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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fahrzeugaufhängungssysteme,
und sie betrifft insbesondere eine Einfederungsanschlag-Baugruppe zum
Regulieren einer Stoßlast
in einem Fahrzeugaufhängungssystem.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Fahrzeuge
sind typischerweise mit Aufhängungssystemen
ausgestattet, die eine Vielzahl von Federn, linearen Aktuatoren,
Dämpferbaugruppen, wie
beispielsweise Stoßdämpfer und/oder
Federbeine, verbindenden Trägerelementen
und dergleichen aufweisen, die sich kontrahieren und ausdehnen,
um für
eine flexible Relativbewegung zwischen der Karosserie und dem Chassis
zu sorgen. Unter normalen Fahrbedingungen dissipieren diese Komponenten schrittweise
die Kräfte,
die von Erhebungen, Schlaglöchern
und anderen Anomalien der Straßenoberfläche erzeugt
werden, auf eine kontrollierte Weise, die dem Fahrer hilft, die
Kontrolle über
das Fahrzeug zu behalten, und Insassen eine komfortable Fahrumgebung
liefert.
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Schwere
Stoßereignisse
können
jedoch eine übermäßige Belastung
auf eine Aufhängung
ausüben,
die bewirkt, dass sich diese über
den ausgestalteten Betriebsbereich der Federn und der Stoßdämpfer/Federbeine
hinaus kontrahiert. Ein übermäßiges Einfedern
oder eine übermäßige Abwärtsbewegung der
Karosserie in Richtung des Chassis kann zu möglicherweise schädigenden
Kollisionen zwischen Aufhängungskomponenten
und/oder anderen Fahrgestellelementen führen. Um eine solche Schädi gung zu
verhindern, verwenden viele Aufhängungssysteme
Managementsysteme für
eine Stoßlast,
die das Einfedern begrenzen. Solche Systeme umfassen typischerweise
Einfederungsanschlag-Baugruppen, die ausgebildet sind, um während schwerer
Stoßereignisse
in Eingriff zu gelangen und einen ”Tiefpunkt” oder eine Grenze für eine weitere
Kontraktionsbewegung zu liefern. Diese Baugruppen können verwendet
werden, um das Einfedern beispielsweise zwischen einer gefederten
und einer ungefederten Fahrzeugmasse zu begrenzen, und sie können bequem
in dem Gehäuse
eines Stoßdämpfers oder
eines Federbeins angeordnet werden. Derart integrierte Baugruppen
weisen typischerweise eine starre Prallplatte aus Metall auf, die
mit der Abschlusskappe des Dämpferrohrs
und mit einem auf Polyurethanschaumstoff basierten oder Gummi-Einfederungsanschlag
gekoppelt ist, der mit der oberen Befestigung gekoppelt ist. Diese
sind alle entlang einer gemeinsamen Kolbenstange ausgerichtet und
voneinander beabstandet, so dass während eines Stoßereignisses die
Abschlusskappe und der Einfederungsanschlag in Eingriff gelangen,
was bewirkt, dass der Anschlag axial entlang der Kolbenstange in
die Richtung der Belastung deformiert wird. Eine derartige Ausbildung liefert
jedoch wegen der Steifigkeit der Prallplatte und der geringfügigen Kapazität des Schaumstoffanschlags,
damit verbundene Energie zu absorbieren, einen geringen Abfederungseffekt
gegenüber Stoßlasten.
Infolgedessen können
Prallplatten, Einfederungsanschlag-Befestigungen und/oder andere starre
stoßende
Oberflächen
den Hauptanteil der Stoßlasten
empfangen, was sie anfällig
gegenüber einer
Beschädigung
macht. Dementsprechend werden diese und andere auf ähnliche
Weise betroffene Elemente, einschließlich des Chassisrahmens und der
Fahrzeug-Karosseriestruktur, im Allgemeinen mit einer robusteren
Konstruktion von größerer Masse und
größerem Volumen
ausgestaltet, die andernfalls benötigt werden würde, wenn
die Einfederungsanschlag-Baugruppe mehr Energie absorbieren würde. Eine
sol che Ausgestaltung addiert sich zu dem Gesamtgewicht und den Gesamtkosten
von Dämpferbaugruppen
und verringert ihre Raumeffizienz.
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Dementsprechend
ist es wünschenswert, eine
Einfederungsanschlag-Baugruppe
zum Regulieren einer Stoßlast
in einem Fahrzeugaufhängungssystem
zu schaffen, welche die Verwendung leichtgewichtigerer Trägermaterialien
ermöglicht,
ohne andere wünschenswerte
Fahrzeugeigenschaften, wie beispielsweise den Fahrkomfort oder die
Steuerbarkeit des Fahrzeugs, nachteilig zu beeinflussen. Es ist ferner
auch wünschenswert,
wenn ein solches System eine verbesserte Raumeffizienz, ganz gleich,
ob es belastet oder unbelastet ist, und eine verbesserte geometrische
Stabilität
unter Belastung aufweist. Darüber
hinaus ist es auch wünschenswert,
wenn eine solche geometrisch stabile Ausgestaltung eine verbesserte
Energieabsorption und eine verringerte Spitzenbeanspruchung aufweist.
Andere wünschenswerte
Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden darüber hinaus
anhand der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung und der beigefügten
Ansprüche
offensichtlich werden, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und
den vorstehenden Abschnitten Technisches Gebiet und Hintergrund
gesetzt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird lediglich beispielhaft eine Einfederungsanschlag-Baugruppe für ein Fahrzeugaufhängungssystem
geschaffen, wobei das Aufhängungssystem
ein erstes Element und ein zweites Element aufweist. Die Baugruppe umfasst
eine Befestigung, die mit dem ersten Element gekoppelt ist, wobei
die Befestigung einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der eine
erste zylindrische Außenfläche umfasst.
Die Baugruppe umfasst auch einen Einfederungsanschlag, der mit dem
zweiten Element gekoppelt ist, und eine Aufprallkappe mit einem
ersten Ende, das eine erste zylindrische Innenfläche umfasst, die umlaufend über die
erste zylindrische Außenfläche gekoppelt
ist, und mit einem zweiten Ende, das für einen elastischen Eingriff
mit dem Einfederungsanschlag ausgebildet ist.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ein
vollständigeres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung kann durch eine Bezugnahme auf die ausführliche
Beschreibung und die Ansprüche abgeleitet
werden, wenn diese in Verbindung mit den folgenden Figuren betrachtet
werden, wobei sich gleiche Bezugszeichen überall in den Figuren auf ähnliche
Elemente beziehen und
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1 eine
schematische Ansicht eines beispielhaften Fahrzeugs ist, welche
die Weise darstellt, auf die eine Ausführungsform in verschiedenen
Unterkomponenten des Fahrzeugs integriert ist;
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2 eine
schematische Ansicht einer beispielhaften Aufhängungs-Dämpferbaugruppe zur Verwendung
mit dem in 1 dargestellten Fahrzeug, die
für eine
Verwendung mit einer integrierten Einfederungsanschlag-Baugruppe geeignet
ist, gemäß einer
anderen beispielhaften Ausführungsform ist;
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3 eine
Querschnittsansicht der in 2 dargestellten
Aufhängungs-Dämpferbaugruppe
ist, die Elemente der beispielhaften Einfederungsanschlag-Baugruppe
darstellt; und
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4 eine
vergrößerte Querschnittsansicht der
Einfederungsanschlag-Baugruppe ist, die in die Aufhängungs-Dämpferbaugruppe integriert ist,
die in 2 und 3 dargestellt ist.
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BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Die
verschiedenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, die hierin beschrieben sind, schaffen
eine Einfederungsanschlag-Baugruppe zum Regulieren einer Stoßlast für eine Fahrzeugaufhängung, die
geeignet ist, um ein Einfedern zwischen Aufhängungselementen, wie beispielsweise
einer gefederten und einer ungefederten Masse, zu begrenzen. Wenn
sie in das Gehäuse
eines Aufhängungsdämpfers integriert
ist, wie beispielsweise eines Stoßdämpfers oder eines Federbeins,
umfasst die Baugruppe eine flexible Aufprallkappe in axialer Ausrichtung
mit einem Einfederungsanschlag entlang einer Kolbenstange. Die flexible
Kappe ist ausgebildet, um derart gekoppelt zu sein, dass die Seite einer
zylindrischen Befestigung, wie beispielsweise eines Dämpferrohrs
oder einer starren Aufprallkappe, überlappt wird. Während Stoßereignissen
gelangen die flexible Kappe und der Einfederungsanschlag deformierbar
in Eingriff, und sie absorbieren die Energie, die durch die Stoßlast erzeugt
wird. Die überlappende
Ausbildung verringert das erforderliche Volumen für die flexible
Kappe und schafft dadurch zusätzliches
Volumen für
eine axiale Deformation. Bei anderen Ausführungsformen ist eine ringförmige Gummihülse über eine
Außenfläche der
flexiblen Kappe angebracht, um die geometrische Stabilität zu erhalten
und um zu verhindern, dass die flexible Kappe einknickt, indem die
Spitzenbeanspruchung während
der Stoßbelastung
verringert wird, was eine weitere Zunahme der Energieabsorption
ermöglicht.
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1 ist
eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 10 (z. B.
eines Automobils) zur Verwendung in Verbindung mit einer oder mehreren
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 10 weist ein Chassis 12,
eine Karosserie 14, vier Räder 16, eine Aufhängungsbaugruppe 22 und
ein Chassissteuermodul (oder CCM) 33 auf. Die Karosserie 14 ist
auf dem Chassis 12 angeordnet und umschließt im Wesentlichen
die anderen Komponenten des Fahrzeugs 10. Die Karosserie 14 und das
Chassis 12 können
gemeinsam einen Rahmen bilden. Die Räder 16 sind jeweils
in der Nähe
einer entsprechenden Ecke der Karosserie 14 mit dem Chassis 12 rotierbar
gekoppelt. Die Aufhängungsbaugruppe 22 ist
ausgebildet, um für
eine gedämpfte und
stabilisierte Kopplung zwischen einer gefederten Fahrzeugmasse,
welche die Karosserie 14 umfasst, und einer ungefederten
Masse zu sorgen, welche die Räder 16 und
einen Abschnitt des Chassis 12 umfasst. Die Aufhängungsbaugruppe 22 kann
Federn, lineare Aktuatoren, Querlenker oder Verbindungen und andere
verbindende und stützende
Elemente aufweisen, und sie weist ferner mindestens eine Dämpferbaugruppe 40 auf,
wie beispielsweise einen Stoßdämpfer oder
ein Federbein oder dergleichen, um für eine Dämpfung der Bewegung zwischen
der gefederten und der ungefederten Fahrzeugmasse zu sorgen. Die
Dämpferbaugruppe 40 kann
für ein
passives Ansprechen ausgebildet sein, oder sie kann ausgestaltet
sein, um aktiv anzusprechen, indem Einstellungen der Aufhängungsbaugruppe 22 gemäß einem
Befehl von dem CCM 33 in Abhängigkeit von den Straßenbedingungen
in Echtzeit ausgeführt
werden, um die Karosserie 14 zu stabilisieren. Die Dämpferbaugruppe 40 umfasst
auch ein Managementsystem für
eine Stoßlast,
welche eine integrierte Einfederungsanschlag-Baugruppe aufweist,
die unten in größerem Detail
beschrieben ist. Diese Baugruppe ist ausgebildet, um Energie auf
eine raumeffiziente Weise während
Aufhängungs-Stoßereignissen
zu absorbieren, die durch ein übermäßiges Einfedern
verursacht werden.
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Das
Fahrzeug 10 kann ein beliebiges von einer Vielzahl von
Fahrzeugtypen sein, wie beispielsweise eine Limousine, ein Kombi,
ein Lastkraftwagen oder ein Sportgeländewagen (SUV), und es kann
einen Zweiradantrieb (2WD) (d. h. einen Hinterradantrieb oder einen
Vorderradantrieb), einen Vierradantrieb (4WD) oder einen Allradantrieb
(AWD) aufweisen. Das Fahrzeug 10 kann auch einen beliebigen von
einer Anzahl von unterschiedlichen Motorentypen oder eine Kombination
von diesen umfassen, wie beispielsweise einen mit Benzin- oder Dieselkraftstoff versorgten
Verbrennungsmotor, einen Motor für
ein ”Fahrzeug
mit flexiblem Kraftstoff (FFV-Motor) (d. h. unter Verwendung eines
Gemischs aus Benzin und Alkohol), einen mit einer Gasverbindung
(z. B. Wasserstoff und/oder Erdgas) beschickten Motor oder eine
Brennstoffzelle, einen Hybridmotor mit einem Verbrennungs-/Elektromotor
und einen Elektromotor.
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2 ist
eine schematische Darstellung einer Dämpferbaugruppe 40,
die geeignet ist, um eine integrierte Einfederungsanschlag-Baugruppe
gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
aufzunehmen. Die Dämpferbaugruppe 40,
die einen Stoßdämpfer, ein
Federbein oder dergleichen umfassen kann, ist zwischen zwei beliebigen
geeigneten Komponenten der Aufhängungsbaugruppe 22 (1)
angebracht, um eine Relativbewegung zwischen diesen zu dämpfen, wie
es beispielsweise zwischen der gefederten und der ungefederten Fahrzeugmasse
am gebräuchlichsten
ist. Die Baugruppe 40 weist einen ersten Abschnitt 44,
der eine obere Befestigungsklammer 48, einen oberen Federsitz 52 und
ein Staubrohr oder eine Staubschutz-Manschette 56 umfasst,
und einen zweiten Abschnitt 60 auf, der eine untere Befestigungsklammer 64,
ein zylindrisches Dämpferrohr 68 und
einen unteren Federsitz/eine untere Halterung 72 umfasst.
Der erste und der zweite Abschnitt 44 und 60 sind
jeweils an geeigneten Aufhängungselementen
(nicht gezeigt), wie beispielsweise der gefederten und der ungefederten
Fahrzeugmasse, unter Verwendung der oberen und unteren Befestigungsklammer 48 bzw. 64 in
Verbindung mit Befestigungselementen auf eine herkömmliche
Weise im Wesentlichen starr befestigt. Die Dämpferbaugruppe 40 weist
auch eine Schraubenfeder 76 auf, die umschreibend um den
ersten und den zweiten Abschnitt 44 und 60 herum
angeordnet und im Wesentlichen parallel zu dem Dämpferrohr 68 ausgerichtet
ist. Die Schraubenfeder 76 ist zwischen dem oberen Federsitz 52 und
dem unteren Federsitz/der unteren Halterung 72 eingebunden
und wird durch diese in Position gehalten. Wenn das Fahrzeug 10 in
Bewegung ist, dehnen und kontrahieren sich der erste und der zweite
Abschnitt 44 und 60 relativ zueinander entlang
einer Achse A-A' (eine
axiale Bewegung) im Wesentlichen parallel zu dem Dämpferrohr 68 und
dämpfen dadurch
die Relativbewegung. Die Schraubenfeder 76 liefert die
notwendigen elastischen Kräfte,
die dazu neigen, eine relative Gleichgewichtshöhe zwischen der gefederten
und der ungefederten Masse wiederherzustellen. Die Dämpferbaugruppe 40 weist auch
eine integrierte Einfederungsanschlag-Baugruppe auf, die unten im
Detail beschrieben wird und ausgebildet ist, um Energie zu absorbieren
und ein Einfedern zwischen diesen Massen während Stoßereignissen zu begrenzen.
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3 ist
eine Querschnittsansicht der Dämpferbaugruppe 40,
die eine integrierte Einfederungsanschlag-Baugruppe 80 gemäß der beispielhaften
Ausführungsform
darstellt. Der erste Abschnitt der Dämpferbaugruppe 40 umfasst
die obere Befestigungsklammer 48, den oberen Federsitz 52 und
die Staubschutz-Manschette 56, und der zweite Abschnitt 60 umfasst
die untere Befestigungsklammer 64, das zylindrische Dämpferrohr 68 und
den unteren Federsitz/die untere Halterung 72. Die Baugruppe 40 ist
unter Verwendung der Klammern 48 und 64 auf herkömmliche
Weise zwischen zwei geeigneten Aufhängungselementen (nicht gezeigt)
angebracht. Die Schraubenfeder 76 umschreibt die Abschnitte
der Baugruppe 40 und wird durch den oberen und den unteren
Federsitz 52 und 72 gehalten. Die Baugruppe 40 weist
auch eine axial ausgerichtete (parallel zu der Achse A-A') Federbeinstange
oder Kolbenstange 84 auf, die mit der oberen Befestigungsklammer 48 starr
gekoppelt ist. Die Stange 84 ist mit dem Dämpferrohr 68 durch
eine Öffnung
in einem im Wesentlichen flachen Kopfende 88, das an einem
oberen Ende von diesem angeordnet ist, verschiebbar gekoppelt.
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Die
Dämpferbaugruppe 40 weist
auch eine integrierte Einfederungsanschlag-Baugruppe 80 auf, die
einen Einfederungsanschlag 92, eine obere Befestigung 96,
eine flexible Aufprallkappe 100 und eine starre Aufprallkappe 104 umfasst.
Der Einfederungsanschlag 92 kann ein beliebiges geeignetes
flexibles Material umfassen, wie beispielsweise Gummi aus Polyurethan-Schaumstoff.
Der Anschlag 92 ist an der oberen Befestigung 96 angebracht,
und er umschreibt die Stange 84 und bewegt sich axial mit
dieser. Die flexible Aufprallkappe 100 kann ein beliebiges
geeignetes flexibles Material umfassen, wie beispielsweise ein thermoplastisches
oder duroplastisches elastomeres Polymer. Bei einer Ausführungsform
umfasst die flexible Aufprallkappe 100 einen thermoplastischen
Polyurethan-Schaumstoff (TPU-Schaumstoff).
Die starre Aufprallkappe 104 kann ein beliebiges geeignetes
strukturell starres Material umfassen, wie beispielsweise eine Stahllegierung,
einschließlich
Edelstahl. Die starre Aufprallkappe 104 ist mit dem Kopfende 88 des
Dämpferrohrs
konform gekoppelt und bewegt sich axial zusammen mit diesem, und
sie weist eine Öffnung
für eine
verschiebbare Kopplung mit der Stange 84 auf. Die flexible
Aufprallkappe 100 umschreibt die Stange 84 und
ist verschiebbar mit dieser gekoppelt, und sie weist einen ringförmigen zylindrischen
Basisabschnitt 108 auf, der überlappend an einer zylindrischen
Außenfläche der
starren Aufprallkappe 104 angeordnet ist, die als eine
Befestigung für
die flexiblen Aufprallkappe 100 wirkt. Die starre Kappe 104 weist
ein Halteelement 112 auf, das ausgebildet ist, um den Basisabschnitt 108 aufzunehmen
und eine axiale Unterstützung
für diesen
zu liefern. Die flexible Kappe 100 weist einen oberen Abschnitt 116 auf,
der einen im Wesentlichen flachen oberen Flansch 118 aufweist,
der ausgebildet ist, um mit dem Einfederungsanschlag 92 während Stoßereignissen
in Eingriff zu gelangen.
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Während des
Betriebs oszilliert die Stange 84 auf eine wohlbekannte
Weise in das Staubrohr 86 und aus diesem heraus, um die
Relativbewegung zwischen den verbundenen Aufhängungselementen zu dämpfen. Die
Schraubenfeder 76 wird ebenso gemeinsam mit diesen Oszillationen
elastisch komprimiert und ausgedehnt. Während normaler Fahrbedingungen,
die kein übermäßiges Einfedern
erzeugen, bleiben der Einfederungsanschlag 92 und die flexible
Aufprallkappe 100 durch eine Distanz getrennt, die gemäß der Relativbewegung
zwischen der Stange 84 und dem Dämpferrohr 68 variiert.
Während
eines Stoßereignisses,
das durch übermäßiges Einfedern
charakterisiert ist, gelangen der Einfederungsanschlag 92 und
die flexible Aufprallkappe 100 defomierbar in Eingriff
und absorbieren zumindest einen Teil der Energie, die durch den
Stoß erzeugt wird.
Diese Kontraktionsbewegung kann begleitet von einer zusätzlichen
Deformation und einer erhöhten
Elastizität
andauern, bis der Anschlag 92 und die flexible Kappe 100 jeweils
eine maximale axiale Deformation erreichen. Für besonders schwere Stoßereignisse,
bei denen eine solche maximale Deformation erreicht wird, wird eine
weitere Einfederungsbewegung durch die Steifigkeit der oberen Befestigung 96 und
der starren Aufprallkappe 104 verhindert. Das Überlappen
des Basisabschnitts 108 mit der zylindrischen Außenfläche der
starren Aufprallkappe 104 verringert die gesamte Stapelhöhe oder
den vertikalen Raum, der für
die flexible Aufprallkappe 100 erforderlich ist, was eine
größere Energieabsorption
pro Volumeneinheit ermöglicht.
Das Halteelement 112 hält
die axiale Position der flexiblen Aufprallkappe 100 gegenüber der
starren Kappe 104 während
eines Sto ßes
aufrecht, indem eine Unterstützung
für diese geliefert
wird. Das Element 112 liefert auch ein Mittel zum Übertragen
der Abwärtskraft
eines Stoßes
von der flexiblen Kappe 100 auf die starre Kappe 104, das
Kopfende 88 des Dämpferrohrs
und schließlich auf
das Dämpferrohr 68.
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4 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Abschnitts der Dämpferbaugruppe 40, welche
die Einfederungsanschlag-Baugruppe 80 gemäß der beispielhaften
Ausführungsform
umfasst. Die Einfederungsanschlag-Baugruppe 80 umfasst den
Einfederungsanschlag 92, die obere Befestigung 96,
die flexiblen Aufprallkappe 100 und die starre Aufprallkappe 104.
Der Einfederungsanschlag 92 ist mit der oberen Befestigung 96 starr
gekoppelt, und er umschreibt die Stange 84 und folgt deren
axialer Bewegung. Bei einer Ausführungsform
ist, wie gezeigt ist, eine starre Aufprallkappe 104 mit
einer zylindrischen Seitenwand 120 umfasst, die in der
Nähe des Kopfendes 88 im
Wesentlichen konform über
das Dämpferrohr 68 passt.
Bei einer anderen Ausführungsform
(nicht gezeigt) wird die starre Aufprallkappe 104 nicht
verwendet, und das Dämpferrohr 68 wird
durch das Kopfende 88 abgeschlossen, das eine Abschlusskappe
aufweisen kann. Die zylindrische Seitenwand 120 ist mit
dem Halteelement 112 gekoppelt, die sich von dem Dämpferrohr 68 radial
nach außen
erstreckt (orthogonal zu der Achse A-A'). Die flexible Aufprallkappe 100 umfasst
den Basisabschnitt 108 und den oberen Abschnitt 116,
die beide miteinander einstückig
gebildet und in dem Zentrum offen sind, um für eine verschiebbare Kopplung
mit der Stange 84 zu sorgen. Wie hierin verwendet bedeutet der
Ausdruck ”einstückig gebildet”, dass
ein erstes Element (wie beispielsweise der Basisabschnitt 108) sich
in einer kontinuierlichen Weise aus einem zweiten Element (wie beispielsweise
dem oberen Abschnitt 116) erstreckt oder aus diesem übergeht,
und nicht als zwei separate und unterscheidbare Elemente. Der Basisabschnitt 108 weist
eine zylindrische Innenfläche 124 auf,
die über
eine zylindrische Außenfläche 128 der
zylindrischen Seitenwand 120 umlaufend gekoppelt ist.
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Der
obere Abschnitt 116 weist einen oberen Flansch 118,
der ausgebildet ist, um mit dem Einfederungsanschlag 92 während Stoßereignissen
in Eingriff zu gelangen, und eine hinterschnittene Kerbe 132 auf,
die sich in der Nähe
des oberen Flansches 118 befindet und den oberen Abschnitt 116 radial
umschreibt. Der obere Abschnitt 116 ist auch mit einer Höhlung 136 ausgebildet,
die mit einer Vielzahl von Falten konturiert sein kann, was von
der Weise abhängt,
auf welche die flexible Kappe 100 zum Deformieren ausgestaltet
ist. Die Höhlung 136 bildet
einen Hohlraum 140 zwischen dem oberen Abschnitt 116 und
einer oberen Fläche 144 der
starren Aufprallkappe 104. Die axiale Höhe der Überlappung zwischen der zylindrischen
Innenfläche 124 und
der zylindrischen Außenfläche 128 kann
eine beliebige geeignete Distanz sein, und sie wird im Allgemeinen
auf dem gewünschten
Volumen des Hohlraums 140 und der Natur des Befestigungsmechanismus
zwischen dem Basisabschnitt 108 und dem Halteelement 112 basieren.
Dementsprechend kann die Form des Hohlraums 140 als ein
Mittel angepasst werden, um das Ausmaß der axialen Deformation zu
variieren, für welche
der obere Abschnitt 116 ausgestaltet ist.
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Während eines
Stoßereignisses
gelangt der Einfederungsanschlag 92 mit dem oberen Flansch 118 in
Eingriff, was bewirkt, dass sich der obere Abschnitt 116 abwärts in den
Hohlraum 140 deformiert. Während er deformiert wird, verhält sich
die flexible Aufprallkappe 100 auf eine federartige Weise
und absorbiert dabei Energie von der Stoßlast. Das Überlappen der zylindrischen
Innenfläche 124 mit
der zylindrischen Außenfläche 128 liefert
eine stabilisierte Basisbefestigung für die flexible Kappe 100,
welche die erforderliche Stapelhöhe
der Baugruppe verringert. Eine solche Aus bildung verbessert die
Raumeffizienz, während
eine größere Kapazität für die Energieabsorption
ermöglicht
wird. Diese Kapazität
wird durch hinterschnittene Kerbe 132 vergrößert, die,
wie Computermodelle und empirische Studien gezeigt haben, den oberen
Flansch 118 während
Stoßereignissen
stabilisiert und dem oberen Abschnitt 116 ermöglicht,
auf eine linearere Weise deformiert zu werden, was eine größere Energieabsorption
pro Druckeinheit erlaubt. Die hinterschnittene Kerbe 132 verschiebt
auch die Spitzenbeanspruchung unter Last zu variierenden Punkten
innerhalb der flexiblen Kappe 100, was zumindest teilweise
von der Größe der Last
abhängt,
wodurch die Haltbarkeit der flexiblen Kappe 100 verbessert
wird. Das Halteelement 112 hält die axiale Position der
flexiblen Kappe 100 und dadurch das Volumen/die Form des
Hohlraums 140 aufrecht, indem verhindert wird, dass die
Kappe 100 weiter auf die starre Kappe 104 gedrückt wird,
indem eine Kraft von dem Einfederungsanschlag 92 ausgeübt wird.
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Die
flexible Aufprallkappe 100 wird während Stoßereignissen auch radial deformiert,
was eine Umfangsspannung in dem Basisabschnitt 108 erzeugt,
die dazu neigt, eine Wölbung
nach außen
in diesem zu bewirken. Während
besonders schwerer Stoßereignisse
kann sich der Basisabschnitt 108 übermäßig wölben und ein Einknicken des
oberen Abschnitts 116 zulassen, wodurch die Energieabsorptionskapazität der flexiblen
Kappe 100 signifikant verringert wird. Um eine solche radiale
Beanspruchung zu begrenzen und das Einknicken zu verhindern, wird
die flexible Aufprallkappe 100 bei einer anderen Ausführungsform
durch eine ringförmige
zylindrische Gummihülse 148 verstärkt, die
eine Innenfläche 152 aufweist,
die über
eine zylindrische Außenfläche 156 des
Basisabschnitts 108 umlaufend gekoppelt ist. Bei einer
weiteren Ausführungsform
wird die Innenfläche 152 der
Gummihülse über Teile
sowohl der zylindrischen Außenfläche 156 des
Basisabschnitts 108 als auch einer zylindrischen Außenfläche 160 des
oberen Abschnitts 116 umlaufend gekoppelt. Die Gummihül se 148 kann
ein beliebiges geeignetes elastomeres Polymer umfassen, einschließlich von
duroplastischen Elastomeren und thermoplastischen Elastomeren, und
sie ist ausgebildet, um eine geometrische Instabilität in der
flexiblen Kappe 100 zu verhindern, indem der Basisabschnitt 108 und/oder
der obere Abschnitt 116 bezüglich einer radialen Ausdehnung
beschränkt
werden. Diese Beschränkung
verringert die Beanspruchung der flexiblen Kappe 100 und
verhindert, dass dieser während einer
Belastung einknickt, wodurch ohne zusätzliche Stapelhöhe seine
strukturelle Stabilität
verbessert und die Energieabsorption vergrößert wird.
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Die
verschiedenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, die hierin beschrieben werden, schaffen
eine Einfederungsanschlag-Baugruppe zum Regulieren einer Stoßlast für eine Fahrzeugaufhängung, welche
eine verbesserte Energieabsorption und einen verbesserten Widerstand
gegenüber
Beanspruchung während
Stoßereignissen
aufweist. Die Baugruppe ist für
eine Integration in eine Dämpferbaugruppe,
wie beispielsweise einen Stoßdämpfer oder
ein Federbein, gut geeignet und ermöglicht die Verwendung leichtgewichtigerer
Materialien, die mit einem auf ein Einfedern bezogenen Stoß verbunden
sind, wie beispielsweise obere Befestigungen, die starre Aufprallkappe
und Dämpferrohr-Kopfenden,
ohne dass der Fahrkomfort oder die Steuerbarkeit des Fahrzeugs nachteilig
beeinflusst wird. Die überlappende
Kopplung der flexiblen Aufprallkappe mit dem Kopfende des Dämpferrohrs
verringert den Betrag des axialen Volumens, das von der flexiblen
Kappe sowohl in einem belasteten als auch in einem unbelasteten
Zustand eingenommen wird. Die hinterschnittene Kerbe in der flexiblen
Kappe verbessert die Haltbarkeit der Kappe, indem der Ort der Spitzenbeanspruchung
in dieser in Abhängigkeit
von der Belastung variiert wird. Die Einbindung einer Hülse in die
Baugruppe verstärkt
die flexible Kappe, indem die Umfangsspannung absorbiert wird und
eine übermäßige radiale
Beanspruchung sowie ein Ein knicken der flexiblen Kappe während der
Belastung verhindert wird. Diese Verstärkung hilft dem flexiblen Kappe,
die geometrische Stabilität
zu erhalten, und ermöglicht
eine verbesserte Raumeffizienz während der
Belastung, was für
eine vergrößerte Energieabsorption
sorgt, und eine verringerte Spitzenbeanspruchung sogar während stark
komprimierender Stoßereignisse.
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Während zumindest
eine beispielhafte Ausführungsform
in der vorstehenden ausführlichen
Beschreibung dargestellt wurde, sollte man einsehen, dass eine enorme
Anzahl an Abwandlungen existiert. Man sollte auch einsehen, dass
die beispielhafte Ausführungsform
oder die beispielhaften Ausführungsformen,
die hierin beschrieben sind, nicht dazu gedacht sind, den Umfang,
die Anwendbarkeit oder die Ausbildung der Erfindung auf irgendeine
Weise einzuschränken.
Die vorstehende ausführliche
Beschreibung wird Fachleuten vielmehr einen bequemen Fahrplan liefern,
um die beschriebene Ausführungsform
oder die beschriebenen Ausführungsformen
zu implementieren. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen
in der Funktion und der Anordnung von Elementen durchgeführt werden
können,
ohne von dem Schutzumfang der Erfindung oder deren rechtlichen Äquivalenten
abzuweichen.