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Querverweis auf zugehörige Anmeldungen
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Patentanmeldung mit der Nummer 13/167,056, die am 23. Juni 2011 angemeldet wurde. Die gesamte Offenbarung der obigen Anmeldung ist hiermit durch Bezugnahme mit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
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Bereich
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Federbeinanordnungen für Fahrzeug-Radaufhängungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung einen Stoßdämpfer für eine Federbeinanordnung (Corner-Baugruppe), der ein verstärktes äußeres Rohr in dem Bereich aufweist, der mit den anderen Bauteilen der Federbeinanordnung zusammenwirkt.
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Hintergrund
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Dieser Abschnitt bietet Hintergrundinformationen zu der vorliegenden Offenbarung, die nicht notwendigerweise Stand der Technik sind.
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Federbeinanordnungen für Radaufhängungssysteme sind in der KFZ-Industrie wohl bekannt. Die verbreiteteste Form einer Corner-Baugruppe für ein Aufhängungssystem ist das Federbeinaufhängungssystem. Das Federbeinsystem umfasst eine Spiralfeder, die konzentrisch um ein teleskopisches Federbein, welches der Stoßdämpfer ist, angeordnet ist. Das obere Ende der Federbeinanordnung umfasst eine obere Befestigungsanordnung, die in einer durch den Fahrzeugkörper gebildeten Brücke an einer Stelle oberhalb des Radbogens des Fahrzeugs befestigt ist. Das untere Ende der Federbeinanordnung ist an einem Achsschenkel der Radanordnung befestigt. Typischerweise umfasst der Achsschenkel einen Klemmmechanismus, der das äußere Rohr des Stoßdämpfers klemmt.
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Die Spiralfeder ist um den Stoßdämpfer herum angeordnet und erstreckt sich zwischen einem oberen Federsitz, der ein Teil der oberen Befestigungsanordnung für die Federbeinanordnung ist, und einem unteren Federsitz, der üblicherweise durch Schweißen an dem Stoßdämpfer der Federbeinanordnung befestigt ist. Das äußere Rohr des Stoßdämpfers muss ausreichend stark dimensioniert werden, um die Klemmkraftanforderungen für das Zusammenwirken mit dem Achsschenkel des Fahrzeugs sowie die Anforderungen bezüglich der Seitenkräfte beim Bremsen, Beschleunigen und Lenken erfüllen zu können. Auch wenn der Klemmbereich sowie der Bereich unmittelbar oberhalb des Achsschenkels des äußeren Rohres ausgebildet sein muss, diesen Kraftanforderungen zu widerstehen, unterliegen die übrigen Abschnitte des äußeren Rohres, auch wenn sie ausgebildet sein müssen, signifikante Lasten auszuhalten, keinen Lasten der Größe des geklemmten Bereichs und des Bereichs unmittelbar oberhalb des Achsschenkels. Die Lastanforderungen für die übrigen Abschnitte des äußeren Rohres sind typischerweise geringer als die Lastanforderungen des Klemmabschnitts und des Bereichs unmittelbar oberhalb des Achsschenkels. Typischerweise wird das äußere Rohr eines Stoßdämpfers als ein Rohr mit konstanter Wanddicke ausgebildet. Die Dicke des äußeren Rohres ist ausgelegt, die Klemmlastanforderungen sowie die Anforderungen bezüglich der Seitenkräfte beim Bremsen, Beschleunigen und Lenken zu erfüllen und nachdem der übrige Abschnitt des Stoßdämpfers nicht dieselbe Stärke wie der geklemmte Abschnitt und der Bereich unmittelbar oberhalb des Achsschenkels benötigt, ist das Rohr mit konstanter Dicke im übrigen Abschnitt überdimensioniert. Dies führt zu Materialverschwendung und überhöhten Kosten. Auch wenn ein einziges Rohr mit variabler Dicke für diese Anwendung vorsehbar wäre, ist dies aufgrund der Kosten und Komplikationen bei der Fertigung eines einstückigen Rohres mit variabler Wanddicke keine akzeptable Alternative.
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Andere Arten von Federbeinanordnungen umfassen eine Federbeinanordnung, die eine Gabelaufnahme aufweist, wobei das äußere Rohr des Stoßdämpfers durch die Gabelaufnahme, die an einem unteren Querlenker, einem Achsschenkel oder an einem anderen Bauteil der Federbeinanordnung befestigt ist, geklemmt wird. Eine weitere Art einer Corner-Baugruppe ist eine Federbeinanordnung mit dualem Querlenker, die eine Gabelaufnahme umfasst, wobei das äußere Rohr des Stoßdämpfers durch die Gabelaufnahme, die an einem unteren Querlenker, einem Achsschenkel oder einem anderen Bauteil der Federbeinanordnung befestigt ist, geklemmt wird. In jeder dieser Federbeinanordnungen wird der Stoßdämpfer an der gefederten Masse des Fahrzeuges befestigt. Diese Federbeinanordnungen weisen dasselbe Problem bezüglich der Klemmung des äußeren Rohres des Stoßdämpfers auf, wie es für die Federbeinanordnung oben diskutiert wurde.
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Zusammenfassung
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Dieser Abschnitt bietet eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung und ist keine umfassende Offenbarung des gesamten Bereichs oder all seiner Merkmale.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Stoßdämpfer mit einem äußeren Rohr mit konstanter Wanddicke, wobei die Dicke des äußeren Rohres ausgelegt ist, die Lastanforderungen des unteren Lastabschnitts des äußeren Rohres zu erfüllen. In dem oberen Lastabschnitt des Rohres ist ein Verstärkungselement vorgesehen. Das Verstärkungselement erhöht die Belastbarkeit des äußeren Rohres in dem oberen Lastabschnitt mit dem geklemmten Abschnitt und dem Bereich unmittelbar oberhalb des Achsschenkels, um den Klemmlastanforderungen und Biegelastanforderungen während des betreib des Fahrzeugs zu widerstehen. Dieses System bietet einen Stoßdämpfer zu geringeren Kosten und mit geringerem Gewicht, dessen Dimensionierung optimiert ist, um die Lastanforderungen von sowohl dem geklemmten Abschnitt als auch dem nicht geklemmten Abschnitt des äußeren Rohres zu erfüllen.
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Weitere Anwendungsbereiche werden durch die hier bereitgestellte Beschreibung klar. Die Beschreibung und spezifischen Ausführungsbeispiele in dieser Zusammenfassung dienen lediglich dem Zwecke der Illustration und sind nicht gedacht, den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
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Zeichnungen
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich dem Zwecke der Illustration ausgewählter Ausführungsbeispiele und nicht aller möglichen Implementierungen, ferner sind sie nicht gedacht, den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
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1 ist eine Darstellung eines Fahrzeugs, welches den Stoßdämpfer gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet;
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2 ist eine Seitenansicht einer Federbeinanordnung (Corner-Baugruppe), welche die Stoßdämpfer gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet;
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3 ist eine seitliche Schnittansicht eines Stoßdämpfers, der die Verstärkung des äußeren Rohres in dem geklemmten Abschnitt des äußeren Rohres umfasst;
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4 ist eine vergrößerte Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, der Kolbenanordnung des in 3 dargestellten Stoßdämpfers;
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5 ist eine vergrößerte Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, der Basisventilanordnung des in 3 dargestellten Stoßdämpfers;
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6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des geklemmten Abschnitts des in 3 dargestellten Stoßdämpfers;
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7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Stoßdämpfers gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Offenbarung;
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8 ist eine Seitenansicht einer Federbeinanordnung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung mit dem Stoßdämpfer der vorliegenden Offenbarung;
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9 ist eine Endansicht einer Baugruppe mit einem Ausgleichsrohr, einem Druckrohr und einem Einsatz gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
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10 ist eine seitliche perspektivische Ansicht der in 9 gezeigten Baugruppe; und
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11 ist eine perspektivische Ansicht des in 9 dargestellten Einsatzes.
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Gleiche Bezugszeichen benennen gleiche Teile in allen Ansichten der Zeichnungen.
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Detaillierte Beschreibung
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Beispielhafte Ausführungsformen werden nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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In 1 ist ein Fahrzeug mit einem Aufhängungssystem gezeigt, das eine Federbeinanordnung gemäß der Offenbarung aufweist und im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist. Das Fahrzeug 10 umfasst eine hintere Aufhängung 12, eine vordere Aufhängung 14 und ein Chassis 16. Die hintere Aufhängung 12 hat ein sich quer erstreckendes Bauteil (nicht gezeigt), das angepasst ist, ein Paar Hinterräder 18 operativ zu tragen. Das hintere Achsbauteil ist operativ an dem Chassis 16 durch ein Paar Federbeine 12 verbunden, welche ein Paar Stoßdämpfer 22 und ein Paar Spiralfedern 24 umfassen. Ähnlich umfasst die vordere Aufhängung 14 ein sich quer erstreckendes vorderes Achsbauteil (nicht gezeigt), um die Vorderräder 26 des Fahrzeugs operativ zu tragen. Das vordere Achsbauteil ist operativ mit dem Chassis 16 über ein zweites Paar der Federbeinanordnungen 28 verbunden, welche ein Paar Stoßdämpfer 30 und ein Paar geformte Spiralfedern 32 umfassen. Die Stoßdämpfer 22 und 30 dienen zum Dämpfen der Relativbewegungen der ungefederten Masse (d. h. jeweils vordere und hintere Aufhängungen 12 und 14) und der gefederten Masse (d. h. des Chassis 16) des Fahrzeugs 10. Auch wenn das Fahrzeug 10 wie ein PKW mit vorderen und hinteren Achsbauteilen gezeigt ist, können die Stoßdämpfer 22 und 30 auch in Verbindung mit anderen Fahrzeugtypen und in anderen Anwendungsgebieten verwendet werden, wie beispielsweise in Fahrzeugen mit unabhängigen vorderen und/oder unabhängigen hinteren Aufhängungssystemen. Des Weiteren ist der Begriff Stoßdämpfer, wie er hier verwendet wird, so zu verstehen, dass er sich auf Dämpfer im Allgemeinen bezieht und somit Federbeine umfasst. Auch wenn die vordere Aufhängung 14 als ein Paar Federbeine oder Stoßdämpfer 30 aufweisend dargestellt ist, liegt es innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung, dass die hintere Aufhängung 12 ein Paar Federbeine oder Stoßdämpfer 30 umfasst, falls dies gewünscht ist.
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Bezugnehmend auf 2 ist die vordere Federbeinanordnung 28 für das Fahrzeug 10 detaillierter dargestellt. Das Chassis 16 bestimmt eine Stoßdämpferbrücke 34 mit einem Blech des Fahrzeugs 10, innerhalb der eine Federbeinanordnung 36 aufgenommen ist, die eine Teleskopvorrichtung in Form eines Stoßdämpfers 30, eine Feder 32, eine obere Befestigungsanordnung 38 und ein Achsschenkel 40 umfasst. Die Federbeinanordnung 36 mit dem Stoßdämpfer 30, der Spiralfeder 32 und der oberen Befestigungsanordnung 38 sind an dem Fahrzeug 10 über die Stoßdämpferbrücke 34 befestigt. Die obere Befestigungsanordnung 38 umfasst eine obere Befestigung 42, eine Lageranordnung 44 und einen oberen Federsitz 46. Die obere Befestigung 42 umfasst einen integral angeformten Körper und eine starres Element, üblicherweise aus gestanztem Blech. Die obere Befestigungsanordnung 38 ist an der Stoßdämpferbrücke 34 über Bolzen 48 befestigt. Die Lageranordnung 44 ist reibschlüssig innerhalb des angeformten Körpers der oberen Befestigung 42 befestigt, um in der oberen Befestigung 42 derart eingesetzt zu sein, so dass eine Seite der Lageranordnung 44 relativ zu der oberen Befestigungsanordnung 42 und der Stoßdämpferbrücke 38 befestigt ist. Die zweite Seite der Lageranordnung 44 rotiert frei gegenüber der ersten Seite der Lageranordnung 44, der oberen Befestigung 42 und der Stoßdämpferbrücke 34.
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Die frei rotierende Seite der Lageranordnung 44 trägt den oberen Federsitz 46, der über eine Spielpassung an dem Außendurchmesser der Lageranordnung 44 befestigt ist. Ein Anschlagpuffer 50 ist zwischen dem oberen Federsitz 46 und dem Stoßdämpfer 30 angeordnet. Der Anschlagpuffer 50 umfasst ein elastomeres Material, dass durch ein Kunststoff-Schmutzschild 52 geschützt wird. Eine Dämpferkappe 54 ist auf dem Stoßdämpfer 30 angeordnet, um an dem Anschlagpuffer 50 und dem Kunststoff-Schmutzschild 52 anzuliegen.
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Ein unterer Federsitz 56 ist an dem Stoßdämpfer 30 befestigt und eine Spiralfeder 32 ist zwischen dem oberen Federsitz 46 und dem unteren Federsitz 56 angeordnet, um das Chassis von der vorderen Aufhängung 14 zu isolieren. Auch wenn der Stoßdämpfer 30 in 2 dargestellt ist, versteht sich, dass der Stoßdämpfer 22 auch die hier für den Stoßdämpfer 30 beschriebenen Merkmale umfassen kann.
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Bevor die Federbeinanordnung 36 in das Fahrzeug 10 montiert wird, wird die Vormontage des Federbeins 36 durchgeführt. Die Dämpferkappe 54, der Anschlagpuffer 50 und das Kunststoff-Schmutzschild 52 werden an dem Stoßdämpfer 30 montiert. Die Spiralfeder 32 wird über dem Stoßdämpfer 30 montiert und innerhalb des unteren Federsitzes 56 positioniert. Der obere Federsitz 46 wird auf dem Stoßdämpfer 30 montiert und bezüglich der Spiralfeder 32 korrekt ausgerichtet. Die Lageranordnung 44 wird auf den oberen Federsitz 46 und die obere Befestigung 42 wird auf die Lageranordnung 44 positioniert. Die gesamte Anordnung wird innerhalb einer Montagemaschine positioniert, welche die Spiralfeder 32 derart zusammendrückt, dass das Ende des Stoßdämpfers 30 sich durch eine innerhalb der oberen Befestigungsanordnung 38 angeordnete Bohrung erstreckt. Eine Haltemutter 58 ist über einem Gewinde auf dem Ende des Stoßdämpfers 30 aufgenommen, um die Anordnung der Federbeinanordnung 36 zu sichern.
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Die obere Befestigung 42 ist als identisches Bauteil für die rechte und linke Seite des Fahrzeugs ausgelegt, jedoch weist sie unterschiedliche Orientierungen bezüglich des Stoßdämpfers 30 und den zugehörigen Haltern auf, wenn sie auf der rechten oder linken Seite des Fahrzeugs angeordnet wird.
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Bezugnehmend auf die 3 ist der Stoßdämpfer 30 detaillierter dargestellt. Auch wenn 3 nur den Stoßdämpfer 30 zeigt, versteht sich, dass der Stoßdämpfer 22 ebenfalls ein Teil der Federbeinanordnung sein kann und die nachstehend für die Stoßdämpfer 30 beschriebene Verstärkung aufweisen kann. Der Stoßdämpfer 30 umfasst ein Druckrohr 60, eine Kolbenanordnung 62, eine Kolbenstange 64, eine Ausgleichsrohranordnung 66 und eine Basisventilanordnung 68.
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Das Druckrohr 60 bestimmt eine Arbeitskammer 72. Die Kolbenanordnung 62 ist gleitend innerhalb des Druckrohrs 60 angeordnet und teilt die Arbeitskammer 72 in eine obere Arbeitskammer 74 und eine untere Arbeitskammer 76. Eine Dichtung 78 ist zwischen der Kolbenanordnung 62 und dem Druckrohr 60 angeordnet, um eine gleitende Bewegung der Kolbenanordnung 62 innerhalb des Druckrohrs 60 zu ermöglichen, ohne übermäßige Reibungskräfte zu erzeugen, und um die obere Arbeitskammer 74 von der unteren Arbeitskammer 76 abzudichten. Die Kolbenstange 64 ist an der Kolbenanordnung 62 angeordnet und erstreckt sich durch die obere Arbeitskammer 74 und durch eine obere Abschlusskappe 80, welche das obere Ende des Druckrohrs 60 schließt. Ein Dichtungssystem dichtet die Grenzfläche zwischen der oberen Abschlusskappe 80, der Ausgleichsrohranordnung 66 und der Kolbenstange 64. Das Ende der Kolbenstange 64 gegenüberliegend zur Kolbenanordnung 62 ist angepasst, an der oberen Befestigungsanordnung 38 und der gefederten Masse des Fahrzeugs 10 befestigt zu werden, wie oben beschrieben. Die Ventilsteuerung innerhalb der Kolbenanordnung 62 steuert die Bewegung des Fluids zwischen der oberen Arbeitskammer 74 und der unteren Arbeitskammer 76 während der Bewegung der Kolbenanordnung 62 innerhalb des Druckrohrs 60. Da sich die Kolbenstange 64 nur durch die obere Arbeitskammer 74 und nicht durch die untere Arbeitskammer 76 erstreckt, bewirkt die Bewegung der Kolbenanordnung 62 bezüglich des Druckrohres 60 einen Unterschied der Menge, die in der oberen Arbeitskammer 74 verlagert wird und der Menge, die in der unteren Arbeitskammer 76 verlagert wird. Der Unterschied der verlagerten Flüssigkeitsmengen ist als „Stangevolumen” bekannt und dieses fließt durch die Basisventilanordnung 68.
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Die Ausgleichsrohranordnung 66 umgibt das Druckrohr 60, um eine Fluid-Ausgleichskammer 82 zu bilden, die zwischen dem Druckrohr 60 und der Ausgleichsrohranordnung 66 angeordnet ist. Das untere Ende der Ausgleichsrohranordnung 66 wird durch eine Abschlusskappe 84 geschlossen. Auch wenn die Abschlusskappe 84 als separates Bauteil dargestellt ist, liegt es innerhalb des Bereichs der vorliegenden Offenbarung, dass die Abschlusskappe 84 integral mit der Ausgleichsrohranordnung 66 ausgebildet ist. Das obere Ende der Ausgleichsrohranordnung 66 ist an der oberen Abschlusskappe 80 angeordnet. Das untere Ende der Ausgleichsrohranordnung 66 bestimmt einen Verstärkungsabschnitt 86, der an den Achsschenkel 40 angrenzt. Die verbleibende Länge der Ausgleichsrohranordnung 66 bestimmt einen nicht verstärkten Abschnitt 88. Die Basisventilanordnung 68 ist zwischen der oberen Arbeitskammer 76 und der Ausgleichskammer 82 angeordnet, um den Fluidfluss zwischen den Kammern 76 und 82 zu steuern. Wenn der Stoßdämpfer 30 der Länge nach ausfährt, wird ein zusätzliches Volumen an Fluid in der unteren Arbeitskammer 76 aufgrund des „Stangenvolumenkonzepts” benötigt. Deshalb fließt Fluid aus der Ausgleichskammer 82 in die untere Arbeitskammer 76 durch die Basisventilanordnung 68, wie nachstehend beschrieben. Wenn der Stoßdämpfer 30 der Länge nach zusammengedrückt wird muss überschüssiges Fluid aus der unteren Arbeitskammer 76 aufgrund des „Stangenvolumenkonzepts” beseitigt werden. Deshalb fließt Fluid aus der unteren Arbeitskammer 76 zur Ausgleichskammer 82 durch die Basisventilanordnung 68, wie nachstehend beschrieben.
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Bezugnehmend auf 4 umfasst die Kolbenanordnung 62 einen Kolbenkörper 90, eine Kompressionsventilanordnung 92 und eine Rückschlag-Ventilanordnung 94. Die Kompressionsventilanordnung 92 wird gegen eine Schulter 96 auf der Kolbenstange 64 montiert. Der Kolbenkörper 90 wird gegen die Kompressions-Ventilanordnung 92 montiert und die Rückschlag-Ventilanordnung 94 wird gegen den Kolbenkörper 90 montiert. Eine Mutter 98 sichert die Bauteile an der Kolbenstange 64.
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Der Kolbenkörper 90 bestimmt eine Vielzahl von Kompressionsdurchgängen 100 und eine Vielzahl von Rückflussdurchgängen 102. Die Dichtung 78 umfasst einen Vielzahl von Rippen 104, die zu einer Vielzahl von umlaufenden Nuten 106 passen, um die gleitende Bewegung der Dichtung 78 bezüglich des Kolbenkörpers 90 zu beschränken, wenn die Kolbenanordnung 62 in dem Druckrohr 60 gleitet.
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Die Kompressionsventilanordnung 92 umfasst einen Halter 108, eine Ventilscheibe 110 und eine Feder 112. Der Halter 108 grenzt an die Schulter 96 an einem Ende und an dem Kolbenkörper 90 an dem anderen Ende an. Die Ventilscheibe 110 grenzt an den Kolbenkörper 90 an und schließt die Kompressionsdurchgänge 100, während sie die Rückflussdurchgänge 102 offen lässt. Die Feder 112 ist zwischen dem Halter 108 und der Ventilscheibe 110 angeordnet, um die Ventilscheibe 110 gegen den Kolbenkörper 90 vorzuspannen. Während einer Kompression wird das Fluid in der unteren Arbeitskammer 76 unter Druck gesetzt, wodurch der Fluiddruck gegen die Ventilscheibe 110 wirkt. Wenn der gegen die Ventilscheibe 110 wirkende Druck die Vorspannkraft der Feder 112 übersteigt, löst sich die Ventilscheibe 110 von dem Kolbenkörper 90, um die Kompressionsdurchgänge 100 zu öffnen und den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 76 zur oberen Arbeitskammer 74 zu ermöglichen. Die Dämpfungseigenschaften des Stoßdämpfers 30 während einer Einfederung des Stoßdämpfers 30 können durch die Kompressions-Ventilanordnung 92 und/oder die Basisventilanordnung 68, welche den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 76 zur Ausgleichskammer 82 aufgrund des „Stangenvolumenkonzepts” anpassen, wie nachstehend beschrieben, gesteuert werden. Während einer Ausfederung werden die Kompressionsdurchgänge 100 durch die Ventilscheibe 110 geschlossen.
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Die Rückschlag-Ventilanordnung 94 umfasst einen Abstandshalter 114, eine Vielzahl von Ventilscheiben 116, einen Halter 118 und eine Feder 120. Der Abstandshalter 114 ist über ein Gewinde auf der Kolbenstange 64 aufgenommen und zwischen dem Kolbenkörper 90 und der Mutter 98 angeordnet. Der Abstandshalter 114 hält den Kolbenkörper 90 und die Kompressions-Ventilanordnung 92, während er ein Festziehen der Mutter 98 erlaubt, ohne die Ventilscheibe 100 oder die Ventilscheiben 116 zusammen zu drücken. Der Halter 108, der Kolbenkörper 90 und der Abstandshalter 114 bieten eine dauerhafte, feste Verbindung zwischen der Schulter 96 und der Mutter 98, um das Festziehen und Sichern der Mutter 98 an dem Abstandshalter 114 und somit der Kolbenstange 64 zu gewährleisten. Die Ventilscheiben 116 sind gleitend auf dem Abstandshalter 114 aufgenommen und grenzen an den Kolbenkörper 90 an, um die Rückflussdurchgänge 102 zu schließen, während die Kompressionsdurchgänge 100 offen gelassen werden. Der Halter 118 ist gleitend auf dem Abstandshalter 114 aufgenommen und grenzt an die Ventilscheiben 116 an. Die Feder 120 ist über dem Abstandshalter 114 montiert und zwischen dem Halter 118 und der Mutter 98 angeordnet, die über ein Gewinde auf dem Abstandshalter 114 aufgenommen ist. Die Feder 120 spannt den Halter 118 gegen die Ventilscheiben 116 und die Ventilscheiben 116 gegen den Kolbenkörper vor. Die Ventilscheiben 116 umfassen mindestens einen Spalt, der eine begrenzte Menge eines Leckageflusses vorbei an der Rückschlag-Ventilanordnung 94 erlaubt. Wenn der Fluidfluss auf die Ventilscheiben 116 aufgebracht wird, biegen sich diese elastisch an den äußeren Umfangskanten, um die Rückschlags-Ventilanordnung 94 zu öffnen. Eine Scheibe 124 ist zwischen der Mutter 98 und der Feder 120 angeordnet, um die Vorspannung für die Feder 120 und somit den Abblasdruck zu steuern, wie nachstehend beschrieben. Somit ist die Einstellung des Abblasmerkmals der Rückschlag-Ventilanordnung 94 von der Kalibrierung der Kompressions-Ventilanordnung 92 getrennt.
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Während einer Ausfederung wird das Fluid in der oberen Arbeitskammer 74 unter Druck gesetzt, wodurch der Fluiddruck gegen die Ventilscheiben 116 wirkt. Wenn der gegen die Ventilscheiben 116 wirkende Druck die Vorspannkraft der Ventilscheiben 116 übersteigt, werden die Ventilscheiben 116 elastisch gebogen, wodurch die Rückflussdurchgänge 102 geöffnet werden, und Fluidfluss von der oberen Arbeitskammer 74 zu der unteren Arbeitskammer 76 ermöglicht wird. Die Stärke der Ventilscheiben 116 und die Größe der Rückflussdurchgänge 102 bestimmen die Dämpfungseigenschaften des Stoßdämpfers 30 bei der Ausfederung. Bevor die Ventilscheiben 116 sich biegen, fließt eine gesteuerte Menge an Fluid von der oberen Arbeitskammer 74 zur unteren Arbeitskammer 76 durch den Spalt 122, um eine Einstellbarkeit für geringere Geschwindigkeiten bereitzustellen. Wenn der Fluiddruck innerhalb der oberen Arbeitskammer 74 ein vorbestimmtes Niveau erreicht, übersteigt der Fluiddruck die Vorspannkraft der Feder 120, wodurch eine Axialbewegung des Halters 118 und der Vielzahl von Ventilscheiben 116 verursacht wird. Die Axialbewegung des Halters 118 und der Ventilscheiben 116 öffnet die Rückflussdurchgänge 102 vollständig, wodurch eine signifikante Menge des Dämpfungsfluides passieren kann, wodurch ein Abblasen (blowing off) des Fluiddrucks gewährleistet wird, was benötigt wird, um Schaden an den Stoßdämpfern und/oder dem Fahrzeug 10 zu vermeiden. Zusätzliches Fluid, das benötigt wird, um es der unteren Arbeitskammer 76 aufgrund des „Stangenvolumenkonzepts” zuzuführen, fließt durch die Basisventilanordnung 68.
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Bezugnehmend auf 5 umfasst die Basisventilanordnung 68 einen Ventilkörper 142, eine Kompressions-Ventilanordnung 144 und eine Rückschlag-Ventilanordnung 146. Die Kompressions-Ventilanordnung 144 und die Rückschlags-Ventilanordnung 146 sind an dem Ventilkörper 142 unter Verwendung eines Bolzens 148 und einer Mutter 150 befestigt. Das Anziehen der Mutter 150 spannt die Kompressions-Ventilanordnung 144 gegen den Ventilkörper 142 vor. Der Ventilkörper 142 bestimmt eine Vielzahl von Kompressionsdurchgängen 152 und eine Vielzahl von Rückflussdurchgängen 154.
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Die Kompressions-Ventilanordnung 144 umfasst eine Vielzahl von Ventilscheiben 156, die gegen den Ventilkörper 142 über den Bolzen 148 und die Mutter 150 vorgespannt ist. Während einer Einfederungsbewegung wird das Fluid in der unteren Arbeitskammer 76 unter Druck gesetzt und der Fluiddruck innerhalb der Kompressionsdurchgänge 152 wird letztlich die Kompressions-Ventilanordnung 144 durch ein Wegbiegen der Ventilscheiben 156 öffnen. Die Kompressions-Ventilanordnung 92 der Kolbenanordnung 62 erlaubt einen Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 76 zur oberen Arbeitskammer 74 und nur das „Stangenvolumen” fließt durch die Kompressions-Ventilanordnung 144. Die Dämpfungseigenschaften des Stoßdämpfers 30 werden durch die Ausbildung der Kompressions-Ventilanordnung 144 der Basisventilanordnung 68 bestimmt und sie können auch durch die Kompressions-Ventilanordnung 92 bestimmt werden.
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Die Rückschlag-Ventilanordnung 146 umfasst eine Ventilscheibe 158 und eine Ventilfeder 160. Die Ventilscheibe 158 grenzt an den Ventilkörper 142 an und schließt die Rückflussdurchgänge 154. Die Ventilfeder 160 ist zwischen der Mutter 150 und der Ventilscheibe 158 angeordnet, um die Ventilscheibe 158 gegen den Ventilkörper 142 vorzuspannen. Während einer Ausfederungsbewegung wird der Druck des Fluids in der unteren Arbeitskammer 76 reduziert, wodurch der Fluiddruck in der Ausgleichskammer 82 gegen die Ventilscheibe 158 wirkt. Wenn der Fluiddruck gegen die Ventilscheibe 158 die Vorspannungskraft der Ventilfeder 160 übersteigt, trennt sich die Ventilscheibe 158 von dem Ventilkörper 142, um die Rückflussdurchgänge 154 zu öffnen und einen Fluidfluss von der Ausgleichskammer 82 zu der unteren Arbeitskammer 76 zu ermöglichen. Die Dämpfungseigenschaften für eine Ausfederungsbewegung können durch die Rückschlag-Ventilanordnung 94 wie oben beschrieben gesteuert werden, sie können ferner durch die Rückschlag-Ventilanordnung 146 gesteuert werden.
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Bezugnehmend auf die 6 ist eine Ausgleichsrohranordnung 66 detaillierter dargestellt. Die Ausgleichsrohranordnung 66 umfasst ein Ausgleichsrohr 170 und ein Verstärkungselement 172 in Form eines inneren Rohres. Vorzugsweise ist das Verstärkungselement 172 ein Stahlrohr, jedoch kann jedes Material verwendet werden, welches die benötigte Versteifung gewährleistet. Die Ausgleichsrohranordnung 66 erstreckt sich von der Abschlusskappe 84 zu der oberen Abschlusskappe 80, um die Ausgleichskammer 82 zu bestimmen. Das Verstärkungselement 172 ist innerhalb der Ausgleichskammer 82 angeordnet. Das Verstärkungselement 172 erstreckt sich von einer von dem Ende des Ausgleichsrohrs 170 beabstandeten Position zu einer Position, die oberhalb dem oberen Ende des Klemmabschnitts des Achsschenkels 40 (2) liegt, der ein Teil der Federbeinanordnung 36 darstellt. Das Versteifungselement 172 erhöht die Steifigkeit des unteren verstärkten Abschnitts 86 des Ausgleichsrohres 170, so dass es die Klemmkräfte eines Klemmelements wie eines Achsschenkels 40 und durch Bremsen, Beschleunigen und Lenken des Fahrzeugs hervorgerufene Biegekräfte aufnehmen kann. Die Verstärkung des unteren verstärkten Abschnitts 86 des Ausgleichsrohres 170 ermöglicht, dass der obere nicht verstärkte Abschnitt 88 des Ausgleichsrohres 170 sowie der nicht verstärkte Abschnitt 88 des Ausgleichsrohres 170' als dünneres Rohr dimensioniert wird, da die Gesamt-Lastanforderungen für den Stoßdämpfer 30 in dem nicht verstärkten Abschnitt 88 geringer sind als die Gesamt-Lastanforderungen für den Stoßdämpfer 30 in dem verstärkten Abschnitt 86. Die axiale Länge und Dicke des Verstärkungselements 172 wird sowohl durch die Klemmkräfte als auch durch die Biegekräfte bestimmt, welche der Stoßdämpfer 30 aushalten muss.
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Auch wenn das Verstärkungselement 172 dargestellt ist, an der Innenfläche des Ausgleichsrohres 170 zu sein, liegt es innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung, das Verstärkungselement 172 auf der Außenfläche oder über dem Ausgleichsrohr 170, wie in 7 dargestellt, zu positionieren. Auch wenn das Verstärkungselement 172 in Verbindung mit einem Zweirohr-Stoßdämpfer dargestellt ist, liegt es innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung, das Verstärkungselement 172' mit einem Einrohr-Stoßdämpfer zu verwenden, wenn es die Steifigkeit des verstärkten Abschnitts des Druckrohres 170' des Einrohr-Stoßdämpfers erhöht. Bei der Verwendung mit einem Einrohr-Stoßdämpfer ist bevorzugt, das Verstärkungselement 172' auf der Außenseite des Druckrohrs anzuordnen, um es dem Kolben zu ermöglichen, sich in den verstärkten Abschnitt des Druckrohres zu bewegen. Somit zeigen die 6 und 7 auch das Druckrohr 170' und das Verstärkungselement 172'.
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Bezugnehmend auf die 8 ist eine Federbeinanordnung 220 (Corner-Baugruppe) gemäß der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Die Federbeinanordnung 220 kann entweder eine oder beide der Federbeinanordnungen 20 und 28 ersetzen. Die Federbeinanordnung 220 umfasst eine untere Querlenkeranordnung 222, eine obere Querlenkeranordnung 224, eine Achsschenkelanordnung 226 und eine Stoßdämpferanordnung 228.
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Die untere Querlenkeranordnung 222 ist an einem Ende an der gefederten Masse des Fahrzeugs 10 und an dem gegenüberliegenden Ende an der Stoßdämpferanordnung 228 und der Achsschenkelanordnung 226 befestigt. Die obere Querlenkeranordnung 224 ist an einem Ende an der gefederten Masse des Fahrzeugs 10 und an dem gegenüberliegenden Ende an der Achsschenkelanordnung 226 befestigt. Die Stoßdämpferanordnung 228 ist an einem Ende mit der unteren Querlenkeranordnung 222 und der Achsschenkelanordnung 226 verbunden und auf dem gegenüberliegenden Ende an der oberen Befestigungsanordnung 230 befestigt, die durch die gefederte Masse des Fahrzeugs 10 bestimmt wird.
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Die Stoßdämpferanordnung 228 umfasst eine Gabelaufnahme 232, einen Stoßdämpfer 30 und eine Spiralfeder 32. Der Stoßdämpfer 30 ist innerhalb der Gabelaufnahme 232 angeordnet und von dieser eingeklemmt. Der untere Federsitz 56 ist an dem Stoßdämpfer 30 befestigt und die Spiralfeder 32 ist zwischen der oberen Befestigungsanordnung 230 und dem unteren Federsitz 56 angeordnet, um das Chassis 16 von der vorderen Aufhängung 14 zu isolieren. Der Stoßdämpfer 30 ist oben detailliert beschrieben und wird hier nicht beschrieben.
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Das Verstärkungselement 172 der Ausgleichsrohranordnung 66 erstreckt sich von einer Position, die von dem anderen Ende des Ausgleichsrohres 170 der Ausgleichsrohranordnung 66 beabstandet ist, zu einer Position, die oberhalb dem oberen Ende des Klemmabschnitts der Gabelaufnahme 232 ist. Das Verstärkungselement 172 vergrößert die Steifigkeit des unteren verstärkten Abschnitts 86 des Ausgleichrohres 170, so dass es die Klemmkräfte von dem Klemmelement wie einer Gabelaufnahme 232 und die Bewegung der Federbeinanordnung 220 erzeugten Biegekräfte aufnehmen kann. Die Verstärkung des unteren verstärkten Abschnitts 86 des Ausgleichsrohres 170 ermöglicht, dass der obere nicht verstärkte Abschnitt 88 des Ausgleichsrohres 170 als dünneres Rohr ausgebildet wird, da die Gesamt-Lastanforderungen für den Stoßdämpfer 30 in dem nicht verstärkten Abschnitt 86 geringer sind als die Gesamt-Lastanforderungen für den Stoßdämpfer 30 in dem verstärkten Abschnitt 88. Die Länge und Dicke des Verstärkungselementes 172 wird sowohl von den durch den Stoßdämpfer 30 auszuhaltenden Klemmlasten und Biegelasten bestimmt.
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Bezugnehmend auf die 9–11 sind das Druckrohr 60, das Ausgleichsrohr 170 und das Verstärkungselement 372 dargestellt. Das Ausgleichsrohr 170 und das Verstärkungselement 372 sind in dem Stoßdämpfer 30 ein Ersatz für die Ausgleichsrohranordnung 66, die das Ausgleichsrohr 170 und das Verstärkungselement 172 umfasst, wie oben beschrieben.
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Das Verstärkungselement 372 ist ein ringförmiges zylindrisches rohrförmiges Bauteil, das ein äußeres Rohr 374, ein inneres Rohr 376 und eine Vielzahl von Rippen 378 umfasst, die sich zwischen dem äußeren Rohr 374 und dem inneren Rohr 376 erstrecken. Die Vielzahl der Rippen 378 erstreckt sich über die gesamte axiale Länge des Verstärkungselements 372.
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Das Verstärkungselement 372 ist ein metallenes Bauteil oder das Verstärkungselement 372 kann ein Kunststoffbauteil sein, das innerhalb der Ausgleichskammer 82 zwischen dem Druckrohr 60 und dem Ausgleichsrohr 170 angeordnet ist. Ein paar in dem Ausgleichsrohr 170 gebildete Rillen 380 bewahren die axiale Position des Verstärkungselements 372. Das äußere Rohr 374 des Verstärkungselements 372 steht unmittelbar in Eingriff mit der Innenfläche des Ausgleichsrohres 170 und das innere Rohr 376 steht unmittelbar in Eingriff mit dem Druckrohr 60. Die Vielzahl der Rippen 378 bewahrt den radialen Abstand zwischen dem äußeren Rohr 374 und dem inneren Rohr 376. Eine zweite Lösung zum Erhalt der axialen Position des Verstärkungselements 372 ist ein Presssitz zwischen dem Verstärkungselement 372, dem Ausgleichsrohr 170 und/oder dem Druckrohr 60. Das würde die Rillen 380 überflüssig werden lassen.
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Das Verstärkungselement 372 ist axial innerhalb der Ausgleichskammer 82 positioniert, um mit dem Bereich des Ausgleichsrohres 170, das während des Betriebs des Fahrzeuges den höchsten Belastungen ausgesetzt ist, zusammenzufallen und dieses zu verstärken. Das Verstärkungselement 372 erhöht die Stärke des unteren verstärkten Abschnitts 86 des Ausgleichsrohres 170, so dass es die Klemmkräfte eines Klemmbauteils wie eines Achsschenkels 40 und alle durch die Bewegung des Stoßdämpfers 30 erzeugten Biegekräfte aushält. Die Verstärkung des unteren verstärkten Abschnitts 86 des Ausgleichsrohres 170 ermöglicht, dass der obere nicht verstärkte Abschnitt 88 des Ausgleichsrohres 170 als dünneres Rohr ausgebildet wird, da die Gesamt-Lastanforderungen für den Stoßdämpfer 30 in dem nicht verstärkten Abschnitt 88 geringer sind als die Gesamt-Lastanforderungen für den Stoßdämpfer 30 in dem verstärkten Abschnitt 86. Die axiale Länge und Dicke des äußeren Rohres 374, des inneren Rohres 376 und der Vielzahl an Rippen 378 sowie die Anzahl der Vielzahl an Rippen 378 wird sowohl von den durch den Stoßdämpfer 30 auszuhaltenden Klemmlasten und Biegelasten bestimmt.
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Die voranstehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist nur zum Zwecke der Illustration und der Beschreibung bereitgestellt. Sie ist nicht erschöpfend oder die Erfindung begrenzend. Individuelle Elemente oder Merkmale der speziellen Ausführungsformen sind im Wesentlichen nicht auf das bestimmte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern, soweit anwendbar, austauschbar und können in ausgewählten Ausführungsformen verwendet werden, selbst wenn dies nicht speziell gezeigt wurde oder beschrieben ist. Das Selbe kann in verschiedenen Varianten ausgeführt sein. Solche Varianten sind nicht als Abkehr von der Erfindung zu sehen und alle diese Modifikationen liegen innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung.
