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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenstangenführung eines
Zweirohrdämpfers, welche einen Grundkörper mit
einer Kolbenstangenöffnung und eine Ringscheibe zur Beeinflussung
eines Bypassquerschnitts aufweist.
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Weiterhin
bezieht sich die Erfindung auf einen mit einer solchen Kolbenstangenführung
ausgestatteten Zweirohrdämpfer.
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Zweirohrdämpfer
weisen in der Regel ein Behälterrohr sowie ein in diesem
angeordnetes Zylinderrohr auf. Zwischen dem Behälterrohr
und dem Zylinderrohr befindet sich ein ringförmiger Ausgleichsraum,
der zumindest teilweise mit einem flüssigen Arbeitsmedium
gefüllt ist. Das Zylinderrohr begrenzt einen ebenfalls
mit Arbeitsmedium gefüllten Arbeitsraum, der durch einen
Kolben in zwei Arbeitskammern unterteilt wird. An dem Kolben sind Überströmventile
vorgesehen, welche bei einem Verschieben des Kolbens in dem Zylinderrohr
ein Überströmen von Arbeitsmedium von einer Arbeitskammer
in die andere ermöglichen. Weiterhin umfasst der Zweirohrdämpfer
ein Bodenventil, über das der Arbeitsraum mit dem Ausgleichsraum
in Verbindung steht, so dass aus dem Arbeitsraum verdrängtes
Arbeitsmedium, das in dem Ausgleichsraum aufgefangen wird, in den
Arbeitsraum zurückgeführt werden kann. In der Druckstufe
bestimmt vorwiegend das Bodenventil die Dämpferkennlinie,
wobei das Kolbenventil hierbei lediglich als Rückschlagventil
arbeitet. In der Zugstufe übernimmt das Kolbenventil die
Dämpfung, während über das Bodenventil
ein Zurückströmen des Dämpfungsmediums
ermöglicht wird.
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Zur
Feineinstellung der Dämpferkennlinie bei geringen Dämpfergeschwindigkeiten
bzw. geringen Druckdifferenzen werden an den Dämpferventilen üblicherweise
Voröffnungsscheiben eingesetzt, welche vor dem eigentlichen Öffnen
der Dämpferventile einen gewissen Überströmquerschnitt
bereitstellen, um ein abruptes Ansprechen des Dämpfers
zu vermeiden.
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Zudem
ist es bei Zweirohrdämpfern erforderlich, eine Entlüftung über
die Kolbenstangenführung vorzunehmen.
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Aus
der
DE 31 31 262 C2 ist
bekannt, infolge von Temperaturänderungen hervorgerufene
Viskositätsänderungen des Dämpfungsmediums
durch eine temperaturabhängige Beeinflussung eines im Bereich
der Kolbenstangenführung angeordneten Durchflussquerschnitts
zu kompensieren. Hierzu wird in der
DE 31 31 262 C2 vorgeschlagen, eine Scheibe
aus einem Material mit einem hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten
im Bereich eines Überströmspalts so anzuordnen,
dass dieser infolge einer temperaturbedingten Ausdehnung der Scheibe
verjüngt oder vollständig geschlossen wird. Um
definierte Überströmquerschnitte zu gewährleisten,
muss die Scheibe unter Berücksichtigung des Wärmeausdehnungskoeffizienten
des betreffenden Materials mit hoher Genauigkeit gefertigt werden,
damit sich die gewünschte Temperaturkompensation einstellt.
Zudem ist an der zugehörigen Gegenfläche, welche
mit der Scheibe den Überströmspalt bildet, eine
hohe Fertigungsgenauigkeit einzuhalten. Zur Realisierung unterschiedlicher
Dämpferkennlinien müssen dementsprechend unterschiedliche
Scheiben verwendet werden.
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Weiterhin
ist aus der
DE
10 2004 029 452 A1 bekannt, im Bereich der Kolbenstangenführung
ein Bypassventil in Form eines selbsttätig ansprechenden Überlastventils
vorzusehen, das bei Überschreiten eines eingestellten Druckniveaus
unabhängig von der Position des Kolbens im Dämpfer öffnet,
um Druckspitzen abzubauen. Mit einem solchen Überlastventil
lässt sich die Dämpferkennlinie vor allem bei
hohen Dämpferkräften beeinflussen.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die
Einstellbarkeit der Entlüftung und Voröffnung
an einem Zweirohrdämpfer zu vereinfachen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Kolbenstangenführung für
einen Schwingungsdämpfer gemäß Patentanspruch
1 gelöst. Die erfindungsgemäße Kolbenstangenführung
umfasst einen Grundkörper mit einer Kolbenstangenöffnung
sowie weiterhin eine Ringscheibe zur Beeinflussung eines Bypassquerschnitts.
Sie zeichnet sich dadurch aus, dass der Grundkörper eine
oder mehrere Bypassnuten aufweist, die Ringscheibe eine oder mehrere
Ausnehmungen aufweist, wobei eine oder mehrere der Ausnehmungen
die Bypassnut bzw. -nuten überlappen, der Grundkörper
unter Zwischenschaltung der Ringscheibe auf einem Endabschnitt eines
Zylinderrohrs des Zweirohrdämpfers abstützbar
ist, die Ringscheibe gegenüber dem Grundkörper
in definierten Weise positionierbar ist, und der Bypassquerschnitt
zwischen der Ringscheibe und dem Grundkörper durch die
Größe der Ausnehmung der Ringscheibe einstellbar
ist.
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Die
Erfindung ermöglicht die Verwendung einer Ringscheibe zur
Darstellung unterschiedlicher Dämpferkennlinien. Letztere
lassen sich durch die Auswahl der gewünschten Ausnehmung
an der Ringscheibe und Überlagerung derselben mit der an
dem Grundkörper vorgesehenen Bypassnut variieren. Die Ringscheibe
muss hierzu lediglich in einer vorgegebenen Stellung zu dem Grundkörper
positioniert werden. Mit einer Ringscheibe lassen sich somit unterschiedliche
Dämpferkennlinien realisieren. Hieraus resultiert eine
Verringerung der Werkzeugkosten für die Herstellung der
Ringscheibe sowie der Bauteilbevorratung und Handhabung.
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Da
die Entlüftung und Voröffnung über einen gemeinsamen
Bypassquerschnitt eingestellt werden, ergibt sich zudem im Vergleich
zu Dämpfern mit separater Voröffnungsscheibe und
zusätzlicher Entlüftungsöffnung eine
Toleranzreduzierung bei der Dämpfermontage.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen
angegeben.
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Prinzipiell
kann der Bypassquerschnitt durch eine Ausnehmung in Verbindung mit
einer Bypassnut bereitgestellt werden. Es ist jedoch auch möglich, mehrere
Ausnehmungen mit einer Bypassnut zu überlappen. Zudem können
am Grundkörper auch mehrere Bypassnuten am Grundkörper
vorgesehen sein, welche mit entsprechenden Ausnehmungen an der Ringscheibe
zusammenwirken.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung weist die Ringscheibe mehrere Ausnehmungen
mit unterschiedlichen Querschnitten auf. Hierdurch lassen sich auf
besonders einfache Art und Weise mit einer Ringscheibe unterschiedliche
Entlüftungs- bzw. Voröffnungsquerschnitte realisieren,
so dass eine Ringscheibe für unterschiedliche Dämpferkennlinien verwendet
werden kann.
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Es
ist ferner möglich, den wirksamen Bypassquerschnitt über
die Anzahl der mit einer Bypassnut überlappten Ausnehmungen
einzustellen. In diesem Fall können auch gleichartige Ausnehmungen
vorgesehen sein, die gegebenenfalls in ihrem Abstand untereinander
variieren.
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Die
Ausnehmungen werden vorzugsweise am Innenumfang der Ringscheibe
ausgebildet und können beispielsweise ringsegmentförmig
ausgeführt sein.
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Gemäß einer
weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung ist die Bypassnut tangential
an einem Außenumfangsabschnitt des Grundkörpers
ausgebildet, so dass sich diese einfach herstellen lässt.
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Zur
Positionierung kann die Ringscheibe mit einem Zentriervorsprung
hergestellt werden, der in eine entsprechender Gegenöffnungen
am Grundkörper eingreift. Je nach Zuordnung des Zentriervorsprungs
zu einer der Gegenöffnungen ergeben sich unterschiedliche
Bypassquerschnitte. Es ist auch möglich, mehrere Zentriervorsprünge
an der Ringscheibe vorzusehen. Ein Zentriervorsprung lässt
sich an einer Ringscheibe ohne großen Aufwand ausbilden.
Es ist jedoch prinzipiell auch möglich, einen entsprechenden
Vorsprung an dem Grundkörper vorzusehen, der mit korrespondierenden Öffnungen
an der Ringscheibe zusammenwirkt. Ferner ist eine Positionierung über
zusätzliche Positioniermittel wie beispielsweise Positionierstifte
denkbar.
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Gemäß einer
weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet der Grundkörper
eine Anlageschulter aus, welche mit Ausnahme des Bereichs der Bypassnut
bzw. -nuten an der Ringscheibe anliegt.
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Ferner
kann der Grundkörper einen Absatz mit einer Vielzahl von
Positionsnuten aufweisen. Die Ringscheibe steht in diesem Fall über
ein oder mehrere Zentriervorsprünge mit ausgewählten
Positionsnuten in Eingriff.
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Gemäß einer
weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ringscheibe zwischen
dem Grundkörper und einem einfach herstellbaren Ölleitring
positioniert, so dass in der Ausgleichskammer Dämpfungsmedium
an der Bypassöffnung ansteht.
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Vorzugsweise überlappt
der Ölleitring die Anlageschulter und steht mit einem umlaufenden Kragen
radial über diese hinaus. Zudem kann der Kragen des Ölleitrings
durch eine hochgebogene Bordkante begrenzt sein.
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Durch
einen Presssitz zwischen dem Grundkörper und dem Ölleitring
ist eine Vormontage möglich.
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Die
vorstehend erläuterte Kolbenstangenführung ermöglicht
einen Zweirohrdämpfer mit einem Behälterrohr und
einem in dem Behälterrohr angeordneten Zylinderrohr, in
das eine Kolbenstange eintaucht, wobei der Grundkörper
unter Zwischenschaltung der Ringscheibe an einem Endabschnitt des
Zylinderrohrs abgestützt ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung des Dämpfers verbindet die
durch die Bypassnut des Grundkörpers und die Ausnehmung
bzw. Ausnehmungen der Ringscheibe gebildete Bypassöffnung eine
Arbeitskammer innerhalb des Zylinderrohrs des Zweirohrdämpfers
mit einer Ausgleichskammer zwischen dem Zylinderrohr und dem Behälterrohr.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine
Schnittansicht eines Zweirohrdämpfers im Bereich seiner
Kolbenstangenführung nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung, und in
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2 eine
Explosionsdarstellung der Kolbenstangenführung.
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Das
Ausführungsbeispiel zeigt einen Zweirohrdämpfer
für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs. Dieser
umfasst ein Behälterrohr 1 sowie ein in diesem
angeordnetes Zylinderrohr 2. Zwischen dem Behälterrohr 1 und
dem Zylinderrohr 2 befindet sich ein ringförmiger
Ausgleichsraum 3, der zumindest teilweise mit einem flüssigen
Arbeitsmedium gefüllt ist. Das Zylinderrohr 2 begrenzt
einen ebenfalls mit Arbeitsmedium gefüllten Arbeitsraum 4,
der in an sich bekannter Art und Weise durch einen nicht näher
dargestellten Kolben in zwei Arbeitskammern unterteilt wird. An
dem Kolben sind nicht näher dargestellte Überströmventile
vorgesehen, welche bei einem Verschieben des Kolbens in dem Zylinderrohr
in Abhängigkeit der Druckverhältnisse in den Arbeitskammern ein Überströmen
von Arbeitsmedium von einer Arbeitskammer in die andere ermöglichen.
Weiterhin umfasst der Schwingungsdämpfer ein Bodenventil, über
das der Arbeitsraum mit dem Ausgleichsraum in Verbindung steht,
so dass aus dem Arbeitsraum verdrängtes Arbeitsmedium,
das in dem Ausgleichsraum aufgefangen wird, in den Arbeitsraum zurückströmen
kann.
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Der
Kolben befindet sich an einer in das Zylinderrohr 2 eintauchenden
Kolbenstange 6, welche sich durch die erste bzw. obere
Arbeitskammer 7 erstreckt und an einem dem Bodenventil
gegenüberliegenden Ende des Zweirohrdämpfers mittels
einer Kolbenstangenführung 10 axial geführt
ist. Oberhalb der Kolbenstangenführung 10 ist
ein Stangendichtring 11 mit einem angeformten Elastomerkörper 12 angeordnet,
der radial gegen die Kolbenstange 6 abdichtet. Die Kolbenstangenführung 10 sitzt
auf einem oberen Endabschnitt des Zylinderrohrs 2 auf und
ist mit ihrem Außenumfang durch den Stangendichtring 11 gegen
die Innenwand des Behälterrohrs 1 abgedichtet.
Die Kolbenstangenführung 10 trennt somit am oberen
Ende des Zweirohrdämpfers den Ausgleichsraum 3 vom
Arbeitsraum 4.
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Der
Zweirohrdämpfer weist weiterhin einen Überströmweg
zwischen der oberen Arbeitskammer 7 und dem Ausgleichsraum 3 auf, über
den ein definierter Bypassquerschnitt als Voröffnung und
Entlüftungsöffnung bereitgestellt wird. Dieser Überströmweg
verläuft durch die Kolbenstangenführung 10.
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Die
Kolbenstangenführung 10 umfasst einen Grundkörper 13,
eine Ringscheibe 14 sowie einen Ölleitring 15,
die nachfolgend näher erläutert werden. Der Grundkörper 13 der
Kolbenstangenführung 10 schließt sowohl
Behälterrohr 1 als auch das Zylinderrohr 2 auf
der Seite der Kolbenstange 6 ab. Zur Durchführung
der Kolbenstange 6 ist an dem Grundkörper eine
gestufte Durchgangsöffnung 16 vorgesehen, in der
eine Führungsbuchse 17 zur Führung der Kolbenstange 6 sowie
weiterhin eine Führungsdichtung 18 zu Abdichtung
gegen die Kolbenstange 6 angeordnet sind. Die Führungsdichtung 18 ist
hierbei zwischen einem verjüngten Kragen 19 und
der Führungsbuchse 17 in der Durchgangsöffnung 16 positioniert.
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Der
Grundkörper 13 weist einen ersten Außenumfangsabschnitt 20 auf,
der gegen die Innenwand des Behälterrohrs 1 nahezu
anliegt. An diesen ersten Außenumfangsabschnitt 20 schließt
sich in Richtung des Zylinderrohrs 2 ein zweiter Außenumfangsabschnitt 21 mit
kleinerem Außendurchmesser an, der mit einer Anlageschulter 22 axial
gegen einen Endabschnitt des Zylinderrohrs 2 abgestützt
ist. Dabei erstreckt sich ein an der Stirnseite des Grundkörpers 13 angeordneter
Absatz 23 in das Zylinderrohr 2 hinein. Der Außenumfang
des Absatzes 23 entspricht dabei dem Innenumfang des Zylinderrohrs 2.
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Wie
insbesondere 2 zu entnehmen ist, weist der
Grundkörper 13 im Bereich des zweiten Außenumfangsabschnitts 21 eine
Bypassnut 24 auf. Diese ist im Übergang zu der
Anlageschulter 22 angeordnet, so dass die Anlageschulter 22 im
Bereich der Bypassnut 24 geschwächt wird. Die
Bypassnut 24 verläuft tangential zu dem Außenumfangsabschnitt 21.
In 2 ist lediglich eine Bypassnut 24 dargestellt.
Es ist jedoch möglich, mehrere solcher Bypassnuten 24 im Übergangsbereich
zwischen dem zweiten Außenumfangsabschnitt 21 und
der Anlageschultern 22 vorzusehen.
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Der
Grundkörper 13 weist an seinem stirnseitigen Absatz 23 eine
Vielzahl von Positionsnuten 25 auf. Diese Positionsnuten 25 verlaufenen
in Axialrichtung und erstrecken sich jeweils von der Stirnseite
des Absatzes 23 bis zu der Anlageschulter 22.
Sie sind an der Stirnseite des Absatzes 23 offen und dienen
der Positionierung der oben erwähnten Ringscheibe 14.
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Die
Ringscheibe 14 des Ausführungsbeispiels ist als
gestanzter Blechring ausgeführt, der im montierten Zustand
gegen die Anlageschulter 22 des Grundkörpers 13 anliegt.
An der Ringscheibe 14 ist eine Vielzahl von Ausnehmungen 26 vorgesehen,
die sich hinsichtlich ihres Querschnitts voneinander unterscheiden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen
von Innenumfang 27 der Ringscheibe 14 her ausgeklinkt.
Sie besitzen dabei die Form von Ringsegmenten, die sich in ihrer
Erstreckung in Umfangsrichtung voneinander unterscheiden.
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Im
Einbauzustand wird eine der Ausnehmungen 26 mit der Bypassnut 24 am
Grundkörper 13 überlappt, so dass ein
Bypass zwischen der oberen Arbeitskammer 7 und dem Ausgleichsraum 3 hergestellt
wird. Da die Ausnehmungen 26 unterschiedliche Querschnitte
aufweisen, lässt sich durch Positionierung einer ausgewählten
Ausnehmung 26 im Bereich der Bypassnut 24 der
Bypassquerschnitt zwischen der Ringscheibe 14 und dem Grundkörper 13 und
damit der wirksame Entlüftungs- und Voröffnungsquerschnitt
des Zweirohrdämpfers einstellen.
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Um
zu vermeiden, dass sich eine vorgenommene Einstellung verändert,
beispielsweise indem die Ringscheibe 14 bei der Montage
versehentlich gegenüber dem Grundkörper 13 verrutscht,
ist zwischen beiden einer Verdrehsicherung vorgesehen, welche gleichzeitig
eine reproduzierbare Positionierung der Ringscheibe 14 an
dem Grundkörper 13 gewährleistet. Wie
oben erwähnt, weist der Grundkörper 13 an
seinem Absatz 23 eine Vielzahl von Positionsnuten 25 auf.
An der Ringscheibe 14 befindet sich ein Zentriervorsprung 28,
der von dem Innenumfang 27 derselben radial nach innen
ragt. Dieser Zentriervorsprung 28 greift im montierten
Zustand der Ringscheibe 14 in eine der Positionsnuten 25 ein,
wodurch die Ringscheibe 14 in Umfangsrichtung festgelegt
wird. Die Positionsnuten 25 sind korrespondierend zu den
Ausnehmungen 26 so angeordnet, dass über den Eingriff
des Zentriervorsprungs 28 mit einer solchen jeweils eine
bestimmte Ausnehmung 26 in Überlappung mit der
Bypassnuten 24 gelangt. Über die Lage des Zentriervorsprungs 28 in
einer ausgewählten Positionsnut 25 lässt
sich somit der gewünschte Bypassquerschnitt einstellen.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner ein Ölleitring 15 vorgesehen.
Dieser ist nach der Ringscheibe 14 auf den Absatz 23 des
Grundkörpers 13 aufgesteckt und stützt
sich unmittelbar auf dem Zylinderrohr 2 ab. Die Ringscheibe 14 liegt
dabei vollumfänglich auf dem Ölleitring 15 auf,
so dass im Bereich der Ausnehmungen 26 Spalte zwischen der
Anlageschultern 22 des Grundkörpers 13 und dem Ölleitring 15 gebildet
werden. Da die Außenkanten der Ausnehmungen 26 auf
einem kleineren Durchmesser als der zweite Außenumfangsabschnitt 21 des
Grundkörpers 13 liegen, werden alle Ausnehmungen 26,
welche nicht mit einer Bypassnut 24 überlappen,
gegenüber dem Ausgleichsraum 3 abgedichtet.
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Der Ölleitring 15 überlappt
die Anlageschulter 22 und steht mit einem umlaufenden Kragen
radial über diese hinaus. Der Kragen ist durch eine hochgebogene
Bordkante 29 begrenzt, wodurch aus der oberen Arbeitskammer 7 verdrängtes
Arbeitsmedium an der Bypassöffnung ansteht. Die Bordkante 29 ist bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel geringfügig
von der Innenwand des Behälterrohrs 1 beabstandet,
so dass der Ausgleichsraum 3 in einen oberen und einen
unteren Abschnitt unterteilt wird. Beide Abschnitte stehen jedoch
miteinander in Verbindung.
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Von
dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel
sind zahlreiche Abwandlungen möglich. Beispielsweise können
an dem Grundkörper 13 mehrere Bypassnuten 24 vorgesehen
sein, die mit entsprechenden Ausnehmungen 26 an der Ringscheibe 14 korrespondieren.
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Ferner
kann der Bypassquerschnitt durch die Anzahl überlappter
Ausnehmungen 26 beeinflusst werden. Letzteres ermöglicht
es, alle Ausnehmungen 26 mit gleichem Querschnitt auszubilden.
Gegebenenfalls sind die Ausnehmungen mit unterschiedlichen Abständen
angeordnet. Je nach Positionierung der Ringscheibe am Grundkörper überlappen
dann mehr oder weniger Ausnehmungen 26 den bzw. die Bypassnuten 24 am
Grundkörper 13. Auch hierbei ist eine Querschnittsvariation
der Ausnehmungen 26 möglich.
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Ferner
können die Ausnehmungen 26 von der in 2 dargestellten
Form abweichen.
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Weiterhin
kann die Positionierung und Verdrehsicherung der Ringscheibe 14 an
dem Grundkörper 13 auf andere Art und Weise als
dargestellt erfolgen. So kann beispielsweise ein Zentriervorsprung auch
auf Seiten des Grundkörpers vorgesehen sein, der mit korrespondierenden Öffnungen
oder Ausnehmungen an der Ringscheibe zusammenwirkt. Auch eine Positionierung über
Positionierstifte oder dergleichen ist möglich.
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Die
Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels
und weiterer Abwandlungen näher erläutert. Sie
ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt,
sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten
Ausgestaltungen.
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- 1
- Behälterrohr
- 2
- Zylinderrohr
- 3
- Ausgleichsraum
- 4
- Arbeitsraum
- 6
- Kolbenstange
- 7
- obere
Arbeitskammer im Arbeitsraum
- 10
- Kolbenstangenführung
- 11
- Stangendichtung
- 12
- Elastomerkörper
- 13
- Grundkörper
- 14
- Ringscheibe
- 15
- Ölleitring
- 16
- Kolbenstangenöffnung
- 17
- Führungsbuchse
- 18
- Führungsdichtung
- 19
- Kragen
- 20
- erster
Außenumfangsabschnitt
- 21
- zweiter
Außenumfangsabschnitt
- 22
- Anlageschulter
- 23
- Absatz
- 24
- Stirnseite
- 25
- Positionsnut
- 26
- Ausnehmung
- 27
- Innenumfang
der Ringscheibe
- 28
- Zentriervorsprung
- 29
- Bordkante
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3131262
C2 [0006, 0006]
- - DE 102004029452 A1 [0007]