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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 Nr. 62/084,771, 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 Ausgleich axialer Flexibilität 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. 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. Das äußere Rohr wird in der Regel aus Stahl hergestellt und kann demnach schwer sein. Zur Reduzierung des Gewichts des äußeren Rohrs kann dünnwandiger Stahl verwendet werden. Jedoch versteht sich, dass durch die Reduzierung der Wanddicke des äußeren Rohrs die Festigkeit entsprechend reduziert wird, wodurch der Stoßdämpfer anfällig für extern angelegte Kräfte und Schäden während des Betriebs wird.
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Seit kurzem werden Verbundstoffe mehr und mehr bei Kraftfahrzeuganwendungen verwendet; um Gewicht unter Aufrechterhaltung der Festigkeit 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.
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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 geht 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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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 ähnliche 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 und eine Basisanordnung aus Verbundstoff. 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. Die Kammer endet an einem Boden. Die Basisanordnung aus Verbundstoff weist ein unteres Element auf, das neben dem Boden zum dahingehenden zumindest teilweisen Eingriff mit dem zweiten Ende des Druckrohrs der inneren Anordnung, das zweite Ende einzuklemmen und eine laterale Bewegung davon zu beschränken, während eine Längsbewegung gestattet wird, angeordnet ist. Das untere Element definiert mindestens einen Spalt zur Ermöglichung einer Strömungsverbindung zwischen dem Druckrohr und der Kammer.
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Die vorliegende Erfindung bewältigt die Nachteile des Stands der Technik bei einem Stoßdämpfer. Auf diese Weise dämpft der Stoßdämpfer der vorliegenden Erfindung effektiv eine Axialbewegung und gleicht zugleich unter Aufrechterhaltung der Ausrichtung zwischen dem Druckrohr und der Basisanordnung aus Verbundstoff Unterschiede axialer Flexibilität zwischen der inneren Anordnung und der Basisanordnung aus Verbundstoff während des Betriebs aus. Darüber hinaus bietet der Stoßdämpfer der vorliegenden Erfindung wesentliche Vorteile im Hinblick auf eine Gewichtsverringerung.
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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 und gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind.
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4 eine Schnittseitenansicht eines Stoßdämpfers mit einer inneren Anordnung und einer Basisanordnung aus Verbundstoff gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
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5 eine vergrößerte Draufsicht der Basisanordnung aus Verbundstoff von 3 und 4 von oben ist.
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6 eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 von 5 ist.
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7 eine gedrehte perspektivische Teilschnittansicht der Basisanordnung aus Verbundstoff von 5 und 6 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 bei 10 in 1 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 Schutzbereich 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 Schutzbereich 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 Schutzbereich 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. Dazu ist der Stoßdämpfer 22 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 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 mit der 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 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. Die in 2 gezeigte 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 gezeigt. Wie aus der folgenden Erörterung hervorgeht, wird zu Zwecken der Klarheit und Übereinstimmung allgemein auf die verschiedenen Komponenten des Stoßdämpfers 22, die in jeder der 3A, 3B und 4 gezeigt werden, 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. Die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff kann ferner einen Verschlusseinsatz 62 umfassen, der funktionell zum Abdichten und/oder Verschließen der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff daran angebracht ist. Jede der oben eingeführten Komponenten wird im Folgenden genauer beschrieben.
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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 eine untere Stufe 68, die funktionell mit dem ersten Ende 64 des Druckrohrs 54 in Eingriff gelangt. Insbesondere gelangt die untere Stufe 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 Schutzbereich 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 gelangt in der Regel funktionell mit dem Verschlusseinsatz 62 in Eingriff, der gleichermaßen funktionell mit der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff in Eingriff steht, wie im Folgenden genauer beschrieben wird.
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Der Verschlusseinsatz 62 ist in der Regel konzentrisch mit der Stangenführung 56 ausgerichtet, ist aus einem Metall gefertigt und kann auf eine beliebige geeignete Art und Weise funktionell mit der Stangenführung 56 in Eingriff stehen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel könnte der Verschlusseinsatz 62 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, wie in der gleichzeitig anhängigen vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/084,779 beschrieben wird, auf die hier Bezug genommen wird. Gleichwohl versteht sich, dass die Stangenführung 56 dazu konfiguriert sein kann, an der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff oder dem Verschlusseinsatz 62 auf eine beliebige geeignete Art und Weise angebracht zu werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Wie oben angeführt wird, umfasst die innere Anordnung 52 des Weiteren das 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. Sowohl die Kolbenanordnung 60 als auch das Druckventil 58 umfassen in der Regel ein Ventilsystem, das allgemein bei 76 in 3A, 3B und 4 angegeben wird, zur Steuerung des Fluidstroms durch innere Kanäle (nicht genau gezeigt, jedoch in der Technik allgemein bekannt) während des Betriebs. Dazu definiert das Druckrohr 54 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 definiert die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff eine Kammer 84 zur zumindest teilweisen Unterbringung der inneren Anordnung 52 darin. Die Kammer 84 endet an einem Boden 86. Das zweite Ende 66 des Druckrohrs 54 kann von dem Boden 86 beabstandet sein, wie in 3A, 3B 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.
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3B zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Druckventil 58 mit dem Boden 86 in Kontakt steht und das zweite Ende 66 des Druckrohrs 54 an dem Druckventil 58 anliegt. Das Druckventil 58 umfasst eine Dichtungserweiterung 59, die sich zwischen dem zweiten Ende 66 des Druckrohrs 54 und dem Boden 86 erstreckt. In der Regel ist das Druckventil 58 in das Druckrohr 54 pressgepasst und für alle Stoßdämpfer aus Metall ist der Presspassungseingriff zur Sicherung des Druckventils 58 in das Druckrohr 54 ausreichend. Bei der vorliegenden Erfindung kann es, da sich die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff unter angelegten Kräften längt, gewisse Kräfte geben, die dazu führen, dass das Druckventil 58 aus dem Druckrohr 54 verschoben wird. Die Dichtungserweiterung 59 stellt sicher, dass, selbst wenn die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff gelängt ist, das Ende 66 des Druckrohrs 54 neben der Dichtungserweiterung bleibt. Anders ausgedrückt stellt die Dichtungserweiterung 59 sicher, dass das Druckventil 58 bezüglich des Endes 66 des Druckrohrs 54 nicht verschoben oder schief dazu angeordnet wird. Ein Abschnitt der Dichtungserweiterung 59 kann denselben Durchmesser wie das Druckrohr 54 und ein weiterer Abschnitt, der dahingehend dimensioniert ist, in das Druckrohr 54 pressgepasst zu werden, aufweisen.
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Die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff der vorliegenden Erfindung stützt die innere Anordnung 52 und ist aus einem Verbundstoffmaterial gebildet. Bei den hier gezeigten Ausführungsformen ist die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff 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 einer beliebigen 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 wird, in der Regel Eigenschaften aufweisen, die sich von jenen der Metalle, die zur Fertigung der Komponenten der inneren Anordnung 52 verwendet werden, stark unterscheiden. Als ein Beispiel können Verbundstoffmaterialien einen höheren Ausdehnungskoeffizienten als Metalle aufweisen und können unterschiedlich auf Änderungen bei der Umgebungs- oder Betriebstemperatur reagieren. Als ein weiteres Beispiel weisen Verbundstoffmaterialien in der Regel einen geringeren Elastizitätsmodul oder Youngschen Modul auf. Anders ausgedrückt ist das Verbundstoffmaterial nicht so steif wie das Metall und kann sich somit mehr als das Metall längen oder strecken. Die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff weist einen geringeren Elastizitätsmodul als Stahl bei 25°C auf. Vorzugsweise beträgt der Elastizitätsmodul der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff weniger als 75 GPa bei 25°C. Als nicht einschränkendes Beispiel beträgt der Elastizitätsmodul des Vinylesters bei Raumtemperatur weniger als der von Stahl (9,9 GPa i. G. z. 200 GPa). Somit bewirkt eine Axialbelastung des Stoßdämpfers 22 während des Betriebs, dass sich die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff mehr als die innere Anordnung 52 biegt. Diese Tendenz kann bei höheren Betriebstemperaturen noch schädlicher sein. Somit muss die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff dahingehend mit der inneren Anordnung 52 zusammenwirken, eine Fehlausrichtung während des Betriebs aufgrund der verschiedenen Eigenschaften zu verhindern, insbesondere dann, wenn es bei der Anwendung zu hoher Betriebstemperatur oder hoher Last kommt, bei der sich das Verbundstoffmaterial viel stärker als die Metalle verbiegt oder streckt.
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Zur Verhinderung einer Fehlausrichtung zwischen der inneren Anordnung 52 und der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff teilweise aufgrund der unterschiedlichen Materialeigenschaften weist die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff ein unteres Element 94 auf, das neben dem Boden 86 angeordnet ist. Das untere Element 94 steht zumindest teilweise mit dem zweiten Ende 66 des Druckrohrs 54 der inneren Anordnung 52 in Eingriff. Vorzugsweise ist die Höhe des unteren Elements 94 größer als die von der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff erreichte maximale Längung. Stärker bevorzugt ist die Höhe des unteren Elements 94 größer als die durch die Basisanordnung 38 aus Verbundstoff erreichte maximale Längung unter jeglichen Bedingungen, denen das Fahrzeug ausgesetzt wird. Das untere Element 94 definiert ferner mindestens einen Spalt 96 zur Ermöglichung einer Strömungsverbindung zwischen dem Druckrohr 54 und der Kammer 84. Insbesondere gestattet der Spalt 96 einen Fluidstrom aus der unteren Arbeitskammer 82 des Druckrohrs 54 über das Druckventil 58 zu der Behälterkammer 90 gemäß der obigen Erörterung.
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Mit Bezug auf 5–7 ist das untere Element 94 in der Darstellung als mehrere radial beabstandete Haltevorrichtungen 98 mit dazwischen definierten Spalten 96 ausgebildet. Jedoch ist für den Durchschnittsfachmann verständlich, dass eine beliebige geeignete Anzahl an Haltevorrichtungen 98 oder Spalten 96 verwendet werden könnte, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Haltevorrichtungen 98 können mit der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff integral ausgebildet sein. Die Haltevorrichtungen 98 erstrecken sich von dem Boden 86 der Kammer 84 der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff zu einem oberen Ende 100. In einer statischen Position ist das zweite Ende 66 des Druckrohrs 54 zwischen dem Boden 86 der Kammer 84 und dem oberen Ende 100 der unteren Elemente 98 angeordnet.
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Mit Rückbezug auf 3A und 4 ist das zweite Ende 66 des Druckrohrs 54 in einem ersten Abstand 102 von dem Boden 86 der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff beabstandet, wohingegen 3B das Druckventil 58 im Kontakt mit dem Boden 86 zeigt. Mit Bezug auf 4 erstrecken sich die Haltevorrichtungen 98 in einem zweiten Abstand 104 von dem Boden 86 und dem oberen Ende 100. Der zweite Abstand 104 ist größer als der erste Abstand 102, so dass eine beliebige Längung der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff nicht gestattet, dass das zweite Ende 66 des Druckrohrs 54 von dem unteren Elements 94 verschoben wird. Der zweite Abstand 104 kann 2-mal bis 3-mal größer als der erste Abstand 102 sein. Mit Bezug auf die in 3B gezeigte Ausführungsform kann der erste Abstand 102 von der Dichtungserweiterung 59 eingenommen sein, um sicherzustellen, dass sich das Druckventil 58 nicht aus dem Druckrohr 54 verschiebt.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 5–7 weisen die Haltevorrichtungen 98 gekrümmte Innenränder 106 auf, die die Bereitstellung einer radialen Abstützung und Stabilität für das Druckrohr 54 neben dem zweiten Ende 66 unterstützen. Jedoch ist für einen Durchschnittsfachmann verständlich, dass die Haltevorrichtungen 98 eine beliebige geeignete Form aufweisen könnten oder eine beliebige geeignete Konfiguration aufweisen könnten, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Während des Betriebs gelangt das untere Element 94 der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff der vorliegenden Erfindung radial mit dem zweiten Ende 66 des Druckrohrs 54 in Eingriff und gleicht gleichzeitig das oben erörterte Flexibilitäts- oder Längungsdifferenzial aus, indem gestattet wird, dass sich die innere Anordnung 52 ohne Lösung von dem unteren Element 94 axial hin und her bewegt. Insbesondere wird das zweite Ende 66 des Druckrohrs 54 radial durch die gekrümmten Innenränder 106 der unteren Elemente 98 gestützt, so dass eine Fehlausrichtung zwischen der inneren Anordnung 52 und der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff verhindert wird; und gleichzeitig kann sich das Druckrohr 54 als Reaktion auf ein Verbiegen der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff aufgrund von Hitze und/oder Last axial in der Kammer 84 hin und her bewegen, so dass das zweite Ende 66 des Druckrohrs 54 zwischen dem Boden 86 der Basisanordnung 38 aus Verbundstoff und dem oberen Ende 100 der unteren Elemente 98 bleibt. Anders ausgedrückt klemmt das untere Element 94 das zweite Ende ein und beschränkt eine laterale Bewegung davon, während eine Längsbewegung gestattet wird.
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Die verschiedenen Komponenten des Stoßdämpfers 22 der vorliegenden Erfindung wirken dahingehend zusammen, eine Axialbewegung während des Betriebs effektiv abzudämpfen. Weiterhin wird durch den Stoßdämpfer 22 der vorliegenden Erfindung das Gewicht des Aufhängungssystems 14 stark reduziert, da leichte Verbundstoffmaterialien zur Fertigung der Stoßdämpfer 22 verwendet werden können, die eine verbesserte Zuverlässigkeit, Leistung und Funktionalität aufweisen.
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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 vorliegenden Offenbarung möglich. Somit kann die Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der anhängigen Ansprüche auf andere Weise als speziell beschrieben ausgeübt werden.
