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HINTERGRUND
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Stoßdämpfer, der Vibrationen dämpft, die von einer Straßenoberfläche auf ein Fahrzeug übertragen werden, und im Besonderen auf einen amplitudenselektiven Stoßdämpfer, der eine niedrige Dämpfungskrafteigenschaft im Ansprechen auf den Eingang von Hochfrequenzvibrationen bereitstellt, die niedrige Amplituden haben und häufig auftreten, wodurch der Fahrkomfort eines Fahrzeugs verbessert wird.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Im Allgemeinen ist ein Fahrzeug mit einem Aufhängungssystem ausgestattet, um den Fahrkomfort durch Absorbieren oder Lindern von Stößen oder Vibrationen, die von der Straßenoberfläche auf die Achse während des Fahrens auf der Straße übertragen werden, zu verbessern. Ein Bestandteil des Aufhängungssystems ist ein Stoßdämpfer. Der Stoßdämpfer ist zwischen der Achse und dem Fahrzeugkörper angeordnet und weist einen Zylinder und eine in dem Zylinder bewegbare Kolbenstange auf. Der Zylinder ist mit einer Dämpfungsflüssigkeit, beispielsweise Gas oder Öl, gefüllt, die von einem Kolbenventil bewegt wird, das an einem Ende der Kolbenstange befestigt ist, um eine Dämpfungskraft zu erzeugen.
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Als solches ist ein herkömmlicher Stoßdämpfer insofern eingeschränkt, als er vorgegebene Dämpfungskrafteigenschaften gemäß der Veränderung des Straßenzustands oder der Fahrhaltung eines Fahrzeugs aufweist. Anders ausgedrückt kann eine niedrige Dämpfungskrafteigenschaft den Fahrkomfort des Fahrzeugs verbessern, kann jedoch keine stabile Fahrhaltung desselben aufrecht erhalten. Umgekehrt kann eine hohe Dämpfungskrafteigenschaft die stabile Fahrhaltung des Fahrzeugs aufrecht erhalten, bringt jedoch eine Verschlechterung des Fahrkomforts mit sich. Als solches ist der herkömmliche Stoßdämpfer nicht fähig, Dämpfungskrafteigenschaften im Ansprechen auf Veränderungen des Straßenzustands oder der Fahrhaltung des Fahrzeugs zu steuern.
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Demgemäß wurde, um das Problem eines derartigen herkömmlichen Stoßdämpfers zu lösen, ein amplitudenselektiver Stoßdämpfer entwickelt, um variable Dämpfungskrafteigenschaften gemäß der Verschiebung der Kobenstange bereitzustellen.
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1 ist eine Querschnittsansicht eines Teils eines herkömmlichen amplitudenselektiven Stoßdämpfers, der fähig ist, variable Dämpfungskrafteigenschaften gemäß der Verschiebung einer Kolbenstange bereitzustellen.
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Unter Bezug auf 1 weist der herkömmliche amplitudenselektive Stoßdämpfer einen Zylinder 10 auf, eine Kolbenstange 20, die in dem Zylinder 10 axial bewegbar ist, ein stationäres Kolbenventil 30, das fest an der Kolbenstange 20 angebracht ist, um den Raum des Zylinders 10 in eine Ausfederungskammer und eine Druckkammer zu unterteilen, und ein schwimmendes Kolbenventil 40, das an der Kolbenstange 20 so angebracht ist, dass es in axialer Richtung in der Ausfederungskammer bewegbar ist.
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Ein Puffer 50 ist an der Kolbenstange 20 über dem schwimmenden Kolbenventil 40 befestigt. Eine Rückstellfeder 60 und Rastfedern 70 sind zwischen dem schwimmenden Kolbenventil 40 und dem stationären Kolbenventil 30 bzw. zwischen dem schwimmenden Kolbenventil 40 und dem Puffer 50 angeordnet.
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Der Abstand von dem oberen Ende des stationären Kolbenventils 30 bis zu dem unteren Ende des Puffers 50 wird von der gewünschten Ausgestaltung des Enderzeugnisses bestimmt.
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Herkömmlich sind die Rückstellfedern 60 und die Rastfedern 70 zwischen dem schwimmenden Kolbenventil 40 und dem stationären Kolbenventil 30 und zwischen dem schwimmenden Kolbenventil 40 und dem Puffer 50 angebracht. Hier sind sie, da die Rückstellfeder 60 und die Rastfedern 70 Federn vom Spiraltyp sind, im Wesentlichen lang. Demgemäß kann, wenn der Abstand von dem oberen Ende des stationären Kolbenventils 30 bis zu dem unteren Ende des Puffers 50 gemäß der gewünschten Ausgestaltung des Enderzeugnisses klein ist, das schwimmende Kolbenventil 40 nicht an dem amplitudenselektiven Stoßdämpfer angebracht werden.
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Wie in den 2 und 3 deutlich gezeigt ist, weist bei dem herkömmlichen amplitudenselektiven Stoßdämpfer das schwimmende Kolbenventil 40 einen ringförmigen Ventilkörper 41 mit Flüssigkeitsdurchtrittslöchern 41a auf, ein Paar von oberen und unteren Ventilscheiben 43, die an oberen und unteren Seiten des Ventilkörpers 41 angebracht sind, um eine Dämpfungskraft zu erzeugen, ein Paar von oberen und unteren Ventilfedern vom Spiralwellentyp 45, die an oberen und unteren Seiten der oberen und unteren Ventilscheiben 43 angebracht sind, um die Ventilscheiben 43 zu komprimieren, und ein Paar von oberen und unteren Kopplungsstützelementen 47, die über die obere Seite der oberen Ventilfeder vom Spiralwellentyp 45 und die untere Seite der unteren Ventilfeder vom Spiralwellentyp 45 mit dem Ventilkörper 41 verbunden sind, um die Ventilscheiben 43 und die Ventilfedern vom Spiralwellentyp 45 zwischen den Kupplungsstützelementen 47 und dem Ventilkörper 41 zu halten.
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Andererseits ist herkömmlicherweise jedes der Kopplungsstützelemente 47 aus einem ringförmigen Stützabschnitt 47a und Kopplungsabschnitten 47b zusammengesetzt, die an einer gesamten Innenkante des ringförmigen Stützabschnitts 47a ausgebildet sind. Hier sind die Kopplungsabschnitte 47b, wenn sie an den Ventilkörper 41 gekoppelt sind, in den Innendurchmesser des Ventilkörpers 41 eingesetzt, während sie an den Innendurchmesser des Ventilkörpers 41 angrenzen, so dass der Innendurchmesser des Ventilkörpers 41 unweigerlich mit der Stärke der Kopplungsabschnitte 47b des Kopplungsstützelements 47 anwächst. Demgemäß wird der Bereich der Grenzfläche zwischen dem ringförmigen Abschnitt des Ventilkörpers 41 und dem ringförmigen Stützabschnitt 47a des Kopplungsstützelements 47 um einen größeren Betrag des Innendurchmessers des Ventilkörpers 41 verkleinert, so dass die Breite der Ventilscheiben 43 um den größeren Betrag des Innendurchmessers des Ventilkörpers 41 verringert wird. Folglich verwendet das herkömmliche schwimmende Kolbenventil als Ventilfedern, die zwischen dem Ventilkörper 41 und den Kopplungsstützelementen 47 anzubringen sind, um die Ventilscheiben 43 zu komprimieren, Ventilfedern vom Spiralwellentyp, die teuer sind und einen engen Anbringungsbereich benötigen, anstelle von Ventilblattfedern vom Dreibeintyp, die günstig sind und einen großen Anbringungsbereich benötigen.
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DE 10 2005 040 283 A1 beschreibt einen Schwingungsdämpfer mit einem Zylinder, in dem eine Kolbenstange axial beweglich geführt ist, wobei an der Kolbenstange ein erster Kolben ortsfest und ein zweiter, mit mindestens einer von einer Federanordnung vorgespannten Ventilscheibe bestückter Kolben gegen eine Federkraft von mindestens einer Stützfeder axial verschiebbar gelagert ist.
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Demgemäß ist es Aufgabe von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, einen amplitudenselektiven Stoßdämpfer bereitzustellen, der so konfiguriert ist, dass ein schwimmendes Kolbenventil auch dann angebracht werden kann, wenn der Abstand von dem oberen Ende eines stationären Kolbenventils zu dem unteren Ende eines Puffers gering ist.
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Weiteres Ziel von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es, einen amplitudenselektiven Stoßdämpfer bereitzustellen, der so konfiguriert ist, dass ein schwimmendes Kolbenventil auch dann angebracht werden kann, wenn der Abstand von dem oberen Ende eines stationären Kolbenventils zu dem unteren Ende eines Puffers gering ist, während ein Bereich zum Anbringen einer günstigen Ventilblattfeder vom Dreibeintyp zwischen einem Ventilkörper und einem Kopplungsstützelement sichergestellt wird.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zum Lösen der Aufgaben ein amplitudenselektiver Stoßdämpfer bereitgestellt, der fähig ist, Dämpfungskrafteigenschaften gemäß der Verschiebung einer Kolbenstange zu verändern. Der amplitudenselektive Stoßdämpfer weist einen Zylinder auf, eine Kolbenstange, die axial in dem Zylinder bewegbar ist, ein stationäres Kolbenventil, das fest an der Kolbenstange angebracht ist, um den Raum des Zylinders in eine Ausfederungskammer und eine Druckkammer zu unterteilen, ein schwimmendes Kolbenventil, das an der Kolbenstange so angebracht ist, dass es in axialer Richtung in der Ausfederungskammer bewegbar ist, und einen Puffer, der an der Kolbenstange über dem schwimmenden Kolbenventil befestigt ist, wobei abgestumpfte kegelförmige Blattfedern zwischen dem schwimmenden Kolbenventil und dem stationären Kolbenventil bzw. zwischen dem schwimmenden Kolbenventil und dem Puffer angeordnet sind, wobei in jeder der abgestumpften kegelförmigen Blattfedern eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen radial ausgebildet ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Querschnittsansicht eines Teils eines herkömmlichen amplitudenselektiven Stoßdämpfers, der fähig ist, variable Dämpfungskrafteigenschaften gemäß der Verschiebung einer Kolbenstange bereitzustellen;
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2 ist eine Seitenschnittansicht eines schwimmenden Kolbenventils des amplitudenselektiven Stoßdämpfers von 1;
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3 ist eine perspektivische Einzelteildarstellung des schwimmenden Kolbenventils des amplitudenselektiven Stoßdämpfers von 1;
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4 ist eine Querschnittsansicht eines Teils eines amplitudenselektiven Stoßdämpfers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 ist eine perspektivische Ansicht eines amplitudenselektiven Stoßdämpfers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6 ist eine perspektivische Teilausschnittzeichnung des schwimmenden Kolbenventils von 5;
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7 ist eine Einzelteilzeichnung des schwimmenden Kolbenventils von 5;
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8 ist eine Ansicht, die den zusammengebauten Zustand von abgestumpften kegelförmigen Blattfedern in 5 zeigt;
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9 ist eine Detailansicht, die die abgestumpfte kegelförmige Blattfeder und ein Kopplungsstützelement getrennt voneinander zeigt; und
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10 ist eine perspektivische Detailansicht einer an einer Kolbenstange befestigten Stützplatte.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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4 ist eine Querschnittsansicht eines Teils eines amplitudenselektiven Stoßdämpfers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie gezeigt, weist der amplitudenselektive Stoßdämpfer gemäß dieser Ausführungsform einen Zylinder 110 auf, eine Kolbenstange 120, die in dem Zylinder 110 axial bewegbar ist, ein stationäres Kolbenventil 130, das fest an der Kolbenstange 120 angebracht ist, um den Raum des Zylinders 110 in eine Ausfederungskammer und eine Druckkammer zu unterteilen, ein schwimmendes Kolbenventil 140, das an der Kolbenstange 120 so angebracht ist, dass es in axialer Richtung in der Druckkammer bewegbar ist, und einen Puffer 150, der über dem schwimmenden Kolbenventil 140 an der Kolbenstange 120 befestigt ist.
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Des Weiteren weist der amplitudenselektive Stoßdämpfer abgestumpfte kegelförmige Blattfedern 160 auf, die zwischen dem schwimmenden Kolbenventil 140 und dem stationären Kolbenventil 130 bzw. zwischen dem schwimmenden Kolbenventil 140 und dem Puffer 150 angeordnet sind. Jede der abgestumpften kegelförmigen Blattfedern 160 weist eine Vielzahl von radial darin ausgebildeten Durchgangsbohrungen 161 auf.
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5 ist eine perspektivische Ansicht des schwimmenden Kolbenventils des amplitudenselektiven Stoßdämpfers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, 6 ist eine perspektivische Teilausschnittzeichnung des schwimmenden Kolbenventils von 5, und 7 ist eine Einzelteilzeichnung des schwimmenden Kolbenventils von 5. Wie darin gezeigt ist, weist das schwimmende Kolbenventil 140 gemäß der Ausführungsform einen ringförmigen Ventilkörper 141, ein Paar von oberen und unteren Ventilscheiben 143, ein Paar von oberen und unteren Ventilblattfedern vom Dreibeintyp 145 und ein Paar von oberen und unteren Kopplungsstützelementen 147 auf.
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Der ringförmige Ventilkörper 141 ist mit Flüssigkeitsdurchtrittslöchern 141a versehen, durch die eine Flüssigkeit ober- und unterhalb des schwimmenden Kolbenventils 140 hindurchtritt.
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Die oberen und unteren Ventilscheiben 143 sind an oberen und unteren Seiten des Ventilkörpers 141 angebracht, um eine Dämpfungskraft zu erzeugen.
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Die oberen und unteren Ventilblattfedern vom Dreibeintyp 145 sind an der Oberseite der oberen Ventilscheibe 143 und der Unterseite der unteren Ventilscheibe 143 angebracht, um die Ventilscheiben 143 zu komprimieren.
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Die oberen und unteren Kopplungsstützelemente 147 sind über die Oberseite der oberen Ventilblattfeder vom Dreibeintyp 145 und die Unterseite der unteren Ventilblattfeder vom Dreibeintyp 145 an den ringförmigen Ventilkörper 141 gekoppelt, um die Ventilscheiben 143 und die Ventilblattfedern vom Dreibeintyp 145 zwischen den Kopplungsstützelementen 147 und dem Ventilkörper 141 zu halten.
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Jedes der Kopplungsstützelemente 147 ist aus einem ringförmigen Stützabschnitt 147a und Kopplungsabschnitten 147b zusammengesetzt, die teilweise an der Außenkante des ringförmigen Stützabschnitts 147a ausgebildet sind.
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Die Kopplungsabschnitte 147b sind durch Teile der Außenkante des Ventilkörpers 141 mittels eines Kopplungsrings 149 an dem Ventilkörper 141 befestigt.
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Der ringförmige Ventilkörper 141 ist an seiner äußeren Umfangsfläche mit länglichen Einführnuten 141b für die Kopplungsabschnitte versehen, durch die die Kopplungsabschnitte 147b eingeführt werden bzw. durchtreten.
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Des Weiteren ist jede der Ventilscheiben 143 an der äußeren Umfangsfläche mit Einführnuten 143a für die Kopplungsabschnitte versehen, durch die die Kopplungsabschnitte 147b eingeführt werden bzw. durchtreten.
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Jeder der Kopplungsabschnitte 147b ist an seiner Außenfläche mit einer Einführnut 148 für den Kopplungsring versehen, in die der Kopplungsring 149 eingeführt wird.
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Des Weiteren ist der ringförmige Ventilkörper 141 an seiner äußeren Umfangsfläche mit einer Außenumfangs-Einführnut 141c für den Kopplungsring versehen, in die der Kopplungsring 149 eingeführt wird.
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Die äußere Umfangsfläche des Kopplungsrings 149 steht in engem Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des Zylinders 110, und ein (nicht gezeigtes) Teflonband ist an der äußeren Umfangsfläche des Kopplungsrings 149 befestigt, um es dem stationären Kolbenventil 130 zu ermöglichen, sich in Bezug auf die innere Umfangsfläche des Zylinders 110 auf und ab zu bewegen, während es eine Lücke zwischen der äußeren Umfangsfläche des Kopplungsrings 149 und der inneren Umfangsfläche des Zylinders 110 abdichtet.
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8 ist eine Ansicht, die den zusammengebauten Zustand von abgestumpften kegelförmigen Blattfedern in 5 zeigt, und 9 ist eine Detailansicht, die die abgestumpfte kegelförmige Blattfeder und ein Kopplungsstützelement getrennt voneinander zeigt. Wie in den 8 und 9 gezeigt ist, sind Abschnitte der abgestumpften kegelförmigen Blattfedern 160 mit kleinerem Durchmesser an dem Paar von oberen und unteren Kopplungsstützelementen 147 des schwimmenden Kolbenventils 140 befestigt.
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Der Abschnitt der abgestumpften kegelförmigen Blattfeder 160 mit kleinerem Durchmesser ist mit Befestigungsteilen 162 versehen.
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Des Weiteren ist in jedem der oberen und unteren Kopplungsstützelemente der ringförmige Stützabschnitt 147a an seiner Außenfläche mit Befestigungsteil-Einführnuten 147c versehen, in die die Befestigungsteile 162 der abgestumpften kegelförmigen Blattfeder 160 eingeführt und darin befestigt werden.
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Des Weiteren ist der Puffer 150 an seinem unteren Ende mit einer Stützplatte 170 versehen, die einen Abschnitt der abgestumpften kegelförmigen Blattfeder 160 mit größerem Durchmesser stützt, deren Abschnitt mit kleinerem Durchmesser an dem oberen Kopplungsstützelement 147 des schwimmenden Kolbenventils 140 befestigt ist.
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10 ist eine perspektivische Detailansicht der an der Kolbenstange befestigten Stützplatte. Wie in 10 gezeigt ist, ist die Stützplatte 170 an ihrem Umfang mit Flüssigkeitsdurchtrittsnuten 171 versehen, durch die ober- und unterhalb der Stützplatte 170 Flüssigkeit hindurchtritt.
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Gemäß dieser Ausführungsform verwendet der Stoßdämpfer die abgestumpften kegelförmigen Blattfedern 160 anstelle von Spiralfedern zwischen dem schwimmenden Kolbenventil 140 und dem stationären Kolbenventil 130 bzw. zwischen dem schwimmenden Kolbenventil 140 und dem Puffer 150, um den Abstand zu verringern, der von den abgestumpften kegelförmigen Blattfedern in dem Stoßdämpfer besetzt wird, so dass das schwimmende Kolbenventil auch dann in dem Stoßdämpfer angebracht werden kann, wenn der Abstand von dem oberen Ende des stationären Kolbenventils zu dem unteren Ende des Puffers gering ist.
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Des Weiteren sind gemäß dieser Ausführungsform die Kopplungsabschnitte 147, die teilweise an der Außenkante des ringförmigen Stützelements 147a des Kopplungsstützelements 147 ausgebildet sind, durch Teile der Außenkante des Ventilkörpers 141 an dem Ventilkörper 141 befestigt, so dass der Innendurchmesser des Ventilkörpers 141 weder durch die Stärke der Kopplungsabschnitte 147c des Kopplungsstützelements 147 vergrößert noch der Innendurchmesser des Ventilkörpers 141 durch die Stärke der Kopplungsabschnitte 147c des Kopplungsstützelements 147 verringert wird. Demgemäß wird die Grenzfläche zwischen dem ringförmigen Abschnitt des Ventilkörpers 141 und dem ringförmigen Stützabschnitt 147a des Kopplungsstützelements 147 nicht verkleinert, so dass die Breite der Ventilscheibe 143 nicht verringert wird. Folglich kann der schwimmende Kolben als Ventilfeder, die zwischen dem Ventilkörper 141 und jedem der Kopplungsstützelemente 147 anzuordnen ist, um die Ventilscheibe 143 zu komprimieren, die Ventilblattfeder vom Dreibeintyp verwenden, die günstig ist und einen großen Anbringungsbereich benötigt.
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Des Weiteren kann die Ventilblattfeder vom Dreibeintyp 145 an ihren Ober- und Unterseiten mit Beilagscheiben 144 versehen werden, um die Dämpfungskraft einzustellen.
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Außerdem kann das ringförmige Stützelement 147a des Kopplungsstützelements 147 mit einem Führungsring 146 versehen werden.
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Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, verwendet gemäß der Ausführungsform der Erfindung der Stoßdämpfer abgestumpfte kegelförmige Blattfedern anstelle von Spiralfedern zwischen dem schwimmenden Kolbenventil und dem stationären Kolbenventil bzw. zwischen dem schwimmenden Kolbenventil und dem Puffer, um den Abstand zu verringern, der von den abgestumpften kegelförmigen Blattfedern in dem Stoßdämpfer eingenommen wird, so dass das schwimmende Kolbenventil auch dann in dem Stoßdämpfer angebracht werden kann, wenn der Abstand von dem oberen Ende des stationären Kolbenventils zu dem unteren Ende des Puffers gering ist.
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Des Weiteren weist gemäß der Ausführungsform der Erfindung bei dem amplitudenselektiven Stoßdämpfer das schwimmende Kolbenventil Kopplungsabschnitte von Kopplungsstützteilen auf, die an einem ringförmigen Ventilkörper des schwimmenden Kolbenventils durch Teile der Außenkante des Ventilkörpers befestigt sind, um eine Breitenverringerung des Ventilkörpers und der Ventilscheiben zu verhindern, so dass das schwimmende Kolbenventil Ventilblattfedern vom Dreibeintyp, die günstig sind und große Einbaubereiche benötigen, als Ventilfedern verwenden kann, die zwischen dem Ventilkörper und den Kopplungsstützelementen anzuordnen sind, um die Ventilscheiben zu komprimieren.
