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Die Erfindung betrifft ein Motorrad
mit etwas das als Lenkradnabe bekannt ist, sowie im Besonderen eine
Vorderradaufhängung
für ein
Motorrad dieser Art.
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Bei Standardmotorrädern wird
das lenkende Rad, welches im Allgemeinen das Vorderrad ist, in einer
Vordergabel mit Hilfe dessen Nabe und Radachse gehalten. Das Rad
kann aufgrund der Tatsache geschwenkt werden, daß die Vordergabel als ganzes so
angeordnet ist, daß sie
gegenüber
dem rahmen des Motorrades geschwenkt werden kann. Die Nabe erlaubt
dem Rad allein um dessen Achse zu rotieren.
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Es sind ebenso Gestaltungen bekannt,
in welchen das Rad in Bezug auf dessen Radachse geschwenkt werden
kann. Ein Beispiel einer solchen Gestaltung ist in dem französischen
Patent 1,000,493 gezeigt. In dieser bekannten Gestaltung ist die
(angetriebene) Radachse in der Nabe mittels einer Einrichtung bestehend
aus einer Kardan-Struktur aufgenommen. Das Rad, welches sich offensichtlich
zusammen mit der Radnabe bewegt, ist in der Lage bezüglich der
Radachse frei zu verschwenken. Das Rad wird mittels einer Lenkarmeeinrichtung
gelenkt, welche vorzugsweise elastisch angeordnet ist.
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Diese bekannte Gestaltungsform hat
verschiedene Nachteile. Erstens, die Kardanaufhängung ist nicht frei von Vibrationen.
Zweitens läuft
die imaginäre
Linie, um welche das Rad während
des Lenkens verschwenkt wird, genau durch die Radachse, führend zu
einem unbefriedigendem Fahrverhalten des Motorrades. Insbesondere
ist die Stabilität unzulänglich.
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Das amerikanische Patent US-5,042,609
beschreibt ein Motorrad mit einer schwenkbaren Nabe, wobei die Drehachse
des Lenkers sich mit der der Radachse überschneidet. Die Nabe ist
mit dem Rahmen des Motorrades mittels einer Einrichtung bestehend
aus einem einzelnen Trägerarm
verbunden.
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Das europäische Patent
EP 0 432 107 beschreibt ebenfalls
ein Motorrad mit einer drehbaren Nabe. Diese Nabe, dessen Achse
fest mit dem Rahmen des Motorrads verbunden ist, erlaubt dem Rad, welches
so angeordnet ist, daß es
sich um die Nabe drehen kann, zu verschwenken. In Verbindung mit dieser
Nabe wird in dem Patent ausgeführt,
daß die Radachse
in Front der Drehachse des Lenkers angeordnet sein kann, nämlich derartig,
daß die
Rotationsachse des Rades und die Drehachse des Lenkers sich jeweils
nicht überschneiden.
Diese bekannte Nabe ist mit dem Rahmen des Motorrades mittels eines
einzelnen Paares an Trägerarmen
verbunden. Eine Lenkungsstange verbindet die schwenkbaren Teile
der Nabe mit dem Lenker.
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Eine Anordnung dieser Art, mit einem
einzelnen Paar von Trägerarmen,
hat den Nachteil, daß sie relativ
unstabil ist. Die Trägerarme
können
sich relativ einfach verwinden, unter dem Einfluß von Querkräften, wobei
dies die Position des Vorderrades in Mitleidenschaft zieht und somit
die Stabilität
des Motorrades.
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GB-A-833 471 offenbart ein Motorrad
mit einer Lenkradnabe gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1. Die Lenkradnabe umfaßt eine Vorderradachse festgehalten
zwischen Auslegerarmen, wobei die Achse einen Aufsattelbolzen (king
pin) trägt,
auf welchem sich der Nabenkörper
dreht. Der Nabenkörper
stützt
Rollenlager auf welchen das Vorderrad rotieren kann. Die Auslegerarme
sind drehbar mit zwei Paaren oberer und unterer Verbinder verbunden,
wobei eines hiervon mit einem Stoßdämpfer verbunden ist, um somit
eine Aufhängung
vom Parallelogrammtyp für
das Vorderrad bereitzustellen. Alle Verbinder sind von der gleichen
Länge und
die vorderen oberen und unteren Drehpunkte liegen jeweils in einer
vertikalen Linie übereinander.
Die hinteren oberen und unteren Drehpunkte liegen ebenfalls jeweils
in einer vertikalen Linie übereinander.
Weiterhin überschneidet
der Aufsattelbolzen, um welchen sich der Nabenkörper drehen kann, die Zentralachse
der Radachse.
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Ein Nachteil der Lenkradnabe nach
der D1 (GB-A-833 471) besteht darin, daß die Lenkempfindlichkeit schlecht
und nachteilhaft ist. Das Steuerungsempfinden über die Lenkung ist schlecht.
Es gibt eine sehr nachteilhafte Stoßwirkung auf die Lenkung. Der
Abstand zwischen der Drehachse des Nabenkörpers und der Zentralachse
der Radachse ist Null, führend
dazu, daß das
Vorderrad keinen Nachlauf aufweist. Dies macht das Motorrad ebenfalls
unstabil.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es die obigen und weitere Nachteile des Standes der Technik
zu beseitigen und ein Motorrad bereitzustellen, welches das ermöglicht,
was als Lenkradnabe mit beträchtlich
verbesserten Fahreigenschaften bekannt ist. Weiterhin ist es Ziel
der Erfindung ein Motorrad mit verbesserter Stabilität bereitzustellen.
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Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe
mittels eines Motorrades gemäß des Oberbegriffes
des Anspruches 1 gelöst,
bei dem eine vordere Linie, welche die oberen und unteren vorderen Drehpunkte verbindet,
und eine hintere Linie, welche die oberen und unteren hinteren Drehpunkte
miteinander verbindet, sich jeweils an einem Punkt schneiden, welcher oberhalb
der Trägerarme
liegt, wobei die Drehachse und die Zentralachse der Radachse mit
einer Distanz von einander angeordnet sind und wobei weiterhin eine
nachgiebige Lenkungsverbindung zwischen den Handgriffen und dem
Vorderrad vorhanden ist. Durch die Bereitstellung von zwei Gruppen
von oberen und unteren Trägerarmen,
vorzugsweise oberhalb und im Wesentlichen parallel zu den ersten
Trägerarmen,
ist es möglich
eine größere Stabilität des Motorrades
zu erreichen. Die Gestaltung der Trägerarme dergestalt, daß die Drehpunkte
nicht auf parallelen Linien liegen, sondern statt dessen auf überschneidenden
Linien, führt
zu einer hochgradig vorteilhaften Lenksensitivität während der Kompression. Der
Abstand zwischen der Drehachse des Nabenkörpers und der Zentralachse
der Radachse stellt einen vorteilhaften Nachlauf bereit. Während des
Einfederns, wobei sich das Vorderrad in Bezug auf den Motorrahmen
nach oben bewegt, führen
die jeweiligen Positionen der Drehpunkte in Bezug aufeinander, in
Kombination mit dem Abstand zwischen der Drehachse des Nabenkörpers und
der Zentralachse der Radachse, zu einer spezifischen Änderung
des Winkels der Drehachse in Kombination mit der Stärke des
Nachlaufes. Das heißt,
die Lenkungsempfindlichkeit ändert
sich während
des Einfederns so, daß es
einfacher ist das Motorrad zu steuern.
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Es ist anzumerken, daß die US-A-4,721,197 ein
Motorrad offenbart, bei dem das Vorderrad durch einen oberen und
unteren Schwingarm gestützt
wird, bei welchem die Linien, verbindend die vorderen und hinteren
oberen und unteren Drehpunkte, sich jeweils bei einem Punkt überschneiden,
welcher oberhalb der Schwingarme liegt. Die US-A-4,721,179 betrifft
jedoch nicht ein Motorad mit einer Lenkradnabe, sondern ein Motorrad
mit einer axial drehbaren Steuerung. Während des Steuern der Radachse
werden die Nabe und das Vorderrad als eine Einheit um ein Kugelgelenk
gedreht, bezogen auf die Schwingarme. Mit dieser Art von Steuerung
ist es nicht möglich,
die gleichen vorteilhaften Änderungen
in der Lenkungssensitivität
während
des Ein- oder Ausfederns zu erreichen, wie mit der vorliegenden
Erfindung. Weiterhin hat das Motorrad gemäß der US-A-4,721,179 ebenfalls
den nachteiligen Stoßeffekt
auf die Steuerung.
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Die Erfindung wird im Nachfolgenden
detailliert beschrieben, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Nabe mit Teilen der vorderen Aufhängung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 eine
Ansicht, ebenfalls perspektivisch, einer Nabe nach 1 in einem Rad eines Motorrades zeig;
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3 einen
Querschnitt in horizontaler Ebene der Linie B der 2 zeigt, wobei das Rad nach links geschwenkt
ist; und
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4 eine
Seitenansicht eines Motorrades zeigt, versehen mit einer Lenkradnabe
gemäß der Erfindung.
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Die Ausführungsform einer Nabe 1 gemäß der Erfindung,
welche in einer perspektivischen, teilweise abgeschnittenen Ansicht
in 1 gezeigt ist, umfaßt eine
Radachse 2, einen Nabenkörper 3 und einen Drehzapfen 4.
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Die Radachse 2 ist fest
angeordnet, beispielsweise durch eine "Schrumpf-Press"-Einrichtung in einem Block 5,
in welchem der Drehzapfen 4 ebenfalls fixierend aufgenommen
ist. Die Zentralachse des Drehzapfens (oder Drehachse) 4 formt
die Drehachse A der Nabe. Für
diesen Zweck ist der Drehzapfen 4 mit dem Nabenkörper 3 derartig
verbunden, daß der
Nabenkörper 3 um
die Drehachse A drehen kann. Ausnehmungen 8 sind auf der
Außenseite
des Nabenkörpers 3 angebracht,
welche dazu dienen die Radlager zu beherbergen.
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Mit der Hilfe der Flansche 11 ist
die Radachse 2 fest in den Verbindungsstücken 57 angeordnet welche
verwendet werden, um die Nabe mit dem Rahmen (nicht gezeigt) des
Motorrades zu verbinden. Aus Gründen
der Übersichtlichkeit
der Figur ist nur ein Flansch 11 gezeigt. Die Enden der
Radachse 2 sind vorzugsweise jeweils mit einer Zahnung
versehen, welche in die (interne) Zahnung des korrespondierenden
Flansches 11 eingreift und somit unerwünschte Rotationen verhindert.
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Öffnungen 80 und 81,
zum Halten der Drehpunkte (60 und 61 in 4), sind in jedem der Verbindungsstücke 57a und 57b angeordnet.
Wie es nachfolgend mit Bezug auf die 4 noch
detailliert beschrieben wird, dienen die Drehpunkte 60 und 61 zum
Anfügen
der Verbindungsstücke 57,
dergestalt daß sie
bezüglich
des Rahmens des Motorrades drehen können. Die Linien welche die
Zentrumspunkte der Öffnungen 80 und 81 verbinden,
und somit die Drehpunkte 60 und 61 in jedem der
Verbindungsstücke 57a bzw. 57b,
sind in den 1 und 2 mittels X und Y bezeichnet.
Die Linien X und Y liegen (in einem unbelasteten Zustand des Motorrades)
in einer einzelnen Ebene, zusammen mit der Linie Z welche die Öffnungen 80 in den
Verbindungsstücken 57a und 57b verbindet.
Vorzugsweise ist der Abstand D zwischen der Drehachse A und der
Zentralachse B der Radachse 2 so ausgewählt, das die Drehachse A und die
Linien X und Y in einer einzelnen Ebene liegen können. Mit anderen Worten liegen
die Linien X, Y und A vorzugsweise mit gleichen Abständen von
der Linie B. Dies führt
zu optimalen Fahreigenschaften für
das Motorrad, das mit einer Nabe dieser Art ausgestattet ist.
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Lenkungsträger 65a und 65b (wobei 65b nur teilweise
gezeigt ist) sind an beiden Seiten des Nabenkörpers 3 angeordnet.
Eine Öffnung 69,
welche in den Lenkungsträgern 65 angeordnet
ist, vereinfacht die Montage der Radachse 2 und der Nabe 1.
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2 zeigt
wie die Nabe 1 der 1 in
einem Rad 52 eines Motorrades gehalten sein kann. Radlager 10,
um welche das Rad 52 so angeordnet ist, daß es rotieren
kann, sind in der Ausnehmung 8 (vergleiche 1) in dem Nabenkörper 3 aufgenommen.
Lenkungsträger 65a und 65b (von
denen der Arm 65a aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung
nur teilweise gezeigt ist) sind fest mit dem Nabenkörper 3 verbunden,
beispielsweise durch Schrauben (nicht gezeigt). Die Lenkungsträger 65a und 656 sind
jeweils steif mittels einer Zwischengliedeinrichtung 101 verbunden,
mit dem Ergebnis, daß die
einzelnen Lenkungsträger 65a und 65b sich
nicht jeweils gegeneinander bewegen oder verdrehen können. Dieses
Zwischenglied 101 ist drehbar, beispielsweise durch eine
Kugelgelenkeinrichtung 100, mit einem Zentrierarm 102 verbunden,
aufweisend Arme 102a und 102b. Dieser Zentrierarm 102 ist,
mittels der zwei Arme 102a und 102b, drehbar an
den Rahmen 51 des Motorrades angebracht (vergleiche ebenso 4) wie dies im Folgenden
unter Bezugnahme auf 4 erläutert wird.
Dieser Zentrierarm 102 verhindert jede Verschiebung der
Lenkungsträger 65a und 65b am
Ort des Zwischengliedes 101, parallel zu der Radachse 2.
Dies führt
zu einer verbesserten Steuereigenschaft für das Motorrad 50.
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Verbindungsstücke 71 verbinden die
Lenkungsträger 65 mit
den Handgriffen (vergleiche 4).
Diese Verbindungsstücke
sind in einer Art und Weise angebracht, daß sie beide sowohl zueinander
als auch bezüglich
der Lenkungsträger 65 drehen
können,
um eine federnde Bewegung des Rades 52 bezüglich des
Rahmens 51 zu ermöglichen.
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Weiterhin sind die Lenkungsträger 65a und 65b,
am Ort der drehbaren Befestigung an den unteren Verbindungsstücken 71 jeweils
miteinander verbunden, mittels einer Muffe 73, um somit
in der Lage zu sein die Drehbewegung der Handgriffe 70 (vergleiche 4) auf die Lenkungsträger 65a, 65b und
den Nabenkörper 3,
welcher daran befestigt ist, zu übertragen.
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Wie aus 2 ersichtlich ist, kann das Rad 52, um
welches ein Reifen 58 angeordnet ist, um die Drehachse
A der Nabe 1 drehen.
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3 zeigt
eine Lenkradnabe in der Position in welcher sie in der vorderen
Aufhängung
eines Motorrades nach der Erfindung installiert ist, wobei die Figur
einen Querschnitt in der horizontalen Ebene der Linie B von 1 zeigt, d. h. die Zentralachse
der Radachse 2. Wie in 1 zeigt 3 die Nabe 1, wobei
deren Radachse 2 in dem Block 5 fest gehalten
ist, d. h. nicht rotierend. Der Block 5 ist fest um den
Drehbolzen 4 angeordnet, welcher für seinen Teil so angeordnet
ist, daß er
in dem Nabenkörper 3 drehen
kann. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Zentralachse A des Drehbolzens 4 (vergleiche 1) sich vorzugsweise nicht
senkrecht zu der Zeichnungsebene der 3 befindet,
sondern vielmehr einen Winkel, von beispielsweise 65°, mit dieser
Ebene bildet.
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Radlager 10 sind auf dem
Nabenkörper 3 so angeordnet,
daß das
Rad 52 um den Nabenkörper 3 (vergleiche 3) rotieren kann. Ein Reifen 58 ist
auf dem Rad 52 angeordnet.
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Die Radachse 2 der Nabe 1 ist
fest mit den Verbindungsstücken 57a und 57b verbunden,
welche für
ihren Teil drehbar mit den (ersten) Trägerarmen 56a und 566 verbunden
sind. Wie aus 3 ersichtlich
ist, bilden die Arme 56a und 56b eine gemeinsame
Einheit in der dargestellten Ausführungsform. Die Anordnung,
umfassend die Arme 56a und 56b, ist drehbar mit
dem Rahmen des Motorrades verbunden, wie dies nachfolgend detaillierter
unter Bezugnahme auf 4 erläutert wird.
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Um in der Lage zu sein die Nabe 1 zu
lenken und somit das Rad 52 sind die Lenkungsträger 56a und 56b bereitgestellt,
welche fest mit dem Nabenkörper 3 auf
jeder Seite verbunden sind (vergleiche 1 und 2),
entweder direkt oder indirekt über einen
oder mehrere Bremssattelhalterungen (nicht gezeigt). Um in der Lage
zu sein das Rad 53 einfach anzubringen oder zu entfernen
wird die Bremssattelhalterung vorzugsweise zuerst an den Nabenkörper 3 befestigt,
bevor die Lenkungsträger
hieran befestigt werden. Die Lenkungsträger 65a und 65b sind
vorzugsweise elastisch mit den Handgriffen des Motorrades verbunden,
wie dies nachfolgend detaillierter unter Bezugnahme auf 4 beschrieben wird.
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Wie aus 3 ersichtlich ist, ist die Zentralachse
A des Drehbolzen 4 in einem bestimmten Abstand (bezeichnet
als D in 3) von der
Zentralachse B der Radachse 2 angeordnet. Die Tatsache,
daß die
Drehachse A des Rades 52 sich somit nicht mit der Zentralachse
B der Radachse überschneidet,
führt zu
einer verbesserten Stabilität
des Motorrades.
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4 zeigt
eine Seitenansicht, in Form eines Beispieles, einen Teil eines Motorrades
50 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Der hintere Teil des Motorrades
50 kann in gebräuchlicher
Weise aufgebaut sein, z. B. gemäß dem europäischen Patent
EP 0 432 107 . Das dargestellte
Motorrad
50 umfaßt
einen Rahmen
51 und einen Motor
54 welcher hierin
angeordnet ist. Eine Nabe gemäß der vorliegenden
Erfindung, welche fest mit den Verbindungsstücken
57 verbunden
ist, beispielsweise mittels einer Bolzeneinrichtung, ist in dem
Rad
52 angeordnet. Die Verbindungsstücke
57 sind mit dem
Rahmen
51 verbunden, mittels Einrichtungen von ersten oberen
Armen
56 und zweiten unteren Armen
55 (nur die
linksseitigen Arme sind in
4 gezeigt;
vergleiche ebenso
3).
Die ersten Arme
56 sind mittels der Einrichtungen der Drehpunkte
61 bzw.
63 mit
den Verbindungsstücken
57 und
dem Rahmen
51 verbunden, während die zweiten Arme
55,
mittels der Einrichtungen der Drehpunkte
60, bzw.
62 mit
den Verbindungsstücken
57 und
dem Rahmen
51 verbunden sind. Ein Träger
59 und eine Stange
72,
welche drehbar hiermit verbunden ist, stellen die Koppelung zwischen
dem ersten Trägerarm
56 und
einem Dämpfungsmechanismus
bereit. Die Drehpunkte
62 und
63 sind mit dem
Rahmen verbunden, mittels Einrichtungen von justierbaren Exzenteren
91 und
92.
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Der Lenkungsträger 65 ist mit der
Nabe verbunden, wie dies detailliert in den 2 und 3 dargestellt
ist. In dieser Ausführungsform
verbinden drehbar angeordnete Verbindungsstücke 71 die Lenkungsträger 65 mit
den Handgriffen 70, resultierend in einer elastischen Lenkungsverbindung
zwischen den Handgriffen 70 und dem Rad 52. In 4 sind die Verbindungsstücke 71 linker
Hand vom Punkt der zentralen Drehung in der Ebene der Zeichnungen dargestellt,
können
jedoch ebenso rechter Hand angeordnet sein. Die zuletzt genannte
Ausführungsform
ist bevorzugt, um verbesserte Steuereigenschaften zu erreichen.
Andere Formen der Koppelung zwischen den Lenkungsträgern 65 und
den Handgriffen 70 sind ebenfalls möglich.
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Das Zwischenglied 101, welches
drehbar mit dem Zentrierarm 102 verbunden ist (vergleiche
ebenso 2), ist ebenfalls
auf den Lenkungsträgern 65a und 65b angeordnet.
Mittels der Einrichtungen der Drehpunkte 105 (auf beiden
Seiten des Rahmens 51) sind die Arme 102a und 102b des
Zentrierarms 102 drehbar verbunden mit den Hilfsstangen 103,
welche ebenfalls drehbar an dem Rahmen 51 angebracht sind,
mittels Hilfe der Drehpunkte 104. Die gabelartige Form
des Zentrierarms 102 (vergleiche 2) verhindert ein Verschieben der Lenkungsträger
65a und 65b parallel
zu der Radachse 2 und beschränkt nicht die elastische Bewegung
des Rades 52 und der Lenkungsträger 65a, 65b die
daran befestigt sind.
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Wie ebenfalls in 4 gezeigt, ist die Linie X, welche die
Drehpunkte 60 und 61 trifft, in einem Abstand
D' von der Zentralachse
(B in 1, 2 und 3)
angeordnet, gemäß der dargestellten
Ausführungsform.
Wie in 2 gezeigt, korrespondiert
dieser Abstand D' mit
dem Abstand D zwischen der Drehachse (Zentralachse des Drehbolzens 4)
A und der Zentralachse B der Radachse 2. Darüber hinaus ist
in der gezeigten Ausführungsform
die Orientierung der Linien A und Y identisch. Als ein Ergebnis hieraus
wird die Drehachse (A in 1)
in der gleichen Ebene wie die Linie X liegen, welche die vorderen
Drehpunkte 60 und 61 trifft. Das Ergebnis ist
ein optimaler Nachlaufeffekt N. Wie in 4 dargestellt ist der Nachlaufeffekt
N gleich mit dem Abstand zwischen dem Punkt, an welchem das Rad
sich in Kontakt mit dem Boden befindet und dem Punkt bei welchem
die Drehachse (angeordnet in einer Ebene mit den Linien X und Y)
den Boden schneidet. Es ist offensichtlich, daß der Nachlaufeffekt variiert
werden kann durch Veränderungen
des Abstandes D oder D'. Obwohl
es bevorzugt ist, daß die
Abstände
D ( 1 und 3) und D' (4)
gleich sind, ist dies nicht zwingend erforderlich.
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Die oben genannten Ausrichtung der
Linien X und A bestimmen teilweise die Fahreigenschaften des Motorrades 50.
In der dargestellten Ausführungsform
beträgt
der Winkel zwischen den Linien X und A einerseits und der horizontalen
Ebene (dem Untergrund) andererseits, ungefähr 65°. Grundsätzlich sind Winkel zwischen
ungefähr
45° und
90° möglich, bevorzugt
zwischen 60° und
70°. Obwohl
die Linien X und A vorzugsweise die gleiche Ausrichtung aufweisen
(Winkel bezüglich
der horizontalen Ebene), ist dies nicht notwendig und sie können unterschiedliche
Winkel voneinander haben.
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Wie aus 4 ersichtlich läuft die Linie C, welche die
hinteren Drehpunkte 62 und 63 trifft, nicht parallel
zu den Linien A und X. In der dargestellten Ausführungsform umschließen die
Linien A und C einen Winkel α,
welcher ungefähr
35° beträgt. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist der Winkel α größer als
Null. Der Winkel α beträgt vorzugsweise
zwischen 10° und
60°, insbesondere
zwischen 30° und
40°. Die einstellbaren
Exzenter 91 und 92 können verwendet werden, um die
Orientierung der Linie C zu verändern
und somit den Winkel α.
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Im Übrigen sind in dem Motorrad
der vorliegenden Erfindung die ersten und zweiten Trägerarme 56 und 55 nicht
vollständig
parallel, sondern beinhalten einen Winkel von beispielsweise 10° wie in 4 gezeigt.
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Ein Schutzblech wird aus Gründen der Übersichtlichkeit
in der Zeichnung nicht gezeigt. Jedoch kann ein Schutzblech einfach
an die Lenkungsträger angebracht
werden, um eine gute Schutzwirkung bereitzustellen. In einer besonderen
Ausführungsform des
Lenkungsträgers
wird das Schutzblech integral in den Lenkungsträger geformt. Als Ergebnis hieraus besteht
keine Notwendigkeit für
zusätzliche
Befestigungseinrichtungen.