DE3103185A1 - Rubber vibration isolator - Google Patents
Rubber vibration isolatorInfo
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Anmelder:Applicant:
Bridgestone Tire Company LimitedBridgestone Tire Company Limited
Titel:Title:
Schwingungsisolator aus KautschukRubber vibration isolator
1313th
8/06498/0649
;.':". . DK.-INO. FKANZ TUESTHOFF;. ': ".. DK.-INO. FKANZ TUESTHOFF
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WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZWUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZ
DIFL.-CHEM. DK. E. FKEIHBKK VON FECHUAN: FKOFESSIONAt KBFKBSENTATIVES BEFORE THB EUKOFEAN FATBNT OFFICX DK.-ING. DIBTEK BBHXBNSDIFL.-CHEM. DK. E. FKEIHBKK FROM FECHUAN: FKOFESSIONAt KBFKBSENTATIVES BEFORE THB EUKOFEAN FATBNT OFFICX DK.-ING. DIBTEK BBHXBNS
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Beschreibungdescription
Schwingungsisolator aus KautschukRubber vibration isolator
Die Erfindung betrifft Schwingungsisolatoren aus Kautschuk und bezieht sich insbesondere auf die Ergebnisse von Versuchen zur Verbesserung der Leistungen von Schwingungsisolatoren aus Kautschuk, die mit Vorteil zur Anbringung von Motoren oder in ähnlichen Fällen verwendbar sind, um Antriebseinheiten· von Kraftfahrzeugen bei jeder Belastung sicher abzustützen. The invention relates to rubber vibration isolators and relates in particular to the results of tests to improve the performance of rubber vibration isolators, which are advantageous for the attachment of Motors or similar cases can be used to safely support drive units of motor vehicles with any load.
Wenn der Motor in dieser Weise abgestützt ist, werden von den Antriebseinheiten des Fahrzeuges Fahrzeugkarosserieschwingungen oder sogenanntes Rütteln von 10 bis 30 Hz, hervorgerufen durch Primärschwingungen der Luftreifen, Schwingungen im Leerlauf, Geräusch von 30 bis 300 Hz u.dgl. erzeugt, so daß es erforderlich ist, diese Schwingungen und Geräusche durch die Motorstütz- oder -befestigungsteile wirksam zu isolieren.When the engine is supported in this way, vehicle body vibrations are generated from the drive units of the vehicle or so-called shaking of 10 to 30 Hz, caused by primary vibrations of the pneumatic tires, vibrations at idle, noise of 30 to 300 Hz and the like are generated, so that it is necessary to remove these vibrations and noises effectively isolate by the engine support or mounting hardware.
Bekannte einfache Schwingungsisolatoren aus Kautschuk werden jedoch durch die Wahl der Federsteife, das Dämpfungsverhalten, die Anordnung der Befestigungsteile an der FahrzeugkarosserieWell-known simple vibration isolators made of rubber are, however, due to the choice of the spring stiffness, the damping behavior, the arrangement of the fastening parts on the vehicle body
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u.dgl. beeinflußt, so daß es schwer ist, mit ihnen die vorstehend beschriebenen Bedingungen völlig zufriedenstellend zu erfüllen.and the like, so that it is difficult to make the above-described conditions completely satisfactory with them fulfill.
Insbesondere sind verschiedene Versuche unternommen worden, ein Dämpfungsvermögen zu schaffen, mit dem sich bei niederfrequenten Schwingungen großer Amplitude die Schwingungsübertragbarkeit herabsetzen läßt. Ein Beispiel hierfür ist der in Fig. 1 dargestellte Schwingungsisolator aus Kautschuk.In particular, various attempts have been made to create a damping capacity with which at low frequencies Vibrations of large amplitude can reduce the transmission of vibrations. An example of this is the Vibration isolator made of rubber shown in FIG. 1.
Beim dargestellten Beispiel werden eine obere und eine untere starre Scheibe 1 und 2 gleichachsig von einem stützenden Stehbolzen 3 zusammengehalten. Zwischen den Scheiben 1 und sind an ihren Innenumfängen zwei Paare oberer und unterer kreisringförmiger, elastischer Elemente 5 und 6 aus Kautschuk angeordnet, zwischen denen eine mit der Fahrzeugkarosserie fest bzw. einstückig verbundene Tragplatte 4 gehalten wird. Die Scheiben 1 und 2 begrenzen zusammen mit den Elementen 5 und 6 eine hohle Kammer, die durch eine Trennwand 8 in eine obere Kammer A1 und eine untere Kammer A? geteilt ist. Die Trennwand 8 dient zur Ausbildung eines kreisringförmigen Zwischenraumes oder einer kreisringförmigen Öffnung 7, die vom Stehbolzen 3 durchdrungen wird. Die Kammern A1und A sind mit nahezu inkompressiblem Wasser o.dgl. als Dämpfungsflüssigkeit gefüllt.In the example shown, an upper and a lower rigid disk 1 and 2 are held together coaxially by a supporting stud bolt 3. Between the disks 1 and 2, two pairs of upper and lower circular, elastic elements 5 and 6 made of rubber are arranged on their inner peripheries, between which a support plate 4, which is fixedly or integrally connected to the vehicle body, is held. The disks 1 and 2, together with the elements 5 and 6, define a hollow chamber which is divided by a partition 8 into an upper chamber A 1 and a lower chamber A ? is divided. The partition wall 8 serves to form an annular gap or an annular opening 7 through which the stud bolt 3 penetrates. The chambers A 1 and A are with almost incompressible water or the like. filled as a damping fluid.
Wenn am Stehbolzen 3 niederfrequente Schwingungen angreifen, erzwingen die Scheiben 1 und 2 zusammen mit dem Stehbolzen eine abwechselnde Volumenänderung der oberen Kammer A. und der unteren Kammer Ap, bei der die Dämpfungsflüssigkeit durch die Öffnung 7 hindurchströmt; folglich wird durch den im Flüssigkeitsstrom hervorgerufenen Viskositätswiderstand eine große Dämpfungskraft erzeugt. Dagegen kommt bei hochfrequenten Schwingungen die von der genannten Strömung ausgehende druckausgleichende Wirkung schwerlich zustande, so daß solche hochfrequente Schwingungen hauptsächlich durch die Biege-If low-frequency vibrations attack the stud bolt 3, the discs 1 and 2 force it together with the stud bolt an alternating change in volume of the upper chamber A. and the lower chamber Ap, in which the damping fluid passes through the opening 7 flows therethrough; consequently, the viscosity resistance created in the liquid flow becomes a large damping force generated. On the other hand, in the case of high-frequency vibrations, the flow emanating from the aforementioned flow occurs pressure-equalizing effect is difficult to achieve, so that such high-frequency vibrations are mainly caused by the bending
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Verformung der kreisringförmigen Elemente 5 und 6 aus Kautschuk gedämpft werden. Im letzteren Falle wird jedoch die dynamische Federsteife der Verbundstruktur, die sich aus den EIe*- menten 5 und 6 und der Dämpfungsflüssigkeit zusammensetzt, mit der die von den Elementen 5 und 6 gebildete hohle Kammer gefüllt ist, auf etwa das 4- bis 5fache der statischen Federsteife des Elastomeren bzw. Kautschuks erhöht, so daß die Schwingungsdämpfung bei hochfrequenter Schwingung gegenüber der Dämpfung des bekannten einfachen Schwingungsisolat'ors aus Kautschuk beträchtlich verschlechtert ist.Deformation of the circular ring-shaped elements 5 and 6 made of rubber be dampened. In the latter case, however, the dynamic spring stiffness of the composite structure, which is made up of the EIe * - elements 5 and 6 and the damping fluid, with which the hollow chamber formed by the elements 5 and 6 is filled to about 4 to 5 times the static spring stiffness of the elastomer or rubber increases, so that the vibration damping in the case of high-frequency vibration is considerably worsened compared to the damping of the known simple vibration isolator made of rubber.
Der Erfindung liegt daher die .Aufgabe zugrunde, die Schwingungsisolierung zu verbessern, d.h. die Schwingungsübertragung im Betriebsfrequenzbereich eines Schwingungsisolators aus Kautschuk wirkungsvoll herabzusetzen. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß die Erkenntnis angewandt, daß die Federkonstante von Kautschukoder kautschukähnlichem bzw. kautschukelastischen Elastomeren in Schubrichtung, also bei Scherspannungen geringer ist als bei Druckspannungen.The invention is therefore based on the task, vibration isolation to improve, i.e. the vibration transmission in the operating frequency range of a vibration isolator made of rubber effectively reduce. To this end, according to the invention applied the knowledge that the spring constant of rubber or rubber-like or rubber-elastic elastomers in the direction of thrust, i.e. lower shear stresses than with Compressive stresses.
Gemäß dem Hauptmerkmal der Erfindung hat ein Schwingungsisolator aus Kautschuk ein durch Formen hergestelltes becherförmiges Hauptteil, das nahe seiner Öffnung einen kreisringförmigen äußeren Flansch aus Kautschuk oder einem kautschukelastischen Werkstoff aufweist, der von ihm radial wegragt und eine Oberseite von konischer Gestalt hat, eine äußere Hülse, die mit dem Außenumfang des Flansches abdichtend verbunden ist, eine innere Hülse mit einem Abschnitt, der nahe dem Außenumfang des Hauptteils unter Abdichtung in den Flansch eingebettet ist, ein Tragteil, das mit der äußeren Hülse abdichtend so verbunden ist, daß es zusammen mit dem Hauptteil und dem Flansch einen mit Flüssigkeit gefüllten Raum bildet, und eine Lochplatte, die mit dem Innenumfang des Hauptteils nahe dessen Öffnung durch die Wirkung von Haftkräften soAccording to the main feature of the invention has a vibration isolator made of rubber, a cup-shaped main part produced by molding, which near its opening has an annular shape has outer flange made of rubber or a rubber-elastic material that protrudes radially from it and has a top conical in shape, an outer sleeve sealingly connected to the outer periphery of the flange is, an inner sleeve having a portion that is close to the outer periphery of the main part sealing into the flange is embedded, a support part which is sealingly connected to the outer sleeve so that it is together with the main part and the flange forms a liquid-filled space, and a perforated plate that is connected to the inner periphery of the main part near its opening by the effect of adhesive forces so
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verbunden ist, daß sie den Raum in zwei Kammern teilt.is connected that it divides the room into two chambers.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch den weiter oben beschriebenen bekannten Schwingungsisolator aus Kautschuk, Fig. 2 und 3 Längsschnitte durch AusfUhrungsformen des Schwingungsisolators aus Kautschuk gemäß der Erfindung.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings. It shows: 1 shows a longitudinal section through the known rubber vibration isolator described above, 2 and 3 are longitudinal sections through embodiments of the Rubber vibration isolator according to the invention.
Bei der in Fig. 2 dargestellten bevorzugten AusfUhrungsform des Schwingungsisolators aus Kautschuk gemäß der Erfindung weist ein durch Formen hergestelltes becherförmiges Hauptteil R nahe seiner Öffnung einen Scherring oder kreisringförmigen äußeren Flansch 10 auf, der von ihm radial wegragt und an seiner Oberseite 10a konisch gestaltet ist. Das Hauptteil R und der Flansch 10 sind aus Kautschuk oder einem kautschukelastischen Werkstoff hergestellt. Der Flansch 10 ist an seinem Außenumfang 11 mit einer äußeren Hülse 12 an deren Innenumfangsflache 13 abdichtend verbunden, beispielsweise durch Vulkanisieren o.dgl. In den Flansch 10 ist nahe dem Außenutnfang des Hauptteils R ein Abschnitt einer inneren Hülse 15 so eingebettet, daß eine Außenumfangsflache 16 der Hülse 15 mit einer Innenumfangsf\äche 14 des Flansches 10 abdichtend verbunden ist, beispielsweise durch Vulkanisieren o.dgl. In diesem Falle wirkt das Hauptteil R als innere Bekleidung 23 der inneren Hülse 15.In the preferred embodiment shown in FIG of the rubber vibration isolator according to the invention has a cup-shaped main part made by molding R near its opening a shear ring or circular ring-shaped outer flange 10, which projects radially away from it and is conical on its upper side 10a. The main part R and the flange 10 are made of rubber or a rubber elastic Material made. The flange 10 is on its outer periphery 11 with an outer sleeve 12 on their Inner circumferential surface 13 sealingly connected, for example by vulcanizing or the like. In the flange 10 is near the outer groove of the main part R, a portion of an inner Sleeve 15 embedded so that an outer peripheral surface 16 of the Sleeve 15 with an inner peripheral surface 14 of flange 10 is sealingly connected, for example by vulcanization or the like. In this case, the main part R functions as an inner cladding 23 of the inner sleeve 15.
Die äußere Hülse 12 und die innere Hülse 15 sind aus einem starren Werkstoff, beispielsweise Metall o.dgl. hergestellt, der die axialen Bewegungen der Hülsen 12 und 15 auf den Flansch 10 zu übertragen vermag. Die Hülse 12 ist mit einem Tragteil 18, mit dem ein Befestigungsstehbolzen 17 fest bzw. einstückig verbunden ist, in herkömmlicher Weise, beispielsweise durch eine Umbördelung 19, einen dichten Falz o.dgl. abdichtend verbunden. An der dem Tragteil 18 abgewandten Seite verläuft ein freier Rand 20 der Hülse 15 radial nachThe outer sleeve 12 and the inner sleeve 15 are made of a rigid material, for example metal or the like. manufactured, which is able to transmit the axial movements of the sleeves 12 and 15 to the flange 10. The sleeve 12 is with a Support part 18, with which a fastening stud 17 is firmly or integrally connected, in a conventional manner, for example by a bead 19, a tight fold or the like. sealingly connected. At the side facing away from the support part 18 Side runs a free edge 20 of the sleeve 15 radially
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außen. Die Hülse 15 ist an einer vorbestimmten Stelle einer Fahrzeugkarosserie 21 mit oder ohne Zwischenschaltung eines weiteren Stutzteils befestigt. Auf diese Weise wird die Last einer am Befestigungsstehbolzen 17 aufgenommenen Antriebseinheit eines Kraftfahrzeuges vom Flansch 10 getragen.Outside. The sleeve 15 is at a predetermined location a Vehicle body 21 attached with or without the interposition of a further support part. That way the load becomes a drive unit of a motor vehicle received on the fastening stud 17 and carried by the flange 10.
In der Hülse 15 oder in der Fahrzeugkarosserie 21 kann ein Luftloch 15a ausgebildet sein, um das ungehinderte Einströmen von Luft in den vom Hauptteil R, der Hülse 15 und der Fahrzeugkarosserie 21 begrenzten Raum zu ermöglichen.In the sleeve 15 or in the vehicle body 21 can be a Air hole 15a may be formed to allow air to flow freely into the from the main part R, the sleeve 15 and the vehicle body 21 to allow limited space.
Selbstverständlich kann auch das Tragteil 18 an der Fahrzeugkarosserie 21 befestigt werden. In diesem Falle ist mit dem freien Ende der Hülse 15 ein weiteres Stützteil mit einem Befestigungsstehbolzen verbunden, an dem die Antriebseinheit des Kraftfahrzeuges aufgenommen wird.Of course, the support part 18 can also be attached to the vehicle body 21 are attached. In this case, the free end of the sleeve 15 is a further support part with a Fastening studs connected to which the drive unit of the motor vehicle is received.
Für das Verbinden des Tragteils 18 mit der äußeren Hülse 12 ist es von Vorteil, wenn am Flansch 10 ein von dessen Außenumfang 11 nach außen herausragender Rand 22.ausgebildet ist. Dann kommt die Abdichtung des Flansches 10 dadurch zustande, daß das Tragteil 18 zusammen mit dem herausragenden Rand 22 des Flansches 10 in die Umbördelung 19 der äußeren Hülse 12 eingesetzt wird.For connecting the support part 18 to the outer sleeve 12, it is advantageous if one of the outer circumference of the flange 10 is provided 11 outwardly protruding edge 22 is formed. Then the sealing of the flange 10 comes about by that the support part 18 together with the protruding edge 22 of the flange 10 into the flange 19 of the outer sleeve 12 is used.
Das Hauptteil R, der Flansch 10 und das Tragteil 18 bilden zusammen einen volumenveränderlichen Raum, der durch eine Lochplatte 26, die mit einer Öffnung 25 zur Drosselung eines Flüssigkeitsstromes versehen und nahe der Öffnung des Hauptteils R mit dessen Innenumfang durch die Wirkung von Haftkräften verbunden ist, in eine Hauptkammer B1 und eine Nebenkammer Bp geteilt ist. Diese beiden Kammern B1 und B_ werden vor dem Herstellen der Umbördelung 19 mit einer Dämpfungsflüssigkeit C gefüllt.The main part R, the flange 10 and the support part 18 together form a volume-variable space, which is connected by a perforated plate 26, which is provided with an opening 25 for restricting a flow of liquid and near the opening of the main part R with its inner circumference by the action of adhesive forces , is divided into a main chamber B 1 and a secondary chamber Bp. These two chambers B 1 and B_ are filled with a damping liquid C before the flanging 19 is produced.
Wenn bei dem Schwingungsisolator aus Kautschuk mit der vor-If the rubber vibration isolator is
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stehend beschriebenen Konstruktion gemäß der Erfindung das Tragteil 18 um einen bestimmten Betrag aus seiner statischen belasteten Stellung herausbewegt wird, wird zwischen der Hauptkammer B1 und der Nebenkammer B2 ein Druckunterschied in der Verstellungsrichtung erzeugt. Folglich fließt die in diesen Kammern enthaltene Dämpfungsflüssigkeit C durch die Öffnung 25 hindurch abwechselnd zwischen der Hauptkammer B- und der Nebenkammer Bp, um den Druckunterschied zu verringern. Eine solche Flüssigkeitsströmung wird offensichtlich durch Dehnen und Zusammenziehen eines flexiblen Bodens 24 des Hauptteils R hervorgerufen.The construction described above according to the invention, the support part 18 is moved by a certain amount from its statically loaded position, a pressure difference is generated between the main chamber B 1 and the secondary chamber B 2 in the direction of adjustment. As a result, the damping liquid C contained in these chambers flows through the opening 25 alternately between the main chamber B- and the sub-chamber B p to reduce the pressure difference. Such a flow of liquid is evidently caused by the expansion and contraction of a flexible bottom 24 of the main part R.
Insbesondere wenn die genannte Verstellung aufgrund einer niederfrequenten Schwingung zustände kommt, wird der Druckunterschied zwischen der Hauptkammer B1 und der Nebenkammer Β- durch das abwechselnde Strömen der Dämpfungsflüssigkeit C durch die Öffnung 25 nahezu vollständig ausgeglichen, wobei eine wirkungsvolle Dämpfungskraft aufgrund der Drosselung des■Flüssigkeitsstromes durch die Öffnung 25 erzeugt wird.In particular, if the aforementioned adjustment occurs due to a low-frequency oscillation, the pressure difference between the main chamber B 1 and the secondary chamber Β- is almost completely compensated by the alternating flow of the damping fluid C through the opening 25, with an effective damping force due to the throttling of the fluid flow is generated by the opening 25.
Wenn dagegen die Schwingungszahl über einen bestimmten Wert hinaus ansteigt oder bei einem Zusammenstoß kurzzeitig eine hohe Belastung auftritt, bleibt zur Drosselung des Flüssigkeitsstromes durch die Öffnung 25 keine Zeit. In diesem Fall erfährt der Flansch 10 zwischen der äußeren Hülse 12 und der inneren Hülse 15 eine Schubverformung, um eine Dämpfungswirkung aufgrund der inneren Reibung des Flansches 10 zu erzeugen. Im letzteren Falle beträgt die dynamische Federkonstante des Flansches 10 in der Schubrichtung entsprechend den Eigenschaften seines Kautschuks nur etwa das 2fache seiner statischen Federkonstante, so daß die Schwingungsübertragung im Bereich hochfrequenter Schwingung nicht merklich verschlechtert ist.If, on the other hand, the number of vibrations rises above a certain value or if there is a collision for a short time high load occurs, there is no time to throttle the flow of liquid through the opening 25. In this case the flange 10 experiences a shear deformation between the outer sleeve 12 and the inner sleeve 15 in order to generate a damping effect due to the internal friction of the flange 10. In the latter case, the dynamic spring constant of the flange 10 in the thrust direction is correspondingly the properties of its rubber only about twice that of its static spring constant, so that the vibration transmission in the range of high-frequency vibration does not noticeably deteriorate is.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform des Schwingungsisolators aus Kautschuk gemäß der Erfindung ist einIn the embodiment of the vibration isolator shown in FIG. 3 of rubber according to the invention is a
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kreisringformiger äußerer Flansch 10' des Hauptteils R an seinem Außenuinfang konisch und mit einer äußeren Hülse 12' von entsprechender konischer Gestalt abdichtend verbunden. Dieser Schwingungsisolator aus Kautschuk vermag ungefähr dieselben Leistungen zu erbringen, die im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurden.circular outer flange 10 'of the main part R on its outer rim conical and with an outer sleeve 12 ' connected in a sealing manner by a corresponding conical shape. This rubber vibration isolator is approximately capable of to provide the same services that were described in connection with FIG.
Bei dem Schwingungsisolator aus Kautschuk gemäß der Erfindung können nicht nur die Schwingungen von verhältnismäßig niedriger Frequenz durch die Dämpfungskraft, welche sich aus der Drosselung der Dämpfungsflüssigkeitsströmung ergibt, in vorteilhafter Weise gedämpft werden, sondern es können auch die Schwingungen von verhältnismäßig hoher Frequenz durch die Dämpfungswirkung verringert werden, die auf der inneren Reibung des Flansches 10 bzw. 10' in der Schubrichtung beruht, ohne daß eine merkliche Behinderung infolge der Dämpfungswirkung der Dämpfungsflüssigkeit auftritt. Im letzteren Falle wird die dynamische Federkonstante oder -steife bei der Schubverformung des Flansches 10 bzw. 10' nur auf etwa das 2fache der statischen Federsteife erhöht. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß der Schwingungsisolator aus Kautschuk gemäß der Erfindung eine verbesserte Dämpfungswirkung bei der hochfrequenten Schwingung wirkungsvoll zu erzeugen vermag und die dynamische Vergrößerung der Federsteife in vorteilhafter Weise verringern kann. In the vibration isolator made of rubber according to the invention, not only the vibrations of relatively low frequency due to the damping force, which results from the throttling of the damping fluid flow results, be dampened in an advantageous manner, but it can also the vibrations of relatively high frequency can be reduced by the damping effect on the internal friction of the flange 10 or 10 'in the thrust direction is based without any noticeable hindrance occurring due to the damping effect of the damping fluid. In the latter The dynamic spring constant or stiffness only increases during the shear deformation of the flange 10 or 10 ' about twice the static spring stiffness increased. From the It can be seen from the above that the rubber vibration isolator according to the invention has an improved damping effect at the high-frequency oscillation is able to produce effectively and can reduce the dynamic increase in the spring stiffness in an advantageous manner.
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- 1981-01-30 FR FR8101868A patent/FR2475172A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0042911A2 (en) * | 1980-06-27 | 1982-01-06 | Boge GmbH | Mounting with a single hydraulic damping chamber |
| EP0042911A3 (en) * | 1980-06-27 | 1982-04-21 | Boge Gmbh | Mounting with a single hydraulic damping chamber |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2475172A1 (en) | 1981-08-07 |
| AU6667681A (en) | 1981-08-13 |
| AU523200B2 (en) | 1982-07-15 |
| JPS56109935A (en) | 1981-08-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8130 | Withdrawal |