis kontrahiert der Balg 15 und diese Kontraktion des Balgs 15 kompensiert die Volumenänderung der oberen Kammer S1, welche durch die Kolbenstange 3, welche aus dem Zylinder 2 austritt, verursacht wird.
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In dem Hydraulikstoßdämpfer 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie oben beschrieben, gleiten, wenn die Reaktionskraft, welche auf die Druckstange 33 wirkt, eine voreingestellte Last (30 N) der Einstellfeder 45 übersteigt, der zweite Schieber 46 und die Federführung 44 in Bezug auf den ersten Schieber 43 gegen die Vorspannkraft der Einstellfeder 45. Dies verhindert, dass der Schrittmotor 34 der Reaktionskraft gleich oder größer als die Widerstandslast (die maximale Schubkraft) des Schrittmotors 34 unterworfen wird, wodurch eine Desynchronisierung des Schrittmotors 34 verhindert wird und sich ein stabiles Einstellen der Dämpfungskraft ergibt. Darüber hinaus kann die Beschädigung des Schrittmotors 34 und des Vorschubspindelmechanismus 35 verlässlich verhindert werden. Es ist anzumerken, dass die voreingestellte Last der Einstellfeder 45 auf einen Wert gleich oder kleiner als die Schubkraft des Schrittmotors 34 (30 N, in der vorliegenden Ausführungsform) eingestellt ist. Wenn entsprechend eine Reaktionskraft, welche die Schubkraft des Schrittmotors 34 übersteigt, auf die Druckstange 33 wirkt, bewegt sich der zweite Schieber 46 gegen die Vorspannkraft der Einstellfeder 45. Folglich wirkt die Reaktionskraft gleich oder kleiner als die maximale Einstelllast (35 N) der Einstellfeder 45 auf den Schrittmotor 34, wodurch verlässlich das Auftreten einer Desynchronisierung in dem Schrittmotor 34 verhindert wird.
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In dem Hydraulikstoßdämpfer 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist auch in einem Fall, in welchem der zweite Schieber 46 sich zusammen mit der Federführung 44 aufgrund einer übermäßigen Reaktionskraft, welche auf die Druckstange 33 wirkt, entlang des ersten Schiebers 43 bewegt, die Federführung 44, wie in 5 gezeigt, mit dem Stopper 42 in Angrenzung gebracht und wird daran gehindert, weiterzugleiten. Folglich wird ein Teil der exzessiven Reaktionskraft durch den Stopper 42 aufgenommen, und die Kraft, welche auf den Schrittmotor 34 wirkt, wird gleich oder kleiner als die Widerstandslast des Schrittmotors 34 (35 N oder kleiner, in der vorliegenden Ausführungsform) gehalten, wodurch verlässlich die Beschädigung des Schrittmotors 34 und des Vorschubspindelmechanismus 35 verhindert wird.
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Vorstehend wurde die Ausführungsform beschrieben, in welcher die vorliegende Erfindung auf einen umgekehrten Hydraulikstoßdämpfer angewendet wird, dessen Zylinder auf der Fahrzeugkörperseite und dessen Kolbenstange auf der Achsseite montiert ist. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auf einen aufrechten Hydraulikstoßdämpfer angewendet werden, dessen Kolbenstange auf der Fahrzeugkörperseite und dessen Zylinder auf der Achsseite montiert ist.
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Vorstehend wurde auch die Ausführungsform beschrieben, in welcher die vorliegende Erfindung auf den Hydraulikstoßdämpfer angewendet wird, welcher als Hinterraddämpfer zum Aufhängen des Hinterrads des Motorrads in Bezug auf den Fahrzeugkörper verwendet wird. Jedoch versteht es sich von selbst, dass die vorliegende Erfindung auf einen Hydraulikstoßdämpfer zum Aufhängen eines Hinterrads eines jeden anderen Fahrzeugs als dem Motorrad angewendet werden kann.
