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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsstrang-Lagerung, insbesondere
eine Antriebsstrang-Lagerung, die zwischen einem Antriebsstrang,
etwa einem Motor oder einem Getriebe eines Fahrzeugs, und dem Fahrzeugaufbau,
etwa einem Hilfsrahmen, an beziehungsweise auf dem der Antriebsstrang
installiert ist und aufliegt, installiert ist, um auf diese Weise
die Übertragung
der Fahrzeugvibrationen zwischen dem Antriebsstrang und dem Fahrzeugaufbau
zu isolieren.
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Hintergrund der Technik
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Fahrzeugvibrationen
finden auf den unterschiedlichsten Frequenzen von niedrigen bis
hohen Frequenzbändern
statt. Die Vibration kann auf die Fahrzeugkarosserie von außen von
der Straßenoberfläche über die
Reifen und die Aufhängung
oder von innen aus vom Motor über
die Betriebsanlage übertragen
werden.
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Wenn
ein Fahrzeug angehalten wird, produziert der Motorleerlauf aufgrund
der von der Kraftstoffverbrennung im Motor bewirkten Drehmomentfluktuationen
die sogenannte Leerlaufvibration. Solche Motorvibrationen werden über das
Lenkrad auf die Hände
des Fahrers oder auf die Autositze und die Passagiere übertragen.
Zu diesem Zeitpunkt variieren die übertragenen Vibrationen mit
dem Vibrationsgrad gemäß dem Motorzustand
und den Vibrationsübertragungseigenschaften
der Fahrzeugkarosserie. Nach Maßgabe
der Vibrationsübertragungseigenschaften
entspricht die übertragene
Vibrationsfrequenz oftmals der inhärenten Frequenz des Fahrzeugaufbaus,
der Motorblockoberseite, des Lenkrads und des Schalldämpfers,
so dass eine Resonanz entsteht, die zu einer verstärkten Leerlaufvibration
führt.
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Beim
Fahren mit konstanter Geschwindigkeit auf einer unebenen oder ungepflasterten
Straße springt
das gesamte Fahrzeug auf und ab und erfährt ein Wanken und Nicken mit
den Motorvibrationen. Die Resonanz zwischen der Aufhängung und
der Fahrzeugkarosserie ergibt ein erhebliches Fahrzeugschwanken.
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Zahlreiche
Versuche wurden unternommen, um diese Resonanz zu verhindern und
die Vibrationsübertragung
zwischen Fahrzeugteilen wie dem Antriebsstrang und einem Hilfsrahmen,
auf dem der Antriebsstrang aufliegt, zu isolieren. Beispielsweise können relevante
Komponenten so konzipiert werden, dass sich ihre inhärenten Vibrationsfrequenzen von
jenen der Motorvibrationen unterscheiden, oder der Fortpflanzungsweg
der Vibrationsübertragung kann
mit einer Isolierung versehen sein. Die vorliegende Erfindung zielt
auf den letzteren Ansatz ab.
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Eine
Antriebsstrang-Lagerung schafft einen Hauptübertragungsweg, auf dem die
im Antriebsstrang erzeugte Vibration auf die Fahrzeugkarosserie übertragen
wird; sie hat folglich signifikante Auswirkungen auf die Leerlaufvibration.
Die Lagerungstypen werden klassifiziert nach Hauptachsen vom Trägheitstyp
und vom Schwerkraftmittelpunkttyp, je nach deren Tragarten, und
in 3-Punkt und 4-Punkt-Lagerungen, je nach deren Anzahl.
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Die
Lagerungsisolatoren umfassen ein Gummimodell und ein mit Gummi abgedichtetes
Flüssigkeitsmodell.
Die vorliegende Erfindung betrifft das erstere Modell.
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Im
Fall einer Antriebsstrang-Lagerung, die keine Flüssigkeit verwendet, wird allgemein
Gummi in ein hohles Zylinderelement als Außenumfangsfläche des
Zylinderelements eingesetzt. Nahe der Mitte des Gummis ist ein Rohr
oder dergleichen installiert, welches den Motor oder dergleichen
trägt.
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In
einer solchen Antriebsstrang-Lagerung ist die Außenfläche des Gummis an die Innenfläche des Zylinderelements
geklebt. Wenn folglich eine Belastung oder Versetzung in vertikaler
Richtung der Ortskoordinate der Lagerung ausgeübt wird, wird der Antriebsstrang
an der richtigen Stelle durch statische Steifheit unterstützt, bei
der es sich um eine Kombination aus statischer Drucksteifheit und
statischer Zugsteifheit handelt.
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Zusätzlich wirkt
dynamische Steifheit, eine Kombination aus dynamischer Drucksteifheit
und dynamischer Zugsteifheit, als Isolierung gegen Vibrationen zwischen
dem Antriebsstrang und anderen Strukturen, während gleichzeitig der in Vibration
versetzte Antriebsstrang unterstützt
wird.
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In
einem Antriebsstrangsystem verursacht die Leerlaufrotation hauptsächlich Niederfrequenzvibrationen.
Um diese Niederfrequenzvibrationen zu isolieren, muss in der Koordinate
der Lagerung eine geringe dynamische Steifheit in seitlicher Richtung der
Lagerung und eine geringe dynamische Steifheit in vertikaler Richtung
des Fahrzeugs aufrecht erhalten werden, wodurch der Komfort des
Fahrzeugs bei hohen Geschwindigkeiten beeinträchtigt wird. Dies gilt für die Isolierung
der Hochfrequenzvibration, die bei hohen Fahrgeschwindigkeiten eines
Fahrzeugs erzeugt wird.
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Diese
Merkmale existieren nicht in der oben beschriebenen Lagerung, bei
der Gummi gänzlich
innerhalb eines Zylinderelements eingefüllt ist. Eine verbesserte herkömmliche
Antriebsstrang-Lagerung ist in 1 dargestellt.
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Wie
in 1 dargestellt, umfasst eine herkömmliche
Antriebsstrang-Lagerung 100 ein
hohles Zylinderelement 110. Ein Paar Halterungen 120 ist
an beiden Seiten des unteren Teils des Zylinderelements 110 angebracht.
Die Antriebsstrang-Lagerung 100 ist durch die Halterungen 120 mit
dem Fahrzeugaufbau, etwa einem Hilfsrahmen, verbunden. Die Halterung 120 hat
von der Seite gesehen einen L-förmigen
Querschnitt. Jede Fläche
der Halterung 120 ist mit einem Loch 124 versehen,
durch welches die Halterung 120 am Fahrzeugaufbau, etwa
einem Hilfsrahmen, befestigt ist, und auch mit einem Loch 122 zur
Gewichtsreduzierung.
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Innerhalb
des Zylinderelements 110 sind ein Gummielement 130 und
ein inneres, vom Gummielement 130 gehaltenes Trägerelement 140 vorgesehen.
Ein Metallring 112 wird an der Innenseite des Zylinderelements 110 eingepresst.
Die Außenfläche des
Gummielements 130 ist an die Innenfläche des Metallrings 112 geklebt.
Das Gummielement ist mit durchgehenden Löchern 132 und 134 zur
Einstellung der Trageigenschaften des inneren Trägerelements 140 versehen.
Auf diese Weise wird das innere Trägerelement 140 über zwei
Beinen 136 und 137 des Gummielements 130 auf
den Zylinderelementen 110 gestützt.
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Das
innere Trägerelement 140 hat
eine umgekehrte Dreiecksform und umfasst die Einführungslöcher 142,
die so ausgebildet sind, dass ein Element von Motor oder Getriebe
in die Einführungslöcher 142 eingeführt und
mit dem inneren Trägerelement kombiniert
wird.
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Die
unter Bezugnahme auf 1 erklärte Antriebsstrang-Lagerung 100 ist
in einem Fahrzeug horizontal installiert. Die Koordinaten der Lagerung entsprechen
folglich jener des Fahrzeugs. Bezug nehmend auf 2,
entsprechen die Vorwärts-/Rückwärtsrichtungen
in der Fahrzeugkoordinate der Seitenrichtung der lokalen Lagerungskoordinaten,
und die vertikale Richtung in der Fahrzeugkoordinate entspricht
der vertikalen Richtung in der lokalen Koordinate der Lagerung.
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In
der in 1 dargestellten Antriebsstrang-Lagerung ist der
Gummi nahe der Oberseite, nahe der Unterseite und nahe der linken
und rechten Seite des inneren Trägerelements 140 entfernt.
Damit ist im Vergleich mit einer anderen Art von Lagerung mit voll
eingefülltem
Gummi die seitliche dynamische Steifheit mit Bezug auf die Lagerungskoordinate
relativ verringert, und die vertikale dynamische Steifheit ist mit
Bezug auf die Fahrzeugkoordinate relativ herabgesetzt.
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Im
Fall der Antriebsstrang-Lagerung 100 der 1 bleiben
die beiden Beine 136 und 137, wenn sie in seitlicher
Richtung vibriert, nach wie vor in einem gemischten Komprimierungs-
und Spannungszustand und werden an zwei Punkten unterstützt. Damit
wird die Kontrolle der Vibration kompliziert. Zusätzlich besteht,
trotz der Verbesserung im Vergleich zum Stand der Technik, nach
wie vor ein Problem insofern, als die seitliche dynamische Steifheit
der Lagerung relativ zur statischen Steifheit zur Unterstützung des
Antriebsstrangs an der richtigen Position höher ist.
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Wenn
der Antriebsstrang und dergleichen, der auf der Lagerung 100 aufliegt,
in vertikaler Richtung vibriert, isolieren die zwei Beine 136 und 137 des
Gummielements 130 die Vibration mittels der Drucksteifheit
und Zugsteifheit derselben, abhängig von
der Richtung der Vibration. Das heißt, wenn der Motor oder dergleichen
aufwärts
springt, isolieren die beiden Beine 136 und 137 des
Gummielements 130 die Vibration durch ihre Zugsteifheit,
und wenn der Motor abwärts
springt, isolieren die beiden Beine 136 und 137 die
Vibration vermöge
ihrer Drucksteifheit. Im Fall der Verwendung der Antriebsstrang-Lagerung 100 der 1 wird
die Vibrationskontrolle für
den Antriebsstrang entsprechend kompliziert. Da das Gummielement 130 überdies
am Ringelement 112 an der Innenseite des Zylinderelements 110 haftet
und von den zwei Beinen 136 und 137 an beiden
unteren Seiten des inneren Trägerelements 140 gestützt wird,
ist die vertikale dynamische Steifheit der Lagerung nachteiliger
Weise in Relation zu deren statischer Steifheit höher.
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Der
Hauptzweck einer solchen herkömmlichen
Antriebsstrang-Lagerung ist die Isolierung der niederfrequenten
Vibrationen eines Fahrzeugs und erstreckt sich auf das Problem einer
verschlechterten Isolationswirkung für die hochfrequente Vibration
und auch der Übergangsvibration
im Dämpfungsverfahren
der erzeugten Vibration.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsstrang-Lagerung
zu schaffen, die eine verbesserte Vibrationsisolierungswirkung für niederfrequente
Vibration und gleichzeitig für Übergangsvibration
und hochfrequente Vibration aufweist.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Antriebsstrang-Lagerung
zu schaffen, in der, wenn sie in einem Fahrzeug montiert ist, die
seitliche dynamische Steifheit der Lagerung im Vergleich zu herkömmlichen
Produkten der gleichen statischen Steifheit vertikal zum Fahrzeug
reduziert ist, um auf diese Weise die Vibrationsisolierungswirkung
für Übergangsvibrationen
und hochfrequente Vibrationen zu verbessern.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsstrang-Lagerung
zu schaffen, die ihren Lagerungswinkel je nach den Vibrationseigenschaften
eines in einem Fahrzeug einzubauenden Antriebsstrangs anpassen kann,
um auf diese Weise die Kapazitäten
zur Isolierung von Vibrationen einstellen zu können.
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Um
die oben genannten Ziele zu erreichen, wird nach einem Aspekt der
Erfindung eine Antriebsstrang-Lagerung bereitgestellt, die zwischen
einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs und einer tragenden Karosserie
des Fahrzeugs, die den Antriebsstrang trägt, installiert werden kann,
um die Vibration zu isolieren, die zwischen dem Antriebsstrang und
der tragenden Karosserie übertragen
wird, wobei diese Antriebsstrang-Lagerung Folgendes umfasst: eine
Halterung, die am Antriebsstrang oder der tragenden Karosserie montiert
werden kann, wobei die Halterung einen Gummihalter zur Aufnahme
und Unterstützung eines
darin befindlichen Gummielements aufweist; ein Schrägauflagemittel,
das an der Innenseite des Gummihalters und schräg mit Bezug auf die horizontale
Ebene des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei das Schrägauflagemittel
mit einem Trägerelementanschluss
versehen ist, an den ein im Antriebsstrang installiertes Trägerelement
angeschlossen werden kann; und ein Gummielement, das an die Außenumfangsfläche des
Schrägauflagemittels
geklebt ist und dieses umgibt, wobei das Gummielement im Gummihalter
in komprimiertem Zustand, aber nicht an der Halterung anhaftend,
eingeführt
ist, um auf diese Weise eine elastische Auflage zwischen dem Schrägauflagemittel
und der Halterung zu schaffen, wobei das Gummielement ein durchgehendes
Loch hat, das um beide Enden in schräger Richtung des Schrägauflagemittels
ausgebildet ist, um dergestalt die dynamische Steifheit in schräger Richtung
zu verringern.
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In
einem Ausführungsbeispiel
ist das Schrägauflagemittel
mit einer ersten schrägen
Ebene versehen, die an der Außenfläche desselben
ausgebildet und schräg
mit Bezug auf die horizontale Ebene des Fahrzeugs ist; der Gummihalter
ist schräg
mit Bezug auf die horizontale Ebene des Fahrzeugs angeordnet, auf
beiden Seiten offen und mit einer vertieften Rille versehen, um
das Gummielement daran zu hindern, sich seitlich abzulösen, und
die Außenfläche des
Gummielements hat eine konvexe Form, um mit Druck in die vertiefte
Rille eingepresst werden zu können.
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In
einem Ausführungsbeispiel
ist die Halterung integriert mit dem Antriebsstrang oder der Strukturkarosserie
ausgebildet.
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In
einem Ausführungsbeispiel
ist die Halterung mit einem Antriebsstranganschluss versehen, der
so ausgebildet ist, dass er abnehmbar am Antriebsstrang montiert
ist; das Schrägauflagemittel
ist mit einem Trägerelementanschluss
versehen, der so geformt ist, dass ein in der Strukturkarosserie
ausgebildetes Trägerelement
daran befestigt werden kann; das Schrägauflagemittel ist mit einer
ersten schrägen Ebene
versehen, die an seiner Außenseite
ausgebildet und schräg
mit Bezug auf die horizontale Ebene des Fahrzeugs ist; die erste
schräge
Ebene ist auf der oberen Seite des Schrägauflagemittels ausgebildet,
und ein konvexer Abschnitt ist an der Unterseite des Schrägauflagemittels
gegenüber
der ersten schrägen
Ebene ausgebildet.
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In
einem Ausführungsbeispiel
ist die Halterung mit einem Antriebsstranganschluss versehen, der
so geformt ist, dass er abnehmbar am Antriebsstrang montiert ist;
das Schrägauflagemittel
ist mit einem Trägerelementanschluss
versehen, der so geformt ist, dass ein in der Strukturkarosserie
installiertes Trägerelement
daran angeschlossen werden kann; das Schrägauflagemittel ist mit einer
ersten schrägen
Ebene versehen, die an der Außenseite desselben
ausgebildet und schräg
mit Bezug zur horizontalen Ebene des Fahrzeugs ist; die erste schräge Ebene
ist auf der Oberseite des Schrägauflagemittels
ausgebildet, und eine zweite schräge Ebene ist an der Unterseite
des Schrägauflagemittels
gegenüber
der ersten schrägen
Ebene ausgebildet, wobei die zweite schräge Ebene parallel zu der ersten schrägen Ebene
ist.
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In
einem Ausführungsbeispiel
ist die Halterung mit einem Strukturkarosserieanschluss versehen,
der so ausgebildet ist, dass er abnehmbar an der Strukturkarosserie
montiert ist; das Schrägauflagemittel
ist mit einem Trägerelementanschluss
versehen, der so geformt ist, dass ein im Antriebsstrang installiertes
Trägerelement
daran angeschlossen werden kann; das Schrägauflagemittel ist mit einer ersten
schrägen
Ebene versehen, die an seiner Außenseite ausgebildet und schräg mit Bezug
auf die horizontale Ebene des Fahrzeugs ist; die erste schräge Ebene
ist an der Unterseite des Schrägauflagemittels
ausgebildet, und ein konvexer Abschnitt ist an der Oberseite des
Schrägauflagemittels
gegenüber der
ersten schrägen
Ebene ausgebildet.
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In
einem Ausführungsbeispiel
ist die Halterung mit einem Strukturkarosserieanschluss versehen,
der so geformt ist, dass er abnehmbar an der Strukturkarosserie
befestigt ist; das Schrägauflagemittel
ist mit einem Trägerelementanschluss
versehen, der so geformt ist, dass ein im Antriebsstrang installiertes
Trägerelement
daran befestigt werden kann; das Schrägauflagemittel ist mit einer
ersten schrägen
Ebene versehen, die an der Außenseite desselben
ausgebildet und schräg
mit Bezug auf die horizontale Ebene des Fahrzeugs ist; die erste
schräge
Ebene ist an der Unterseite des Schrägauflagemittels ausgebildet,
und eine zweite schräge
Ebene ist an der Oberseite des Schrägauflagemittels gegenüber der
ersten schrägen
Ebene ausgebildet, die zweite schräge Ebene ist parallel zur ersten
schrägen Ebene.
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In
einem Ausführungsbeispiel
sind die erste schräge
Ebene und die vertiefte Rille gegenüber der ersten schrägen Ebene
parallel zueinander angeordnet.
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In
einem Ausführungsbeispiel
ist das Schrägauflagemittel
in 25–45° mit Bezug
auf die horizontalen Ebene des Fahrzeugs angeordnet.
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In
einem Ausführungsbeispiel
ist der Installationswinkel der Halterung zum Antriebsstrang oder zur
Strukturkarosserie angepasst, um den Neigungswinkel der schrägen Ebene
einzustellen.
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In
einem Ausführungsbeispiel
haben der Gummihalter und das darin enthaltene Gummielement eine
Rechteckform mit einer längeren
Seite in Neigungsrichtung.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
oben genannten und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung erschließen
sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele der
Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen.
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1 ist
eine Aufrissansicht einer verbesserten herkömmlichen Antriebsstrang-Lagerung;
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2 zeigt
das Koordinatensystem für
die Antriebsstrang-Lagerung der 1 und das
Koordinatensystem für
ein Fahrzeug;
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3 ist
eine Aufrissansicht einer Antriebsstrang-Lagerung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
Erfindung;
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4 ist
eine Querschnittansicht entlang der Linie 1-1 in 3;
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5 zeigt
das Koordinatensystem einer Antriebsstrang-Lagerung der Erfindung
und das Koordinatensystem eines Fahrzeugs;
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6 zeigt
ein Beispiel einer modifizierten Antriebsstrang-Lagerung der 3;
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7 zeigt
eine Antriebsstrang-Lagerung gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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8 zeigt
ein Beispiel einer modifizierten Antriebsstrang-Lagerung der 7;
und
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9 bis 15 sind
Diagramme zum Vergleich der Variationen von Vibrationen und Lärm, die an
einem Fahrzeug gemessen wurden, an dem ein Antriebsstrang unter
Anwendung einer herkömmlichen
Antriebsstrang-Lagerung installiert ist, mit einem solchen, an dem
ein Antriebsstrang unter Anwendung einer Antriebsstrang-Lagerung
der Erfindung installiert ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Nachstehend
werden exemplarische Ausführungsbeispiele
der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben.
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3 und 4 stellen
eine Antriebsstrang-Lagerung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
Erfindung dar, bei der die Lagerung der Erfindung allgemein mit
dem Bezugszeichen 200 versehen ist.
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Wie
in 3 und 4 dargestellt, ist die Antriebsstrang-Lagerung 200 dieses
Ausführungsbeispiels
so konzipiert, dass sie zwischen einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs
und einer Strukturkarosserie des Fahrzeugs installiert wird, dabei
den Antriebsstrang trägt
und somit die Vibrationen isoliert, die zwischen dem Antriebsstrang
und der Strukturkarosserie übertragen
werden. Die Antriebsstrang-Lagerung 200 ist mit einer Halterung 210 ausgestattet.
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Die
Antriebsstrang-Lagerung 200 der 3 und 4 umfasst
ein Schrägauflagemittel 240 und dergleichen,
das im Motor oder dergleichen mit Hilfe der Halterung 210 schräg eingebaut
ist. Wie in 5 zu sehen ist, unterscheidet
sich folglich das Koordinatensystem der Antriebsstrang-Lagerung 200 von jenem
des Fahrzeugs, das heißt
es ist auf eine Seite desselben geneigt. Wenn demnach die Antriebsstrang-Lagerung 200 am
Motor oder dergleichen eines Fahrzeugs montiert ist, ist die seitliche
Richtung im lokalen Koordinatensystem der Lagerung 200 mit Bezug
auf die Vorwärt/Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs auf eine Seite geneigt, also in die horizontale Richtung
des Fahrzeugs im Fahrzeugkoordinatensystem. Die vertikale Richtung
im Lagerungs-Koordinatensystem ist mit Bezug zur vertikalen Richtung
im Fahrzeugkoordinatensystem auf eine Seite geneigt.
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Der
Neigungswinkel kann durch Variationen in der Struktur der Halterung 210,
der Struktur eines in der Halterung 210 ausgebildeten Flansches 212, der
Positionen der Verbindungslöcher 214 und 215 und
dergleichen verstellt werden. Außerdem kann er mit der Form
der Strukturkarosserie oder des Motors variieren, wo die Halterung 210 befestigt
ist. Die Halterung 210 der Antriebsstrang-Lagerung 200 ist
am Antriebsstrang eines Motors oder Getriebes oder dergleichen angebracht.
Die Antriebsstrang-Lagerung 200 ist in ihrer Innenseite
mit einem Gummihalter 220 versehen. Der Gummihalter 220 dient
der Aufnahme und dem Halten eines Gummielements 230. Die
Querschnittansicht des Gummihalters 220 ist in 4 dargestellt.
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Der
Gummihalter 220 ist mit Bezug auf die horizontale Ebene
eines Fahrzeugs schräg
angeordnet und vorwärts
und rückwärts sowie
auf der linke und der rechten Seite offen. An der Innenseite des Gummihalters 220 ist
eine vertiefte Rille 222 ausgebildet, die dazu dient, das
Gummielement 230 am Austreten durch die vordere und hintere Öffnung zu hindern.
Die Innenseite des Gummihalters 220, das heißt die Oberfläche der
vertieften Rille 222, ist in ihrer Querrichtung geschwungen.
Dies trägt
ebenfalls dazu bei, dass das darin in komprimiertem Zustand aufgenommene
Gummielement 230 am Ausdringen nach außen gehindert werden kann.
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Der
Gummihalter 220 nimmt von vorne gesehen eine Rechteckform
an und ist mit Bezug auf die Horizontalrichtung eines Fahrzeugs
schräg
angeordnet. Dieser Gummihalter 220 ist nicht unbedingt
auf eine Rechteckform und die Schräginstallation beschränkt. Wie
in 3 dargestellt, ist jedoch vorzuziehen, dass der
Gummihalter 220 mit Bezug auf die horizontale Ebene eines
Fahrzeugs geneigt ist und eine Rechteckform mit einer längeren Seite
in der geneigten Richtung aufweist.
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Der
Neigungswinkel des Gummihalters 220 kann bei Bedarf eingestellt
werden, je nach den Vibrationseigenschaften des Antriebsstrangs
oder des Chassis eines Fahrzeugs. Es ist vorzuziehen, dass der Neigungswinkel
des Gummihalters 220 im Bereich von 25 bis 45° mit Bezug
auf die horizontale Ebene eines Fahrzeugs ist.
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Die
Halterung 210 ist mit einem Flansch 212 versehen,
der an einer Außenseite
des Gummihalters 220 ausgebildet ist. Vorzugsweise ist
dieser Flansch 212 aus einer Ebene 212a gebildet,
die sich von der Außenseite
des Gummihalters 220 auswärts erstreckt, und einer Ebene 212b,
die sich senkrecht zum distalen Ebene desselben erstreckt.
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Im
Flansch 212 sind die Verbindungslöcher 214 und 215 ausgebildet,
die zur Verbindung mit einem Motor oder dergleichen benützt werden.
Der Flansch 212 und die Verbindungslöcher 214 und 215 dienen
als Antriebsstranganschlüsse 216 zur
Befestigung am Antriebsstrang eines Motors oder Getriebes und können auf
unterschiedliche Arten modifiziert werden, je nach der Struktur,
an die der Antriebsstrang montiert werden soll.
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In
einigen Fällen
kann die oben beschriebene Halterung 210 integriert mit
einem Antriebsstrang ausgebildet sein, also ohne den Antriebsstranganschluss 216.
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Die
Antriebsstrang-Lagerung 200 dieses Ausführungsbeispiels ist mit einem
Schrägauflagemittel 240 ausgestattet.
Das Schrägauflagemittel 240 wird
mit einem Trägerelement
gekoppelt, etwa einem Hilfsrahmen, der in der den Antriebsstrang
tragenden Struktur installiert ist. Das Schrägauflagemittel 240 ist
mit einem Trägerelementanschluss 242 ausgestattet,
der die Form eines Lochs hat, durch das die Antriebsstrang-Lagerung
mit einem Trägerelement verbunden
ist, etwa mit einem in einer einen Antriebsstrang tragenden Strukturkarosserie
installierten Hilfsrahmen. Dieses Schrägauflagemittel 240 ist an
der Innenseite des Gummihalters 220 angeordnet und liegt
auf einem Gummielement 230 auf, das nachstehend erklärt wird.
Das Schrägauflagemittel 240 ist
geneigt mit Bezug auf die horizontale Ebene eines Fahrzeugs angeordnet.
Das Schrägauflagemittel 240 umfasst
eine erste schräge
Ebene 244 an seiner Oberseite. Der Neigungswinkel der ersten
schrägen
Ebene 244 kann im Bereich von 25 bis 45° mit Bezug zur horizontalen
Ebene eines Fahrzeugs liegen. In dem Fall, in dem die erste schräge Ebene 244 vorgesehen
ist, wird der Neigungswinkel des Schrägauflagemittels 240 mit
Bezug auf die erste schräge Ebene 244 festgelegt.
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Diese
erste schräge
Ebene 244 ermöglicht eine
Verringerung der Seitensteifheit der Antriebsstrang-Lagerung 200.
Die erste schräge
Ebene 244 wird als flache Oberfläche bezeichnet, kann aber auch
eine gebogene Oberfläche
sein, die gegen ihren Mittelteil hin in einem Bereich von etwa 10%
der Gesamtlänge
des Schrägauflagemittel 240 allmählich höher oder
tiefer wird.
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Es
ist vorzuziehen, dass das Schrägauflagemittel 240 mit
einer ersten schrägen
Ebene 244 versehen ist, die an ihrer Außenoberfläche ausgebildet ist. Wenn die
erste schräge
Ebene 244 keine holprige oder unregelmäßige Oberfläche in einem Ausmaß hat, das
nicht als erste schräge
Ebene zu betrachten ist, kann der Neigungswinkel des Schrägauflagemittels 240 mit
Bezug auf die Längsmittellinie
derselben bestimmt werden.
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Wie
in 3 und 4 dargestellt, besitzt das Schrägauflagemittel 240 einen
konvexen Abschnitt 246 nahe der Mittellinie ihrer Unterseite.
Dieser konvexe Abschnitt 246 ist an der gegenüber liegenden
Seite der ersten schrägen
Ebene 244 angeordnet und dient einer Steigerung der Haftung
zwischen der Unterseite des Schrägauflagemittels 240 und
dem darunter platzierten Gummielement 230. Wenn zudem die
kinetische Energie des Antriebsstrangs aufgrund der Vibration eine
Kompressionskraft auf das darunter liegende Gummielement 230 ausübt, ermöglicht der
konvexe Abschnitt 246 die stabile Auflage des Schrägauflagemittels 240 auf dem
Gummielement 230. Dieser konvexe Abschnitt 246 ist
nicht immer erforderlich, doch wenn vorhanden, ist es vorzuziehen,
dass er an der gegenüber
liegenden Seite der ersten schrägen
Ebene 244 ausgebildet ist, wie in 3 dargestellt.
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Wie
oben beschrieben, ist das Schrägauflagemittel 240 vorzugsweise
aus Metallmaterial mit hohem Abriebwiderstand ausgebildet.
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Wie
in den Figuren dargestellt, ist die Antriebsstrang-Lagerung 200 dieses
Ausführungsbeispiels
mit einem Gummielement 230 versehen, das zwischen der Halterung 210 und
dem Schrägauflagemittel 240 angeordnet
ist. Das Gummielement 230 kann aus einem Elastomer gebildet
sein, wie beispielsweise aus synthetischen Gummis. Dieses Gummielement 230 ist
an die Außenoberfläche des Schrägauflagemittel 240 geklebt
und umgibt dieses. Wie in 4 dargestellt,
ist das Gummielement 230 so ausgebildet, dass es eine konvexe
Außenoberfläche besitzt.
Das Gummielement 230 ist nicht an die Halterung 210 geklebt,
aber komprimiert und in den Gummihalter eingeführt. Der Umriss des Gummielements 230 in
nicht-komprimiertem
Zustand ist in Strichpunktlinie dargestellt.
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Das
Gummielement 230 trägt
elastisch das Schrägauflagemittel 240 und
die Halterung 210. Das Gummielement 240 ist mit
den durchgehenden Löchern 232 versehen,
die um beide seitlichen Enden des Schrägauflagemittels ausgebildet
sind. Die durchgehenden Löcher
dienen der Reduzierung der dynamischen Steifheit in seitlicher Richtung.
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Die
Antriebsstrang-Lagerung 200 dieses Ausführungsbeispiels ist ein Typ
einer vorgespannten Gummibuchsenlagerung, wo das Gummielement 230 nicht
direkt an der Halterung 210 haftet, sondern eingepresst
ist. Wenn demnach eine Belastung oder Versetzung in vertikaler Richtung
der Antriebsstrang-Lagerung ausgeübt wird, dient nur die kompressive
statische Steifheit dazu, die Last zu tragen, weil die Außenumfangsfläche des
Gummielements 230 nicht an der Halterung 210 haftet.
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Im
Falle einer dynamischen Last ist zudem nur die kompressive dynamische
Steifheit wirksam in der Aufnahme der dynamischen Belastung. Da überdies das
Schrägauflagemittel 240 mit
einer Neigung angeordnet ist, kann in der seitlichen Richtung der Lagerung
eine geringe dynamische Steifheit verwirklicht werden.
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Wenn
es nur um die Unterstützung
derselben Antriebsstrangtypen geht, ist die statische Steifheit
auf dem gleichen Niveau zu gewährleisten,
unabhängig
von den Lagerungstypen.
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In
einer in 3 dargestellten Antriebsstrang-Lagerung 200 erbringt
bei Installation in einem Fahrzeug das komprimierte Gummielement 230 oberhalb
der ersten schrägen
Ebene 244 des Schrägauflagemittels 240 die
zur Unterstützung
des Antriebsstrangs erforderlich statische Steifheit.
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Wenn
die statische Steifheit der Lagerung gleich ist, ist eine geringe
dynamische Steifheit vorzuziehen, um die Vibrationen zu isolieren,
während der
Antriebsstrang an der richtigen Position unterstützt wird, und damit verbessert
sich auch die Isolationswirkung für Übergangsvibrationen und hochfrequente
Vibrationen.
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Wenn
sie in einem Fahrzeug montiert ist, reduziert die Antriebsstrang-Lagerung der Erfindung relativ
die Kennzahlen der seitlichen Richtung, ohne die statischen Steifheitseigenschaften
in vertikaler Richtung des Fahrzeugs zu beeinträchtigen, wodurch eine gute
Isolationswirkung für Übergangsvibrationen
und hochfrequente Vibrationen geschaffen wird.
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Wie
in 6 dargestellt, kann die Antriebsstrang-Lagerung 200 in
einigen Fällen
eine zweite schräge
Ebene 247 aufweisen, die parallel zu der ersten schrägen Ebene 244 ausgebildet
ist, ohne den konvexen Abschnitt an der Unterseite des Schrägauflagemittels 240 zu
bilden. In diesem Fall wird eine Vertiefung und Erhöhung in
der Unterseite des Schrägauflagemittels 240 gebildet,
um die Haftung zwischen dem Gummielement 230 und der Unterseite
des Schrägauflagemittels 240 zu
erhöhen.
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Die
anderen Elemente sind gleich wie in 3 bis 5.
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Eine
in 7 dargestellte Antriebsstrang-Lagerung 200 ist
so konstruiert, dass die Halterung 210 mit einem Hilfsrahmen
oder dergleichen eines Fahrzeugs verbunden ist und ein in einem
Motor oder Getriebe gebildetes Trägerelement in den Trägerelementanschluss 242 des
Schrägauflagemittels 240 eingeführt und
mit diesem kombiniert wird.
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So
wie dargestellt, ist die Halterung 210 mit einem Flansch 212 und
Verbindungslöchern 215 an ihrer
Unterseite versehen. Die erste schräge Ebene 244 ist an
der Unterseite des Schrägauflagemittels 240 ausgebildet,
und der konvexe Abschnitt 246 ist an der Oberseite des
Schrägauflagemittels 240 ausgebildet.
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Wenn
ein Antriebsstrang an der Antriebsstrang-Lagerung 200 der 7 montiert
ist, trägt
das komprimierte Gummielement 230 unterhalb des Schrägauflagemittels 240 die
Antriebsstranglast, um die Verantwortung für die statische Steifheit der
Lagerung zu übernehmen.
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Hier
sind vorzugsweise die erste schräge Ebene 244 und
die Innenseite des Gummihalters 220 der Halterung 210 gegenüber der
ersten Schrägseite 244 parallel
zueinander angeordnet.
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Die
anderen Elemente sind gleich wie in 3 bis 5.
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Eine
Antriebsstrang-Lagerung der 8 ist gleich
wie die Lagerung 200 der 7, ausgenommen,
dass an der Oberseite des Schrägauflagemittels 240 eine
zweite schräge
Ebene 247 ausgebildet ist.
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9 zeigt
Variationen in der vertikalen Amplitude (Variationen in der Beschleunigung)
mit Fluktuationen in der Frequenz, die während der Fahrt des Fahrzeugs
mit Hilfe eines am Fahrzeugrahmen befestigten Frequenz- und Amplituden-Sensors
gemessen wurden. In 9 bezeichnet die durchgezogene Linie
die vorliegende Erfindung und die Punktlinie eine herkömmliche
Technologie.
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Bezugnehmend
auf 9 ist zu sehen, dass die vorliegende Erfindung
im gesamten Niederfrequenzbereich von 5–25 Hz niedrige Rahmenamplituden
hervorbringt, verglichen mit herkömmlichen Lagerungen. Insbesondere
hat sich herausgestellt, dass die Amplitude besonders im Bereich
5–14 Hz reduziert
ist.
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10 zeigt
Variationen der vertikalen Amplitude mit Fluktuationen in der Sitzfrequenz
unter den selben Bedingungen wie in 9. Es ist
zu sehen, dass gemäß der Erfindung
die Sitzamplitude allgemein gedämpft
wurde, ausgenommen einen bestimmten Bereich, etwa bei 19–25 Hz;
eine signifikante Verbesserung der Sitzamplitude ist im Bereich 6–12 Hz zu
verzeichnen.
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Aus
den Diagrammen der 9 und 10 ist
zu sehen, dass die Antriebsstrang-Lagerung der Erfindung eine merkbare
Verbesserung bezüglich Schütteln und
Härte bei
niederfrequenten Vibrationen erbringt.
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11 und 12 zeigen
die Variationen in der vertikalen Amplitude (Beschleunigung) von
Sitz und Rahmen mit den UpM eines Fahrzeugmotors während der
Fahrt.
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Wie
in 11 zu sehen ist, zeigt die Sitzamplitude eine ähnliche
Leistung im Bereich von nicht mehr als etwa 3.900 UpM in beiden
Fällen
der Erfindungs- und der herkömmlichen
Lagerung, jedoch ist die Erfindung wesentlich besser im Bereich von über 3.900
UpM.
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Bezug
nehmend auf 12, zeigt die Rahmenamplitude
in der herkömmlichen
Lagerung ein geringfügig
besseres Ergebnis im Bereich von nicht mehr als 3.500 UpM, während die
Erfindung im Bereich von über
3.500 UpM viel bessere Ergebnisse zeigt.
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13 zeigt
Variationen im Geräuschpegel an
den Fahrerohren mit UpM-Fluktuationen
während der
Fahrt. Es ist zu sehen, dass die Antriebsstrang-Lagerung der vorliegenden Erfindung
bessere Ergebnisse erbringt, ausgenommen einige Bereiche nahe 1.600
UpM und nahe 5.250 UpM.
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14 zeigt
Variationen in der horizontalen Amplitude des Sitzes mit Fluktuationen
in der Frequenz bei lastfreier Rotation. Unter 20Hz hat die Antriebsstrang-Lagerung
der Erfindung eine überlegene Amplitudenisolationswirkung
im Vergleich zur herkömmlichen
Antriebsstrang-Lagerung. Über
20Hz ähneln
sich die Leistungen.
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15 zeigt
Variationen im Geräuschpegel an
den Fahrerohren mit Fluktuationen in der Frequenz bei lastfreier
Rotation. Die Antriebsstrang-Lagerung
der Erfindung ist im großen
und ganzen besser im Vergleich mit der herkömmlichen Antriebsstrang-Lagerung
und zeigt insbesondere unter 60Hz eine signifikante Verbesserung
im Geräuschpegel.
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Bezug
nehmend auf 14 und 15, ist zu
sehen, dass die Antriebsstrang-Lagerung
der Erfindung eine signifikante Isolationswirkung auf die Seitenvibration
eines Fahrzeugs ausübt,
wenn dieses in lastfreier Rotation ist, und auch eine Lärmunterdrückungswirkung
bei lastfreier Rotation.
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Wie
oben beschrieben, erbringt die Antriebsstrang-Lagerung gemäß der Erfindung
signifikante Wirkungen hinsichtlich der Verbesserung der NVH-Leistungen (Lärm, Vibration
und Härte)
in Fahrzeugen, die ein gebräuchliches
Antriebsstrangsystem benützen,
oder einen Antriebsstrang mit einem Multi Displacement System (Zylinderabschaltung) zur
Kraftstoffeinsparung.
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Zusätzlich bietet
die Antriebsstrang-Lagerung der Erfindung eine signifikante Vibrationsisolierungswirkung
insbesondere für Übergangsvibrationen
und hochfrequente Vibrationen, zusammen mit einer Isolierung niederfrequenter
Vibrationen.
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Die
Antriebsstrang-Lagerung der Erfindung, welche die genannten vorteilhaften
Wirkungen aufweist, kann eine Lagerung mit Flüssigkeitsdichtung ersetzen,
die nicht einfach herzustellen und zu warten ist und ein kürzeres Nutzleben
hat; das ergibt zusätzlich
einen Kostenersparniseffekt.
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Zwar
wurde die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele
beschrieben, die Beschreibung hat jedoch nur illustrativen Charakter
und darf nicht als einschränkend
mit Bezug auf die Erfindung verstanden werden. Fachleute können dazu
Variationen und Modifikationen entwickeln, ohne vom Prinzip und
Geltungsbereich der Erfindung, wie sie in den angehängten Ansprüche definiert
ist, abzuweichen.