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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft eine Einfederungsanschlag-Baugruppe für ein Fahrzeugaufhängungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Dämpferbaugruppe für ein Fahrzeugaufhängungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft eine Einfederungsanschlag-Baugruppe für ein Fahrzeugaufhängungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Dämpferbaugruppe für ein Fahrzeugaufhängungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
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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 Schädigung 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 solche Ausgestaltung addiert sich zu dem Gesamtgewicht und den Gesamtkosten von Dämpferbaugruppen und verringert ihre Raumeffizienz.
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Aus der
US 2007/0017761 A1 sind eine Einfederungsanschlag-Baugruppe und eine Dämpferbaugruppe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 7 bekannt.
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Die
US 2006/0043659 A1 und die
US 2008/0179148 A1 beschreiben ähnliche Einfederungsanschlag- bzw. Dämpferbaugruppen.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Einfederungsanschlag-Baugruppe und eine Dämpferbaugruppe 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.
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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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Die vorstehend genannte Aufgabe wird gelöst durch eine Einfederungsanschlag-Baugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Dämpferbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 7.
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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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Figurenliste
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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
- 1 eine schematische Ansicht eines beispielhaften Fahrzeugs ist, welche die Weise darstellt, auf die eine Ausführungsform in verschiedenen Unterkomponenten des Fahrzeugs integriert ist;
- 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;
- 3 eine Querschnittsansicht der in 2 dargestellten Aufhängungs-Dämpferbaugruppe ist, die Elemente der beispielhaften Einfederungsanschlag-Baugruppe darstellt; und
- 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 PolyurethanSchaumstoff (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 Stoßes 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 Ausbildung 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 Gummihülse 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 Einknicken 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.
