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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Kraftfahrzeugaufhängungssysteme,
insbesondere den Federanschlagträger, den Einfederungsanschlag
und herkömmliche Dämpfer. Im Spezielleren betrifft
die vorliegende Erfindung einen mehrstufigen Einfederungsanschlag,
der eine Synthese aus einem Einfederungsanschlagkissen und einem
hydraulischen Einfederungsanschlag ist, wobei die Kombination eine
erhöhte Aufhängungssystem-Energieabsorption und
verbesserte Fahreigenschaften bereitstellt.
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Hintergrund der Erfindung
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Kraftfahrzeugaufhängungssysteme
sind derart ausgebildet, dass die Räder in der Lage sind,
Höhenänderungen in der Straßenoberfläche
zu folgen, wenn das Fahrzeug darauf entlang fährt. Wenn
die Aufhängung mit einer Erhebung in der Straßenoberfläche
konfrontiert ist, antwortet sie mit einem „Einfedern",
bei dem das Rad in der Lage ist, sich nach oben relativ zu dem Rahmen
des Fahrzeugs zu bewegen. Wenn die Aufhängung hingegen
mit einer Vertiefung in der Straßenoberfläche
konfrontiert ist, antwortet sie mit einem „Ausfedern",
bei dem das Rad in der Lage ist, sich nach unten relativ zu dem Rahmen
des Fahrzeugs zu bewegen. Jeweils beim Einfedern oder Ausfedern
ist an dem Rad eine Feder (d. h. ein Hydraulikfluid, eine Blatt-
oder Drehfeder, etc.) eingeschlossen, um ein elastisches Ansprechen auf
die jeweiligen vertikalen Bewegungen in Bezug auf den Fahrzeugrahmen
vorzusehen. Allerdings ist, um ein Stoßen des Rads und
eine übermäßige Fahrzeugkarosseriebewegung
zu verhindern, ein Stoßdämpfer an dem Rad angeordnet,
um das Stoßen des Rads zu dämpfen. Darüber
hinaus ist es üblich, wenn man an die Grenze des Einfederns
gelangt, einen Stoßabsorber für das maximale Einfedern
in Form eines Anschlagkissens vorzusehen.
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Unter
nunmehriger Bezugnahme auf die 1 bis 1B sind
Komponenten eines herkömmlichen Aufhängungssystems 10 abgebildet,
die ein Einfedern und Ausfedern an einem Rad des betreffenden Kraftfahrzeugs 12 zulassen.
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Zuerst,
unter Bezugnahme auf
1 ist ein Querlenker
14 verschwenkbar
in Bezug auf den Rahmen
16 befestigt, wobei in dem abgebildeten
Beispiel eine Drehfeder
18 verwendet wird, um ein elastisches
Ansprechen für das Einfedern und Ausfedern des Querlenkers
relativ zu dem Rahmen vorzusehen. Um eine Kontrolle über
die Rate des Einfederns und Ausfederns vorzusehen, ist ein Dämpfer
in Form eines Stoßdämpfers
20 mit einem
Ende des Rahmens
16 verschwenkbar verbunden und mit dem
anderen Ende des Querlenkers
14 verschwenkbar verbunden.
Alternativ kann ein Dämpfer in Form eines Federbeins in
dem Aufhängungssystem verwendet werden, wie z. B. in dem
US-Patent 5 467 971 offenbart. Um
ein Abpolstern in dem Fall vorzusehen, in dem ein maximales Einfedern
auftritt, ist ein Einfederungsanschlagkissen
22 an dem
Rahmen
16 befestigt, das durch eine Bewegung des Querlenkers
elastisch komprimiert wird, wenn die Einfederung ihr Maximum erreicht.
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Unter
nunmehriger Bezugnahme auf 1A werden
die innen liegenden Komponenten und betrieblichen Aspekte eines
herkömmlichen Stoßdämpfers 20' (ein
Hochdruckgas-Stoßdämpfer mit getrenntem Vorratsbehälter,
der lediglich beispielhaft gezeigt ist) verständlich gemacht.
Ein mit Venti len versehener Kolben 30 ist innerhalb eines
Dämpferzylinders 32 hin- und her bewegbar. Eine
Dämpferstange 34 ist an dem mit Ventilen versehenen
Kolben 30 angebracht und durch eine Dämpferstangenführung 36 an
einem Ende des Dämpferzylinders 32 geführt. Unter
dem mit Ventilen versehenen Kolben 30 und über
der Dämpferstangenführung 36 befindet
sich ein wechselweise interagierender Ausfederungsbegrenzer 38.
Die augenblickliche Position des mit Ventilen versehenen Kolbens 30 innerhalb
des Dämpferzylinders 32 definiert einen ersten
inneren Abschnitt 32F und einen zweiten inneren Abschnitt 32S des
Inneren des Dämpferzylinders. In dem in 1A abgebildeten
Beispiel wird die Druckbeaufschlagung in dem ersten und dem zweiten
inneren Abschnitt 32F, 32S durch ein Hydraulikfluid
O bereitgestellt, das durch ein Druckgas, vorzugsweise Stickstoff
G, unter Druck gesetzt wird, welches auf einen Trennkolben 40 eines
Hydraulikfluidreservoirzylinders 42 wirkt, wobei ein Rohr 44,
das ein Bodenventil 44V umfasst, das Hydraulikfluid zwischen
dem Hydraulikfluidreservoirzylinder und dem ersten inneren Abschnitt
verbindet. Im Betrieb wird das Hydraulikfluid, wenn der Querlenker
ein Einfedern erfährt, von dem ersten inneren Abschnitt
in den Hydraulikfluidreservoirzylinder verdrängt, was bewirkt,
dass der Druck des Stickstoffgases ansteigt, da sein Volumen abnimmt
und dadurch einen erhöhten hydraulischen Druck auf dem
mit Ventilen versehenen Kolben 30 in einer Richtung zu
der Dämpferstangenführung hin bewirkt. Das Hydraulikfluid
ist in der Lage, gerichtet durch die Ventileinrichtung 46 des
mit Ventilen versehenen Kolbens 30 auf eine Weise zu dosieren,
die für eine Dämpfung sorgt.
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Unter
nunmehriger Bezugnahme auf 1B wird
die innen liegende Struktur eines herkömmlichen Einfederungsanschlagkissens 22 verständlich. Eine
optionale Haut 50 eines nachgiebigen Materials (d. h. mit
Energieabsorptions- oder Dämpfungseigenschaften) kann über
einem Inneren eines elastischen elastomeren Materials 52,
das z. B. ein Gummi, ein gummiähnliches Material oder ein
mikrozelluläres Urethan sein kann, liegen oder nicht. Im
Betrieb wird das Einfederungsanschlagkissen 22 komprimiert, wenn
der Querlenker seine maximale Einfederung erreicht, und liefert
eine Reaktionskraft auf den Querlenker, die sich mit ansteigender
Kompression erhöht, um so die Schwere des Stoßes
des Querlenkers in Bezug auf den Rahmen an der Grenze der Einfederung
zu minimieren. Unmittelbar nachfolgend auf das Einfedern beinhaltet
das Ausfedern, dass die durch die Kompression des herkömmlichen
Anschlagkissens absorbierte Energie elastisch zurück an
die Aufhängung geliefert wird.
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Auf
dem technischen Gebiet der Kraftfahrzeugaufhängungssysteme
ist bekannt, dass ein herkömmliches Einfederungsanschlagkissen
und zugehörige Dämpfer einen Verschleiß zeigen
können. Es ist auch bekannt, dass, wenn die von einer bestimmten
Erhebung oder Vertiefung absorbierte Energie die Kapazität
eines herkömmlichen Einfederungsanschlagkissens übersteigt,
ein harter mechanischer Anschlag in Eingriff tritt. Diese abrupte Übertragung der
Einfederungskraft und -energie auf den Rahmen manifestiert sich
im Fahrgastraum als ein scharfer Ruck, der zu Problemen beim Lastmanagement
zusätzlich zum Unbehagen einer unruhigen Fahrt führen
kann.
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Auf
dem Gebiet der Technik besteht weiterhin Bedarf an einem mehrstufigen
Einfederungsanschlag, der in der Lage ist, ein erhöhtes
Niveau an Aufhängungssystem-Einfederungskraft und -energie im
Vergleich mit einem herkömmlichen Einfederungsanschlagkissen
zu absorbieren, während er das Gefühl und das
Beherrschen der Fahrt verbessert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist ein mehrstufiger Einfederungsanschlag,
der zusätzliche Einfederungskraft und -energie im Vergleich
mit einem herkömmlichen Einfederungsanschlagkissen von
Kraftfahrzeugen absorbiert, während er das Gefühl
und das Beherrschen der Fahrt verbessert.
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Der
mehrstufige Einfederungsanschlag gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst ein Einfederungsanschlagkissen, das mit einem
hydraulischen Einfederungsanschlag integriert ist. Die vorliegende
Erfindung erlaubt eine Erhöhung einer Energieabsorption,
wenn sich ein Fahrzeugrad in eine volle Einfederungsposition bewegt.
Die vorliegende Erfindung stellt die Dämpfungseigenschaft
eines hydraulischen Einfederungsanschlags wie auch die Dämpfungs-/Federeigenschaften
eines Einfederungsanschlagkissens bereit. Das hydraulische Ansprechen
des hydraulischen Einfederungsanschlags ist über eine Verstellung
einer Hydraulikfluidströmung in Bezug auf ein kommunizierendes
Hydraulikfluidreservoir abstimmbar.
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Im
Betrieb werden, wenn die maximale Einfederung erreicht ist, die
Einfederungskraft und -energie zwischen dem Achsschenkel oder dem
Querlenker des Aufhängungssystems und dem mehrstufigen
Einfederungsanschlag ausgetauscht. Das Einfederungsanschlagkissen
sieht eine erste Stufe eines Ansprechens auf die Einfederungskraft
vor, indem es eine elastische Reaktionskraft gegen die Einfederungskraft
bereitstellt und Einfederungsenergie absorbieren kann, bis es vollständig
komprimiert (d. h. gesättigt) ist. Eine zweite Stufe des
Ansprechens auf die Einfederungskraft wird durch den hydraulischen Einfederungsanschlag
bereitgestellt, der bei einem vorbestimmten Betrag an Kompression
des Einfederungsanschlagkissens (was vor der Sättigung
sein kann) in Eingriff tritt. Ein Abstimmen des anfänglichen Ansprechens
des hydraulischen Einfederungsanschlags sorgt für einen
nahtlosen Übergang des Einfederungskraftmanagements von
dem Einfederungsanschlagkissen auf den hydraulischen Einfederungsanschlag.
Wenn der hydraulische Einfederungsanschlag die Reaktionskraft gegen
die Einfederungskraft erhöht und mehr Einfederungsenergie
absorbiert, versteift sich das Fahrgefühl zunehmend, um die
Fahrstörung und die Erhöhung der Laststeuerung zu
minimieren. Sobald der hydraulische Einfederungsanschlag einen vorbestimmten
maximalen Betrag an Einfederungsenergie absorbiert hat und/oder eine
vorbestimmte maximale Reaktionskraft auf die Einfederungskraft bereitstellt,
ist eine dritte Stufe des Ansprechens auf die Einfederungskraft
durch einen Eingriff eines scharf bremsenden Anschlags, entweder
in der Form eines mechanischen Anschlags oder einer hydraulischen
Sperre (d. h. einer Kraftübertragung über das
nicht komprimierbare Hydraulikfluid) des hydraulischen Einfederungsanschlags
vorgesehen, wobei die verbleibende Einfederungskraft direkt auf
den Fahrzeugrahmen übertragen wird.
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Es
ist demgemäß ein Ziel der vorliegenden Erfindung,
einen mehrstufigen Einfederungsanschlag mit einem Einfederungsanschlagkissen
bereitzustellen, das mit einem hydraulischen Einfederungsanschlag
integriert ist, welcher Einfederungsenergie absorbiert, die über
jene hinaus geht, die ein herkömmliches Einfederungsanschlagkissen
möglicherweise alleine absorbiert, während das
Gefühl und das Beherrschen der Fahrt verbessert ist.
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Dieses
und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
besser verständlich.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Darstellung eines herkömmlichen Aufhängungssystems,
das einen Querlenker, einen Rahmen, eine Feder, einen herkömmlichen
Stoßdämpfer und ein herkömmliches Anschlagkissen
umfasst.
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1A ist
eine Schnittansicht eines herkömmlichen Stoßdämpfers.
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1B ist
eine Schnittansicht eines herkömmlichen Anschlagkissens.
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2 ist
eine schematische Darstellung eines mehrstufigen Einfederungsanschlags
gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2A bis 2C sind
schematische Darstellungen des Betriebs der vorliegenden Erfindung, die
fortschreitende Stufen einer Energieabsorption von einer maximalen
Einfederung zeigen.
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3A ist
eine schematische Darstellung einer ersten alternativen Ausführungsform
eines mehrstufigen Einfederungsanschlags gemäß der
vorliegenden Erfindung.
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3B ist
eine schematische Darstellung einer zweiten alternativen Ausführungsform
eines mehrstufigen Einfederungsanschlags gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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4 ist
ein Graph, der das Leistungsvermögen des mehrstufigen Einfederungsanschlags
gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich
mit einem herkömmlichen Einfederungsanschlagkissen, jeweils
in Bezug auf die Auslenkung unter statischer Last zeigt.
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5 ist
ein Graph, der das Leistungsvermögen des mehrstufigen Einfederungsanschlags
gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich
mit einem herkömmlichen Einfederungsanschlagkissen, wobei
sie jeweils Dreieckwellen mit niedriger Frequenz ausgesetzt wurden,
zeigt.
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6 ist
ein Graph, der das Leistungsvermögen des mehrstufigen Einfederungsanschlags
gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich
mit einem herkömmlichen Einfederungsanschlagkissen, wobei
sie jeweils Rechteckwellen mit niedriger Frequenz ausgesetzt wurden,
zeigt.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform
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Unter
nunmehriger Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigen die 2 bis 6 verschieden Aspekte
der Struktur und Funktion eines mehrstufigen Einfederungsanschlags
gemäß der vorliegenden Erfindung. Der mehrstufige
Einfederungsanschlag ist eine neue Synthese aus einem Einfederungsanschlagkissen,
einem abstimmbaren hydraulischen Einfederungsanschlag und zugehörigen
Dämpferkomponenten. Das resultierende erweiterte Einfederungsmanagement
sorgt für ein verbessertes Fahrgefühl und erhöht
die Kapazität für eine Laststeuerung bei energiereichen
Eingängen bei unebenem Gelände. Während
eine beliebige Art von Dämpfer mit der vorliegenden Erfindung
verwendet werden kann (siehe die oben stehende Erläuterung
von Dämpfern), ist die am meisten bevorzugte Form von Dämpfer
ein Federbein.
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Unter
Bezugnahme zuerst auf
2 ist der mehrstufige Einfederungsanschlag
100 gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Ein unteres Merkmal AL des mehrstufigen Einfederungsanschlags
100 besteht
aus einem Dämpfer
110 (d. h. einem Federbein oder
einem Stoßdämpfer), der mit einem Achsschenkel
oder Querlenker des Aufhängungssystems verbunden ist, wie
allgemein unter Bezug auf den Stoßdämpfer
20 von
1 gezeigt,
wobei mit einem Ende des Dämpfers eine Dämpferanschlagplatte
112 verbunden
ist und, wobei eine Dämpferstange
114 durch die
Dämpferanschlagplatte hindurch verläuft und in einem
Stoßdämpfer intern hydraulisch arbeiten kann, um
eine Einfederungs/Ausfederungsdämpfung wie hierin oben
in Bezug auf
1A allgemein beschrieben bereitzustellen,
oder in einem Dämpfer vom Federbeintyp wie z. B. in dem
US-Patent 5 467 971 beschrieben,
dessen Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist,
arbeiten kann. Ein oberes Merkmal AU des mehrstufigen Einfederungsanschlags
100 besteht
aus einem Einfederungsanschlagkissen
120, das mit einer
Schwebescheibe
124 eines hydraulischen Einfederungsanschlags
126 verbunden
ist, wobei die Dämpferstange
114 hierdurch zu
einer Verbindung an einem oberen Träger
140 verläuft,
der selbst in Bezug auf den Fahrzeugrahmen (wie allgemein bei
1 gezeigt)
befestigt ist.
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Das
Einfederungsanschlagkissen 120 ist in einem bevorzugten
Beispiel aus einem elastischen Material, vorzugsweise einem Urethanmaterial,
zusammengesetzt, wie allgemein in Bezug auf 1B beschrieben.
Das Einfederungsanschlagkissen 120 weist eine vorbestimmte
maximale Kompressionsgrenze (d. h. Sättigung) auf, wenn
es zwischen der Dämpferanschlagplatte 112 und
der Schwebescheibe 124 komprimiert oder zusam mengedrückt
wird (siehe 2B), wobei die Details hiervon
nachstehend weiter erläutert werden.
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Der
hydraulische Einfederungsanschlag 126 besteht aus einem
Hydraulikzylinder 128 mit einem Zylinderkopf 128h.
Die Schwebescheibe 124 dient als ein Kolben, der bewegbar
in Bezug auf den Hydraulikzylinder 128 befestigt ist und
in Kombination mit dem Hydraulikzylinder und dem Zylinderkopf kollektiv
einen mit Hydraulikfluid gefüllten Hohlraum 130 definiert,
wobei das Hydraulikfluid O vorzugsweise Öl ist. Ein Anschlagring 134 ist
außerhalb des mit Hydraulikfluid gefüllten Hohlraums
an dem Hydraulikzylinder angebracht und dient als ein Wegbegrenzer der
Schwebescheibe. Der Zylinderkopf 128h ist auch an dem oberen
Träger 140 befestigt.
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Das
Ansprechen des hydraulischen Einfederungsanschlags 126 des
mehrstufigen Einfederungsanschlags 100 ist vorzugsweise
hydraulisch abstimmbar. Zum Beispiel kann eine Strömung
des Hydraulikfluids durch die Verwendung eines kommunizierenden
Reservoirs 150 über ein Steuerventil (das in Form
einer mehrstufigen Ventileinrichtung vorliegen kann) 154 und
eine Leitung 152 verstellt werden kann, wobei das Steuerventil
selektiv eingestellt wird, sodass es auf eine vorbestimmte Weise
die Strömung des Hydraulikfluids zwischen dem mit Hydraulikfluid
gefüllten Hohlraum und dem kommunizierenden Reservoir dosiert.
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An
dem kommunizierenden Reservoir 150 trennt ein bewegbarer
Kolben 156 das Hydraulikfluid O von einer Druckgaskammer 160.
Ein Gasventil 158 ist an der Gaskammer 160 angeordnet,
das für eine selektive Verbindung damit an eine Quelle
eines Druckgases G sorgt und als ein Druckregler dienen kann. Der
hydraulische Einfederungsanschlag 126 kann mithilfe einer
Verstellung des Druckes des Druckgases G in der Gaskam mer 160 weiter
abgestimmt werden. Der Kolben 156 verhindert, dass sich das
Gas G in dem Hydraulikfluid O mischt und somit die Druckansprecheigenschaft
des hydraulischen Einfederungsanschlags 126 beeinträchtigt.
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Wendet
man sich nun den 2A bis 2C zu,
so wird der Betrieb des mehrstufigen Einfederungsanschlags 100 im
Detail ausgeführt.
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Unter
Bezugnahme zuerst auf 2A stellt die Dämpferanschlagplatte 112,
wenn ein Fahrzeugrad die maximale Einfederung erreicht, einen Kontakt
mit dem Einfederungsanschlagkissen 120 her. Wenn sich der
Dämpfer 110 weiter zu dem oberen Träger 140 hin
bewegt (siehe Pfeil A in 2), wird das Einfederungsanschlagkissen 120 zwischen
der Dämpferanschlagplatte 112 und der Schwebescheibe 124 (die
zu diesem Zeitpunkt feststehend bleibt) komprimiert oder zusammengedrückt
wonach das Einfederungsanschlagkissen komprimiert wird und eine
Reaktionskraft auf die Einfederungskraft und eine Absorption von
Energie von der Einfederungsbewegung bereitstellt, wobei die Kompression
eine erste Ansprechstufe des mehrstufigen Einfederungsanschlags
auf die Einfederungskraft darstellt.
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Unter
nunmehriger Bezugnahme auf 2B ist,
sobald ein vorbestimmter Betrag an Kompression des Einfederungsanschlagkissens 120 erreicht
wurde (d. h., es befindet sich bei einem vorbestimmten Betrag an
Sättigung), die Kraft der Schwebescheibe 124 gegen
das Hydraulikfluid O in dem mit Hydraulikfluid gefüllten
Hohlraum 130 derart, dass das Hydraulikfluid auf der Basis
der hydraulischen Abstimmung an dem Steuerventil 154 mit
einer dosierten Strömung zu dem kommunizierenden Reservoir 150 beginnt,
wonach das Gas G zunehmend unter Druck gesetzt wird. Das Einfederungsanschlagkissen
kann damit fortsetzen, weiter komprimiert zu werden, wenn an dem
vorbestimmten Betrag an Kompression ei ne Sättigung des
Einfederungsanschlagkissens noch nicht erreicht wurde. Dies nun
stellt eine zweite Stufe des Ansprechens des mehrstufigen Einfederungsanschlags
an die Einfederungskraft dar. Der Übergang zwischen der
ersten und der zweiten Stufe des Ansprechens auf die Einfederungskraft
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schwebescheibe eine Reaktionskraft
auf die Einfederungskraft bereitstellt, die nahtlos kontinuierlich
in Bezug auf die durch das Einfederungsanschlagkissen bereitgestellte
an dem Punkt ihres vorbestimmten Betrags an Kompression ist.
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Unter
Bezugnahme zuletzt auf 2C wird das Hydraulikfluid O
in dem mit Hydraulikfluid gefüllten Hohlraum 130 ein
vorbestimmtes Maximum an Einfederungsenergie absorbiert haben, wobei
ein vorbestimmtes minimales Volumen und/oder ein Hydraulikfluid
mit einem vorbestimmten maximalen Druck erzielt wird. Nun wird eine
dritte Ansprechstufe des mehrstufigen Einfederungsanschlags auf
die Einfederungskraft vorliegen, wobei der Rest der Einfederungskraft
und -energie über den oberen Träger 140 auf
den Rahmen des Fahrzeugs übertragen wird. In einem ersten
Szenario schließt das Steuerventil 154 um die
Strömung des Hydraulikfluids bei einem vorgewählten
maximalen Druck und/oder dem minimalen Volumen zu stoppen, wonach
das Hydraulikfluid O augenblicklich eine direkte Leitung der Einfederungskraft
an den oberen Träger bereitstellt, wenn sie nicht komprimierbar
unter Druck gesetzt wird. In einem zweiten Szenario hört
der Dämpfer 110 auf, sich in Bezug auf die Dämpferstange 114 zu
verschieben, z. B. indem sie gegenseitig anliegend miteinander verbunden
sind, wonach die Einfederungskraft von der Dämpferstange
auf die obere Platte übertragen wird. In einem dritten
Szenario stößt ein mit dem sich bewegenden Rad
verbundenes entfernt angeordnetes Anschlagelement anliegend gegen eine
Rahmenkomponente.
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Wendet
man sich nun 3A zu, so ist eine erste alternative
Ausführungsform eines mehrstufigen Einfederungsanschlags 100'' gemäß der
vorliegenden Erfindung abgebildet, wobei eine Ausführungsform
als die am meisten bevorzugte Ausführungsform betrachtet
werden kann. In dieser ersten alternativen Ausführungsform
ist das kommunizierende Reservoir 150' mit dem Hydraulikzylinder 128' integriert.
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Das
kommunizierende Reservoir 150' ist mit dem Zylinderkopf 128h' eines
Hydraulikzylinders 128' des hydraulischen Einfederungsanschlags 126' integriert,
wobei ein Kolben 156' das Hydraulikfluid O' von dem Druckgas
G' einer Gaskammer 160' trennt. Das Druckgas G' wird über
ein Gasventil 158' eingeleitet. Eine Schwebescheibe 124' dient
als ein bewegbarer Kolben in Bezug auf den Hydraulikzylinder 128' und
sie definieren gemeinsam einen mit Hydraulikfluid gefüllten
Hohlraum 130'. Ein Ring 134' begrenzt die Bewegung
der Schwebescheibe in Bezug auf den Hydraulikzylinder 128'.
Ein Steuerventil (das in Form eines mehrstufigen Ventils vorliegen
kann) 154' dosiert die Strömung des Hydraulikfluids
O' abstimmbar zwischen dem mit Hydraulikfluid gefüllten Hohlraum 130' und
dem kommunizierenden Reservoir 150'. Ein Einfederungsanschlagkissen 120' ist
an der Schwebescheibe 124' befestigt. Ein Dämpfer (nicht
gezeigt, aber wie 110 in 2) weist
eine Dämpferplatte (nicht gezeigt aber wie 112 in 2) auf,
wobei eine Dämpferstange 114' des Dämpfers mit
einem oberen Träger 140' verbunden ist. Der obere
Träger 140' ist mit dem Kopf 160h' der
Gaskammer 160' verbunden.
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Im
Betrieb, der dem mit Bezug auf die 2A bis 2C beschriebenen
Betrieb gleicht, bewegt sich der Dämpfer während
des Einfederns zu dem oberen Träger 140' hin,
wonach die Dämpferplatte an dem Einfederungsanschlagkissen 120' anliegt
und das Einfederungsanschlagkissen während der ersten Ansprechstufe
komprimiert. Sobald das Einfederungsan schlagkissen einen vorbestimmten Betrag
an Kompression erreicht, beginnt das Hydraulikfluid O' auf eine
hierin oben stehend in Bezug auf die zweite Ansprechstufe der 2A bis 2C beschriebene
Weise durch das Steuerventil 154' hindurch in das kommunizierende
Reservoir 150' dosiert zu werden. Sobald der mit Hydraulikfluid
gefüllte Hohlraum 130' ein minimales Volumen erreicht
hat, wobei das Hydraulikfluid O' auf ein vorbestimmtes Volumen unter
Druck gesetzt ist und/oder das Hydraulikfluid einen vorbestimmten
maximalen Druck erreicht hat, wird der dritte Ansprechschritt ausgeführt,
wobei die Einfederungskraft und -energie wie z. B. durch eines von
dem zweiten und dem dritten zuvor erwähnten Szenario auf
den Rahmen übertragen werden.
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Wendet
man sich nun 3B zu, so ist eine zweite alternative
Ausführungsform eines mehrstufigen Einfederungsanschlags 100'' gemäß der
vorliegenden Erfindung abgebildet. In dieser zweiten alternativen
Ausführungsform ist die Reihenfolge des Einfederungsanschlagkissens 120'' und
des hydraulischen Einfederungsanschlags 126'' im Vergleich
mit den 2 und 3A umgedreht
und das kommunizierende Reservoir 150'' ist beispielsweise
mit dem Hydraulikzylinder 128'' integriert. Wenngleich
nicht speziell gezeigt, ist offensichtlich, dass der hydraulische
Einfederungsanschlag 126'' alternativ innerhalb des Dämpfers 110'' integriert
sein kann.
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Das
kommunizierende Reservoir 150'' ist mit dem Zylinderkopf 128h'' eines
Hydraulikzylinders 128'' des hydraulischen Einfederungsanschlags 126'' integriert,
wobei ein Kolben 156'' das Hydraulikfluid O'' von dem Druckgas
G'' einer Gaskammer 160'' trennt. Das Druckgas G'' wird über
ein Gasventil 158'' eingeleitet. Eine Schwebescheibe 124'' dient als
ein bewegbarer Kolben in Bezug auf den Hydraulikzylinder 128'' und
sie definieren gemeinsam einen mit Hydraulikfluid gefüllten
Hohlraum 130''. Ein Ring 134'' begrenzt die Bewegung
der Schwebescheibe in Bezug auf den Hydraulikzylinder 128''.
Ein Steuerventil (das in Form eines mehrstufigen Ventils vorliegen
kann) 154'' dosiert die Strömung des Hydraulikfluids
O'' abstimmbar zwischen dem mit Hydraulikfluid gefüllten
Hohlraum 130'' und dem kommunizierenden Reservoir 150''.
Ein Einfederungsanschlagkissen 120'' ist an einem oberen
Träger 140'' befestigt. Ein Dämpfer 110'' ist über
eine Dämpferplatte 112'' mit dem Kopf 160h' der
Gaskammer 160'' verbunden und weist eine Dämpferstange 114'' auf,
die mit dem oberen Träger 140'' verbunden ist.
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Im
Betrieb, der dem mit Bezug auf die 2A bis 2C beschriebenen
Betrieb gleicht, bewegt sich der Dämpfer 110'' während
des Einfederns zu dem oberen Träger 140'' hin,
wonach die Schwebescheibe 124'' an dem Einfederungsanschlagkissen 120'' anliegt
und das Einfederungsanschlagkissen während der ersten Ansprechstufe komprimiert.
Sobald das Einfederungsanschlagkissen eine vorbestimmte Kompression
erreicht, beginnt das Hydraulikfluid O'' auf eine hierin oben stehend
in Bezug auf die zweite Ansprechstufe der 2A bis 2C beschriebene
Weise durch das Steuerventil 154'' hindurch in das kommunizierende Reservoir 150'' dosiert
zu werden. Sobald der mit Hydraulikfluid gefüllte Hohlraum 130'' ein
minimales Volumen erreicht hat und/oder das Hydraulikfluid einen vorbestimmten
maximalen Druck erreicht hat, wird die dritte Stufe ausgeführt,
wobei die Einfederungskraft und -energie wie z. B. durch eines von
dem zweiten und dem dritten zuvor erwähnten Szenario auf
den Rahmen übertragen werden.
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4 zeigt
einen Graphen 200 des Leistungsvermögens des mehrstufigen
Einfederungsanschlags 100 im Vergleich mit einem herkömmlichen Einfederungsanschlagkissen,
die jeweils zwei statischen Ladungen unterworfen wurden. Ein erstes
Diagramm 202 zeigt die Auslenkung in Millimeter, die durch
eine auf den mehrstufigen Einfederungsanschlag aufgebrachte statische
Kraft von 5.500 Newton erzeugt wurde. Ein zweites Diagramm 204 zeigt die
Auslenkung eines mehrstufigen Einfederungsanschlags, wenn er einer
statischen Kraft von 3.500 Newton unterworfen wurde. Ein drittes
Diagramm 206 zeigt die Auslenkung, die durch eine auf ein
herkömmliches Einfederungsanschlagkissen aufgebrachte statische
Kraft von 5.500 Newton erzeugt wurde. Ein viertes Diagramm zeigt
die Auslenkung eines herkömmlichen Einfederungsanschlagkissens, wenn
es einer statischen Kraft von 3.500 Newton unterworfen wurde. Diese
Diagramme zeigen, dass der mehrstufige Einfederungsanschlag eine
zusätzliche Bewegung von 18 mm im Vergleich mit einem herkömmlichen
Einfederungsanschlagkissen zulässt und daher ein verbessertes
Gesamtmanagement der Einfederungskraft und -energie zulässt.
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5 zeigt
einen Graphen 220 des Leistungsvermögens des mehrstufigen
Einfederungsanschlags 100 im Vergleich mit einem herkömmlichen Einfederungsanschlagkissen,
die jeweils Dreieckwellen mit niedriger Frequenz unterworfen wurden.
Ein erstes Diagramm 222 zeigt die Auslenkung eines herkömmlichen
Einfederungsanschlagkissens, das einer Dreieckwelle mit einer Frequenz
von 4 Hz mit einer maximalen Amplitude von 25 Millimeter unterworfen
wurde. Ein zweites Diagramm 224 zeigt die Auslenkung eines
herkömmlichen Einfederungsanschlagkissens, das einer Dreieckwelle
mit 2 Hz mit einer maximalen Amplitude von 25 Millimeter unterworfen
wurde. Ein drittes Diagramm 226 zeigt die Auslenkung eines
mehrstufigen Einfederungsanschlags, der einer Dreieckwelle mit einer
Frequenz von 2 Hz mit einer maximalen Amplitude von 25 Millimeter
unterworfen wurde. Ein viertes Diagramm 228 zeigt die Auslenkung
eines mehrstufigen Einfederungsanschlags, der einer Dreieckwelle
mit einer Frequenz von 4 Hz mit einer maximalen Amplitude von 25
Millimeter unterworfen wurde. Diese Diagramme zeigen, dass der mehrstufige
Einfederungsanschlag eine Last absorbieren kann, die um ca. 1.300
Newton größer ist als bei dem herkömmlichen
Einfederungsanschlagkissen.
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6 zeigt
einen Graphen 240 des Leistungsvermögens des mehrstufigen
Einfederungsanschlags 100 im Vergleich mit einem herkömmlichen Einfederungsanschlagkissen,
die jeweils Rechteckwellen mit niedriger Frequenz unterworfen wurden. Ein
erstes Diagramm 242 zeigt die Auslenkung eines herkömmlichen
Einfederungsanschlagkissens, das einer Rechteckwelle mit einer Frequenz
von 2 Hz mit einer maximalen Amplitude von 25 Millimeter unterworfen
wurde. Ein zweites Diagramm 244 zeigt die Auslenkung eines
herkömmlichen Einfederungsanschlagkissens, das einer Rechteckwelle
mit 4 Hz mit einer maximalen Amplitude von 25 Millimeter unterworfen
wurde. Ein drittes Diagramm 246 zeigt die Auslenkung eines
mehrstufigen Einfederungsanschlags, der einer Rechteckwelle mit
einer Frequenz von 4 Hz mit einer maximalen Amplitude von 25 Millimeter
unterworfen wurde. Ein viertes Diagramm 248 zeigt die Auslenkung
eines mehrstufigen Einfederungsanschlags, der einer Rechteckwelle
mit einer Frequenz von 2 Hz mit einer maximalen Amplitude von 25
Millimeter unterworfen wurde. Diese Diagramme zeigen, dass der mehrstufige
Einfederungsanschlag eine Last absorbieren kann, die um ca. 1.500 Newton
größer ist als bei einem herkömmlichen
Einfederungsanschlagkissen.
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Der
Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht, kann
die oben beschriebene bevorzugte Ausführungsform einer Änderung
oder Abwandlung unterziehen. Solch eine Änderung oder Abwandlung
kann ausgeführt werden, ohne von dem Umfang der Erfindung
abzuweichen, der nur durch den Umfang der beiliegenden Ansprüche
begrenzt sein soll.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5467971 [0004, 0025]