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QUERVERWEIS AUF EINE ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der am 21. Februar 2001 eingereichten,
koreanischen Patentanmeldung
Nr. 10-2001-0008675 .
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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(a) Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein System zum Analysieren eines Aufhängungssystems.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein System, bei dem, um eine
bessere Analyse der Art und Weise, in der Radbewegungscharakteristika
(zum Beispiel Radsturz, Spurweite und Nachlauf) bei einem Einzelradaufhängungssystem
durch eine Montageposition und eine Länge jedes Verbindungselementes
in einem Lenkungssystem und einem Aufhängungssystem beeinflusst werden,
zu ermöglichen,
die Montageposition und die Länge
der Verbindungselemente wie gewünscht
verändert
werden kann, so dass eine visuelle Überwachung der Radbewegungscharakteristika ermöglicht ist.
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(b) Beschreibung des Standes der Technik
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Fahrzeuge
weisen im Allgemeinen ein Aufhängungssystem
auf, das zwischen den Fahrzeugrahmen und die Räder montiert ist. Die Verbindung mit
dem Rahmen und den Rädern
ist über
Verbindungselemente realisiert, und das Aufhängungssystem dient zum Absorbieren
von über
die Räder
von der Straße
empfangene Stößen und
Schwingungen, wodurch der Komfort und die Sicherheit verbessert sind.
Genauer gesagt weist das Aufhängungssystem Federn
und Stoßdämpfer zum
Dämpfen
von Stößen und
Schwingungen in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung und diverse
Arme und Stangen auf zum Bereitstellen zusätzlicher Abstützung in
der gleichen oder in anderen Richtungen durch Bereitstellung einer
geeigneten Kombination von Steifigkeit und Elastizität.
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Das
wie im Obigen aufgebaute Aufhängungssystem
ist erforderlich zum Realisieren einer Vielzahl von Funktionen.
Erstens muss das Aufhängungssystem
durch Absorbieren von Stößen Passagieren
Komfort bereitstellen. Zweitens muss durch das Aufhängungssystem
ein Seite-zu-Seite-Schaukeln des Fahrzeugs, welches aus abrupten
Lenkbetätigungen
des Fahrers oder beim Fahren in einer Kurve resultiert, minimiert
werden, so dass dadurch dem Fahrer Komfort und bessere Kontrolle über das Fahrzeug
bereitgestellt werden. Drittens ist es notwendig, dass das Aufhängungssystem
eine nach unten gerichtete Kraft ausübt, so dass ein geeignetes Ausmaß an Kontaktkraft
zwischen den Reifen und einer Straßenoberfläche aufrechterhalten wird,
wodurch insbesondere beim Kurvenfahren oder Bremsen die Sicherheit
erhöht
ist.
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Der
Fahrkomfort und die Stabilität
werden durch das Gewicht des Fahrzeugs, die Verteilung des Gewichts
des Fahrzeugs, die Straßenbedingungen, die
Reifen-und-Rad-Ausrichtung
und das Aufhängungssystem
beeinflusst. Zusätzlich
beeinflusst das Aufhängungssystem
zusammen mit dem Lenkungssystem stark das Handling (d. h. das Dreh-,
das Spurhalte- und das Kurvenfahrverhalten). Eine große Vielzahl
von unterschiedlichen Arten von Aufhängungssystemen wurden entwickelt,
alle mit dem Ziel des optimalen Bereitstellens der erforderlichen
Funktionen des Aufhängungssystems.
Relativ kürzlich
gab es einen steigenden Bedarf an Hochleistungsaufhängungssystemen,
die sensibler sind, so dass sie besser die Anforderungen von Konsumenten
für verbessertes
Fahrverhalten erfüllen
und sich besser für
die immer stärkeren
Sportfahrzeuge eignen, die entwickelt werden.
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Das
Einzelradaufhängungssystem
wurde frei von solchen Anforderungen entwickelt. Die unterschiedlichen
Arten von Einzelradaufhängungssystemen
umfassen das Macpherson-Aufhängungssystem,
welches strukturell einfach und leichtgewichtig ist und bei dem
Federbeine, die die Positionierung der Räder bestimmen, als Stoßdämpfer verwendet sind,
das Doppelquerlenker-Aufhängungssystem, welches
einigermaßen
teuer ist, jedoch mit seinen A-Typ-Armen geeignet zur Anwendung
bei Hochleistungsfahrzeugen ist, und das Mehrlenker-Aufhängungssystem,
welches ähnlich
dem Doppelquerlenker-Aufhängungssystem
ist, jedoch eine Mehrzahl von Verbindungselementen nutzt.
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Solche
Einzelradaufhängungssysteme
sind strukturell kompliziert, so dass es schwierig ist zu bestimmen,
wie eine charakteristische Radbewegung (zum Beispiel Radsturz, Spurweite
und Nachlauf) während
des Lenkens und einer senkrechten Lageschwankung beeinflusst wird.
Im Stand der Technik wurde ein System entwickelt, das eine visuelle
Analyse von jeweils nur einer solchen Bewegungscharakteristik ermöglicht,
wie beispielsweise Radsturzveränderungen
während
des Lenkens. D. h., unter Bezugnahme auf 7, ein Analysesystem 601 stellt ein
Modell bereit, bei dem ein Rad 603 an einer Achsschenkelstange
(Stoßdämpfer) 605 befestigt
ist, um Überwachungen
durchzuführen,
wie beispielsweise Veränderungen
im Radsturz.
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Jedoch
ist zum Maximieren der Fahrstabilität, des Handlings und des Fahrkomforts
des Einzelradaufhängungssystems
ein dreidimensionales Modell notwendig, um konkreter und einfacher
die strukturell charakteristischen Bewegungen des Einzelradaufhängungssystems
zu verstehen. Aber es gibt keine Entwicklung von Test- oder Analyse-Equipment, das
all die strukturellen Bewegungen des Einzelradaufhängungssystems
realisiert.
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Weitere
Analysesysteme, die all die geometrischen Charakteristika während des
Lenkens und einer senkrechten Lageschwankung in einem typischen
Einzelradaufhängungssystem,
wie beispielsweise dem Doppelquerlenker-, dem Macpherson-Federbein- und dem
Mehrlenker-Aufhängungssystem, realisieren
können,
wurde nicht entwickelt. Bis jetzt wurde die Analyse von strukturell
komplizierten Aufhängungssystemen
auf Basis eines Computer-Programms und einer visuellen Analyse auf
einem Computer-Bildschirm durchgeführt, wie es in
US-A-5880362 beschrieben
ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wurde in dem Bestreben gemacht, die oben genannten Erfordernisse
zu erfüllen. D.
h., die Erfindung ist zum Erfüllen
der oben genannten Erfordernisse unter Verwendung eines Basisrahmens
für diverse
Einzelradaufhängungssysteme
mit dem Ziel gestaltet, ein Aufhängungssystem
zu realisieren, das die gleichen strukturellen Komponenten wie ein
tatsächliches
Aufhängungssystem
aufweist.
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Ein
Ziel der Erfindung ist es, ein System bereitzustellen, bei dem,
um eine bessere Analyse der Art und Weise, in der Radbewegungscharakteristika (zum
Beispiel Radsturz, Spurweite und Nachlauf) bei einem Einzelradaufhängungssystem
durch eine Montageposition und eine Länge jedes Verbindungselementes
in einem Lenkungssystem und einem Aufhängungssystem beeinflusst werden,
zu ermöglichen,
die Montageposition und die Länge
der Verbindungselemente wie gewünscht
verändert
werden kann, so dass eine visuelle Überwachung der Radbewegungscharakteristika
ermöglicht
ist.
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Ein
anderes Ziel der Erfindung ist es, ein Analysesystem bereitzustellen,
bei dem geometrische Charakteristika während des Lenkens und einer senkrechten
Lageschwankung bei unterschiedlichen Einzelradaufhängungssystemen,
wie beispielsweise dem Macpherson-, dem Doppelquerlenker- und dem Mehrlenker-Aufhängungssystem, über Streben
oder Verbindungselemente verändert
werden, so dass die Radbewegungscharakteristika einfach und präzise erkannt
werden können.
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Um
die oben genannten Ziele zu erreichen, stellt die Erfindung ein
System zum Analysieren eines Aufhängungssystems bereit, aufweisend:
eine Rahmenanordnung mit einer Mehrzahl von Rahmeneinheiten, einer
Basisplatte, einer unteren Montageeinheit und einer oberen Montageeinheit,
eine Radanordnung mit einem Radelement, das als ein Rad fungiert,
und einer Radmontageanordnung zum Ermöglichen einer Montage des Radelements
an der oberen und der unteren Montageeinheit der Rahmenanordnung über eine
Aufhängung,
eine Lenkungsanordnung, die an einer Seite der Rahmenanordnung vorgesehen
ist und die mit der Radmontageanordnung der Radanordnung verbunden
ist, wobei die Lenkungsanordnung über eine Zahnstangenbetätigung eine
Lenkfunktion realisiert, eine Federbeinanordnung, die einen Stoßdämpfer und
eine Tragfeder aufweist und die zwischen der Radanordnung und der
Rahmenanordnung vorgesehen ist, wobei die Federbeinanordnung in
der Lage ist, Veränderungen
in Montagepositionen und einer Länge zwischen
ihrer Verbindung mit der Radmontageanordnung der Radanordnung und
der oberen Montageeinheit der Rahmenanordnung unterzogen zu werden,
und eine Armanordnung, die eine Mehrzahl von Armen und Verbindungselementen
aufweist und die zwischen der Radanordnung und der Rahmenanordnung
vorgesehen ist, wobei die Armanordnung in der Lage ist, Veränderungen
in Montagepositionen und einer Länge
zwischen ihrer Verbindung mit der Radmontageanordnung der Radanordnung
und der unteren Montageeinheit der Rahmenanordnung unterzogen zu
werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weisen die Rahmeneinheiten der Rahmenanordnung auf:
eine erste und zweite Rahmeneinheit, die parallel mit einem vorbestimmten
Abstand angeordnet sind, eine dritte Rahmeneinheit, die die erste und
die zweite Rahmeneinheit miteinander verbindet, und vierte Rahmeneinheiten,
die vorgesehen sind, so dass sie sich aufwärts von (d. h. im Wesentlichen senkrecht
zu) jeder von der ersten und der zweiten Rahmeneinheit erstrecken,
und wobei die Basisplatte der Rahmenanordnung auf der Oberseite
der vierten Rahmeneinheiten vorgesehen ist und aufweist: eine erste
und eine zweite Randleiste, die sich von Längsrändern der Basisplatte nach
unten erstrecken und die an den vierten Rahmeneinheiten befestigt
sind, ein Paar von Aufnahmeschlitzen, die mit einem vorbestimmten
Abstand in jeder der Randleisten ausgebildet sind und die als eine
Führung
für die
untere Montageeinheit dienen, einen integral geformten Abschnitt,
der sich von im Wesentlichen einer oberen Fläche der Basisplatte nach außen und
senkrecht zu der zweiten Randleiste erstreckt und an dem die Lenkungsanordnung
vorgesehen ist, Führungsgehäuse, die
an gegenüberliegende
Seiten der Basisplatte montiert sind und die sich vertikal nach
oben erstrecken, und Gleitstangen, die verschiebbar in den Führungsgehäusen vorgesehen
sind und die darin unter Verwendung von Schrauben, die sich durch
in den Führungsgehäusen ausgebildete
Schraubenlöcher hindurch
erstrecken, in einer gewünschten
Position fixierbar sind.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung ist die obere Montageeinheit an oberen Enden der Gleitstangen
vorgesehen und weist auf: eine Montageplatte, die sich von einer
Gleitstange zu der anderen erstreckt und die an deren oberen Enden befestigt
ist, und verstellbare Halterungen, von denen jede an einem gegenüberliegenden
Ende der Montageplatte befestigt ist, wobei ein Ende von jeder der
verstellbaren Halterungen einen Verbindungsschlitz und ein Paar
von Gleitschlitzen aufweist zum Ermöglichen eines Befestigens und
eines Positionsverstellens an der Montageplatte, und wobei an gegenüberliegenden
Enden der verstellbaren Halterungen Verbindungsschlitze ausgebildet
sind, mit denen die Federbeinanordnung verbunden ist.
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Gemäß noch einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung ist die untere Montageeinheit durch eine Armverbindungsplatte
realisiert, die sich durch einen der Aufnahmeschlitze in der Randleiste und
einen korrespondierenden Aufnahmeschlitz in der gegenüberliegenden
Randleiste hindurch erstreckt, wobei die erste Armverbindungsplatte
Verbindungsschlitze aufweist, die mit einer vorbestimmten Länge entlang
einer Längsrichtung
der Armverbindungsplatte und an beiden Enden dieser ausgebildet
sind, und wobei die Armverbindungsplatte in einer Mittelposition
dieser ein mit Gewinde versehenes Schraubenloch aufweist, wobei
eine Schraube in das Schraubenloch eingeschraubt ist, bis enger
Kontakt mit der Basisplatte hergestellt ist, so dass eine Position
der Armverbindungsplatte fixiert ist.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist das Radelement der Radanordnung eine kreisrunde
Platte, die aus einem transparenten Kunststoffmaterial hergestellt
ist.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist die Radmontageanordnung der Radanordnung auf:
eine Verbindungshalterung, welche über eine Mehrzahl von Schrauben
an einer Position geringfügig
unter einer Mitte des Radelementes mit dem Radelement gekuppelt
ist, eine Achsschenkelhalterung, welche über eine Mehrzahl von Schrauben
an einer Position geringfügig über der Mitte
des Radelements mit dem Radelement verbunden ist, wobei ein unteres
Ende der Federbeinanordnung mit der Achsschenkelhalterung verbunden
ist, und eine Achsschenkelplatte, die an einem hinteren Abschnitt
der Achsschenkelhalterung befestigt ist und die einen Schlitz aufweist
zur Verbindung mit der Lenkungsanordnung.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist die Lenkungsanordnung an der Basisplatte an dem
Abschnitt, der sich von der zweiten Randleiste nach außen erstreckt,
montiert und weist auf: eine Zahnstange, die sich in einer Längsrichtung
der Basisplatte erstreckt und die einer geradlinigen Bewegung unterzogen
wird, während
sie durch eine Führung
geführt
ist, wobei die Zahnstange ein Zahnstangensegment, das in ihrer Mitte
und mit einer vorbestimmten Länge
ausgebildet ist, und verstellbare Segmente aufweist, die an beiden
Enden der Zahnstange ausgebildet sind, ein Ritzel, das mit dem Zahnstangensegment
der Zahnstange in Eingriff ist, eine Drehstange, die sich durch
eine Mitte des Ritzels hindurch erstreckt, wobei ein Ende der Drehstange
drehbar mit einer Stützhalterung
verbunden ist, welche an der Basisplatte befestigt ist, und wobei
an deren anderen Ende ein Steuerknopf geformt ist, und einen Achsschenkelarm,
der über
eine Gelenkkupplung mit jedem äußeren Ende
der Zahnstange verbunden ist, wobei Kugelgelenke an den Enden der
Achsschenkelarme vorgesehen sind, wobei die Kugelgelenke entsprechend
der Seite des Systems verwendet sind und mit der Radmontageanordnung
der Radanordnung verbunden sind.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung weisen die verstellbaren Segmente der Zahnstange auf:
ein Hohlrohr, das eine Nut großer
Weite aufweist, die entlang einer vorbestimmten Länge des
Hohlrohrs ausgebildet ist, und eine Stange, deren Großteil verschiebbar
in dem Hohlrohr vorgesehen ist, wobei ein mit Gewinde versehenes Schraubenloch
in der Stange ausgebildet ist, und wobei eine Befestigungsschraube über die
Nut des Hohlrohres in das Schraubenloch eingeschraubt ist.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist der Stoßdämpfer der
Federbeinanordnung auf: ein Gehäuse,
welches ein Hohlrohr ist und welches einen unteren Federsitz aufweist,
der integral an ein oberes Ende dessen angeformt ist, eine Kolbenstange,
die sich durch den unteren Federsitz hindurch in das Gehäuse erstreckt,
so dass das Gehäuse
in der Lage ist, Positionsveränderungen
unterzogen zu werden, wie jener einer Länge zwischen ihrer Verbindung
mit der Radmontageanordnung und der oberen Montageeinheit der Rahmenanordnung,
und einen oberen Federsitz, der integral an ein oberes Ende der
Kolbenstange angeformt ist, und wobei die Tragfeder der Federbeinanordnung
zwischen dem unteren Federsitz und dem oberen Federsitz angeordnet
ist und aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist die Armanordnung auf: ein A-förmiges Armverbindungselement,
welches eine Mehrzahl von Schlitzen aufweist und welches über ein
Kugelgelenk mit der Radmontageanordnung der Radanordnung verbunden
ist, und eine Mehrzahl von verstellbaren Armen, die mit den Schlitzen
des A-förmigen
Verbindungselements über
Kugelgelenke verbunden sind, wobei gegenüberliegende Enden der verstellbaren
Arme über
Kugelgelenke mit der unteren Montageeinheit der Radanordnung verbunden sind,
wobei die verstellbaren Arme Längenveränderungen
erfahren können.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist jeder der verstellbaren Arme auf: ein Hohlrohr,
Gewindeeinsätze
mit einer vorbestimmten Länge,
die in gegenüberliegenden
Enden jedes der verstellbaren Arme befestigt sind, und Schrauben,
die in die Gewindeeinsätze
eingeschraubt sind, wobei die mit dem A-förmigen Verbindungselement verbundenen
Kugelgelenke integral an distale Enden der Schrauben angeformt sind,
wobei das Gewinde der Schauben im Verhältnis zu den Einsätzen derart
ist, dass die Länge
der verstellbaren Arme durch manuelles Drehen des Hohlrohrabschnitts
der verstellbaren Arme verändert
werden kann.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die
beigefügten
Figuren, welche in die Patentschrift integriert sind und welche
einen Teil dieser bilden, veranschaulichen eine Ausführungsform
der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erläutern der
Prinzipien der Erfindung:
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1 ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines Systems zum Analysieren
geometrischer Charakteristika eines Aufhängungssystems gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung,
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2 ist
eine vergrößerte Ansicht,
gesehen entlang einer Linie A-A in 1,
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3 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Bereichs B in 1,
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4 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Bereichs C in 1,
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5 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Bereichs D in 1,
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6 ist
eine perspektivische Ansicht des Systems von 1 in einem
Montiert-Zustand, und
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7 ist
eine perspektivische Ansicht von vorne eines üblichen Analysesystems, das
eine Beobachtung von Radsturzveränderungen
eines Aufhängungssystems
während
des Lenkens ermöglicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nun detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren
beschreiben.
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Die
Erfindung stellt ein Aufhängungssystemmodel
bereit, das mit einer tatsächlichen
Vorrichtung identische, strukturelle Elemente aufweist zum Realisieren
aller geometrischen Charakteristika des Macpherson-Aufhängungssystems.
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1 zeigt
eine perspektivische Explosionsansicht eines Systems zum Analysieren
geometrischer Charakteristika eines Aufhängungssystems gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung.
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Das
System zum Analysieren geometrischer Charakteristika eines Macpherson-Aufhängungssystems
weist auf: eine Rahmenanordnung 100, an welche eine Vorderrad-
oder eine Hinterradaufhängung montiert
ist, eine Radanordnung 200 zum Realisieren der Funktion
eines Vorderrades oder eines Hinterrades, eine Lenkungsanordnung 300,
die mit der Radanordnung 200 an der Rahmenanordnung 100 verbunden
ist, zum Realisieren einer Lenkfunktion, eine Federbeinanordnung 400 mit
einem Stoßdämpfer 401 und
einer Tragfeder 403 und eine Armanordnung 500 mit
einer Mehrzahl von Armen und Verbindungselementen.
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Die
Rahmenanordnung 100 weist eine Mehrzahl von Rahmeneinheiten 101, 103, 105 und 107 sowie
eine Basisplatte 109 auf. Die Rahmenanordnung 100 weist
ferner eine obere Montageeinheit 120 und eine untere Montageeinheit 140 auf.
Ein Rad ist über eine
Aufhängung
an diese Elemente der Rahmenanordnung 100 montiert, so
dass die Rahmenanordnung 100 als ein Fahrzeugrahmen fungiert.
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Um
die Elemente der Rahmenanordnung 100 detaillierter zu beschreiben,
sind die Rahmeneinheiten 101 und 103 mit einem
vorbestimmten Abstand parallel vorgesehen, und die Rahmeneinheit 105 verbindet
die Rahmeneinheiten 101 und 103 an im Wesentlichen
einer Mitte dieser miteinander. Ein Paar von Rahmeneinheiten 107 ist
sich nach oben erstreckend von (d. h. im Wesentlichen senkrecht
zu) jeder der Rahmeneinheiten 101 und 103 vorgesehen.
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Die
Basisplatte 109 ist an der Oberseite der Rahmeneinheiten 107 vorgesehen
und erstreckt sich um eine Länge,
die mit jener, die durch den Abstand der Rahmeneinheiten 101 und 103 definiert
ist, übereinstimmt
oder diese etwas überschreitet.
Die Basisplatte 109 weist Randleisten 111 und 113 auf,
die sich von Längsrändern der
Basisplatte 109 nach unten erstrecken und die an den Rahmeneinheiten 107 befestigt
sind. Ein Paar von Aufnahmeschlitzen 115 ist mit einem
vorbestimmten Abstand in jeder der Randleisten 111 und 113 in
einem unteren Abschnitt dieser ausgebildet. Die Aufnahmeschlitze 115 dienen
als eine Führung
für die
untere Montageeinheit 140. Die Basisplatte 109 weist
ferner einen integral geformten Abschnitt auf, der sich von im Wesentlichen
einer oberen Fläche
dieser nach außen
erstreckt und der senkrecht zu der Randleiste 113 ist.
Die Lenkungsanordnung 300 ist an diesem Abschnitt vorgesehen.
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Ferner
sind Führungsgehäuse 117 an
gegenüberliegende
Enden der Basisplatte 109 montiert und erstrecken sich
vertikal, und Gleitstangen 123 sind verschiebbar in den
Führungsgehäusen 117 vorgesehen.
Die Gleitstangen 123 sind unter Verwendung von ersten Schrauben 125,
welche mit Gewinde versehen sind und welche sich durch in den Führungsgehäusen 117 ausgebildete,
mit Gewinde versehene erste Schraubenlöcher 127 hindurch
erstrecken, so dass enger Kontakt mit den Gleitstangen 123 hergestellt
ist, in einer gewünschten Position
fixiert. Demgemäß werden
die Gleitstangen 123 in einer gewünschten Position fixiert durch
Festziehen der ersten Schrauben 125, so dass enger Kontakt
mit den Gleitstangen 123 hergestellt ist.
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Die
obere Montageeinheit 120 ist an einem oberen Ende der Gleitstangen 123 vorgesehen.
Die obere Montageeinheit 120 weist eine Montageplatte 121 auf,
die sich von einer Gleitstange 123 zu der anderen erstreckt
und die an dem oberen Ende dieser befestigt ist. Die obere Montageeinheit 120 weist
ferner verstellbare Halterungen 131 auf, von denen jede an
einem gegenüberliegenden
Ende der Montageplatte 121 befestigt ist und entlang der
gleichen Richtung wie die Montageplatte 121 liegt. Ein
Ende von jeder der verstellbaren Halterungen 131 weist
einen ersten Verbindungsschlitz 133 und ein Paar von Gleitschlitzen 135 auf.
Eine zweite Schraube 137 erstreckt sich durch jeden der
ersten Verbindungsschlitze 133 hindurch zum Verbinden mit
der Montageplatte 121, und Führungsstangen 139,
welche an der Montageplatte 121 befestigt sind, erstrecken
sich durch die Gleitschlitze 135 hindurch. Mit dieser Konfiguration
kann die Position der verstellbaren Halterungen 131 verändert werden.
Ferner erstrecken sich distale Enden der verstellbaren Halterungen 131 eine vorbestimmte
Distanz von der Montageplatte 121 nach außen, und
zweite Verbindungsschlitze 129 sind in diesen Enden der
verstellbaren Halterungen 131 ausgebildet. Der Stoßdämpfer 401 der
Federbeinanordnung 400 ist über ein erstes Kugelgelenk 405 mit
einem der zweiten Verbindungsschlitze 129 (d. h. an einem
Ende des verwendeten Systems) verbunden.
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Die
untere Montageeinheit 140 ist mittels einer ersten Armverbindungsplatte 143,
die sich durch einen der Aufnahmeschlitze 115 in der Randleiste 111 und
einen korrespondierenden Aufnahmeschlitz 115 in der gegenüberliegenden
Randleiste 113 erstreckt (d. h. die Aufnahmeschlitze 115 an
einem Ende des verwendeten Systems), realisiert. Die erste Armverbindungsplatte 143 weist
dritte Verbindungsschlitze 141 auf, die mit einer vorbestimmten
Länge entlang
einer Längsrichtung
der ersten Armverbindungsplatte 143 und an beiden Enden
dieser ausgebildet sind. Unter Bezugnahme auf 2 weist
die erste Armverbindungsplatte 143 an einer Mittelposition
dieser ein mit Gewinde versehenes, zweites Schraubenloch 145 auf.
Mit der ersten Armverbindungsplatte 143 sich durch ein
Paar von korrespondierenden Aufnahmeschlitzen 115 der Randleisten 111 und 113 erstreckend
ist eine dritte Schraube 147 in das zweite Schraubenloch 145 eingeschraubt,
bis enger Kontakt mit der Basisplatte 109 hergestellt ist, so
dass die Position der ersten Armverbindungsplatte 143 fixiert
ist.
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Die
Radanordnung 200 ist mittels eines Radelements 201 und
einer Radmontageanordnung 203 realisiert, welche das Radelement 201 über eine
Aufhängung
an die Rahmenanordnung 100 montiert. Es ist bevorzugt,
dass das Radelement 201 aus einem transparenten Kunststoffmaterial
hergestellt ist, so dass die unbehinderte Beobachtung der Bewegungscharakteristika
der Aufhängung
ermöglicht
ist. Die Radmontageanordnung 203 weist eine Verbindungshalterung 205 auf,
welche über
eine Mehrzahl von Schrauben an einer Position geringfügig unter
einer Mitte des Radelements 201 mit dem Radelement 201 gekuppelt
ist. Eine Schlitzplatte 209 ist integral an die Verbindungshalterung 205 angeformt.
Die Schlitzplatte 209 weist einen Gleitschlitz 207 auf,
mit dem die Armanordnung 500 verbunden ist.
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Die
Radmontageanordnung 203 weist ferner eine Achsschenkelhalterung 211 auf,
welche über eine
Mehrzahl von Schrauben an einer Position geringfügig über der Mitte des Radelements 201 (d.
h. direkt über
der Verbindungshalterung 205) mit dem Radelement 201 verbunden
ist. Ein unteres Ende des Stoßdämpfers 401 der
Federbeinanordnung 400 ist mit der Achsschenkelhalterung 211 verbunden.
Die Achsschenkelhalterung 211 weist eine Achsschenkelplatte 215 auf,
die einen vierten Verbindungsschlitz 213 hat zur Verbindung
mit der Lenkungsanordnung 300.
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Die
Lenkungsanordnung 300 ist an die Basisplatte 109 an
dem sich von der Randleiste 113 nach außen erstreckenden Abschnitt
montiert. Die Lenkungsanordnung 300 ist mit der Achsschenkelplatte 215 der
Radanordnung 200 verbunden und realisiert über eine
Zahnstangen-Konfiguration einen Lenkvorgang. Genauer gesagt weist
die Lenkungsanordnung 300 eine Zahnstange 301 auf,
die sich in einer Längsrichtung
der Basisplatte 109 erstreckt und die einer geradlinigen
Bewegung unterzogen wird, während
sie durch eine Führung 302 geführt ist. Die
Zahnstange 301 weist ein Zahnstangensegment 303,
das in ihrer Mitte und mit einer vorbestimmten Länge ausgebildet ist, und verstellbare
Segmente 305 auf, die an beiden Enden der Zahnstange 301 ausgebildet
sind.
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Ein
Ritzel 307 steht mit dem Zahnstangensegment 303 der
Zahnstange 301 in Eingriff. Das Ritzel 307 ist
mit einer Drehstange 309 verbunden, die sich durch eine
Mitte des Ritzels 307 hindurch erstreckt. Ein Ende der
Drehstange 309 ist drehbar mit einer Stützhalterung 311 verbunden,
welche an der Basisplatte 109 befestigt ist, und ein Steuerknopf 313 ist
an ihrem anderen Ende geformt. Ferner ist ein Achsschenkelarm 317 über eine
Gelenkkupplung 315 mit jedem äußeren Ende der Zahnstange 301 verbunden.
Zweite Kugelgelenke 319 sind an den Enden der Achsschenkelarme 317 vorgesehen,
und ein distales Ende des Achsschenkelarms 317 ist entsprechend
der Seite des verwendeten Systems mit der Achsschenkelplatte 215 der
Radanordnung 200 verbunden.
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Unter
Bezugnahme auf 3 weist jedes der verstellbaren
Segmente 305 der Zahnstange 301 ein Hohlrohr 323,
das eine Nut 321 großer
Weite aufweist, die entlang einer vorbestimmten Länge des Hohlrohrs 323 ausgebildet
ist, und eine Stange 329 auf, deren Großteil verschiebbar in dem Hohlrohr 323 vorgesehen
ist. Ein mit Gewinde versehenes, drittes Schraubenloch 325 ist
in der Stange 329 ausgebildet, und eine Befestigungsschraube 327 ist
in das dritte Schraubenloch 325 eingeschraubt. Nach Einstellen der
Position der Stange 329 in dem Hohlrohr 323, wird
die Befestigungsschraube 327 festgezogen, bis enger Kontakt
mit einer inneren Fläche
des Hohlrohrs 323 hergestellt ist, so dass die Position
der Stange 329 fixiert ist.
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Die
Federbeinanordnung 400, welche wie oben beschrieben den
Stoßdämpfer 401 und
die Tragfeder 403 aufweist, ist zwischen der Radanordnung 200 und
der Rahmenanordnung 100 vorgesehen. Die Federbeinanordnung 400 ist
zwischen die Achsschenkelhalterung 211 der Radanordnung 200 und
die Rahmenanordnung 100 montiert, derart, dass Veränderungen
in Montagepositionen und einer Länge
durchgeführt
werden können.
Der Stoßdämpfer 401 der
Federbeinanordnung 400 weist ein Gehäuse 409, welches ein
Hohlrohr ist und welches einen unteren Federsitz 407 aufweist,
der integral an ein oberes Ende dessen angeformt ist, und eine Kolbenstange 413 auf,
welche sich durch den unteren Federsitz 407 hindurch in
das Gehäuse 409 erstreckt.
Ein oberer Federsitz 411 ist integral an ein oberes Ende
der Kolbenstange 413 angeformt. Die Tragfeder 403 ist
zwischen dem unteren Federsitz 407 und dem oberen Federsitz 411 angeordnet.
Mit dieser Konfiguration kann das Gehäuse Positionsveränderungen
unterzogen werden, so dass eine Länge zwischen seiner Verbindung
mit der Radmontageanordnung der Radanordnung und der oberen Montageeinheit
der Rahmenanordnung bei Kompression und Ausdehnung der Tragfeder 403 verändert werden
kann. Bevorzugt ist die Tragfeder 403 aus einem Kunststoffmaterial
hergestellt und weist eine Elastizität auf, die nur ausreichend
ist zum Rückstellen
aller Verbindungselemente auf eine Anfangsposition.
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Die
Armanordnung 500 ist zwischen die Schlitzplatte 209 der
Radanordnung 200 und die erste Armverbindungsplatte 143 der
Rahmenanordnung 100 montiert und weist eine Mehrzahl von
Armen und Verbindungselementen auf, so dass Veränderungen in Montageposition
und Länge
realisierbar sind. Genauer gesagt weist die Armanordnung 500 ein
A-förmiges
Armverbindungselement 503 auf, welches eine Mehrzahl von
Schlitzen aufweist und welches über
ein drittes Kugelgelenk 501 an dem Führungsschlitz 207 mit
der Schlitzplatte 209 verbunden ist. Die Armanordnung 500 weist
ferner verstellbare Arme 505 und 507 auf, welche über vierte
Kugelgelenke 509 und 511 mit den Schlitzen des
A-förmigen Verbindungselements 503 verbunden
sind. Gegenüberliegende
Enden der verstellbaren Arme 505 und 507 sind über fünfte Kugelgelenke 513 und 515 mit den
dritten Verbindungsschlitzen 141 der ersten Armverbindungsplatte 143 verbunden.
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Eine
Länge der
verstellbaren Arme 505 und 507 kann verändert werden.
Unter Bezugnahme auf 4 ist jeder der verstellbaren
Arme 505 und 507 mittels eines Hohlrohrs realisiert
und weist Gewindeeinsätze 517 und 519 vorbestimmter
Länge auf,
die in gegenüberliegenden
Enden von jedem der verstellbaren Arme 505 und 507 befestigt
sind. Vierte Schrauben 521 und 523 sind in die
Gewindeeinsätze 517 bzw. 519 eingeschraubt,
und die vierten Kugelgelenke 509 und 511 sind
integral an distale Enden der vierten Schauben 521 bzw. 523 angeformt.
Das Gewinde der Schrauben 521 und 523 ist im Verhältnis zu
den Einsätzen 517 und 519,
weil sie entgegengesetzte Gewinderichtungen aufweisen, derart, dass die
Länge der
verstellbaren Arme 505 und 507 durch manuelles
Drehen des Hohlrohrabschnitts der verstellbaren Arme 505 und 507 verändert werden
kann.
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Die
vierten Kugelgelenke 509 und 511 realisieren ihre
Verbindung mit dem A-förmigen
Verbindungselement 503, und die fünften Kugelgelenke 513 und 515 realisieren
ihre Verbindung mit der ersten Armverbindungsplatte 143,
wie in 5 gezeigt. D. h., eine Mehrzahl von Zwischenscheiben 530 sind zwischen
den Kugelgelenken 509 und 511 und dem A-förmigen Verbindungselement 503 sowie
zwischen den Kugelgelenken 513 und 515 und der
ersten Armverbindungsplatte 143 angeordnet, und Muttern 531 sind
auf die an einem Schraubenabschnitt der Kugelgelenke 509, 511, 513 und 515 vorgesehenen
Gewinde aufgeschraubt, nachdem die Schraubenabschnitte durch das
A-förmige
Verbindungselement 503 und die erste Armverbindungsplatte 143 hindurchgeführt wurden.
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Bei
dem wie oben beschriebenen System zum Analysieren geometrischer
Charakteristika eines Aufhängungssystems
kann die untere Montageeinheit 140, um die Anwendung einer
anderen Aufhängungsart
zu ermöglichen,
einen Verbindungsblock 149 aufweisen, der Schlitze aufweist,
die etwa in einem Mittelabschnitt dessen ausgebildet sind, und der
benachbart zu den Führungsgehäusen 117 vertikal
an die Basisplatte 109 montiert ist. Eine zweite Armverbindungsplatte 151 ist
durch die Schlitze des Verbindungsblocks 149 auf der Seite
des verwendeten Systems hindurchgeführt.
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Nachdem
das erfindungsgemäße System zusammengebaut
ist, wie in 6 gezeigt, werden Lenkzustände und
senkrechte Lageschwankungszustände
bei unterschiedlichen, in Ausrichtung durchgeführten Einstellungen beobachtet
(Radsturz, Spurweite, Nachlauf und Achsschenkelbolzen-Neigungswinkel).
Eine Verstellung des Radsturzes wird realisiert durch Drehen der
verstellbaren Arme 505 und 507. D. h., in Abhängigkeit
davon, wie die Schrauben 521 und 523 und die Einsätze 517 und 519 der
verstellbaren Arme 505 und 507 mit Gewinde versehen sind,
werden die verstellbaren Arme 505 und 507 verlängert oder
verkürzt
durch Drehen der Hohlrohrabschnitte derselbigen entweder in Uhrzeigersinnrichtung
oder in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn, wodurch Veränderungen
in einem Radsturzwinkel des Radelements 201 realisiert
werden. Der Radsturz kann ebenfalls verändert werden gemäß der Positionierung
der fünften
Kugelgelenke 513 und 515 in den dritten Verbindungsschlitzen 141 der
ersten Armverbindungsplatte 143.
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Der
Achsschenkelbolzen-Neigungswinkel wird typischerweise verstellt
durch Verändern
der Position der verstellbaren Halterungen 131 an der Montageplatte 121.
Obwohl diverse andere Faktoren in Veränderungen im Achsschenkelbolzen-Neigungswinkel
einbezogen sind, wird eine detaillierte Beschreibung dieser weggelassen.
Eine Verstellung des Nachlaufs wird am einfachsten realisiert durch Verändern der
Positionierung des ersten Kugelgelenks 405 des Stoßdämpfers 501 in
dem zweiten Verbindungsschlitz 129 der verstellbaren Halterung 131 (auf
der Seite des verwendeten Systems).
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Eine
Verstellung der Spurweite wird realisiert durch Drehen der verstellbaren
Arme 505 und 507, so dass das Radelement 201 in
eine positive Vorspurposition oder eine negative Vorspurposition
eingestellt wird. Zu diesem Zeitpunkt müssen die verstellbaren Arme 505 und 507 in
unterschiedliche Richtungen gedreht werden, um eine positive Vorspur
oder eine negative Vorspur zu realisieren. Eine Verstellung der
Spurweite kann ebenfalls realisiert werden, wie bei der Verstellung
des Radsturzes, durch das Positionieren der fünften Kugelgelenke 513 und 515 in
den dritten Verbindungsschlitzen 141 der ersten Armverbindungsplatte 143.
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In
einem Zustand, in dem ein Radausrichtungs-Verstellwert in einem geeigneten Bereich
eingestellt ist, wird der Steuerknopf 313 gedreht oder das
Radelement 201 angehoben, um Bewegungscharakteristika während des
Lenkens und einer senkrechten Lageschwankung zu beobachten.
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Das
oben beschriebene, erfindungsgemäße System
zum Analysieren eines Aufhängungssystems stellt
ein dreidimensionales Modell eines Einzelradaufhängungssystems unter Verwendung
der Basisstruktur desselbigen bereit, so dass alle mechanischen
Bewegungscharakteristika des Einzelradaufhängungssystems, wie beispielsweise
Radsturz, Spurweite und Nachlauf, beobachtet werden können durch
Steuern des Lenkens und durch Verstellen von Montagepositionen der
Verbindungselemente. Demgemäß kann das
Einzelradaufhängungssystem
studiert und besser verstanden werden.
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Ferner
ermöglicht
die Erfindung die Anwendung von diversen Aufhängungs-Bausätzen, so dass die geometrischen
Charakteristika einer Mehrzahl von Einzelradaufhängungssystemen, einschließlich des
Macpherson-Aufhängungssystems,
realisiert werden können.
Im Ergebnis muss für
die unterschiedlichen Arten von Aufhängungen kein neues Modell hergestellt
werden, wodurch Kosten reduziert werden.
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Obwohl
im Vorhergehenden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
detailliert beschrieben wurden, sollte deutlich verstanden werden, dass
viele Variationen und/oder Modifikationen der hierin gelehrten Basiserfindungskonzepte,
welche sich Fachleuten zeigen können,
immer noch in den Umfang der Erfindung fallen werden, wie er in
den beigefügten
Ansprüchen
definiert ist.