DE4444850A1

DE4444850A1 - Kartrahmen mit verbesserten Federungs- und Dämpfungseigenschaften sowie gezielter Fahrwerksgeometrie-Einstellbarheit

Info

Publication number: DE4444850A1
Application number: DE19944444850
Authority: DE
Inventors: Bernd Katthoefer; Axel Kerski
Original assignee: Bernd Katthoefer; Axel Kerski
Current assignee: KATTHOEFER, BERND, 70372 STUTTGART, DE KERSKI, AXE
Priority date: 1994-12-16
Filing date: 1994-12-16
Publication date: 1996-06-20

Description

Technisches Sachgebiet und Stand der Technik sowie Kritik am Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Kartrahmen mit Zentralrohr und variablem Fahrwerk nach den Begriffen der Patentansprüche 1 bis 12.

Unter einem Kart versteht man ein Landfahrzeug mit oder ohne Aufbau, mit vier nicht gleich ausgerichteten Rädern in dauerndem Bodenkontakt, zwei davon dienen zum Lenken und die beiden anderen treiben das Kart an. Die Hauptbestandteile sind: das Fahrgestell (der Aufbau), die Räder, der Motor. (Auszug aus dem internationalen Kart-Reglement der FIA/CIK, aus dem Französischen übersetzt vom ADAC, München)

Konventionelle Kartrahmen haben kaum Möglichkeiten der Verstellung der Elastizität und damit der Federeigenschaften. Die Federung des Fahrzeuges läßt sich nur durch Lösen von Bodenblech, Stoßstangen und Seitenkästen sowie Änderung des Reifenluftdrucks verändern. Dieser Verstellbereich ist gering und bietet nicht die Möglichkeit der definierten Variation der Federung. Zudem sind alle Massen als ungefedert anzusehen, da der ganze Kartrahmen als Federung dient, was zu Nachteilen beim Fahrverhalten führt, da ungefederte Massen das Fahrverhalten verschlechtern.

Des weiteren bieten konventionelle Karts keine Möglichkeiten einer Änderung der vorderen Fahrzeuggeometrie, ohne daß nicht auch eine andere Komponente der Fahrwerksgeometrie beeinflußt würde. So wird zum Beispiel bei einer Änderung der Spurweite vorne auch das Lenkrückstellmoment und der Lenkrollhalbmesser verändert.

Technische Aufgabe der Erfindung, Lösung der Aufgabe sowie Vorteile der Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine definierte Änderung der Federung und der Elastizität des Karts zu ermöglichen. Hiermit ist sowohl die Änderung der Federung eines Rades wie auch die Änderung der Federung einer Achse und des ganzen Karts gemeint. Durch eine konsequente Trennung der gefederten und der ungefederten Massen soll eine Verbesserung der Fahreigenschaften erreicht werden. Ebenso soll eine Möglichkeit geschaffen werden, einzelne Parameter der Fahrwerksgeometrie gezielt zu verändern, ohne andere Komponenten zu beeinflussen.

Dies soll erreicht werden durch eine Konstruktion eines Karts mit mindestens einem zentralen Element, das Element kann z. B. kreisrund oder auch ovalrund sein und wird in Fig. 1 und Fig. 2 mit 1 bezeichnet. Dieses Element ist in der Regel ein Rohr, es kann zur Variation der Federsteifigkeit der Vorderachse in Längsrichtung geschlitzt sein, diese Verstellbarkeit kommt der Einstellung des Stabilisators bei Formelfahrzeugen nahe. Zudem kann dieser Schlitz zum Beispiel mit Hartgummi gefüllt und mit einer Schelle verklemmt werden, um Schwingungen zu dämpfen. Ebenso ist die Unterbringung eines Torsionsstabes im Rohr möglich, welcher am Querrohr vorne drehbar gelagert und hinten formschlüssig verbunden ist.

Das Zentralrohr ist verbunden mit dem Mittelaufbau an Rohr 6 und vorne mit dem Querlenker 2. An diesem Querlenker sind an beiden Enden Platten 3 unter einem Winkel α fixiert (Fig. 3 und Fig. 4). Die Bohrung 36 dieser Platten ist zur lösbaren Befestigung mindestens eines Elementes vorhanden, welches zur Aufnahme von Biegemoment sowie zur Führung des Radträgers dient. Bei diesem Element könnte es sich um ein Rohr handeln, welches zum Beispiel mit einem Gelenkkopf an der Bohrung 36 befestigt ist. Dieses Rohr wird an dem Längslenkerhalter 15 fixiert. Dadurch, daß dieser Längslenkerhalter am Mittelaufbau unlösbar angebracht ist, kann das dort befestigte Element, also zum Beispiel das Rohr, ein Biegemoment aufnehmen, welches bei Einfederung des Rades auftritt. Durch Austauschen dieses Elementes kann die Federung des einzelnen Rades verändert werden. Somit ist die Federung des Rades unabhängig von der Federung der Achse einstellbar und umgekehrt. Zusätzlich ist eine Version vorstellbar, in der die Längslenkerhalter 15 nicht unlösbar befestigt sind, sondern drehbar am Mittelaufbau befestigt werden. Diese Version wäre geeignet für Strecken mit wenig Grip zum Beispiel bei nasser Fahrbahn; dort wird ein weiches Fahrwerk benötigt. Die Längslenker können zudem Stoßdämpfer enthalten, beispielsweise ein Silentelement nach Fig. 5 oder einen Radialstoßdämpfer nach Fig. 6.

An den Platten 3 werden die U-Profile 30 lösbar befestigt, welche zur Aufnahme der Achsschenkel dienen. Die Bohrungen für den Achsschenkelbolzen sind unter dem Spreizungswinkel δ angebracht. Durch Auswechseln der U-Profile kann man ohne Beeinflussung der anderen Parameter den Spreizungswinkel variieren. Nach Lösen der Zentralschraube 32 und der eventuell zusätzlichen Sicherungsschraube in Bohrung 34 kann mit Hilfe einer Meßeinrichtung der Nachlaufwinkel ε eingestellt werden. Die Sicherungsschraube 34 kann auch als Begrenzung des minimalen sowie des maximalen Nachlaufwinkels dienen. In Fig. 3 ist der Nachlaufwinkel mit ε = 0° eingezeichnet. Die Spurweite kann verändert werden, indem man zwischen Platte 3 und U-Profil 30 Blöcke unterlegt. Die Bodenfreiheit kann variiert werden, indem man die Höhe der Bohrung für die Zentralschraube 32 des U-Profils verändert. Die Bohrung 35 dient zur Aufnahme der Stoßstange. Der Vorderbau 4 ist verbunden mit dem Querrohr 2.

Die Hinterachse ist gelagert in den Lagerschalen 23. In der vorliegenden Lösung sind die Lagerschalen nach oben zu öffnen; der untere Teil ist an einer Hülse formschlüssig verbunden, diese Hülse ist wiederum formschlüssig mit einem Lenker 21 verbunden. Dieser Lenker überträgt ein Drehmoment auf einen Stab 25, welcher somit tordiert wird. Dieser Stab ist formschlüssig verbunden, z. B. rechts und links an den Punkten 20, diese Lagerung kann Schwingungsdämpfungseigenschaften haben wie in Fig. 7 skizziert. Der Stab 25 ist mittig formschlüssig verbunden mit dem darunterliegenden Rohr 38 durch das Element 26. Das Rohr 38 ist unlösbar verbunden mit dem Rohr 6 sowie mit den Streben 19, 24 und 28, es bildet also einen Fachwerkverband mit ihnen. Die Bauteile 27 dienen zur Verschraubung der Rohre 25 und 38, mit ihnen kann man die Federung eines Rades einstellen. Die Verstrebung 22 ist variabel und dient als Stabilisator.

Der Mittelaufbau dient zur Aufnahme der großen Massen wie Fahrer, Motor und Kraftstoffbehälter. Es ist ausgebildet als Fachwerk und soll eine möglichst große Steifigkeit aufweisen. Zu diesem Zweck ist der untere Rahmen 6 durch die Streben 8, 9, 10, 18, 19 sowie den Sitzstreben 13 und 14 mit dem oberen Rahmen 7 verbunden. Die Rohre 24 und 28 sowie 37 versteifen den Rahmen zusätzlich, am Rohr 37 sind die Rohre 11 fixiert, welche als Tankhalterung und zur Lenkradbefestigung dienen. An das Gelenk 12 wird die Lenkstange geschraubt. Die Elemente 15 und 16 dienen zur Befestigung der Seitenkästen. Über der Strebe 29 ist der Motor montiert, er wird zur zusätzlichen Versteifung am Rahmen 7 befestigt.

Der Rest der Konstruktion entspricht dem Stand der Technik und bedarf aufgrund dessen keiner weiteren Erläuterung.

Claims

1. Kartrahmen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hinteraufbau für den Antrieb, ein Mittelaufbau für die Federung der großen Massen und ein Vorderaufbau für die gelenkten Räder vorgesehen ist und daß Vorderaufbau und Mittelaufbau durch wenigstens ein im Bereich der Fahrzeuglängsmittelachse angeordnetes zentrales Element verbunden sind.

2. Kartrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten der Längsmittelachse jeweils wenigstens ein Lenker angeordnet ist, der mit seinen Enden jeweils mit Mittelaufbau und Vorderaufbau verbunden ist.

3. Kartrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterachsaufnahme drehbar befestigt ist am Mittelaufbau.

4. Kartrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Element als Torsionsfeder ausgebildet ist.

5. Kartrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Element als Schwingungsdämpfer ausgebildet ist.

6. Kartrahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker als Biegestäbe ausgelegt sind.

7. Kartrahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker als Elemente zur Schwingungsdämpfung ausgelegt sind.

8. Kartrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Querlenkers Aufnahmen für den Achsschenkel lösbar befestigt werden können.

9. Kartrahmen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterachse gefedert wird durch einen Torsionsstab.

10. Kartrahmen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterachse stabilisiert wird durch eine veränderbare Verstrebung.

11. Kartrahmen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterachsaufnahme als ein Bauteil zur Schwingungsdämpfung ausgelegt wird.

12. Kartrahmen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittelaufbau zur Aufnahme der ungefederten Massen dient.