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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung für ein Lenkgetriebegehäuse, nach
dem Oberbegriff des Anspruches 1. Genauer gesagt, die vorliegende
Erfindung betrifft einen Aufbau oder eine Anordnung zum Lagern oder
Befestigen eines Lenkgetriebegehäuses
für ein
Fahrzeug an einem Karosserieteil über flexible Stütz- oder
Lagervorrichtungen.
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Wenn
ein Fahrzeug auf einer Fahrbahn geradeaus fährt, ist es wünschenswert,
daß die
Fahrstabilität
auch bei von der Fahrbahn übertragenen
Störungen
aufrecht erhalten bleibt und ein neutrales Lenkverhalten soll an
den Tag gelegt werden. Wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, gibt
es Fälle,
daß es aus
Gründen
der Betriebsstabilität
wünschenswert ist,
daß eine
Untersteuerungstendenz vorliegt, wobei das Fahrzeug einen großen Wenderadius
im Verhältnis
zum Lenkwinkel hat. Daher ist es wünschenswert, die Ausrichtungen
der Radaufhängung
abhängig
davon zu ändern,
ob das Fahrzeug geradeaus oder eine Kurve fährt, so daß die Spur variabel wird. In
diesem Zusammenhang offenbart die Toyota Technical Publication Nr.
6478 (veröffentlicht
am 24. Dezember 1996) eine ”Befestigungsanordnung
für ein
Lenkgetriebegehäuse”; der dortige
Offenbarungsgehalt wird nachfolgend näher erläutert:
15 ist
eine perspektivische Ansicht einer Fahrzeugvorderachse und veranschaulicht,
wie ein Lenkgetriebegehäuse 140 mit
der erwähnten
Befestigungsanordnung an dem Fahrzeug befestigt ist. Das Lenkgetriebegehäuse besteht
aus einem Lenkgetriebeme chanismus (z. B. eine Ritzelwelle mit einem
Ritzel, eine Zahnstange mit einem Zahnstangenverzahnung etc.), einer
Getriebegehäuse-Befestigungsanordnung
etc. Das Lenkgetriebegehäuse 140 ist
am rückwärtigen Abschnitt
eines Achsschenkels 20 über eine
Spurstange 130 befestigt. Der Achsschenkel 20 trägt ein Rad 10 (in
diesem Fall ein Vorderrad) drehbeweglich. Ein Fahrzeugaufhängemechanismus
besteht aus einem unteren Arm 60, einem Federbein oder
Stoßdämpfer 160 (19)
etc. Der Stoßdämpfer 160 ist
zwischen einem oberen Ende des Achsschenkels 20 und einem
Karosserieteil 70 des Fahrzeugs angeordnet. Der Stoßdämpfer 160 ist
in seiner Axialrichtung längenveränderbar.
An seinem vorderen Abschnitt ist der Achsschenkel 20 mit
einem Ende eines unteren Arms 60 verbunden, so daß der untere
Arm 60 um einen nicht gezeigten Achsschenkelbolzen drehen
kann. Der untere Arm 60 ist mit seinem anderen Ende mit
einem Karosserieteil 70 verbunden. Wie in 16 gezeigt,
ist das Lenkgetriebegehäuse 140 an
dem Karosserieteil 70 des Fahrzeuges über flexible Lagervorrichtungen 150 befestigt, von
denen jede in einem Befestigungsabschnitt 142 für die flexiblen
Lagervorrichtungen eingebaut ist.
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17 ist
eine Draufsicht auf die flexible Lagervorrichtung 150 und 18 ist
eine Schnittdarstellung entlang Linie XVIII-XVIII in 17.
Die flexible Lagervorrichtung besteht im wesentlichen aus einer äußeren zylindrischen
Hülse 152,
einer inneren zylindrischen Hülse 151 und
einem Gummiteil oder Gummiabschnitt 157, der zwischen die
inneren und äußeren Hülsen 151 und 152 gesetzt
ist. Der Gummiabschnitt 157 enthält einen Hohlraum 154,
in welchem kein Gummimaterial vorliegt. Wie in 18 gezeigt,
sind plastische Vorsprünge 158 und 159 an
einer äußeren Wandoberfläche der
inneren Hülse 151 und
einer inneren Wandoberfläche
der äußeren Hülse 152 ausgebildet.
Der Gummiabschnitt 157 ist mit Gummi derart ausgefüllt, das
die plastischen Vorsprünge 158 und 159 abgedeckt
sind und V-förmige Oberflächen 157a und 157b mit
schrägem
Verlauf gebil det werden. Die plastischen Vorsprünge 158 und 159 sind
gemäß 18 vertikal
mit ihren Scheitelpunkten zueinander versetzt.
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Die
Arbeitsweise des Lenkgetriebegehäuses 140,
welches von den flexiblen Lagervorrichtungen 150 getragen
wird, wird nachfolgend auf der Grundlage der flexiblen Lagervorrichtung 150 beschrieben, welche
in 16 rechts angeordnet ist. Aufgrund der symmetrischen
Anordnung arbeitet die flexible Lagervorrichtung 150 auf
der linken Seite von 16 auf gleiche Weise. Wenn das
Fahrzeug geradeaus fährt,
wird keine Belastung auf das Lenkgetriebegehäuse 140 in Links/Rechts-Richtung
aufgebracht. Von daher ergibt sich keine Änderung in der Lagebeziehung
zwischen den inneren und äußeren Hülsen 151 und 152 in
Links/Rechts-Richtungen (Querrichtung) des Fahrzeuges. Wie in 12 gezeigt ändert sich
auch dann, wenn sich das Rad 10 durch Fahrbahnstöße oder
-schläge
vertikal bewegt, die Spur praktisch nicht. Mit anderen Worten, das
Rad 10 zeigt ein neutrales Lenkverhalten. 12 zeigt
die Beziehung zwischen dem Hub des Rades 10 bei einer Fahrbahnunebenheit
oder dergleichen und seiner Spurlage.
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Wenn
das Fahrzeug jedoch eine Kurve fährt, wird
eine Last (seitliche Kraft) in Links/Rechts-Richtung des Fahrzeuges
auf das Lenkgetriebegehäuse 140 aufgebracht.
Wenn beispielsweise das Fahrzeug eine Linkskurve fährt, wird
das Lenkgetriebegehäuse 140 gegen
das Karosserieteil 70 aufgrund einer Seitenkraft F nach
links gedrückt,
welche in 16 nach links von dem Rad 10 (Achsschenkel 20)
aufgebracht wird. Gemäß 18 nähert sich
eine rechte Wandoberfläche
der äußeren Hülse 152 an
die innere Hülse 151 an.
Somit nähern
sich der plastische Vorsprung 159 der äußeren Hülse 152 und ein rechter
Abschnitt des Gummiabschnittes 157b, der den plastischen Vorsprung 159 abdeckt,
dem plastischen Vorsprung 158 der inneren Hülse 151 und
einem rechten Abschnitt des Gummiabschnittes 157a, der
den plastischen Vorsprung 158 abdeckt, an. Ein Freiraum
oder Abstand ”a” zwischen
den Gummiabschnitten 157a und 157b nimmt ab und
wird schließlich
Null. Wenn die Seitenkraft F von dem Rad 10 (Achsschenkel 20) weiter
anwächst,
wird die rechte Wandoberfläche
der äußeren Hülse 152 weiter
in Richtung der inneren Hülse 151 gedrückt, welche
an dem Karosserieteil 70 befestigt ist. Da jedoch der Gummiabschnitt 157a aufgrund
des plastischen Vorsprunges 158 hierin eine Steifigkeit
hat, kann sich der Gummiabschnitt 157b nicht in Links/Rechts-Richtungen
bewegen. Somit wird der Gummiabschnitt 157b entlang der
Steigung oder des schrägen
Wandverlaufs des Gummiabschnittes 157a zwangsbewegt. Gemäß 18 ist ein
vorderes Ende des plastischen Vorsprungs 158 der inneren
Hülse 151 gegenüber einem
vorderen Ende des plastischen Vorsprungs 159 der äußeren Hülse 152 nach
oben versetzt. Daher wird in diesem Fall die äußere Hülse 152 relativ zur
inneren Hülse 151 nach
unten versetzt oder verschoben.
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Wenn
das Fahrzeug eine Rechtskurve fährt, wird
die äußere Hülse 152 ebenfalls
aufgrund des gleichen Ablaufes wie im Falle einer Linkskurve des Fahrzeuges
nach unten versetzt oder verschoben. Dies deshalb, als die flexiblen
Lagervorrichtungen 150 in Links/Rechts-Richtungen des Fahrzeuges symmetrisch
angeordnet sind.
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Eine
derartige Verschiebung der äußeren Hülse 152 gegenüber der
inneren Hülse 151 nach unten
führt zu
einer nach unten gerichteten Verschiebung oder Versetzung des Lenkgetriebegehäuses 140 relativ
zu dem Fahrzeugkarosserieteil 70. Von daher bewegt sich
der Verbindungspunkt zwischen dem Lenkgetriebegehäuse 140 und
der Spurstange 130 nach unten. Die Spurstange 130 ist
mit dem Achsschenkel 20 über eine Kugelgelenkverbindung verbunden
und der Achsschenkel 20 wird drehbeweglich über einen
(nicht gezeigten) Achsschenkelbolzen gelagert. Infolgedessen wird
aufgrund der Verschiebung des Verbindungspunktes zwischen Lenkge triebegehäuse 140 und
Spurstange 130 nach unten die Ortskurve der Bewegungen
des Achsschenkels 20 unterschiedlich von derjenigen, welche während einer
Geradeausfahrt des Fahrzeuges auftritt. Somit ergibt sich eine Änderung
der Spur, welche eine Beziehung zwischen dem Ein- oder Ausfederhub
und der Spur darstellt, wenn das Rad 10 ein- und ausfedert.
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Der
Mechanismus zum Ändern
der Spurkurve zum Zeitpunkt einer nach unten gerichteten Verschiebung
des Verbindungspunktes zwischen Lenkgetriebegehäuse 140 und Spurstange 130 wird
nachfolgend beschrieben. 19 ist
eine schematische Darstellung von der Rückseite des Fahrzeuges her und
zeigt die Lagebeziehung zwischen der Spurstange 130 und
dem Aufhängemechanismus
während
einer Geradeausfahrt des Fahrzeuges. Das Federbein oder der Stoßdämpfer 160 ist
in seiner axialen Richtung aus- und einfahrbar, wie bereits oben
erwähnt. Wenn
das Rad 10 ein- und ausfedert, bewegt sich der Verbindungspunkt
A zwischen dem Stoßämpfer 160 und
dem Achsschenkel 20, wobei er einer Ortskurve in Richtung
der Achse des Stoßdämpfers oder Federbeines 160 folgt.
Der untere Arm 60 schwingt, wenn das Rad 10 ein-
und ausfedert, wobei diese Schwingung um den Anlenk- oder Verbindungspunkt B
zwischen dem unteren Arm 60 und dem Fahrzeugkarosserieteil 70 erfolgt,
so daß der
Verbindungspunkt D zwischen dem unteren Arm 60 und dem Achsschenkel 20 sich
entlang einer bogenförmigen Ortskurve
auf- und abbewegt. Die Spurstange 130 bewegt sich, wenn
das Rad 10 ein- und ausfedert derart, daß ein Verbindungspunkt
N zwischen der Spurstange 130 und dem Achsschenkel 20 sich
um den Verbindungspunkt C zwischen der Spurstange 130 und
dem Lenkgetriebegehäuse 140 auf-
und abbewegt, wobei einer bogenförmigen
Ortskurve gefolgt wird, welche in 20 durch
N1-N0-N2 veranschaulicht ist. Somit schwingt der Achsschenkel 20 um
einen Punkt A (momentaner Mittelpunkt des Achsschenkels 20),
in welchem eine Achse des unteren Armes 60 von der Rückseite
des Fahrzeuges her betrachtet eine Senkrechte zu der Federbeinachse am
Verbin dungspunkt E zwischen Federbein oder Stoßdämpfer 160 und Fahrzeugkarosserieteil 70 schneidet.
Das Rad 10 federt auf derartige Weise ein oder aus, daß es der
Schwingung des Achsschenkels 20 folgt.
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20 zeigt
eine Änderung
der Ortskurve am Verbindungspunkt N zwischen Spurstange 130 und
Achsschenkel 20, welche durch eine Verschiebung des Verbindungspunktes
C zwischen Spurstange 130 und Lenkgetriebegehäuse 140 hervorgerufen wird.
Wenn der Verbindungspunkt C zwischen der Spurstange 130 und
dem Lenkgetriebegehäuse 140 von
einem Punkt C1 aus zu einem Punkt C2 nach unten verschoben wird, ändert sich
die Ortskurve des Verbindungspunktes N zwischen der Spurstange 130 und
dem Achsschenkel 20 von einem durch eine gestrichelte Linie
in 20 dargestellten Bogen in einen in 20 mit
ausgezogener Linie dargestellten Bogen, so daß die Lage des Verbindungspunktes
N zwischen dem Achsschenkel 20 und der Spurstange 130 für eine maximale
Federung (N2) um einen Betrag Y in Richtung der Fahrzeugbreite von
der maximalen Federlage des Verbindungspunktes N aus, der vor Verschiebung
des Verbindungspunktes C auftritt (d. h., wenn der Verbindungspunkt
C im Punkt C1 ist) verschoben wird. Da der Achsschenkel 20 drehbeweglich
um eine Achse (des Achsschenkelbolzens) gelagert ist, welche den
Verbindungspunkt D zwischen dem unteren Arm 60 und dem
Achsschenkel 20 und dem Verbindungspunkt E zwischen dem Stoßdämpfer 160 und
dem Fahrzeugkarosserieteil 70 verbindet, dreht sich der
Achsschenkel 20 um den Betrag y der Ortskurvenverschiebung.
D. h., wenn der Verbindungspunkt C zwischen der Spurstange 130 und
dem Lenkgetriebegehäuse 140 von
C1 nach C2 nach unten verschoben wird, ändert sich die Spurkurve gegenüber der
bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeuges auftretenden Spurkurve.
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Die
Spurkurve bekannt eine Form wie in 13 gezeigt,
wenn der Verbindungspunkt C zwischen der Spurstange 130 und
dem Lenkgetriebegehäuse 140 nach
unten verschoben wird. Wenn das Fahrzeug eine Linkskurve fährt, sind
seine linken bzw. rechten Räder
ein- bzw. ausgefedert. Es ergibt sich daher aus 13,
daß das
linke Rad einen positiven Spurwert entsprechend einem Vorspurzustand
und das rechte Rad einen negativen Spurwert entsprechend einem Nachspurzustand
hat. Mit anderen Worten, das Fahrzeug zeigt bei einer Kurvenfahrt ein
Untersteuerungsverhalten.
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Bei
der oben beschriebenen Konstruktion zeigt das Fahrzeug ein neutrales
Lenkverhalten bei einer Geradeausfahrt und zeigt ein Untersteuerungsverhalten
in der Kurvenfahrt durch Änderung
der Spurkurve. Auf diese Weise wird dem Fahrzeug eine gute Lenkstabilität verliehen.
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Es
trifft zu, daß die
Befestigungsanordnung für
ein Lenkgetriebe mit einem derartigen Aufbau es möglich macht,
ein neutrales Lenkverhalten zu erhalten, wenn geradeaus gefahren
wird und ein Untersteuerungsverhalten zu erhalten, wenn Kurvenfahrt erfolgt.
Um jedoch schnell die Spurkurve gemäß 13 in
Antwort auf ein Anwachsen der vom Rad 10 kommenden Seitenkraft
F zu erhalten, wenn das Fahrzeug eine Kurvenfahrt macht, muß der Abstand ”a” so klein
als möglich
gemacht werden, so daß die Gummiabschnitte 157a und 157b einander
in einem frühen
Stadium berühren.
Wenn jedoch der Abstand ”a” klein
gemacht wird, erhält
das Fahrzeug eine Kurve α gemäß 14,
wo eine Beziehung zwischen in das Fahrzeug in Links/Rechts-Richtungen
eingebrachten Kräften
und einer Versetzung oder Verschiebung des Lenkgetriebegehäuses in Links/Rechts-Richtungen
dargestellt ist. Da der Abstand ”a” einen linearen Bereich bestimmt,
wird bei einer Verkleinerung des Abstandes ”a” dieser lineare Bereich kleiner.
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Für den Fall,
daß der
lineare Bereich klein wird, wie durch die Kurve α gezeigt, steigt, obgleich das
Lenkgetriebegehäuse
zunächst
proportional zu einer auf das Fahrzeug in Links/Rechts-Richtungen aufgebrachten
Kraft in Links/Rechts-Richtungen versetzt wird, der Versetzungshub des
Lenkgetriebegehäuses
nicht mehr linear an, nachdem die Kraft einen bestimmten Wert überstiegen
hat. Während
einer Anfangsphase der Kurvenfahrt wird somit die aufgrund der vom
Rad 10 auf das Fahrzeug wirkenden Seitenkraft erhaltene
Untersteuerungstendenz nicht linear, so daß es unmöglich wird, eine gute Lenkstabilität zu erhalten.
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Von
daher wäre
es wünschenswert,
daß der erwähnte lineare
Bereich so breit wie möglich
wird und daß sich
die Spurkurve, welche durch Ein- und Ausfederbewegungen des Rades
verursachte Spuränderungen
darstellt, sich in größerem Ausmaß ändert, wie
in
13 gezeigt, anstelle daß sie geringe Änderungen
zeigt, wie in
12 dargestellt. Mit der oben
beschriebenen Konstruktion ist jedoch dieses Ergebnis nicht erzielbar.
Eine Befestigungsanordnung für
ein Lenkgetriebegehäuse
mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 ist bekannt aus
der
DE 44 14 020 C1 .
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Ausgehend
von der
DE 44 14 020
C1 hat es sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gemacht, eine
Befestigungsanordnung für
ein Lenkgetriebegehäuse
zu schaffen, bei der das Lenkgetriebegehäuse in Links/Rechts-Richtungen
des Fahrzeuges über
einen relativ weiten Bereich hinweg linear versetzt oder verschoben
wird und wobei die Spurkurve eines Rades abhängig davon geändert werden
kann, ob das Fahrzeug eine Kurvenfahrt durchführt oder geradeaus fährt.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt gemäß Anspruch
1 durch eine Befestigungsanordnung für ein Lenkgetriebegehäuse mit
einer flexiblen Lagervorrichtung zur Anbringung oder Befestigung
des Lenkgetriebegehäuses
an einem Karosserieteil eines Fahrzeuges und einem Befestigungsabschnitt
für die flexible
Lagervorrichtung, um die flexible Lagervorrichtung an dem Getriebegehäuse anzuordnen.
Die flexible Lagervorrichtung kann einstückig mit dem Befestigungsabschnitt
für die
flexible Lagervorrichtung ausgebildet sein oder kann eine äußere Hülse aufweisen,
welche an dem Befestigungsabschnitt für die flexible Lagervorrichtung
befestigt ist, sowie eine innere Hülse aufweisen, welche an dem
Karosserieteil z. B. unter Verwendung einer Befestigungsschelle angebracht
ist, sowie einen elastischen Körper,
der zwischen die inneren und äußeren Hülsen geschaltet ist
und einen Hohlraum aufweist. Zumindest entweder die äußere oder
die innere Hülse
hat eine schräg verlaufende
Oberfläche,
welche bezüglich
der Richtung der Achse der flexiblen Lagervorrichtung geneigt ist.
Ein mit einem elastischen Körper
gefüllter Abschnitt
ist zwischen der schrägen
Oberfläche
und der anderen Hülse
(innere oder äußere Hülse) angeordnet.
Der Hohlraum ist asymmetrisch ausgebildet bezüglich einer Ebene, welche einen
axialen Mittelpunkt der flexiblen Lagervorrichtung beinhaltet und senkrecht
zur Achse der flexiblen Lagervorrichtung verläuft, so dass die äußere Hülse in einer
Richtung von oben nach unten gegenüber der inneren Hülse aufgrund
von Belastungen verschoben wird, welche auf das Fahrzeug in Links/Rechts-Richtungen
aufgebracht werden.
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Bei
der Befestigungsanordnung für
ein Lenkgetriebegehäuse
der vorliegenden Erfindung wird, wenn das Fahrzeug beispielsweise
eine Linkskurve macht, eine Seitenkraft erzeugt, welche auf die
Räder des
Fahrzeuges in einer Richtung nach links aufgebracht wird. Somit
wird auf das Lenkgetriebegehäuse
eine nach links gerichtete Kraft aufgebracht. Da jedoch zumindest
entweder die äußere oder
die innere Hülse
die schräg
verlaufende Oberfläche
hat, welche bezüglich
einer Richtung der Achse der flexiblen Lagervorrichtung geneigt
ist und der mit dem elastischen Körper gefüllte Abschnitt zwischen der schrägen Oberfläche und
der anderen Hülse
(innere oder äußere Hülse) angeordnet
ist, wirkt die Kraft auf die schräge Oberfläche, so daß die äußere Hülse relativ zur inneren Hülse nach
unten verschoben wird. Aufgrund der Geometrie des Aufhängungssystems des
Fahrzeuges ändert
sich daher die Spurkurve für jedes
Rad, so daß eine
gewünschte
Steuer- oder Lenktendenz erhalten wird.
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Wenn
andererseits das Fahrzeug geradeaus fährt, wird keine Seitenkraft
auf das Fahrzeug aufgebracht. Es wird somit auch keine Änderung
in der Lagebeziehung in einer Richtung von oben nach unten zwischen
den inneren und äußeren Hülsen erzeugt. Somit
ist im Vergleich zu dem Fall, in dem das Fahrzeug eine Kurve fährt, die
Spurkurve weniger von den Ein- und Ausfederungsvorgängen der
Räder beeinflußt. Mit
anderen Worten, die Spurkurve kann geändert werden abhängig davon,
ob das Fahrzeug geradeaus fährt
oder eine Kurve fährt.
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Weiterhin
ist der elastische Körper,
der den Hohlraum beinhaltet, zwischen den inneren und äußeren Hülsen angeordnet.
Von daher kann der Bereich, in welchem das Lenkgetriebegehäuse linear proportional
zu einer hieran anliegenden Kraft in Links/Rechts-Richtungen verschoben
wird, durch geeignetes Festsetzen der Abmessungen des Hohlraumes
in Links/Rechts-Richtungen
eingestellt werden.
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Gemäß der bisherigen
Beschreibung ermöglicht
es die vorliegende Erfindung, eine Befestigungsanordnung für ein Lenkgetriebegehäuse zu erhalten, bei
der das Lenkgetriebegehäuse
in Links/Rechts-Richtungen des Fahrzeugs über einen relativ weiten Bereich
hinweg linear versetzt oder verschoben wird und wobei die Spurkurve
eines Rades abhängig
davon geändert
werden kann, ob das Fahrzeug eine Kurvenfahrt durchführt oder
geradeaus fährt.
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Die
flexible Lagervorrichtung kann an dem Lenkgetriebegehäuse so angeordnet
werden, daß sich
die Achse der flexiblen Lagervorrichtung im wesentlichen in einer
von oben nach unten verlaufenden Richtung erstreckt.
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Weiterhin
kann der Abschnitt der äußeren Hülse, der
den elastischen Körper
ohne den dazwischen liegenden Hohlraum enthält, bezüglich der Ebene asymmetrisch
ausgebildet sein, welche die axiale Mitte der flexiblen Lagervorrichtung
enthält und
senkrecht zur Achse der flexiblen Lagervorrichtung verläuft. Weiterhin
kann die schräge
Oberfläche bezüglich der
Links/Rechts-Richtungen des Fahrzeuges so geneigt oder abgeschrägt sein,
daß die
schräge
Oberfläche
von der Achse der flexiblen Lagervorrichtung um einen Abstand beabstandet
ist, der in Richtung eines axialen Endabschnittes der flexiblen Lagervorrichtung
größer wird.
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Die
flexible Lagervorrichtung kann in einem axial mittigem Abschnitt
zylindrisch ausgebildet und an den beiden axialen Endabschnitten
konisch sein.
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Zusätzlich zu
den durch die vorliegende Erfindung erhaltbaren Effekten und Wirkungsweisen bietet
die erfindungsgemäß aufgebaute
flexible Lagervorrichtung weitere Vorteile. Genauer gesagt, die schräge Oberfläche, welche
bezüglich
der Richtung senkrecht zur Achse des elastischen Körpers abgeschrägt ist,
sowie die äußere Hülse können problemlos
an den beiden axialen Endabschnitten der flexiblen Lagervorrichtung
ausgebildet werden. Auch kann der Hohlraum ohne weiteres in dem
zylindrisch geformten axialen mittleren Abschnitt der flexiblen
Lagervorrichtung ausgebildet werden.
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Weiterhin
kann sowohl die innere Hülse
als auch der elastische Körper
aus zwei Bauteilen identischer Form aufgebaut sein und die flexible
Lagervorrichtung kann bezüglich
der axialen Mitte eine punktsymmetrische Ausbildung haben.
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Zusätzlich zu
den mit der vorliegenden Erfindung erhaltbaren Vorteilen und Effekten
schafft dieser Aufbau weitere Vorteile. Genauer gesagt, sowohl die
innere Hülse
als auch der elastische Körper
können
so hergestellt werden, daß ihre
oberen und unteren Bauelemente aufeinander gesetzt werden, was eine
Verbesserung bei der Herstellung und eine Kostenverringerung ermöglicht.
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Weiterhin
kann der Hohlraum in dem elastischen Körper entlang eines Umfangs
hiervon ausgebildet werden und der elastische Körper kann wenigstens einen
sich radial erstreckenden zusätzlichen
oder Hilfs-Hohlraum enthalten, der sich in einem Bereich befindet,
wo der eigentliche Hohlraum nicht vorhanden ist.
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Zusätzlich zu
den aus der vorliegenden Erfindung erhaltbaren Effekten und Vorteilen
schafft diese Konstruktion weitere Vorteile. Genauer gesagt, wenn der
elastische Körper
verschoben wird, um den Hohlraum bei Aufbringung von Belastungen
in Links/Rechts-Richtungen zu verformen, erleichtert dieser zusätzliche
Hohlraum die Verformung des eigentlichen Hohlraumes.
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Weiterhin
kann bei der Befestigungsanordnung für das Lenkgetriebegehäuse gemäß der vorliegenden
Erfindung die zur inneren Hülse
gehörige schräge Oberfläche eine
Zwischenplatte sein, die innerhalb des elastischen Körpers angeordnet
ist. Der elastische Körper
kann zwischen die schräge
Oberfläche
der äußeren Hülse und
der Zwischenplatte im wesentlichen homogen in axialer Richtung der
flexiblen Lagervorrichtung angeordnet werden, so daß sich die äußere Hülse in Richtungen
von oben nach unten ohne Hindernisse verschieben läßt. Durch
Bereitstellen des Hohlraumes innerhalb der Zwischenplatte oder durch
Füllen
des Hohlraumes mit einem elastischen Material kann die flexible
Lagervorrichtung im Gewicht verringert werden.
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Weiterhin
kann das Lenkgetriebegehäuse mit
einer Mehrzahl von flexiblen Lagervorrichtungen gleicher Formgebung
wie die bisher erwähnte
und beschriebene flexible Lagervorrichtung versehen werden und die
flexiblen Lagervorrichtungen können so
angeordnet werden, daß sich
ihre jeweiligen Hohlräume
im wesentlichen symmetrisch in einer Richtung von links nach rechts
befinden.
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Weitere
Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung anhand der Zeichnung.
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Es
zeigt:
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1 eine
Draufsicht auf eine Spurstange und ein Lenkgetriebegehäuse mit
flexiblen Lagervorrichtungen gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Draufsicht von oben auf eine flexible Lagervorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
Schnittdarstellung entlang Linie III-III in 2;
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4 eine
Ansicht von unten auf die flexible Lagervorrichtung der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 einen
Schnitt entlang Linie III-III in 2 zur Veranschaulichung,
wie die flexible Lagervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verformt oder verschoben wird, wenn eine
nach links gerichtgete Kraft hierauf aufgebracht wird;
-
6 eine
Draufsicht von oben auf eine flexible Lagervorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 eine
Schnittdarstellung entlang Linie VII-VII in 6;
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8 eine
Ansicht von unten auf eine flexible Lagervorrichtung gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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9 eine
Draufsicht von oben auf eine flexible Lagervorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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10 eine
Schnittdarstellung entlang Linie X-X in 9;
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11 eine
Ansicht von unten auf die flexible Lagervorrichtung gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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12 eine
Spurkurve zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen dem Federhub
und der Spur, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt;
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13 eine
Spurkurve, welche eine Beziehung zwischen dem Federhub und der Spur
zeigt, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt;
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14 eine
graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen
auf das Fahrzeug in Links/Rechts-Richtung aufgebrachten Kräften und
der Verschiebung des Lenkgetriebegehäuse in Links/Rechts-Richtungen;
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15 eine
perspektivische Darstellung auf den vorderen Abschnitt eines Kraftfahrzeuges
zur Veranschaulichung, wie ein Lenkgetriebegehäuse an einem Karosserieteil
angebracht ist;
-
16 eine
Draufsicht von oben auf eine Spurstange und ein Lenkgetriebegehäuse mit
flexiblen Lagervorrichtungen;
-
17 eine
Draufsicht auf die flexible Lagervorrichtung, welche an einem Befestigungsabschnitt angeordnet
ist;
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18 eine
Schnittdarstellung entlang Linie XVIII-XVIII in 17.
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19 eine
schematische Darstellung von der Rückseite des Fahrzeugs her,
wobei dargestellt ist, wie die Lagebeziehung zwischen einer Spurstange
der Lenkung und einem Aufhängemechanismus während einer
Geradeausfahrt des Fahrzeuges ist; und
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20 die Änderung
der Ortskurve eines Verbindungspunktes zwischen Spurstange und Achsschenkel,
hervorgerufen durch eine Verschiebung des Verbindungspunktes zwischen
Spurstange und Lenkgetriebegehäuse.
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1 zeigt
eine Spurstange 30 und ein Lenkgetriebegehäuse 40 mit
flexiblen Lagervorrichtungen 50 in einer Befestigungsanordnung
für das Lenkgetriebegehäuse gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie im Falle der Spurstange 130 von 15 ist
die Spurstange 30 gemäß der vorliegenden
Erfindung mit dem rückwärtigen Abschnitt
eines Achsschenkels 20 verbunden. Diese Ausführungsform
enthält
neben dem Achsschenkel 20 noch das Rad 10, den
unteren Arm 60 und das Karosserieteil 70, welche
bereits unter Bezugnahme auf 15 beschrieben
wurden und hier nicht nochmals näher
erläutert
werden.
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2 ist
eine Draufsicht von oben auf eine der flexiblen Lagervorrichtungen 50. 3 ist
eine Schnittdarstellung entlang Linie III-III in 2 und 4 ist
eine Ansicht von unten auf die flexible Lagervorrichtung 50.
Gemäß 1 weist
das Lenkgetriebegehäuse 40 zwei
flexible Befestigungsabschnitte 42 zur Aufnahme der flexiblen
Lagervorrichtungen auf. An diesen Befestigungsabschnitten sind die
flexiblen Lagervorrichtungen 50 so angeordnet oder befestigt,
daß sie
das Lenkgetriebegehäuse 40 an
dem Karosserieteil 70 festlegen. Gemäß 16 sind
vier Befestigungsabschnitte 142 gleichmäßig verteilt auf den linken
und rechten Seiten des Lenkgetriebegehäuses 140 angeordnet.
Im Gegensatz hierzu sind gemäß 1 zwei
flexible Befestigungsabschnitte 42 für die Lagervorrichtungen auf
den linken und rechten Seiten des Lenkgetriebegehäuses 40 angeordnet.
Es können
jedoch auch vier Befestigungsabschnitte 42 an der Vorderseite
des Lenkgetriebegehäuses 40 und
gleichmäßig auf
den linken und rechten Seiten hiervon verteilt vorhanden sein. Anstelle hiervon
können
auch vier flexible Befestigungsabschnitte 42 gleichmäßig an den
Vorder- und Rückseiten
des Lenkgetriebegehäuses 40 sowie
an den linken und rechten Seiten hiervon vorhanden sein. Weiterhin
kann, falls benötigt,
die Anzahl der Befestigungsabschnitte geändert werden.
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Wie
aus den 2, 3 und 4 zu
ersehen ist, besteht eine innere Hülse 51 aus einer ersten
inneren Hülse 51a und
einer zweiten inneren Hülse 51b.
Die erste innere Hülse 51a ist
auf der inneren Hülse 51b angeordnet.
Die innere Hülse 51 weist
in sich einen zylindrischen Hohlraum auf, durch welchen ein Bolzen
(nicht gezeigt) verläuft,
der in das Karosserieteil 70 eingeschraubt ist. Die erste
innere Hülse 51a hat
eine konische Form und öffnet
sich axial nach oben über
einen Umfangsbereich von ungefähr
60° sowohl
in Vorder- als auch Rückseitenrichtung
des Fahrzeuges. Es ist nicht unbedingt nötig, daß sich die konische Form über ei nen
Umfangsbereich von 60° erstreckt.
Diese konische Form ist nur notwendig, um jeglichen geeigneten Umfangsbereich sowohl
in Vorder- als auch Rückseitenrichtung
des Fahrzeuges abzudecken. Weiterhin vorgesehen ist eine tassenförmige Zwischenplatte 56,
welche sich auf der linken und rechten Seite des Fahrzeuges über einen
Umfangsbereich von ungefähr
60° erstreckt.
Die Zwischenplatte 56 öffnet
sich nach oben in Axialrichtung der flexiblen Lagervorrichtung 50 mit einem Öffnungswinkel α. Es ist
wieder festzuhalten, daß die
Zwischenplatte 56 nur dafür benötigt wird, einen geeigneten
Umfangsbereich auf den linken und rechten Seiten des Fahrzeuges
abzudecken. Bei einer Abwandlung der soeben beschriebenen Ausführungsform
ist es anstelle der Verwendung der Zwischenplatte 56 möglich, ein
anderes Teil der konischen ersten inneren Hülse 51a so anzuordnen,
daß ein
gewisser Umfangsbereich auf den linken und rechten Seiten des Fahrzeuges
abgedeckt wird. Da eine derartige Abwandlung funktionell identisch
zu der dargestellten Ausführungsform
ist, befaßt
sich die nachfolgende Beschreibung mit der Zwischenplatte 56.
Die Zwischenplatte 56 weist einen tassenförmigen Bodenabschnitt
auf, der an der zylindrischen ersten inneren Hülse 51a befestigt,
z. B. angeschweißt
ist. Die äußere Hülse 52 weist
in ihrem axial oberen Abschnitt eine konische Oberfläche auf,
welche sich entsprechend der Zwischenplatte 56 erstreckt.
Die äußere Hülse 52 weist
eine schräg
verlaufende oder geneigte innere Oberfläche 59 auf.
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Weiterhin
ist die zweite innere Hülse 51 an ihrem
axial unteren Abschnitt wie ein sich nach unten öffnender Konus ausgebildet.
Die äußere Hülse 52 ist in
ihrem axial unteren Abschnitt wie ein Konus entsprechend der zweiten
inneren Hülse 51b ausgebildet.
Auch wenn die zweite innere Hülse 51b und
die äußere Hülse 52 an
ihren axial unteren Abschnitten nicht wie ein Konus, sondern wie
ein Zylinder ausgebildet sind, funktionieren sie ohne Probleme.
Bei der beschriebenen und dargestellten Ausführungsform haben die inneren
und äußeren Hülsen 51 und 52 jeweils
einen Körper mit
konischen Abschnitten und einem zylindrischen Abschnitt. Die inneren
und äußeren Hülsen 51 und 52 sind
jedoch nicht auf eine derartige Formgebung eingeschränkt und
können
polygonen oder elliptischen Querschnitt haben.
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Die
innneren und äußeren Hülsen 51 und 52 und
die Zwischenplatte 56 definieren einen Raum mit einem Hohlraum 54.
Der verbleibende Raum wird von einem elastischen Körper 53 eingenommen,
der aus einem ersten elastischen Körper 53a und einem zweiten
elastischen Körper 53b besteht.
Die ersten und zweiten elastischen Körper 53a und 53b entsprechen
den oberen und unteren Hälften
der flexiblen Lagervorrichtung 50. Im Abschnitt der oberen
Hälfte der
flexiblen Lagervorrichtung 50 hat die äußere Hülse 52 entlang ihrer
axialen Mitte einen zylindrischen Abschnitt, in welchem sich ein
erster Hohlraum 54a über
einen Umfangsbereich von ungefähr
90° zur
linken und rechten Seite des Fahrzeugs hin erstreckt. Obgleich der
erste Hohlraum 54a gemäß 3 in Kontakt
oder Anlage mit der äußeren Hülse 52 ist, kann
er anstelle hiervon auch mit der ersten inneren Hülse 51a in
Anlage sein. Es ist nicht zwingend notwendig, daß sich der erste Hohlraum 54a über einen Umfangsbereich
von ungefähr
90° erstreckt.
Weiterhin ist im unteren Abschnitt bzw. der oberen Hälfte der
flexiblen Lagervorrichtung 50 ein zweiter Hohlraum 54b zwischen
den inneren und äußeren Hülsen 51 und 52 ausgebildet.
Der zweite Hohlraum 54b erstreckt sich über einen Umfangsbereich von
ungefähr
90° auf
linker und rechter Seite des Fahrzeuges, wie am besten aus 4 hervorgeht.
Es ist ebenfalls nicht zwingend notwendig, daß sich der zweite Hohlraum 54b über den
Umfangsbereich von ungefähr 90° erstreckt.
Obgleich der zweite Hohlraum 54b in Kontakt mit der äußeren Hülse 52 ist,
wie aus 3 hervorgeht, kann er auch anstelle
hiervon mit der zweiten inneren Hülse 51b in Anlage
sein.
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Gemäß 4 sind
drei Hilfshohlräume 55 vorgesehen,
welche sich über
einen Umfangsbereich von ungefähr
90° auf der
Vorder- und Rückseite
des Fahrzeuges erstrecken. Es ist nicht zwingend notwendig, daß sich diese
Hilfshohlräume 55 über denn Umfangsbereich
von ungefähr
90° erstrecken
und die Anzahl der auszubildenden Hilfshohlräume ist nicht auf die dargestellten
drei beschränkt,
sondern kann mehr oder weniger betragen.
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Die
Betriebs- oder Arbeitsweise der Befestigungsanordnung für ein Lenkgetriebe
gemäß der bisher
beschriebenen ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben. Die nachfolgende
Beschreibung erfolgt auf der Grundlage oder Annahme, daß die flexible
Lagervorrichtung 50 betrachtet wird, welche das Lenkgetriebegehäuse 40 auf
der rechten Seite des Fahrzeuges stützt oder lagert. Wenn beispielsweise
ein mit der flexiblen Lagervorrichtung 50 versehenes Fahrzeug eine
Kurve fährt,
wirkt auf das Rad eine gemäß 5 nach
links wirkende Seitenkraft F. Somit nimmt das Lenkgetriebegehäuse 40 des
Fahrzeuges eine Last F entsprechend der nach links wirkenden Seitenkraft F über den
Achsschenkel 20 und die Spurstange 30 auf. Die äußere Hülse 52 und
der elastische Körper 53 sind
miteinander entlang der schrägen
Oberfläche 59 in
dem axial oberen Abschnitt der flexiblen Lagervorrichtung 50 in
Anlage. Mit anderen Worten, es liegt kein Hohlraum zwischen der äußeren Hülse 52 und
dem elastischen Körper 53 vor.
Von daher wird die Last oder Kraft F über die schräge Oberfläche 59 auf
eine Zwischenplatte 56 aufgebracht. Die Zwischenplatte 56 hat
eine derartige Form, daß eine nach
links gerichtete Eingangskraft nach unten umgewandelt oder -gelenkt
wird. Auf der rechten Seite des Fahrzeugs ist die schräge Oberfläche 59 so
ausgelegt, daß sie
eine hierauf nach links wirkende Kraft nach unten richtet oder umlenkt.
In der unteren Hälfte der
flexiblen Lagervorrichtung 50 ist der zweite Hohlraum 54b zwischen
dem konischen Abschnitt der äußeren Hülse 52 und
dem zweiten elastischen Körper 53b über einen
Umfangsbereich von ungefähr
90° auf
linker und rechter Seite des Fahrzeuges ausgebildet. Somit wird
der elastische Körper 53 aus
einem in 5 gestrichelt dargestellten
Zustand in einen in 5 mit durchgezogenen Linien
dargestellten Zustand verformt. Wie durch die durchgezogene Linie dargestellt,
wird die äußere Hülse 52 gegenüber der inneren
Hülse 51 nach
unten verschoben. Wie oben beschrieben, sind die drei sich radial
erstreckenden Hilfshohlräume 55 innerhalb
des elastischen Körpers 53 über den
Umfangsbereich von ungefähr
90° auf der
Vorder- und Rückseite
des Fahrzeuges ausgebildet. Die Hilfshohlräume 55 erleichtern
die Verschiebung der äußeren Hülse 52 nach
unten.
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Wenn
die äußere Hülse 52 nach
unten verschoben oder versetzt wird, wird das Lenkgetriebegehäuse 40 gegenüber dem
Karosserieteil 70 um ungefähr 2 bis 3 mm nach unten verschoben.
Somit wird die Verbindungsposition oder Verbindungsstelle zwischen
Spurstange 30 und Lenkgetriebegehäuse 40 ebenfalls nach
unten verschoben. Wie im Falle von 15 ändert sich
die Lagebeziehung zwischen dem Lenkgetriebegehäuse 40 und dem Achsschenkel 20 in
Vertikalrichtung, da die Spurstange 30 mit dem Achsschenkel 20 über eine
nicht gezeigte Kardan- oder Kugelverbindung verbunden ist. Somit
folgt der Achsschenkel 20 einer Ortskurve, welche durch die
Aus- und Einfederbewegungen des Rades bestimmt ist, wobei sich diese
Ortskurve von einer Ortskurve unterscheidet, welche von der Spurstange 20 gefolgt
wird, wenn diese in einer Ausgangslage ist, z. B. wenn das Fahrzeug
geradeaus fährt.
Somit ergibt sich eine Änderung
in der Spurkurve, welche eine Beziehung zwischen dem Federhub und
der Spur darstellt, wenn das Rad 10 aus- und einfedert.
Im Ergebnis wird die in 13 gezeigte
Spurkurve anstelle der in 12 gezeigten
Spurkurve erhalten, welche vorliegt, wenn das Fahrzeug geradeaus
fährt. Wie
in 13 gezeigt, federn die linken bzw. rechten Vorderräder aus
bzw. ein, wenn das Fahrzeug eine Linkskurve fährt. Mit anderen Worten, die
linken und rechten Vorderräder
nehmen einen Vorspur- bzw. Nachspurzustand ein. Infolgedessen zeigt
das Fahrzeug eine Untersteuerungsneigung oder Untersteuerungstendenz.
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Wenn
das Fahrzeug geradeaus fährt,
wirkt keine Seitenkraft auf es ein, d. h. keine Belastung wirkt
auf das Fahrzeug in Links/Rechts-Richtungen. Von daher wird die äußere Hülse 52 nicht
relativ zu der inneren Hülse 51 verschoben.
Somit wird gemäß 12 die
erhaltene Spurkurve in diesem Zustand kaum durch Ein- oder Ausfederbewegungen
der Räder
beeinflußt.
Auf diese Weise kann die Spurkurve geändert werden, und zwar abhängig davon,
ob das Fahrzeug geradeaus fährt
oder eine Kurve fährt.
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Wie
oben beschrieben zeigt 14 die Beziehung zwischen Kräften, welche
auf das Fahrzeug in Links/Rechts-Richtungen
aufgebracht werden und einer Verschiebung oder Versetzung des Lenkgetriebegehäuses in
Links/Rechts-Richtungen. Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung kann, da die ersten und zweiten Hohlräume 54a und 54b zwischen
den inneren und äußeren Hülsen 51 und 52 ausgebildet
sind, das Lenkgetriebegehäuse 40 im
wesentlichen linear in Links/Rechts-Richtungen während einer Anfangsphase der
Kurvenfahrt verschoben werden. Wenn der Freiraum oder Abstand ”a” in 3 auf
einen bestimmten geeigneten Wert festgelegt wird, besteht keine
Wahrscheinlichkeit oder Möglichkeit,
daß das
Lenkgetriebegehäuse 40 seinen
Verschiebungsbetrag oder -hub in Links/Rechts-Richtungen aufgrund
von Kräften,
welche hierauf in Links/Rechts-Richtungen wirken, sofort verringert.
Mit anderen Worten, der lineare Nachgiebigkeitsbereich wird nicht
zu eng, wie durch die oben erwähnte
Kurve α gezeigt.
Somit kann der lineare Nachgiebigkeitsbereich abhängig von
dem Abstand oder Freiraum ”a”, der Härte des
elastischen Körpers 53 und
dem Zusammendrückungsgrad
des elastischen Körpes 53 (hierauf
aufgebrachte Vorlast), wenn dieser zwischen den inneren und äußeren Hülsen 51 und 52 angeordnet
wird, eingestellt werden. Somit ist es möglich, eine Charakteristikkurve β gemäß 14 zu
erhalten.
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Obgleich
die vorstehende Beschreibung auf den Fall beschränkt war, in welchem das Fahrzeug eine
Linkskurve fährt,
ergibt sich unmittelbar, daß die flexiblen
Lagervorrichtungen 50 gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung exakt auf gleiche Weise arbeiten, wenn
das Fahrzeug eine Rechtskurve fährt.
Dies deshalb, da die flexiblen Lagervorrichtungen 50 symmetrisch
auf den linken und rechten Seiten des Fahrzeuges angeordnet sind. Weiterhin
ist aufgrund der Geometrie des Aufhängesystems des Fahrzeuges das
Lenkgetriebegehäuse der
beschriebenen Ausführungsform
so ausgelegt, daß die äußere Hülse nach
unten relativ zu der inneren Hülse
verschoben wird, um die Spurkurve gemäß 13 zu
erhalten. Wenn jedoch ein anderes Aufhängungssystem eines unterschiedlichen
Typs verwendet wird, kann das Lenkgetriebegehäuse ebenfalls so ausgelegt
werden, daß die äußere Hülse relativ
zu der inneren Hülse
nach oben verschoben wird, um die in 13 gezeigte
Spurkurve zu erhalten. Dies wird beispielsweise dadurch ermöglicht, daß die flexiblen
Lagervorrichtungen 50 gemäß den 2 bis 4 auf
dem Kopf stehend verwendet werden.
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Eine
Befestigungsanordnung für
ein Lenkgetriebegehäuse
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben. Die Befestigungsvorrichtung
für das Lenkgetriebegehäuse gemäß dieser
zweiten Ausführungsform
verwendet flexible Lagervorrichtungen 250. 6 ist
eine Draufsicht von oben auf eine der flexiblen Lagervorrichtung 250. 7 ist
eine Schnittdarstellung entlang Linie VII-VII in 6 und 8 ist
eine Draufsicht von unten auf die flexible Lagervorrichtung 250.
Die zweite Ausführungsform verzichtet
auf die Zwischenplatte 56 der ersten Ausführungsform
und unterscheidet sich von dieser ersten Ausführungsform weiterhin dahin,
daß die
flexible Lagervorrichtung 250 eine innere Hülse 251 hat,
die an ihren beiden axialen Endabschnitten entlang des gesamten
Umfanges konisch geformt ist. Die innere Hülse 251 beseitigt
die Notwendigkeit, die Zwischenplatte 56 hieran anzu schweißen. Da
weiterhin die innere Hülse 251 entlang
des gesamten Umfanges hiervon endseitig einfache konische Form hat,
kann sie leicht hergestellt bzw. gefertigt werden. Da die zweite
Ausführungsform
funktionell identisch zu der ersten Ausführungsform ist, erfolgt eine
nochmalige Beschreibung ihrer Funktionsweise nicht.
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Nachfolgend
wird eine Befestigungsanordnung für ein Lenkgetriebegehäuse gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Befestigungsanordnung
für das
Lenkgetriebeghäuse
gemäß der dritten
Ausführungsform weist
flexible Lagervorrichtungen 350 auf, welche jeweils aus
inneren Hülsen 351, äußeren Hülsen 352, elastischen
Körpern 353 und
Zwischenplatten 356 aufgebaut sind. 9 ist eine
Draufsicht von oben auf eine der flexiblen Lagervorrichtungen. 10 ist eine
Schnittdarstellung entlang Linie X-X in 9 und 11 ist
eine Ansicht von unten auf eine der flexiblen Lagervorrichtungen 350.
Die flexiblen Lagervorrichtungen 350 der dritten Ausführungsform haben
bezüglich
einer horizontalen axialen Mitte X punktsymmetrische Formgebung.
Die äußere Hülse 352 ist
weiterhin symmetrisch bezüglich
einer Ebene, welche senkrecht zu der Achse verläuft und den axialen Mittelpunkt
X enthält.
Jede der inneren Hülsen 351 und
der elastischen Körper 353 ist
gleichmäßig in zwei
Hälften
durch die senkrecht zur Längsachse verlaufenden
Ebenen mit dem axialen Mittelpunkt X unterteilt. Die innere Hülse 351 hat
einfache zylindrische Formgebung. Die Zwischenplatte 356 ist
entlang ihres gesamten Umfanges wie eine nach oben offene, in Richtung
eines axialen Endabschnittes der flexiblen Lagervorrichtung 350 angeordnete
Tasse ausgebildet. Die Zwischenplatte 356 ist an dem Boden
des tassenförmigen
Abschnittes an der inneren Hüse 351 befestigt,
z. B. angeschweißt.
Die dritte Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, daß die inneren
Hülsen 351,
die elastischen Körper 353 und
die Zwischenplatten 356 jeweils in Paaren gleicher Formgebung
angeordnet sind und so aufeinander montiert sind, daß sie die
flexible Lagervorrichtung bilden. Die dritte Ausführungsform
bringt somit einfachere Herstellbarkeit und verringerte Kosten mit
sich.
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Die äußere Hülse 352 hat
in ihrem zylindrischen Abschnitt einen ersten Hohlraum 354a,
der sich über
einen Umfangsbereich von ungefähr
90° auf
linken und rechten Seiten des Fahrzeuges erstreckt. Gemäß den 10 und 11 hat
die äußere Hülse 352 in
ihrem konischen Abschnitt einen zweiten Hohlraum 354b,
der sich über
einen Umfangsbereich von ungefähr
270° erstreckt.
Es ist nicht unbedingt notwendig, daß sich die ersten und zweiten
Hohlräume 354a und 354b über die
Umfangsbereiche von 90° bzw.
270° erstrecken.
Obgleich die ersten und zweiten Hohlräume 354a und 354b in Kontakt
oder Anlage mit der äußeren Hülse 352 gemäß 10 sind,
können
sie anstelle hier von auch mit der inneren Hülse 351 in Kontakt
sein.
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Die
Arbeits- oder Betriebsweise der Befestigungsanordnung für das Lenkgetriebegehäuse gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Wenn beispielsweise
das Fahrzeug eine Linkskurve fährt,
wird eine Belastung oder Last F auf die äußere Hülse 352 nach links
als Ergebnis einer hierauf wirkenden Seitenkraft F aufgebracht.
Diese Last F wird durch eine schräge Oberfläche 359 der äußeren Hülse 352 nach
unten umgelenkt, so daß die äußere Hülse 352 den
ersten elastischen Körper 353a nach
unten verformt. In der unteren Hälfte
der flexiblen Lagervorrichtung 350 erstreckt sich der zweite
Hohlraum 354b über
den äußeren Umfangsbereich
etwa über
270°, was
die nach unten gerichtete Verschiebung der äußeren Hülse 352 erleichtert.
Infolgedessen wird die äußere Hülse 352 weich
gegenüber
der inneren Hülse 351 nach unten
verschoben. Wie im Fall der ersten Ausführungsform kann somit die Spurkurve
gemäß 13 erhalten
werden.
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Bei
der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hat gemäß obiger Beschreibung die flexible
Lagervorrichtung 350 gegenüber dem axialen Mittelpunkt
X eine punktsymmetrische Formgebung. Eine der flexiblen Lagervorrichtungen 350 ist auf
der rechten Seite der beiden flexiblen Befestigungsabschnitte 42 an
dem Lenkgetriebegehäuse 40 gemäß 10 angeordnet.
Die andere flexible Lagervorrichtung 350 ist unterschiedlich
an dem linken Befestigungsabschnitt 42 angeordnet. Genauer
gesagt, diese flexible Lagervorrichtung 350 ist gegenüber der
flexiblen Lagervorrichtung 350 umgekehrt oder auf dem Kopf
stehend in Links/Rechts-Richtung angeordnet. Somit arbeitet die
Befestigungsanordnung für
das Lenkgetriebegehäuse
gemäß der dritten Ausführungsform
unterschiedlich zu derjenigen der ersten Ausführungsform. Die linksseitige
flexible Lagervorrichtung 350 ist von der rechtsseitigen
flexiblen Lagervorrichtung 350 dahingehend unterschiedlich, daß der zweite
Hohlraum 354b zwischen einer oberen schrägen Oberfläche der äußeren Hülse 352 und dem
elastischen Körper 353 ausgebildet
ist und daß der
elastische Körper 353 in
Kontakt oder Anlage mit einer unteren schrägen Oberfläche der äußeren Hülse 352 ist. Wenn
somit die äußere Hülse 352 eine nach
links gerichtete Last aufnimmt, wird sie relativ zu der inneren
Hülse 351 nach
oben verschoben.
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Wenn
daher das Fahrzeug eine Linkskurve fährt, wird die äußere Hülse 352 in
der rechten flexiblen Lagervorrichtung 350 relativ zu der
inneren Hülse 351 nach
unten verschoben und in der linken flexiblen Lagervorrichtung 350 wird
die äußere Hülse 352 zu
der inneren Hülse 351 nach
oben verschoben. Auf der Grundlage der Geometrie des Aufhängungssystems
des Fahrzeuges erhält
man, während
das rechte Rad die Spurkurve gemäß 13 erhält, für das linke
Vorderrad eine Spurkurve, welche zu der Spurkurve des rechten Vorderrades
eine umgekehrte Beziehung oder einen umgekehrten Verlauf hat. Wenn daher
das Fahrzeug eine Linkskurve fährt,
nehmen sowohl das rechte als auch das linke Vorderrad einen Nach spurzustand
ein. Mit anderen Worten, die rechten und linken Vorderräder zeigen
ein Untersteuerungs- bzw. Übersteuerungsverhalten,
wodurch eine neutrale Lenkcharakteristik erhalten wird. In der Realität ist jedoch,
wenn das Fahrzeug eine Linkskurve fährt, das rechte Vorderrad radial
außerhalb
des linken Vorderrades angeordnet. Von daher ist die auf das rechte
Vorderrad einwirkende Seitenführungskraft
größer als
diejenige am linken Vorderrad, so daß der Nachspurzustand (Untersteuerungstendenz) des
rechten Vorderrades größeren Einfluß hat. Im
Ergebnis zeigt das Fahrzeug insgesamt ein Untersteuerungsverhalten,
so daß wieder
die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst ist.
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Die
voranstehende Beschreibung erfolgte unter Bezugnahme auf flexible
Lagervorrichtungen mit einer Konstruktion, bei der eine schräge Oberfläche dort
ausgebildet ist, wo die äußere Hülse und
der elastische Körper
einander berühren
und wobei eine andere schräge
Oberfläche
durch die konische Formgebung der inneren Hülse oder der Zwischenplatte
vorgegeben ist. Im wesentlichen die gleichen Vorteile können jedoch
auch ohne die konische Formgebung der inneren Hülse der Zwischenplatte erhalten
werden, wenn eine schräge
Oberfläche
dort ausgebildet wird, wo die äußere Hülse und
der elastische Körper
einander berühren.
Dies bedeutet, daß die
innere Hülse
eine einfache Zylinderform haben kann. Wenn beispielsweise eine
nach links gerichtete Kraft F auf eine flexible Lagervorrichtung
an der linken Seite eines Fahrzeuges einwirkt, erhält die schräge Oberfläche eine
nach links gerichtete Kraft über
die äußere Hülse. Hierbei
wird die nach links gerichtete Kraft von der äußeren Hülse über die schräge Oberfläche des
elastischen Körpers
in eine nach unten gerichtete Kraft umgewandelt, welche auf die äußere Hülse wirkt.
Im Ergebnis wird die äußere Hülse relativ
zur inneren Hülse
nach unten verschoben. Zusätzlich
wird die äußere Hülse in Richtung
der schrägen
Oberfläche
durch die innere Hülse
oder die Zwischenplatte und den elastischen Körper verschoben.
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Obgleich
in den voranstehenden Ausführungsformen
ein gewünschtes
Untersteuerungsverhalten während
einer Kurvenfahrt durch eine nach unten gerichtete Verschiebung
des Verbindungspunktes zwischen dem Lenkgetriebeghäuse und
der Spurstange erhalten wird, kann eine gewünschte Untersteuerungsneigung
während
der Kurvenfahrt auch durch eine nach oben gerichtete Verschiebung
des Verbindungspunktes zwischen Lenkgetriebegehäuse und Spurstange erhalten
werden; dies hängt
von den jeweiligen Fahrzeugtypen ab.
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Dieser
Sachverhalt wird nachfolgend noch näher erläutert. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist
es eine Aufgabe hiervon, während
einer Kurvenfahrt eine gewünschte
Lenkneigung oder Lenktendenz dadurch zu erhalten, daß die Spurkurve
während
einer Kurvenfahrt sich gegenüber
der Spurkurve während
einer Geradeausfahrt des Fahrzeuges ändert. Wenn beispielsweise
die Untersteuerungsneigung eines Fahrzeuges während einer Kurvenfahrt stärker als
ein gewünschter
Wert ist, wird eine Umkehrung der oben beschriebenen Ortskurvenänderung
benötigt.
Genauer gesagt, wenn der Verbindungspunkt C zwischen dem Lenkgetriebegehäuse und
der Spurstange während
einer Geradeausfahrt des Fahrzeuges in einem Punkt C2 in 20 ist, muß die Ortskurve
des Verbindungspunktes N zwischen Spurstange und Achsschenkel von
dem durch die festgezogene Linie zu dem durch die gestrichelte Linie
dargestellten Bogen geändert
werden, so daß das
radial innere eingelenkte Rad (ausgefedertes Rad) zur Nachspurseite
(in 20 nach links) verschoben wird und das radial äußere eingelenkte
Rad (eingefedertes Rad) zur Vorspurseite (in 20 nach rechts)
verschoben wird, wenn sich die Bewegung des Fahrzeuges aus Geradeausfahrt
in Kurvenfahrt ändert.
Diese Änderung
kann einfach durch eine nach oben gerichtete Verschiebung des Verbindungspunktes
C zwischen der Spurstange und dem Lenkgetriebegehäuse vom
Punkt C2 zum Punkt C1 in 20 erfolgen.
Dies bedeutet, daß,
wenn ein Fahrzeug während
einer Kurvenfahrt ein größe res Untersteuerungsverhalten
als gewünscht
zeigt, die gewünschte
Steuerungstendenz durch Änderung
einer nach oben gerichteten Verschiebung des Verbindungspunktes
zwischen dem Lenkgetriebegehäuse und
der Spurstange in manchen Fällen
erhalten werden kann.
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Obgleich
die voranstehenden Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf eine allgemein gehaltene Achsschenkelaufhängung mit
Achsschenkel und unterem Arm erfolgte, ist die vorliegende Erfindung
nicht auf einen derartigen Aufbau beschränkt, sondern kann auch bei
anderen Arten von Aufhängungen
verwendet werden, beispielsweise eine doppelte Dreiecklenkeraufhängung oder
dergleichen. D. h., der Verbindungspunkt zwischen dem Lenkgetriebegehäuse und
der Spurstange wird vertikal verschoben, um die vom Verbindungspunkt
zwischen dem Achsschenkel und der Spurstange gefolgte Ortskurve
zu verschieben, so daß die
Spurkurve, welche auf den Ein- und Ausfederzuständen der Räder basiert, geändert wird.
Somit kann ein gewünschtes
Untersteuerungsverhalten oder eine gewünschte Untersteuerungsneigung
während
der Kurvenfahrt erhalten werden. Es versteht sich hierbei ohne weiteres,
daß die
Richtung oder der Betrag der Verschiebung des Verbindungspunktes
zwischen Spurstange und Lenkgetriebegehäuse abhängig davon festgelegt werden
muß oder
kann, wie die Aufhängung
im jeweiligen Falle ausgestaltet ist und/oder wie das gewünschte Lenkverhalten
sein soll.
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Beschrieben
wurde insoweit zusammenfassend eine Befestigungsanordnung für ein Lenkgetriebegehäuse, welche
eine flexible Lagervorrichtung zum Befestigen eines Lenkgetriebegehäuses an
einem Karosserieteil eines Fahrzeuges, sowie einen Befestigungsabschnitt
zum Anordnen der flexiblen Lagervorrichtung an dem Lenkgetriebegehäuse aufweist.
Die flexible Lagervorrichtung besteht im wesentlichen aus einer äußeren Hülse, einer
inneren Hülse
und einem elastischen Körper.
Die äußere Hülse ist
an ihren beiden axialen Endabschnitten konisch geformt und in ihrem
mittleren Abschnitt zylinderförmig.
Die innere Hülse
ist an ihren axialen Endabschnitten teilweise konisch geformt und
ihrem Mittelabschnitt zylinderförmig.
Der elastische Körper ist
zwischen die äußeren und
inneren Hülsen
mit einem Hohlraum dazwischen angeordnet. Die äußere Hülse in der flexiblen Lagervorrichtung
ist mit einer schrägen
Oberfläche
versehen, welche bezüglich
einer Richtung senkrecht zur Achse der äußeren Hülse schräg verläuft. Somit wird die äußere Hülse relativ zu
der inneren Hülse
abhängig
von Belastungen relativ verschoben, welche auf das Fahrzeug in Links/Rechts-Richtungen
einwirken, so daß es
möglich
ist, eine variable Spurkurve zu erhalten. Der Hohlraum stellt einen
gewissen Linearbereich sicher.