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VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung ist eine teilweise Fortsetzung und beansprucht die Priorität der US-Patentanmeldung Nr. 14/175,099, die am 7. Februar 2014 eingereicht wurde und hierdurch in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingebunden ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppe zum Einstellen der Position eines Querlenkers relativ zu einer Fahrzeugkarosserie.
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HINTERGRUND
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Fahrzeugaufhängungssysteme umfassen manchmal mehrere Querlenker. Der Querlenker koppelt ein Rad funktional mit einer Fahrzeugkarosserie, während eine relative Bewegung zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Rad ermöglicht wird. Speziell dient der Querlenker als eine Verbindung, um eine korrekte Radausrichtung bezogen auf die Fahrzeugkarosserie herzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist zweckdienlich, die Position oder Ausrichtung des Rades relativ zur Fahrzeugkarosserie einzustellen. Um dies auszuführen, kann die Position eines Querlenkers relativ zu der Fahrzeugkarosserie eingestellt werden. Um die Position des Querlenkers einzustellen, kann das Fahrzeug eine durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppe aufweisen, wie sie in der vorliegenden Offenbarung beschrieben ist. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppe eine Buchse, die eine Buchsenöffnung begrenzt. Die Buchsenöffnung erstreckt sich in Längsrichtung entlang einer Buchsenachse, um eine Buchsenbohrung zu begrenzen. Die durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppe umfasst ferner einen Nocken, der in der Buchsenbohrung angeordnet ist. Der Nocken begrenzt eine Nockenbohrung, die sich in Längsrichtung entlang einer ersten Nockenachse erstreckt, welche relativ zu der Buchsenachse derart verschoben ist, dass die Nockenbohrung relativ zu der Buchsenbohrung exzentrisch verläuft. Die durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppe umfasst ferner eine Schraube, die entlang einer ersten Nockenachse zumindest teilweise in der Nockenbohrung angeordnet ist. Die Schraube steht mit der Nockenbohrung derart in Eingriff, dass eine Drehung der Schraube um die erste Nockenachse bewirkt, dass der Nocken in der Buchse um die Buchsenachse rotiert.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft auch ein Aufhängungssystem für ein Fahrzeug. Das Aufhängungssystem umfasst die vorstehend beschriebene, durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppe. Die durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppe koppelt einen Querlenker funktional mit einer Rahmenstruktur.
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Ferner betrifft die vorliegende Offenbarung Fahrzeuge, beispielsweise Personenkraftwagen, welche die vorstehend beschriebene, durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppe aufweisen.
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Die vorstehenden Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der besten Weisen zum Ausführen der Erfindung leicht offensichtlich, wenn die Beschreibung mit den begleitenden Zeichnungen in Verbindung gebracht wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs, das ein Aufhängungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aufweist, wobei das Aufhängungssystem eine durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppe umfasst;
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2 ist eine schematische Perspektivansicht eines Teils des Aufhängungssystems von 1;
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3 ist eine schematische und perspektivische Explosionsansicht eines Teils des in 2 gezeigten Aufhängungssystems;
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4 ist eine schematische und perspektivische Schnittansicht eines Teils des in 2 gezeigten Aufhängungssystems;
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5 ist eine schematische Vorderansicht eines Teils des Aufhängungssystems von 2 und zeigt die durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppe in einer ersten Position;
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6 ist eine schematische Vorderansicht eines Teils des Aufhängungssystems von 2 und zeigt die durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppe in einer zweiten Position; und
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7 ist eine schematische Draufsicht eines Teils des Aufhängungssystems von 2.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Auf die Zeichnungen Bezug nehmend, in denen gleiche Bezugszeichen überall in den verschiedenen Figuren gleichen oder ähnlichen Komponenten entsprechen, und mit 1 beginnend, weist ein Fahrzeug 10, beispielsweise ein Personenkraftwagen, eine Fahrzeugkarosserie 12, eine Rahmenstruktur 14, welche die Fahrzeugkarosserie 12 trägt, mehrere Räder 16, die mit der Rahmenstruktur 14 funktional gekoppelt sind, und ein Aufhängungssystem 18 auf, welches die Räder 16 funktional mit der Rahmenstruktur 14 koppelt. Das Aufhängungssystem 18 umfasst zumindest einen Querlenker 20, beispielsweise einen Dreieckslenker, der eines der Räder 16 mit der Rahmenstruktur 14 koppelt. Der Querlenker 20 ist daher funktional mit zumindest einem Rad 16 gekoppelt und kann vollständig oder teilweise aus einem im Wesentlichen starren Material, beispielsweise einem starren Metall, hergestellt sein. Zusätzlich umfasst das Aufhängungssystem 18 zumindest eine durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppe 22, die den Querlenker 20 funktional mit der Rahmenstruktur 14 verbindet. Bei der dargestellten Ausführungsform koppeln zwei durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppen 22 einen Querlenker 20 funktional mit der Rahmenstruktur 14. Die Rahmenstruktur 14 kann vollständig oder teilweise aus einem im Wesentlichen starren Material, beispielsweise einem starren Metall, hergestellt sein.
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Unter Bezugnahme auf 2 weist der Querlenker 20 einen Lenkerkörper 24 auf, der im Wesentlichen als ein Dreieckslenker geformt sein kann. Bei der dargestellten Ausführungsform umfasst der Lenkerkörper 24 ein erstes Körpersegment 26, ein zweites Körpersegment 28 und ein drittes Körpersegment 30. Das erste Körpersegment 26 ist mit einem Gelenk 32 gekoppelt, beispielsweise mit einem Kugelgelenk, und verbindet das zweite und das dritte Körpersegment 28, 30. Das Gelenk 32 ist mit einem Rad 16 (1) gekoppelt und an dem Querlenker 20 befestigt. Dementsprechend kann sich das Gelenk 32 gleichzeitig mit dem Querlenker 20 bewegen. Da das Gelenk 32 mit einem Rad 16 gekoppelt ist (16), können die Position und die Ausrichtung des Rades 16 relativ zu der Rahmenstruktur 14 (und zu der Fahrzeugkarosserie 12) verändert werden, indem die Position des Querlenkers 20 relativ zu der Rahmenstruktur 14 eingestellt wird.
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Es ist zweckdienlich, die Ausrichtung des Rades 16 (16) relativ zu der Fahrzeugkarosserie 12 (und der Rahmenstruktur 14) einzustellen, um den Sturz und den Nachlauf des Rades 16 einzustellen. Der Sturz bezieht sich auf die Ausrichtung des Rades 16, wie sie entlang dessen vertikaler Achse gemessen wird, relativ zu der vertikalen Achse des Fahrzeugs 10, von der Vorderseite oder Rückseite aus gesehen. Der Nachlauf bezieht sich auf die Ausrichtung der Lenkachse relativ zu der vertikalen Achse des Fahrzeugs 10, von der Seite aus gesehen. Der Sturz und der Nachlauf können eingestellt werden, indem der Querlenker 20 relativ zu der Rahmenstruktur 14 bewegt wird.
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Unter Bezugnahme auf 2–4 umfasst jedes von dem ersten und dem zweiten Körpersegment 28, 30 einen Kopplungsabschnitt 34. Der Kopplungsabschnitt 34 weist eine erste und eine zweite Schiene 36, 38 auf, die sich von dem zweiten Körpersegment 28 (oder von dem dritten Körpersegment 30) erstrecken. Die erste und die zweite Schiene 36, 38 sind voneinander beabstandet, um dadurch eine Lücke 40 zu begrenzen. Die Lücke 40 ist ausgebildet, geformt und bemessen, um eine Buchse 42 aufzunehmen. Die Buchse 42 ist daher zwischen der ersten und der zweiten Schiene 36, 38 angeordnet. Die erste Schiene 36 begrenzt ein erstes Loch 44, und die zweite Schiene 38 begrenzt ein zweites Loch 46. Jedes von dem ersten und dem zweiten Loch 44, 46 ist ausgebildet, geformt und bemessen, um eine Schraube 48 aufzunehmen. Wenn die durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppe 22 vollständig montiert ist, nehmen das erste und das zweite Loch 44, 46 die Schraube 48 teilweise auf.
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Die Buchse 42 und die Schraube 48 sind Teil einer durch einen Nocken einstellbaren Distanzbaugruppe 22 (2), die ausgebildet ist, um die Position des Querlenkers 20 relativ zu dem Rahmen 14 einzustellen. Die Buchse 42 umfasst eine Außenhülse 52 und eine Innenhülse 56. Jede von der Buchsen-Außenhülse und der Buchsen-Innenhülse 42, 46 kann eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen. Die Außenhülse 52 kann einstückig mit der Rahmenringstruktur 50 gekoppelt sein und wird dementsprechend ein Teil der Rahmenstruktur 14. Die Rahmenringstruktur 50 begrenzt eine Rahmenringstrukturöffnung 54, die ausgebildet, geformt und bemessen ist, um die Buchsen-Außenhülse 52 aufzunehmen. Die Buchsen-Außenhülse 52 begrenzt die Buchsen-Innenhülsenöffnung 56. Die Buchsen-Innenhülsenöffnung 56 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf und kann konzentrisch mit der Rahmenringstrukturöffnung 54 verlaufen, wenn die Buchsen-Außenhülse 52 in der Rahmenringstruktur 50 angeordnet ist. Die Rahmenringstrukturöffnung 54 und die Buchsen-Innenhülsenöffnung 56 können beide als Buchsenöffnungen bezeichnet werden. Beispielsweise kann die Rahmenringstrukturöffnung 54 als die erste Buchsenöffnung bezeichnet werden, und die Buchsen-Innenhülsenöffnung 56 kann als die zweite Buchsenöffnung bezeichnet werden. Die Buchsen-Innenhülsenöffnung 56 (die als eine Buchsenöffnung bezeichnet werden kann) erstreckt sich in Längsrichtung entlang der Buchsenachse A, um eine Buchsenbohrung 55 zu begrenzen. Somit erstrecken sich die Buchsen-Außenhülse 52, die Buchsen-Innenhülse 56 und die Rahmenringstrukturöffnung 54 entlang einer Buchsenachse A (4).
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Unter spezieller Bezugnahme auf 4 weist die Konstruktion der Buchse 42 im Inneren des Buchsen-Außenhülsenaußendurchmessers 52 eine erste ringförmige Lage 60, eine zweite ringförmige Lage 64 und eine dritte ringförmige Lage 62 auf. Die zweite ringförmige Lage 64 ist vollständig oder teilweise aus einem Material hergestellt, das eine Steifigkeit aufweist, die geringer als die Steifigkeit der Materialien ist, die vollständig oder teilweise die erste und die dritte ringförmige Lage 60, 62 bilden. Die dritte ringförmige Lage 62 begrenzt die Buchsen-Innenhülsenöffnung 56. Die Buchsen-Innenhülsenöffnung 56 kann ebenso eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen und ist ausgebildet, geformt und bemessen, um einen Nocken 58 aufzunehmen.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 2–4 kann der Nocken 58 eine quasizylindrische Form aufweisen, beispielsweise im Wesentlichen eine C-Form, und er weist einen Nockenkörper 66 auf. Der Nockenkörper 66 ist ausgebildet, geformt und bemessen, um drehbar in der Buchse 42 angeordnet zu werden. Dementsprechend kann der Nocken 58 in der Buchsen-Innenhülsenöffnung 56 um die Buchsenachse A rotieren. Insbesondere kann der Nocken 58 relativ zu der Buchse 42 um die Buchsenachse A rotieren, wenn der Nocken 58 in der Buchsen-Innenhülsenöffnung 56 angeordnet ist. Ferner ist das Zentrum C des Nockenkörpers 66 entlang der Buchsenachse A angeordnet, wenn der Nocken 58 zumindest teilweise in der Buchsen-Innenhülsenöffnung 56 angeordnet ist. Wie vorstehend diskutiert wurde, kann die Buchsen-Innenhülsenöffnung 56 auch als die Buchsenöffnung bezeichnet werden. Der Nocken 58 ist in der Buchsenbohrung 55 angeordnet. Der Nockenkörper 66 begrenzt eine äußere Nockenfläche 68 und eine innere Nockenfläche 70, die der äußeren Nockenfläche 68 entgegengesetzt ist. Die äußere Nockenfläche 68 kann im Wesentlichen glatt sein und erstreckt sich entlang einer zweiten Nockenachse C. Die zweite Nockenachse C ist relativ zu der ersten Nockenachse B verschoben. Speziell ist die zweite Nockenachse C derart relativ zu der ersten Nockenachse B verschoben, dass die äußere Nockenfläche 68 durch die Nockenbohrung 72 teilweise unterbrochen wird, wodurch eine Längsöffnung 73 zwischen einem Abschnitt der äußeren Nockenfläche 68 und der Nockenbohrung 72 erzeugt wird. Die Verschiebung O der zweiten Nockenachse C relativ zu der ersten Nockenachse B ist derart bemessen, dass der Außendurchmesser D äußerer Zähne 88 der Schraube im Wesentlichen innerhalb der äußeren Nockenfläche 68 bleibt. Die zweite Nockenachse C ist mit der Buchsenachse A ausgerichtet, und die äußere Nockenfläche 68 sowie die Buchsenbohrung 55 sind im Wesentlichen zylindrisch. Die Nockenbohrung 72 begrenzt die innere Nockenfläche 70. Die innere Nockenfläche 70 begrenzt eine Nockenbohrung 72. Mit anderen Worten begrenzt der Nocken 58 die Nockenbohrung 72, die sich in Längsrichtung entlang einer ersten Nockenachse B erstreckt. Daher erstreckt sich die Nockenbohrung 72 entlang der ersten Nockenachse B in Längsrichtung durch den Nockenkörper 66. Die erste Nockenachse B ist relativ zu der Buchsenachse A derart verschoben, dass die Nockenbohrung 72 relativ zu der Buchsenbohrung 55 exzentrisch verläuft. Dementsprechend verläuft die Buchsen-Innenhülsenöffnung 56 (d. h. die Buchsenöffnung) exzentrisch relativ zu der Nockenbohrung 72. Der Nocken 58 kann auch als ein Distanzstück bezeichnet werden.
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Der Nocken 58 weist ferner mehrere innere Zähne 74 auf, die sich von der inneren Nockenfläche 70 der Nockenbohrung 72 in Richtung der ersten Nockenachse B erstrecken. Insbesondere stehen die inneren Zähne 74 in Richtung der ersten Nockenachse B von der inneren Nockenfläche 70 vor (oder erstrecken sich auf andere Weise von dieser). Die inneren Zähne 74 können ringförmig entlang der inneren Nockenfläche 70 angeordnet sein. Insbesondere umfasst die Nockenbohrung 72 die inneren Zähne 74.
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Die durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppe 22 umfasst ferner eine Schraube 48, die mit dem Nocken 58 funktional gekoppelt ist. Die Schraube 48 ist zumindest teilweise in dem Nocken 58 angeordnet und erstreckt sich entlang der ersten Nockenachse B. Mit anderen Worten ist die Schraube 48 entlang der ersten Nockenachse B zumindest teilweise in der Nockenbohrung 72 angeordnet. Die erste Nockenachse B ist relativ zu der Buchsenachse A derart verschoben, dass die Rahmenringstrukturöffnung 54 und die Buchsen-Innenhülsenöffnung 56 relativ zu der Schraube 48 exzentrisch verlaufen. Ferner ist die Schraube 48 derart an dem Nocken 58 befestigt, dass eine Drehung der Schraube 48 um die erste Nockenachse B bewirkt, dass der Nocken 58 in der Buchse 42 um die Buchsenachse A rotiert. Mit anderen Worten steht die Schraube 48 mit der Nockenbohrung 72 derart in Eingriff, dass die Drehung der Schraube 48 um die erste Nockenachse B bewirkt, dass der Nocken 58 in der Buchse 42 um die Buchsenachse A rotiert. Die Schraube 48 weist einen Kopf 76 und einen Schaft 78 auf, der sich von dem Kopf 76 erstreckt. Der Schaft 78 erstreckt sich entlang der ersten Nockenachse B. Ferner begrenzt der Schaft 78 eine äußere Schaftfläche 86, und er weist einen gezahnten Abschnitt 80 sowie einen Gewindeabschnitt 82 auf. Der gezahnte Abschnitt 80 weist die äußeren Zähne 88 auf, die sich von der äußeren Schaftfläche 86 radial nach außen erstrecken. Die äußeren Zähne 88 sind ringförmig um die erste Nockenachse B angeordnet. Mit anderen Worten sind die äußeren Zähne 88 ringförmig um die äußere Schaftfläche 86 angeordnet. Die inneren Zähne 74 stehen mit den äußeren Zähnen 88 in Eingriff. Insbesondere sind die äußeren Zähne 88 ausgebildet, geformt und bemessen, um mit den inneren Zähnen 74 des Nockens 58 zusammenzupassen. Wenn zumindest ein Teil der Schraube 48, beispielsweise der Schaft 78, in der Nockenbohrung 72 angeordnet ist, passen die äußeren Zähne 88 mit den inneren Zähnen 74 zusammen, wodurch die Schraube 48 am Nocken 58 fixiert ist. Infolgedessen bewirkt die Drehung der Schraube 48 um die erste Nockenachse B, dass der Nocken 58 um die Buchsenachse A rotiert. Der Nocken 58 rotiert in der Buchsen-Innenhülsenöffnung 56.
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Wie vorstehend diskutiert wurde, umfasst der Schaft 78 den Gewindeabschnitt 82. Der Gewindeabschnitt 82 weist ein Außengewinde 90 auf, das entlang der äußeren Schaftfläche 86 gebildet ist. Das Außengewinde 90 ist ausgebildet, um mit einem Innengewinde 94 einer Mutter 92 zusammenzupassen. Das Innengewinde 94 der Mutter 92 steht mit dem Außengewinde 90 des Gewindeabschnitts 82 in Eingriff. Daher kann die Mutter 92 mit der Schraube 48 gekoppelt sein, wenn das Außengewinde 90 der Schraube 90 mit dem Innengewinde 94 der Mutter 92 in Eingriff steht. Die Mutter 92 kann außerhalb einer der Schienen 36, 38 angeordnet sein. Die Mutter 92 kann an der Schraube 48 befestigt werden, um die Position und die Ausrichtung der Schraube 48 relativ zu der Buchse 42 zu fixieren, wenn die Buchse 42 in der Lücke 40 angeordnet ist, der Nocken 58 in der Buchsen-Innenhülsenöffnung 56 angeordnet ist und zumindest ein Abschnitt der Schraube 48 (z. B. der Schaft 78) in der Nockenbohrung 72 angeordnet ist. Die Mutter 92 wird gegen den Querlenker 20 gepresst, wenn sie mit der Schraube 48 gekoppelt wird. Wenn sich die Buchsen-Außenhülse 52 in der Rahmenringstrukturöffnung 54 befindet und die Rahmenringstruktur 50 in der Lücke 40 zwischen der ersten und der zweiten Schiene 36, 38 angeordnet ist, verläuft die Buchsen-Innenhülsenöffnung 56 exzentrisch zu dem ersten bzw. dem zweiten Loch 44, 46 der ersten bzw. der zweiten Schiene 36, 38. Das erste und das zweite Loch 44, 46 erstrecken sich auch entlang der ersten Nockenachse B, wenn die Buchse 42 in der Lücke zwischen der ersten und der zweiten Schiene 36, 38 angeordnet ist. Die Schraube 48 erstreckt sich durch das erste und das zweite Loch 44, 46, um den Querlenker 20 funktional mit dem Nocken 58 zu koppeln.
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Unter Bezugnahme auf 5–6 kann die durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppe 22 während des Betriebs verwendet werden, um den Querlenker 20 relativ zu der Rahmenstruktur 14 entlang einer dritten Achse D zwischen einer ersten Position (5) und einer zweiten Position (6) zu bewegen. Somit ist der Querlenker 20 derart mittels der Schraube 48 mit dem Nocken 58 gekoppelt, dass die Drehung des Nockens 58 in der Buchse 42 bewirkt, dass sich der Querlenker 20 relativ zu der Rahmenstruktur 14 bewegt. Wenn sich der Querlenker 20 relativ zu der Rahmenstruktur 14 bewegt, bewegt sich das Gelenk 32 relativ zu der Rahmenstruktur 14, wodurch der Sturz und der Nachlauf (oder beide) des Rades 16 bezogen auf die Fahrzeugkarosserie 12 eingestellt werden. Bevor die Position des Querlenkers 20 relativ zu der Rahmenstruktur 14 eingestellt wird, kann die Mutter 92 von der Schraube 48 gelöst werden. Anschließend wird die Schraube 48 relativ zu der Buchse 42 um die erste Nockenachse B (4) gedreht. Die Drehung der Schraube 48 um die erste Nockenachse B (4) bewirkt, dass der Nocken 58 um die Buchsenachse A (4) relativ zu der Buchse 42 rotiert. Wie vorstehend diskutiert wurde, rotiert der Nocken 58 in der Buchse 42, während die Buchse 42 relativ zu der Rahmenstruktur 14 stationär bleibt. Da die Schraube 48 den Querlenker 20 mit dem Nocken 58 koppelt, bewirkt die Drehung des Nockens 58 um die Buchsenachse A (4), dass sich der Querlenker 20 in der Richtung bewegt, die durch die Doppelpfeile E (7) angegeben ist. Wie vorstehend diskutiert wurde, kann das Aufhängungssystem 18 zwei durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppen 22 umfassen, die mit einem einzelnen Querlenker 20 gekoppelt sind. Jede durch einen Nocken einstellbare Distanzbaugruppe 20 kann unabhängig von der anderen eingestellt werden, um den Sturz und/oder den Nachlauf des Rades 16 einzustellen. Die Bewegung der durch einen Nocken einstellbaren Distanzbaugruppen 20 bewirkt, dass sich das Gelenk 32 in Abhängigkeit von der Einstellung, die an jedem Nocken 58 ausgeführt wird, in einer beliebigen der Richtungen F, G, H, I bewegt. Die Bewegung des Gelenks 32 bewirkt, dass sich zumindest eines der Räder 16 ebenso bewegt. Somit ist der Querlenker 20 derart mittels der durch einen Nocken einstellbaren Distanzbaugruppe 22 mit einem Rad 16 funktional gekoppelt, dass die Drehung der Schraube 48 um die erste Nockenachse B bewirkt, dass sich das Rad 16 relativ zu der Rahmenstruktur 14 bewegt. Nachdem der Sturz und der Nachlauf des Rades 16 wie gewünscht eingestellt sind, kann die Mutter 92 an der Schraube 48 angezogen werden, um die Position der Schraube 48 relativ zu der Buchse 42 zu fixieren.
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Obgleich die besten Weisen zum Ausführen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute, die diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen erkennen, um die Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche auszuüben.
