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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung betrifft das Gebiet der Gasfeder- und Dämpfervorrichtungen und insbesondere Dämpferstangenbuchsen, die zur Befestigung entlang eines zugehörigen Endelements einer zugehörigen Gasfeder- und Dämpferanordnung bemessen sind und gebaut werden, um eine Vorspannung in Zusammenhang mit der direkten Aussetzung mit Druckgas, das in der Federkammer der Anordnung enthalten ist, aufzunehmen. Gasfeder- und Dämpferanordnungen können eine solche Dämpferstangenbuchse einschließen und Aufhängungssysteme können eine oder mehrere solcher Gasfeder- und Dämpferanordnungen einschließen. Außerdem können Dämpferstangenbuchsen gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit Verfahren zur Herstellung von Gasfeder- und Dämpferanordnungen verwendet werden.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung kann insbesondere in Verbindung mit Bauteilen für Aufhängungssysteme von Radfahrzeugen angewendet und verwendet werden und wird hierin diesbezüglich dargestellt und beschrieben. Man wird jedoch zu schätzen wissen, dass der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung auch für die Verwendung in anderen Anwendungen und Umgebungen geeignet ist und dass die spezifischen Verwendungen, die hierin dargestellt und beschrieben sind, rein beispielhaft sind. Zum Beispiel könnte der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit Gasfederanordnungen von Fahrzeugen ohne Räder, Stützstrukturen, Höhenverstellsystemen und Aktoren für Industriemaschinen, Bauteilen davon und/oder einer anderen solchen Ausrüstung verwendet werden. Dementsprechend soll der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung nicht auf die Verwendung im Zusammenhang mit Gasfederaufhängungssystemen von Radfahrzeugen eingeschränkt sein.
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Die meisten Typen und Arten von motorisierten Radfahrzeugen weisen eine gefederte Masse wie ein Gehäuse oder eine Karosserie, beispielsweise eine ungefederte Masse wie zwei oder mehrere Achsen oder andere Radeingriffselemente, beispielsweise mit einem dazwischen angeordneten Aufhängungssystem auf. Typischerweise weist ein Aufhängungssystem mehrere Federvorrichtungen sowie mehrere Dämpfungsvorrichtungen auf, die zusammen ermöglichen, dass sich die gefederte und die ungefederte Masse des Fahrzeugs in einer sozusagen gesteuerten Weise zueinander bewegen. Eine Bewegung der gefederten und der ungefederten Masse zueinander wird im Normalfall im Stand der Technik als Einfederungsbewegung bezeichnet, wohingegen eine Bewegung der gefederten und der ungefederten Masse voneinander weg üblicherweise im Stand der Technik als eine Ausfederungsbewegung bezeichnet wird.
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Gasfeder- und Dämpferanordnungen sind gut bekannt und üblich. Bekannte Gasfeder- und Dämpferanordnungen weisen typischerweise eine Gasfederanordnung und einen Dämpfer (z. B. einen Hydraulik- oder Fluiddämpfer) auf. Die Gasfederanordnung kann gegenüberliegende Endelemente und einen flexiblen Balg oder eine flexible Hülse aufweisen, die dazwischen zum Definieren einer Federkammer befestigt sind, die eine Druckgasmenge enthalten kann. Der Dämpfer kann ein Dämpfergehäuse und einen Dämpferkolben, der in dem Gehäuse angeordnet ist, aufweisen. Eine Dämpferstange ist mit dem Dämpferkolben verbunden und steht aus dem Dämpfergehäuse vor, sodass der Dämpferkolben und die Stange eine gegenläufige Bewegung in Bezug auf das Dämpfergehäuse durchlaufen können.
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In aufgebautem Zustand erstrecken sich die Dämpferstange und das Dämpfergehäuse in und durch die Gasfederanordnung. Typischerweise ist die Dämpferstange mit einem der Endelemente der Gasfederanordnung verbunden und das Dämpfergehäuse ist mit dem anderen Endelement der Gasfederanordnung verbunden. Daher wird mindestens ein Abschnitt der Dämpferstange und des Dämpfergehäuses typischerweise Druckgas innerhalb der Federkammer der Gasfederanordnung ausgesetzt.
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Bei herkömmlichen Konstruktionen ist eine Dämpferstangenbuchse bekannter Ausgestaltung zwischen dem Endelement und der Dämpferstange befestigt und verbindet diese betriebswirksam. Kräfte und Spannungen, die während der Verwendung der Gasfeder- und Dämpferanordnung erfahren werden, werden zwischen dem Endelement und der Dämpferstange über die Dämpferstangenbuchse übertragen. Außerdem weisen herkömmliche Konstruktionen eine Dichtungsanordnung auf, die zwischen dem Endelement und der Dämpferstange angeordnet ist. Typischerweise bildet die Dichtungsanordnung eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung sowohl mit dem Endelement als auch der Dämpferstange und ist fluidisch zwischen der Federkammer und der Dämpferstangenbuchse angeordnet. Als Ergebnis sind herkömmliche Dämpferstangenbuchsen für die fluidisolierte Verwendung in Bezug auf das Druckgas innerhalb der Federkammer der Gasfederanordnung ausgestaltet. Dementsprechend sind herkömmliche Dämpferstangenbuchsen zur isolierten Verwendung vor Vorspannkräften, die mit der Aussetzung mit dem Druckgas innerhalb der Federkammer der Gasfederanordnung assoziiert sind, gebaut. Daher kann die direkte Aussetzung bekannter Dämpferstangenbuchsen mit Druckgas aus der Federkammer einen ungewünschten Einfluss auf die Leistungs- und Betriebseigenschaften herkömmlicher Dämpferstangenbuchsen haben.
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Wie oben beschrieben, werden herkömmliche Dämpferstangenbuchsen typischerweise mit einer Dichtungsanordnung verwendet, welche die Dämpferstangenbuchse fluidisch von dem Druckgas der Federkammer der Gasfeder isoliert. Ungeachtet der herkömmlichen Nutzung und des allgemeinen Erfolgs herkömmlicher Ausgestaltungen wird davon ausgegangen, dass es wünschenswert ist, Dämpferstangenbuchsen-Konstruktionen zu entwickeln, die für die Verwendung ohne Dichtungsanordnung geeignet sind und z. B. eine verbesserte Verpackung und reduzierte Montagehüllen, reduziertes Gewicht, reduzierte Herstellungs- und/oder Aufbaukosten bereitstellen und/oder das Gebiet von Gasfeder- und Dämpfervorrichtungen anders vorantreiben.
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KURZDARSTELLUNG
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Gemäß der Erfindung werden eine Dämpferstangenbuchse nach Anspruch 1, eine Gasfeder- und Dämpferanordnung nach Anspruch 8 und ein Verfahren zum Anordnen einer Gasfeder- und Dämpferanordnung nach Anspruch 9 bereitgestellt. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. Ein Beispiel einer Dämpferstangenbuchse gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung kann ein inneres Abstützelement und ein äußeres Abstützelement aufweisen. Das innere Abstützelement kann eine Elementwand mit einer Innenoberfläche aufweisen, die mindestens teilweise einen Durchgang durch das innere Abstützelement definiert. Ein Flanschwandabschnitt kann sich entlang der Elementwand nach außen zu einem äußeren Umfangsrand erstrecken. Das äußere Abstützelement kann radial nach außen beabstandet sein und kann sich axial mit mindestens einem Abschnitt des inneren Abstützelements erstrecken. Ein elastomeres Verbindungselement kann sich zwischen dem inneren und äußeren Abstützelement erstrecken und diese betriebswirksam verbinden, sodass eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen gebildet wird. Das elastomere Verbindungselement kann derart konfiguriert sein, dass während der Verwendung unter einer Druckgas-Vorspannkraft die Dämpferstangenbuchse eine ungefähr lineare Änderungsrate der Federungskraft davon über einen axialen Federungsbereich in mindestens eine Richtung zeigt.
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Ein anderes Beispiel einer Dämpferstangenbuchse gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung kann bemessen sein, um ein zugehöriges Endelement einer zugehörigen Gasfeder und eine zugehörige Dämpferstange eines zugehörigen Dämpfers betriebswirksam zu verbinden. Die Dämpferstangenbuchse kann ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen, sodass sich eine Längsachse dazwischen erstreckt. Die Dämpferstangenbuchse kann auch ein äußeres Abstützelement aufweisen, das eine äußere Elementwand mit einer inneren Oberfläche und einer äußeren Oberfläche aufweisen kann, die zum Aufnehmen des zugehörigen Endelements in angrenzendem Eingriff bemessen sind. Die Dämpferstangenbuchse kann ferner ein inneres Abstützelement aufweisen, das sich axial mit mindestens einem Abschnitt des äußeren Abstützelements erstreckt. Das innere Abstützelement kann eine innere Elementwand mit einer äußeren Oberfläche und einer inneren Oberfläche aufweisen, die mindestens teilweise einen Durchgang durch das innere Abstützelement definieren, das zum aufnehmenden Eingriff der zugehörigen Dämpferstange bemessen ist. Das innere Abstützelement kann sich zwischen gegenüberliegenden Endoberflächen erstrecken und einen Flanschwandabschnitt aufweisen, der radial über die äußere Oberfläche eines äußeren Umfangsrandes nach außen vorsteht. Der Flanschwandabschnitt kann eine ersten Seitenoberfläche, die zu der ersten Endoberfläche angeordnet ist, und eine zweite Seitenoberfläche, die zu der zweiten Endoberfläche angeordnet ist, aufweisen. Der Flanschwandabschnitt kann eine Flansch-Querschnittsabmessung (DF) über den äußeren Umfangsrand aufweisen. Der Flanschwandabschnitt kann in beabstandeter Beziehung zu den gegenüberliegenden Endoberflächen angeordnet sein, sodass mindestens die zweite Seitenoberfläche durch eine Flansch-Versatzabmessung (OFF) von der zweiten Endoberfläche axial versetzt ist. Die Dämpferstangenbuchse kann auch ein elastomeres Verbindungselement aufweisen, das sich zwischen dem äußeren Abstützelement und dem inneren Abstützelement erstreckt. Das elastomere Verbindungselement kann permanent mit der inneren Oberfläche des äußeren Abstützelements entlang einer ringförmigen Verbindung, die sich axial im Querschnittsprofil zwischen einem ersten Befestigungspunkt, der zu dem ersten Ende der Dämpferstangenbuchse angeordnet ist, und einem zweiten Befestigungspunkt, der zu dem zweiten Ende der Dämpferstangenbuchse angeordnet ist, erstreckt, befestigt sein. Das elastomere Verbindungselement kann permanent mit mindestens einem Abschnitt der äußeren Oberfläche des inneren Abstützelements befestigt sein, sodass eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen gebildet wird. Das elastomere Verbindungselement kann einen ersten äußeren Rand aufweisen, der entlang des äußeren Abstützelements zu dem ersten Ende der Dämpferstangenbuchse angeordnet ist. Der erste äußere Rand kann ein Querschnittsprofil mit einem Krümmungsradius (R1) aufweisen und eine äußerste axiale Erstreckung des ersten äußeren Randes definieren. Der Krümmungsradius kann einen Mittelpunkt aufweisen, der nach innen von der inneren Oberfläche des äußeren Abstützelements durch eine Radius-Versatzabmessung (D1) beabstandet ist. Die äußerste axiale Erstreckung des ersten äußeren Randes kann von dem ersten Befestigungspunkt durch eine erste ungesicherte Randabmessung (D2) axial versetzt sein. Ein zweiter äußerer Rand kann entlang des äußeren Abstützelements zu dem zweiten Ende der Dämpferstangenbuchse angeordnet sein. Der zweite äußere Rand kann eine äußerste axiale Erstreckung aufweisen, die von dem zweiten Befestigungspunkt durch eine zweite ungesicherte Randabmessung (D3) axial versetzt ist. Das elastomere Verbindungselement kann auch eine Basisoberfläche aufweisen, die sich entlang des zweiten äußeren Randes in angrenzendem Eingriff entlang des zugehörigen Endelements radial nach innen erstreckt, sodass die Basisoberfläche ein Querschnittsprofil mit einer Basisoberflächen-Eingriffsabmessung (D4) aufweist.
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Ein Beispiel einer Gasfeder- und Dämpferanordnung gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung kann ein erstes Endelement und ein zweites Endelement, das in beabstandeter Beziehung zu dem ersten Endelement angeordnet ist, aufweisen, sodass sich eine Längsachse dazwischen erstreckt. Ein flexibles Federelement kann eine flexible Wand aufweisen, die sich längs zwischen gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden erstreckt. Das erste Ende kann betriebswirksam an einem ersten Endelement befestigt sein, sodass eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen gebildet wird. Das zweite Ende kann betriebswirksam an dem zweiten Endelement befestigt sein, sodass eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen gebildet wird. Das flexible Federelement und das erste und das zweite Endelement können mindestens teilweise eine Federkammer definieren. Ein Dämpfer kann ein Dämpfergehäuse und eine Dämpferstange, die betriebswirksam mit dem Dämpfergehäuse verbunden ist, aufweisen, sodass der Dämpfer eine gegenläufige Dämpfungsbewegung zwischen dem Dämpfergehäuse und der Dämpferstange erzeugen kann. Eine elastomere Buchse kann betriebswirksam zwischen der Dämpferstange und dem ersten Endelement verbunden sein, sodass Kräfte, die auf die Dämpferstange bzw. das erste Endelement einwirken, durch die Dämpferstangenbuchse auf das andere von Dämpferstange bzw. erste Endelement übertragen werden oder dieser auf andere Weise übermittelt werden. Die Dämpferstange kann in Fluidverbindung mit der Federkammer angeordnet sein, sodass Vorspannkräfte aufgrund des Gasdrucks in der Federkammer auf die Dämpferstangenbuchse einwirken. Das Dämpfergehäuse kann betriebswirksam mit dem zweiten Endelement verbunden sein.
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Ein anderes Beispiel einer Gasfeder- und Dämpferanordnung gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung kann eine Gasfeder, einen Dämpfer und eine Dämpferstangenbuchse aufweisen. Die Gasfeder kann eine Längsachse aufweisen und kann ein erstes Endelement und ein zweites Endelement, das axial von dem ersten Endelement beabstandet ist, aufweisen. Ein flexibles Federelement erstreckt sich um den Umfang der Längsachse zwischen gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden. Das erste Ende kann am ersten Endelement derart befestigt sein, dass eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen gebildet wird, und das zweite Ende kann am zweiten Endelement befestigt sein, so dass eine im Wesentliche fluiddichte Abdichtung dazwischen gebildet wird, wobei eine Federkammer mindestens teilweise von dem flexiblen Federelement und dem ersten und zweiten Endelement definiert wird. Der Dämpfer kann sich längs zwischen dem ersten und dem zweiten Endelement erstrecken und diese betriebswirksam verbinden, sodass sich mindestens ein Abschnitt des Dämpfers durch die Federkammer erstreckt. Der Dämpfer kann ein Dämpfergehäuse aufweisen, das betriebswirksam mit dem ersten Endelement verbunden ist. Das Dämpfergehäuse kann eine Gehäusewand aufweisen, die mindestens teilweise eine Dämpfungskammer definiert. Eine Dämpferstangenanordnung kann eine Dämpferstange und einen Dämpferkolben aufweisen. Die Dämpferstange kann sich axial zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstrecken. Der Dämpferkolben kann betriebswirksam an dem zweiten Ende der Dämpferstange befestigt sein. Die Dämpferstangenanordnung kann betriebswirksam in das Dämpfergehäuse eingreifen, sodass der Dämpferkolben innerhalb der Dämpfungskammer angeordnet ist, wobei mindestens das erste Ende der Dämpferstange aus dem Dämpfergehäuse vorsteht. In solch einem Fall können sich die Dämpferstangenanordnung und das Dämpfergehäuse gegenläufig zueinander bewegen. Eine Dämpferstangenbuchse kann das zweite Endelement der Gasfeder und das erste Ende der Dämpferstangenanordnung des Dämpfers mit mindestens einem Abschnitt der Dämpferstangenbuchse verbinden, die in Fluidverbindung mit der Federkammer angeordnet ist, sodass Vorspannkräfte aufgrund des Gasdrucks innerhalb der Federkammer auf die Dämpferstangenbuchse einwirken.
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Ein Beispiel für ein Aufhängungssystem gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung kann ein Druckgassystem einschließen, das eine Druckgasquelle und eine Steuervorrichtung in Fluidverbindung mit der Druckgasquelle aufweist. Mindestens eine Gasfeder- und Dämpferanordnung gemäß einem beliebigen der vorstehenden Absätze kann in Fluidverbindung mit der Druckgasquelle angeordnet sein, wobei die Steuervorrichtung in Fluidverbindung damit dazwischen angeordnet ist.
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Ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer Gasfeder- und Dämpferanordnung gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung kann das Bereitstellen eines flexiblen Federelements einschließen, das eine flexible Wand mit einer Längsachse aufweist. Das flexible Federelement kann sich um den Umfang der Achse und längs zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende gegenüber dem ersten Ende erstrecken. Das Verfahren kann auch das Bereitstellen eines ersten Endelements und das Befestigen des ersten Endelements am ersten Ende der flexiblen Wand einschließen. Das Verfahren kann ferner das Bereitstellen eines zweiten Endelements und das Befestigen des zweiten Endelements an dem zweiten Ende der flexiblen Wand einschließen, um mindestens teilweise eine Gasfeder mit einer Federkammer zu bilden, die mindestens teilweise von dem flexiblen Federelement zwischen dem ersten und dem zweiten Endelement definiert wird. Das Verfahren kann auch das Bereitstellen eines Dämpfers einschließen, der ein Dämpfergehäuse und eine Dämpferstange, die betriebswirksam mit dem Dämpfergehäuse verbunden ist, aufweisen kann, sodass der Dämpfer eine gegenläufige Dämpfungsbewegung zwischen dem Dämpfergehäuse und der Dämpferstange erzeugen kann. Das Verfahren kann ferner das Anordnen der Gasfeder und des Dämpfers einschließen, sodass die Dämpferstange benachbart zu dem ersten Endelement angeordnet ist und das Dämpfergehäuse benachbart zu dem zweiten Endelement angeordnet ist. Das Verfahren kann ferner das Bereitstellen einer Dämpferstangenbuchse und das betriebswirksame Verbinden der Dämpferstangenbuchse zwischen dem ersten Endelement und der Dämpferstange einschließen, sodass die Dämpferstangenbuchse in Fluidverbindung mit der Federkammer der Gasfeder steht, sodass Vorspannkräfte aufgrund des Gasdrucks innerhalb der Federkammer auf die Dämpferstangenbuchse einwirken. Das Verfahren kann auch das Befestigen des zweiten Endelements und des Dämpfergehäuses aneinander einschließen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- Es zeigen: 1 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Aufhängungssystems eines zugehörigen Fahrzeugs, das mindestens eine Gasfeder- und Dämpferanordnung gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung aufweist;
- 2 eine Seitenansicht im Teilquerschnitt eines Beispiels einer Gasfeder- und Dämpferanordnung gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung;
- 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht des Abschnitts der Gasfeder- und Dämpferanordnung, die als Detail 3 in 2 identifiziert ist;
- 4 eine auseinandergezogene Ansicht des Abschnitts der Gasfeder- und Dämpferanordnung auf 3;
- 5 eine noch weiter vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts der Gasfeder- und Dämpferanordnung aus 2 bis 4, wie als Detail 5 in 3 identifiziert, die ein Beispiel einer Dämpferstangenbuchse gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung darstellt;
- 6 eine weitere vergrößerte Querschnittsansicht der Dämpferstangenbuchse aus 2 bis 5 in zusätzlichem Detail;
- 7 eine grafische Darstellung, die eine ungefähre Beziehung zwischen Kraft und Verschiebung darstellt, die mit einer Dämpferstangenbuchse gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung assoziiert sind.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird man verstehen, dass die Darstellungen erläuternde Beispiele des Gegenstands der Offenbarung und nicht einschränkend sein sollen. Außerdem wird man zu schätzen wissen, dass die Zeichnungen nicht maßstabsgetreu sind und dass Abschnitte bestimmter Merkmale und/oder Elemente aus Klarheitsgründen und/oder für ein leichteres Verständnis übertrieben dargestellt sein können.
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1 stellt ein Beispiel eines Aufhängungssystems 100 dar, das zwischen einer gefederten Masse, wie zum Beispiel einem zugehörigen Fahrzeugkörper BDY, und einer ungefederten Masse, wie zum Beispiel einem zugehörigen Rad WHL, oder einer zugehörigen Achse AXL eines zugehörigen Fahrzeugs VHC angeordnet ist. Man wird zu schätzen wissen, dass ein oder mehrere der Bauteile des Aufhängungssystems betriebswirksam zwischen der gefederten und der ungefederten Masse des zugehörigen Fahrzeugs in beliebiger geeigneter Weise verbunden sein können.
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Das Aufhängungssystem kann jede Kombination von Feder- und Dämpfervorrichtungen aufweisen, die betriebswirksam zwischen gefederten und ungefederten Massen des zugehörigen Fahrzeugs angeordnet sind. Zum Beispiel kann ein Aufhängungssystem eine oder mehrere Gasfeder- und Dämpferanordnungen gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung aufweisen. In vielen Fällen können zwei oder mehrere solcher Gasfeder- und Dämpferanordnungen gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung verwendet werden. Außerdem können in einigen Fällen eine oder mehrere Federn (z. B. Gasfederanordnungen, Spiralfederanordnungen, Zugstangenanordnungen) und ein oder mehrere Dämpfer (z. B. herkömmliche Stoßfänger oder Streben) als separate Bauteile bereitgestellt werden.
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In der Anordnung, die in 1 dargestellt ist, weist das Aufhängungssystem 100 vier Gasfeder- und Dämpferanordnungen 102 auf, von denen eine zu jeder Ecke des zugehörigen Fahrzeugs benachbart zu einem entsprechenden Rads WHL angeordnet ist. Man wird jedoch zu schätzen wissen, dass jede andere geeignete Zahl von Gasfeder- und Dämpferanordnungen alternativ in jeder anderen beliebigen Konfiguration und/oder Anordnung verwendet werden könnte, wie z. B. oben erläutert. Wie in 1 dargestellt, sind Gasfeder- und Dämpferanordnungen 102 zwischen den Achsen AXL und dem Körper BDY des zugehörigen Fahrzeugs VHC abgestützt und weisen eine Gasfeder 104 und einen Dämpfer 106 auf. Man wird erkennen, dass die Gasfedern 104 in Verbindung mit 1 als eine Konstruktion vom Rollbalgtyp dargestellt sind. Man wird jedoch verstehen, dass alternativ Gasfederanordnungen anderer Typen, Arten und/oder Konstruktionen verwendet werden können, ohne den Gegenstand der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.
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Das Aufhängungssystem 100 weist auch ein Druckgassystem 108 auf, das betriebwirksam den Gasfederbaugruppen zugeordnet ist, um selektiv Druckgas (z. B. Luft) zuzuführen und selektiv Druckgas daraus zu übertragen. In dem Ausführungsbeispiel, das in 1 dargestellt ist, weist das Druckgassystem 108 eine Druckgasquelle wie einen Verdichter 110 auf, um beispielsweise Druckluft oder andere Gase zu erzeugen. Eine Steuervorrichtung wie eine Ventilanordnung 112 ist zum Beispiel als mit dem Verdichter 110 verbunden dargestellt und kann eine beliebige geeignete Konfiguration oder Gestaltung haben. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Ventilanordnung 112 einen Ventilblock 114 mit mehreren Ventilen 116 auf, die darauf gestützt sind. Die Ventilanordnung 112 kann wahlweise auch einen geeigneten Auslass wie einen Auslassdämpfer 118 aufweisen, um zum Beispiel Druckgas aus dem System zu entlüften. Wahlweise kann das Druckgassystem 108 auch einen Behälter 120 aufweisen, der mit dem Verdichter und/oder der Ventilanordnung 112 in Fluidverbindung steht und zum Speichern von Druckgas geeignet ist.
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Die Ventilanordnung 112 ist mit Gasfedern 104 der Anordnungen 102 durch geeignete Gastransferleitungen 122 verbunden. Dementsprechend kann Druckgas selektiv in und/oder aus den Gasfedern durch die Ventilanordnung 112 übertragen werden, indem die Ventile 116 selektiv betätigt werden, um so die Fahrzeughöhe an einer oder mehreren Ecken des Fahrzeugs beispielsweise zu verändern oder beizubehalten.
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Das Aufhängungssystem 100 kann auch ein Steuersystem 124 aufweisen, das mit einem oder mehreren Systemen und/oder Bauteilen (nicht dargestellt) des Fahrzeugs VHC und/oder Aufhängungssystems 100 zwecks eines selektiven Betriebs und/oder Steuerung davon kommunizieren kann. Das Steuersystem 124 kann eine Steuerung oder elektronische Steuereinheit (ECU) 126 aufweisen, die mit dem Verdichter 110 und/oder der Ventilanordnung 112 beispielsweise durch einen Leiter oder einen Anschlussdraht 128 kommunikativ gekoppelt ist, und zwar zum Beispiel für den selektiven Betrieb und die Steuerung davon, der bzw. die das Zuführen und Ablassen von Druckgas zu und/oder von den Gasfeder- und Dämpferanordnungen 102 einschließen können. Die Steuerung 126 kann jeden geeigneten Typs, Art und/oder Konfiguration sein.
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Das Steuersystem 124 kann wahlweise auch einen oder mehrere Höhen- (oder Abstands-) Abtastvorrichtungen 130 aufweisen, die beispielsweise den Gasfederanordnungen betriebswirksam zugeordnet sein können und Daten, Signale und/oder andere Kommunikationen, die mit einer Höhe der Gasfederanordnungen oder einem Abstand zwischen anderen Bauteilen des Fahrzeugs in Beziehung stehen, ausgeben oder anderweitig erzeugen können. Höhenabtastvorrichtungen 130 können mit der ECU 126 verbunden sein, welche die Höhen- oder Abstandssignale daraus empfangen kann. Die Höhenabtastvorrichtungen können mit der ECU 126 in beliebiger geeigneter Weise in Verbindung stehen, wie zum Beispiel durch Leiter oder Anschlussdrähte 132. Außerdem wird man zu schätzen wissen, dass die Höhenabtastvorrichtungen eines beliebigen geeigneten Typs, Art und/oder Konfiguration sein können, wie z. B. solche, die unter Verwendung von Schall, Druck, Licht und/oder elektromagnetische Wellen betrieben werden.
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Durch das Beschreiben eines Aufhängungssystems (z. Aufhängungssystem 100), das eine Gasfeder- und Dämpferanordnung gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung aufweisen kann (z. B. die Gasfeder- und Dämpferanordnung 102) wird nun eine solche Gasfeder- und Dämpferanordnung in Verbindung mit 2 bis 6 beschrieben. Wie hierin gezeigt, kann ein Beispiel einer Gasfeder- und Dämpferanordnung 200, wie sie z. B. für die Verwendung als eine Gasfeder- und Dämpferanordnung 102 aus 1 geeignet ist, ist als eine Dämpferanordnung 202 und eine Gasfederanordnung 204 aufweisend dargestellt, die betriebswirksam mit der Dämpferanordnung verbunden ist. Man wird zu schätzen wissen, dass während der Verwendung die Gasfeder- und Dämpferanordnung 200 Längenveränderungen (d. h. zwischen ein- und ausgefahrenem Zustand verschoben) durchlaufen kann, da sich ein Aufhängungssystem, in dem eine oder mehrere Anordnungen installiert sind, dynamisch bewegt, um die Kräfte und/oder Eingaben, die auf das Fahrzeug einwirken, aufzunehmen.
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Die Gasfeder- und Dämpferanordnung 200 ist in 2 bis 5 mit einer sich längs erstreckenden Achse AX dargestellt, wobei die Dämpferanordnung 202 die Gasfederanordnung 204 betriebswirksam an und entlang der Achse AX befestigen kann. Die Dämpferanordnung 202 ist in 2 bis 5 als sich entlang der Achse AX erstreckend dargestellt und weist ein Dämpfergehäuse 206 und eine Dämpferstangenanordnung 208, die mindestens teilweise in dem Dämpfergehäuse aufgenommen ist, auf. Wie in 2 identifiziert, erstreckt sich das Dämpfergehäuse 206 axial zwischen gegenüberliegenden Gehäuseenden 210 und 212 und weist eine Gehäusewand 214 auf, die mindestens teilweise eine Dämpfungskammer 216 definiert. Die Dämpferstangenanordnung 208 erstreckt sich längs zwischen gegenüberliegenden Enden 218 und 220 und weist eine längliche Dämpferstange 222 und einen Dämpferkolben 224 auf, der entlang des Endes 220 der Dämpferstangenanordnung 208 angeordnet ist. Der Dämpferkolben 224 ist in der Dämpfungskammer 216 des Dämpfergehäuses 206 angeordnet, um sich auf herkömmliche Weise gegenläufig entlang der Gehäusewand zu bewegen. Eine Dämpfungsfluidmenge (nicht dargestellt) kann in der Dämpfungskammer angeordnet sein und der Dämpferkolben 224 kann durch das Dämpfungsfluid zum Verteilen kinetischer Energie, die auf die Gasfeder- und Dämpferanordnung 200 einwirkt, verschoben werden. Obgleich die Dämpferanordnung 202 hierin mit einer herkömmlichen Konstruktion dargestellt und beschrieben wurde, bei der ein Hydraulikfluid innerhalb mindestens eines Abschnitts der Dämpfungskammer 216 enthalten ist, wird man erkennen und zu schätzen wissen, dass Dämpfer anderer Typen, Arten und/oder Bauarten wie z. B. Druckgas- oder „Luft-"dämpfer verwendet werden könnten, ohne den Gegenstand der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.
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Die Gehäusewand 214 kann eine Öffnung (nicht dargestellt) entlang des Gehäuseendes 210 bilden. Eine Dämpferendwand 226 (2) kann sich über die Öffnung erstrecken und an oder entlang der Gehäusewand 214 befestigt sein, sodass eine im Wesentlichen fluiddichte Verbindung dazwischen gebildet wird. Die Dämpferendwand 226 kann eine Öffnung (nicht dargestellt) aufweisen und die längliche Stange 222 kann sich von der Dämpfungskammer 212 durch die Öffnung in eine Richtung entgegengesetzt zum Gehäuseende 212 axial nach außen erstrecken. Außerdem kann die Dämpferendwand 228 über das Ende 212 des Dämpfergehäuses 206 verbunden sein, sodass eine im Wesentlichen fluiddichte Verbindung dazwischen gebildet wird.
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Die längliche Stange 222 steht von der Dämpferendwand 226 nach außen vor, sodass das Ende 218 der länglichen Stange von dem Dämpfergehäuse nach außen freiliegt und extern in Bezug auf das Dämpfergehäuse zugänglich ist. Ein Verbindungsmerkmal 230, wie z. B. mehrere Gewinde, können an oder entlang der länglichen Stange zum betriebswirksamen Verbinden der Gasfeder- und Dämpferanordnung 200 mit einer zugehörigen Fahrzeugstruktur verwendet werden, z. B. mit einem Bauteil der Gasfederanordnung 204 oder einem anderen Bauteil der Gasfeder- und Dämpferanordnung 200, wie z. B. in 2 bis 5 dargestellt.
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Man wird zu schätzen wissen, dass die Gasfeder- und Dämpferanordnung 200 zwischen einer zugehörigen gefederten und ungefederten Masse eines zugehörigen Fahrzeugs (oder einer anderen Konstruktion) auf jede geeignete Weise betriebswirksam verbunden werden können. Zum Beispiel kann ein Ende der Anordnung mit der zugehörigen gefederten Masse betriebswirksam verbunden sein, wobei ein Ende der Anordnung zu der zugehörigen ungefederten Masse angeordnet ist und betriebswirksam damit verbunden ist. Wie in 2 dargestellt, kann z. B. ein erstes oder oberes Ende 200A der Anordnung 200 an oder entlang eines ersten oder oberen Strukturbauteils USC wie z. B. eines zugehörigen Fahrzeugkörpers BDY in 1 befestigt sein und kann daran auf beliebige geeignete Weise befestigt sein. Ein zweites oder unteres Ende 200B der Anordnung 200 kann z. B. ein entlang eines zweiten oder unteren strukturellen Bauteils LSC wie z. B. eines zugehörigen Fahrzeugkörpers BDY in 1 befestigt sein und kann daran auf jede beliebige geeignete Weise befestigt sein. Zum Beispiel kann die Dämpferanordnung 202 betriebswirksam mit dem unteren strukturellen Bauteil LSC verbunden sein und daran auf jede geeignete Weise befestigt sein. In einigen Fällen kann die Dämpferanordnung 202 ein Verbindungsmerkmal 232 aufweisen, wie einen Gelenkkopf oder ein Kugellager (nicht dargestellt), der/das betriebswirksam entlang des Dämpfergehäuses 206 angeordnet ist und zum Befestigen am unteren strukturellen Bauteil LSC auf geeignete Weise ausgelegt ist.
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Die Gasfederanordnung 204 weist ein Endelement 234 auf, wie z. B. eine obere Kappe, Kopfplatte oder Behältergehäuse. Die Gasfederanordnung 204 weist auch ein Endelement 236 auf, wie z. B. einen Abrollkolben oder eine Kolbenanordnung, das axial von dem Endelement 234 beabstandet angeordnet ist. Ein flexibles Federelement wie z. B. eine längliche flexible Wand oder Hülse 238 kann betriebswirksam zwischen den Endelementen 234 und 236 auf im Wesentlichen fluiddichte Weise verbunden sein, sodass eine Federkammer 240 mindestens teilweise dazwischen definiert wird. In einigen Fällen kann die flexible Hülse 238 einen Rollbalg 242 bilden, der entlang einer äußeren Oberfläche 244 des Endelements 236 verschoben wird, wenn sich die Gasfeder- und Dämpferanordnung 200 zwischen ausgedehnten und zusammengedrückten Zuständen befindet.
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Wie in 2 dargestellt, kann das Endelement 236 aus einem oder mehreren Bauteilen gebildet sein, wie z. B. einer Endkappe 236A und einer äußeren Hülse 236B. Ungeachtet des verwendeten Bautyps kann das Endelement 236 einen Wandabschnitt 246 aufweisen, entlang dem ein Ende 238A der flexiblen Hülse 238 betriebswirksam verbunden ist, wie z. B. mithilfe eines Halterings 248, der radial nach innen verpresst oder anders verformt sein kann, um eine im Wesentlichen fluiddichte Verbindung dazwischen zu bilden. Das Endelement 236 kann auch einen Wandabschnitt 250 aufweisen, der sich radial nach innen von dem Wandabschnitt 246 erstreckt. In einigen Fällen kann das Endelement 236 über mindestens einen Abschnitt des Dämpfergehäuses 206 passen oder diesen anderweitig aufnehmen, sodass der Wandabschnitt 250 in die Endwand 226 des Dämpfergehäuses eingreift, um das Endelement am Dämpfergehäuse zu stützen. Eine Durchgangswand 252 kann mindestens teilweise einen Durchgang (ohne Bezugsnummer) definieren, der sich durch das Endelement 236 erstreckt und bemessen ist, damit die längliche Stange 222 dieses durchlaufen kann. In solchen Fällen kann die längliche Stange 222 verschiebbar durch das Endelement 236 in die und aus der Gasfederanordnung übersetzt werden.
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Wie oben erläutert, können die Gasfeder- und Dämpferanordnung 200 zwischen einer zugehörigen gefederten und ungefederten Masse eines zugehörigen Fahrzeugs (oder anderen Struktur) auf jede geeignete Weise betriebswirksam verbunden sein . Wie z. B. in 2 dargestellt, kann das zweite Ende 200A der Anordnung 200 an dem oder entlang des oberen strukturellen Bauteils USC auf jede geeignete Weise befestigt werden. Als ein Beispiel können eine oder mehrere Befestigungsvorrichtungen wie beispielsweise Befestigungsbolzen 254 entlang des Endelements 234 aufgenommen sein. In einigen Fällen können die einen oder mehreren Befestigungsvorrichtungen (z. B. Befestigungsbolzen 254) von dem Endelement 234 nach außen hervorstehen und können daran auf beliebige geeignete Weise wie beispielsweise mittels einer Verbindungsstelle aus fließfähigem Material (nicht dargestellt) oder einer Presspassungsverbindung (nicht mit Nummer versehen) befestigt sein. Außerdem können sich eine solche oder mehrere solche Befestigungsvorrichtungen durch Befestigungslöcher (nicht dargestellt) in dem oberen strukturellen Bauteil USC erstrecken und beispielsweise eine oder mehrere Gewindemuttern (nicht dargestellt) oder andere Befestigungsvorrichtungen aufnehmen. Außerdem könnten als eine Alternative zu dem einen oder den mehreren Befestigungsbolzen 254 einer oder mehrere Gewindekanäle (z. B. Blindpassagen und/oder Durchgänge) in Verbindung mit einer entsprechenden Anzahl eines oder mehrerer Gewindebefestigungselemente verwendet werden.
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Ein Fluidverbindungsanschluss kann wahlweise bereitgestellt werden, um die Fluidverbindung mit der Federkammer 240 zu ermöglichen, wie sie z. B. zum Übertragen von Druckgas in die und/oder aus der Federkammer verwendet werden kann. Man wird zu schätzen wissen, dass ein solcher Fluidverbindungsanschluss auf jede geeignete Weise bereitgestellt werden kann. Als ein Beispiel könnte sich ein Fluidverbindungsanschluss durch einen oder mehrere Montagebolzen 254 erstrecken. Als ein anderes Beispiel kann das Endelement 234 einen Transferdurchgang 256 aufweisen, der sich dadurch erstreckt und in Fluidverbindung mit der Federkammer 240 steht. Man wird jedoch zu schätzen wissen, dass als Alternative eine andere geeignete Fluidverbindungsanordnung verwendet werden könnte. In einigen Fällen kann der Durchgang 256 ausgelegt sein, um eine geeignete Verbinderfassung 258 aufzunehmen, sodass diese z. B. zum betriebswirksamen Verbinden von Gastransferleitungen 122 (1) zu der Gasfeder- und Dämpferanordnung geeignet sein kann.
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Ein gegenüberliegendes Ende 238B der flexiblen Hülse 238 kann an dem oder entlang des Endelements 234 auf jede geeignete Weise befestigt sein. Als ein Beispiel kann ein Abschnitt der flexiblen Hülse in angrenzendem Eingriff entlang eines Wandabschnitts des Endelements 234 über einen Haltering 260, der radial nach innen verpresst oder anders verformt sein kann, befestigt sein, um eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden. Außerdem kann die Gasfeder- und Dämpferanordnung 200 wahlweise eine externe Hülse oder eine externe Stütze aufweisen, sodass eine Stützglocke 262 z. B. an oder entlang der flexiblen Hülse auf jede geeignete Weise befestigt werden kann. Als ein Beispiel kann ein Abschnitt der flexiblen Hülse in angrenzendem Eingriff entlang eines Wandabschnitts der Stützglocke 262 über einen Haltering 264, der radial nach innen verpresst oder anders verformt sein kann, befestigt sein, um einen Eingriff zwischen der Stützglocke und der flexiblen Hülse zu bilden. Man wird jedoch zu schätzen wissen, dass andere Anordnungen als Alternative verwendet werden könnten.
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Die Gasfeder- und Dämpferanordnung 200 kann wahlweise auch eines oder mehrere zusätzliche Bauteile und/oder Merkmale aufweisen. Zum Beispiel kann sich ein akkordeonförmiger Rollbalg 266 entlang mindestens eines Abschnitts der Gasfeder- und Dämpferanordnung erstrecken und an einem oder mehreren Bauteilen davon auf jede geeignete Weise befestigt sein, wie z. B. über Halteringe 268. Als anderes Beispiel kann eine Dichtungsanordnung 270 in Fluidverbindung zwischen dem Dämpfergehäuse 206 und dem Endelement 236 angeordnet sein, sodass eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen gebildet werden kann. Als ein weiteres Beispiel kann ein Anschlagpuffer 272 in der Federkammer 240 angeordnet sein und kann an einem oder entlang eines der Endelemente 234 und 236 auf geeignete Weise gestützt sein. In der in 2 bis 5 gezeigten Anordnung ist der Anschlagpuffer 272 entlang einer länglichen Stange 222 aufgenommen und wird am Endelement 234 abgestützt. Man wird jedoch zu schätzen wissen, dass andere Konfigurationen und/oder Anordnungen als Alternative verwendet werden könnten.
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Man wird zu schätzen wissen, dass das Endelement 234 aus jedem geeigneten Material oder einer beliebigen Kombination aus Materialien gebildet werden kann und jede geeignete Zahl oder Kombination einer oder mehrerer Wände und/oder Wandabschnitte aufweisen kann. In der in 2 bis 5 dargestellten Anordnung weist das Endelement 234 beispielsweise einen äußeren Seitenwandabschnitt 274 auf, der sich in eine im Allgemeinen axiale Richtung mit einem äußeren Flanschwandabschnitt 276 erstreckt, der zu einem Ende des äußeren Seitenwandabschnitts angeordnet ist und sich von dem äußeren Seitenwandabschnitt zu einem äußeren Umfangsrand 278 radial nach außen erstreckt. Ein Endwandabschnitt 280 kann in beabstandeter Beziehung zum äußeren Flanschwandabschnitt 276 in einer Richtung zum anderen Ende des äußeren Wandabschnitts 274 angeordnet sein. Der Endwandabschnitt 280 kann sich von dem äußeren Seitenwandabschnitt zu einem inneren Umfangsrand 282, der mindestens teilweise einen Durchgang oder eine Öffnung 284 durch das Endelement 234 definiert, radial nach innen erstrecken. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Öffnung 284 bemessen, um die längliche Stange 222 dadurch zum betriebswirksamen Verbinden mit dem Endelement 234 aufzunehmen, wie unten erläutert.
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Ein innerer Seitenwandabschnitt 286 kann vom Endwandabschnitt 280 in eine Richtung weg vom äußeren Flanschwandabschnitt 276 zum mindestens teilweise Definieren einer Vertiefung oder eines Hohlraums 288 (4) vorstehen, die/der zum Aufnehmen mindestens eines Abschnitts des Anschlagpuffers 272 (falls vorhanden) bemessen ist, der an dem oder entlang des Endelements auf jede geeignete Weise befestigt sein kann, wie z. B. durch Presspassverbindung mit dem inneren Seitenwandabschnitt. Außerdem kann in solchen Fällen eine Öffnung, ein Spalt oder ein anderer Abstand 290 (3) zwischen der länglichen Stange 222 und einer inneren Oberfläche des Anschlagpuffers 272 gehalten werden. In einigen Fällen können eines oder mehrere zusätzliche Merkmale an dem oder entlang des Endelements 234 bereitgestellt werden. Als ein Beispiel können mehrere Befestigungsmerkmale 292 (4) wie mehrere endlose ringförmige Einkerbungen mit progressiv variablen Tiefen an oder entlang der Außenoberfläche 294 des äußeren Seitenwandabschnitts 274 bereitgestellt werden, die z. B. zum Eingreifen in einen Abschnitt der flexiblen Wand 238 geeignet sind und sich mindestens teilweise entlang des äußeren Seitenwandabschnitts erstrecken können.
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Außerdem weist der äußere Seitenwandabschnitt 274 eine Innenoberfläche 296 gegenüber der Außenoberfläche 294 auf. Die Innenoberfläche 296 kann zusammen mit dem Endwandabschnitt 280 mindestens teilweise einen Hohlraum oder eine Kammer 298 definieren, der/die entlang des Endwandabschnitts 280 gegenüber von Hohlraum 288 angeordnet ist. Der Hohlraum 298 kann ein offenes Ende (nicht mit Nummer versehen), das zum äußeren Flanschwandabschnitt 276 weist, aufweisen. Eine ringförmige Einkerbung 300 kann sich radial in den äußeren Seitenwandabschnitt 274 von entlang der Innenoberfläche 296 erstrecken und bemessen sein, um ein Dichtungselement 302, wie z. B. einen O-Ring, aufzunehmen. Außerdem oder als Alternative kann sich eine ringförmige Einkerbung 304 radial in den äußeren Seitenwandabschnitt 274 von entlang des Innenoberflächenabschnitts 296 erstrecken und bemessen sein, um mindestens teilweise z. B. einen Haltering 306 oder eine andere geeignete Befestigungsvorrichtung aufzunehmen.
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Die Gasfeder- und Dämpferanordnung 200 kann auch eine Dämpferstangenbuchse 308 aufweisen, die alternativ hierin auch als elastomere Buchsenanordnung bezeichnet wird und die betriebswirksam zwischen der länglichen Stange 222 der Dämpferanordnung 202 und dem Endelement 234 der Gasfederanordnung 204 verbunden ist. Auf diese Weise werden die Kräfte, die auf eines von Dämpferstange 222 und Endelement 234 einwirken und die während der Verwendung der Gasfeder- und Dämpferanordnung auftreten, durch die Dämpferstangenbuchse 308 zum anderen von Dämpferstange 222 und Endelement 234 übertragen oder anders übermittelt. Tatsächlich ist die Dämpferstangenbuchse 308 zum Bereitstellen der gewünschten Leistungs- und Betriebseigenschaften gebaut, während sie Druckgas aus der Federkammer 240 ausgesetzt ist. Das heißt, dass eine Dämpferstangenbuchse gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung, wie z. B. die Dämpferstangenbuchse 308, zum Bereitstellen gewünschter Leistungs- und Betriebseigenschaften konfiguriert ist, während sie Vorspannkräften in Zusammenhang mit Druckgas in der Federkammer der Gasfederanordnung ausgesetzt ist. In dieser Hinsicht unterscheiden sich Dämpferstangenbuchsen gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung von herkömmlichen Konstruktionen, die typischerweise für die Verwendung mit einer Dichtungsanordnung gebaut werden, die zwischen der Dämpferstangenbuchse und er Federkammer angeordnet ist, um die Dämpferstangenbuchse von solchen Vorspannkräften zu isolieren. In einigen Fällen wird eine Dämpferstangenbuchse mit einer herkömmlichen Konstruktion, die mit einer solchen Dichtungsanordnung verwendet wird, Oberflächen und Seiten aufweisen, die axial nach außen und axial nach innen weisen und die jeweils fluidisch von der Federkammer isoliert sind und in Fluidverbindung mit der Außenatmosphäre stehen.
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Die Dämpferstangenbuchse 308 ist in 2 bis 6 mit einem äußeren Abstützelement 310, das zuweilen im Stand der Technik als Außenmetall bezeichnet wird, und einem inneren Abstützelement 312, das im Stand der Technik zuweilen als Innenmetall bezeichnet wird, dargestellt. Die Dämpferstangenbuchse 308 weist auch ein elastomeres Verbindungselement 314 auf, das permanent (d. h. untrennbar ohne Beschädigung, Zerstörung oder Materialveränderung mindestens eines der Bauteile) zwischen dem äußeren und inneren Abstützelement 310 und 312 befestigt ist. Außerdem bildet in einer solchen Konstruktion das elastomere Verbindungselement 314 eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung zwischen dem äußeren und dem inneren Abstützelement 310 und 312. Man wird zu schätzen wissen, dass solche im Wesentlichen fluiddichten Verbindungsstücke oder Verbindungen mit einem oder mehreren Verfahren ausgebildet werden und/oder die Verwendung einer oder mehrerer Behandlungen und/oder Materialien beinhalten können. Nicht einschränkende Beispiele geeigneter Verfahren können Gießen, Verkleben, Aushärten und/oder Vulkanisieren einschließen.
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Das äußere Abstützelement 310 kann eine Elementwand 316 aufweisen, die aus einem vergleichsweise starren Material im Vergleich zum Material des elastomeren Verbindungselements 314 ausgebildet werden kann. Die Elementwand 316 kann eine Außenoberfläche 318, die zur Aufnahme innerhalb des Hohlraums 298 bemessen ist, und eine Innenoberfläche 320, an der das elastomere Verbindungselement 314 permanent befestigt sein kann, aufweisen. Die Elementwand 316 kann sich in eine im Allgemeinen axiale Richtung zwischen einem ersten Rand 321 und einem gegenüberliegenden zweiten Rand 322 erstrecken. In einigen Fällen kann einer der Ränder (z. B. der zweite Rand 322) eine kegelstumpfförmige oder anders abgeschrägte Oberfläche aufweisen, welche die Montage fördern oder andere Vorteile oder Verwendungen bereitstellen kann. In einer bevorzugten Anordnung kann die Außenoberfläche 318 der Elementwand 316 eine ungefähr zylindrische Form aufweisen und bemessen sein, um eine leichte Pressitzpassung mit der Innenoberfläche 296 des äußeren Seitenwandabschnitts 274 zu bilden. Man wird zu schätzen wissen, dass das äußere Abstützelement 310 an dem oder entlang des Endelements 234 auf jede geeignete Weise befestigt werden kann. Als ein Beispiel kann der Haltering 306 (oder zusammen mit einem oder mehreren anderen Bauteilen) im installierten Zustand bemessen sein, um von der Einkerbung 304 entlang der Innenoberfläche 296 des äußeren Seitenwandabschnitts 274 radial nach außen vorzustehen, mit einem Abstand, der ausreicht, um sich mindestens mit einem Abschnitt des äußeren Abstützelements zu überschneiden und so eine axiale Verschiebung des äußeren Abstützelements 310 zu verhindern.
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Das innere Abstützelement 312 kann eine Elementwand 324 aufweisen, die aus einem vergleichsweise starren Material im Vergleich zum Material des elastomeren Verbindungselements 314 ausgebildet werden kann. Die Elementwand 324 kann eine Innenoberfläche 326, eine Außenoberfläche 328 aufweisen und kann sich zwischen gegenüberliegenden ersten und zweiten Endoberflächen oder Rändern 330 und 332 axial erstrecken. Man wird zu schätzen wissen, dass das innere Abstützelement 312 betriebswirksam an der länglichen Stange 222 auf jede geeignete Weise befestigt sein kann. Als ein Beispiel kann die Innenoberfläche 326 bemessen sein, um einen Abschnitt der länglichen Stange 222 aufzunehmen, sodass das innere Abstützelement und die längliche Stange auf jede geeignete Weise aneinander befestigt werden können. In der Anordnung auf 2 bis 6 weist die Innenoberfläche 326 einen ersten Oberflächenabschnitt 326A mit einer ersten Querschnittsabmessung, einen zweiten Oberflächenabschnitt 326B mit einer zweiten Querschnittsabmessung, die größer als die erste Oberflächenabmessung des ersten Oberflächenabschnitts ist, auf, sodass sich ein Schulter-Oberflächenabschnitt 326C zwischen dem ersten und dem zweiten Oberflächenabschnitt 326A und 326B erstreckt und diese miteinander verbindet.
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Die Dämpferstange 222 kann eine Schulteroberfläche 334 aufweisen, die zum Zusammenwirken mit dem Schulter-Oberflächenabschnitt 326C bemessen ist. Die Dämpferstange kann in einem Durchgang 336 aufgenommen sein, der durch das innere Abstützelement 312 von der Innenoberfläche 326 gebildet wird, sodass der Schulter-Oberflächenabschnitt 326C und die Schulteroberfläche 334 in angrenzendem Eingriff stehen. Das innere Abstützelement 312 kann an oder entlang der Dämpferstange 222 mittels eines oder mehrerer Befestigungsmerkmale und/oder Bauteile, wie z. B. eines Abstandsstücks 338 und einer Gewindemutter 340, erfasst werden, wobei diese in die entsprechenden Befestigungsmerkmale an oder entlang der Dämpferstange eingreifen, wie z. B. in eines oder mehrere helixförmige Gewinde 342. Auf diese Weise können die Dämpferstange 222 und das innere Abstützelement 312 aneinander befestigt werden.
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Das innere Abstützelement 312 weist eine Außenoberfläche 328 auf, an der das elastomere Verbindungselement 314 permanent befestigt sein kann. Außerdem weist das innere Abstützelement einen Flanschwandabschnitt 344 auf, der von der Außenoberfläche 328 zu einem äußeren Umfangsrand 346 radial nach außen vorsteht. Der Flanschwandabschnitt 344 ist in beabstandeter Beziehung zu jeder der Endoberflächen 330 und 332 angeordnet, sodass ein elastomeres Verbindungselement 314 permanent an den Abschnitten der Außenoberfläche 328 entlang beider Seiten des Flanschwandabschnitts 344 befestigt ist. Daher wird man erkennen und 'zu schätzen wissen, dass der Flanschwandabschnitt 344 in der beispielhaften Anordnung als im Wesentlichen vollständig in dem elastomeren Verbindungselement 314 eingebettet dargestellt ist.
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Wie oben erläutert, bildet die permanente Befestigung des elastomeren Verbindungselements 314 am äußeren und inneren Abstützelement 310 und 312 eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung der Dämpferstangenbuchse 308. Dadurch, dass die Dämpferstangenbuchse während der Verwendung Druckgas, das in der Federkammer 240 der Gasfederanordnung 204 enthalten ist, ausgesetzt ist, kann es wünschenswert sein, einen Druckgasverlust um die Dämpferstangenbuchse 308 zu verhindern oder zumindest zu reduzieren. Daher kann das Dichtungselement 302 eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung zwischen dem Endelement 234 und dem äußeren Abstützelement 310 bilden. Außerdem kann das innere Abstützelement 312 ein ringförmige Einkerbung 348 aufweisen, die sich radial in die Elementwand 324 entlang der inneren Oberfläche 326 erstrecken kann und zum Aufnehmen eines Dichtungselements 350, wie z. B. eines O-Rings, bemessen sein kann. In diesem Fall kann das Dichtungselement 350 eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung zwischen der Dämpferstange 222 und dem inneren Abstützelement 312 bilden.
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Es wurde bestimmt, dass ein elastomeres Verbindungselement, das eine Kombination aus bestimmten geometrischen Merkmalen innerhalb bestimmter relativer Bewertungsbereiche aufweist, in einer Dämpferstangenbuchse gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung resultieren kann, die vorbestimmte und wünschenswerte Leistungs- und Betriebseigenschaften besitzt. Ein Beispiel solcher Leistungs- und Betriebseigenschaften ist grafisch in 7 dargestellt, wobei eine Kurve A die Durchbiegung gegenüber der Kraft für eine Dämpferstangenbuchse repräsentiert, die Vorspannkräften aufgrund des Aussetzens mit Druckgas aus einer Federkammer mit einer Nenngasdruckstrufe ausgesetzt ist, die wesentlich (z. B. mindestens das 3-fache) größer als Standardluftdruck ist.
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Insbesondere zeigt die Kurve A die Leistung eines Beispiels einer elastomeren Buchsenanordnung (z. B. Dämpferstangenbuchse 308) in Verbindung mit einer entsprechenden Gasfeder- und Dämpferanordnung (z. B. Anordnung 200) bei normaler oder Ausgestaltungshöhe HO. Bei einer solchen Höhe der Gasfeder- und Dämpferanordnung kann die elastomere Buchsenanordnung eine entsprechende Federungskraft FO aufweisen. Wenn die Gasfeder- und Dämpferanordnung zu einer zusammengedrückten oder Anschlagbedingung verschoben wird, wird eine entsprechende Verschiebung in 7 durch die Höhe HJ dargestellt, die einer Federungskraft FJ entspricht. Wenn die Gasfeder- und Dämpferanordnung zu einem ausgedehnten oder zurückgefederten Zustand verschoben wird, wird eine entsprechende Verschiebung in 7 durch die Höhe HR dargestellt, die einer Federungskraft FR entspricht. Man wird erkennen und zu schätzen wissen, dass eine vorbestimmte und gewünschte Eigenschaft der Kurve A diese ist, weil die Gasfeder- und Dämpferanordnung zwischen dem Anschlagzustand, der von der Durchbiegung HJ dargestellt wird, und dem zurückgefederten Zustand, der von der Durchbiegung HR dargestellt wird, verschoben wird, wobei die Veränderung der Federungskraft in etwa linear entlang der Kurve A von der Federungskraft FJ zur Federungskraft FR ist.
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Während der Verwendung eines installierten Zustands der Dämpferstangenbuchse 308 wird man zu schätzen wissen, dass ein Abschnitt eines elastomeren Verbindungselements 314 in angrenzendem Eingriff mit dem Endwandabschnitt 280 des Endelements 234 steht. Außerdem kann es wünschenswert sein, eine Stützwand entlang des Endes der Dämpferstangenbuchse gegenüber des Endwandabschnitts 280 aufzunehmen. In einem solchen Fall kann die Dämpferstangenbuchse 308 wahlweise eine Endplatte oder einen Endwandabschnitt 352 aufweisen, der an oder entlang eines oder mehrerer Bauteile der Dämpferstangenbuchse auf jede beliebige Weise abgestützt oder anders daran bereitgestellt werden kann. Man wird zu schätzen wissen, dass die Endplatte 352 aus einem oder mehreren Abschnitten eines vorhandenen Bauteils (z. B. dem äußeren Abstützelement 310) ausgebildet sein kann oder als ein separates Bauteil bereitgestellt werden kann, wie z. B. in 2 bis 5 dargestellt.
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Das elastomere Verbindungselement 314 kann aus jedem geeigneten Material oder Materialkombination ausgebildet sein, das/die die gewünschten Leistungs- und/oder Betriebsmerkmale der zugehörigen elastomeren Buchsenanordnung bereitstellen oder dazu beitragen kann. Beispiele geeigneter Materialien können z. B. Kautschuk wie natürlichen und/oder synthetischen Kautschuk und Thermoplastelastomere wie Polyurethan einschließen. In einer beispielhaften Anordnung kann das elastomere Verbindungselement 314 aus einer oder mehreren Massen (z. B. einer einzelnen monolithischen Masse oder einer oder mehreren Schichten oder Körpersegmenten) ungehärteten Kautschuks ausgebildet sein. Die eine oder die mehreren Massen ungehärteten Kautschuks können dann vulkanisiert oder anders ausgehärtet werden, um einen einzelnen Einheitskörper zu bilden. Man wird jedoch zu schätzen wissen, dass die vorstehende Konstruktion rein beispielhaft ist und dass jedes andere geeignete Verfahren oder Kombination von Betriebsabläufen zum Herstellen einer solchen Konstruktion alternativ verwendet werden können.
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Wie in 6 angegeben, weist das elastomere Verbindungselement 314 eine zentrale Wanderweiterung 354 auf, die sich entlang der Außenoberfläche 328 von benachbarten ersten Endoberflächen 330 in eine Richtung zur zweiten Endoberfläche 332 erstreckt. Das elastomere Verbindungselement 314 weist auch einen ersten äußeren Rand 356, der benachbart zur Innenoberfläche 320 entlang eines Endes des äußeren Abstützelements 310 angeordnet ist, und einen zweiten äußeren Rand 358 auf, der benachbart zu der Innenoberfläche 320 entlang des anderen Endes des Abstützelements 310 angeordnet ist. Das elastomere Verbindungselement 314 weist ferner eine abgeschrägte oder kegelstumpfförmige Oberfläche 360 auf, die sich nach innen entlang eines ersten äußeren Randes 356 zu einem Ende der zentralen Wanderweiterung 354 erstreckt, sodass sich die Oberfläche 360 und die Erweiterung 354 an einem Wurzelradius 362 überschneiden können.
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Der zentrale Wandabschnitt 354, die Oberfläche 360 und der Radius 362 können zusammen mindestens eine ringförmige Vertiefung 364 definieren, die sich axial in das elastomere Verbindungselement 314 erstreckt. Außerdem kann das elastomere Verbindungselement 314 eine Basisoberfläche 366 aufweisen, die sich entlang des zweiten äußeren Randes 358 zu einem Wurzelradius 368 benachbart zu einer zentralen Wanderweiterung 370 nach innen erstreckt, die sich entlang der Außenoberfläche 328 von einer benachbarten zweiten Endoberfläche 332 in einer Richtung zu der ersten Endoberfläche 330 erstreckt. Eine konturierte Oberfläche 372 kann sich zwischen der Basisoberfläche 366 und dem Wurzelradius 368 erstrecken und diese betriebswirksam verbinden. Die konturierte Oberfläche 372 kann zusammen mit dem Wurzelradius 368 und der zentralen Wanderweiterung 370 mindestens teilweise eine ringförmige Vertiefung 374 definieren, die sich in das elastomere Verbindungselement 314 im Allgemeinen gegenüber der Vertiefung 364 erstreckt.
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Wie oben angegeben, wurde bestimmt, dass eine Kombination aus bestimmten geometrischen Merkmalen innerhalb bestimmter Bewertungsbereiche in einer Dämpferstangenbuchse resultieren kann, die gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung vorbestimmte und wünschenswerte Leistungs- und Betriebseigenschaften besitzt. Ein Beispiel einer Kombination geometrischer Merkmale, die in einer solchen Konstruktion resultieren, ist in 6 identifiziert, das zahlreiche unabhängige Merkmale sowie zahlreiche abhängige Merkmale aufweist.
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Ein Beispiel eines unabhängigen Merkmals ist eine Außenseiten-Querschnittsabmessung eines elastomeren Verbindungselements 314, wie von der Referenzabmessung DOT dargestellt. Man wird zu schätzen wissen, dass ein Wert innerhalb eines geeigneten Bereichs von Abmessungen verwendet werden kann, wie z. B. ein Wert innerhalb eines Bereichs zwischen einem (1) bis etwa sechs (6) Inch.
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Ein weiteres Beispiel eines unabhängigen Merkmals ist eine Innenseiten-Querschnittsabmessung eines elastomeren Verbindungselements 314, wie von der Referenzabmessung DIN dargestellt. Man wird zu schätzen wissen, dass ein Wert innerhalb eines geeigneten Bereichs von Abmessungen verwendet werden kann, wie z. B. ein Wert innerhalb eines Bereichs zwischen einem halben (1/2) bis etwa vier (4) Inch.
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Ein weiteres Beispiel eines unabhängigen Merkmals ist eine Länge von einer äußersten axialen Erstreckung des ersten äußeren Randes 356 zur Basisoberfläche 366, wie von der Referenzabmessung L1 dargestellt. Man wird zu schätzen wissen, dass ein Wert innerhalb eines geeigneten Bereichs von Abmessungen verwendet werden kann, wie z. B. ein Wert innerhalb eines Bereichs zwischen einem halben (1/2) bis etwa vier (4) Inch.
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Noch ein weiteres Beispiel eines unabhängigen Merkmals ist eine Länge von einem Ende der zentralen Wanderweiterung 354 benachbart zu der ersten Endoberfläche 330 zu der Basisoberfläche 366, wie von der Referenzabmessung L2 in 6 dargestellt. Man wird zu schätzen wissen, dass ein Wert innerhalb eines geeigneten Bereichs von Abmessungen verwendet werden kann, wie z. B. ein Wert innerhalb eines Bereichs zwischen einem halben (1/2) bis etwa vier (4) Inch.
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Ein noch weiteres Beispiel eines unabhängigen Merkmals ist ein eingeschlossener Winkel A1 in Bezug auf die Achse AX und/oder die zentrale Wanderweiterung 354. Man wird zu schätzen wissen, dass ein Winkel innerhalb eines Bereichs von etwa 45 bis etwa 60 Grad in Verbindung mit einem oder mehreren der unabhängigen und abhängigen Merkmale, die hierin beschrieben wurden, verwendet werden kann, um eine Dämpferstangenbuchse gemäß dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung zu bilden.
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Außerdem sind verschiedene abhängige Merkmale in
6 über die in Tabelle T1 unten aufgelisteten Referenzabmessungen identifiziert. Man wird zu schätzen wissen, dass für ein vorgegebenes unabhängiges Merkmal und die entsprechende unabhängige Abmessung des unabhängigen Merkmals die Größe und/oder Länge der folgenden abhängigen Merkmale basierend auf dem in Tabelle T1 bereitgestellten Bereich bestimmt werden können. Allgemein wird bevorzugt, die meisten, wenn nicht alle, der abhängigen Abmessungen mithilfe einer einzigen ausgewählten unabhängigen Abmessung zu bestimmen.
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Mit weiterer Bezugnahme auf die verschiedenen abhängigen Merkmale und zugehörigen Referenzabmessungen, die oben aufgeführt sind, entspricht die Referenzabmessung DF einer Querschnittsgröße (z. B. Durchmesser) des Flanschwandabschnitts 344. Die Referenzabmessung OFF entspricht einer Versatzabmessung des Flanschwandabschnitts 344 von der Basisoberfläche 366. Die Referenzabmessung R1 entspricht einem Radius oder einer Größe des ersten äußeren Randes 356. Die Referenzabmessung D1 entspricht einem Abstand eines Mittelpunkts des ersten äußeren Randes 356 zur Innenoberfläche 320 des äußeren Abstützelements 310. Die Referenzabmessung D2 entspricht einem Abstand von einer äußersten axialen Erstreckung des ersten äußeren Randes 356 zum Anfangspunkt, an dem das elastomere Verbindungselement 314 mit der Innenoberfläche 320 des äußeren Abstützelements 310 verbunden wird, wobei die Verbindung oder das Verbindungsstück durch die gestrichelte Linie BND in 6 dargestellt sind. Die Referenzabmessung D3 entspricht einem Abstand von einer äußersten axialen Erstreckung des zweiten äußeren Randes 358 und/oder der Basisoberfläche 366 zu dem Anfangspunkt, an dem das elastomere Verbindungselement 314 mit der Innenoberfläche 320 des äußeren Abstützelements 310 verbunden ist, wobei die Verbindung oder das Verbindungsstück durch die gestrichelte Linie BND in 6 dargestellt sind. Die Referenzabmessung D4 entspricht einem Abstand, mit dem sich die Basisoberfläche 366 in angrenzendem Eingriff entlang einer Abstützstruktur (z. B. Endwandabschnitt 280) erstreckt, wie durch die gestrichelte Linie SST in 6 dargestellt.
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Wie hier in Bezug auf bestimmte Merkmale, Elemente, Bauteile und/oder Strukturen verwendet, können die Ordnungszahlen (z. B. erster, zweiter, dritter, vierter usw.) verwendet werden, um unterschiedliche Einheiten einer Mehrzahl zu bezeichnen oder bestimmte Merkmale, Elemente, Bauteile und/oder Strukturen anderweitig zu identifizieren, und implizieren keine Reihenfolge oder Abfolge, sofern dies durch die Ausdrucksweise der Ansprüche nicht spezifisch definiert ist. Außerdem sind die Ausdrücke „quer“ und dergleichen im weiteren Sinne auszulegen. Dementsprechend können die Ausdrücke „quer“ und dergleichen eine große Bandbreite relativer Winkelausrichtungen einschließen, zu denen eine ungefähr senkrechte Winkelausrichtung gehört, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Ferner sind die Ausdrücke „Umfang“, „bezogen auf den Umfang“ und dergleichen im weiteren Sinne auszulegen und können kreisförmige Formen und/oder Konfigurationen einschließen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Diesbezüglich können die Ausdrücke „Umfang“, „bezogen auf den Umfang“ und dergleichen mit Ausdrücken wie „peripher“ und dergleichen synonym sein.
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Darüber hinaus ist der Ausdruck „Verbindungsstelle aus fließfähigem Material“ und dergleichen, sofern er hierin verwendet wird, derart auszulegen, dass eine beliebige Verbindungsstelle oder Verbindung eingeschlossen ist, in der eine Flüssigkeit oder ein anderweitig fließfähiges Material (z. B. ein geschmolzenes Metall oder eine Kombination von geschmolzenen Metallen) abgeschieden oder anderweitig zwischen benachbarten Bauteilen aufgebracht werden und eine feste und im Wesentlichen fluiddichte Verbindung dazwischen bilden können. Beispiele von Verfahren, die zur Bildung einer solchen Verbindungsstelle aus fließfähigem Material verwendet werden können, schließen ohne Einschränkung Schweißverfahren, Hartlötverfahren und Weichlötverfahren ein. In solchen Fällen können ein oder mehrere Metallmaterialien und/oder Legierungen verwendet werden, um zusätzlich zu einem Material aus den Bauteilen selbst eine solche Verbindungsstelle aus fließfähigem Material zu bilden. Ein anderes Beispiel eines Verfahrens, das zum Bilden einer Verbindungsstelle aus fließfähigem Material verwendet werden kann, beinhaltet das Auftragen, Abscheiden oder anderweitige Aufbringen eines Klebstoffes zwischen benachbarten Bauteilen, die zur Bildung einer festen und im Wesentlichen fluiddichten Verbindung dazwischen geeignet sind. In diesem Fall wird man zu schätzen wissen, dass ein beliebiges geeignetes Klebematerial oder eine Kombination von Materialien wie zum Beispiel Einkomponenten- oder Zweikomponenten-Epoxide verwendet werden können.
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Darüber hinaus wird der Ausdruck „Gas“ hierin verwendet, um grob ein beliebiges gasförmiges oder dampfförmiges Fluid zu bezeichnen. Normalerweise wird Luft als das Arbeitsmedium von Gasfedervorrichtungen wie den hierin beschriebenen sowie Aufhängungssystemen und anderen Bauteilen davon verwendet. Man wird jedoch verstehen, dass alternativ ein beliebiges geeignetes gasförmiges Fluid verwendet werden könnte.
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Man wird erkennen, dass zahlreiche unterschiedliche Merkmale und/oder Bauteile in den hierin dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen vorgestellt werden und dass keine Ausführungsform als alle solche Merkmale und Bauteile enthaltend spezifisch dargestellt und beschrieben werden kann. Man wird dementsprechend verstehen, dass der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung sämtliche Kombinationen der unterschiedlichen Merkmale und Bauteile umfassen soll, die hierin dargestellt und beschrieben sind, und ohne Einschränkung, dass eine beliebige geeignete Anordnung von Merkmalen und Bauteilen, in einer beliebigen Kombination verwendet werden kann. Daher versteht es sich ausdrücklich, dass Ansprüche, die eine solche Kombination von Merkmalen und/oder Bauteilen betreffen, seien sie hierin spezifisch verkörpert oder nicht, in der vorliegenden Offenbarung Unterstützung finden sollen.
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Wenngleich also der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die vorstehenden Ausführungsformen beschrieben wurde und die Strukturen und die strukturellen Beziehungen zwischen den Bauteilen der offenbarten Ausführungsformen besonders betont wurden, wird man zu schätzen wissen, dass andere Ausführungsformen gebildet werden können und dass viele Änderungen in den dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien dieser abzuweichen. Natürlich sind Modifikationen und Änderungen nach dem Lesen und Verstehen der vorstehenden ausführlichen Beschreibung denkbar. Dementsprechend versteht es sich ausdrücklich, dass die vorstehende Beschreibung als den Gegenstand der vorliegenden Offenbarung lediglich erläuternd und nicht als eine Einschränkung auszulegen ist. Dementsprechend ist der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung als all solche Modifikationen und Änderungen einschließend zu verstehen.
