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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 26. November 2014 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung mit der lfd. Nr. 62/084,779, auf deren Inhalte hier in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Stoßdämpfer und insbesondere auf Stoßdämpfer, die eine Basisanordnung aus Verbundstoff mit einem angeformten Verschlusseinsatz aufweisen.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Herkömmliche Stoßdämpfer, die im Stand der Technik bekannt sind, umfassen in der Regel ein äußeres Rohr, eine Kolbenanordnung, eine Stange, Fluid und ein oder mehrere Ventile, wobei die Kolbenanordnung mit der Stange verbunden ist und sich während des Betriebs in Fluid in dem äußeren Rohr bewegt, um eine Axialbewegung der Stange bezüglich des äußeren Rohrs abzudämpfen. Dazu sind jeweilige gegenüberliegende Enden der Stange und des äußeren Rohrs an verschiedenen Gliedern oder Strukturen zum Abdämpfen einer Bewegung dazwischen angebracht. Beispielsweise verwenden herkömmliche Kraftfahrzeugaufhängungssysteme Stoßdämpfer in Verbindung mit Federn zum Steuern der Aufhängungsdämpfung beim Einfedern und Ausfedern, wobei der Stoßdämpfer in der Regel an einem Ende an einem Achsschenkel, der ein Rad stützt, und an dem anderen Ende an einem Teil des Rahmens oder der Karosserie des Fahrzeugs angebracht ist.
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In Abhängigkeit von der Anwendung kann der Stoßdämpfer des Weiteren ein inneres Rohr umfassen, das in dem äußeren Rohr angeordnet ist, wobei die Kolbenanordnung stattdessen in dem inneren Rohr gestützt wird. Der Stoßdämpfer ist an einem Ende, das die Kolbenanordnung aufnimmt, abgedichtet. Das innere Rohr definiert eine mit Fluid gefüllte Arbeitskammer, durch die sich die Kolbenanordnung während des Betriebs bewegen kann. Gleichermaßen wird in dem Raum zwischen dem äußeren Rohr und dem inneren Rohr eine Behälterkammer definiert. Die Behälterkammer enthält auch Fluid und steht über ein oder mehrere Ventile mit der Arbeitskammer in regulierter Strömungsverbindung. Die Kammern sind dahingehend abgedichtet, ein Austreten von Fluid daraus zu verhindern. Das äußere Rohr wird in der Regel aus Stahl hergestellt und kann demnach schwer sein. Da das äußere Rohr aus Stahl hergestellt ist, wird das Ende des äußeren Rohrs durch bekannte Verfahren, wie z. B. Crimpen oder Rollumformen, abgedichtet. Das äußere Rohr steht zum Abdichten der Kammern in der Regel mit einer Stangenführungsanordnung in Eingriff. Zur Reduzierung des Gewichts des äußeren Rohrs kann dünnwandiger Stahl oder Aluminium verwendet werden. Jedoch versteht sich, dass durch die Reduzierung der Wanddicke des äußeren Rohrs oder die Verwendung von Aluminium das Gewicht reduziert wird, was zu einer reduzierten Festigkeit führen kann.
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Verbundstoffmaterialien werden mehr und mehr bei Kraftfahrzeuganwendungen verwendet, um Gewicht zu reduzieren. Somit ist es aufgrund der oben erörterten Nachteile von aus Stahl gefertigten äußeren Rohren wünschenswert, das äußere Rohr aus einem Verbundstoffmaterial herzustellen. Es versteht sich jedoch, dass Verbundstoffe Materialeigenschaften aufweisen, die sich von jenen von Metallen stark unterscheiden. Insbesondere weisen Verbundstoffmaterialien eine geringere Steifigkeit auf und weisen deshalb eine stärkere Längung als Metalle auf. Ein weiterer Nachteil besteht in dem Bedarf einer derartigen Abdichtung des Stoßdämpfers, ein Entweichen von Fluid zu verhindern, und einer ausreichenden Festigkeit, um den Vorbelastungskräften und den äußeren Kräften zu widerstehen.
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In der Regel werden Stoßdämpfer mit einer Innenvorbelastung zwischen dem inneren Rohr und dem äußeren Rohr zusammengebaut, um zu verhindern, dass sich die oben erörterten verschiedenen Komponenten während des Betriebs lösen, und die Ausrichtung der Kolbenanordnung, der Stange, des inneren Rohrs und des äußeren Rohrs während des Betriebs zu unterstützen. Eine ordnungsgemäße Ausrichtung stellt eine reduzierte Reibung und wenige Geräusche während des Betriebs sicher. Somit versteht sich, dass eine axiale Ausfederungsbelastung des Stoßdämpfers eine wesentliche Verformung eines äußeren Rohrs aus Verbundstoff bewirken kann, so dass die oben erörterte Vorbelastung verloren ginge und sich die verschiedenen Komponenten lösen könnten, wodurch es zu verstärkten Geräuschen und verstärkter Reibung sowie verringerter Leistung und Lebensdauer der Komponenten kommt.
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Darüber hinaus versteht sich, dass die Flexibilität und Längung von Verbundstoffmaterialien an sich eine Befestigung an Metallkomponenten oder -anordnungen während der Fertigung erschweren und Befestigungs- oder Sicherungsmerkmale erfordern können, deren Herstellung komplex und kostenintensiv ist. Darüber hinaus werden komplett aus Metall bestehende Stoßdämpfer mit weit verbreiteten Verfahren, wie z. B. Rollumformen oder Crimpen, unter Verwendung vorhandener Maschinen, die zur Verwendung mit Verbundstoffen ungeeignet sind, gefertigt. Die Installation dieser Fertigungslinien ist sehr kostenintensiv und sie sind über viele Jahre hinweg weiter entwickelt worden, und die Verbundstoffanordnungen des Stands der Technik gestatten keinen Verschluss durch bestehende Verfahren.
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Alle Komponenten eines Stoßdämpfers der oben beschriebenen Art müssen zur effektiven Abdämpfung einer Axialbewegung während des Betriebs zusammenwirken. Obgleich im Stand der Technik bekannte Stoßdämpfer für ihren bestimmten Zweck generell gute Leistungen gezeigt haben, besteht in der Technik weiterhin Bedarf an einem Stoßdämpfer, der bessere Betriebseigenschaften aufweist, zuverlässig funktioniert und Vorteile im Hinblick auf eine Gewichtsverringerung bietet.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Der Stoßdämpfer der vorliegenden Erfindung umfasst eine innere Anordnung, eine Basisanordnung aus Verbundstoff und einen Verschlusseinsatz, der aus einem Metallmaterial gebildet ist. Die innere Anordnung umfasst ein Druckrohr, das sich zwischen einem ersten und einem zweiten Ende erstreckt, eine Stangenführung, die neben dem ersten Ende des Druckrohrs angeordnet ist, ein Druckventil, das neben dem zweiten Ende des Druckrohrs angeordnet ist, eine Kolbenanordnung, die in dem Druckrohr zwischen der Stangenführung und dem Druckventil angeordnet ist, und eine Stange, die funktionell an der Kolbenanordnung angebracht ist und dahingehend durch die Stangenführung gestützt wird, die Stange konzentrisch auf das Druckrohr auszurichten. Die Basisanordnung aus Verbundstoff definiert eine Kammer zur zumindest teilweisen Unterbringung der inneren Anordnung darin. Der Verschlusseinsatz aus Metall ist derart neben der Stangenführung an der Basisanordnung aus Verbundstoff funktionell angebracht, dass der Verschlusseinsatz aus Metall zumindest teilweise mit der Basisanordnung aus Verbundstoff verbunden ist. Der Verschlusseinsatz aus Metall stützt das Druckrohr und/oder die Stangenführung bezüglich der Basisanordnung aus Verbundstoff.
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Die vorliegende Erfindung bewältigt die mit Stoßdämpfern des Stands der Technik in Zusammenhang stehenden Nachteile. Der Stoßdämpfer der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass eine leichte Basisanordnung aus Verbundstoff komplett aus Metall bestehende Stoßdämpfer ersetzt, während zugleich die Möglichkeit des Zusammenbaus des Stoßdämpfers unter Verwendung bestehender Fertigungsverfahren und vorhandener Geräte aufrechterhalten wird. Insbesondere weist der Verschlusseinsatz aus Metall eine beträchtliche Festigkeit zum abdichtenden Verschließen des Stoßdämpfers und Verhindern des Entweichens eines Fluids darin auf, während er gleichzeitig an vorhandenen Geräten mit bestehenden Verfahren gefertigt werden kann. Der Verschlusseinsatz aus Metall wird dahingehend an der Basisanordnung aus Verbundstoff gesichert, während des Zusammenbaus und des typischen Einsatzes des Fahrzeugs anzutreffenden Ausreißkräften zu widerstehen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen mit besserem Verständnis der Erfindung nach der Lektüre der folgenden Beschreibung bei Betrachtung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung leicht hervor, wobei:
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1 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines gattungsgemäßen Fahrzeugs ist, die ein herkömmliches Aufhängungssystem zeigt.
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2 eine Teilschnittseitenansicht einer Eckanordnung des Aufhängungssystems von 1 mit einem herkömmlichen Stoßdämpfer ist.
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3A und 3B Schnittseitenansichten von Stoßdämpfern mit einer inneren Anordnung, einer Basisanordnung aus Verbundstoff und einem Verschlusseinsatz in zusammengebauten Konfigurationen sind.
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4 eine Schnittseitenansicht eines Stoßdämpfers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer inneren Anordnung, einer Basisanordnung aus Verbundstoff und einem Verschlusseinsatz in einer zusammen gebauten Konfiguration ist.
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5 eine vergrößerte Seitenschnittansicht der Basisanordnung aus Verbundstoff und des Verschlusseinsatzes von 3 und 4 in einer Vormontagekonfiguration ist.
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6 eine vergrößerte Seitenschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Basisanordnung aus Verbundstoff und des Verschlusseinsatzes von 5 in einer Vormontagekonfiguration ist.
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7 eine vergrößerte Seitenschnittansicht noch einer weiteren Ausführungsform der Basisanordnung aus Verbundstoff und des Verschlusseinsatzes von 5 in einer Vormontagekonfiguration ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Mit Bezug auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszahlen zur Bezeichnung der gleichen Struktur über die verschiedenen Ansichten hinweg verwendet werden, wird ein Teil eines herkömmlichen Fahrzeugs in 1 bei 10 dargestellt. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Karosserie 12, die funktional an einem Aufhängungssystem 14 angebracht ist, das durch vier Eckanordnungen 16 definiert wird. Die Eckanordnungen 16 sind jeweils einem drehbar gestützten Rad 18 zugeordnet und werden zur Steuerung der Relativbewegung zwischen der Karosserie 12 und den Rädern 18 während des Betriebs verwendet. Dazu umfassen die Eckanordnungen 16 jeweils in der Regel eine Feder 20 zur Unterstützung der Aufnahme von Stößen und einen Stoßdämpfer 22 zur Unterstützung der Steuerung der Bewegung der Feder 20 durch eine Abdämpfung der Bewegung zwischen dem Rad 18 und der Fahrzeugkarosserie 12.
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Wie in 1 gezeigt wird, sind die Federn 20 Druckfedern und können entweder konzentrisch um den Stoßdämpfer 22 herum ausgerichtet oder von dem Stoßdämpfer 22 beabstandet sein. Somit ist für einen Durchschnittsfachmann verständlich, dass der Stoßdämpfer 22 der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einer beliebigen geeigneten Art von Feder 20 verwendet werden kann, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel könnte es sich bei der Feder 20 um eine Blattfeder (nicht gezeigt, jedoch allgemein in der Technik bekannt) handeln. Darüber hinaus versteht sich, dass bei der Anzahl an verschiedenen Aufhängungssystemen 14, die im Stand der Technik bekannt sind, eine beliebige geeignete Anzahl an Stoßdämpfern 22 mit einer beliebigen geeigneten Anzahl an Federn 20 verwendet werden könnte. Weiterhin ist der Stoßdämpfer 22 der vorliegenden Erfindung nicht auf die Verwendung bei Kraftfahrzeuganwendungen beschränkt und könnte bei einer beliebigen geeigneten Anwendung verwendet werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel könnte der Stoßdämpfer 22 der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit Pkw oder Industriefahrzeugen, Motorrädern, Geländefahrzeugen, Rasenpflegemaschinen, Schwerlastwagen, Zügen, Flugzeugen, Schiffen, Baufahrzeugen und Baumaschinen, Militärfahrzeugen oder einer beliebigen anderen geeigneten Anwendung, aufhängungsbasiert oder anderweitig, verwendet werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Mit Bezug auf 2 wird eine Teilschnittansicht einer herkömmlichen Eckanordnung 16 eines Fahrzeugaufhängungssystems 14 als ein Beispiel gezeigt. Für einen Durchschnittsfachmann liegt auf der Hand, dass es sich bei der in 2 dargestellten Eckanordnung 16 um ein McPherson-Federbein-System handelt, das einen federbeinartigen Stoßdämpfer 22 umfasst, der zur Steuerung der Bewegung zwischen der Fahrzeugkarosserie 12 und dem Rad 18 (in 2 nicht gezeigt) verwendet wird. Der Stoßdämpfer 22 ist in der Regel zwischen einer oberen Befestigungsanordnung, allgemein bei 24 angegeben, und einem Achsschenkel 26 befestigt. Die obere Befestigungsanordnung 24 ist an der Karosserie 12 des Fahrzeugs 10 befestigt und unterstützt die Stützung der Feder 20, wie im Folgenden genauer beschrieben wird. Der Achsschenkel 26 umfasst in der Regel eine drehbar gestützte Naben- und Lageranordnung 28, an der das Rad 18 funktionell angebracht ist. Der Achsschenkel 26 ist in der Regel auch mit einem an einem unteren Querlenker 32 befestigten Kugelgelenk 30 verbunden, das wiederum durch ein Rahmenglied 34 des Fahrzeugs schwenkbar gestützt wird. Ein stufenloses Verbindungsglied 36 überträgt Drehmoment von einem Getriebe (nicht gezeigt, jedoch allgemein in der Technik bekannt) auf das Rad 18 über die Naben- und Lageranordnung 28. Somit kann sich das Rad 18 während des Betriebs dahingehend drehen, das Fahrzeug 10 anzutreiben, und das oben beschriebene Aufhängungssystem 14 nimmt Stöße auf und gestattet, dass sich das Rad 18 bezüglich der Karosserie 12 bewegt.
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Der in 2 gezeigte federbeinartige Stoßdämpfer 22 umfasst eine Basisanordnung 38 aus Verbundstoff und eine Stange 40, die auf die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff konzentrisch ausgerichtet ist und in dieser gestützt wird, wie im Folgenden genauer beschrieben wird. Die Stange 40 umfasst in der Regel ein abgestuftes und mit einem Gewinde versehenes Ende 42, das dazu ausgeführt ist, den Stoßdämpfer 22 mit einer Mutter 44 an der oberen Befestigungsanordnung 24 zu sichern. Es versteht sich jedoch, dass der Stoßdämpfer 22 funktionell an der oberen Befestigungsanordnung 24 oder an einem beliebigen geeigneten Teil des Fahrzeugs 10 oder an einem beliebigen geeigneten Glied unabhängig von der Anwendung auf eine beliebige geeignete Art und Weise angebracht sein kann, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die obere Befestigungsanordnung 24 gestattet, dass sich das Federbein 22 und der Achsschenkel 26 drehen, so dass das Rad 18 gedreht werden kann, während das Fahrzeug 10 gefahren wird.
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Die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff weist einen Befestigungsabschnitt 46, der dazu ausgeführt ist, den Stoßdämpfer 22 an dem Achsschenkel 26 anzubringen, und einen Federsitz 48, der dazu ausgeführt ist, die Feder 20 zu stützen, auf. Obgleich die in 2 dargestellte Basisanordnung 38 aus Verbundstoff mit zwei Schrauben 50 an dem Achsschenkel 26 angebracht ist, ist für den Durchschnittsfachmann verständlich, dass die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff des Stoßdämpfers 22 funktionell an einem beliebigen geeigneten Teil des Fahrzeugs 10 oder an einem beliebigen geeigneten Glied auf eine beliebige geeignete Art und Weise angebracht sein kann, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Gleichermaßen ist für den Durchschnittsfachmann verständlich, dass, obgleich die in 2 dargestellte Basisanordnung 38 aus Verbundstoff einen Federsitz 48 umfasst, die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff des Stoßdämpfers 22 dazu konfiguriert sein könnte, die Feder 20 auf eine beliebige geeignete Weise oder gar nicht zu stützen, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Mit Bezug auf 3A, 3B und 4 werden verschiedene Ausführungsformen des Stoßdämpfers 22 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie aus der folgenden Erörterung hervorgeht, wird zu Zwecken der Klarheit und Übereinstimmung allgemein auf die verschiedenen Komponenten des Stoßdämpfers 22 Bezug genommen. Der Stoßdämpfer 22 der vorliegenden Erfindung umfasst eine innere Anordnung 52 und die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff. Die innere Anordnung 52 und die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff wirken, wie im Folgenden genauer beschrieben wird, dahingehend zusammen, einen im Stand der Technik mitunter als „Zweirohr”-Stoßdämpfer 22 bezeichneten Stoßdämpfer zu definieren. Die innere Anordnung 52 umfasst ein Druckrohr 54, eine Stangenführung 56, ein Druckventil 58, eine Kolbenanordnung 60 und die Stange 40 gemäß obiger Erörterung. Der Stoßdämpfer 22 der vorliegenden Erfindung umfasst des Weiteren einen aus einem Metallmaterial gebildeten Verschlusseinsatz 62, der an der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff funktionell angebracht ist.
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Das Druckrohr 54 der inneren Anordnung 52 erstreckt sich zwischen einem ersten und einem zweiten Ende 64, 66, die sich gegenüberliegen. Die Stangenführung 56 ist neben dem ersten Ende 64 des Druckrohrs 54 angeordnet und wird dazu verwendet, das Druckrohr 54 und die Stange 40 konzentrisch auszurichten und zu beschränken. Die Stangenführung 56 definiert in der Regel einen unteren Absatz 68, der funktionell mit dem ersten Ende 64 des Druckrohrs 54 in Eingriff gelangt. Insbesondere gelangt der untere Absatz 68 mit sowohl einer inneren Fläche 70 des Druckrohrs 54 als auch dem ersten Ende 64 des Druckrohrs 54 in Eingriff. Jedoch ist für den Durchschnittsfachmann verständlich, dass die Stangenführung 56 auf eine beliebige geeignete Weise ausgebildet, geformt oder anderweitig konfiguriert sein könnte, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Weiterhin unterstützt die Stangenführung 56 die Abdichtung des Stoßdämpfers 22, um ein Entweichen von Fluid (nicht gezeigt, jedoch in der Regel als ein nicht-kompressibles Öl vorliegend) zu verhindern sowie ein Eindringen von Verunreinigungen und Fremdkörpern zu stoppen. Die Stangenführung 56 ist in der Regel funktionell an dem Verschlusseinsatz 62 aus Metall angebracht, der gleichermaßen funktionell an der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff angebracht ist, wie im Folgenden genauer beschrieben wird. Die Stangenführung 56 ist in der Regel konzentrisch auf den Verschlusseinsatz 62 aus Metall ausgerichtet und kann auf eine beliebige geeignete Art und Weise funktionell daran angebracht sein.
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Der Verschlusseinsatz 62 aus Metall könnte an einen in der Stangenführung 56 angeordneten Schlitz 72 gecrimpt sein (siehe 3A, 3B) oder könnte auf eine obere Fläche 74 der Stangenführung 56 gewalzt (oder „aufgeschleudert”) sein (siehe 4), wobei die Stangenführung 56 auch axial durch die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff gestützt wird. Gleichwohl versteht sich, dass die Stangenführung 56 dazu konfiguriert sein kann, an der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff oder dem Verschlusseinsatz 62 aus Metall auf eine beliebige geeignete Art und Weise angebracht zu werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Die innere Anordnung 52 umfasst des Weiteren ein Druckventil 58, das neben dem zweiten Ende 66 des Druckrohrs 54 angeordnet ist, und die Kolbenanordnung 60, die in dem Druckrohr 54 zwischen der Stangenführung 56 und dem Druckventil 58 angeordnet ist, wobei die Stange 40 funktionell an der Kolbenanordnung 60 angebracht ist und von der Stangenführung 56 gestützt wird, wie oben erörtert wird. Sowohl die Kolbenanordnung 60 als auch das Druckventil 58 umfassen in der Regel ein Ventilsystem, das allgemein bei 76 angegeben wird, zur Steuerung des Fluidstroms während des Betriebs. Das Druckrohr 54 definiert eine Arbeitskammer 78, in der sich die Kolbenanordnung 60 bewegt. Die Kolbenanordnung 60 unterteilt die Arbeitskammer 78 in eine obere Arbeitskammer 80, die zwischen der Stangenführung 56 und der Kolbenanordnung 60 angeordnet ist, und eine untere Arbeitskammer 82, die zwischen der Kolbenanordnung 60 und dem Druckventil 58 angeordnet ist. Die Stange 40 erstreckt sich durch die obere Arbeitskammer 80, jedoch nicht die untere Arbeitskammer 82, wodurch ein Differenzvolumen an mit Bewegung der Kolbenanordnung 60 in dem Druckrohr 54 zu verdrängendem Fluid erzeugt wird.
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Das Druckrohr 54 der inneren Anordnung 52 ist im Wesentlichen in der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff angeordnet. Dazu endet die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff an einem Boden 86 und weist eine Wand 88 auf, die sich zur Definition einer Kammer 84 zur zumindest teilweisen Unterbringung der inneren Anordnung 52 darin davon erstreckt. Das zweite Ende 66 des Druckrohrs 54 kann von dem Boden 86 beabstandet sein, wie in 3A und 4 gezeigt wird. Bei derartigen Ausführungsformen kann das Druckventil 58 ferner in dem zweiten Ende 66 des Druckrohrs 54 durch eine mechanische Verbindung, wie z. B. Schweißen oder Crimpen, nach Bedarf gesichert sein. Die Kammer 84 weist einen größeren Durchmesser als das Druckrohr 54 der inneren Anordnung 52 auf, wodurch eine Behälterkammer 90 zwischen der Kammer 84 und dem Druckrohr 54 definiert wird. Die Behälterkammer 90 steht mit der Arbeitskammer 78 des Druckrohrs 54 in Strömungsverbindung und ist dazu ausgeführt, zusätzliches Fluid zu speichern, das durch das Differenzialvolumen an Fluid nötig wird, das durch das Vorhandensein der Stange 40 in der oberen Arbeitskammer 80 des Druckrohrs 54 verursacht wird, wie oben erörtert wird. Obgleich die Kammer 84 der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff ein zylindrisches Profil aufweist, ist für einen Durchschnittsfachmann verständlich, dass die Kammer 84 ein beliebiges geeignetes Profil oder eine beliebige geeignete Form aufweisen könnte oder eine beliebige geeignete Größe oder Konfiguration, die zur zumindest teilweisen Unterbringung der inneren Anordnung 52 ausreicht, aufweisen könnte, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. 3B zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Druckventil 58 mit dem Boden in Kontakt steht und das zweite Ende 66 des Druckrohrs 54 an dem Druckventil 58 anliegt.
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Wie am besten in 3A, 3B und 4 gezeigt wird, kann die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff bei einer Ausführungsform ein neben dem Boden 86 angeordnetes unteres Element 92 umfassen, das teilweise mit dem zweiten Ende 66 des Druckrohrs 54 der inneren Anordnung 52 in Eingriff steht und mindestens einen Spalt 94 zu Ermöglichung einer Strömungsverbindung zwischen dem Druckrohr 54 und der Kammer 84 definieren kann. Das untere Element 92 hält die Ausrichtung zwischen der inneren Anordnung 52 und der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff aufrecht, wie in der gleichzeitig anhängigen vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/084,771 beschrieben wird, auf die hier Bezug genommen wird. Der Spalt 94 gestattet einen Fluidstrom aus der unteren Arbeitskammer 82 des Druckrohrs 54 über das Druckventil 58 zu der Behälterkammer 90 gemäß der obigen Erörterung. Das untere Element 92 ist als mehrere radial beabstandete Haltevorrichtungen 96 ausgebildet.
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Die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff der vorliegenden Erfindung stützt die innere Anordnung 52 und ist aus einem Verbundstoffmaterial gebildet. Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff des Stoßdämpfers 22 der vorliegenden Erfindung eine einstückige Komponente, die aus einem duroplastischen fasergefüllten Polymer gefertigt ist. Insbesondere weist das Duroplastmaterial Glasfüllstränge mit einer Länge von ungefähr 1,5–3,0 CM auf. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann ein Vinylesterharz mit 35 bis 40% Glasfaser verwendet werden. Jedoch ist für einen Durchschnittsfachmann verständlich, dass die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff aus einem beliebigen geeigneten Verbundstoffmaterial unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Art oder Menge an Verstärkungsfaser oder Füllstoff unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Fertigungsprozesses gefertigt sein könnte, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Gleichermaßen versteht sich, dass die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff als oder aus eine(r) beliebige(n) Anzahl an diskreten oder kongruenten zusammenführenden Komponenten, Strukturen oder Merkmalen, die auf eine beliebige geeignete Art und Weise funktionell aneinander angebracht sind, gefertigt sein könnte, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Für den Durchschnittsfachmann ist verständlich, dass herkömmliche Verbundstoffmaterialien der Art, die zur Fertigung der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff verwendet werden, in der Regel Eigenschaften aufweisen, die sich von jenen der Metalle, die zur Fertigung der Komponenten der inneren Anordnung 52 verwendet werden, wie oben erörtert, stark unterscheiden. Wie in 3–7 gezeigt wird, ist der Verschlusseinsatz 62 aus Metall an der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff neben einer proximalen Fläche 100 funktionell angebracht. Die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff wird durch Aufbringen eines Verbundstoffmaterials um den Verschlusseinsatz 62 aus Metall herum gefertigt, das nachfolgend um den Verschlusseinsatz 62 aus Metall herum aushärtet, erstarrt oder auf andere Weise erhärtet, so dass ein Verschieben des Verschlusseinsatzes 62 aus Metall bezüglich der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff verhindert wird. Der Einsatz 62 aus Stahl wird vor dem Schließen in dem Formwerkzeug platziert und dann während des Harzeinspritz- und -aushärtungsverfahrens in Position gehalten.
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Der Verschlusseinsatz 62 aus Metall stützt das Druckrohr 54 und/oder die Stangenführung 56 bezüglich der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff. Wie oben erwähnt wird, ist der Verschlusseinsatz 62 aus Metall dazu konfiguriert, durch ein beliebiges geeignetes bekanntes Industrieverfahren, wie z. B. jene herkömmlicherweise zum Zusammenbau von komplett aus Metall bestehenden Stoßdämpfern 22 verwendeten, an der Stangenführung 56 angebracht oder damit in Eingriff gebracht zu werden. Insbesondere kann der Verschlusseinsatz 62 aus Metall nach der Installation der inneren Anordnung 52 mechanisch gecrimpt oder aufgeschleudert werden (vergleiche 4 mit 3A und 3B), wodurch die Stangenführung 56 in Position gesichert wird. Jedoch ist für den Durchschnittsfachmann verständlich, dass der Verschlusseinsatz 62 aus Metall an einem beliebigen anderen geeigneten Teil des Stoßdämpfers 22 auf eine beliebige geeignete Art und Weise funktionell angebracht werden könnte, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Mit Bezug auf 5 weist der Verschlusseinsatz 62 aus Metall bei einer Ausführungsform ein zylinderförmiges Profil auf und ist konzentrisch auf die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff ausgerichtet, so dass der Verschlusseinsatz 62 aus Metall zumindest teilweise mit der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff verbunden ist. Der Verschlusseinsatz 62 aus Metall ist derart in die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff eingebettet, dass ein Ende freiliegend bleibt, während das andere Ende in der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff angeordnet ist. Bei einem Verfahren wird der Verschlusseinsatz 62 aus Metall derart in die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff eingeformt, während die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff ausgebildet wird, dass der Verschlusseinsatz 62 aus Metall über und unter der proximalen Fläche 100 der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff angeordnet ist. Der Verschlusseinsatz 62 aus Metall weist einen oberen Befestigungsabschnitt 102, der freiliegend ist, und einen unteren eingebetteten Abschnitt 104, der in der Basisanordnung 28 aus Verbundstoff angeordnet ist, auf.
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Mit Bezug auf 6 kann die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff dahingehend ausgebildet werden, einen oberen Stützbereich 106 neben der proximalen Fläche 100 zum Zusammenwirken mit dem unteren Passabschnitt 104 des Verschlusseinsatzes 62 aus Metall zu umfassen. Der obere Stützbereich 106 weist eine Wanddicke auf, die mehr als die Wand 88 der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff beträgt. Wie gezeigt wird, weist der obere Stützbereich 106 der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff ein sich verjüngendes Profil auf. Das zusätzliche Verbundstoffmaterial in dem oberen Stützbereich 106 stellt zusätzliche Festigkeit für den Verschlusseinsatz 62 bereit.
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In 6 und 7 kann der untere Passabschnitt 104 des Verschlusseinsatzes 62 aus Metall ein Haltemerkmal 108 zum Festigen der Verbindung mit der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff umfassen. Das Haltemerkmal 108 kann in Abhängigkeit von der spezifischen Anwendung des Stoßdämpfers 22 verschiedenartig ausgeführt sein. Als ein nicht einschränkendes Beispiel könnte das Haltemerkmal 108 als eine Lippe 110 (siehe 6) oder eine Rippenwelle 112 (siehe 7) ausgebildet sein. Das Haltemerkmal 108 gestattet, dass der Verschlusseinsatz 62 aus Metall Festigkeiten aufweist, die komplett aus Metall bestehenden Basisanordnungen gleichkommen. Anders ausgedrückt sollte der Verschlusseinsatz 62 typischen Kräften, denen ein Fahrzeug erwartungsgemäß ausgesetzt wird, standhalten können. Es versteht sich, dass der Verschlusseinsatz 62 aus Metall und das Haltemerkmal 108 dahingehend mit der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff zusammenwirken können, die Verwendung von verschiedenartig konstruierten inneren Anordnungen 52 oder Komponenten davon zu ermöglichen. Insbesondere kann die Lippe 110 des Haltemerkmals 108 derart konfiguriert sein, dass der Verschlusseinsatz 62 aus Metall gemäß der Kammer 84 der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff dimensioniert ist, wodurch ein im Wesentlichen nahtloser Übergang zwischen Metall und Verbundstoff neben der Kammer 84 bereitgestellt wird. Gleichwohl ist für den Durchschnittsfachmann verständlich, dass das Haltemerkmal 108 des Verschlusseinsatz 62 aus Metall auf eine beliebige geeignete Art und Weise ausgebildet sein könnte oder komplett weggelassen sein könnte, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Die vorliegende Erfindung stellt das Haltemerkmal 108, das hinreichende Ergebnisse erzielt und die Anforderungen erfüllt und gleichzeitig kosteneffizient ist, bereit. Die hinreichenden Ergebnisse können durch FEA (Finite Element Analysis), bei der die Festigkeit des Haltemerkmals 108 verglichen wird, demonstriert werden. Obgleich die Festigkeit dafür ausreichend sein muss, typischen Kräften, denen das Fahrzeug ausgesetzt wird, zu widerstehen, ist vorteilhafterweise festgestellt worden, dass 25 kN eine bestimmte Zielfestigkeit ist, der der Verschlusseinsatz 62 aus Metall mit dem Haltemerkmal 108 widerstehen sollte. Der Test legt eine Kraft an den Verschlusseinsatz 62 aus Metall in Längsrichtung zur Basisanordnung 38 aus Verbundstoff an, während der Boden der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff gestützt wird. Die gemessene Festigkeit ist die Höhe der angelegten Kraft, bis der Verschlusseinsatz 62 aus Metall versagt. Die in den Figuren offenbarten Ausführungsformen überstiegen 25 kN und wiesen Festigkeiten von 32–40 kN auf.
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Die verschiedenen Komponenten des Stoßdämpfers 22 der vorliegenden Erfindung wirken dahingehend zusammen, eine Axialbewegung während des Betriebs effektiv abzudämpfen. Darüber hinaus gestattet der Verschlusseinsatz 62 aus Metall der vorliegenden Erfindung den Zusammenbau von Stoßdämpfern 22 mit Basisanordnungen 38 aus Verbundstoff unter Verwendung von Industriemaschinen und -verfahren, die in Verbindung mit herkömmlichen komplett aus Metall bestehenden Stoßdämpfern 22 verwendet werden. Weiterhin wird durch den Stoßdämpfer 22 der vorliegenden Erfindung das Gewicht der Aufhängungssysteme 14 stark reduziert, da leichte Verbundstoffmaterialien zur Fertigung der Stoßdämpfer 22 verwendet werden können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass andere Komponenten, wie z. B. ein Federsitz oder eine Halterung, zusammen mit der Basisanordnung aus Verbundstoff geformt werden können, anstatt separat hergestellt und dann mit der Basisanordnung verbunden (verschweißt oder pressgepasst) zu werden.
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Die Erfindung ist auf veranschaulichende Weise beschrieben worden, und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie der Beschreibung und nicht der Einschränkung dienen soll. Angesichts der obigen Lehren sind viele Modifikationen und Variationen der Erfindung möglich. Somit kann die Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der anhängigen Ansprüche auf andere Weise als speziell beschrieben ausgeübt werden.
