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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Lenkungsdämpfer, die bei Kraftfahrzeugen, wie z. B. Autos, Lastkraftwagen, Geländefahrzeugen, Reisemobilen usw., eingesetzt werden, und insbesondere auf einen Lenkungsdämpfer mit einer einstückigen Konstruktion, die ermöglicht, dass der Lenkungsdämpfer in eine mittlere Position zurückkehrt, wenn kein Lenkmoment an das Lenksystem des Fahrzeugs angelegt wird.
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HINTERGRUND
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Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen zur vorliegenden Offenbarung bereit, bei denen es sich nicht zwangsweise um den Stand der Technik handelt.
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Lenkungsdämpfer werden bei Kraftfahrzeugen, und insbesondere bei Fahrzeugen mit großen Rädern und Reifen, wie z. B. SUVs, Lieferwagen, Lastkraftwagen, Reisemobilen, Geländefahrzeugen usw., eingesetzt. Ein Lenkungsdämpfer kann die Reduzierung von durch große Räder und Reifen verursachten Schwingungen und allgemein die Verbesserung des Gesamtfahrverhaltens eines Fahrzeugs unterstützen. Jedoch enthalten die meisten Lenkungsdämpfer keine Mittel zur automatischen Unterstützung beim Zurückführen des Dämpfers in eine mittlere oder neutrale Position, sobald der Fahrer das Lenkrad in eine neutrale Position dreht. Darüber hinaus weisen viele gegenwärtige Lenkungsdämpfer eine zweistückige Klappenkonfiguration auf, die in der Regel durch ein zweistückiges Aluminiumsgussstück gebildet wird, wobei Befestigungsutensilien (z. B. mit Gewinde versehene Befestigungsmittel, wie z. B. Federtellerschrauben) dazu verwendet werden, die beiden Stücke der Anordnung auf dem Dämpfungselement zusammenzuhalten. Das Verbauen des Federsitzes an dem Dämpfungselement nimmt Zeit in Anspruch, und es besteht die Möglichkeit, dass eines oder mehrere der Befestigungsmittel bei nicht ordnungsgemäßem Einschrauben während des Verbauens überdreht wird bzw. werden.
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KURZDARSTELLUNG
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Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollständigen Schutzumfangs oder aller ihrer Merkmale.
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Lenkungsdämpfer für ein Fahrzeug. Der Lenkungsdämpfer kann ein Dämpfungselement umfassen, das ein Gehäuse und eine Kolbenstange, die sich teleskopartig von dem Gehäuse erstreckt, aufweist. Eine Schraubenfeder kann über dem Dämpfungselement angeordnet sein. Eine innere Anschlussanordnung ist dem Dämpfungselement zum Sichern eines ersten Endes des Dämpfungselements an einer Radkomponente oder einer Karosseriekomponente des Fahrzeugs wirkzugeordnet. Eine äußere Anschlussanordnung ist mit einem distalen Ende der Kolbenstange zum Koppeln der jeweils anderen Komponente – der Radkomponente oder der Karosseriekomponente – des Fahrzeugs wirkgekoppelt. Ein einstückiger Federsitz ist dahingehend fest mit dem Gehäuse des Dämpfungselements gekoppelt, stationär axial bezüglich des Gehäuses gehalten zu werden. Eine Schraubenfeder ist enthalten, die an einem ersten Ende durch einen einstückigen Federsitz und an einem zweiten Ende durch die äußere Anschlussanordnung gestützt wird. Der einstückige Federsitz ermöglicht, dass die Schraubenfeder den Lenkungsdämpfer in eine neutrale oder mittlere Position zurückführt, wenn durch einen Bediener des Fahrzeugs eine neutrale Lenkeingabe angelegt wird, unabhängig davon, ob die Schraubenfeder gespannt oder zusammengedrückt ist.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf einen Lenkungsdämpfer für ein Fahrzeug. Das System kann ein Dämpfungselement umfassen, das ein Gehäuse und eine Kolbenstange, die sich teleskopartig von dem Gehäuse erstreckt, aufweist. Eine Schraubenfeder kann enthalten sein, die über dem Dämpfungselement angeordnet ist. Eine innere Anschlussanordnung ist dem Dämpfungselement zum Sichern eines ersten Endes des Dämpfungselements an einer Radkomponente oder einer Karosseriekomponente des Fahrzeugs wirkzugeordnet. Eine äußere Anschlussanordnung ist mit einem distalen Ende der Kolbenstange zum Koppeln der jeweils anderen Komponente – der Radkomponente oder der Karosseriekomponente – des Fahrzeugs wirkgekoppelt. Ein einstückiger rohrförmiger Federsitz ist dahingehend fest mit dem Gehäuse des Dämpfungselements gekoppelt, stationär axial bezüglich des Gehäuses gehalten zu werden. Der einstückige rohrförmige Federsitz kann mindestens einen Haltering, eine erste Nut, die auf einer Außenfläche des Gehäuses des Dämpfungselements ausgebildet ist, und eine zweite Nut, die auf einer Innenfläche des einstückigen Federsitzes ausgebildet ist, umfassen. Der mindestens eine Haltering steht zum Halten des einstückigen rohrförmigen Federsitzes stationär an dem Gehäuse sowohl mit der ersten als auch der zweiten Nut in Eingriff. Eine Schraubenfeder wird an einem ersten Ende durch den einstückigen Federsitz und an einem zweiten Ende durch die äußere Anschlussanordnung gestützt. Der einstückige Federsitz ermöglicht, dass die Schraubenfeder den Lenkungsdämpfer in eine neutrale oder mittlere Position zurückführt, wenn durch einen Bediener des Fahrzeugs eine neutrale Lenkeingabe angelegt wird, unabhängig davon, ob die Schraubenfeder gespannt oder zusammengedrückt ist.
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Weitere Anwendungsbereiche gehen aus der hier bereitgestellten Beschreibung hervor. Die Beschreibung und spezifische Beispiele in der vorliegenden Kurzdarstellung sollen lediglich der Veranschaulichung dienen und sollen nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung einschränken.
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ZEICHNUNGEN
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller möglichen Implementierungen und sie sollen nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung einschränken.
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1 ist eine seitliche Querschnittsteilansicht eines Lenkungsdämpfers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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2 ist ein vergrößerter Aufriss des in 1 gezeigten Federsitzes;
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3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts des Lenkungsdämpfers, die den einstückigen Federsitz, der durch die Halteringe an dem Dämpfungselementgehäuse gesichert wird, besser zeigt;
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4 ist ein Aufriss lediglich des Dämpfungselementgehäuses, der die auf der Außenfläche davon ausgebildeten Nuten, die mit dem Paar von Halteringen in Eingriff stehen, besser zeigt; und
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5 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Lenkungsdämpfers gemäß der vorliegenden Offenbarung, bei der lediglich ein einziger Haltering zum Sichern des einstückigen Federsitzes an einer Außenfläche des Dämpfungselementgehäuses verwendet wird.
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6 ist eine vereinfachte Querschnittsseitenansicht einer weiteren Ausführungsform des einstückigen Federsitzes, bei der auf einer Außenfläche der äußeren Wand des Dämpfungselementgehäuses erhabene Bereiche ausgebildet sind, die mit mehreren Ausschnittsbereichen oder Kerben auf einer Innenfläche des Federsitzes zur Verhinderung einer Drehung des Federsitzes an dem Dämpfungselementgehäuse in Eingriff stehen;
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7 ist eine vereinfachte Querschnittsendansicht der Anordnung von 6;
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8 ist eine vereinfachte Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des einstückigen Federsitzes, die den Federsitz zeigt, der einen Ausschnittbereich enthält, der Zugang zu dem einzigen Haltering, der zum Halten des Federsitzes an dem Dämpfungselementgehäuse verwendet wird, gestattet;
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9 ist eine vereinfachte Querschnittseitenansicht der Anordnung von 8;
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10 ist eine vereinfachte Querschnittsseitenansicht einer weiteren Ausführungsform des einstückigen Federsitzes, bei der der einstückige Federsitz eine primäre Komponente und einen sekundären Bund, der koaxial über der primären Komponente angeordnet ist, enthält;
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11 und 12 zeigen eine Nase, die auf der Innenfläche der sekundären Komponente ausgebildet ist, und eine Nut, die auf der Außenfläche der primären Komponente ausgebildet ist, zum Gestatten eines Grads axialer Anpassung des sekundären Bunds auf der primären Komponente;
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13 ist eine Endansicht des sekundären Bunds von 12;
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14 ist eine weitere Ausführungsform des einstückigen Federsitzes, die einen Gewindeeingriff zwischen der primären Komponente und dem sekundären Bund und eine separate Feststellmutter, die zum Feststellen des sekundären Bunds bei einer gewünschten axialen Position an der primären Komponente verwendet wird, zeigt;
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15 ist eine vereinfachte Seitenansicht des einstückigen Federsitzes von 10, der jedoch eine modifizierte spiralförmige Nut enthält, die einen Endabschnitt mit einer ausgedehnten Fläche zum Eingriff mit einem abgeflachten distalen Endabschnitt der Feder, der einer Sperrung der Drehung des einstückigen Federsitzes auf dem Dämpfungselementgehäuse dient, umfasst; und
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16 ist eine vereinfachte Seitenansicht des einstückigen Federsitzes von 10, der jedoch stattdessen eine Schraubenfeder enthält, die eine Kerbe an ihrem distalen Ende aufweist, die zur Sperrung einer Drehung des Federsitzes auf dem Dämpfungselementgehäuse mit einer in dem Federsitz ausgebildeten Nase in Eingriff steht.
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Übereinstimmende Bezugszeichen geben über die verschiedenen Ansichten der Zeichnungen hinweg übereinstimmende Teile an.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nun werden beispielhafte Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genauer beschrieben.
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Mit Bezug auf 1 wird ein Lenkungsdämpfersystem 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Das Lenkungsdämpfersystem 10 (im Folgenden einfach „Lenkungsdämpfer” 10) stellt einen Lenkungsdämpfer mit „automatischer Zentrierung”, als RTC (Return-To-Center) bezeichnet, dar. Der Lenkungsdämpfer 10 umfasst ein Dämpfungselement 12, das eine innere Anschlussanordnung 14, eine teleskopartige Kolbenstange 16, eine äußere Anschlussanordnung 18 und eine Schraubenfeder 20 aufweist. Die Schraubenfeder 20 ist über der Kolbenstange 16 und einem äußeren Gehäuse 22 des Dämpfungselements 12 angeordnet. Ein Federsitz 24 wird zum Eingriff mit einem ersten Ende 20a der Schraubenfeder 20 und zum Festhalten des ersten Endes bezüglich des äußeren Gehäuses 22 des Dämpfungselements 12 verwendet.
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Ein zweites Ende 20b der Schraubenfeder 20 wird fest an einem distalen Ende 16a der Kolbenstange 16 gehalten. Dies wird durch eine Sechskantkontermutter 26, die über eine Buchsenanordnung (z. B. eine elastomere Buchsenanordnung) fest an der Kolbenstange 16 gesichert ist, ein Halteglied 27, eine Federsitzscheibe 28, eine Gegenscheibe 30, eine Schwenkmutter 32 und einen aufgeschraubten Abschnitt 18a der äußeren Anschlussanordnung 18 erzielt. Diese Komponenten fassen das zweite Ende 20b der Schraubenfeder 20 und halten das zweite Ende in koaxialer Ausrichtung auf eine axiale Mitte der Kolbenstange 16. Somit wird das zweite Ende 20b der Schraubenfeder 20 gedehnt oder langgezogen, wenn sich die Kolbenstange 16 von dem Dämpfungselementgehäuse 22 teleskopartig nach außen (das heißt in 1 nach links) bewegt, und wird zurückgezogen (d. h. nach rechts bewegt), wenn die Kolbenstange 16 zum Teil in das Dämpfungselementgehäuse 22 zurückgezogen wird.
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Die innere Anschlussanordnung 14 kann über eine Buchsenanordnung (z. B. eine elastomere Buchsenanordnung) an einem Abschnitt eines Fahrgestells des Fahrzeugs oder möglicherweise an einer Stabilisatorstange oder einem anderen Teil des Fahrzeugs, der sich nicht mit dem Lenkrad dreht, gesichert sein, wohingegen die äußere Anschlussanordnung 18 an einer Spurstange, einem Verbindunggestänge oder einer anderen Lenkkomponente, die sich mit Drehung des Lenkrads bewegt, oder einer beliebigen anderen Komponente, die entweder einem Rad oder einer Lenkkomponente des Fahrzeugs zugeordnet ist, gesichert sein. Oder diese Kopplung kann umgekehrt sein, so dass die innere Anschlussanordnung 14 an der Radkomponente gesichert ist und die äußere Anschlussanordnung 18 an dem Fahrgestell oder der Stabilisatorstange gesichert ist.
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Der einstückige Federsitz 24 bildet eine einzigartige einstückige Konfiguration, die noch leichter und formschlüssiger als vorige Konstruktionen von bei Lenkungsdämpfern eingesetzten Federsitzen an dem Gehäuse 22 des Dämpfungselements 12 angebracht werden können. Wie in 1 gezeigt wird, umfasst der einstückige Federsitz 24 einen einstückigen Körperabschnitt 34, der aus einem ausreichend festen Material, beispielsweise Aluminium oder möglicherweise sogar hochfestem Kunststoff, gebildet ist. Der einstückige Körperabschnitt 34 ist eine rohrförmige Komponente, die eine daran ausgebildete spiralförmige Nut 36 aufweist. Der Außendurchmesser des Federsitzes 24 sowie die Tiefe der spiralförmigen Nut 36 und ihre Umfangsgesamtlänge ermöglichen, dass ein Abschnitt des ersten Endes 20a der Schraubenfeder 20, und vorzugsweise die ersten beiden Windungen der Schraubenfeder, während des Verbauens auf die spiralförmige Nut 36 aufgeschraubt wird bzw. werden. Das erste Ende 20a der Schraubenfeder 20 kann somit bis zu dem Punkt auf den einstückigen Körperabschnitt 34 aufgeschraubt werden, an dem ein äußeres Ende der Schraubenfeder 20 an einen Punkt 38 an dem einstückigen Körperabschnitt 34 anstößt.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 1 und 3 kann der einstückige Körperabschnitt 34 durch mindestens einen Haltering, jedoch stärker bevorzugt durch ein Paar aus den Halteringen 40a und 40b, die an gegenüberliegenden Enden des einstückigen Federsitzes 24 anliegen, fest an dem Gehäuse 22 des Dämpfungselements 12 gehalten werden. Jeder Haltering 40a/40b bildet einen allgemein kreisförmigen geteilten Ring, der in einer zugeordneten Nut 42a oder 42b auf einer Außenfläche 22a des Dämpfungselementgehäuses 22 sitzt. Die Nuten 42a und 42b an dem Dämpfungselementgehäuse 22 sind in 4 besonders gut sichtbar. In diesem Beispiel bildet das Dämpfungselementgehäuse 22 das Reserverohr des Dämpfungselements 12. Die Nuten 42a und 42b weisen jeweils eine Tiefenabmessung auf, die ermöglicht, dass ein Abschnitt ihres zugeordneten Halterings 40a oder 40b teilweise in seiner zugeordneten Nut 42a oder 42b ruht. Eine Innenfläche 44 des einstückigen Körperabschnitts 34 des einstückigen Federsitzes 24 umfasst gleichermaßen Umfangsnuten 44a und 44b, die an jedem gegenüberliegenden Ende des einstückigen Körperabschnitts 34 ausgebildet sind. In diesem Beispiel weisen die Nuten 42a und 42b unterschiedliche Tiefenabmessungen auf, wobei die Nut 42a eine Tiefenabmessung aufweist, die etwas weniger als die der Nut 42b beträgt. Die kleinere Tiefenabmessung der Nut 42a stellt zusammen mit der Umfangsnut 44a nur einen minimalen Abstand zu einer Innenwandfläche der Nut 44a bereit, wenn der Ring 40a während des Verbauens in der Nut 44a installiert wird und der einstückige Federsitz 24 über das Dämpfungselementgehäuse 22 geschoben wird. Dieser minimale Abstand beseitigt die Möglichkeit des Anlegens einer axialen Last an den Haltering 40a, die den Haltering 40a axial aus der Nut 42a heraus „drückt”. Also verhindert der minimale radiale Abstand, der durch die Nut 44a bereitgestellt wird, jegliche spürbare Aufweitung des Halterings 40a als Reaktion auf eine axiale Last.
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Die Nut 42b ist, wie oben erwähnt wird, größer (d. h. tiefer) als die Nut 42a, um ein leichtes Verbauen des Halterings 40b zu ermöglichen. Insbesondere bietet die größere Tiefe der Nut 42b den zusätzlichen Abstand, der benötigt wird, um zu gestatten, dass der Haltering 40b während der Installation des Federsitzes 24 an dem Dämpfungselementgehäuse 22 aufgeweitet wird. Während der Installation wird der Haltering 40b auf und über das Dämpfungselementgehäuse 22 geschoben, während der Haltering 40b unter Verwendung eines geeigneten Werkzeugs in einer aufgeweiteten Ausrichtung gehalten wird. Der Haltering 40b sitzt in der Nut 42b. Der einstückige Federsitz 24 wird dann auf das Dämpfungselementgehäuse 22 geschoben und axial am Dämpfungselementgehäuse 22 entlang bewegt, bis die Nut 44b mit dem Haltering 40b in Eingriff gelangt. Der Haltering 40a wird dann auf das Dämpfungselementgehäuse 22 und axial an diesem entlang geschoben, während er in einem aufgeweiteten Zustand gehalten wird. Der Haltering 40a gelangt in der Nut 42a in Eingriff, und an diesem Punkt wird der Federsitz 24 axial an einer vorbestimmten Position an dem Dämpfungselementgehäuse 22 gehalten. Somit fassen die Halteringe 40a und 40b den einstückigen Federsitz 24 an dem Dämpfungselementgehäuse 22 an einer präzisen axialen Positionierung und verhindern jegliche spürbare axiale Bewegung des einstückigen Federsitzes 24 entlang dem Dämpfungselementgehäuse 22. Die Schraubenfeder 20 kann dann auf den einstückigen Federsitz 24 geschraubt und der Rest des Lenkungsdämpfers 10 verbaut werden. Es versteht sich jedoch, dass, obgleich die obige Beschreibung auf zwei Halteringe 40a und 40b zum stationären Sichern des Federsitzes 24 an dem Dämpfungselementgehäuse 22 Bezug nimmt, es möglich ist, wie im Folgenden in der in 5 gezeigten Ausführungsform angeführt wird, lediglich einen einzigen Haltering zum axialen Sichern des einstückigen Federsitzes 24 zu verwenden.
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Die oben beschriebene Konstruktion des einstückigen Federsitzes 24 und der Halteringe 40a/40b, Nuten 42a/42b und Nuten 44a/44b sorgt für einen extrem schnellen Montageprozess. Der Montageprozess erfordert kein manuelles Einschrauben von Befestigungsmitteln, was bei einer herkömmlichen zweistückigen Federsitzanordnung erforderlich ist. Die Verwendung von geteilten Halteringen 40a/40b, Nuten 42a/42b und Nuten 44a/44b beseitigt des Weiteren jegliche Möglichkeit, dass sich ein eingeschraubtes Befestigungsmittel löst und den Betrieb des Lenkungsdämpfers 10 beeinträchtigt. Das Weiteren ist der einstückige Federsitz 24 insgesamt an sich robuster als herkömmliche zweistückige Federsitzkomponenten. Und der einstückigen Konfiguration des Federsitzes 24 sind keine potentiellen Ausrichtungsprobleme der beiden Hälften eigen, die oftmals den Einsatz einer größeren Breite für die spiralförmige Nut bei zweistückigen Federsitzkonstruktionen erfordern. Der Lenkungsdämpfer 10 bietet den wesentlichen Vorteil, dass der fest gesicherte einstückige Federsitz 24 ermöglicht, dass die Schraubenfeder 20 stets in eine mittlere oder neutrale Position zurückkehrt. Somit unterstützt die Schraubenfeder, wenn die Schraubenfeder 20 langgezogen wird und unter Spannung steht, dann, wenn der Bediener des Fahrzeugs das Lenkrad in die mittlere oder neutrale Position dreht, das Ziehen der äußeren Anschlussanordnung 18 nach rechts in 1, bis der Lenkungsdämpfer 10 in seine mittlere Position zurückgekehrt ist. Gleichermaßen unterstützt die Schraubenfeder 20, wenn die Schraubenfeder 20 zusammengedrückt wird, dann, wenn der Benutzer das Lenkrad in die mittlere Position zurückführt, das Drücken der äußeren Anschlussanordnung 18 nach links in 1, um den Lenkungsdämpfer 10 in seine mittlere oder neutrale Position zurückzubringen.
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Mit Bezug auf 5 wird ein Lenkungsdämpfer 10' gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Der Lenkungsdämpfer 10' ist mit dem Lenkungsdämpfer 10 im Wesentlichen identisch, mit der Ausnahme, dass eine Voll- oder zumindest Teilumfangsrippe 42' auf einer Außenfläche 22a' eines Dämpfungselementgehäuses 22' ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist keine Nut 44a auf dem Innendurchmesser eines einstückigen Federsitzes 24' ausgebildet; stattdessen liegt ein Rand 24a' des einstückigen Federsitzes 24' an der Umfangsrippe 42' an, wodurch eine axiale Bewegung des einstückigen Federsitzes 24' nach links in der Zeichnung von 5 verhindert wird. Ein gegenüberliegendes Ende des einstückigen Federsitzes 24' umfasst eine Nut 44' auf seiner Innenfläche, die mit der Nut 44b identisch oder im Wesentlichen identisch sein kann und die zumindest im Wesentlichen axial auf eine in einer Außenfläche des Dämpfungselementgehäuse 22' ausgebildete Nut 45' ausgerichtet ist. Ein einziger Haltering 40' wird während des Verbauens in der Nut 45' positioniert. Wenn der einzige Haltering 40' vollständig in die Nut 44' eingeführt und freigegeben wird, weitet er sich radial nach außen auf und ein Abschnitt davon stößt an einen Flächenrand 24b' des einstückigen Federsitzes 24' an. Dadurch wird jegliche spürbare axiale Bewegung des einstückigen Federsitzes 24' nach rechts in der Zeichnung von 5 verhindert. Die Schraubenfeder (nicht gezeigt) kann dann mit dem einstückigen Federsitz 24' in derselben Art und Weise, die für den Lenkungsdämpfer 10 beschrieben wird, verbaut werden. Die Konstruktion mit einem einzigen Haltering für den Lenkungsdämpfer 10' kann sogar Montagevorgänge weiter vereinfachen und die Gesamtkosten des Lenkungsdämpfers 10' reduzieren.
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Ein weiteres Merkmal der oben beschriebenen Ausführungsform des Federsitzes 24, bei der zwei Halteringe 40a und 40b verwendet werden, besteht in der Bereitstellung eines Überlastschutzes an beiden Halteringen. Um dies zu erzielen, ist es erforderlich, dass der Axialabstand zwischen den beiden Halteringen 40a und 40b größer als der Axialabstand zwischen den beiden Nuten 44a und 44b in dem Federsitz 24 ist. Auf diese Weise ist der Federsitz 24 zum Verbauen des Halterings 40a geringfügig translatorisch bewegbar. Bei einer bevorzugten Ausführungsform betragen der Axialabstand zwischen den Ringen 40a und 40b und der Axialabstand zwischen den Nuten 42a und 42b nicht mehr als ein Durchmesser des Halterings (das heißt entweder des Halterings 40a oder 40b, die in diesem Beispiel denselben Durchmesser aufweisen können).
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Wenn der Federsitz 24 belastet wird, bewegt er sich translatorisch in eine Position über dem Haltering 40a, wo der Überlastschutz erzielt wird. Bei Belastung in der Umkehrrichtung tritt wieder eine translatorische Bewegung des Federsitzes 24 auf, wodurch bewirkt wird, dass sich ein Abschnitt davon translatorisch über den zweiten Haltering 40b bewegt, wodurch wieder der Überlastschutz bereitgestellt wird.
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Ein Lenkungsdämpfer 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird in 6 und 7 gezeigt. Der Lenkungsdämpfer 100 ist mit dem Lenkungsdämpfer 10 identisch, mit der Ausnahme der Konstruktion eines Dämpfungselementgehäuses 122 und eines einstückigen Federsitzes 124, und somit werden die verschiedenen anderen Komponenten des Lenkungsdämpfers (z. B. die Feder 20, die äußere Anschlussanordnung 18 usw.), die in Verbindung mit dem Lenkungsdämpfer 10 beschrieben werden, in 6 und 7 nicht gezeigt. Der Lenkungsdämpfer 100 erfordert lediglich einen einzigen Haltering 140a zum Halten des Federsitzes 124 in einer präzisen axialen Position an dem Dämpfungselementgehäuse 122. Mit dem Lenkungsdämpfer 10 gemeinsame Komponenten oder Merkmale werden in 6 und 7 mit um 100 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet.
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Der Lenkungsstabilisator 100 verwendet einen einstückigen Federsitz 124, der lediglich den einzigen Haltering 140a an einem oberen Ende davon verwendet. Der einzige Haltering 140a wird teilweise in einer Nut 142a in dem Dämpfungselementgehäuse 122 gehalten. Bei dieser Ausführungsform sind der untere Haltering und die untere Reserverohrnut nicht erforderlich. Statt einer Nut, die als eine Nut von komplett 360 Grad in einer Außenfläche des Dämpfungselementgehäuses 122 ausgebildet ist, ist die Außenflächenwand des Dämpfungselementgehäuses 122 an mehreren separaten Positionen erhaben, wie durch erhabene Gehäusebereiche 122a angegeben wird. Bei dieser Ausführungsform werden drei separate erhabene Gehäusebereiche 122a verwendet, obgleich es verständlich ist, dass eine höhere oder geringere Anzahl an erhabenen Gehäusebereichen 122a verwendet werden könnte. Drei erhabene Gehäusebereiche 122a gestatten eine gleichmäßige Verteilung der Last von der Feder um den Federsitz 124 herum. Die Verwendung von drei erhabenen Gehäusebereichen 122a bietet auch einen wichtigen Vorteil, der darin besteht, dass sie ein Mittel zur Verhinderung einer Drehung des zweiten Endes (d. h. des inneren oder unteren Endes) der Feder 20 bereitstellt. Es wird angemerkt, dass die Stangenseite (d. h. das äußere oder obere Ende) der Feder 20 gemäß der Darstellung in 1 bereits ein Federverdrehsicherungsmerkmal aufweist. Die drei erhabenen Gehäusebereiche 122a sind weiterhin derart an der Außenwand des Dämpfungselementgehäuses 122 positioniert, dass sie jeweils zwischen benachbarten Paaren von drei voneinander beabstandeten unteren Nuten 124a aufgenommen werden können, die auf einer Innenfläche des Federsitzes 124 neben seinem unteren Rand 124b ausgebildet sind. Auf diese Weise wirken die ineinandergreifenden erhabenen Gehäusebereiche 122a und die voneinander beabstandeten Nuten 124a nicht nur dahingehend, den Federsitz 124 in einer präzisen axialen Position an dem Dämpfungselementgehäuse 122 zu halten, sondern auch eine Drehung des Federsitzes zu verhindern.
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Es versteht sich des Weiteren, dass die erhabenen Gehäusebereiche 122a und die Nuten 124a möglicherweise umgekehrt sein könnten, so dass sie stattdessen an dem oberen Ende des Federsitzes 124 angeordnet sind. Da die Spitzenbelastung jedoch in der Regel beim Zusammendrücken erfolgt und zur inneren Anschlussanordnung 14 hin gerichtet ist (1), wird davon ausgegangen, dass die Positionierung der erhabenen Gehäusebereiche 122a und der Nuten 124a an dem unteren Ende des Federsitzes 124 bei den meisten Anwendungen bevorzugt wird.
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Mit Bezug auf 8 und 9 wird ein Lenkungsdämpfer 200 gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Wiederum wurde bei dem Lenkungsdämpfer 200 lediglich die Verbindung zwischen einem einstückigen Federsitz 224 und einer Außenwand eines Dämpfungselementgehäuses 222 in Bezug auf den in Verbindung mit 1 beschriebenen Lenkungsdämpfer 10 geändert. Mit dem Lenkungsdämpfer 10 gemeinsame Komponenten wurden mit um 200 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet.
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Der einstückige Federsitz 224 wird wiederum mit lediglich einem einzigen Haltering 240b und einer einzigen Nut 242b an einem unteren Ende des Federsitzes 224 verwendet. Bei dieser Ausführungsform wird der einzige Haltering 240b dazu verwendet, einer Bewegung des Federsitzes 224 in der Axialrichtung sowohl nach oben als auch nach unten, wie in 8 durch den Pfeil „A” angegeben wird, entgegenzuwirken. Der Federsitz 224 nutzt lediglich eine einzige innere Nut 244b, die eine Tiefe (d. h. einen Innendurchmesser) aufweist, die (der) ausreicht, um zu gestatten, dass der Durchmesser des Halterings 240b während des Verbauens ausreichend zunimmt. Das bedeutet, dass der Haltering 240b während des Verbauens zunächst zusammengedrückt wird, um den Durchmesser zu reduzieren, so dass er in den Federsitz 224 geleitet. Sobald der Haltering 240b die Position der einzigen inneren Nut 244b erreicht, schnappt der Haltering 240b auf seinen Ausgangsdurchmesser zurück (d. h. weitet sich radial nach außen auf). Wenn der Haltering 240b jedoch an der Außenwand des Dämpfergehäuses 222 positioniert wird, nimmt der Durchmesser des Halterings zu (d. h. der Haltering wird radial nach außen aufgeweitet). Der Durchmesser bleibt in diesem aufgeweiteten Zustand, während der Haltering 240b entlang der Außenwand des Dämpfungselementgehäuses 222 geschoben wird, bis der Haltering die Nut 242b erreicht. An diesem Punkt schnappt der Haltering 240b in die Nut 242b in der Außenwand des Dämpfungselementgehäuses 222. In dieser Position befindet sich der Haltering sowohl in der Nut 242b des Dämpfungselementgehäuse 222 als auch der Nut 244b auf einem Innenwandabschnitt des Federsitzes 224. Bei dieser Ausführungsform kann ein kleiner Ausschnittbereich 225, möglicherweise in der Größenordnung von 0,25 Inch bis 0,50 Inch Umfangslänge, der Außenwand des Federsitzes 224 auch in unmittelbarer Nähe zu den Enden des Halterings 240b entfernt sein. Es versteht sich des Weiteren, dass anstatt des Ausschnittbereichs 225 ein Loch in der Außenwand positioniert sein könnte.
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Der Ausschnittbereich 225 dient einem doppelten Zweck. Erstens kann es während des Verbauens, wenn die axiale translatorische Bewegung des Halterings 240b an dem Dämpfungselementgehäuse 222 stattfindet, dadurch dazu kommen, dass die äußere Beschichtung (d. h. Lackierung) des Dämpfungselementgehäuses 222 beschädigt wird. Da jedoch der Ausschnitt 225 vorliegt, kann ein Werkzeug zum Halten des Halterings 240b in einer ausreichend aufgeweiteten Position verwendet werden, während er über das Dämpfungselementgehäuse 222 zur Nut 242b hin bewegt wird, und der durch den Ausschnittbereich 225 bereitgestellte Abstand gestattet dem Installateur, den Haltering 240b in die Nut 242b einzuführen. Ohne den Ausschnittbereich 225 wäre der Installateur aufgrund der Überlagerung mit dem Federsitz 224 nicht zur Positionierung des Halterings 240b über der Nut 242b in der Lage. Dadurch wird die Durchführung einer Installation des Halterings 240b unter Vermeidung möglicher Schäden oder möglichen Scheuerns an der Außenflächenbeschichtung an dem Dämpfungselementgehäuse 222 gestattet. Zweitens gibt der Ausschnittbereich 225, wenn Wartung an dem Federsitz 224 erforderlich ist, Zugang zu den Enden des Halterings 240b durch ein geeignetes Werkzeug, um so das Entfernen des Halterings und des Federsitzes 224 zu ermöglichen.
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Ein Lenkungsdämpfer 300 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird in 10 gezeigt. Wiederum unterscheiden sich lediglich die Konstruktion des Dämpfungselementgehäuses 322 und des einstückigen Federsitzes 324 von dem Lenkungsdämpfer 10. Mit dem Lenkungsdämpfer 10 gemeinsame Komponenten werden mit um 300 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet. Der einstückige Federsitz 324 berücksichtigt bei dieser Ausführungsform eine vom Nutzer wählbare Federhärte bei einem Stoß, die Widerstand gegenüber einer Belastung sowohl beim Spannen als auch Zusammendrücken bereitstellt. Diese Leistung wird durch Unterteilen der die Feder haltenden spiralförmigen Nut des Federsitzes 324, so dass ein koaxial angeordneter zweistückiger Federsitz mit einer primären Komponente 324a und einem sekundären Bund 324b bereitgestellt wird, erzielt. Die Merkmale des Halterings 340b zur Verhinderung einer axialen Bewegung bleiben unverändert an der primären Komponente 324a und sind somit größtenteils zu dem Federsitz 224 von 8 identisch, mit Ausnahme einer Umfangsschulter 324a1, die an einem Außendurchmesser der primären Komponente 324a ausgebildet ist. Somit enthält der Federsitz 324 einen Ausschnittbereich 325, eine innere Nut 344b, einen Haltering 340b und eine Nut 342b, die auf der Außenfläche des Dämpfungselementgehäuses 322 ausgebildet ist. Zur Bereitstellung einer einstellbaren Spannung an der Feder (z. B. der in 1 gezeigten Feder 20) weist der sekundäre Bund 324b eine Nase 324b1 auf, die in einer abgestuften Nut 324a3 der primären Komponente 324a läuft, wie in 11 und 12 gezeigt wird. Der sekundäre Bund 324b mit seiner radial nach innen vorragenden Nase 324b1 wird in 13 gezeigt. Durch Drehen des sekundären Bunds 324b an der nicht translatorisch bewegbaren primären Komponente 324a wird die axiale Position des sekundären Bunds 324b modifiziert. Eine lineare Nut 324a2 stellt einen Pfad zum Einführen der Nase 324b1 in die abgestufte Nut 324a3, wenn der sekundäre Bund 324b während des Verbauens über die primäre Komponente 324a geschoben wird, bereit. Und es versteht sich des Weiteren, dass die Nase 324b1 und die Nut 324a3 an diesen beiden Komponenten vertauscht werden könnten.
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Als eine alternative Höheneinstellung kann die nicht translatorisch bewegbare primäre Komponente 324a, die in 10 gezeigt wird, mit einem Außengewinde 324a4 versehen sein und der sekundäre Bund 324b kann mit einem Innengewinde 324b2 versehen sein, wie in 14 gezeigt wird. Die Gewindeverbindung 324a4/324b2 wird zum Einstellen der axialen Position des sekundären Bunds 324b an der primären Komponente 324a verwendet. Eine Feststellmutter 327 kann dann bereitgestellt werden, um die Komponenten 324a und 324b in der gewünschten axialen Position festzustellen.
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In einigen Fällen kann Bedarf an einer Sperrung der Drehung des einstückigen Federsitzes 324 an dem Dämpfungselementgehäuse 322 bestehen. Die Verwendung der drei erhabenen Bereiche 122a und Ausschnittbereiche 124a gemäß der vorliegenden Beschreibung stellt eine Möglichkeit dar. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Ende der Feder 20 auf einen geringfügig größeren Durchmesser zu schlagen und die spiralförmige Nut 36 in dem Federsitz 324 zur Berücksichtigung des einen größeren Durchmesser aufweisenden distalen Endabschnitts der Feder 20 gemäß der Darstellung in 15 mit einer geringfügig größeren Querschnittsfläche 36a maschinell auszuarbeiten. Noch eine weitere alternative Anordnung wird in 16 gezeigt, die Ausbilden einer Kerbe 36b in der spiralförmigen Nut 36 an ihrem distalen Endabschnitt, die eine kleine Nase 324c aufweist, einschließt. Noch mehr alternative Möglichkeiten, eine Drehung der Feder 20 zu verhindern, bestehen in der dahingehenden Änderung des Spalts von Windung zu Windung, einen geringeren Abstand an dem distalen Ende der Schraubenfeder 20 aufzuweisen. Der Spalt von Windung zu Windung an dem Ende der Feder 20 müsste sich zunächst aufweiten, um mit dem breiteren Abstand von Windung zu Windung zu Beginn der spiralförmigen Nut 36 an dem Federsitz 324 zusammenzupassen.
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Weiterhin kann der Radius der Schraubenfeder 20 an ihrem distalen Ende auf einen kleineren Radius geändert werden. Der Radius der Schraubenfeder 20 müsste sich zunächst aufweiten, um mit dem größeren Durchmesser des Beginns der spiralförmigen Nut 36 des Federsitzes 324 zusammenzupassen. Weiterhin kann der Boden der spiralförmigen Nut 36 an einer Stelle, die von dem distalen Ende entfernt ist, erhaben sein, um ein Austreiben der Feder bei wiederholter Belastung zu verhindern. Weiterhin könnte ein mit Gewinde versehenes Befestigungsmittel oder ein mit Gewinde versehener Stift in dem Federsitz 324 platziert werden, um den Federsitz gegen die Außenwand des Dämpfungselementgehäuses 322 zu klemmen.
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Noch eine weitere Möglichkeit zur Beseitigung der Drehung des Federsitzes 24 wäre die Verwendung einer standardmäßigen Stellschraube, die in eine Gewindebohrung des Federsitzes geschraubt wird und mit der Außenfläche des Dämpfungselementgehäuses 22 in Kontakt kommt. Solch eine Anordnung ist sehr kosteneffektiv und würde das Verbauen des Systems 10 nicht wesentlich erschweren. Wenn sie gelöst ist, gestattet die Stellschraube, dass sich der Federsitz 24 zum Verbauen verschiebt und ungehindert dreht, wenn die Stellschraube jedoch richtig angezogen ist, verhindert sie eine unerwünschte Drehung des Federsitzes.
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Noch ein weiterer Vorteil jedes der einstückigen Federsitze 24, 124, 224 und 324, die hier beschrieben werden, gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, dass eine allseits bekannte zweistückige Federsitzkonfiguration nach dem Stand der Technik einen größeren Windungsnutdurchmesser erfordert, um eine Fehlausrichtung zwischen den spiralförmigen Nuten der beiden Hälften des Passfedersitzes zu berücksichtigen. Ohne die größeren Nuten verhindert jegliche Fehlausrichtung der beiden Hälften des zweistückigen Federsitzes ein Aufschrauben des Endes der Feder auf die Nuten der verbauten Hälften. Somit ist es durch einen einstückigen Federsitz mit einer durchgängigen spiralförmigen Nut nicht länger erforderlich, eine strikte Toleranzkontrolle während der Herstellung, die anderweitig bei Verwendung von zwei Federsitzhälften erforderlich ist, zu haben.
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Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen ist zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt worden. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Offenbarung einschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern, wo zutreffend, austauschbar und können in einer gewählten Ausführungsform verwendet werden, selbst wenn nicht speziell gezeigt oder beschrieben. Diese kann auch auf verschiedene Weise geändert werden. Solche Varianten sollen nicht als Abweichung von der Offenbarung betrachtet werden, und alle solchen Modifikationen sollen im Schutzumfang der Offenbarung mit enthalten sein.
