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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radführungsanordnung mit einem Radführungslenker.
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Zur Einstellung einer Radspur oder eines Radsturzes eines Rades eines Fahrzeugs werden üblicherweise Radführungslenker, beispielsweise Radspurlenker oder Radsturzlenker, eingesetzt, welche einen Radträger mit einem Fahrzeugaufbau verbinden. Die Radspur wird beispielsweise werkseitig durch eine statische Einstellung eines Spurwinkels, welcher eine Neigung eines Rades zur Fahrzeuglängsachse angibt, mittels einer Verlagerung eines Radspurlenkers in Fahrzeugquerrichtung eingestellt.
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Der eingestellte Spurwinkel ändert sich jedoch bei einer Fahrt dynamisch in Abhängigkeit von einem Radhub in Fahrzeugvertikalrichtung, welcher durch ein Ein- und Ausfedern des Rades entsteht. Die Änderung des Spurwinkels, d.h. der Spurwinkelgradient, folgt im Idealfall einer Soll-Kennlinie, welche unterschiedliche Radhübe mit Spurwinkeln verknüpft. Aufgrund von Fertigungs- und Bauteiletoleranzen können jedoch beispielsweise die Anordnungen der Radspurlenker in unterschiedlichen Fahrzeugen innerhalb eines Toleranzbereichs variieren, was bei unterschiedlichen Fahrzeugen zu unerwünschten Abweichungen der dynamischen Änderungen des Spurwinkels von der Soll-Kennlinie führen kann.
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In der Druckschrift
DE 10 2010 000 204 ist eine effiziente, aktive Vorrichtung zur Spureinstellung beschrieben, mit welcher derartige Abweichungen hydraulisch reduziert werden können.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine passive Anordnung eines Radführungslenkers anzugeben, mit welcher ein Einfluss von Fertigungs- oder Bauteiletoleranzen auf die dynamische Änderung einer Radspur oder eines Radsturzes eines Rades in einem Achssystem reduziert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der beigefügten Figuren sowie der Beschreibung.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch eine Verlagerung einer Position eines Lagers eines Radführungslenkers, insbesondere eines einzigen Lagers des Radführungslenkers, bevorzugt entlang einer Fahrzeugvertikalachse, d.h. in Lotrichtung, und eine anschließende Fixierung des Lagers bewirkt werden kann. Durch eine Anpassung einer Neigung eines entlang des Radführungslenkers wirkenden Kraftvektors bezüglich einer Radmittelebene können insbesondere etwaige Bauteile- oder Fertigungstoleranzen zumindest teilweise kompensiert werden.
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Die Lage des Radspurlenkers in Fahrzeugvertikalrichtung, d.h. in Lotrichtung, beeinflusst insbesondere einen Fahrkomfort und eine Fahrdynamik. Wird der Spurgradient in Fahrzeugvertikalrichtung beispielsweise unter Berücksichtigung von empirischen Versuchsdaten oder numerischen Simulationen eingestellt, so kann eine Änderung des Spurwinkels, insbesondere des Vorspurwinkels, im Raum innerhalb eines gewünschten Abweichungs- bzw. Toleranzbereichs von der Soll-Kennlinie bewirkt werden. Dadurch können sowohl der Fahrkomfort als auch die Fahrdynamik verbessert werden.
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Hierzu kann insbesondere in einem Lenkerverband mit einer Mehrzahl von Radführungslenkern wie Querlenker, Radsturzlenker und Radspurlenker, eine endgültige Feinabstimmung einer Anordnung des Radführungslenkers bewirkt werden, um beispielsweise einen Einfluss von Bauteiletoleranzen auf die dynamische Änderung eines Spurwinkels, insbesondere eines Vorspurwinkels, zu reduzieren. Hierbei kann bereits eine Anhebung oder Absenkung des Lagers des Radführungslenkers um einige wenige Millimeter, beispielsweise um 1mm, 2mm, 3mm, 4mm oder 5mm, ausreichend sein, um die gewünschte Feinabstimmung zu erreichen. Auf diese Weise kann die Abweichung des radhubabhängigen Spurwinkelgradienten von einer Soll-Kennlinie reduziert werden.
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Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung eine Radführungsanordnung für ein Rad eines Fahrzeugs, mit einem Lagerbolzen, einem Radführungslenker, welcher ein Lager mit einem Lagerauge aufweist, wobei das Lagerauge durch den Lagerbolzen durchsetzt ist, einem Lagerträger mit einem ersten Tragschenkel und mit einem zweiten Tragschenkel zur Aufnahme des Lagers des Radführungslenkers, wobei in dem ersten Tragschenkel eine erste Führungsausnehmung und in dem zweiten Tragschenkel eine zweite Führungsausnehmung für die geführte Verlagerung des Lagerbolzens in eine bestimmte Montagelage gebildet sind, wobei der Lagerbolzen die erste Führungsausnehmung und die zweite Führungsausnehmung durchsetzt, und einem ersten Halteelement und einem zweiten Halteelement, welche den Lagerbolzen in der bestimmten Montagelage in der ersten Führungsausnehmung und in der zweiten Führungsausnehmung halten, wobei das erste Halteelement mit dem ersten Tragschenkel unlösbar verbunden oder verbindbar ist und wobei das zweite Halteelement mit dem zweiten Tragschenkel unlösbar verbunden oder unlösbar verbindbar ist.
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Die Begriffe „unlösbar verbunden“ oder „unlösbar verbindbar“ bedeuten, dass die unlösbaren Verbindungen zwischen den Halteelementen und den Tragschenkeln nicht zerstörungsfrei gelöst werden können.
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Die unlösbaren Verbindungen können die einzigen Verbindungen zwischen den Halteelementen und den Tragschenkeln sein.
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Die Tragschenkel sind bevorzugt fest mit dem Lagerträger verbunden. Der Lagerträger und die Tragschenkel können durch ein einziges, integrales Bauteil realisiert sein. Der Lagerträger kann entweder an einem Fahrzeugrahmen bzw. am Fahrzeugaufbau oder radseitig, beispielsweise an einem Radträger befestigt sein.
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Die bestimmte Montagelage kann beispielsweise empirisch ermittelt vorliegen und vorgegeben sein.
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Ein Vorteil der Radführungsanordnung besteht darin, dass eine Anordnung des Lagers des Radführungslenkers in dem Lagerträger werksseitig justiert werden kann, bevor das Lager mittels der unlösbaren Verbindungen festgesetzt wird. Zur Justierung der Anordnung des Lagers kann der Lagerbolzen mithilfe der Halteelemente entlang der Führungsausnehmungen beispielsweise entlang einer Fahrzeugvertikalachse angehoben oder abgesenkt werden. Die Führungsausnehmungen legen mögliche Bewegungstrajektorien für den Lagerbolzen fest. Der Lagerbolzen wird dabei durch die Halteelemente in den Führungsausnehmungen, welche parallel zu einer Fahrzeugvertikalachse verlaufen können, gestützt und kann daher mittels der Halteelemente parallelverlagert werden, wodurch eine Position des Lagers des Radführungslenkers korrigiert werden kann.
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Zur Einstellung bzw. Justierung einer Radspur wird bevorzugt ausschließlich ein Lager des Radführungslenkers, beispielsweise das radseitige Lager oder das rahmenseitige Lager, in die Montagelage gebracht. Das jeweils andere Lager kann statisch angelenkt sein. Auf diese Weise kann eine besonders einfache Justierung beispielsweise eines Radspurgradienten bewirkt werden.
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Die Führungsausnehmungen sind bevorzugt länglich. Die Längsausdehnung der jeweiligen Führungsausnehmung kann so bemessen sein, dass eine Verlagerung des Lagerbolzens in der jeweiligen Ausnehmung um bis zu 1mm, 2mm, 3mm, 4mm 5mm oder 10mm ermöglicht wird. Die Breite der Führungsausnehmungen kann der Querschnittsabmessung des Lagerbolzens entsprechen, damit der Lagerbolzen während der Montage durch sie Seitenränder der Führungsausnehmungen gehalten bzw. geführt werden kann. Der Lagerbolzen durchdringt mit seinen Enden die beiden Führungsausnehmungen und kann dadurch entlang der Führungsausnehmungen geführt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Radführungslenker ein Radspurlenker oder ein Radsturzlenker.
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Gemäß einer Ausführungsform verlaufen eine Längsachse der ersten Führungsausnehmung und eine Längsachse der zweiten Führungsausnehmung senkrecht zu einer Längsachse des Lagerbolzens. Auf diese Weise kann eine Parallelverlagerung des Lagerbolzens während eines Montageprozesses bewirkt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform verlaufen eine Längsachse der ersten Führungsausnehmung und eine Längsachse der zweiten Führungsausnehmung parallel zu einer Fahrzeugvertikalachse, insbesondere innerhalb eines Toleranzbereichs. Die Fahrzeugvertikalachse kann sich entlang einer Lotrichtung erstrecken und senkrecht zu einer Fahrzeuglängsachse sein. Der Toleranzbereich kann 1°, 5°, 10° oder 15° betragen.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Führungsausausnehmung und die zweite Führungsausnehmung jeweils durch ein Langloch gebildet. Die Langlöcher sind bevorzugt gerade, was eine eindimensionale Verlagerung des Lagerbolzens, beispielsweise eine Anhebung oder Absenkung, ermöglicht.
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Bevorzugt bilden die Führungsausausnehmungen vertikale Langlöcher, welche sich entlang der Fahrzeugvertikalachse oder schräg zu der Fahrzeugvertikalachse erstrecken. Auf diese Wese kann das Lager in dem Lagerträger während einer Montage abgesenkt oder angehoben werden, um die Montagelage zu erreichen.
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Die Langlöcher können jedoch auch gebogen sein. In diesem Fall kann eine zweidimensionale Verlagerung des Lagerbolzens bewirkt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Führungsausausnehmung und die zweite Führungsausnehmung fluchtend zueinander ausgerichtet. Dadurch kann der Lagerbolzen parallelverlagert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Halteelement seitlich an dem ersten Tragschenkel angeordnet und das zweite Halteelement ist seitlich an dem zweiten Tragschenkel angeordnet. Die Haltelemente sind beispielsweise an Seitenwandungen, insbesondere Außenseitenwandungen der Tragschenkel, angeordnet und sind entlang der Seitenwandung vor der endgültigen Festsetzung versschiebbar.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das erste Halteelement eine erste Stützöffnung, welche über der ersten Führungsausnehmung in der bestimmten Montagelage angeordnet ist, und das zweite Halteelement umfasst eine zweite Stützöffnung, welche über der zweiten Führungsausnehmung in der bestimmten Montagelage angeordnet ist, wobei der Lagerbolzen die erste Stützöffnung und die zweite Stützöffnung durchsetzt. Auf diese Weise kann der Lagerbolzen mittels der Halteelemente entlang der Führungsausnehmungen verlagert und gestützt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform stützen ein Innenrand der ersten Stützöffnung und ein Innenrand der zweiten Stützöffnung den Lagerbolzen in der jeweiligen Führungsausnehmung. Die Stützöffnungen können kreisrund oder länglich sein und sich quer zu den Ausdehnungen der Führungsausnehmungen erstrecken.
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Gemäß einer Ausführungsform entsprechen die Querschnittsabmessungen der ersten Stützöffnung und der zweiten Stützöffnung einer Querschnittsabmessung des Lagerbolzens. Auf diese Weise wird der Haltebolzen in den Stützöffnung gehalten.
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Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Tragschenkel an ihren den Halteelementen zugewandten Seiten jeweils zumindest einen Führungsvorsprung zum geführten Verlagern bzw. Verschieben des jeweiligen Halteelementes entlang des jeweiligen Führungsvorsprungs.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst jeder Tragschenkel zwei Führungsvorsprünge, welche beidseits der jeweiligen Führungsausnehmung angeordnet sind und beispielsweise parallel zueinander verlaufen. Dadurch können die Halteelemente seitlich gestützt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform sind das erste Halteelement und das zweite Halteelement jeweils als eine Einstellplatte oder eine Exzenterscheibe gebildet.
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Die Einstellplatten können rechteckförmige Blechteile sein, welche beispielsweise mittig jeweils eine Stützöffnung für die Aufnahme eines die jeweilige Führungsausnehmung durchsetzenden Endes des Lagerbolzens aufweisen. Zur Verlagerung des Lagerbolzens entlang der Führungsöffnungen werden die Einstellplatten bevorzugt transversal verlagert.
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Die Exzenterscheiben sind beispielsweise rund oder exzentrisch gebildet, mit einer jeweils exzentrisch angeordneten Stützöffnung für die Aufnahme eines die jeweilige Führungsausnehmung durchsetzenden Endes des Lagerbolzens. Zur Verlagerung des Lagerbolzens entlang der Führungsausnehmungen werden die Exzenterscheiben gedreht, wodurch die Stützöffnungen verlagert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfassen das erste Halteelement und das zweite Halteelement jeweils zumindest einen Greifsteg für eine stufenlose Verlagerung des ersten Halteelementes und des zweiten Halteelementes entlang der jeweiligen Führungsausnehmung, um den Lagerbolzen in die bestimmte Montagelage zu bringen. Die Verlagerung der Halteelemente kann automatisiert mittels eines Roboterarms oder Aktuators erfolgen, welcher in Eingriff mit den Greifstegen die Halteelemente in die bestimmte Montagelage, welche einprogrammiert sein kann, verlagern kann.
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Gemäß einer Ausführungsform sind das erste Halteelement mit dem ersten Tragschenkel und das zweite Halteelement mit dem zweiten Tragschenkel durch zumindest eine der folgenden unlösbaren Verbindungen unlösbar verbunden oder verbindbar:
Schweißverbindung, Nietverbindung, Lötverbindung, Klebeverbindung, Clinchverbindung oder Verpressung.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Lager des Radführungslenkers ein Elastomerlager. Gemäß einer Ausführungsform ist der Lagerträger an einem Achsträger eines Fahrzeugrahmens des Fahrzeugs befestigbar oder befestigt oder der Lagerträger ist durch einen Radträger des Rades gebildet.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Lagerbolzen eine Schraube. Die Schraube kann eine Mutter und einen Schraubenkopf umfassen, welche auf die Tragschenkel einwirken, wodurch diese zueinander gedrückt werden und das Lager einklemmen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Lager zwischen dem ersten Tragschenkel und dem zweiten Tragschenkel eingeklemmt. Die Klemmkraft kann mittels des als Schraube ausgeführten Lagerbolzens erzeugt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist es vorteilhaft, die Spurgradienteinstellung separat von Spureinstellung durchzuführen. Daher kann die Radführungsvorrichtung vereinfacht werden, wenn eine Einstellung des Radführungslenkers in Fahrzeugquerrichtung nicht mittels der Radführungsvorrichtung durchgeführt wird. Durch die separat durchgeführten Spurgradienteinstellung und Spureinstellung können ferner Einstellfehler reduziert werden.
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Durch die unlösbare Verbindung können die Radspur oder der Radspurgradient statisch eingestellt werden. Zur dynamischen Einstellung bzw. Anpassung der Radspur oder des Radspurgradienten kann wie nachstehend ausgeführt zusätzlich ein Aktuator vorgesehen sein, welcher beispielsweise zwischen dem Lagerblock und dem Fahrzeugrahmen oder dem Radträger angeordnet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Radführungsanordnung eine Aktuatoreinrichtung mit einem steuerbaren Aktuator, insbesondere einem hydraulischen oder einen elektromechanischen Aktuator, zum Verlagern des Lagerträgers oder des Lagers auf. Der steuerbare Aktuator kann beispielswiese dynamisch, also während einer Fahrt, die Position des Lagerträgers ändern, um das Lager des Radführungslenkers zu verlagern. Dadurch kann eine dynamische Anpassung einer Radspur und/oder eines Radspurgradienten in Abhängigkeit von einem Fahrzeugzustand bewirkt werden.
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Der Aktuator kann einen verfahrbaren Kolben oder eine verfahrbare Spindel aufweisen, welche auf den Lagerträger bzw. auf das Lager einwirkt und dadurch eine Verlagerung des Lagerträgers bzw. des Lagers bewirkt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der steuerbare Aktuator ausgebildet, den Lagerträger oder das Lager entlang einer Fahrzeugvertikalachse und/oder entlang einer Fahrzeugquerachse oder ausschließlich entlang einer Fahrzeugvertikalachse oder ausschließlich entlang einer Fahrzeugquerachse zu verlagern. Auf diese Weise kann eine dynamische Einstellung einer Radspur oder eines Radspurgradienten erfolgen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der steuerbare Aktuator ausgebildet, den Lagerträger oder das Lager ansprechend auf einen Empfang eines Steuersignals zu verlagern, insbesondere dynamisch zu verlagern. Zum Empfangen des Steuersignals kann eine Kommunikationsschnittstelle vorgesehen sein, welche das Steuersignal von einer entfernten Steuerung empfangen kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann eine CAN-Kommunikationsschnittstelle sein.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Aktuatoreinrichtung eine Steuerung, welche ausgebildet ist, den steuerbaren Aktuator in Abhängigkeit von einem Fahrzeugzustand, insbesondere in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit oder eines Fahrzeuggewichts oder eines vom Fahrer gewählten Setups, wie beispielsweise Normal, Komfort oder Sport und zu steuern, um den Lagerträger oder das Lager zu verlagern. Die Steuerung kann entweder auf einem separaten Chip der Aktuatoreinrichtung oder innerhalb einer Fahrzeugsteuerung implementiert sein.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ausgebildet, auf der Basis des Fahrzeugzustandes eine Soll-Position des Lagerträgers oder des Lagers zu bestimmen, und den Aktuator zum Verlagern des Lagerträgers oder des Lagers in die Soll-Position anzusteuern. Der Aktuator ist ausgebildet, ansprechend auf einen Empfang des Steuersignals den Lagerträger oder das Lager in die Soll-Position zu verlagern.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Radführungsanordnung einen Speicher zum Speichern einer Mehrzahl von Soll-Positionen des Lagerträgers oder des Lagers, welche unterschiedlichen Fahrzeugzuständen zugeordnet ist, und wobei die Steuerung ausgebildet ist, die dem Fahrzustand zugeordnete Soll-Position aus dem Speicher auszulesen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ausgebildet, die Soll-Position des Lagerträgers oder des Lagers mit einer Ist-Position des Lagerträgers oder des Lagers zu vergleichen, und den Aktuator bei einer Abweichung zwischen der Ist-Position und der Soll-Position anzusteuern.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Aktuatoreinrichtung eine Kommunikationsschnittstelle, insbesondere eine CAN-Kommunikationsschnittstelle, zum Empfangen einer Information über den Fahrzeugzustand. Die Information über den Fahrzustand kann von einem Fahrzeugsensor stammen, beispielsweise von einem Geschwindigkeitssensor oder einem Beschleunigungssensor oder einem Gewichtssensor.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Lagerträger an einem Achsträger eines Fahrzeugrahmens des Fahrzeugs oder an einem Radträger, direkt oder mittels eines Aktuators, insbesondere eines hydraulischen oder elektromechanischen Aktuators, befestigbar oder befestigt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Einstellen einer Radspur eines Rades eines Fahrzeugs mittels einer Radführungsanordnung, wobei die Radführungsanordnung einen Lagerbolzen, einen Radführungslenker mit einem Lager, das ein durch einen Lagerbolzen durchsetztes Lagerauge umfasst, einen Lagerträger mit einem ersten Tragschenkel und mit einem zweiten Tragschenkel zur Aufnahme des Lagers des Radführungslenkers, wobei in dem ersten Tragschenkel eine erste Führungsausnehmung und in dem zweiten Tragschenkel eine zweite Führungsausnehmung gebildet sind und wobei der Lagerbolzen die erste Führungsausnehmung und die zweite Führungsausnehmung durchsetzt, ein erstes Halteelement und ein zweites Halteelement aufweist, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Verlagern des Lagerbolzens entlang der ersten Führungsausnehmung und der zweiten Führungsausnehmung, insbesondere parallel zu einer Fahrzeugvertikalachse, mittels des ersten Halteelementes und des zweiten Halteelementes in eine bestimmte Montagelage, und unlösbares Verbinden des ersten Halteelementes mit dem ersten Tragschenkel und des zweiten Halteelementes mit dem zweiten Tragschenkel, um den Lagerbolzen in der bestimmten Montagelage festzusetzen.
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So kann beispielsweise nach einem Zusammenbau der Achskomponenten im Werk der Spurgradient überprüft und ggf. abschließend justiert werden. Die abschließende Justierung erfolgt durch eine Verlagerung des Lagers des Radführungslenkers in eine endgültige Montagelage in dem Lagerträger, welcher das Lager aufnimmt und an einem Fahrzeugrahmen oder an einem Radträger montiert sein kann. Abschließend wird das Lager des Radführungslenkers in der Montagelage bleibend und nicht verstellbar fixiert.
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Zur Ausführung des Verfahrens kann die erfindungsgemäße Radführungsanordnung herangezogen werden. Weitere Verfahrensschritte ergeben sich daher unmittelbar aus den in Bezug auf die Radführungsanordnung beschriebenen Montageschritten.
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Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Explosionsdarstellung einer Radführungsanordnung;
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2A, B, C schematische Darstellungen der in 1 dargestellten Radführungsanordnung;
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3 eine schematische Explosionsdarstellung einer Radführungsanordnung;
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4 eine schematische Darstellung der in 3 dargestellten Radführungsanordnung;
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5 eine schematische Darstellung einer Radführungsanordnung;
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6 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Einstellung einer Radspur;
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7A, B, C Verfahrensschritte am Beispiel der in 1 dargestellten Anordnung;
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8 ein schematisches Diagramm einer Aktuatoreinrichtung; und
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9 Kurvenverläufe.
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1 zeigt eine schematische Explosionsdarstellung einer Radführungsanordnung gemäß einer Ausführungsform. Die Radführungsanordnung weist einen Lagerbolzen 101 sowie einen Radführungslenker 103, beispielsweise einen Radspurlenker auf. Der Radführungslenker 103 weist ein Lager 105 mit einem Lagerauge 107 auf, das in einer Lagerhülse 109 gebildet ist. Das Lager 103 ist beispielsweise ein Elastomerlager mit einem Elastomerteil 111, in welchem die Lagerhülse 109 eingebettet ist. Das Lager 103 ist an einem Lagerende 113 des Radführungslenkers 103 mittels des Elastomerteils 111 drehbar gelagert.
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Die Radführungsanordnung weist ferner einen Lagerträger 115 auf, welcher in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise an einem Achsträger 117 eines Hilfsrahmens 118 eines Fahrzeugs befestigt ist. Der Radführungslenker 103 ist mit seinem zweiten, in 2 nicht dargestellten Ende beispielsweise an einen Radträger angelenkt bzw. mit diesem verbunden.
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Der Lagerträger 115 weist einen ersten Tragschenkel 119 und einen zweiten Tragschenkel 121 auf. Die Tragschenkel 119 und 121 sind einander gegenüber angeordnet und vorgesehen, das Lager 105 des Radführungslenkers 103 aufzunehmen. Der Lagerträger 115 mit den Tragschenkeln 119, 121 kann einstückig durch ein Formteil, beispielsweise durch ein gebogenes Blechteil, gebildet sein. Die Tragschenkel 119 und 121 sind bevorzugt identisch geformt.
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In dem ersten Tragschenkel 119 ist eine erste Führungsausnehmung 123 und in dem zweiten Tragschenkel 121 ist eine zweite Führungsausnehmung 125 gebildet und fluchend zueinander ausgerichtet. Die Führungsausnehmungen 123 und 125 sind für die geführte Aufnahme bzw. Verlagerung, insbesondere Parallelverlagerung, des Lagerbolzens 101, welcher eingebaut die Führungsausnehmungen 123 und 125 durchsetzt, vorgesehen.
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In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Führungsausnehmungen 123 und 125 als gerade Langlöcher gebildet, welche sich entlang einer Fahrzeugvertikalachse 126, d.h. in Lotrichtung, erstrecken. Die Fahrzeugvertikalachse 126 steht senkrecht zu einer Fahrzeugquerachse 128 und einer Fahrzeuglängsachse 130. Die Führungsausnehmungen 123 und 125 können sich jedoch auch schräg bezüglich der Fahrzeugvertikalachse 126 unter einem Winkel größer 0° und kleiner 90° verlaufen. Ferner können die Führungsausnehmungen 123 und 125 sich entlang einer gebogenen Bahn erstrecken. In sämtlichen Fällen kann eine vertikale, d.h. in Fahrzeugvertikalrichtung, Verlagerung des Lagerbolzens 101 bewirkt werden. Die Führungsausnehmungen 123 und 125 können gestanzt sein.
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Die Radführungsanordnung weist ferner ein erstes Halteelement 127, das an dem ersten Tragschenkel 119 bzw. an einer Außenwandung des ersten Tragschenkels 119 anliegt, und ein zweites Halteelement 129, das an dem zweiten Tragschenkel 119 bzw. an einer Außenwandung des zweiten Tragschenkels 121 anliegt, auf. Die Halteelemente 127 und 129 sind beispielsweise als rechteckförmige Einstellplatten gebildet.
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Das erste Halteelement 127 weist eine erste Stützöffnung 131 und das zweite Halteelement 127 weist eine zweite Stützöffnung 133 auf. Die Stützöffnungen 131 und 133 weisen Abmessungen auf, welche einer Querschnittsabmessung des Lagerbolzens 101 entsprechen. Auf diese Weise kann der Lagerbolzen 101 durch Stützöffnungen 131, 133 durchgesteckt werden. Die Stützöffnungen 131 und 133 können gestanzt sein.
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Die Halteelemente 127, 129 können jeweils einen oder zwei parallel angeordnete Greifstege 135 aufweisen, welche an entgegengesetzten Enden der Halteelemente 127, 129 angeordnet sind und beispielsweise horizontal, d.h. senkrecht zu der Fahrzeugvertikalachse 126 verlaufen. Die Greifstege 135 ermöglichen eine automatische Verlagerung der Halteelemente 127, 129, beispielsweise mittels eines Aktuators, um den diese durchsetzenden Lagerbolzen 101 entlang der Führungsausnehmungen 123 und 125 in die bestimmte Montagelage zu verlagern. Die Halteelemente 127, 129 können als Einstellplatten gebildet sein.
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In den Tragschenkeln 119 und 121 sind zwei parallele Führungsvorsprünge 137 gebildet, welche beidseitig und entlang der jeweiligen Führungsausnehmung 123 und 125 verlaufen. Die Führungsvorsprünge 137 halten die Halteelemente 127, 129 seitlich und ermöglichen eine geführte Verlagerung der Halteelemente 127, 129 in die bestimmte Montageposition.
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Die Führungsvorsprünge 137 verlaufen beispielweise in Richtung der Fahrzeugvertikalachse 126.
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Gemäß einer Ausführungsform können die Führungsvorsprünge 137 durch Stanzung oder Verformung, bzw. Auswölbung, der Tragschenkel 119, 121 hergestellt werden. Hierbei können in den Tragschenkeln 119, 121 Durchbrüche erzeugt werden, welche durch randseitig geöffnete Auswölbungen, welche die Führungsvorsprünge 137 formen.
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Die Führungsvorsprünge 137 können jedoch an die Führungsvorsprünge 137 angeformt sein.
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Der Lagerbolzen 101 kann als eine Schraube mit einem Schraubkopf 139 und einer Schraubmutter 141 gebildet sein. Die Halteelemente 127, 129 können so durch die nicht fest angezogene Schraubmutter 141 an den Außenseiten der Tragschenkeln 119 und 121 vormontiert sein, bevor der Lagerbolzen 101 in die bestimmte Montagelage verlagert wird. Durch ein Anziehen der Schraubmutter 141 werden die Halteelemente 127, 129 an die Tragschenkel 119 und 121 angepresst. Die Tragschenkel 119 und 121 werden dadurch zusammengedrückt, wodurch das Lager 107, insbesondere die Lagerhülse 109, zwischen den Tragschenkeln 119 und 121 eingeklemmt wird.
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Die Halteelemente 127, 129 weisen ferner in den Eckbereichen angeordnete Clinchpunkte 143 auf, welche jeweils zur Herstellung einer unlösbaren Clinchverbindung zwischen dem jeweiligen Halteelement 127, 129 und dem jeweiligen Tragschenkel 119 und 121 vorgesehen sind. Auf diese Weise können die Halteelemente 127, 129 zusammen mit dem Lagerbolzen 101 in der bestimmten Montagelage festgesetzt bzw. fixiert werden.
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In den 2A bis 2C sind schematische Ansichten der in 1 dargestellten Radführungsanordnung im montierten Zustand, in welchem der Lagerbolzen 101 in der bestimmten Montagelage unlösbar festgesetzt ist, dargestellt.
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3 zeigt schematisch eine Explosionsdarstellung einer Radführungsanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Radführungsanordnung weist die in 3 dargestellte Radführungsanordnung ein erstes Halteelement 301, das an dem ersten Tragschenkel 119 bzw. an einer Außenwandung des ersten Tragschenkels 119 anliegt, und ein zweites Halteelement 303, das an dem zweiten Tragschenkel 119 bzw. an einer Außenwandung des zweiten Tragschenkels 121 anliegt, auf, welche als Exzenterscheiben ausgeführt sind.
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Die Halteelemente 301 und 303 weisen jeweils Stützöffnungen 305 und 307 auf, welche exzentrisch angeordnet sind. Die Stützöffnungen 305 und 307 entsprechen in der Funktion den in 1 dargestellten Stützöffnungen 131 und 133. In den Stützöffnungen 305 und 307 können ferner einander gegenüberliegende Stege 309 gebildet sein, welche radial nach Innen weisen Die gegenüberliegende Stege 309 können beispielsweise in eine in 3 nicht dargestellte Längsnuten des Lagerbolzens 101 eingreifen. Dadurch können die als Exzenterscheiben gebildeten Halteelemente 301 und 303 mittels des beispielhaft als Schraube ausgeführten Lagerbolzens verdreht werden. Aufgrund der exzentrischen Stützöffnungen 305 und 307 wird der Lagerbolzen 101 durch eine Drehung der Halteelemente 301 und 303 entlang der Führungsausnehmungen 123 und 125 parallelverlagert.
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Die Tragschenkel 119 und 121 weisen im Unterschied zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils beidseits der Führungsausnehmungen 123 und 125 horizontal, d.h. senkrecht zu der Fahrzeugvertikalachse 126, verlaufende Führungsvorsprünge 311 auf, welche die als Exzenterscheiben gebildeten Halteelemente 301 und 303 abstützen. Zur Stützung der Halteelemente 301 und 303 können die Führungsvorsprünge 311 ferner Stützen 313 aufweisen, an welchen die als Exzenterscheiben gebildeten Halteelemente 301 und 303 bei einer Verdrehung gestützt gleiten können. Dadurch kann der Lagerbolzen 101 bei einer Drehung der Halteelemente 301 und 303 vertikal angehoben bzw. abgesenkt werden.
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Die Führungsvorsprünge 311 können in der gleichen Weise wie die Führungsvorsprünge 137 geformt sein.
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Die als Exzenterscheiben gebildeten Halteelemente 301 und 303 weisen ferner radial gerichtete Einkerbungen 315 auf, wobei zwischen zwei benachbarten Einkerbungen 315 ein radial gerichteter Greifsteg 317 geformt ist. Die Greifstege 317 ermöglichen eine stufenlose Verdrehung der Halteelemente 301 und 303, beispielsweise mittels eines Aktuators, um den diese durchsetzenden Lagerbolzen 101 entlang der Führungsausnehmungen 123 und 125 in die bestimmte Montagelage zu verlagern. Die Funktionsweise der in 3 dargestellten Radführungsanordnung entspricht der Funktionsweise der in 1 dargestellten Radführungsanordnung.
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In 4 ist schematisch die in 3 dargestellte Radführungsanordnung im montierten Zustand dargestellt.
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In den 1 bis 4 sind die Lagerträger 101 fahrzeugaufbauseitig beispielsweise an dem Achsträger 117 eines Hilfsrahmens eines Fahrzeugs montiert. Gemäß einer Ausführungsform können in den 1 bis 4 dargestellten Radführungsanordnungen radseitig, beispielsweise an einem Radträger montiert sein.
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Zur Anlenkung des Lagers 105 des Radführungslenkers 103 kann in dem Radträger ein Lagerträger gebildet sein, welcher analog zu den in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen Tragschenkel mit darin gebildeten Führungsausnehmungen für die geführte Verlagerung des Lagerbolzens in eine bestimmte Montagelage aufweist, wie es in 5 dargestellt ist.
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In 5 ist schematisch eine radseitig an einem Radträger angeordnete Radführungsanordnung dargestellt. Im Unterschied zu den in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen erfolgt die Anlenkung des Lagers 105 des Radführungslenkers 103 direkt am Radträger 501. Hierzu ist in dem Radträger 501 ein Lagerträger 503 mit einem ersten Tragschenkel 505 und einem identischen, zweiten Tragschenkel 507 in Analogie zu den in 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen geformt. Die Tragschenkel 505 und 507 können integrale Elemente des Radträgers 501 sein.
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Gemäß einer Ausführungsform können die Tragschenkel 505 und 507 wie es im Zusammenhang mit den in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gebildet sein. Zur Verlagerung des Lagerbolzens könnten daher die in 1 dargestellten Halteelemente 127, 129 eingesetzt werden.
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In dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Radführungsanordnung beispielhaft die als Exzenterscheiben gebildete Halteelemente 301 und 303. Zur horizontalen Stützung der Halteelemente 301 und 303 sind in dem Radträger 501 parallele Führungsstege 509 gebildet. Die Funktionsweise der in 5 dargestellten Radführungsanordnung entspricht daher der Funktionsweise der in 3 dargestellten Radführungsanordnung.
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Zusätzlich zu dem Radführungslenker 103 können ferner weitere Radführungslenker 511, 513, beispielsweise Querlenker oder Hilfslenker, vorgesehen sein, deren Anlenkungen verschiebbar gelagert sein können.
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In 6 ist ein schematischer Ablauf eines Verfahrens zum Einstellen einer Radspur eines Rades eines Fahrzeugs mittels einer der in den in 1 bis 5 dargestellten Radführungsanordnungen gezeigt. Das Verfahren umfasst das Verlagern 601 des Lagerbolzens 101 entlang der ersten Führungsausnehmung 123 und der zweiten Führungsausnehmung 125, insbesondere parallel zu der Fahrzeugvertikalachse 126, mittels des ersten Halteelementes 127, 301 und des zweiten Halteelementes 129, 303 in eine bestimmte Montagelage, sowie das unlösbare Verbinden 603 des ersten Halteelementes 131, 301 mit dem ersten Tragschenkel 119, 505 und des zweiten Halteelementes 129, 303 mit dem zweiten Tragschenkel 121, 507, um den Lagerbolzen 101 in der bestimmten Montagelage festzusetzen.
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In den 7A bis 7C sind die Schritte 601 und 603 am Beispiel der in 1 dargestellten Radführungsanordnung zur Einstellung bzw. Justierung der Radspur eines Rades dargestellt.
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In den 7A und 7B ist ein vormontierter Zustand der Radführungsanordnung dargestellt, in welchem die vormontierten Montageelemente der Radführungsanordnung verbaut und die Verschraubung des beispielsweise als Schraube ausgeführten Lagerbolzens 101 nicht fest angezogen ist.
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Nach der Vormontage können in einem Zwischenschritt eine Messung des Spurgradienten und eine Bestimmung der optimierten, bestimmten Montagelage bzw. Montageposition durchgeführt werden.
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Wie es in den 7A und 7B ferner dargestellt ist, können beispielsweise in der Endmontage die Halteelemente 127, 129 zur Einstellung der bestimmten Montagelage des Lagerbolzens 101 bzw. des Lagers 105 zusammen mit dem Lagerbolzen 101 in Richtung der in den 7A und 7B dargestellten Pfeile vertikal verlagert, beispielsweise angehoben oder abgesengt werden. Dadurch kann der Spurgradient eingestellt bzw. justiert werden.
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Danach werden im Schritt 603 die als Einstellplatten gebildeten Halteelemente 127, 129 an dem Lagerträger 115 fest fixiert, um den endgültigen Spurgradienten einzustellen. Eine unlösbare Fixierung kann beispielsweise durch Schweißen, Clinchen, Kleben oder Verpressen bewirkt werden. So können ein optimaler Spurgradient dauerhaft gewährleistet und eine falsche Wiedereinstellung beim Service oder unsachgemäße Verstellung vermieden werden.
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Durch die unlösbare Verbindung können die Radspur oder der Radspurgradient statisch eingestellt werden. Zur dynamischen Einstellung bzw. Anpassung der Radspur oder des Radspurgradienten kann zusätzlich ein Aktuator vorgesehen sein, welcher beispielsweise zwischen dem Lagerblock und dem Fahrzeugrahmen oder dem Radträger angeordnet ist.
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8 zeigt ein schematisches Diagramm einer Aktuatoreinrichtung 800 mit einem steuerbaren Aktuator 801 und einer Steuerung 803 zum Steuern des Aktuators.
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Der Aktuator 801 kann beispielsweise ein hydraulischer Aktuator oder ein elektromechanischer Aktuator, beispielsweise ein Elektromotor sein. Der Aktuator 801 kann zwischen dem Lagerträger 115 und dem Achsträger 117 angeordnet und vorgesehen sein, eine Position des Lagers 105 durch eine Verlagerung des Lagerträgers 115 beispielsweise in Richtung der Fahrzeugvertikalachse 126 zu verändern. Dadurch können eine Radspur und/oder ein Radspurgradient dynamisch an einen Fahrzeugzustand angepasst werden. Der Fahrzeugzustand kann eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine Fahrzeugzuladung und/oder ein Fahrzeuggewicht umfassen. Durch die dynamische Adaption der Position der Anlenkung des Radführungslenkers 103 aufgrund der Verlagerung des Lagerträgers 115 kann der Einfluss von dynamischen Änderungen des Fahrzeugzustandes auf einen Radspurgradienten oder auf eine Radspur reduziert oder berücksichtigt werden.
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Der steuerbare Aktuator 801 ist bevorzugt ausgebildet, den Lagerträger 115 entlang der Fahrzeugvertikalachse 126 und/oder entlang einer Fahrzeugquerachse 128 oder ausschließlich entlang der Fahrzeugvertikalachse 126 oder ausschließlich entlang der Fahrzeugquerachse 128 zu verlagern. Auf diese Weise können sowohl die Radspur als auch der Radspurgradient dynamisch an den Fahrzeugzustand angepasst werden
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Aktuatoreinrichtung 800 eine Kommunikationsschnittstelle 805, insbesondere eine CAN-Kommunikationsschnittstelle, welche beispielsweise an einen Fahrzeugkommunikationsbus anschaltbar ist, um über den Fahrzeugkommunikationsbus Informationen über den Fahrzeugzustand zu empfangen. Die Informationen über den Fahrzeugzustand können beispielsweise von Fahrzeugsensoren stammen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung 803 ausgebildet, auf der Basis des Fahrzeugzustandes eine Soll-Position des Lagerträgers 115 zu bestimmen, und den Aktuator 801 zum Verlagern des Lagerträgers 115 in die Soll-Position anzusteuern.
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Die Steuerung 803 kann jedoch ausgebildet sein, auf der Basis des Fahrzeugzustandes eine Soll-Position des Lagers 105 zu bestimmen, und den Aktuator 801 zum Verlagern des Lagerträgers 115 anzusteuern, um das Lager 105 in die Soll-Position zu verlagern.
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Durch die Verlagerung des Lagerträgers 115 in die Soll-Position können die Radspur oder der Radspurgradient wie es in 9 dargestellt ist angepasst werden. 9 zeigt Kurvenverläufe einer Radspur in Abhängigkeit von einem Radhub. Der Radhub ist im Allgemeinen abhängig von einem Fahrzustand. Durch eine Änderung des Radhubes folgt die statisch eingestellte Radspur dem Ist-Verlauf 901, dessen Ist-Steigung 903 und daher auch der Ist-Radspurgradient sich von einer Soll-Steigung 905 und daher auch dem Soll-Radspurgradienten, unterscheidet. Durch eine dynamische Verlagerung der Position des Lagerträgers 115 wird die Anlenkung des Radführungslenkers 103 geändert, wodurch die Radspur und/oder der Radspurgradient dynamisch an den jeweiligen Fahrzeugzustand angepasst werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Lagerbolzen;
- 103
- Radführungslenker
- 105
- Lager
- 107
- Lagerauge
- 109
- Lagerhülse
- 111
- Elastomerteil
- 113
- Lagerende
- 115
- Lagerträger
- 117
- Achsträger
- 118
- Rahmen
- 119
- erster Tragschenkel
- 121
- zweiter Tragschenkel
- 123
- erste Führungsausnehmung
- 125
- zweite Führungsausnehmung
- 126
- Fahrzeugvertikalachse
- 127
- erstes Halteelement
- 128
- Fahrzeugquerachse
- 129
- zweites Halteelement
- 130
- Fahrzeuglängsachse
- 131
- erste Stützöffnung
- 133
- zweite Stützöffnung
- 135
- Greifsteg
- 137
- Führungsvorsprung
- 139
- Schraubkopf
- 141
- Schraubmutter
- 143
- Clinchpunkte
- 301
- erstes Halteelement
- 303
- zweites Halteelement
- 305
- erste Stützöffnung
- 307
- zweite Stützöffnung
- 309
- Steg
- 311
- Führungsvorsprung
- 313
- Stütze
- 315
- Einkerbung
- 317
- Greifsteg
- 501
- Radträger
- 503
- Lagerträger
- 505
- erster Tragschenkel
- 507
- zweiter Tragschenkel
- 509
- Führungssteg
- 511
- Radführungslenker
- 513
- Radführungslenker
- 601
- Verlagern
- 603
- Verbinden
- 800
- Aktuatoreinrichtung
- 801
- Aktuator
- 803
- Steuerung
- 805
- Kommunikationsschnittstelle
- 901
- Ist-Kurvenverlauf
- 903
- Ist-Steigung
- 905
- Soll-Steigung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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