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Die Erfindung betrifft ein unabhängiges Aufhängungssystem, und insbesondere ein unabhängiges Aufhängungssystem, das mit jedem Rad eines Fahrzeuges in Eingriff steht und eine Struktur zum Variieren des Abstandes zwischen einer Fahrzeugkarosserie und dem Rad aufweist, um dadurch einen verbesserten Fahrkomfort für einen Insassen zu schaffen.
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Ein herkömmliches Fahrzeugaufhängungssystem verbindet eine Achse und eine Fahrzeugkarosserie miteinander, um zu verhindern, dass eine Vibration oder ein Stoß, welchen die Achse von der Fahrbahn aufnimmt, während das Fahrzeug fährt, direkt an die Fahrzeugkarosserie übertragen wird, um dadurch einen Schaden an der Fahrzeugkarosserie oder der Ladung zu verhindern und den Fahrkomfort zu verbessern. Im Allgemeinen weist ein Aufhängungssystem eine Aufhängungsfeder, welche von der Fahrbahn aufgenommene Stöße vermindert, einen Stoßdämpfer, welcher eine Vibration der Aufhängungsfeder dämpft, um den Fahrkomfort zu verbessern, und einen Stabilisator auf, welcher ein Wanken des Fahrzeuges unterdrückt.
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Ein Nutzfahrzeug verwendet hauptsächlich ein Starrachsen-Aufhängungssystem, bei welchem das linke Rad und das rechte Rad über eine einzige Achse miteinander verbunden sind. Eine Blattfeder oder eine Luftfeder wird hauptsächlich als eine Aufhängungsfeder verwendet.
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Ein Lenksystem eines solchen Nutzfahrzeuges, welches ein Starrachsen-Aufhängungssystem verwendet, weist einen Lenkstockhebel, welcher an einer Ausgangswelle eines Lenkrades drehbar montiert ist, eine Lenkstange, welche die Bewegung des Lenkstockhebels an einen Spurstangenhebel überträgt, wobei der Spurstangenhebel die Bewegung der Lenkstange aufnimmt, um eine Achsschenkelwelle zu betreiben, und eine Spurstange auf, welche einen linken Spurstangenhebel und einen rechten Spurstangenhebel miteinander verbindet.
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Bei einem Nutzfahrzeug, das mit dem Starrachsen-Aufhängungssystem ausgestattet ist, das eine Luftfeder und das oben beschriebene Lenksystem verwendet, dient die Luftfeder lediglich als ein Ersatz für eine Blattfeder und trägt nicht erheblich dazu bei, den Fahrkomfort oder die Lenkeigenschaften zu verbessern. Außerdem ist es schwierig, infolge der strukturellen Eigenschaften davon eine genaue Geometrie zu erzielen und die Gestaltungsfreiheit zu erhöhen.
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In letzter Zeit wurde ein unabhängiges Lenkungs-Aufhängungssystem entwickelt, bei welchem ein Lenkwinkel eines Rades über eine Elektromotoranordnung in jedes Aufhängungssystem eingegeben wird. Jedoch hat das oben beschriebene unabhängige Lenkungs-Aufhängungssystem ein Problem dadurch, dass ein Stoßdämpfer in der Höhenrichtung eines Fahrzeuges derart vorstehen muss, dass er zu einer Lenkwelle der Elektromotoranordnung ausgerichtet ist.
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Außerdem ist, wie in 1 gezeigt, in dem Falle, in welchem ein Ende eines Stoßdämpfers an einem Fahrzeugkarosserierahmen fixiert ist, eine Variation der Länge des Stoßdämpfers gering, wenn das Rad über eine Bodenwelle fährt, was zu einer Verschlechterung des Fahrkomforts führt.
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Aus diesem Grunde war in letzter Zeit ein Aufhängungssystem erforderlich, das geeignet ist, einen verbesserten Fahrkomfort in verschiedenen Fahrumgebungen durch Variieren der Höhe zwischen einem Rad und einer Fahrzeugkarosserie zu schaffen.
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Ein Ziel der Erfindung ist es, ein unabhängiges Aufhängungssystem zu schaffen, das geeignet ist, den Abstand zwischen einem Rad und einer Fahrzeugkarosserie zu variieren.
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Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein unabhängiges Aufhängungssystem zu schaffen, das geeignet ist, die Bewegung einer Verbindungseinheit und eine Variation des vertikalen Abstandes von einem Rad zu der Verbindungseinheit gleichzeitig zu steuern.
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Die Ziele der Erfindung sind nicht auf die oben genannten Ziele beschränkt, und andere Ziele, die nicht hierin erwähnt sind, sind für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung klar zu verstehen und mit Bezug auf die Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich. Außerdem können die Ziele der Erfindung durch die Komponenten erreicht werden, die in den beigefügten Ansprüchen und Kombinationen davon beschrieben sind.
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Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein unabhängiges Aufhängungssystem vorgesehen, aufweisend eine Lenkungseinheit, die derart konfiguriert ist, dass sie gesteuert wird, um einen Lenkwinkel eines Rades in einer seitlichen Richtung einzustellen, einen Stoßdämpfer, der mit dem Rad in Eingriff steht, um Stöße zu absorbieren, die auf das Rad ausgeübt werden, und der einen ersten Stoßdämpfer und einen zweiten Stoßdämpfer aufweist, wobei jeder von dem ersten Stoßdämpfer und dem zweiten Stoßdämpfer in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung jeweils an entgegengesetzten Seitenflächen des Rades angeordnet ist, und eine Verbindungseinheit (z.B. eine Verbindungsgestängeeinheit), die zwischen dem Stoßdämpfer und der Lenkungseinheit angeordnet ist, um den Abstand zwischen dem Rad und der Lenkungseinheit zu variieren. Die Verbindungseinheit weist einen ersten oberen Arm, der zwischen dem ersten Stoßdämpfer und der Lenkungseinheit angeordnet ist, einen zweiten oberen Arm, der zwischen dem zweiten Stoßdämpfer und der Lenkungseinheit angeordnet ist, und eine Bodenfreiheitseinstelleinheit (bzw. eine Bodenabstandseinstelleinheit) auf, die mit dem ersten oberen Arm und dem zweiten oberen Arm in Eingriff steht, um den Abstand zwischen dem ersten oberen Arm und dem zweiten oberen Arm zu variieren, während sie zugleich den Abstand zwischen dem Rad und der Lenkungseinheit variiert.
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Die Lenkungseinheit kann derart gesteuert werden, dass ein an dem Rad aufzubringender Lenkwinkel durch ein Lenkeingabeteil gesetzt ist, das an einer Fahrzeugkarosserie angeordnet ist.
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Die Bodenfreiheitseinstelleinheit kann einen ersten Fixierhalter, der in einer Öffnung in dem ersten oberen Arm angeordnet ist, einen zweiten Fixierhalter, der in einer Öffnung in dem zweiten oberen Arm angeordnet ist, ein Spindelteil, das zwischen dem ersten Fixierhalter und dem zweiten Fixierhalter angeordnet ist, um den Abstand zwischen dem ersten Fixierhalter und dem zweiten Fixierhalter einzustellen, eine Antriebseinheit, die mit dem Spindelteil in Eingriff steht, sodass sie dem Spindelteil eine Antriebskraft bereitstellt, um den Abstand zwischen dem ersten Fixierhalter und dem zweiten Fixierhalter zu variieren, und ein Zahnradteil aufweisen, das zwischen der Antriebseinheit und dem Spindelteil angeordnet ist, um durch die Antriebskraft der Antriebseinheit das Spindelteil in einer Höhenrichtung zu bewegen.
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Das Zahnradteil kann mit einem Zahnrad der Antriebseinheit in Eingriff stehen, um die Drehkraft der Antriebseinheit auf das Spindelteil auszuüben und gleichzeitig den Abstand zwischen dem Zahnradteil und dem Lenkeingabeteil zu variieren.
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Das unabhängige Aufhängungssystem kann ferner einen ersten Vorsprung, der an dem ersten Fixierhalter ausgebildet ist, und eine erste Einsetzöffnung aufweisen, die in dem ersten oberen Arm ausgebildet ist. Der erste Vorsprung kann in die erste Einsetzöffnung eingesetzt sein, sodass der erste Fixierhalter mit dem ersten oberen Arm drehbar in Eingriff steht.
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Das unabhängige Aufhängungssystem kann ferner einen zweiten Vorsprung, der an dem zweiten Fixierhalter ausgebildet ist, und eine zweite Einsetzöffnung aufweisen, die in dem zweiten oberen Arm ausgebildet ist. Der zweite Vorsprung kann in die zweite Einsetzöffnung eingesetzt sein, sodass der zweite Fixierhalter mit dem zweiten oberen Arm drehbar in Eingriff steht.
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Das unabhängige Aufhängungssystem kann ferner eine Abdeckeinheit aufweisen, die derart konfiguriert ist, dass sie das Zahnradteil und wenigstens einen Teil der Antriebseinheit (z.B. integral) umschließt.
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Wenn der erste obere Arm und der zweite obere Arm in Bezug auf die Enden davon, die mit der Lenkungseinheit in Eingriff stehen, nahe zueinander hin bewegt werden, kann der Abstand zwischen der Lenkungseinheit und dem Rad vergrößert werden.
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Wenn der erste obere Arm und der zweite obere Arm in Bezug auf die Enden davon, die mit der Lenkungseinheit in Eingriff stehen, voneinander weg bewegt werden, kann der Abstand zwischen der Lenkungseinheit und dem Rad reduziert werden.
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Das Lenkeingabeteil kann einen Elektromotor, der an einer Fahrzeugkarosserie fixiert ist, und eine Getriebeeinheit aufweisen, die mit einem Elektromotorgetriebe (z.B. einem Elektromotorzahnrad) verbunden ist, das in einem Antriebsteil des Elektromotors angeordnet ist.
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Die Getriebeeinheit kann als ein Schneckenrad (bzw. eine Schnecke oder ein Schneckengetriebe) oder ein Ritzel (bzw. ein Zahnrad) realisiert sein.
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Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder ein anderer ähnlicher Begriff, wie hierin verwendet wird, allgemeine Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen, die Geländewagen (SUV) einschließen, Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, die eine Vielfalt von Booten und Schiffen einschließen, Luftfahrzeuge, und dergleichen, sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Steckdosen-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit Alternativkraftstoff (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl stammen) umfasst. Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen, zum Beispiel sowohl Benzinantrieb als auch Elektroantrieb aufweist.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine Ansicht der Konfiguration eines herkömmlichen Aufhängungssystems;
- 2 eine perspektivische Ansicht eines unabhängigen Aufhängungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 3 eine Ansicht einer Lenkungseinheit des unabhängigen Aufhängungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 4A eine Ansicht einer Bodenfreiheitseinstelleinheit des unabhängigen Aufhängungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 4B eine vergrößerte Ansicht eines Fixierhalters der Bodenfreiheitseinstelleinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 4C eine Ansicht der Eingriffsstruktur eines Spindelteils der Bodenfreiheitseinstelleinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 4D eine Ansicht der Eingriffsbeziehungen zwischen dem Spindelteil und einer Antriebseinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
- 4E eine Ansicht eines Querschnitts einer Abdeckeinheit der Bodenfreiheitseinstelleinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Es versteht sich, dass die angehängten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale darstellen, welche die grundlegenden Prinzipien der Erfindung aufzeigen. Die speziellen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie hierin offenbart, die zum Beispiel spezielle Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen umfassen, werden teilweise durch die jeweils beabsichtigte Anwendung und Nutzungsumgebung bestimmt.
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In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf dieselben oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung durch die einzelnen Figuren der Zeichnung hinweg.
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in vielen unterschiedlichen Formen ausgeführt werden und sollte nicht so ausgelegt werden, dass sie auf die hierin beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr sind diese Ausführungsformen so vorgesehen, dass sie den Bereich der Erfindung technisch versierten Fachleuten vollkommen und vollständig vermitteln.
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Die in der Beschreibung beschriebenen Begriffe „-teil“, „-einheit“ und „system“ bedeuten Einheiten zum Durchführen wenigstens einer Funktion oder eines Vorgangs, und können als Hardware-Komponenten, Software-Komponenten oder Kombinationen von Hardware-Komponenten und Software-Komponenten realisiert sein.
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Ferner werden in der folgenden Beschreibung die Begriffe „erste“ und „zweite“ nur verwendet, um eine Verwechslung von bestimmten Komponenten zu vermeiden, und geben nicht die Reihenfolge oder die Wichtigkeit der Komponenten oder die Beziehungen zwischen den Komponenten an.
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Ein unabhängiges Aufhängungssystem gemäß der Erfindung betrifft ein Aufhängungssystem, das mit jedem Rad in Eingriff steht. Im Falle eines Mehrradfahrzeuges kann jedes Rad mit einem unabhängigen Aufhängungssystem versehen sein, das geeignet ist, ein unabhängiges Lenken zu erzielen.
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Nachfolgend wird die Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. In der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen sind Komponenten mit denselben funktionellen Konfigurationen durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine doppelte Erläuterung davon wird weggelassen.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein unabhängiges Aufhängungssystem, das an jedem Rad derart vorgesehen ist, dass es unabhängig drehbar ist.
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Darüber hinaus ist das System gemäß der Erfindung an jedem Rad montiert und derart konfiguriert, dass es ermöglicht, dass der Lenkwinkel des Rades ohne Begrenzung variiert werden kann. Der Lenkwinkel kann durch eine Steuereinrichtung (nicht gezeigt) derart gesteuert werden, dass das unabhängige Aufhängungssystem, das an jedem Rad montiert ist, geeignet ist, in einem Winkel ausgerichtet zu sein, der sich von denen anderer unabhängiger Aufhängungssysteme unterscheidet. Außerdem kann das Rad gemäß der Erfindung einen Radnabenmotor aufweisen.
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Außerdem kann die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung ein Lenkeingabesignal empfangen, das an das Fahrzeug eingegeben wird, kann Informationen über die Fahrumgebung und die Straßenbedingungen durch einen in dem Fahrzeug montierten Sensor (nicht gezeigt) empfangen, und kann die Höhe des unabhängigen Aufhängungssystems variieren.
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In den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung bezeichnet der auf eine Steuervorrichtung bezogene Begriff, wie „Steuereinrichtung“, „Steuereinheit“, „Steuervorrichtung“ oder „Steuermodul“ usw., eine Hardware-Vorrichtung, die einen Speicher und einen Prozessor aufweist, welcher derart konfiguriert ist, dass er einen oder mehrere Schritte ausführt, die als eine Algorithmus-Struktur interpretiert werden. Der Speicher speichert Algorithmus-Schritte, und der Prozessor führt die Algorithmus-Schritte aus, um einen oder mehrere Prozesse eines Verfahrens gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung durchzuführen.
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Ferner kann die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung durch einen nichtflüchtigen Speicher, welcher derart konfiguriert ist, dass er Algorithmen zur Steuerung des Betriebs von verschiedenen Komponenten eines Fahrzeuges oder Daten über Software-Befehle zum Ausführen der Algorithmen speichert, und ein Prozessor realisiert sein, welcher derart konfiguriert ist, dass er den oben beschriebenen Betrieb mittels der in dem Speicher gespeicherten Daten durchführt. Der Speicher und der Prozessor können individuelle Chips sein. Alternativ können der Speicher und der Prozessor in einem einzelnen Chip integriert sein. Der Prozessor kann als ein oder mehrere Prozessoren realisiert sein. Der Prozessor kann verschiedene Logikschaltungen und Betriebsschaltungen aufweisen und kann Daten entsprechend einem von dem Speicher bereitgestellten Programm verarbeiten, und kann ein Steuersignal entsprechend dem Verarbeitungsergebnis erzeugen.
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Die Steuereinrichtung kann wenigstens ein Mikroprozessor sein, der durch ein vorbestimmtes Programm betrieben wird, welches eine Reihe von Befehlen zum Ausführen des in den zuvor genannten verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung einbezogenen Verfahrens aufweisen.
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Nachfolgend werden die Eingriffsbeziehungen zwischen den Komponenten eines an jedem Rad montierten unabhängigen Aufhängungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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2 ist eine perspektivische Ansicht eines unabhängigen Aufhängungssystems 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Wie gezeigt, weist das unabhängige Aufhängungssystem 10 einen Stoßdämpfer 300, welcher derart konfiguriert ist, dass er auf ein Rad 400 ausgeübte Stöße absorbiert, eine Verbindungseinheit 200, die mit dem oberen Ende des Stoßdämpfers 300 in Eingriff steht, und eine Lenkungseinheit 100 auf, die an dem oberen Ende der Verbindungseinheit 200 angeordnet ist und ein Lenkeingabeteil 110 aufweist, um den Lenkwinkel des Rades 400 zu steuern. Die Verbindungseinheit 200 dient dazu, den Abstand zwischen der Lenkungseinheit 100 und dem Rad 400 zu variieren.
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Der Stoßdämpfer 300 steht mit der Mittelachse des Rades 400 in Eingriff und erstreckt sich vorwärts und rückwärts an entgegengesetzten Seitenflächen des Rades 400. Vorzugseise steht ein erster Stoßdämpfer 310 mit einem ersten oberen Arm 210 in Eingriff, und ein zweiter Stoßdämpfer 320 steht mit einem zweiten oberen Arm 220 in Eingriff. Jeder von dem ersten Stoßdämpfer 310 und dem zweiten Stoßdämpfer 320 weist zwei Stangen auf, die mit entgegengesetzten Seitenflächen des Rades 400 in Kontakt stehen. Mit anderen Worten weist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der Stoßdämpfer 300 vier Stangen auf, die mit der Mittelachse des Rades 400 in Eingriff stehen. Unter den vier Stangen sind zwei Stangen, die sich vorwärts erstrecken, in dem ersten Stoßdämpfer 310 einbezogen, und die zwei Stangen, die sich rückwärts erstrecken, sind in dem zweiten Stoßdämpfer 320 einbezogen.
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Zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten Stoßdämpfer 310 und 320, die mit der Mittelachse des Rades 400 in Eingriff stehen, weist der Stoßdämpfer 300 eine Radbuchse auf, welche von dem ersten Stoßdämpfer 310 und dem zweiten Stoßdämpfer 320 umgeben ist. Die Radbuchse kann die Mittelachse des Rades 400 umschließen, und der erste Stoßdämpfer 310 und der zweite Stoßdämpfer 320 können die Außenfläche der Radbuchse umschließen. Die Radbuchse gemäß der Erfindung kann entlang dreier Achsen durch einen Stoß von der Straße und eine auf eine Variation des Lenkwinkels zurückführbare Seitenkraft komprimiert oder expandiert werden.
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Die Lenkungseinheit 100 weist ein Lenkeingabeteil 110, das an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist, und einen Rahmen 120 auf, der benachbart zu dem Lenkeingabeteil 110 angeordnet ist, um zu ermöglichen, dass das unabhängige Aufhängungssystem 10 ganzheitlich gedreht werden kann. Wenn ein Lenkeingabesignal von einer Steuereinrichtung zugeführt wird, übt das Lenkeingabeteil 110 eine Drehkraft auf den Rahmen 120 aus, und der Rahmen 120 wird ganzheitlich mit dem Rad 400 gedreht, wodurch der Lenkwinkel des Rades 400 variiert wird.
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Als eine Ausführungsform der Erfindung kann das Lenkeingabeteil 110 einen Elektromotor aufweisen, der an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist, und eine Getriebeeinheit, die mit dem Rahmen 120 in Eingriff steht, kann als ein Ritzel realisiert sein, so dass das unabhängige Aufhängungssystem 10 ganzheitlich gedreht wird.
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Als eine andere Ausführungsform der Erfindung kann der Rahmen 120 derart konfiguriert sein, dass er mit der Getriebeeinheit in Eingriff steht, welche als ein Schneckenrad realisiert ist, um eine Drehkraft von dem Lenkeingabeteil 110, das einen Elektromotor aufweist, aufzunehmen. Dementsprechend wird der Rahmen 120 in Reaktion auf die Drehung des Schneckenrades ganzheitlich mit dem Rad 400 gedreht.
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Die Verbindungseinheit 200 weist zwei Gelenke auf, welche in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung derart angeordnet sind, dass sie jeweils mit dem ersten Stoßdämpfer 310 und dem zweiten Stoßdämpfer 320 in Eingriff stehen. Die Verbindungseinheit 200 weist einen ersten oberen Arm 210, der mit dem ersten Stoßdämpfer 310 in Eingriff steht, und einen zweiten oberen Arm 220 auf, der mit dem zweiten Stoßdämpfer 320 in Eingriff steht. Außerdem weist die Verbindungseinheit 200 ferner eine Bodenfreiheitseinstelleinheit 230 auf, welche eine Öffnung in dem ersten oberen Arm 210 und eine Öffnung in dem zweiten oberen Arm 220 durchdringt und den Abstand zwischen der Lenkungseinheit 100 und dem Rad 400 durch Variieren des Abstandes zwischen dem ersten oberen Arm 210 und dem zweiten oberen Arm 220 variiert. In den verschiedenen Ausführungsformen kann die Bodenfreiheitseinstelleinheit 230 eine Stangenform haben, wie in der Zeichnung gezeigt ist, jedoch ist sie nicht darauf beschränkt.
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Die Bodenfreiheitseinstelleinheit 230 weist einen ersten Fixierhalter 231, welcher in der Öffnung in dem ersten oberen Arm 210 angeordnet ist, einen zweiten Fixierhalter 232, welcher in der Öffnung in dem zweiten oberen Arm 220 angeordnet ist, und ein Spindelteil 260 auf, welches mit dem ersten Fixierhalter 231 und dem zweiten Fixierhalter 232, in dem Zustand, in welchem es zwischen diesen angeordnet ist, in Eingriff steht. Der Abstand zwischen dem ersten oberen Arm 210 und dem zweiten oberen Arm 220 wird entsprechend dem Betrag der Drehung des Spindelteils 260 variiert. Das heißt, das Spindelteil 260 steht mit dem ersten Fixierhalter 231 und dem zweiten Fixierhalter 232 in Eingriff, sodass die Drehkraft des Spindelteils 260 darauf ausgeübt wird, und das Spindelteil 260 ist derart konfiguriert, dass es in beiden Richtungen gedreht werden kann.
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Der zweite Fixierhalter 232, welcher mit der Außenfläche des Spindelteils 260 in Kontakt steht, wird durch die Drehkraft des Spindelteils 260 in der Längsrichtung bewegt. Wenn der zweite Fixierhalter 232 bewegt wird, wird der mit dem zweiten Fixierhalter 232 in Eingriff stehende zweite obere Arm 220 ebenfalls bewegt, wodurch der Abstand zwischen dem zweiten oberen Arm 220 und dem ersten oberen Arm 210 variiert wird. Das heißt, wenn die Drehkraft des Spindelteils 260 ausgeübt wird, wird der Winkel variiert, der von einem Ende des ersten oberen Armes 210 und einem Ende des zweiten oberen Armes 220, welche mit der Lenkungseinheit 100 in Eingriff stehen, gebildet wird. Wenn der erste obere Arm 210 und der zweite obere Arm 220 am nächsten zueinander angeordnet sind, ist der Abstand zwischen der Lenkungseinheit 100 und dem Rad 400 maximiert, und wenn der erste obere Arm 210 und der zweite obere Arm 220 am weitesten voneinander weg angeordnet sind, ist der Abstand zwischen der Lenkungseinheit 100 und dem Rad 400 minimiert. Wenn die Drehkraft des Spindelteils 260 ausgeübt wird, werden der erste obere Arm 210 und der zweite obere Arm 220 in Bezug auf die Mittellinie in der Höhenrichtung symmetrisch zueinander gehalten.
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Das Spindelteil 260 steht mit Gewindenuten in Eingriff, die in dem ersten Fixierhalter 231 und dem zweiten Fixierhalter 232 ausgebildet sind, und wird durch die Drehkraft einer Antriebseinheit 240 gedreht, welche an einer Platte fixiert ist, an welcher das Lenkeingabeteil 110 angeordnet ist. In Abhängigkeit von der Richtung, in welcher das Spindelteil 260 gedreht wird, werden der erste Fixierhalter 231 und der zweite Fixierhalter 232, welche mit dem Spindelteil 260 in Gewindeeingriff stehen, voneinander weg oder aufeinander zu bewegt.
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Außerdem weist die Bodenfreiheitseinstelleinheit 230 ein Zahnradteil 250 auf, welches zwischen der Antriebseinheit 240 und dem Spindelteil 260 angeordnet ist, um das Spindelteil 260 durch die Antriebskraft der Antriebseinheit 240 in der Höhenrichtung zu bewegen. Das Zahnradteil 250 steht mit der Antriebseinheit 240 in Eingriff, um die Drehkraft der Antriebseinheit 240 an das Spindelteil 260 zu übertragen und das Spindelteil 260 durch die Drehkraft der Antriebseinheit 240 in der Höhenrichtung zu bewegen. Das heißt, das Zahnradteil 250, welches die Drehkraft der Antriebseinheit 240 aufnimmt, dreht das Spindelteil 260 axial, um den Abstand zwischen dem ersten Fixierhalter 231 und dem zweiten Fixierhalter 232 zu variieren, und bewegt gleichzeitig das Spindelteil 260 in der Höhenrichtung, um auf die Variation in der Höhe eines ersten Vorsprungs 233 des ersten Fixierhalters 231 und die Variation in der Höhe eines zweiten Vorsprungs 234 des zweiten Fixierhalters 232 zu reagieren.
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3 ist eine vergrößerte Ansicht der Lenkungseinheit 100 mit dem Lenkeingabeteil 110.
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Das Lenkeingabeteil 110 steht mit der Fahrzeugkarosserie in Eingriff, wodurch die Lenkungseinheit 100, die Verbindungseinheit 200 und der Stoßdämpfer 300 ganzheitlich gedreht werden. Das Lenkeingabeteil 110 kann als ein Antriebsmotor realisiert sein und kann die Getriebeeinheit aufweisen, welche mit dem Rahmen 120 in Eingriff steht. Die Getriebeeinheit gemäß der Erfindung kann als ein Ritzel realisiert sein, welches mit Ausnehmungen in Eingriff steht, die in dem Rahmen 120 ausgebildet sind.
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Als eine andere Ausführungsform der Erfindung kann das Lenkeingabeteil 110 die Getriebeeinheit aufweisen, welche als ein Schneckenrad realisiert ist. Die Lenkungseinheit 100 wird durch die Drehkraft des Schneckenrades, das mit dem Elektromotor in Eingriff steht, relativ zu der Fahrzeugkarosserie gedreht.
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Das oben beschriebene Lenkeingabeteil 110 dreht den Rahmen 120 der Lenkungseinheit 100 in Reaktion auf den Empfang einer Lenkeingabeanforderung von der Steuereinrichtung, und daher werden der Stoßdämpfer 300 und die Verbindungseinheit 200, welche mit der Lenkungseinheit 100 in Eingriff stehen, ganzheitlich mit der Lenkungseinheit 100 in einer Richtung entsprechend der Lenkeingabe des Rades 400 gedreht.
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4A ist eine perspektivische Ansicht des unabhängigen Aufhängungssystems mit der Bodenfreiheitseinstelleinheit 230 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Die Bodenfreiheitseinstelleinheit 230 ist derart konfiguriert, dass sie den Abstand zwischen der Lenkungseinheit 100 und dem Rad 400 variiert. Die Bodenfreiheitseinstelleinheit 230 weist das Spindelteil 260 auf, welches mit dem ersten Fixierhalter 231, welcher in der Öffnung in dem ersten oberen Arm 210 angeordnet ist, und den zweiten Fixierhalter 232, welcher in der Öffnung in dem zweiten oberen Arm 220 angeordnet ist, in Eingriff steht, während es dazwischen angeordnet ist. Das Spindelteil 260 wird durch die Drehkraft der Antriebseinheit 240 gedreht, und der erste Fixierhalter 231 und der zweite Fixierhalter 232, welche mit dem Spindelteil 260 in Eingriff stehen, werden durch die Drehung des Spindelteils 260 entlang dem Spindelteil 260 in der Längsrichtung bewegt.
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Wenn das Spindelteil 260 gedreht wird, werden der erste Fixierhalter 231 und der zweite Fixierhalter 232 in der Längsrichtung des Spindelteils 260 bewegt, während sie in demselben Abstand von der Mitte des Spindelteils 260 entfernt angeordnet sind. Der erste Fixierhalter 231 und der zweite Fixierhalter 232, welche das Spindelteil 260 umschließen, können Gewindenuten aufweisen, die in den Innenflächen davon derart ausgebildet sind, dass sie mit den Gewinden ineinandergreifen, die an der Außenfläche des Spindelteils 260 ausgebildet sind. Aufgrund dieser Konfiguration wird, wenn das Spindelteil 260 gedreht wird, der Abstand zwischen dem ersten Fixierhalter 231 und dem zweiten Fixierhalter 232 variiert.
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Der erste Fixierhalter 231 weist den ersten Vorsprung 233 auf, welcher derart ausgebildet ist, dass er mit dem ersten oberen Arm 210 in Eingriff steht. Der erste Vorsprung 233 ist in eine erste Einsetzöffnung 211 eingesetzt, die in der Öffnung in dem ersten oberen Arm 210 ausgebildet ist, so dass der erste Fixierhalter 231 um den ersten Vorsprung 233 gedreht werden kann.
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Der zweite Fixierhalter 232 weist den zweiten Vorsprung 234 auf, welcher derart ausgebildet ist, dass er mit dem zweiten oberen Arm 220 in Eingriff steht. Der zweite Vorsprung 234 ist in eine zweite Einsetzöffnung 221 eingesetzt, die in der Öffnung in dem zweiten oberen Arm 220 ausgebildet ist, so dass der zweite Fixierhalter 232 um den zweiten Vorsprung 234 gedreht werden kann.
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Als eine Ausführungsform der Erfindung wird der Abstand zwischen dem ersten Fixierhalter 231 und dem zweiten Fixierhalter 232 in Reaktion auf die Drehung des Spindelteils 260 variiert, und daher wird der Abstand zwischen dem ersten oberen Arm 210 und dem zweiten oberen Arm 220 variiert. Dementsprechend werden der von dem ersten oberen Arm 210 und dem ersten Fixierhalter 231 gebildete Winkel und der von dem zweiten oberen Arm 220 und dem zweiten Fixierhalter 232 gebildete Winkel variiert.
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Das heißt, diese Variation des Winkels, die auf die Variation des Abstandes zwischen dem ersten oberen Arm 210 und dem zweiten oberen Arm 220 zurückführbar ist, wird durch die Struktur des ersten Fixierhalters 231 und des zweiten Fixierhalters 232 realisiert, welche relativ zu den oberen Armen 210 und 220 drehbar ist.
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Außerdem wird, wenn der Abstand zwischen dem ersten oberen Arm 210 und dem zweiten oberen Arm 220 durch Drehung des Spindelteils 260 variiert wird, die Höhe des Spindelteils 260 variiert. Zu diesem Zweck weist das Spindelteil 260 das Zahnradteil 250 auf, welches mit der Antriebseinheit 240 in Eingriff steht und derart konfiguriert ist, dass es in der Höhenrichtung bewegbar ist.
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In einer Ausführungsform der Erfindung dient das Zahnradteil 250 dazu, die Drehkraft der Antriebseinheit 240 an das Spindelteil 260 zu übertragen und gleichzeitig das Spindelteil 260 in der Höhenrichtung zu bewegen. Das Zahnradteil 250 dreht das Spindelteil 260 axial, um den Abstand zwischen dem ersten oberen Arm 210 und dem zweiten oberen Arm 220 zu variieren. Wenn der Abstand zwischen dem ersten oberen Arm 210 und dem zweiten oberen Arm 220 variiert wird, führt das Zahnradteil 250 die Bewegung des Spindelteils 260 in der Höhenrichtung. Zu diesem Zweck ist das Zahnradteil 250 derart konfiguriert, dass es sich entlang der Antriebswelle der Antriebseinheit 240 bewegt, um das Spindelteil 260 in der Höhenrichtung zu bewegen.
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In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Antriebseinheit 240 die Platte durchdringen und kann zusammen mit dem Spindelteil 260 bewegt werden, wenn das Spindelteil 260 in der Höhenrichtung bewegt wird.
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Das unabhängige Aufhängungssystem gemäß der Erfindung weist ferner eine Abdeckeinheit 500 auf, welche das Zahnradteil 250, wenigstens einen Teil des Spindelteils 260 und wenigstens einen Teil der Antriebswelle der Antriebseinheit 240 abdeckt. Die Abdeckeinheit 500 ist derart ausgebildet, dass sie in Reaktion auf die Bewegung des Spindelteils 260 in der Höhenrichtung ganzheitlich mit der Antriebseinheit 240 bewegt werden kann.
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4B zeigt die Konfiguration, bei welcher der erste Fixierhalter 231 mit dem ersten oberen Arm 210 in Eingriff steht.
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Wie gezeigt, ist der erste Fixierhalter 231 in der Öffnung in dem ersten oberen Arm 210 angeordnet und weist den ersten Vorsprung 233 auf, welcher in einer Position ausgebildet ist, die mit der ersten Einsetzöffnung 211 korrespondiert, die in der Innenfläche der Öffnung in dem ersten oberen Arm 210 ausgebildet ist.
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Der erste Vorsprung 233 ist in die erste Einsetzöffnung 211 eingesetzt. Der erste Fixierhalter 231 wird entsprechend der Variation des Winkels des ersten oberen Armes 210 um den ersten Vorsprung 233 gedreht, so dass das Spindelteil 260 und der erste Fixierhalter 231 senkrecht zueinander gehalten werden.
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Außerdem weist der zweite Fixierhalter 232, welcher entgegengesetzt zu dem ersten Fixierhalter 231 angeordnet ist, den zweiten Vorsprung 234 auf, welcher in die zweite Einsetzöffnung 221 eingesetzt ist, die in dem zweiten oberen Arm 220 ausgebildet ist, Der zweite Fixierhalter 232 wird um den zweiten Vorsprung 234 gedreht, so dass der von dem zweiten oberen Arm 220 und dem zweiten Fixierhalter 232 gebildete Winkel gleich dem von dem ersten oberen Arm 210 und dem ersten Fixierhalter 231 gebildeten Winkel ist.
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Daher werden, wenn der Abstand zwischen dem ersten oberen Arm 210 und dem zweiten oberen Arm 220 durch Drehung des Spindelteils 260 variiert wird, der erste Fixierhalter 231 und der zweite Fixierhalter 232 senkrecht zu dem Spindelteil 260 gehalten.
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Die 4C und 4D zeigen Ansichten der Eingriffsbeziehungen zwischen der Antriebseinheit 240 zum Drehen des Spindelteils 260 und dem Zahnradteil 250 zum Übertragen der Antriebskraft der Antriebseinheit 240 an das Spindelteil 260.
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Wie gezeigt ist, weist das Spindelteil 260 Gewinde auf, die an entgegengesetzten Endabschnitten davon ausgebildet sind. Die Gewinde des Spindelteils 260 stehen mit den Gewindenuten in Eingriff, die in den Innenflächen des ersten Fixierhalters 231 und des zweiten Fixierhalters 232 ausgebildet sind. Die Gewinde können länger als die Gewindenuten ausgebildet sein. Aufgrund dieser Konfiguration wird, wenn das Spindelteil 260 gedreht wird, der Abstand zwischen dem ersten Fixierhalter 231 und dem zweiten Fixierhalter 232 variiert.
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Die Antriebseinheit 240 ist benachbart zu der Mitte des Spindelteils 260 angeordnet und steht mit dem Zahnradteil 250 in Eingriff, welches derart ausgebildet ist, dass es die Außenseite des Spindelteils 260 umschließt.
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Als eine Ausführungsform der Erfindung überträgt das Zahnradteil 250, wenn die Antriebskraft der Antriebseinheit 240 darauf ausgeübt wird, die Antriebskraft an das Spindelteil 260, so dass das Spindelteil 260 gedreht wird. Das Zahnradteil 250 steht mit der Antriebswelle der Antriebseinheit 240 in Gewindeeingriff, welche sich in der Höhenrichtung erstreckt. Die Antriebswelle ist mit einem Zahnradteil versehen, mit welchem das mit dem Spindelteil 260 gekuppelte Zahnradteil 250 ineinandergreift, um in der Höhenrichtung bewegt zu werden.
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Als eine andere Ausführungsform der Erfindung kann die Antriebseinheit 240 derart gesteuert werden, das sie zusammen mit dem Spindelteil 260 in der Höhenrichtung bewegt werden kann, wenn das Spindelteil 260 in der Höhenrichtung bewegt wird. Die Antriebseinheit 240 kann die Platte durchdringen, an welcher das Lenkeingabeteil 110 angeordnet ist, und kann in der Höhenrichtung der Platte in Reaktion auf die Bewegung des Spindelteils 260 in der Höhenrichtung bewegt werden.
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Der erste Fixierhalter 231 und der zweite Fixierhalter 232 sind an jeweiligen Endabschnitten des Spindelteils 260 angeordnet, welches mit dem Zahnradteil 250 in Eingriff steht. Das Spindelteil 260 steht mit dem ersten Fixierhalter 231 und dem zweiten Fixierhalter 232 in dem Zustand des Durchdringens derselben in Eingriff.
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Da die Gewindenuten, die in den Innenflächen des ersten Fixierhalters 231 und des zweiten Fixierhalters 232 ausgebildet sind, mit den Gewinden in Eingriff stehen, die an den Außenflächen des Spindelteils 260 ausgebildet sind, wird der Abstand zwischen dem ersten Fixierhalter 231 und dem zweiten Fixierhalter 232 durch Drehung des Spindelteils 260 variiert.
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Ferner werden, wenn das Spindelteil 260 gedreht wird, der erste Fixierhalter 231 und der zweite Fixierhalter 232, welche mit dem Spindelteil 260 in Eingriff stehen, dieselbe Strecke von der Mitte des Spindelteils 260 weg oder auf diese zu bewegt.
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Daher wird der Abstand zwischen dem ersten oberen Arm 210 und dem zweiten oberen Arm 220 in Abhängigkeit von dem Betrag der Drehung des Spindelteils 260 variiert.
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4E zeigt die Konfiguration der Bodenfreiheitseinstelleinheit 230 mit der Abdeckeinheit 500 als eine Ausführungsform der Erfindung.
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Die Abdeckeinheit 500 umschließt das Zahnradteil 250, welches in der Mitte des Spindelteils 260 angeordnet ist, und wenigstens einen Teil der Antriebswelle der Antriebseinheit 240, welche benachbart zu dem Zahnradteil 250 angeordnet ist.
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Die Abdeckeinheit 500 dient dazu, zu verhindern, dass das Zahnradteil 250 und die Antriebswelle voneinander getrennt werden, wenn ein Fahrzeug fährt, und um das Eindringen von äußeren Fremdkörpern zu verhindern. Schmiermittel zur Schmierung kann an der Innenfläche der Abdeckeinheit 500 aufgebracht werden, und die Abdeckeinheit 500 kann mit anderen Komponenten in einer abdichtenden Weise in Eingriff stehen.
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Ferner ist die Abdeckeinheit 500 derart konfiguriert, dass sie zusammen mit der Antriebseinheit 240 bewegt werden kann, wenn die Antriebseinheit 240 bewegt wird, während sie die Platte auf die Bewegung des Spindelteils 260 in der Höhenrichtung durchdringt.
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Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, schafft die Erfindung die folgenden Effekte durch die obigen Ausführungsformen und durch die Konfigurationen und Kombinationen sowie die Verwendungsbeziehungen, die oben beschrieben sind.
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Das unabhängige Aufhängungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist geeignet, den Abstand zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem Rad in Abhängigkeit von der Umgebung, in welcher ein Fahrzeug fährt, zu variieren, um dadurch den Fahrkomfort zu verbessern.
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Außerdem ist das unabhängige Aufhängungssystem gemäß der Erfindung derart strukturiert, dass eine Verbindungseinheit über Fixierhalter mit anderen Komponenten in Eingriff steht, so dass eine verbesserte Haltbarkeit geboten wird.
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Die oben beschriebene Erfindung kann auch als computerlesbare Codes in einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium realisiert werden. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium ist irgendeine Datenspeichervorrichtung, die Daten speichern kann, welche danach von einem Computersystem gelesen werden können. Beispiele des computerlesbaren Aufzeichnungsmediums umfassen ein Festplattenlaufwerk (HDD), eine Festkörperplatte (SSD), ein Siliziumplattenlaufwerk (SDD), einen Festwertspeicher (ROM), einen Arbeitsspeicher (RAM), CD-ROMs, Magnetbänder, Disketten, optische Datenspeichervorrichtungen, usw. und eine Realisierung als Trägerwellen (z.B. Übertragung über das Internet).
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In verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung kann jeder oben beschriebene Vorgang durch eine Steuervorrichtung durchgeführt werden, und die Steuervorrichtung kann durch eine Mehrzahl von Steuervorrichtungen oder eine integrierte einzelne Steuervorrichtung konfiguriert sein.
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In verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung kann die Steuervorrichtung in einer Form von Hardware oder Software realisiert sein, oder kann in einer Kombination von Hardware und Software realisiert sein.
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Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „oben“, „unten“, „innen“, „außen“, „vorn“, „hinten“ usw. verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf die Positionen dieser Merkmale, wie in den Figuren gezeigt ist, zu beschreiben. Es versteht sich ferner, dass der Begriff „verbinden“ oder dessen Abwandlungen sowohl eine direkte als auch eine indirekte Verbindung bezeichnen.
