DE3828074C1 - Self-priming hydropneumatic spring strut - Google Patents

Self-priming hydropneumatic spring strut

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DE3828074C1 DE19883828074 DE3828074A DE3828074C1 DE 3828074 C1 DE3828074 C1 DE 3828074C1 DE 19883828074 DE19883828074 DE 19883828074 DE 3828074 A DE3828074 A DE 3828074A DE 3828074 C1 DE3828074 C1 DE 3828074C1
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Ludwig 5200 Siegburg De Fueller
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ZF Friedrichshafen AG
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Boge GmbH
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Abstract

Self-priming hydropneumatic spring strut with internal level control in which raising of the level of the vehicle body is possible without external power supply even when the vehicle is stationary. For this purpose a regulator, axially displaceable in a hollow chamber, is provided with two pressurised surfaces in order to form a pressure intensifier. A first control surface is connected to the low pressure chamber and a second displacement surface to the high pressure chamber by corresponding valves.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes hydro­ pneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung, ins­ besondere für Kraftfahrzeuge, mit einem ölgefüllten, unter dem Druck mindestens eines in einer Hochdruckkammer angeordneten und als Feder wirkenden Gaspolsters stehen­ den Arbeitszylinder, der durch einen von einer hohlen Kolbenstange getragenen Arbeitskolben in zwei Arbeits­ räume unterteilt wird, mit einer durch die Federbe­ wegungen angetriebenen und Öl aus einer Niederdruckkammer in den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum fördernden Kolbenpumpe, deren Pumpenzylinder durch die hohle Kolbenstange gebildet ist, in die eine am Arbeits­ zylinder befestigte und an ihrem vorderen Ende ein Saug­ ventil tragende hohle Pumpenstange eintaucht, deren Bohrung mit der Niederdruckkammer verbunden ist, und mit einer in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder verschließbaren Abregelöffnung, die den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum mit einem eine Drossel aufweisenden und in die Niederdruck­ kammer mündenden Abregelkanal verbindet.The invention relates to a self-pumping hydro pneumatic shock absorber with internal level control, ins especially for motor vehicles, with an oil-filled, under the pressure of at least one in a high pressure chamber arranged and act as a spring gas cushion the working cylinder through one of a hollow Piston rod carried working piston in two working rooms is divided, with one by the Federbe movements driven and oil from a low pressure chamber in the work space connected to the high pressure chamber Promotional piston pump, the pump cylinder through the Hollow piston rod is formed, one at work cylinder attached and a suction at its front end valve-carrying hollow pump rod, whose Hole is connected to the low pressure chamber, and with one depending on the position of the working piston in the working cylinder lockable regulating opening, the the work space connected to the high pressure chamber a throttle and into the low pressure chamber opening regulating channel connects.

Es sind bereits selbstpumpende hydropneumatische Feder­ beine bekannt (z. B. DE-OS 36 30 757), bei denen über die Kolbenpumpe des Federbeines während der Fahrt des Fahr­ zeuges Öl so lange in den Arbeitszylinder gepumpt wird, bis die Niveaulage des Fahrzeuges erreicht ist. Nach Er­ reichen der Niveaulage gibt der Arbeitszylinder eine Ab­ regelöffnung frei, so daß unter Zuhilfenahme eines Kurz­ schlusses ein weiteres Hochregeln des Fahrzeugaufbaues vermieden wird. Bei derartigen Federbeinen ist von Nach­ teil, daß bei Beladung des Fahrzeuges der Fahrzeugaufbau nicht sofort nach dem Starten auf Niveaulage aufgeregelt wird, sondern die Aufregelung erfolgt über eine gewisse Fahrstrecke, die dazu benötigt wird, daß die Kolbenpumpe genügend Öl in den Arbeitszylinder fördern kann.They are already self-pumping hydropneumatic springs legs known (e.g. DE-OS 36 30 757), in which the Piston pump of the shock absorber while driving Witness oil is pumped into the working cylinder as long as  until the vehicle's level is reached. After Er If the working position is sufficient for the level position, rule opening free, so that with the help of a short conclude another upregulation of the vehicle body is avoided. With such struts is from after part that the vehicle body when loading the vehicle not adjusted to level immediately after starting is, but the regulation takes place over a certain Travel distance that is required for the piston pump can pump enough oil into the cylinder.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Federbein mit innerer Niveauregelung so weiterzubilden, daß ohne äußere Energiezufuhr bereits bei stehendem Fahrzeug ein Auf­ regeln auf Niveaulage des Fahrzeugaufbaues möglich ist.The object of the invention is a shock absorber with an inner Level control to develop so that without external Energy supply is already on when the vehicle is stationary control on the level of the vehicle body is possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zur Bildung eines Druckübersetzers ein in einem Hohl­ raum axial verschiebbarer Regler mit zwei druckbeauf­ schlagten Flächen versehen ist, wobei ein durch eine Regelfläche des Reglers gebildeter Regelraum über ein von außen stellbares Ventil mit der Niederdruckkammer und ein durch eine Verdrängerfläche des Reglers gebildeter Ver­ drängerraum über eine ein Rückschlagventil aufweisende Ableitung mit der Hochdruckkammer und dem Arbeitsraum verbunden ist, wobei die Regelfläche größer als die Ver­ drängerfläche ist, und daß vom Niederdruckraum über ein Rückschlagventil eine Zuleitung in den Verdrängerraum verläuft.To achieve this object, the invention provides that to form a pressure intensifier in a hollow Axially displaceable controller with two pressurized struck surfaces is provided, one by a Control area of the controller formed control area over a externally adjustable valve with the low pressure chamber and a Ver formed by a displacement surface of the controller pressure room via a check valve Drainage with the high pressure chamber and the work area is connected, the control area being larger than the ver is urgent area, and that from the low pressure room over a Check valve a supply line in the displacement space runs.

Bei dieser Ausbildung ist von Vorteil, daß durch den Druckübersetzer die Möglichkeit besteht, unter Zuhilfe­ nahme der Niederdruckkammer Öl bei stehendem Fahrzeug in den Hochdruckraum zu befördern. Der Regler dient dabei als Druckübersetzer, der beim Öffnen des stellbaren Ventils mit seiner größeren Fläche von der Niederdruckkammer beaufschlagt wird. Durch die unterschiedliche Größe der Regelfläche und der Verdrängerfläche ist es möglich, die notwendige Ölmenge durch die Verdrängerfläche über ein Rückschlagventil in die Hochdruckkammer zu befördern, so daß der Fahrzeugaufbau bereits im Stand aufgeregelt werden kann.This training has the advantage that Pressure translators have the option of taking aid the oil in the low pressure chamber when the vehicle is stationary to convey the high pressure room. The controller serves as a pressure intensifier, which when opening the adjustable valve with its larger area of the low pressure chamber is applied. Due to the different size of the Control area and the displacement area it is possible to required amount of oil through the displacement surface To carry check valve into the high pressure chamber, so  that the vehicle body is already adjusted when the vehicle is stationary can be.

Während der Fahrt des Fahrzeuges wird dann das im Regel­ raum befindliche Öl der Niederdruckkammer wieder zuge­ führt.This usually happens while the vehicle is traveling Oil located in the low pressure chamber again leads.

Nach einer besonders fertigungsgünstigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Regler zylindrisch ausgebildet und koaxial um den Arbeitszylinder angeordnet ist.According to a particularly favorable embodiment it is provided that the controller is cylindrical and is arranged coaxially around the working cylinder.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß vom Regelraum unter Zwischenschaltung eines Rück­ schlagventiles eine Strömungsverbindung in die Verbindung vom Niederdruckraum zum Pumpenzylinder verläuft.According to another essential feature, that from the control room with the interposition of a back impact valve a flow connection in the connection runs from the low pressure chamber to the pump cylinder.

In Ausgestaltung der Erfindung ist das stellbare Ventil als Elektromagnetventil oder als mechanisches Ventil ausgebildet.In one embodiment of the invention, the adjustable valve as an electromagnetic valve or as a mechanical valve educated.

Eine weitere wesentliche Ausführungsform sieht vor, daß in Ausgangsposition des Reglers die Regelfläche ein zwischen Niederdruckraum und Pumpenzylinder angeordnetes Ventil betätigt.Another essential embodiment provides that in the starting position of the controller the control surface arranged between the low pressure chamber and the pump cylinder Valve actuated.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtPreferred embodiments are according to the invention explained in more detail in the drawing. It shows

Fig. 1 ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung im Schnitt, Fig. 1 is a self-pumping hydropneumatic spring strut with internal level control in section,

Fig. 2 einen Schnitt im Bereich des oberen Endes des Federbeines als Einzelheit, Fig. 2 shows a section in the region of the upper end of the strut as a detail,

Fig. 3 einen Schnitt in Draufsicht des Federbeines. Fig. 3 shows a section in plan view of the shock absorber.

Das in Fig. 1 dargestellte Federbein mit innerer Niveau­ regelung für Kraftfahrzeuge besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 1 des Federbeines, in dem ein Kolben 2 am Ende einer Kolbenstange 3 gleitet. Der Arbeits­ zylinder ist auf der einen Seite durch einen Boden 4 und auf der anderen Seite durch einen Deckel 5 abgeschlossen, durch den die Kolbenstange 3 abgedichtet nach außen tritt. Der Boden 4 ist mittels eines Befestigungsstiftes 6 am Aufbau des Fahrzeuges und die Kolbenstange 3 z. B. mittels eines üblichen Befestigungsauges an der Achse des Fahrzeuges in nicht gezeigter Weise befestigt. Der Arbeitszylinder 1 ist von einer ringförmigen, zum Teil mit Öl und zum Teil mit Gas gefüllten Ausgleichskammer umgeben, die durch eine Zwischenwand 8 in eine Hochdruckkammer 9, 11 und eine Niederdruckkammer 10 unterteilt ist. Die Hochdruck­ kammer 9, 11 ist durch eine Membran 12 in einen Öl- und einen Gasraum getrennt. In der Niederdruckkammer 10 sind Öl und ein Niederdruckgaspolster 13 nicht voneinander getrennt. Der Ölspiegel 14 ist gestrichelt angedeutet. Im völlig abgeregelten, das heißt im nicht hochgepumpten Zu­ stand herrscht in der Niederdruckkammer 10 gleicher Druck wie in der Hochdruckkammer 11, 9.The shock absorber shown in Fig. 1 with internal level control for motor vehicles consists essentially of the working cylinder 1 of the shock absorber in which a piston 2 slides at the end of a piston rod 3 . The working cylinder is closed on one side by a bottom 4 and on the other side by a cover 5 , through which the piston rod 3 comes out sealed. The bottom 4 is by means of a mounting pin 6 on the body of the vehicle and the piston rod 3 z. B. attached to the axle of the vehicle in a manner not shown by means of a conventional fastening eye. The working cylinder 1 is surrounded by an annular compensation chamber, partly filled with oil and partly with gas, which is divided by an intermediate wall 8 into a high-pressure chamber 9, 11 and a low-pressure chamber 10 . The high pressure chamber 9, 11 is separated by a membrane 12 in an oil and a gas space. Oil and a low-pressure gas cushion 13 are not separated from one another in the low-pressure chamber 10 . The oil level 14 is indicated by dashed lines. In the fully regulated, that is to say not pumped up, the pressure in the low-pressure chamber 10 is the same as in the high-pressure chamber 11, 9 .

Der untere Arbeitsraum 18 zwischen dem Arbeitskolben 2 und dem Deckel 5 steht mit dem Ölraum 11 der Hochdruckkammer 9, 11 über die Ableitung 17 in Verbindung. Der stirnseitig zwischen Arbeitskolben 2 und dem Boden 4 angeordnete Arbeitsraum 16 arbeitet über Ventile des Arbeitskolbens 2 mit dem Arbeitsraum 18 des Arbeitszylinders 1 zusammen.The lower working chamber 18 between the working piston 2 and the cover 5 communicates with the oil chamber 11 of the high-pressure chamber 9, 11 via the discharge line 17 . The working space 16 arranged on the end face between the working piston 2 and the base 4 works together with the working space 18 of the working cylinder 1 via valves of the working piston 2 .

Am Boden 4 ist eine Pumpenstange 19 befestigt, die zu­ sammen mit einem durch eine im Hohlraum der Kolbenstange 3 befind­ liche Steuerhülse geschaffenen Pumpenzylinder 21 eine Ölpumpe 19, 21 bildet. Die durch Fahrbahnunebenheiten hervor­ gerufenen Bewegungen der Fahrzeugachse und der an ihr befestigten Kolbenstange 3 betätigen diese Ölpumpe, die gesteuert durch das Saugventil 22 ständig Öl aus der Niederdruckkammer 10 über das Druckventil 23 durch den Kanal 24 in den Arbeitszylinder 1 fördert. Dadurch werden der Arbeitskolben 2 und die Kolbenstange 3 mit dem Steuer­ rohr so lange auswärts geschoben, bis die Abregelöffnungen 25 der Pumpenstange 19 eine Verbindung zwischen dem mit Hochdruck beaufschlagten Arbeitszylinder 1 und dem Niederdruckraum 10 freigeben, so daß dadurch die Abregel­ funktion einsetzt.At the bottom 4 , a pump rod 19 is attached, which together with a pump cylinder 21 created by a control sleeve located in the cavity of the piston rod 3 forms an oil pump 19, 21 . The movements of the vehicle axle and the piston rod 3 attached to it, caused by uneven road surfaces, actuate this oil pump, which continuously controls oil from the low-pressure chamber 10 via the pressure valve 23 through the channel 24 into the working cylinder 1 , controlled by the suction valve 22 . As a result, the working piston 2 and the piston rod 3 are pushed outwards with the control tube until the regulating openings 25 of the pump rod 19 release a connection between the high-pressure working cylinder 1 and the low-pressure chamber 10 , so that the regulating function starts.

Zwischen dem Arbeitszylinder 1 und der Zwischenwand 8 wird ein Regelraum 29 von einem Verdrängerraum 20 durch einen Regler 27 getrennt. Dabei ist die Regelfläche 28 größer als die Verdrängerfläche 31. Im Boden 4 des Federbeines ist ein verstellbares Ventil 30 vorge­ sehen, welches als elektromagnetisches Ventil von außen ansteuerbar ist. Nach Öffnen des verstellbaren Ventiles 30 wird die Regelfläche 28 durch den Druck der Nieder­ druckkammer 10 beaufschlagt. Die mit einer Dichtung 26 versehene Verdrängerfläche 31 fördert dadurch Öl aus dem Verdrängerraum 20 über das Rückschlagventil 32 in den Ölraum 11 der Hochdruckkammer 9, 11. Der Ölraum 11 der Hochdruckkammer 9, 11 steht über die Ableitung 17 mit dem Arbeitsraum 18 in Verbindung, so daß sich der Kolben 2 durch den steigenden Innendruck bewegt. Diese Verschiebung des Kolbens 2 erfolgt unter der physikalischen Voraussetzung, daß das Verhältnis der Regelfläche 28 zur Verdränger­ fläche 31 größer ist als das Verhältnis des Druckes der Niederdruckkammer 10 zu dem Druck des Hochdruckgaspolsters 9 der Hochdruckkammer 9, 11 im aufgeregeltem Zustand. Auf diese Weise läßt sich sofort nach dem Starten des Fahrzeuges ohne äußere Energieaufnahme das Federbein auf eine entsprechende Niveaulage bringen.A control chamber 29 is separated from a displacement chamber 20 by a controller 27 between the working cylinder 1 and the intermediate wall 8 . The control surface 28 is larger than the displacement surface 31 . In the bottom 4 of the strut, an adjustable valve 30 is easily seen, which can be controlled as an electromagnetic valve from the outside. After opening the adjustable valve 30 , the control surface 28 is acted upon by the pressure of the low pressure chamber 10 . The displacement surface 31 provided with a seal 26 thereby conveys oil from the displacement space 20 via the check valve 32 into the oil space 11 of the high-pressure chamber 9, 11 . The oil chamber 11 of the high-pressure chamber 9, 11 is connected to the working chamber 18 via the discharge line 17 , so that the piston 2 moves due to the increasing internal pressure. This displacement of the piston 2 takes place under the physical condition that the ratio of the control surface 28 to the displacement surface 31 is greater than the ratio of the pressure of the low pressure chamber 10 to the pressure of the high pressure gas cushion 9 of the high pressure chamber 9, 11 in the regulated state. In this way, the shock absorber can be brought to an appropriate level position immediately after starting the vehicle without external energy consumption.

Während der Fahrt des Fahrzeuges ist dann die von Pumpen­ stange 19 und Pumpenzylinder 21 gebildete Ölpumpe 19, 21 in Betrieb. Das im Regelraum 29 vorhandene Öl wird während der Fahrt über die Ölpumpe und das Rückschlagventil 35 in die Verbindung 36 geführt und entweder der Ölpumpe oder dem Niederdruckraum 10 zur Verfügung gestellt. Gleichzeitig strömt aus dem Niederdruckraum 10 durch das Rückschlag­ ventil 33 über die Zuleitung 34 neues Öl in den Ver­ drängerraum 20 unterhalb der Verdrängerfläche 31.During the running of the vehicle is then the oil pump of the pump rod 19 and pump cylinder 21 formed 19, 21 in operation. The oil present in the control chamber 29 is fed into the connection 36 via the oil pump and the check valve 35 during travel and made available either to the oil pump or to the low-pressure chamber 10 . At the same time, new oil flows from the low-pressure chamber 10 through the check valve 33 via the feed line 34 into the displacement chamber 20 below the displacement surface 31 .

Aus der Fig. 2 ist zu entnehmen, daß der Regler 27 nach Erreichen seiner Ausgangsposition über den Stift 38 das Ventil 37 öffnet, so daß nun die weiteren Funktionen des Federbeines wie bei bekannten Geräten vor sich geht.From Fig. 2 it can be seen that the controller 27 opens the valve 37 after reaching its starting position via the pin 38 , so that now the further functions of the strut as in known devices is going on.

Der Fig. 3 ist in Draufsicht zu entnehmen, daß ausgehend von der hohlen Kolbenstange 19 eine Verbindung über das Ventil 37 in den Niederdruckraum 10 verläuft, wobei auf dem Umfang versetzt das verstellbare Ventil 30 angeordnet ist. FIG. 3 is shown in plan view in that, starting a connection via the valve runs from the hollow piston rod 19 37 into the low pressure chamber 10, wherein offset on the periphery of the adjustable valve 30 is arranged.

Claims (5)

1. Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung, insbesondere für Kraftfahr­ zeuge, mit einem ölgefüllten, unter dem Druck mindestens eines in einer Hochdruckkammer angeordneten und als Feder wirkenden Gaspolsters stehenden Arbeits­ zylinder, der durch einen von einer hohlen Kolben­ stange getragenen Arbeitskolben in zwei Arbeitsräume unterteilt wird, mit einer durch die Federbewegung angetriebenen und Öl aus einer Niederdruckkammer in den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum fördernden Kolbenpumpe, deren Pumpenzylinder durch die hohle Kolbenstange gebildet ist, in die eine am Arbeitszylinder befestigte und an ihrem vorderen Ende ein Saugventil tragende hohle Pumpenstange eintaucht, deren Bohrung mit der Niederdruckkammer verbunden ist und mit einer in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder verschließbaren Ab­ regelöffnung, die den mit der Hochdruckkammer ver­ bundenen Arbeitsraum mit einem eine Drossel aufweisen­ den und in die Niederdruckkammer mündenden Abregel­ kanal verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Druckübersetzers ein in einem Hohlraum (20, 29) axial verschiebbarer Regler (27) mit zwei druckbeaufschlagten Flächen (28; 31) versehen ist, wobei ein durch eine Regelfläche (28) des Reglers (27) gebildeter Regelraum (29) über ein von außen stellbares Ventil (30) mit der Niederdruckkammer (10) und ein durch eine Verdrängerfläche (31) des Reglers (27) gebildeter Verdrängerraum (20) über eine, ein Rückschlagventil (32) aufweisende Ableitung (17) mit der Hochdruckkammer (11) und dem Arbeitsraum (18) ver­ bunden ist, wobei die Regelfläche (28) größer als die Verdrängerfläche (31) ist, und daß vom Niederdruckraum (10) über ein Rückschlagventil (33) eine Zuleitung (34) in den Verdrängerraum (20) verläuft.1. Self-pumping hydropneumatic shock absorber with internal level control, in particular for motor vehicles, with an oil-filled working cylinder under the pressure of at least one gas cushion arranged in a high-pressure chamber and acting as a spring, which is divided into two working spaces by a working piston carried by a hollow piston is, with a piston pump driven by the spring movement and oil from a low-pressure chamber into the work space connected to the high-pressure chamber, the pump cylinder of which is formed by the hollow piston rod into which a hollow pump rod attached to the working cylinder and carrying a suction valve at its front end is immersed, whose bore is connected to the low-pressure chamber and with a lockable depending on the position of the working piston in the working cylinder From control opening, which have the ver connected to the high-pressure chamber working space with a throttle and in connects the low-pressure chamber opening regulating channel, characterized in that to form a pressure intensifier in a cavity ( 20, 29 ) axially displaceable regulator ( 27 ) with two pressurized surfaces ( 28; 31 ) is provided, a control space ( 29 ) formed by a control surface ( 28 ) of the controller ( 27 ) via an externally adjustable valve ( 30 ) with the low pressure chamber ( 10 ) and one through a displacement surface ( 31 ) of the controller ( 27 ) formed displacement chamber ( 20 ) via a, a check valve ( 32 ) having discharge line ( 17 ) with the high pressure chamber ( 11 ) and the working space ( 18 ) connected, the control surface ( 28 ) being larger than the displacement surface ( 31 ), and that a supply line ( 34 ) runs from the low-pressure chamber ( 10 ) via a check valve ( 33 ) into the displacement chamber ( 20 ). 2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (27) zylindrisch ausgebildet und ko­ axial um den Arbeitszylinder (1) angeordnet ist.2. Strut according to claim 1, characterized in that the controller ( 27 ) is cylindrical and is arranged axially around the power cylinder ( 1 ). 3. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Regelraum (29) unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventiles (35) eine Strömungsverbindung in die Verbindung (36) vom Niederdruckraum (10) zum Pumpenzylinder (21) verläuft.3. Strut according to claim 1, characterized in that from the control chamber ( 29 ) with the interposition of a check valve ( 35 ) a flow connection into the connection ( 36 ) from the low pressure chamber ( 10 ) to the pump cylinder ( 21 ). 4. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das stellbare Ventil (30) als Elektromagnetventil oder mechanisches Ventil ausgebildet ist.4. A strut according to claim 1, characterized in that the adjustable valve ( 30 ) is designed as an electromagnetic valve or mechanical valve. 5. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Ausgangsposition des Reglers (27) die Regel­ fläche (28) ein zwischen Niederdruckraum (10) und Pumpenzylinder (21) angeordnetes Ventil (37) betätigt.5. A strut according to claim 1, characterized in that in the starting position of the controller ( 27 ) the control surface ( 28 ) actuates a valve ( 37 ) arranged between the low-pressure chamber ( 10 ) and the pump cylinder ( 21 ).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2758601A1 (en) * 1997-01-20 1998-07-24 Max Sardou Motor vehicle combined shock absorber and clearance adjuster

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