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QUERBEZUG ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und die Rechte der U.S. Provisional Application
62/801,270 , die am 5. Februar 2019 eingereicht wurde. Die Offenbarung der obigen Anmeldung ist hier durch Bezugnahme mitaufgenommen.
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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Fahrzeugradaufhängungssysteme und insbesondere auf Feder/Dämpfer für ein Fahrzeugradaufhängungssystem.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesem Abschnitt sehen nur Hintergrundinformation bezüglich der vorliegenden Offenbarung vor und können keinen Stand der Technik bilden.
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In einem Fahrzeug werden Stoßdämpfer in Kombination mit Federn verwendet, um den Effekt von Unebenheiten auf der Straße zu reduzieren, wodurch eine verbesserte Fahrqualität und Fahrzeughandhabung vorgesehen werden. Stoßdämpfer werden in Kombination mit Aufhängungsfedern verwendet, so dass der Stoßdämpfer die Federoszillationen dämpft. Übliche Stoßdämpfer verwenden hydraulisches Strömungsmittel und/oder Pneumatikkammern zusammen mit Ventilen, um übermäßige Energie von den Federn zu absorbieren. Stoßdämpfer sind tendenziell schwer und erfordern auch eine Strömungsmittelabdichtung, was eine periodische Instandhaltung oder Reparatur zur Folge haben kann.
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Diese Probleme mit Bezug auf Stoßdämpfer werden neben anderen Problemen bezüglich Geräusch, Schwingungen und Härte (NVH = Noise, Vibration and Harshness) und Gewicht bei Motorfahrzeugen bei der vorliegenden Offenbarung angesprochen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Dieser Abschnitt bietet eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung und ist nicht eine durchgängige Offenbarung ihres gesamten Umfangs oder aller ihrer Merkmale.
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Gemäß einer Form der vorliegenden Offenbarung weist ein Stoßdämpfer eine erste Endarmatur auf, die mit einem ersten Teleskopelement verbunden ist, und eine zweite Endarmatur, die mit einem zweiten Teleskopelement verbunden ist. Die ersten und zweiten Teleskopelemente sind teleskopartig relativ zueinander montiert. Ein Elastomersystem ist zwischen dem ersten Teleskopelement und dem zweiten Teleskopelement angeordnet und ist konfiguriert, um variable Steifigkeits- und Dämpfungscharakteristiken entlang einer Länge des Stoßdämpfers zwischen der ersten Endarmatur und der zweiten Endarmatur vorzusehen.
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Bei einer Variation weist das erste Teleskopelement einen ersten Sitz auf, und das zweite Teleskopelement weist einen zweiten Sitz auf, und das Elastomersystem ist zwischen dem ersten Sitz und dem zweiten Sitz angeordnet. In einer weiteren solchen Ausführung weist das erste Teleskopelement einen ersten rohrförmigen Teil auf, wobei der erste Sitz sich radial außerhalb von dem ersten rohrförmigen Teil erstreckt, und das zweite Teleskopelement weist einen zweiten rohrförmigen Teil auf, wobei der zweite Sitz sich radial außerhalb von dem zweiten rohrförmigen Teil erstreckt.
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Bei einer weiteren Variation weist das Elastomersystem eine Vielzahl von Elastomerringen auf, die aufeinander gestapelt sind. Bei einer weiteren solchen Variation ist die Vielzahl von Elastomerringen aus mindestens zwei unterschiedlichen Elastomermaterialien gemacht. Bei noch einer anderen solchen Variation haben zumindest zwei der Vielzahl von Elastomerringen unterschiedliche geometrische Formen. Bei noch einer weiteren solchen Variation haben zumindest zwei der Vielzahl von Elastomerringen eine unterschiedliche Höhe. Bei noch einer weiteren solchen Variation weist mindestens einer der Vielzahl von Elastomerringen strukturelle Füller auf.
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Bei einer weiteren Variation weist das Elastomersystem einen monolithischen Körper auf. Bei einer weiteren solchen Variation weist der monolithische Körper eine Vielzahl von Öffnungen auf, die sich durch den monolithischen Körper erstrecken. Bei noch einer weiteren solchen Variation weist der monolithische Körper strukturelle Füller auf.
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Bei noch einer weiteren Variation ist das Elastomersystem innerhalb der ersten und zweiten Teleskopelemente angeordnet. Bei noch einer weiteren solchen Variation weist das Elastomersystem eine Vielzahl von Elastomerelementen auf. Bei noch einer weiteren solchen Variation ist die Vielzahl von Elastomerelementen aufeinander gestapelt.
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Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hier vorgesehenen Beschreibung offensichtlich werden. Es sei bemerkt, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen sind und nicht den Umfang der vorliegenden Offenbarung einschränken sollen.
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Figurenliste
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Damit die Offenbarung gut verständlich wird, werden nun verschiedene Formen davon beschrieben, die beispielhaft dargestellt werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugradaufhängungssystems mit einem Elastomerfeder/Dämpfer gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
- 2 eine Querschnittsansicht des Elastomerfeder/Dämpfers der 1 ist;
- 3 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugradaufhängungssystems mit einem alternativen Elastomerfeder/Dämpfer gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
- 4 eine Querschnittsansicht des alternativen Elastomerfeder/Dämpfers der 3 ist; und
- 5 eine Querschnittsansicht eines weiteren Elastomerfeder/Dämpfers gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist.
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Die hier beschriebenen Zeichnungen sind nur zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen und sollen nicht den Umfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise einschränken.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und soll nicht die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen einschränken. Es sei bemerkt, dass entsprechende Bezugszeichen in den gesamten Zeichnungen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale anzeigen.
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Mit Bezug auf 1 ist ein Fahrzeugradaufhängungssystem 10 gezeigt, welches einen unteren Aufhängungsarm 12 und einen oberen Aufhängungsarm 14 aufweist, die ausgebildet sind, um an einem Fahrzeugkörper oder Fahrzeugrahmen (nicht gezeigt) montiert zu werden. Ein Achsschenkel 16 wird schwenkbar von den oberen und unteren Aufhängungsarme 14, 12 getragen. Eine Radnabe 18 wird durch den Achsschenkel 16 getragen. Die Radnabe 18 ist ausgebildet, um ein (nicht gezeigtes) Rad zu tragen.
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Ein Stoßdämpfer 20 ist mit dem unteren Aufhängungsarm 12 verbunden. Mit Bezugnahme auf 2 weist der Stoßdämpfer 20 einen unteren Endteil 22 auf (hier auch als ein erstes Teleskopelement bezeichnet) und einen obere Endteil 24 (hier auch als ein zweites Teleskopelement bezeichnet), die teleskopartig relativ zueinander montiert sind. Der untere Endteil 22 weist eine untere Endarmatur 26 auf (die hier auch als eine erste Endarmatur bezeichnet wird), welche mit dem unteren Aufhängungsarm 12 verbunden ist, und weist einen ersten zylindrischen Körper 28 (hier auch als erster rohrförmiger Teil bezeichnet) auf, welcher an der unteren Endarmatur 26 angebracht ist. Der obere Endteil 24 weist eine obere Endarmatur 30 (hier auch als zweite Endarmatur bezeichnet) auf, welche ausgebildet ist, um mit dem Körper oder dem Rahmen eines Fahrzeugs verbunden zu werden, und weist einen zweiten zylindrischen Körper 32 (hier auch als zweiter rohrförmiger Teil bezeichnet) auf, der an der oberen Endarmatur 30 angebracht ist. Die obere Endarmatur 30 kann weiter eine Kolbenstange 34 aufweisen, die einen Kolben 36 innerhalb des ersten zylindrischen Körpers 28 trägt. Die Kolbenstange 34 wird weiter durch ein Lager 38 geführt, welches an einem oberen Ende des ersten zylindrischen Körpers 28 aufgehängt ist. Die Kolbenstange 34 mit dem Kolben 36 und dem Lager 38 führen den oberen Endteil 24 in teleskopartiger Weise relativ zum unteren Endteil 22.
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Der untere Endteil 33 weist einen ersten Sitz 40 auf, der sich radial nach außen vom ersten zylindrischen Körper 28 erstreckt, und der obere Endteil 24 weist einen zweiten Sitz 42 auf, der sich nach radial außen vom zweiten zylindrischen Körper 32 erstreckt. Ein Elastomerfeder/Dämpfer 50 (hier auch als ein Elastomersystem bezeichnet) ist zwischen dem unteren Endteil 22 und dem oberen Endteil 24 angeordnet und ist konfiguriert, um variable Steifigkeits- und Dämpfungscharakteristiken entlang einer Länge des Stoßdämpfers 20 zwischen der unteren Endarmatur 26 und der oberen Endarmatur 30 vorzusehen. Bei einer Variation ist der Elastomerfeder/Dämpfer 50 zwischen dem ersten Sitz 40 und dem zweiten Sitz 42 angeordnet. Um den Elastomerfeder/Dämpfer 50 einzustellen, um erwünschte Steifigkeits- und Dämpfungscharakteristiken vorzusehen, kann der Elastomerfeder/Dämpfer 50 verschiedene Formen annehmen.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, kann der Elastomerfeder/Dämpfer 50 eine Vielzahl von Elastomerringen 52a-52f aufweisen. Die Vielzahl von Elastomerringen 52a-52f kann aufeinander gestapelt sein. Die Elastomerringe 52a-52f können aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen (beispielsweise mindestens zwei) Materialien gemacht sein. Die Materialien können irgendein Material aufweisen, welches elastische oder gummiartige Eigenschaften zeigt, was verschiedene Formen von Kautschuk, Silikon und Schäumen einschließt, jedoch nicht darauf eingeschränkt ist: natürliches Kautschuk, Isopren-Kautschuk, Butadien-Kautschuk, Chloropren-Kautschuk, Butyl-Kautschuk, Styrenbutadien-Kautschuk, Nitril-Kautschuk, hydrogenierte Nitril-Kautschuke, Ethylenpropylen-Kautschuk, Ethylenpropylendien-Kautschuk, Epichlorohydrin-Kautschuk, Polyacryl-Kautschuk, Silikon-Kautschuk, Fluorsilikon-Kautschuk, Fluorelastomere, Perfluorelastomere und offen- und geschlossenzellige Schäume. Weiterhin können diese Elastomerringe 52a-52f optionale strukturelle Füller aufweisen, wie beispielsweise Kohlefasern, um die Steifigkeits- und Dämpfungscharakteristiken zu erhöhen.
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Zusätzlich können die Elastomerringe 52a-52f von gleicher oder unterschiedlicher Größe und/oder Form sein (beispielsweise zumindest zwei der Vielzahl von Elastomerringen können unterschiedliche geometrische Formen haben). Die Elastomerringe 52a-52f können gewellte Ober- oder Unterseiten 54, 56 haben (am besten in 1 gezeigt), so dass die Spitzenteile der Wellen erhöhte Absorption von Kräften vorsehen. In solcher Weise kann zumindest einer der Elastomerringe 52a-52f eine gewellte Oberfläche an dem benachbarten Elastomerring haben. Zusätzlich können die Elastomerringe 52a-52f mit Öffnungen oder anderen geometrischen Merkmalen versehen sein, um erwünschte Steifigkeits- und Dämpfungscharakteristiken vorzusehen.
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Als eine Alternative, wie in den 3 und 4 gezeigt, wo gemeinsame Elemente die gleichen Bezugszeichen aufweisen, wie in den 1 und 2 beschrieben, kann der Elastomerfeder/Dämpfer 150 als ein einzelner Körper 152 geformt sein, der in einer Form zylindrisch ist, wie gezeigt (hier auch als ein monolithischer Körper bezeichnet) und der mit Öffnungen 154 versehen ist, die sich zumindest teilweise durch den monolithischen Körper 152 erstrecken, und zwar mit variierenden Größen, Formen und Mustern, um den Elastomerfeder/Dämpfer 150 mit erwünschten Steifigkeits- und Dämpfungscharakteristiken entlang seiner Länge zu versehen. Der zylindrische Körper 152 kann irgendein Material aufweisen, welches elastische oder gummiartige Eigenschaften zeigt, was verschiedene Formen von Kautschuk Silikon und Schäumen einschließt, jedoch nicht darauf eingeschränkt ist: natürliches Kautschuk, Isopren-Kautschuk, Butadien-Kautschuk, Chloropren-Kautschuk, Butyl-Kautschuk, Styrenbutadien-Kautschuk, Nitril-Kautschuk, hydrogenierte Nitril-Kautschuke, Ethylenpropylen-Kautschuk, Ethylenpropylendien-Kautschuk, Epichlorohydrin-Kautschuk, Polyacryl-Kautschuk, Silikon-Kautschuk, Fluorsilikon-Kautschuk, Fluorelastomere, Perfluorelastomere und offen- und geschlossenzellige Schäume. Weiterhin kann der monolithische Körper 152 optionale strukturelle Füller aufweisen, wie beispielsweise Kohlefasern, um die Steifigkeits- und Dämpfungscharakteristiken zu erhöhen.
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Wie in 3 gezeigt, können die Öffnungen 154 dreieckig oder diamantförmig sein und diagonale Elastomerstrukturen 156 zwischen den Öffnungen 154 vorsehen. Alternativ geformte Öffnungen und unterschiedliche Beabstandung und Muster können verwendet werden, um erwünschte Steifigkeits- und Dämpfungscharakteristiken vorzusehen. Entsprechend sollen die hier veranschaulichten geometrischen Formen nicht als für den Umfang der vorliegenden Offenbarung einschränkend angesehen werden.
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Mit Bezugnahme auf 5 weist der Stoßdämpfer 220 einen unteren Endteil 222 (hier auch als ein erstes Teleskopelement bezeichnet) und einen obere Endteil 224 (hier auch als ein zweites Teleskopelement bezeichnet) auf, die teleskopartig relativ zueinander montiert sind. Der untere Endteil 222 weist eine untere Endarmatur 226 auf (hier auch als eine erste Endarmatur bezeichnet), welche mit dem unteren Aufhängungsarm 12 verbunden ist, und einen ersten zylindrischen Körper 228 (hier auch als erster rohrförmiger Teil bezeichnet) aufweist, der an der unteren Endarmatur 226 angebracht ist. Der obere Endteil 224 weist eine obere Endarmatur 230 (hier auch als eine zweite Endarmatur bezeichnet) auf, die ausgebildet ist, um mit dem Körper oder dem Rahmen eines Fahrzeugs verbunden zu werden, und weist einen zweiten zylindrischen Körper 232 (hier auch als ein zweiter rohrförmiger Teil bezeichnet) auf, der an der oberen Endarmatur 30 angebracht ist. Der erste zylindrische Körper 228 ist teleskopartig in dem zweiten zylindrischen Körper 232 aufgenommen.
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Der erste zylindrische Körper 228 und der zweite zylindrische Körper 232 definieren eine Kammer 240. Ein Elastomerfeder/Dämpfer 250 (hier auch als ein Elastomersystem bezeichnet) ist innerhalb der Kammer 240 und zwischen dem unteren Endteil 222 und dem oberen Endteil 224 angeordnet und ist konfiguriert, um variable Steifigkeits- und Dämpfungscharakteristiken entlang einer Länge des Stoßdämpfers zwischen der unteren Endarmatur 226 und der oberen Endarmatur 230 vorzusehen. Um den Elastomerfeder/Dämpfer einzustellen, um erwünschte Steifigkeits- und Dämpfungscharakteristiken vorzusehen, kann der Elastomerfeder/Dämpfer 250 verschiedene Formen annehmen. Wie in 5 gezeigt, kann der Elastomerfeder/Dämpfer 250 eine Vielzahl von Elastomerelementen 252a-252b aufweisen. Die Vielzahl von Elastomerelementen 252a-252b kann aufeinander gestapelt sein. Die Elastomerelemente 252a-252b können aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen (beispielsweise mindestens zwei) Materialien gemacht sein. Beispielsweise kann das Elastomerelement 252a in Form eines ringförmigen Rings sein, und das Elastomerelement 252b kann in Form eines zylindrischen Stabs sein, der innerhalb des ringförmigen Rings 252a angeordnet ist. Jedes der Elastomerelemente 252a, 252b kann in eine Vielzahl von Komponenten aufgeteilt sein und kann aus unterschiedlichen Materialien gemacht sein. Die Materialien können irgendwelche Materialien aufweisen, welche elastische oder gummiartige Eigenschaften aufweisen, was verschiedene Formen von Kautschuk, Silikon und Schäumen einschließt, jedoch nicht darauf eingeschränkt ist: natürlicher Kautschuk, Isopren-Kautschuk, Butadien-Kautschuk, Chloropren-Kautschuk, Butyl-Kautschuk, Styrenbutadien-Kautschuk, Nitril-Kautschuk, hydrogenierte Nitril-Kautschuke, Ethylenpropylen-Kautschuk, Ethylenpropylendien-Kautschuk, Epichlorohydrin-Kautschuk, Polyacryl-Kautschuk, Silikon-Kautschuk, Fluorsilikon-Kautschuk, Fluorelastomere, Perfluorelastomere und offen- und geschlossenzellige Schäume. Die Elastomerelemente 252a-252b können auch mit Öffnungen oder anderen geometrischen Merkmalen versehen sein, um erwünschte Steifigkeits- und Dämpfungscharakteristiken der Elastomerelemente 252a-252b vorzusehen. Weiterhin können die Elastomerelemente 252a-252b optionale strukturelle Füller aufweisen, wie beispielsweise Kohlefasern, um die Steifigkeits- und Dämpfungscharakteristiken zu erhöhen.
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Der Elastomerfeder/Dämpfer der vorliegenden Offenbarung ersetzt ein schweres Metallfeder/Dämpfersystem, welches üblicherweise mit Strömungsmittel gefüllt ist und teure Dichtungen und Ventile erfordert, um ordnungsgemäß zu arbeiten. Die Ventile und Dichtungen können lecken und eine Instandhaltung erfordern. Entsprechend sieht der Elastomerfeder/Dämpfer eine beträchtliche Gewichtsreduktion vor und eliminiert die Notwendigkeit von teuren Dichtungen und Ventilen.
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Außer wenn dies in anderer Weise ausdrücklich hier angezeigt wird, sollen alle numerischen Werte, welche mechanische/thermische Eigenschaften, Zusammensetzungsprozentsätze, Dimensionen und/oder Toleranzen oder andere Charakteristiken anzeigen, so verstanden werden, dass diese mit dem Wort „ungefähr“ oder „etwa“ modifiziert werden, wenn der Umfang der vorliegenden Offenbarung beschrieben wird. Diese Modifikation ist aus verschiedenen Gründen erwünscht, was industrielle praktische Ausführung, Material, Herstellungs- und Montagetoleranzen und Testfähigkeiten einschließt.
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Wie hier verwendet, soll der Ausdruck mindestens eines von A, B und C so verstanden werden, dass dies ein logisches (A ODER B ODER C) bedeutet und zwar unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen ODERs, und soll nicht so verstanden werden, dass dies bedeutet „zumindest eines von A, zumindest eines von B und zumindest eines von C”.
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Die Beschreibung der Offenbarung ist nur von beispielhafter Natur, und somit sollen Variationen, die nicht vom Wesen der Offenbarung abweichen, innerhalb des Umfangs der Offenbarung sein. Solche Variationen sollen nicht als Abweichung vom Kern und Umfang der Offenbarung angesehen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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