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Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Dämpfervorrichtung, umfassend einen Zylinder mit einem im Wesentlichen mit einer Flüssigkeit gefüllten Innenraum, einen in dem Innenraum in Längsrichtung des Zylinders gleitbar aufgenommenen Kolben, welcher eine erste und eine zweite Seitenfläche aufweist und den Innenraum in einen ersten Arbeitsraum und einen zweiten Arbeitsraum unterteilt, und wenigstens eine eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem ersten Arbeitsraum und dem zweiten Arbeitsraum herstellende Dämpfungseinrichtung.
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Derartige Dämpfervorrichtungen sind allgemein als Hydraulikdämpfer bekannt und ihr Funktionsprinzip beruht darauf, dass der in dem Zylinder aufgenommenen Flüssigkeit beim Durchströmen der Dämpfungseinrichtung, während sie vom ersten Arbeitsraum in den zweiten Arbeitsraum und umgekehrt verdrängt wird, nur ein verringerter Durchflussquerschnitt zur Verfügung steht, wodurch auch ihre zeitliche Strömungsrate begrenzt ist. Das heißt, dass wenn der Kolben innerhalb des Zylinders verlagert wird, dieser Verlagerungsbewegung durch die die Dämpfungseinrichtung mit niedriger Strömungsrate durchströmende Flüssigkeit ein Widerstand bzw. eine Dämpfungskraft entgegengebracht wird.
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In bekannten hydraulischen Dämpfervorrichtungen dieser Gattung ist dem Kolben an einer Seite eine mit dem Kolben fest verbundene Kolbenstange zugeordnet, die durch eine Öffnung in einer Grundfläche des Zylinders aus dem Innenraum des Zylinders herausgeführt ist. Die Befestigung an einer übergeordneten Baugruppe kann dann dementsprechend einerseits an der aus dem Zylinder herausgeführten Kolbenstange und andererseits an dem Zylinder selbst erfolgen. Durch ihren asymmetrischen Aufbau, nämlich dadurch, dass wie angesprochen nur an einer Seite des Kolbens eine Kolbenstange vorliegt, sind in einer derartigen Dämpfervorrichtung die Widerstände beim Einfahren und Ausfahren des Kolbens in den Zylinder bzw. aus dem Zylinder verschieden. Insbesondere weist die nicht mit einer Kolbenstange versehene Seite des Kolbens eine größere effektive Oberfläche auf, auf die der Druck der Hydraulikflüssigkeit wirkt, wenn der Kolben in Richtung dieser Fläche im Zylinder bewegt wird, da der von der Kolbenstange an dem Kolben eingenommene Abschnitt nicht mit Hydraulikflüssigkeit in Kontakt ist und somit hierdurch keine Kraft auf ihn wirkt.
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Wenngleich diese asymmetrischen Dämpfungseigenschaften für manche Anwendungen von hydraulischen Dämpfervorrichtungen problemlos zu akzeptieren sind, so kann für andere Anwendungen eine möglichst symmetrische Dämpfung in beide Richtungen erwünscht oder notwendig sein. Zwar besteht prinzipiell die Möglichkeit, durch das Vorsehen sehr aufwändiger Typen von Dämpfungseinrichtungen den Widerstand in Ein- und Ausfahrrichtung des mit einer Kolbenstange an einer Seite versehenen Kolbens über einen bestimmten Kolbengeschwindigkeitsbereich im Wesentlichen anzugleichen, diese bauliche Maßnahme verlangt allerdings einen deutlich erhöhten Fertigungsaufwand und es muss zudem ein hoher Grad an Fertigungsgenauigkeit eingehalten werden, was ebenfalls die Kosten der Vorrichtung erhöht und andererseits leicht zu einer Verschlechterung der symmetrischen Dämpfungseigenschaften mit der Zeit führen kann.
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Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydraulische Dämpfervorrichtung bereitzustellen, die einerseits aufgrund ihrer Bauart bei Bewegung des Kolbens in beide Richtungen bei beliebigen Kolbengeschwindigkeiten stets gleiche Dämpfungseigenschaften aufweist und die andererseits dennoch einfach, zuverlässig und kostengünstig herzustellen ist.
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Hierzu ist in der erfindungsgemäßen hydraulischen Dämpfervorrichtung der ersten und der zweiten Seitenfläche des Kolbens in Längsrichtung des Zylinders eine erste bzw. eine zweite Kolbenstange zugeordnet, welche sich jeweils aus dem ersten bzw. zweiten Arbeitsraum des Zylinders in dichtender Weise heraus erstrecken.
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Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Kolbens und der ersten und zweiten Kolbenstangen ist ein symmetrischer Aufbau einer Kolben-Kolbenstangen-Baugruppe innerhalb des Zylinders gewährleistet, so dass die von der Vorrichtung aufgebrachte Dämpfungskraft bei Bewegungen des Kolbens in Längsrichtung des Zylinders in beide Richtungen gleich ist, ohne dass hierfür komplizierte Maßnahmen im Bereich der Dämpfungseinrichtung notwendig würden.
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Es sei an dieser Stelle festgehalten, dass der Zylinder zu einem überwiegenden Teil mit einer geeigneten Flüssigkeit, wie beispielsweise einem Hydrauliköl gefüllt sein muss, da beim Durchgang von Gasblasen durch die Dämpfungseinrichtung ein unsteter Dämpfungsverlauf bzw. ein Ruckeln oder Schlagen der Dämpfungseinrichtung auftreten würde. Andererseits kann aber eine kleine Menge an Gas in dem Zylinder von Vorteil sein, beispielsweise um eine Wärmeausdehnung der Hydraulikflüssigkeit ausgleichen zu können oder um den Druck in dem Zylinder einzustellen.
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Insbesondere können ferner in Draufsicht auf die jeweilige Seitenfläche des Kolbens die beiden Kolbenstangen im Bereich ihres jeweiligen Kontakts mit dem Kolben die selbe Umrissfläche aufweisen, wodurch eine nochmal erhöhte Symmetrie des Aufbaus der erfindungsgemäßen Dämpfervorrichtung erreicht wird.
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Da hierbei lediglich die Umrissfläche der ersten und zweiten Kolbenstange gleich sein müssen, ist es unerheblich, ob die einzelnen Kolbenstangen massiv oder hohl ausgebildet sind. Auch der eigentliche Umriss und die Form der Kolbenstangen entfernt von dem Kolben können vom Fachmann im Hinblick auf die übergeordnete Vorrichtung, in die die hydraulische Dämpfervorrichtung integriert werden soll, prinzipiell frei gewählt werden.
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Beispielsweise können in einer Ausführungsform die erste und die zweite Kolbenstange als eine durchgehende Kolbenstange gebildet sein, welche durch den Kolben hindurchgeführt und fest mit ihm verbunden ist. Wenngleich die Kolbenstange hierbei einteilig sein kann, so beschreibt der Begriff „durchgehend“ nicht unbedingt eine einteilige Kolbenstange, sondern bringt lediglich zum Ausdruck, dass die Kolbenstange durch den Kolben hindurch verläuft.
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In diesem Zusammenhang kann an verschiedene bekannte Verbindungsarten zwischen Kolben und Kolbenstange gedacht werden, wie beispielsweise ein Aufschrauben des Kolbens auf ein an der Kolbenstange vorgesehenes Außengewinde oder eine Schnappverbindung oder Ähnliches. Die durchgehende Kolbenstange und der Kolben können sogar einteilig ausgebildet sein, wobei dies die Montage der hydraulischen Dämpfungseinrichtung unter Umständen erschweren kann.
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Um die eben genannte erschwerte Montage wiederum zu vereinfachen, kann die durchgehende Kolbenstange aus wenigstens zwei Teilstangen gebildet sein, welche entfernt von dem Kolben miteinander verbunden sind. Auf diese Weise kann der Kolben beispielsweise einteilig mit einer der beiden Teilstangen ausgebildet sein, welche Teilstange dann mit der wenigstens einen weiteren Teilstange in einem geeigneten Montageschritt der Dämpfervorrichtung verbunden werden kann.
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Alternativ zu einer durchgehenden Kolbenstange können aber auch zwei getrennte Kolbenstangen als erste und zweite Kolbenstangen verwendet werden, die dann einzeln an jeder der beiden Seiten des Kolbens befestigt werden, beispielsweise durch Anschrauben. Hierbei kann ebenfalls darauf geachtet werden, dass die Umrissfläche der beiden Kolbenstangen in der Tat identisch ist, während sich dieses Merkmal bei Verwendung einer durchgehenden Kolbenstange mehr oder weniger von selbst ergibt.
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Erfindungsgemäß kann die wenigstens eine Dämpfungseinrichtung der hydraulischen Dämpfervorrichtung wenigstens ein Durchgangsloch in dem Kolben umfassen, welches sich zwischen der ersten und der zweiten Seitenfläche des Kolbens erstreckt. Durch diese bauliche Maßnahme wird in einfacher Weise eine hydraulische Dämpfungswirkung in der Dämpfervorrichtung realisiert, wobei die Härte der Dämpfung bzw. die einer Verlagerung des Kolbens in dem Zylinder entgegenwirkende Kraft vom Querschnitt des wenigstens einen Durchgangsloch in dem Kolben abhängt. Hierbei bedeutet ein geringer Querschnitt des wenigstens einen Durchgangslochs einen großen Widerstand gegen eine Verlagerung des Kolbens, während ein großer Querschnitt des wenigstens einen Durchgangslochs eine geringe Dämpfungshärte und eine geringe Widerstandskraft gegen eine Verlagerung des Kolbens im Zylinder bedeutet. Bei Verwendung mehrerer Durchgangslöcher addieren sich die einzelnen Querschnitte der Durchgangslöcher zu einem effektiven gesamten Durchflussquerschnitt für die Hydraulikflüssigkeit.
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Alternativ oder zusätzlich kann die wenigstens eine Dämpfungseinrichtung wenigstens einen Umgehungskanal in einer Innenumfangswand des Zylinders umfassen, welcher den ersten Arbeitsraum und den zweiten Arbeitsraum unter Umgehung des Kolbens radial außerhalb von diesem verbindet. Auf diese Weise kann bei einer Verlagerung des Kolbens im Zylinder die Hydraulikflüssigkeit an dem Kolben außen vorbeiströmen. Auch hier gilt, dass ein geringer Querschnitt des wenigstens einen Umgehungskanals einer großen Dämpfungskraft entspricht und ein großer effektiver Durchmesser des wenigstens einen Umgehungskanals einer geringen Dämpfungskraft bei einer Verlagerung des Kolbens entspricht.
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Durch das Vorsehen von Umgehungskanälen kann zudem die Dämpfungskraft von der Position des Kolbens in einfacher Weise abhängig gemacht werden, beispielsweise indem sich der Querschnitt des wenigstens einen Umgehungskanals von der Mitte zu den Enden des Zylinders und damit entlang des möglichen Hubwegs des Kolbens ändert oder in den verschiedenen Bereichen des genannten Hubwegs zusätzliche Kanäle vorgesehen sind. Es kann hierbei darauf geachtet werden, dass die genannten Kanäle entlang des Hubwegs in symmetrischer Weise um eine Mittelposition des Kolbens angeordnet sind, um ein symmetrisches Dämpfungsverhalten der erfindungsgemäßen hydraulischen Dämpfervorrichtung auch bezüglich der genannten Mittelposition sicherzustellen.
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In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann in der Dämpfervorrichtung eine Dämpfungseinrichtung mit einem anpassbaren Dämpfungsgrad vorgesehen sein. Auch hierbei hat der Fachmann die Wahl zwischen verschiedenen baulichen Ausgestaltungen, wie beispielsweise dem Vorsehen einer Dämpfungseinrichtung, bei der mittels einer durch eine der Kolbenstangen durchgeführten Steuerstange eine Lochscheibe gedreht werden kann, die je nach ihrer Stellung Durchgangslöcher durch den Kolben mit verschiedenen Durchflussquerschnitten blockiert oder freigibt bzw. einzelne Durchgangslöcher in verschiedenem Maße bedeckt. Eine weitere Möglichkeit zur Einstellung des Dämpfungsgrads könnte darin bestehen, die Steuerstange innerhalb der ersten Kolbenstange in Längsrichtung des Zylinders verlagerbar vorzusehen, wobei dann verschiedene Positionen in Längsrichtung verschiedenen Dämpfungsgraden entsprechen könnten.
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In einer alternativen Ausgestaltung könnte auch die gesamte Kolbenstange zur Einstellung des Dämpfungsgrads drehbar sein, wobei dann für eine drehbare Lagerung der gesamten Kolbenstange gegenüber dem Zylinder zu sorgen ist. Es kann jedoch auch an komplexere Anordnungen gedacht werden, die beispielsweise elektronisch angesteuert werden und in denen ein in dem Kolben vorgesehener Elektromotor den effektiven Durchflussquerschnitt für Hydraulikflüssigkeit durch Durchgangslöcher in dem Kolben variiert, indem diese Durchgangslöcher selektiv verengt werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann die erfindungsgemäße Dämpfervorrichtung derart gebildet sein, dass die Dämpfungseinrichtung in eine Sperrkonfiguration versetzbar ist, in welcher die Flüssigkeitsverbindung zwischen dem ersten Arbeitsraum und dem zweiten Arbeitsraum blockiert ist. Dies kann beispielsweise derart geschehen, dass sämtliche in dem Kolben vorgesehenen Durchgangslöcher blockiert werden, so dass zwischen dem ersten Arbeitsraum und dem zweiten Arbeitsraum keine Hydraulikflüssigkeit mehr strömen kann. Auf diese Weise wird die von der Dämpfervorrichtung ausgeübte Dämpfungskraft bei einer versuchten Verlagerung des Kolbens in dem Zylinder theoretisch unendlich groß und die Dämpfervorrichtung wird als Ganzes blockiert.
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Ferner kann in der erfindungsgemäßen Dämpfervorrichtung eine Überlasteinrichtung vorgesehen sein, welche bei Überschreiten eines auf eine der Kolbenstange wirkenden Kraftschwellenwerts den Dämpfungsgrad der Dämpfungseinrichtung verringert. Hierbei kann beispielsweise an eine Anordnung mit gegeneinander vorbelasteten Elementen gedacht werden, die bei Überschreiten eines definierten Kraftschwellenwerts gegen die Wirkung eines die Vorbelastung erzeugenden elastischen Elements, wie beispielsweise einer Schraubenfeder, auseinander gedrückt werden, wodurch sich der effektive Durchflussquerschnitt für die Hydraulikflüssigkeit durch die Dämpfungseinrichtung erhöht und die Dämpfungskraft der Dämpfervorrichtung verringert.
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Zuletzt kann die erfindungsgemäße Dämpfervorrichtung derart eingerichtet sein, dass Einrichtungen zur Ankopplung an eine übergeordnete Baugruppe einerseits an einer der beiden Kolbenstangen und andererseits an dem Zylinder vorgesehen sind. Hierbei kann an einfache Verbindungstechniken wie Bolzen- und Schraubverbindungen gedacht werden oder auch an aufwändigere Verbindungstechniken, wie beispielsweise Kugelgelenke.
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Ein denkbarer Einsatzort für die erfindungsgemäße Dämpfervorrichtung sind beispielsweise Fitnessgeräte, in denen die Vorrichtung abwechselnd als Widerstand für das rechte und das linke Bein oder den rechten und den linken Arm vorgesehen werden kann, indem eine Betätigung durch das rechte Bein/den rechten Arm einer Einführbewegung des Kolbens entspricht, während eine Betätigung durch das linke Bein/den linken Arm einer Ausfahrbewegung des Kolbens entspricht. Hierbei kann durch die symmetrischen Dämpfungseigenschaften der erfindungsgemäßen Dämpfervorrichtung eine gleichmäßige Belastung und somit ein gleichmäßiger Trainingserfolg der beiden Beine oder Arme sichergestellt werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung deutlich, wenn diese zusammen mit den beiliegenden Figuren betrachtet wird. Diese zeigen im Einzelnen:
- 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydraulischen Dämpfervorrichtung in einer Längsschnittsansicht;
- 2 eine Variante der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dämpfervorrichtung in einer Längsschnittsansicht;
- 3 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dämpfervorrichtung in einer Längsschnittsansicht;
- 4 eine Variante der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dämpfervorrichtung in einer Längsschnittsansicht;
- 5a und 5b eine Detailansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dämpfervorrichtung im Bereich ihres Kolbens in Längs- und in Querschnittsansicht; und
- 6a und 6b eine Variante der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dämpfervorrichtung im Bereich ihres Kolbens in Längsschnittsansicht in verschiedenen Arbeitspositionen.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße hydraulische Dämpfervorrichtung ganz allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und im Längsschnitt gezeigt. Sie umfasst einen runden Hohlzylinder 12 mit einem ersten Ende 12a und einem zweiten Ende 12b, die jeweils den Zylinder 12 in Längsrichtung abschließen und in radialer Richtung verlaufen. Im Bereich des ersten Endes 12a des Zylinders 12 ist eine Kolbenstange 14a aus dem Zylinder herausgeführt. Diese erste Kolbenstange 14a ist einteilig mit einer zweiten Kolbenstange 14b gebildet, wobei ein Kolben 16 den Übergang zwischen der ersten Kolbenstange 14a und der zweiten Kolbenstange 14b darstellt. Der Kolben 16 liegt bündig an der Innenwand des Zylinders an.
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In der in 1 gezeigten Ausführungsform sind die erste Kolbenstange 14a und die zweite Kolbenstange 14b als eine einzelne durchgehende Kolbenstange mit rundem Querschnitt bereitgestellt, auf die der Kolben 16 mit ebenfalls rundem Querschnitt fest aufgesetzt ist. Der Kolben 16 weist wiederum eine erste Seitenfläche 16a, die zu der ersten Kolbenstange 14a weist, und eine zweiten Seitenfläche 16b auf, die zu der zweiten Kolbenstange 14b weist. Im Bereich der jeweiligen Übergänge der Kolbenstangen 14a und 14b zu den Seitenflächen 16a und 16b weisen die Kolbenstangen 14a und 14b die selbe Umrissfläche und in dem gezeigten Ausführungsbeispiel insbesondere den selben Durchmesser auf. Dem Kolben 16 ist ferner eine Dämpfungseinrichtung 16c zugeordnet, die in Form zweier durch den Kolben von der ersten Seitenfläche 16a zu der zweiten Seitenfläche 16b verlaufender Durchgangslöcher oder -bohrungen gebildet ist.
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Diese Dämpfungseinrichtung 16c stellt eine Flüssigkeitsverbindung zwischen einem ersten Arbeitsraum 18a und einem zweiten Arbeitsraum 18b her, in die der Innenraum des Zylinders 12 durch den Kolben 16 unterteilt ist und die mit einer geeigneten Flüssigkeit, wie beispielsweise einem Hydrauliköl, gefüllt sind. Die beiden Arbeitsräume 18a und 18b erstrecken sich somit jeweils zwischen dem Kolben 16 und Dichtungen 20a und 20b, durch die hindurch die beiden Kolbenstangen 14a und 14b jeweils aus dem Arbeitsraum 18a und 18b in flüssigkeitsdichter Weise herausgeführt sind. Die Dichtungen 20a und 20b übernehmen zusätzlich noch die Aufgabe der Lagerung bzw. Führung der beiden Kolbenstangen 14a und 14b.
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Während sich die erste Kolbenstange 14a wie angesprochen direkt aus dem Zylinder 12 heraus erstreckt, erstreckt sich die zweite Kolbenstange 14b in einen Ausgleichsraum 22 hinein, der mit einem Ausgleichsmedium gefüllt ist und der ebenfalls in dem Innenraum des Zylinders 12 auf der dem Kolben 16 abgewandten Seite der Dichtung 20b liegt. Dieser Ausgleichsraum 22 hat lediglich den Zweck, eine Erstreckung des Zylinders 12 über das Ende der zweiten Kolbenstange 14b hinaus zu erlauben und somit eine Einschubbewegung der zweiten Kolbenstange 14b aufzunehmen, da am zweiten Ende 12b des Zylinders 12 eine Einrichtung 24 zur Ankopplung an eine übergeordnete Baugruppe vorgesehen ist, gegenüber welcher die beiden Kolbenstangen 14a und 14b beweglich sein müssen. Der Ausgleichsraum 22 könnte daher auch zur Umgebung offen und lediglich mit Luft gefüllt sein.
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Während wie angesprochen am zweiten Ende 12b des Zylinders 12 die Ankopplung an eine übergeordnete Baugruppe direkt mittels der Einrichtung 24, beispielsweise über eine Bolzenverbindung, erfolgen kann, so kann an der anderen Seite der Dämpfervorrichtung in 1 direkt die erste Kolbenstange 14a an die übergeordnete Baugruppe angekoppelt werden.
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Wenn nun im Betrieb der gezeigten Dämpfervorrichtung 10 zwischen den beiden Ankopplungen an der ersten Kolbenstange 14a und der Einrichtung 24 eine Kraft in longitudinaler Richtung wirkt, die durch die erste Kolbenstange 14a auf den Kolben 16 übertragen wird und diesen innerhalb des Zylinders 12 verlagert, so leistet die in dem ersten und dem zweiten Arbeitsraum 18a und 18b befindliche Hydraulikflüssigkeit einen Widerstand gegen diese Verlagerungsbewegung, da sie durch die Durchgangslöcher der Dämpfungseinrichtung 16c hindurchströmen muss, die durch ihren geringen Querschnitt die Strömungsrate begrenzen.
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Da auf der ersten Kolbenseite 16a und der zweiten Kolbenseite 16b der Übergang der jeweiligen Kolbenstange 14a und 14b zum Kolben 16 vollständig symmetrisch ist und dies ferner auch für die Dämpfungseinrichtung 16c gilt, ist die von der Dämpfungseinrichtung 10 eingewirkte Dämpfungskraft sowohl bei einer Einführbewegung des Kolbens 16 in den Zylinder 12, d.h. einer Bewegung des Kolbens 16 nach rechts in 1, als auch eine Ausfahrbewegung des Kolbens 16 aus dem Zylinder 12, d.h. einer Bewegung des Kolbens 16 nach links in 1, bauartbedingt bei jeder beliebigen Kolbengeschwindigkeit gleich.
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2 zeigt eine Variante der ersten Ausführungsform aus 1, wobei in der nachfolgenden Beschreibung lediglich auf die Unterschiede zu der Ausführungsform aus 1 eingegangen wird und gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
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In der Variante aus 2 ist ebenfalls eine durchgehende Kolbenstange vorgesehen, die sowohl die erste Kolbenstange 14a als auch die zweite Kolbenstange 14b bildet und auf die der Kolben 16 aufgesetzt ist, jedoch ist diese Kolbenstange im Bereich der zweiten Kolbenstange 14b zweiteilig gebildet. Hierzu sind ein erster Abschnitt 14b' der zweiten Kolbenstange 14b, der einteilig mit der ersten Kolbenstange 14a ist, und ein zweiter Abschnitt 14b" der zweiten Kolbenstange 14b mittels einer Klammerverbindung 24 miteinander fest verbunden. Wenngleich somit die zweite Kolbenstange 14b nicht über ihre gesamte Länge einen konstanten Umriss aufweist, der demjenigen der ersten Kolbenstange 14a entspricht, so gilt dies doch wenigstens im Bereich des Übergangs der zweiten Kolbenstange 14b zum Kolben 16 verglichen mit dem Übergang der ersten Kolbenstange 14a zum Kolben 16. Somit ist auch in der in 2 gezeigten Variante der ersten Ausführungsform eine symmetrische Dämpfungseigenschaft der gezeigten Dämpfervorrichtung gewährleistet.
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Zusätzlich zu der ebenfalls vorgesehenen Dämpfungeinrichtung 16c, die wie in der Ausführungsform aus 1 durch Bohrungen durch den Kolben 16 gebildet ist, ist ferner in der Variante aus 2 eine weitere Dämpfungseinrichtung 26 vorgesehen, die sich als Kanal abschnittsweise durch die erste Kolbenstange 14a und den ersten Abschnitt 14b' der zweiten Kolbenstange 14b sowie die Klammerverbindung 24 erstreckt und auf diese Weise eine Verbindung zwischen dem ersten Arbeitsraum 18a und dem zweiten Arbeitsraum 18b herstellt. Der für die Dämpfungshärte relevante Parameter des effektiven Durchflussquerschnitts für Hydraulikflüssigkeit ist somit durch die Summe der Querschnitte der Dämpfungseinrichtung 16c und der weiteren Dämpfungseinrichtung 26 gebildet. Selbstverständlich könnte in einer weiteren Variante die weitere Dämpfungseinrichtung 26 auch alleine ohne die Dämpfungeinrichtung 16c vorgesehen werden, ohne dass dies einen Einfluss auf die grundsätzliche Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung hätte.
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3 zeigt nun eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydraulischen Dämpfervorrichtung, die mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet ist, wobei der Ausführungsform aus 1 entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen erhöht um 100 bezeichnet und diese teilweise nicht weiter erläutert sind.
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Die Dämpfervorrichtung 100 aus 3 unterscheidet sich von den Dämpfervorrichtungen 10 aus den 1 und 2 darin, dass ihrem Kolben 116 eine Dämpfungseinrichtung 116c mit einem anpassbaren Dämpfungsgrad zugeordnet ist. Diese Dämpfungseinrichtung 116c ist in 3 rein schematisch gezeigt und wird mittels eines Betätigungselements 130 betätigt, das durch die erste Kolbenstange 114a hindurch mittels der Steuerstange 132 mit der anpassbaren Dämpfungseinrichtung 116c in Verbindung steht. Hierbei kann die anpassbare Dämpfungseinrichtung 116c beispielsweise derart gebildet sein, dass sie eine Lochscheibe umfasst, wobei die Lochscheibe je nach ihrer Drehstellung verschiedene Durchgangslöcher durch den Kolben 116c verschließt oder freigibt, so dass die jeweiligen Durchgangslöcher eine Verbindung zwischen der ersten Seitenfläche 116a und der zweiten Seitenfläche 116b entweder verschließen oder freigeben. Auf diese Weise wird der effektive Durchflussquerschnitt von dem ersten Arbeitsraum 118a zu dem zweiten Arbeitsraum 118b abhängig von der Zahl und dem Gesamtquerschnitt der momentan freigegebenen Durchgangslöcher angepasst.
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Um die Lochscheibe der anpassbaren Dämpfungseinrichtung 116c in die gewünschte Drehstellung zu drehen, kann die Betätigungseinrichtung 130 in eine entsprechende Drehstellung gedreht werden, wobei hierzu an der ersten Kolbenstange 114a eine geeignete Skala vorgesehen sein kann, die dem Bediener die Einstellung erleichtert. Die Änderung des effektiven Durchflussquerschnitts kann hierbei in beliebiger Weise erfolgen, beispielsweise kann er bei einer Drehung des Betätigungselements 130 und somit der Lochscheibe linear, progressiv oder beispielsweise auch gestuft zu- oder abnehmen.
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4 zeigt weiterhin eine Variante der erfindungsgemäßen Dämpfervorrichtung 100 aus 3, wobei erneut gleiche Bauteile mit den entsprechenden Bezugszeichen aus 3 bezeichnet sind.
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Die anpassbare Dämpfungseinrichtung 116c' ist in dieser Variante durch ein Ventil mit zwei oder mehr Schaltpositionen gebildet. Beispielsweise kann in einer einfachsten Gestaltung die anpassbare Dämpfungseinrichtung 116c' derart gebildet sein, dass bei einem bestimmten Drehwinkel der Bedienvorrichtung 130' das Ventil geöffnet ist, so dass ein vorbestimmter effektiver Durchflussquerschnitt für Hydraulikflüssigkeit von dem ersten Arbeitsraum 118a zu dem zweiten Arbeitsraum 118b bereitsteht, während in einem zweiten Drehwinkel des Bedienelements 130' das Ventil geschlossen ist, so dass die Flüssigkeitsverbindung zwischen dem ersten Arbeitsraum 118a und dem zweiten Arbeitsraum 118b blockiert ist und somit auch die Dämpfervorrichtung als Ganze blockiert ist.
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Die 5a und 5b zeigen nun eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydraulischen Dämpfervorrichtung, die mit dem Bezugszeichen 200 bezeichnet ist, wobei der Ausführungsform aus 1 entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen erhöht um 200 bezeichnet und diese teilweise nicht weiter erläutert sind. Die 5b ist hierbei ein Querschnitt durch die Vorrichtung aus 5a im Bereich der Schnittlinie A-A, wobei zusätzlich zur Verdeutlichung das Bedienelement 230 dargestellt ist, das sich links außerhalb des Darstellungsbereichs der 5a am Ende der Steuerstange 232 zur Bedienung durch einen Benutzer befindet, analog zu den Bedienelementen 130 und 130' aus den 3 und 4.
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Die in den 5a und 5b gezeigte Ausführungsform verbindet Merkmale der Ausführungsformen aus den 2 und 3, nämlich weist sie eine zweiteilige zweite Kolbenstange 214b mit einem ersten Abschnitt 214b', der einteilig mit der ersten Kolbenstange 214a ist, und einem zweiten Abschnitt 214b" auf, die mittels einer Klammerverbindung 224 miteinander fest verbunden sind, sowie eine weitere Dämpfungseinrichtung 226, die sich als Kanal abschnittsweise durch die erste Kolbenstange 214a und den ersten Abschnitt 214b' der zweiten Kolbenstange 214b sowie die Klammerverbindung 224 erstreckt. Gleichzeitig ist ihre weitere Dämpfungeinrichtung 226 aber wie die Dämpferanordnung 116c der Ausführungsform aus 3 in ihrer Dämpfungshärte einstellbar. Zusätzlich zu der einstellbaren weiteren Dämpfungseinrichtung 226 ist ebenfalls eine nicht einstellbare Dämpfungeinrichtung 216c in Form der bereits oben diskutierten Durchgangslöcher durch den Kolben 216 vorgesehen.
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Zum ersten Mal ist in der vergrößerten Ansicht von 5a ferner eine Dichtung 216d in Form eines flüssigkeitsdichten Rings gezeigt, die vorliegend als O-Ring den Kolben 216 umgibt und ein Strömen von Hydraulikflüssigkeit von dem ersten Arbeitsraum 218a zu dem zweiten Arbeitsraum 218b zwischen dem Kolben 216 und der Innenwand des Zylinders 212 zuverlässig verhindert. In alternativen Ausführungsformen muss der Dichtungsring nicht notwendigerweise ein O-Ring sein, sondern könnte beispielsweise auch ein Rechteckring sein.
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Die Funktion der einstellbaren weiteren Dämpfungseinrichtung 226 beruht darauf, dass durch eine Drehung des in 5b gezeigten Bedienelements 230 gegenüber der ersten Kolbenstange 214a vermittels der Steuerstange 232 ein Steuerkörper 234 innerhalb der durchgehenden Kolbenstange im Bereich des Kolbens 216 gedreht wird. Diese Drehung des Bedienelements 230 ist durch einen gebogenen Pfeil und einen Umriss eines Bedienelements in einer zweiten Winkelposition in 5b verdeutlicht. Der Steuerkörper 234 umfasst einen kreiszylinderförmigen ersten Abschnitt 234a und einen abgeflacht kreiszylinderförmigen zweiten Abschnitt 234b. Der erste Abschnitt 234a des Steuerkörpers 234 ist in eine Hülse 236 eingepasst, die sich ebenfalls innerhalb der durchgehenden Kolbenstange erstreckt. In die Hülse 236 sind Kanäle 236a und 236b eingearbeitet, die sich in Längsrichtung der Kolbenstange, d.h. senkrecht zu der ersten und zweiten Seitenfläche 216a und 216b des Kolbens 216 erstrecken.
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In der in 5a gezeigten Drehstellung des Steuerkörpers 234 fällt gerade eine der Abflachungen seines zweiten Abschnitts 234b mit dem Kanal 236a zusammen, wie in 5b ebenfalls zu erkennen ist. Somit kann bei einer Verlagerung des Kolbens 216 nach links Hydraulikflüssigkeit den Pfeilen folgend von dem ersten Arbeitsraum 218a durch die einstellbare Dämpfungseinrichtung 226 in den zweiten Arbeitsraum 218b strömen. Hierzu tritt die Hydraulikflüssigkeit durch eine Bohrung 238a im Bereich der ersten Kolbenstange 214a in einen Strömungsraum 238b innerhalb der ersten Kolbenstange 214a radial außerhalb der Steuerstange 232 ein und strömt durch den Kanal 236a um den ersten Abschnitt 234a des Steuerkörpers 234 herum. Nach Passieren des ersten Abschnitts 234a gelangt die Hydraulikflüssigkeit in den Bereich des zweiten Abschnitts 234b des Steuerkörpers 234, wo sie aufgrund der Abflachung des zweiten Abschnitts 234b zwischen diesem zweiten Abschnitt 234b und der Hülse 236 hindurchströmen kann. Nach Umströmen des zweiten Abschnitts 234b tritt die Flüssigkeit in einen weiteren Strömungsraum 238c im Bereich der Klammerverbindung 224 ein, aus welchem sie dann durch eine Durchbrechung 238d in der Klammerverbindung 224 in den zweiten Arbeitsraum 218b übergehen kann.
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Würde nun der Steuerkörper 234 um 90° mit Hilfe des Bedienelements 230 gedreht werden, so läge, wie in 5b zu erkennen, nicht mehr die Abflachung des zweiten Abschnitts 234b des Steuerkörpers 234 im Bereich des Kanals 236a der Hülse 236, sondern der Steuerkörper 234 würde sich im Bereich des Kanals 236a bis zu der Hülse 236 erstrecken. Auf diese Weise wäre die anpassbare Dämpfungeinrichtung 226 an dieser Stelle blockiert, da, wie in 5a zu erkennen ist, ein Hindurchströmen der Hydraulikflüssigkeit zwischen der Hülse 236 und dem zweiten Abschnitt 234b des Steuerkörpers 234 dann nicht mehr möglich wäre. In einer solchen Arbeitsposition würde die gezeigte Dämpfervorrichtung eine größere Dämpfungshärte zeigen, da der effektive Strömungsquerschnitt für Hydraulikflüssigkeit verringert ist.
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Durch das Vorsehen des zweiten Kanals 236b in der Hülse 236 können ferner noch weitere Arbeitspositionen eingenommen werden, beispielsweise indem der Steuerkörper 234 derart gedreht wird, dass beide Kanäle 236a und 236b zum Durchströmen bereitstehen, oder auch derart, dass die beiden Kanäle jeweils mit einem unterschiedlichen Querschnitt vorgesehen werden, wodurch dann bei selektiver Freigabe lediglich eines der beiden Kanäle je nach freigegebenem Kanal eine unterschiedliche Dämpfungshärte erreicht werden kann. In einer Variante könnte auch beispielsweise ein gebogener Schlitz an dem Steuerkörper 234 vorgesehen werden, mittels welchem eine kontinuierliche Anpassung des effektiven Strömungsquerschnitts möglich würde.
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Die 6a und 6b zeigen zuletzt eine Variante der erfindungsgemäßen Dämpfervorrichtung 200 aus den 5a und 5b, wobei erneut gleiche Bauteile mit den entsprechenden Bezugszeichen aus den 5a und 5b bezeichnet und teilweise nicht beschrieben sind.
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Im Gegensatz zu der Ausführungsform aus den 5a und 5b wird die anpassbare Dämpfungseinrichtung 226' der Variante aus den 6a und 6b nicht durch Drehen einer Steuerstange 232, sondern durch Verschieben einer Steuerstange 232' in Längsrichtung des Zylinders 212 bezüglich der ersten Kolbenstange 214a betätigt. Die Verlagerung der Steuerstange 232' wirkt wiederum auf den Steuerkörper 234', der gemeinsam mit ihr in Längsrichtung zwischen der in 6a gezeigten Stellung und der in 6b gezeigten Stellung verlagert wird. Hierbei erfolgt die Verlagerung des Steuerkörpers 234' gegen die Rückstellwirkung einer Schraubenfeder 240, die zwischen dem Steuerkörper 234' und der Kolbenstange 214a abgestützt ist und dafür sorgt, dass der Steuerkörper 234' stets nach einem Rückführen der Steuerstange 232' in die Stellung aus 6a ebenfalls in die dort gezeigte Stellung zurückkehren wird.
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Der Steuerkörper 234' weist drei Abschnitte 234a', 234b' und 234c' auf, wobei der erste Abschnitt 234a' kreiszylinderförmig ist und sich innerhalb der durchgehenden Kolbenstange bis zu deren Innenwand erstreckt, der zweite Abschnitt 234b' ebenfalls kreiszylindrisch mit verringertem Durchmesser ist, so dass ein Strömungsraum 238b' zwischen ihm und der Innenwand der durchgehenden Kolbenstange gebildet ist, und der dritte Abschnitt 234c' an seiner Außenseite Kanäle aufweist, die in der in 6a gezeigten Stellung durch eine Dichtung 240 abgedichtet sind.
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Während in der in 6a gezeigten Stellung wie angesprochen durch das Zusammenwirken des dritten Abschnitts 234c' mit der Dichtung 240 der Strömungsweg für Hydraulikflüssigkeit von dem ersten Arbeitsraum 218a zu dem zweiten Arbeitsraum 218b verschlossen ist, kann in der in 6b gezeigten Stellung des Steuerkörpers 234' die Hydraulikflüssigkeit den Pfeilen folgend an der Dichtung 240 vorbei durch die Kanäle des dritten Abschnitts 234c' in den weiteren Strömungsraum 238c' strömen. Es sei drauf hingewiesen, dass sich im Bereich des dritten Strömungsraums 238c' analog zu den 5a und 5b auch in den 6a und 6b eine Klammerverbindung an der Kolbenstange anschließt, die eine Durchbrechung aufweist, durch die eine Verbindung zu dem zweiten Arbeitsraum 218 hergestellt ist. Somit kann bei einer Verlagerung des Kolbens durch die weitere Dämpfungseinrichtung 226' Hydraulikflüssigkeit vom ersten Arbeitsraum 218a in den zweiten Arbeitsraum 218b und umgekehrt gelangen. In der Stellung aus 6b steht daher der Hydraulikflüssigkeit neben den Durchgangslöchern 216c auch die weitere Dämpfungeinrichtung 226' zum Durchströmen bereit, der effektive Strömungsquerschnitt erhöht sich und die Dämpfungshärte der Dämpferanordnung 200 wird gegenüber der Stellung aus 6a verringert.
