EP1750955A1 - Stabilisatoranordnung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Stabilisatoranordnung für ein kraftfahrzeug

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Publication number
EP1750955A1
EP1750955A1 EP05755893A EP05755893A EP1750955A1 EP 1750955 A1 EP1750955 A1 EP 1750955A1 EP 05755893 A EP05755893 A EP 05755893A EP 05755893 A EP05755893 A EP 05755893A EP 1750955 A1 EP1750955 A1 EP 1750955A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
valve
cylinder
motor vehicle
stabilizer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05755893A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Metin Ersoy
Ullrich Hammelmaier
Felix Haeusler
Oliver Westphal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP1750955A1 publication Critical patent/EP1750955A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/016Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
    • B60G17/0162Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input mainly during a motion involving steering operation, e.g. cornering, overtaking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
    • B60G21/05Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
    • B60G21/055Stabiliser bars
    • B60G21/0551Mounting means therefor
    • B60G21/0553Mounting means therefor adjustable
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G2800/00Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/24Steering, cornering

Definitions

  • the invention relates to a stabilizer arrangement for a motor vehicle, an adjustable piston-cylinder unit being arranged at the ends of the stabilizer, which is connected in an articulated manner to a resilient wheel carrier part.
  • switchable components are to use hydraulic length-adjustable adjusting elements, such as piston-cylinder units, instead of the fixed pendulum supports, as is disclosed, for example, in US Pat. No. 4,206,935.
  • the variable-length piston-cylinder units arranged between the stabilizer and the motor vehicle body are connected to one another with hydraulic lines, the one facing the stabilizer and the other
  • Cylinder chambers facing away from the stabilizer are connected to each other via a hydraulic line.
  • a valve is inserted into these hydraulic lines, which can block or activate both hydraulic lines at the same time.
  • Rolling movements of the vehicle can be transferred to the other side of the vehicle. If, on the other hand, the hydraulic line is released by the valve, the pistons in the cylinders can move freely during roll movements of the vehicle, so that the roll movements cannot be absorbed by the stabilizer. Hydraulic fluid flows from one piston-cylinder unit to the other.
  • a disadvantage of this arrangement is that when the hydraulic lines are blocked, the pistons in the cylinders are not in a defined and determinable position. The stabilizer can therefore be outside the construction or installation position, so that the driving properties are negatively affected.
  • Another arrangement for switchable pendulum supports is used in the all-terrain vehicle Nissan Patrol.
  • a clutch consisting of a spring-loaded pin, acts on a piston, the pin engaging in a bore in the piston and thus blocking the piston. If the clutch is released, the piston can move freely in the cylinder.
  • a disadvantage of this design is that the bolt only engages in the bore when the bolt and the bore are aligned. The operator has no influence on this. In the worst case, the vehicle drives without the stabilizer effect despite the clutch being actuated. With this system, the driver receives no feedback as to the extent to which the piston is blocked
  • the object of the invention is therefore to provide a stabilizer arrangement for a motor vehicle with switchable piston-cylinder units, which allows the stabilizer to be converted from an inactive state to an active state, the piston-cylinder units and the stabilizer being in a defined position for a safe driving condition.
  • a stabilizer arrangement for a motor vehicle has a stabilizer connected to the vehicle body, which is connected to a resilient wheel carrier part on each side of the vehicle by means of a piston-cylinder unit.
  • the piston-cylinder units consist at least of a piston movably arranged in a cylinder and are at one end articulated at one end of the stabilizer and at the other end to the resilient wheel carrier part.
  • the piston-cylinder units are connected on the one hand to a hydraulic pump and on the other hand are provided with a stop against which the piston can be moved.
  • the respective first cylinder chamber arranged on the side of the piston facing away from the stop can be connected to the hydraulic pump via a hydraulic line, a first valve being provided between the respective first cylinder chamber and the hydraulic pump.
  • On the side of the respective first valve facing away from the piston-cylinder unit at least one second valve is arranged and above
  • Hydraulic lines can be connected to the respective first valve.
  • the respective first valve blocks the flow from the respective first cylinder chamber in the direction of the hydraulic pump in a first switching position, whereas in a second switching position the flow through the valve towards the respective first cylinder chamber and vice versa is made possible.
  • the at least one second valve prevents the flow from the respective first cylinder chamber of the piston-cylinder units in the direction of the respective second cylinder chamber arranged on the side of the piston facing the stop, whereas in the second switching position of the at least one second valve one Connection between the respective first cylinder chamber with the respective second cylinder chamber can be established.
  • the respective first valve is designed as an electromagnetically operable 2/2-way valve, which takes over the function of a check valve in its first switching position.
  • This arrangement allows the pistons in the piston-cylinder unit to move freely for off-road driving, since an exchange of the hydraulic fluid between the first and the second cylinder chamber is made possible.
  • the first valve and the at least one second valve are each in their first switching position.
  • the stabilizer has no effect with this circuit.
  • the valves are switched in such a way that the hydraulic pump can deliver hydraulic fluid into the first cylinder chamber.
  • the pistons move against a stop forming a defined end position.
  • the respective first valves and the at least one second valve are advantageously in their respective second switching positions.
  • the piston of the piston-cylinder unit is held in the position in contact with the stop.
  • the stabilizer is thus held in a fixed position in which the stabilizer can develop its effect, for example for normal road travel, and can transmit forces or roll movements from one side of the vehicle to the other.
  • the stabilizer or the piston-cylinder units can thus be safely transferred from a freely movable position to a defined position held there, in which a safe driving behavior for road operation can be guaranteed.
  • the second valve is designed as a 3/2-way valve, which blocks the flow from the hydraulic pump in the direction of the piston-cylinder units in the second switching position.
  • the second switching position in connection with the second switching position of the first valve in each case, it establishes a connection which can flow through in both directions between the respective first cylinder chamber and the respective second cylinder chamber.
  • a tank is advantageously arranged which also serves as a reservoir for the pump.
  • the servo steering pump of the motor vehicle can be used as the hydraulic pump, which saves considerable installation space.
  • the servo steering pump runs during the entire operation of the vehicle, which avoids additional circuitry for a separate hydraulic pump. It is advantageous to use a pressure relief valve.
  • 1 a schematic representation of a stabilizer arrangement with piston-cylinder units for a motor vehicle
  • 2 shows a sectional illustration of a piston-cylinder unit used according to the invention
  • FIG. 3 a hydraulic circuit diagram for a stabilizer arrangement according to the invention with a switching position for road operation
  • FIG. 4 a hydraulic circuit diagram for a stabilizer arrangement according to the invention with a switching position for off-road use
  • FIG. 1 An exemplary schematic stabilizer arrangement is shown in FIG. 1, wherein a stabilizer 1 is held in a pivoting manner in bearing points 2 on a vehicle body. At its ends, the stabilizer is articulated to a piston-cylinder unit 4, 4 '. At its end facing away from the stabilizer 1, the piston-cylinder unit 4, 4 'is articulated to a resilient wheel carrier part, for example to a shock absorber part 6 connected to a vehicle wheel 5.
  • a piston 8 arranged in a cylinder 7 has a two-sided piston rod 9, the first piston rod side 9a emerging from the cylinder 7 and being provided at its end with a receptacle 10 for articulated connection to the stabilizer 1.
  • the second piston rod side 9b runs with sufficient clearance in a sleeve 11 arranged in the cylinder 7, the sleeve 11 being screwed into the cylinder 7 in an advantageous manner.
  • the sleeve 11 is provided with a further receptacle 12 for articulated connection to the shock absorber 6.
  • a stop 13 is arranged inside the cylinder 7, against which the piston 8 can be moved, as shown in Fig. 2, the stop 13 can be fixed in a variety of ways known per se in the cylinders.
  • connection bores 14, 15 are arranged, to which hydraulic lines for pressurizing the piston 8 can be connected.
  • a first cylinder chamber 16 is supplied with hydraulic fluid via the connection bore 14, whereas a second cylinder chamber 17 lying on the other side of the piston 8 is supplied with hydraulic fluid via the connection bore 15, so that the piston 8 is pressurized from both sides can be.
  • the first cylinder chamber 16 is arranged on the side of the piston 8 facing away from the stop 13 and the second cylinder chamber 17 is arranged on the side of the piston 8 facing the stop 13.
  • Cylinder chambers 16, 16 ' are each connected to a first electro-mechanically actuable 2/2-way valve 18, 18' via the connection bores 14, 14 'by means of a hydraulic line.
  • the 2/2-way valves 18, 18' are connected to a second 3/2-way valve 19, with each of the 2/2-way valves 18, 18 'outgoing hydraulic lines are merged.
  • the 3/2-way valve 19 is in turn connected on the side facing away from the piston-cylinder unit 4, 4 ′ on the one hand to a hydraulic pump 20 and on the other hand to a tank 21.
  • the continuously running servo-steering pump of the motor vehicle can advantageously be used as the hydraulic pump 20, as a result of which the effort and space required in the vehicle is significantly reduced.
  • the second cylinder chambers 17, 17 'arranged on the side facing the stop 13, 13 are connected directly to the tank 21 via the connection bores 15, 15' by means of hydraulic lines.
  • the hydraulic lines extending from the cylinders 7, 7 'at the connection bores 14, 14'15, 15' are designed to be flexible in a section 22, 22 'to compensate for movements of the cylinders 7, 7'.
  • a pressure relief valve 23 is also used in the hydraulic circuit.
  • the pistons 8, 8 ' which bear against the stop 13, 13' in their starting position in FIG. 3, cannot move away from the respective stop 13, 13 'into the respective first cylinder chambers 16, 16'.
  • the piston-cylinder units 4, 4 ' are thus rigid overall, as a result of which the stabilizer 1 can transmit forces or torques from one vehicle side to the other vehicle side. In this switch position intended for road operation, safe driving behavior can be guaranteed.
  • the roll movements can be minimized by the activated effect of the stabilizer 1.
  • Overpressures as can occur due to the hydraulic pump 20 which is constantly running in this embodiment, are intercepted by the pressure limiting valve 23. For off-road use, an enlarged axle lock is now necessary so that all wheels are in constant contact with the ground, thus ensuring propulsion.
  • the 2/2-way valves 18, 18 'as well as the 3/2-way valve 19 are energized, ie switched and thus brought into their respective second switching position. This is preferably done by the driver using manual shift actuation from the vehicle interior. In this switching position of the directional control valves 18, 18 'and 19 shown in FIG. 4, both the first 2/2-way valve 18, 18' and the second 3/2-way valve 19 can be flowed through by the hydraulic fluid in both directions.
  • Directional control valve 19 connects the respective first cylinder chambers 16, 16 'to the tank 21. Since the respective second cylinder chambers 17, 17 'are also connected to the tank, hydraulic fluid can now be exchanged between the first cylinder chambers 16, 16' and the second cylinder chambers 17, 17 'in both directions.
  • the stabilizer arrangement can be returned to the road operation with an effective stabilizer effect via a so-called fallback level as shown in FIG. 5.
  • the 3/2-way valve 19 is switched manually by the driver. In this way, hydraulic fluid can get from the respective second cylinder chambers 17, 17 'into the respective first cylinder chambers 16, 16', but not vice versa, since this is prevented by the check valve function of the 2/2-way valve 18, 18 '. Due to the movements while driving, the pistons 8, 8 'can also move in the direction of the respective stops 13, 13', but not away from them.
  • Stabilizer arrangement is thus able to move automatically from an arbitrary off-road position of the piston-cylinder units 4, 4 'into the starting position (road operation), in which the piston 8, 8' is in a defined position against the stop 13, 13 'in the cylinder 7, 7 'are to be transferred.
  • the fallback level thus describes a restricted function of the system when the hydraulic pump 20 has failed.
  • the piston-cylinder units 4, 4 ' can also be described as switchable pendulum supports, since they are used instead of fixed pendulum supports and their functions can be switched on and off. If the piston 8, 8 'in the piston-cylinder unit 4, 4' is fixed against the stop 13, 13 ', the piston, cylinder units 4, 4' have the same function as fixed pendulum supports.
  • the invention is not only limited to this exemplary embodiment and can also be carried out in other ways.
  • a separate hydraulic pump can be used instead of the constantly rotating power steering pump. This then allows the pump to be switched independently since it does not have to run continuously. However, this also increases the circuit complexity and disadvantageously requires additional installation space.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem an dem Fahrzeugaufbau angebundenen Stabilisator (1), welcher auf jeder Fahrzeugseite mit jeweils einer Kolben-Zylinder-Einheit (4;4') mit einem federnden Radträgerteil verbunden ist, wobei die Kolben-Zylinder-Einheiten (4, 4') jeweils zumindest aus einem in einem Zylinder (7, 7') beweglich angeordneten Kolben (8, 8') bestehen und jeweils einenends an einem Ende des Stabilisators (1) und anderenends an einem federnden Radträgerteil gelenkig angebunden sind. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kolben-Zylinder-Einheiten (4, 4') mit einer Hydraulikpumpe (20) verbunden sind, und den Zylindern (7, 7') jeweils ein Anschlag (13, 13') zugeordnet ist, gegen den der jeweilige Kolben (8, 8') bewegbar ist. Mittels einer Anordnung von Ventilen wird es ermöglicht, die Kolben (8, 8') aus jeder Stellung heraus gezielt gegen den Anschlag (13, 13') zu bewegen und dort in einer definierten Lage zu halten, um aus jeder Lage des Fahrzeuges heraus die Stabilisatorwirkung gezielt und wirkungsvoll wiederherzustellen.

Description

Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug, wobei an den Enden des Stabilisators jeweils eine verstellbare Kolben-Zylinder- Einheit angeordnet ist, die gelenkig mit einem federnden Radträgerteil verbunden ist.
Für einen hohen Fahrkomfort werden in modernen Kraftfahrzeugen weiche Aufbaufedern eingesetzt. In Kombination mit entsprechend ausgelegten Dämpfern wird so ein verbesserter Bodenkontakt bei Fahrbahnunebenheiten gewährleistet. Die dabei auftretende nachteilige Erhöhung des Wankwinkels in Kurven wird durch den Einsatz von Stabilisatoren kompensiert, wobei die Stabilisatoren am Fahrzeugaufbau festgelegt sind und an den Enden über jeweils eine Pendelstütze an einem federnden Radträgerteil, z.B. einem Querlenker oder einer Starrachse, gelenkig angebunden sind. Durch den Einsatz von Stabilisatoren verringert sich allerdings die mögliche Achsverschränkung, da sie ein gegensinniges Einfedern der Räder einer Achse einschränken. Daher ist es insbesondere für geländegängige Fahrzeuge, sogenannte SUV's wünschenswert, eine Möglichkeit zu schaffen, die Stabilisatorfunktion während der Geländefahrt zu beeinflussen. Durch den Einsatz von schaltbaren Komponenten kann dies gewährleistet werden, so dass die Räder einer Achse unabhängig voneinander einfedern können. Auf diese Weise halten alle Räder des Fahrzeuges Bodenkontakt und können Vortriebskräfte übertragen.
Eine Möglichkeit schaltbare Komponenten einzusetzen besteht in der Verwendung von hydraulisch längenveränderlichen Stellelementen, wie beispielsweise Kolben-Zylinder-Einheiten, an Stelle der festen Pendelstützen, wie dies beispielsweise in der US 4,206,935 offenbart ist. Die zwischen Stabilisator und Kraftfahrzeugaufbau angeordneten längenveränderlichen Kolben-Zylinder-Einheiten sind untereinander mit Hydraulikleitungen verbunden, wobei die jeweils dem Stabilisator zugewandten und die dem
Stabilisator abgewandten Zylinderkammern über jeweils eine Hydraulikleitung miteinander verbunden sind. In diese Hydraulikleitungen ist ein Ventil eingesetzt, welches beide Hydraulikleitungen gleichzeitig sperren oder freischalten kann. Wenn die Hydraulikleitungen gesperrt sind, sind die Kolben der Kolben-Zylinder-Einheiten blockiert, so dass der Stabilisator
Wankbewegungen des Fahrzeuges auf die andere Fahrzeugseite übertragen kann. Wird von dem Ventil dagegen die Hydraulikleitung freigegeben, können sich die Kolben in den Zylindern bei Wankbewegungen des Fahrzeuges frei bewegen, so dass die Wankbewegungen durch den Stabilisator nicht abgefangen werden können. Es strömt dabei Hydraulikflüssigkeit von einer Kolben-Zylinder-Einheit in die andere.
Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass beim Sperren der Hydraulikleitungen, sich die Kolben in den Zylindern in keiner definierten und bestimmbaren Lage befinden. Der Stabilisator kann sich daher außerhalb der Konstruktions- oder Einbaulage befinden, so dass die Fahreigenschaften negativ beeinflußt werden. Eine weitere Anordnung für schaltbare Pendelstützen findet in dem geländegängigen Fahrzeug Nissan Patrol Anwendung. Bei diesem System einer Kolben-Zylinder-Einheit wirkt eine Kupplung, bestehend aus einem federbelasteten Bolzen auf einen Kolben, wobei der Bolzen in eine Bohrung des Kolbens eingreift und so den Kolben blockiert. Wird die Kupplung gelöst, kann sich der Kolben im Zylinder frei bewegen. Nachteilig an dieser Ausführung ist, dass der Bolzen in die Bohrung erst eingreift, wenn Bolzen und Bohrung miteinander fluchten. Der Bediener hat hierauf keinen Einfluß. Im ungünstigsten Fall fährt das Fahrzeug trotz betätigter Kupplung ohne Stabilisatorwirkung. Der Fahrer erhält bei diesem System keine Rückmeldung, inwieweit der Kolben blockiert ist
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit schaltbaren Kolben-Zylinder-Einheiten zu schaffen, die es erlaubt, den Stabilisator von einer wirkungslosen Zustand in einen Wirkzustand zu überführen, wobei die Kolben-Zylinder-Einheiten und der Stabilisator eine definierte Lage für einen sicheren Fahrzustand einnehmen.
Die Aufgabe wird durch eine Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Stabilisator mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Aus- bzw. Weiterbildungen sind durch die Unteransprüche gegeben.
Eine Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug weist einen am Fahrzeugaufbau angebundenen Stabilisator auf, der auf jeder Fahrzeugseite mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit mit einem federnden Radträgerteil verbunden ist. Die Kolben-Zylinder-Einheiten bestehen dabei zumindest aus einem in einem Zylinder beweglich angeordneten Kolben und sind einenends an einem Ende des Stabilisators und anderenends an dem federnden Radträgerteil gelenkig angebunden. Erfindungsgemäß sind die Kolben- Zylinder-Einheiten zum einen mit einer Hydraulikpumpe verbunden und zum anderen mit einem Anschlag versehen, gegen den der Kolben bewegbar ist. Ferner ist die jeweilige auf der dem Anschlag abgewandten Seite des Kolbens angeordnete erste Zylinderkammer über eine Hydraulikleitung mit der Hydraulikpumpe verbindbar, wobei zwischen der jeweiligen ersten Zylinderkammer und der Hydraulikpumpe jeweils ein erstes Ventil vorgesehen ist. Auf der der Kolben-Zylinder-Einheit abgewandten Seite des jeweiligen ersten Ventils ist zumindest ein zweites Ventil angeordnet und über
Hydraulikleitungen mit dem jeweiligen ersten Ventil verbindbar. Das jeweilige erste Ventil sperrt in einer ersten Schaltstellung den Durchfluß von der jeweiligen ersten Zylinderkammer in Richtung der Hydraulikpumpe, wohingegen in einer zweiten Schaltstellung der Durchfluß durch das Ventil in Richtung zur jeweiligen ersten Zylinderkammer und umgekehrt ermöglicht wird. Das zumindest eine zweite Ventil verhindert in einer ersten Schaltstellung den Durchfluß von der jeweiligen ersten Zylinderkammer der Kolben-Zylinder-Einheiten in Richtung der jeweiligen auf der dem Anschlag zugewandeten Seite des Kolbens angeordneten zweiten Zylinderkammer, wohingegen in der zweiten Schaltstellung des zumindest einen zweiten Ventils eine Verbindung zwischen der jeweiligen ersten Zylinderkammer mit der jeweiligen zweiten Zylinderkammer herstellbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung ist das jeweilige erste Ventil als ein elektromagnetisch betätigbares 2/2-Wegeventil ausgebildet, welches in seiner ersten Schaltstellung die Funktion eines Rückschlagventils übernimmt. Diese Anordnung erlaubt es, dass sich die Kolben in der Kolben-Zylinder- Einheit für eine Geländefahrt frei bewegen können, da ein Austausch der Hydraulikflüssigkeit zwischen der jeweils ersten und der jeweils zweiten Zylinderkammer ermöglicht ist. Das jeweils erste Ventil und das zumindest eine zweite Ventil befinden sich hierzu in ihrer jeweils ersten Schaltstellung. Der Stabilisator entfaltet bei dieser Schaltung keinerlei Wirkung. Für die Wiederherstellung der Stabilisatorwirkung werden die Ventile derart geschaltet, dass die Hydraulikpumpe Hydraulikflüssigkeit in die jeweils erste Zylinderkammer fördern kann. Die Kolben bewegen sich dabei gegen einen eine definierte Endposition bildenden Anschlag. Die jeweils ersten Ventile und das zumindest eine zweite Ventil befinden sich dabei vorteilhafterweise in ihrer jeweils zweiten Schaltstellung. Durch die bevorzugte Ausgestaltung der ersten Schaltstellung des jeweils ersten Ventils als ein Rückschlagventil, welches einen Rückfluss aus der jeweils ersten Zylinderkammer in Richtung der Hydraulikpumpe sperrt, wird der Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit in der am Anschlag anliegenden Position gehalten. Somit ist der Stabilisator in einer fixierten Lage gehalten, in der der Stabilisator seine Wirkung beispielsweise für eine normale Straßenfahrt, entfalten kann und Kräfte bzw. Wankbewegungen, von einer Fahrzeugseite auf die andere übertragen kann. Der Stabilisator bzw. die Kolben-Zylinder-Einheiten sind somit sicher von einer freibeweglichen Lage in eine definierte und dort gehaltene Position überführbar, in der ein sicheres Fahrverhalten für den Straßenbetrieb gewährleistet werden kann. Das Bewegen der Kolben gegen den Anschlag und die damit verbundene Wiederherstellung der Stabilisatorfunktion ist mit dieser Anordnung in nahezu jeder Lage des Fahrzeugs ermöglicht, also auch wenn das Fahrzeug eine Schrägstellung einnimmt. Vorteilhafterweise wird lediglich ein zweites Ventil verwendet, welches gemeinsam auf beide jeweils ersten Ventile wirkt und über eine sich verzweigende Hydraulikleitung mit diesen verbunden ist. Der Aufwand der Stabilisatoranordnung wird somit wirksam reduziert.
In einer weiteren bevorzugten Ausbildung ist das zweite Ventil als ein 3/2- Wegeventil ausgebildet, welches in der zweiten Schaltstellung den Durchfluß von der Hydraulikpumpe in Richtung der Kolben-Zylinder-Einheiten sperrt. In der zweiten Schaltstellung stellt es dagegen in Verbindung mit der zweiten Schaltstellung des jeweils ersten Ventiles eine in beiden Richtungen durchströmbare Verbindung zwischen der jeweils ersten Zylinderkammer und der jeweiligen zweiten Zylinderkammer her. Zwischen dem zweiten Ventil und der jeweiligen zweiten Zylinderkammer ist dabei vorteilhafterweise ein Tank angeordnet, welcher auch gleichzeitig der Pumpe als Reservoir dient.
Als Hydraulikpumpe kann in einer bevorzugten Ausbildung die Servo- Lenkungspumpe des Kraftfahrzeuges verwendet werden, womit wesentlicher Bauraum gespart wird. Die Servo-Lenkungspumpe läuft während des gesamten Betriebes des Fahrzeuges, wodurch zusätzlicher Schaltungsaufwand für eine separate Hydraulikpumpe vermieden wird. Vorteilhafterweise ist dabei ein Druckbegrenzungsventil einzusetzen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels nochmals näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Stabilisatoranordnung mit Kolben- Zylinder-Einheiten für ein Kraftfahrzeug, Fig. 2: eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß verwendeten Kolben- Zylinder-Einheit,
Fig. 3: einen hydraulischen Schaltplan für eine erfindungsgemäße Stabilisatoranordnung mit einer Schaltstellung für den Straßenbetrieb, Fig. 4: einen hydraulischen Schaltplan für eine erfindungsgemäße Stabilisatoranordnung mit einer Schaltstellung für den Geländeeinsatz und
Fig. 5: einen hydraulischen Schaltplan für eine erfindungsgemäße Stabilisatoranordnung mit einer Schaltstellung für eine Rückfallebene.
Eine beispielhafte schematische Stabilisatoranordnung ist in Fig. 1 dargestellt, wobei ein Stabilisator 1 in Lagerstellen 2 schwenkbeweglich an einem Fahrzeugaufbau gehalten ist. An seinen Enden ist der Stabilisator jeweils gelenkig mit einer Kolben- Zylinder- Einheit 4, 4' verbunden. An ihrem dem Stabilisator 1 abgewandten Ende ist die Kolben-Zylinder-Einheit 4, 4 'jeweils gelenkig mit einem federnden Radträgerteil, beispielsweise mit einen an einem Fahrzeugrad 5 angebundenen Stoßdämpferteil 6 verbunden.
Die Kolben-Zylinder-Einheiten 4, 4 'ersetzen hierbei feste Pendelstützen und sind in diesem Ausführungsbeispiel vorteilhaft als Gleichlaufzylinder ausgebildet (vergleiche Fig. 2). Ein in einem Zylinder 7 angeordneter Kolben 8 besitzt dabei eine zweiseitige Kolbenstange 9, wobei die erste Kolbenstangenseite 9a aus dem Zylinder 7 heraustritt und an ihrem Ende mit einer Aufnahme 10 zur gelenkigen Anbindung an den Stabilisator 1 versehen ist. Die zweite Kolbenstangenseite 9b verläuft mit genügend Freiraum in einer im Zylinder 7 angeordneten Hülse 11, wobei die Hülse 11 in den Zylinder 7 in vorteilhafter Weise eingeschraubt ist. An dem dem Stoßdämpfer 6 zugewandten Ende ist die Hülse 11 mit einer weiteren Aufnahme 12 zur gelenkigen Verbindung mit dem Stoßdämpfer 6 versehen. Innerhalb des Zylinders 7 ist ein Anschlag 13 angeordnet, gegen den der Kolben 8 bewegt werden kann, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist, wobei der Anschlag 13 auf vielfältige und an sich bekannte Weise in den Zylindern festgesetzt werden kann. In dem Zylinder 7 sind Anschlußbohrungen 14, 15 angeordnet, an denen Hydraulikleitungen zur Beaufschlagung des Kolbens 8 mit einem Druck angeschlossen werden können. Über die Anschlußbohrung 14 wird dabei eine erste Zylinderkammer 16 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt, wohingegen über die Anschlußbohrung 15 eine zweite auf der anderen Seite des Kolbens 8 liegende zweite Zylinderkammer 17 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt wird, so dass der Kolben 8 dabei von beiden Seiten mit einem Druck beaufschlagt werden kann. Die erste Zylinderkammer 16 ist dabei auf der dem Anschlag 13 abgewandten Seite des Kolbens 8 und die zweite Zylinderkammer 17 auf der dem Anschlag 13 zugewandten Seite des Kolbens 8 angeordnet.
Gemäß der in Fig. 3 gezeigten hydraulischen Schaltplandarstellung werden die Kolben-Zylinder-Einheiten 4, 4 'mit Hydraulikflüssigkeit versorgt. Die ersten
Zylinderkammern 16, 16 'sind über die Anschlußbohrungen 14, 14' mittels einer Hydraulikleitung jeweils mit einem ersten elektomechanisch betätigbaren 2/2- Wegeventil 18, 18 'verbunden. Auf der von der Kolben-Zylinder-Einheit 4, 4 'abgewandten Seite sind die 2/2-Wegeventile 18, 18 'mit einem zweiten 3/2-Wegeventil 19 verbunden, wobei die jeweils von den 2/2-Wegeventilen 18, 18 'abgehenden Hydraulikleitungen zusammengeführt werden. Das 3/2- Wegeventil 19 ist seinerseits auf der der Kolben-Zylinder-Einheit 4, 4 'abgewandten Seite zum einen mit einer Hydraulikpumpe 20 und zum anderen mit einem Tank 21 verbunden. Als Hydraulikpumpe 20 kann dabei vorteilhafterweise die ständig mitlaufende Servo-Lenkungspumpe des Kraftfahrzeuges verwendet werden, wodurch der Aufwand und Platzbedarf im Fahrzeug wesentlich reduziert wird. Die auf der dem Anschlag 13, 13 zugewandten Seite angeordneten zweiten Zylinderkammern 17, 17 ' sind über die Anschlußbohrungen 15, 15 'mittels Hydraulikleitungen direkt mit dem Tank 21 verbunden. Die an den Anschlußbohrungen 14, 14'15, 15 ' von den Zylindern 7, 7' abgehenden Hydraulikleitungen sind zum Ausgleich von Bewegungen der Zylinder 7, 7 'in einem Abschnitt 22, 22 ' flexibel ausgebildet. In dem Hydraulikkreislauf ist des Weiteren ein Druckbegrenzungsventil 23 eingesetzt.
In der in Fig. 3 gezeigten Darstellung sind sämtliche Ventile 18, 18 ' und 19 stromlos, d.h. in ihrer Ausgangsstellung und nicht geschaltet, dabei erlaubt das 3/2-Wegeventil 19 in dieser seiner ersten Schaltstellung einen Durchfluß von der Hydraulikpumpe 20 in Richtung der Kolben-Zylinder-Einheiten 4, 4'. Die Hydraulikflüssigkeit kann weiter durch die sich in der ebenfalls ersten Schaltstellung befindlichen 2/2-Wegeventile 18, 18 ' in die ersten Zylinderkammern 16, 16 ' gelangen. Da die 2/2-Wegebventile 18, 18 'in dieser ersten Schaltstellung die Funktion eines Rückschlagventiles besitzen, kann allerdings keine Hydraulikflüssigkeit von den ersten Zylinderkammern 16, 16 'in umgekehrter Richtung in Richtung der Hydraulikpumpe 20 oder des Tankes 21 gelangen. Damit können sich die Kolben 8, 8 ', welche in der Fig. 3 in ihrer Ausgangsposition am Anschlag 13, 13 ' anliegen, nicht vom jeweiligen Anschlag 13, 13 'weg in die jeweils ersten Zylinderkammern 16, 16' hinein bewegen. Damit sind die Kolben-Zylinder- Einheiten 4, 4 ' insgesamt starr, wodurch der Stabilisator 1 von einer Fahrzeugseite auf die andere Fahrzeugseite Kräfte bzw. Drehmomente übertragen kann. In dieser für den Straßenbetrieb vorgesehenen Schaltstellung kann damit ein sicheres Fahrverhalten gewährleistet werden. Die Wankbewegungen können durch die eingeschaltete Wirkung des Stabilisators 1 minimiert werden. Überdrücke, wie sie durch die in diesem Ausführungsbeispiel ständig mitlaufende Hydraulikpumpe 20 auftreten können, werden durch das Druckbegrenzungsventil 23 abgefangen. Für einen Geländeeinsatz ist nun eine vergrößerte Achsverschränkung notwendig, damit sämtliche Räder ständig Bodenkontakt haben und so ein Vortrieb sichergestellt werden kann. Hierzu werden die 2/2-Wegeventile 18, 18 ' als auch das 3/2-Wegeventil 19 bestromt, d.h. geschaltet und so in ihre jeweilige zweite Schaltstellung gebracht. Dies wird vorzugsweise durch eine manuelle Schaltbetätigung aus dem Fahrzeuginnenraum vom Fahrer vorgenommen. In dieser in der Fig. 4 dargestellten Schaltstellung der Wegeventile 18, 18 ' und 19 können sowohl das erste 2/2-Wegeventil 18, 18 'als auch das zweite 3/2-Wegeventil 19 von der Hydraulikflüssigkeit in beiden Richtungen durchströmt werden. Das 3/2-
Wegeventil 19 stellt dabei eine Verbindung der jeweiligen ersten Zylinderkammern 16, 16 'mit dem Tank 21 her. Da auch die jeweiligen zweiten Zylinderkammern 17, 17 'mit dem Tank verbunden sind, kann nun Hydraulikflüssigkeit zwischen den ersten Zylinderkammern 16, 16 'und den zweiten Zylinderkammern 17, 17 ' in beide Richtungen ausgetauscht werden. Die Kolben 8, 8 ' sind somit in den jeweiligen Zylindern 7, 7 'frei beweglich, wodurch die Stabilisatorwirkung aufgehoben und eine vergrößerte Achsverschränkung ermöglicht ist.
Soll nun die Stabilisatorwirkung wiederhergestellt werden, werden sämtliche Wegeventile 18, 18 'und 19 wieder stromlos geschaltet und in die jeweils erste Schaltstellung nach Fig. 3 überführt. Die in diesem Ausführungsbeispiel ständig mitlaufende Hydraulikpumpe 20 fördert nun Hydraulikflüssigkeit in die jeweils ersten Zylinderkammern 16, 16'. Die Kolben 8, 8 ' bewegen sich in den Zylinder 7, 7 ' in Richtung der Anschläge 13, 13 ' bis sie an diesen anliegen und auf Grund des Hydraulikdrucks und der, auf Grund der Rückschlagventilfunktion der
2/2-Wegeventile 18, 18 ' in der ersten Schaltstellung, nicht zurückfließenden Hydraulikflüssigkeit, dort gehalten werden. Dadurch sind die Kolben-Zylinder- Einheiten 4, 4' in einer durch die Anschläge 13, 13 'definierte Endstellung festgesetzt, welche die Ausgangsposition für den oben erläuterten Straßenbetrieb mit einer eingeschalteten Stabilisatorwirkung darstellt (vergleiche Fig. 3). Diese Überführung der Stabilisatoranordnung vom Geländebetrieb in den Straßenbetrieb ist in nahezu jeder Fahrzeuglage möglich, also auch dann, wenn sich das Fahrzeug in einer Schräglage befindet.
Wenn sich die Stabilisatoranordnung in der Schaltstellung für den Geländebetrieb befindet und die Hydraulikpumpe 20 ausgefallen ist, kann die Stabilisatoranordnung über eine sogenannte Rückfallebene gemäß der Darstellung in Fig. 5 wieder in den Straßenbetrieb mit einer wirksamen Stabilisatorwirkung zurückgeführt werden. Hierzu wird lediglich das 3/2-Wegeventil 19 manuell vom Fahrer geschaltet. Auf diese Weise kann Hydraulikflüssigkeit von den jeweiligen zweiten Zylinderkammern 17, 17 ' in die jeweiligen ersten Zylinderkammern 16, 16 ' gelangen, aber nicht umgekehrt, da dies von der Rückschlagventilfunktion des 2/2-Wegeventils 18, 18 'verhindert wird. Durch die Bewegungen während der Fahrt können sich also auch die Kolben 8, 8 ' in Richtung der jeweiligen Anschläge 13, 13 ' bewegen, aber nicht weg von ihnen. So können sich durch die Wankbewegungen des Fahrzeuges die Kolben 8, 8 ' gegen die jeweiligen Anschläge 13, 13 ' „schaukeln", bis die Kolben 8, 8 'an den Anschlägen 13, 13 'anliegen und die Kolben-Zylinder-Einheiten 4, 4' dann festgesetzt sind und eine Stabilisatorwirkung vorhandenen ist. Die
Stabilisatoranordnung ist damit in der Lage, sich selbsttätig von einer willkürlichen Geländestellung der Kolben-Zylinder-Einheiten 4,4 'in die Ausgangslage (Straßenbetrieb), in der sich Kolben 8,8 ' in einer definierten Lage am Anschlag 13, 13 ' im Zylinder 7, 7 ' befinden, zu überführen. Die Rückfallebene beschreibt somit eine eingeschränkte Funktion des Systems bei ausgefallener Hydraulikpumpe 20. Die Kolben-Zylinder-Einheiten 4, 4 ' sind in dieser Ausführung auch als schaltbare Pendelstützen beschreibbar, da sie anstelle fester Pendelstützen eingesetzt werden und in ihre Funktion ein- und ausgeschaltet werden können. Wenn der Kolben 8, 8 ' in der Kolben-Zylinder-Einheit 4, 4' gegen den Anschlag 13, 13 ' festgesetzt ist, haben die Kolben, Zylinder-Einheiten 4, 4 ' die gleiche Funktion wie feste Pendelstützen.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht nur auf dieses Ausführungsbeispiel begrenzt und kann auch auf andere Art und Weise ausgeführt werden. So kann beispielsweise auch eine separate Hydraulikpumpe anstelle der ständig mitlaufenden Servo-Lenkungspumpe verwendet werden. Dies erlaubt dann eine eigenständige Schaltung der Pumpe, da sie nicht ständig mitlaufen muß. Allerdings wird dadurch auch der Schaltungsaufwand erhöht und in nachteiliger Weise zusätzlicher Bauraum benötigt.
Bezugszeichenliste Stabilisator Lagerstellen Fahrzeugaufbau, 4 ' Kolben-Zylinder-Einheit Fahrzeugrad Stoßdämpferteil, 7 ' Zylinder,8 ' Kolben Kolbenstangea erste Kolbenstangenseiteb zweite Kolbenstangenseite0 Aufnahme1 Hülse2 Aufnahme3, 13 ' Anschlag4 Anschlußbohrung5 Anschlußbohrung6, 16 ' erste Zylinderkammer7, 17' zweite Zylinderkammer8, 18 ' 2/2-Wegeventil, erste Ventile9 3/2-Wegeventil, zweites Ventil0 Hydraulikpumpe1 Tank2 Flexible Hydraulikleitung3 Druckbegrenzungsventil

Claims

Stabilisatoranordnung für ein KraftfahrzeugPatentansprüche
1. Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit - einem an dem Fahrzeugaufbau angebundenen Stabilisator (1), welcher - auf jeder Fahrzeugseite mit jeweils einer Kolben-Zylinder-Einheit (4;4') mit einem federnden Radträgerteil verbunden ist, wobei die Kolben-Zylinder- Einheiten (4, 4') - jeweils zumindest aus einem in einem Zylinder (7, 7 ') beweglich angeordneten Kolben (8, 8 ') bestehen, und - jeweils einenends an einem Ende des Stabilisators (1) und anderenends an einem federnden Radträgerteil gelenkig angebunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass - die Kolben-Zylinder-Einheiten (4, 4') mit einer Hydraulikpumpe (20) verbunden sind, und - den Kolben (8, 8 ') jeweils ein Anschlag (13, 13 ') zugeordnet ist, gegen den der jeweilige Kolben (8, 8 ') bewegbar ist, und - eine jeweilige auf der dem Anschlag (13, 13 ') abgewandten Seite des Kolbens (8, 8 ') angeordnete erste Zylinderkammer (16, 16') über eine Hydraulikleitung mit der Hydraulikpumpe (20) verbindbar ist und - jeweils ein erstes Ventil (18, 18 ') zwischen der jeweiligen ersten Zylinderkammer (16, 16') und der Hydraulikpumpe (20) angeordnet ist, welches - in einer ersten Schaltstellung den Durchfluß von der jeweiligen ersten Zylinderkammer (16, 16 ') in Richtung der Hydraulikpumpe (20) sperrt und in einer zweiten Schaltstellung einen Durchfluß von der Hydraulikpumpe (20) in Richtung zur jeweiligen ersten Zylinderkammer (16) und umgekehrt ermöglicht und - auf der der Kolben-Zylinder-Einheit (4, 4') abgewandten Seite des jeweils ersten Ventils (18, 18 ') zumindest ein zweites Ventil (19) angeordnet ist, - welches in einer ersten Schaltstellung den Durchfluß von der jeweils ersten Zylinderkammer (16, 16 ') der Kolben-Zylinder-Einheiten (4, 4') in Richtung einer auf der dem Anschlag (13, 13 ') zugewandten Seite des jeweiligen Kolbens (8, 8 ') angeordneten zweiten Zylinderkammer (17, 17 ') verhindert, und - in einer zweiten Schaltstellung eine Verbindung zwischen der jeweiligen ersten Zylinderkammer (16, 16') und der jeweiligen zweiten Zylinderkammer (17, 17') ermöglicht.
2. Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweils erste Ventil (18, 18 ') als ein elektromagnetisch betätigbares 2/2-Wegeventil ausgebildet ist, welches in der ersten Schaltstellung die Funktion eines Rückschlagventiles darstellt.
3. Stabilisatoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine zweite Ventil (19) zwischen dem jeweiligen ersten Ventil (18, 18 ') und der Hydraulikpumpe (20) angeordnet ist, wobei in der ersten Schaltstellung ein Durchfluß von der Hydraulikpumpe (20) in Richtung der Kolben-Zylinder-Einheiten (4, 4') ermöglicht ist.
4. Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine zweite Ventil (19) über eine sich verzweigende Hydraulikleitung mit beiden ersten Ventilen (18, 18 ') verbunden ist.
5. Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine zweite Ventil (19) als ein elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wegeventil ausgebildet ist, welches in einer zweiten Schaltstellung den Durchfluß von der Hydraulikpumpe (20) in Richtung der Kolben-Zylinder-Einheiten (4, 4') sperrt sowie den Durchfluß von den Kolben-Zylinder-Einheiten (4, 4 ') zu einem Tank (21) und umgekehrt ermöglicht.
6. Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das als Hydraulikpumpe (20) die Servo- Lenkungspumpe des Kraftfahrzeuges verwendbar ist.
7. Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anliegen der jeweils ersten Schaltstellung der ersten (18, 18 ') und des zumindest einen zweiten Ventiles (19) die jeweiligen Kolben (8, 8 ') der Kolben-Zylinder-Einheiten (4, 4') gegen den zugeordneten Anschlag (13, 13 ') gleichzeitig bewegbar sind.
8. Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anliegen der jeweils zweiten Schaltstellung des jeweiligen ersten Ventils (18, 18 ') und des zumindest einen zweiten Ventils (19) die jeweiligen auf der dem Anschlag (13, 13 ') abgewandten Seite des Kolbens (8, 8 ') angeordneten ersten Zylinderkammern (16, 16 ') mit einer jeweiligen auf der dem Anschlag (13, 13 ') zugewandten Seite des Kolbens (8, 8 ') angeordneten zweiten Zylinderkammer (17, 17 ') über die Hydraulikleitungen und dem Tank (21) verbindbar sind.
9. Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Hydraulikkreislauf ein Druckbegrenzungsventil (23) vorgesehen ist.
10. Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ersten Ventile (18, 18 ') zusammen, aber getrennt von dem zumindest einen zweiten Ventil (19) betätigbar sind.
11. Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (18, 18 ', 19) manuell betätigbar sind.
2. Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheiten (4, 4') als Gleichgangzylinder ausgebildet sind.
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