DE10058628B4

DE10058628B4 - Steerable axle for a motor vehicle

Info

Publication number: DE10058628B4
Application number: DE2000158628
Authority: DE
Inventors: Karl Viktor Dipl.-Ing. Schaller; Gerd Dipl.-Ing.(FH) Rühmann; Johann Dipl.-Ing.(FH) Sigl; Peter Dipl.-Ing. Delinsky
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2000-11-25
Filing date: 2000-11-25
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2020-11-26
Also published as: DE10058628A1

Abstract

Lenkbare Achse für ein Kraftfahrzeug, mit einer an einem Fahrzeugrahmen (5) angebundenen Starrachse (1), an welcher endseitig lenkbare Räder (2, 3) gelenkig gehaltert sind und mit einem die Lenkbewegungen von einem Lenkrad auf die Räder (2, 3) über diverse Übertragungselemente (6 bis 13) übertragenden Lenkgetriebe (4), welches einerseits um eine quer zur Fahrtrichtung verlaufende, horizontale Drehachse eines Schwenklagers (27) in Fahrzeuglängsrichtung schwenkbar an einer Seite des Fahrzeugrahmens (5) angeordnet und andererseits über zusätzliche, auf die Kinematik der Übertragungselemente (6 bis 13) abgestimmte Übertragungsorgane (14 bis 20) gelenkig mit der Starrachse (1) des Kraftfahrzeuges mittelbar oder unmittelbar verbunden ist, und wobei die zusätzlichen Übertragungsorgane (14 bis 20) aus einem Zusatzlenker (15) bestehen, der über wenigstens ein endseitig hieran angeordnetes Gelenk (19, 20) einenendes gelenkig an einer Gehäuseunterseite des Lenkgetriebes (4) und anderenendes gegebenenfalls gelenkig entweder unmittelbar mit der Starrachse (1) oder mittelbar über mit der Starrachse (1) fest verbundener Bauteile...Steerable axle for a motor vehicle, comprising a rigid axle (1) connected to a vehicle frame (5), on which end steerable wheels (2, 3) are articulated and with a steering movements from a steering wheel to the wheels (2, 3) various transmission elements (6 to 13) transmitting steering gear (4) which on the one hand about a transverse to the direction of rotation, horizontal pivot axis of a pivot bearing (27) in the vehicle longitudinal direction pivotally arranged on one side of the vehicle frame (5) and on the other hand on additional, on the kinematics of Transmission elements (6 to 13) tuned transmission members (14 to 20) is articulated directly or indirectly connected to the rigid axle (1) of the motor vehicle, and wherein the additional transmission members (14 to 20) consist of an additional link (15), the at least one End hinged thereto hinge (19, 20) einendes articulated to a housing bottom of the steering gear (4) and and Erenendes possibly articulated either directly with the rigid axle (1) or indirectly via with the rigid axle (1) firmly connected components ...

Description

Die Erfindung betrifft eine lenkbare Achse für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a steerable axle for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 37 23 034 A1 ist eine Lenksäule für Kraftfahrzeuge mit einem am Fahrzeugaufbau gummielastisch gelagerten Hilfsrahmen oder ähnlichem und einer das am Hilfsrahmen montierte Lenkgetriebe mit dem Lenkrad drehmomentübertragend verbindenden Lenkwelle bekannt, die vorzugsweise mehrteilig ausgebildet ist. Um die vom Motor und vom Fahrwerk erzeugten Schwingungen und Stöße möglichst weitgehend vom Fahrzeuginneren fernzuhalten, ist in die Lenkwelle ein nur axial bewegliches zusätzliches drehmomentenübertragendes Gelenk eingebaut, welches derartige in die Lenksäule eingeleitete Stöße und Schwingungen in axialer Richtung ausgleicht.From the DE 37 23 034 A1 is a steering column for motor vehicles with a rubber-elastic mounted on the vehicle body subframe or the like and a mounted on the subframe steering gear with the steering wheel torque transmitting connecting steering shaft known, which is preferably designed in several parts. In order to keep the vibrations generated by the engine and the chassis as far as possible from the vehicle interior, an axially movable additional torque-transmitting joint is installed in the steering shaft, which compensates for such introduced into the steering column shocks and vibrations in the axial direction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer lenkbaren Starrachse eines Kraftfahrzeuges gegebenenfalls auftretende Lenkfehler zu vermeiden.The invention has for its object to avoid any steering errors occurring in a steerable rigid axle of a motor vehicle.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1.

Die Erfindung betrifft eine lenkbare Achse für ein Kraftfahrzeug, mit im wesentlichen einer an einem Fahrzeugrahmen angebundenen Starrachse, an welcher endseitig lenkbare Räder gelenkig gehaltert sind und mit einem die Lenkbewegungen von einem Lenkrad auf die Räder über diverse Übertragungselemente übertragenden Lenkgetriebe. Das Lenkgetriebe ist einerseits um eine etwa quer zur Fahrtrichtung verlaufende horizontale Drehachse eines Schwenklagers in Fahrzeuglängsrichtung schwenkbar an einer Seite des Fahrzeugrahmens angeordnet. Anderseits ist das Lenkgetriebe über zusätzliche, in etwa auf die Kinematik dieser diversen Übertragungselemente abgestimmte Übertragungsorgane einer zusätzlichen Lenkerverbindung gelenkig mit der Starrachse des Kraftfahrzeuges mittelbar oder unmittelbar verbunden.The invention relates to a steerable axle for a motor vehicle, with a substantially attached to a vehicle frame rigid axle, on which end steerable wheels are articulated and with a steering movements of a steering wheel to the wheels via various transmission elements transmitting steering gear. The steering gear is arranged on the one hand about an approximately transverse to the direction of travel horizontal axis of rotation of a pivot bearing in the vehicle longitudinal direction pivotally mounted on one side of the vehicle frame. On the other hand, the steering gear via additional, about the kinematics of these diverse transmission elements tuned transmission elements of an additional link connection articulated directly or indirectly connected to the rigid axle of the motor vehicle.

Eine gattungsgemäße Kraftfahrzeugachse ist aus der DE 16 55 023 B2 bekannt.A generic motor vehicle axle is from the DE 16 55 023 B2 known.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung bestehen die zusätzlichen Übertragungsorgane im wesentlichen aus einem Zusatzlenker, der über wenigstens ein endseitig hieran angeordnetes erstes und/oder zweites Gelenk einenendes gelenkig an einer Gehäuseunterseite des Lenkgetriebes und anderenendes gegebenenfalls gelenkig entweder mit der Starrachse oder mit an dieser fest angebundenen Bauteilen verbunden sein kann.In the solution according to the invention, the additional transmission elements consist essentially of an additional link, the at least one end thereto arranged first and / or second joint einendes hingedly connected to a housing underside of the steering gear and the other end optionally articulated either with the rigid axle or with this firmly attached components can be.

Die an der Starrachse fest angebundenen Bauteile sind durch Führungslenker gegeben, die je Fahrzeugseite in Fahrzeuglängsrichtung weisend, mittels endseitig hieran vorgesehener elastischer Achslenkerlager am Fahrzeugrahmen befestigt sind.The rigidly connected to the rigid axle components are given by guide arm, which are pointing per vehicle side in the vehicle longitudinal direction, fixed by means of end thereto elastic axle arm bearings on the vehicle frame.

Dabei kann der Zusatzlenker über ein erstes Gelenk gelenkig mit einem der beiden Führungslenker verbunden oder alternativ hierzu an anderen, fest mit der Starrachse verbundenen Bauteilen gelenkig angebunden sein.In this case, the additional link can be articulatedly connected to one of the two guide links via a first joint or, alternatively, be hingedly connected to other components fixedly connected to the rigid axle.

Die Gehäuseunterseite des Lenkgetriebes weist einen unterseitig hiervon abragenden Hebel auf, an welchem der Zusatzlenker über ein zweites Gelenk gelenkig angebunden ist.The housing underside of the steering gear has a lower side projecting therefrom on which the auxiliary link is hingedly connected via a second joint.

Der Zusatzlenker ist anderenendes über das erste Gelenk gelenkig an einem freien Ende eines an einem der beiden Führungslenker befestigten und hiervon abragenden Hebel angelenkt. Dieser Hebel kann beispielsweise vom ersten oder zweiten Führungslenker in etwa vertikal nach oben abragen.The additional link is the other articulated via the first joint articulated at a free end of a mounted on one of the two guide arms and projecting therefrom lever. For example, this lever may project approximately vertically upwards from the first or second guide link.

Die je Fahrzeugseite vorgesehenen, mit der Starrachse einenendes fest verbundenen beiden Führungslenker sind mit ihren freien Enden über zusätzliche Gelenke an den elastischen Achslenkerlagern am Fahrzeugrahmen angebunden.The per vehicle side provided, with the rigid axle einendes firmly connected two guide links are connected with their free ends via additional joints on the elastic Achslenkerlagern on the vehicle frame.

Durch das Vorsehen dieser zusätzlichen Lenkerverbindung zwischen dem Lenkgetriebe und der Starrachse sowie durch das Vorsehen einer drehgelenkigen Anbindung des Lenkgetriebes am Fahrzeugrahmen können die im Fahrzustand des Fahrzeuges gegebenenfalls an der Starrachse und hieran angebundener Bauteile auftretenden Horizontalstöße von dem die diese Bewegungen mitmachenden Lenkgetriebe und den hiermit gelenkig verbundenen Übertragungsorganen in vorteilhafter Weise kompensiert werden, so dass etwaige Einlenkfehler an den gelenkten Rädern wirksam unterbunden sind. Durch entsprechende kinematische Auslegung dieser zusätzlichen Lenkerverbindung, die im wesentlichen die zusätzlichen Übertragungsorgane und ihre Gelenke umfasst, sowie durch die hierauf abgestimmte Anordnung des Schwenklagers am Lenkgetriebe ist das Lenkgetriebe kinematisch an die möglichen Horizontalbewegungen der Starrachse angekoppelt. So können die die möglichen Einlenkfehler an den gelenkten Rädern ansonsten begünstigenden Relativbewegungen zwischen den Übertragungselementen der Lenkung und den Bauteilen, welche das Lenkgetriebe haltern, wirksam vermieden werden. Des Weiteren ist eine wunschgemäße Positionierung der Anbringungsorte der mit der Starrachse verbundenen Führungslenker ermöglicht, ohne dass hierdurch ein Auftreten von Einlenkfehlern an den gelenkten Rädern zu befürchten ist.By providing this additional link connection between the steering gear and the rigid axle and by providing a pivotal connection of the steering gear to the vehicle frame occurring in the driving condition of the vehicle optionally on the rigid axle and here abutted components horizontal shocks of which these movements mitmachenden steering gear and the hereby articulated connected transfer members are compensated in an advantageous manner, so that any Einlenkfehler are effectively prevented at the steered wheels. By appropriate kinematic design of this additional link connection, which essentially comprises the additional transmission elements and their joints, as well as by the thereto matched arrangement of the pivot bearing on the steering gear, the steering gear is kinematically coupled to the possible horizontal movements of the rigid axle. Thus, the possible Einlenkfehler on the steered wheels otherwise favoring relative movements between the transmission elements of the steering and the components which support the steering gear can be effectively avoided. Furthermore, a desired positioning of the mounting locations of the connected to the rigid axle guide arm is made possible without this an occurrence of Einlenkfehlern is to be feared on the steered wheels.

Im Allgemeinen sind als Starrachsen ausgeführte lenkbare Achsen mittels hieran fest angebundener, in Fahrzeuglängsrichtung weisender Führungslenker über endseitig an diesen angeordnete, elastische Achslenkerlager am Fahrzeugrahmen angebunden. Diese Achslenkerlager gestatten neben ihrer elastischen Nachgiebigkeit zudem eine Drehbewegungsmöglichkeit der mit ihren Enden hieran angebunden Führungslenker um eine erste horizontale Drehachse (Drehpunkt C) quer zur Fahrzeuglängsrichtung. Des weiteren sind die endseitig der Starrachse gelagerten lenkbaren Räder über im wesentlichen mit einem Lenkrad zusammenwirkenden Lenkgetriebe und diverser Lenkerverbindungen lenkbar. Das Lenkgetriebe überträgt die vom Lenkrad über eine Lenkspindel eingeleiteten Drehbewegungen auf einen in Fahrzeuglängsrichtung schwenkbaren Lenkstockhebel, welcher an seinem freien Ende gelenkig mit einer in Fahrzeuglängsrichtung bewegbaren Lenkstange verbunden ist. Die häufig durch ein Drehgelenk realisierte gelenkige Verbindung an Lenkstockhebel und Lenkstange weist demnach eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende zweite horizontale Drehachse (Drehpunkt A) auf, die – bei der klassischen Lenkauslegung der lenkbaren Achse bei Geradeausstellung der lenkbaren Räder – nach Möglichkeit deckungsgleich mit der ersten horizontalen Drehachse (Drehpunkt C) ausgerichtet sein soll, um Lenkfehler zu vermeiden. Infolge einer Ein- und Ausfederung der lenkbaren Achse und infolge während des Fahrbetriebs des Fahrzeuges gegebenenfalls auftretender Horizontalstöße an der Achse sind Einlenkfehler an den lenkbaren Rädern jedoch nicht zu vermeiden. In general, steerable axles designed as rigid axles are connected to the vehicle frame by means of a guide arm fixedly connected thereto, pointing in the vehicle longitudinal direction, on the elastic frame armature bearings arranged on the end side thereof. This Achslenkerlager allow in addition to their elastic compliance also a rotational movement possibility of heran ends connected thereto guide arm about a first horizontal axis of rotation (pivot point C) transverse to the vehicle longitudinal direction. Furthermore, the end of the rigid axle mounted steerable wheels are steerable via substantially cooperating with a steering wheel steering gear and various links. The steering gear transmits the rotary movements introduced by the steering wheel via a steering spindle onto a steering column lever, which is pivotable in the vehicle longitudinal direction and is articulated at its free end to a steering rod movable in the vehicle longitudinal direction. The often realized by a hinge articulated connection to the pitman arm and handlebar accordingly has a transverse to the vehicle longitudinal direction of the second horizontal axis of rotation (pivot point A) - in the classic steering design of the steerable axis in straight ahead position of the steerable wheels - if possible congruent with the first horizontal Rotary axis (pivot point C) should be aligned to avoid steering errors. However, as a result of a deflection and rebound of the steerable axle and as a result of horizontal impacts on the axle which possibly occur during the driving operation of the vehicle, steering errors on the steerable wheels can not be avoided.

Bei Vorsehen einer Blattfederung an der lenkbaren Achse ist infolge der hierbei verwendeten Blattfederpakete die Anordnung der zweiten horizontalen Drehachse (Drehpunkt (A) bereits festgelegt. Bei Vorsehen einer Luftfederung an der lenkbaren Achse ist diese durch die starren Führungslenker geführt und mit dem Fahrzeugrahmen verbunden. Hierbei ist es zur Verbesserung des Fahrverhaltens des Fahrzeuges vorteilhaft, die erste horizontale Drehachse (Drehpunkt (C) endseitig der Achslenkerlager gegenüber der Blattfeder-Version niveauniedriger an dem Fahrzeugrahmen anzuordnen. Da im Bereich der ersten horizontalen Drehachse (Drehpunkt C) endseitig der Führungslenker als Achslenkerlager häufig ein möglichst elastisches Gummilager verwendet wird, könnten bei größeren elastokinematischen Bewegungen der Achslenkerlager infolge der Bewegungsdifferenzen zwischen Führungslenker einerseits und der ganzen Lenkerverbindung andererseits ungewollte Lenkeinschläge bei den gelenkten Rädern – insbesondere bei Horizontalstößen an der Starrachse – auftreten.When a leaf suspension is provided on the steerable axle, the arrangement of the second horizontal axis of rotation (pivot point (A) is already established as a result of the leaf spring assemblies used.) If air suspension is provided on the steerable axle, this is guided by the rigid guide links and connected to the vehicle frame In order to improve the driving behavior of the vehicle, it is advantageous to arrange the first horizontal axis of rotation (pivot point (C) at the end of the axle arm bearings against the leaf spring version at the vehicle frame.) In the region of the first horizontal axis of rotation (pivot point C), the trailing arm is frequently used as the arm bearing a rubber elastic bearing is used as possible, could with larger elastokinematic movements of the axle suspension bearing due to the differences in movement between the guide arm on the one hand and the entire link on the other unwanted steering angle at the steered wheels - Especially with horizontal joints on the rigid axle - occur.

Infolge der erfindungsgemäßen Lösung ist bei der Lenkauslegung der lenkbaren Achse nunmehr eine von der zweiten Drehachse (Drehpunkt A) unabhängige Anordnung der ersten Drehachse (Drehpunkt C) ermöglicht. Zudem ist auch bei Vorsehen weicher elastischer Achslenkerlager im Bereich der ersten Drehachse (Drehpunkt C) eine gegebenenfalls störende Auswirkung auf den Lenkvorgang wirksam vermieden, indem bei elastokinematischer, horizontaler Verformung bzw. Bewegung an den Achslenkerlagern die gegebenenfalls an den Rädern auftretenden Einlenkfehler durch die Kinematik der zusätzlichen Lenkerverbindung kompensiert werden.As a result of the solution according to the invention is now in the steering design of the steerable axis of the second axis of rotation (pivot point A) independent arrangement of the first axis of rotation (pivot point C) allows. In addition, even with the provision of soft elastic Achslenkerlager in the region of the first axis of rotation (pivot point C) an optionally disturbing effect on the steering effectively avoided by elastokinematischer horizontal deformation or movement at the Achslenkerlagern possibly occurring at the wheels Einlenkfehler through the kinematics of additional link connection can be compensated.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird das Lenkgetriebe nunmehr um eine dritte horizontale Drehachse eines Schwenklagers (Drehpunkt F) schwenkbar am Fahrzeugrahmen gelagert und in einem unteren Bereich über zusätzliche Übertragungsorgane im Bereich der ersten Drehachse (Drehpunkt C) abgestützt. Somit kann bei einer Einfederung des Fahrzeuges über die zusätzlichen Übertragungsorgane das Lenkgetriebe in einer Fahrzeuglängsrichtung (V-Richtung) geschwenkt und somit ein eventuell auftretender Lenkfehler kompensiert werden. Bei Ausfederung des Fahrzeuges kann durch Schwenken des Lenkgetriebes in eine entgegengesetzte Fahrzeuglängsrichtung (R-Richtung) ebenfalls ein eventuell auftretender Lenkfehler kompensiert werden. Des weiteren können gegebenenfalls auftretende elastokinematische Horizontalbewegungen der Achse an den Achslenkerlagern im Bereich der ersten Drehachse (Drehpunkt C) mittels der zusätzlichen Übertragungsorgane und einer entsprechenden Schwenkbewegung des Lenkgetriebes kompensiert und so ein Einlenkfehler an den lenkbaren Rädern vermieden werden.In the solution according to the invention, the steering gear is now about a third horizontal axis of rotation of a pivot bearing (pivot point F) pivotally mounted on the vehicle frame and supported in a lower region via additional transmission elements in the region of the first axis of rotation (pivot point C). Thus, the steering gear can be pivoted in a vehicle longitudinal direction (V-direction) and thus any steering error can be compensated for a deflection of the vehicle on the additional transmission organs. When rebounding of the vehicle can be compensated by pivoting the steering gear in an opposite vehicle longitudinal direction (R direction) also a possibly occurring steering error. Furthermore, optionally occurring elastokinematische horizontal movements of the axle at the Achslenkerlagern in the region of the first axis of rotation (pivot point C) compensated by means of additional transmission elements and a corresponding pivotal movement of the steering gear and so a Einlenkfehler be avoided on the steerable wheels.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die zur Übertragung der Lenkbewegung vom Lenkrad über das Lenkgetriebe auf die Räder vorgesehenen Übertragungselemente aus einem etwa in Fahrzeuglängsrichtung schwenkbaren Lenkstockhebel und eine hieran über ein Gelenk angebundene, etwa in Fahrzeuglängsrichtung weisende Lenkstange bestehen, deren anderes Ende über ein Gelenklager gelenkig an einem Lenkhebel angeschlossen ist, welcher fest mit einem das eine lenkbare Rad tragenden Achsschenkelbolzen verbunden und um eine vertikale Drehachse endseitig der Starrachse schwenkbar ist. Dabei kann dieser schwenkbare Achsschenkelbolzen wiederum fest mit einem etwa in Fahrzeuglängsrichtung weisenden Spurstangehebel verbunden sein, welcher über eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende, gelenkig hieran angebundene Spurstange diese Schwenkbewegung des einen Rades über einen gelenkig an der Spurstange angebundenen zweiten Spurstangenhebel überträgt, welcher mit einem zweiten Achsschenkelbolzen des zweiten Rades gelenkig verbunden ist. According to a further embodiment of the invention, provided for transmitting the steering movement from the steering wheel via the steering gear to the wheels transmission elements from a pivotable about in the vehicle longitudinal direction steering column lever and a thereto connected via a joint, approximately in the vehicle longitudinal direction steering rod, the other end via a spherical plain bearings is hingedly connected to a steering lever, which is fixedly connected to a steering wheel carrying a kingpin and pivotable about a vertical axis of rotation end of the rigid axle. In this case, this pivotable kingpin again turn be connected to an approximately in the vehicle longitudinal direction pointing track rod lever which transmits this via a transversely to the vehicle longitudinal direction, hinged thereto tie rod this pivotal movement of a wheel via a hinged to the tie rod second tie rod lever, which with a second kingpin the second wheel is hingedly connected.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann in Geradeausstellung der lenkbaren Räder der Anbringungsort der beiden elastischen Achslenkerlager in einer Drehachse in horizontaler Fahrzeugquerrichtung vorsehbar sein, die von einer durch das Gelenk endseitig des Lenkstockhebels hindurch verlaufenden Drehachse in horizontaler Fahrzeugquerrichtung verschieden ist.According to a further embodiment of the invention, in the straight ahead position of the steerable wheels, the mounting location of the two elastic axle guide bearings can be providable in a horizontal axis of vehicle transverse direction which differs from an axis of rotation passing through the hinge end of the steering column lever in the horizontal vehicle transverse direction.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Achslenkerlager und das unterseitig vom Lenkgetriebe am Zusatzhebel angeordnete zweite Gelenk in etwa auf derselben Drehachse in horizontaler Fahrzeugquerrichtung liegen.According to a further embodiment of the invention, the Achslenkerlager and arranged on the underside of the steering gear on the additional lever second joint can lie approximately on the same axis of rotation in the horizontal vehicle transverse direction.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann an einem der beiden Führungslenker der Starrachse gelenkig ein Panhardstab angeordnet sein, dessen freies Ende mittels eines Lagers gelenkig an einem gegenüberliegend befindlichen Rahmenlängsträger des Fahrzeugrahmens angebunden ist.According to a further embodiment of the invention, a panhard rod can be arranged articulated on one of the two guide arms of the rigid axle, the free end of which is connected by means of a hinge articulated to an opposite longitudinal frame member of the vehicle frame.

Die erfindungsgemäße lenkbare Achse ist für Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Lastkraftwagen oder Omnibusse vorsehbar.The steerable axle according to the invention is foreseen for motor vehicles, such as trucks or buses.

Nachfolgend ist die Erfindung an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail by way of example in the drawing illustrated embodiments.

Es zeigen:Show it:

1 ausschnittsweise eine lenkbare Starrachse eines Kraftfahrzeuges in Seitenansicht, 1 partial view of a steerable rigid axle of a motor vehicle in side view,

2 eine bezüglich 1 alternative Ausführungsform einer lenkbaren Starrachse eines Kraftfahrzeuges in Seitenansicht, und 2 a respect 1 alternative embodiment of a steerable rigid axle of a motor vehicle in side view, and

3 eine dritte Ausführungsform einer lenkbaren Starrachse in perspektivischer Darstellung von schräg oben gesehen. 3 a third embodiment of a steerable rigid axle in a perspective view seen obliquely from above.

In 1 ist ausschnittsweise eine lenkbare Starrachse 1 eines Kraftfahrzeuges in Seitenansicht gezeigt. Die Starrachse 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel unterhalb eines Fahrzeugrahmens 5 eines Lastkraftwagens angeordnet und trägt endseitig schwenkbar angeordnete Räder (2) 3 (3). Die Räder (2) 3 sind um die Achsschenkelmittellinie 33 – Drehpunkt D – drehbar und um die vertikalen Drehachsen 25, 26 schwenkbar. Das Rad 3 ist an einem horizontalen Achsschenkelbolzen 9 befestigt, welcher über ein Befestigungsmaul 29 schwenkbar und jeweils endseitig der Starrachse 1 angeordnet ist. Dabei ist einer der je Fahrzeugseite vorgesehenen Achsschenkelbolzen 9 fest mit einem Lenkhebel 8 verbunden, welcher endseitig über ein Gelenk 31 – Drehpunkt B – mit der zu einem Lenkgetriebe 4 führenden Lenkstange 7 verbunden ist. Diese Lenkstange 7 ist an ihrem anderen Ende über ein Gelenk 30 – Drehpunkt A – mit einem Lenkstockhebel 6 des Lenkgetriebes 4 gelenkig verbunden. Das Lenkgetriebe 4 ist oberseitig von einer mit einem hier nicht gezeigten Lenkrad verbundenen Lenkspindel 28 betätigbar. Das Lenkgetriebe 4 ist über ein Schwenklager 27 um eine quer zur Fahrtrichtung verlaufende horizontale Drehachse – Drehpunkt F – in Fahrzeuglängsrichtung schwenkbar und am Fahrzeugrahmen 5 befestigt. Das Lenkgetriebe 4 weist in einem unteren Bereich seines Gehäuses einen hieran abragenden, mit diesem fest verbundenen Zusatzhebel 14 auf. An dessen freiem Ende ist ein erstes Gelenk 20 – Drehpunkt G – vorgesehen, an welchem einer der beiden, etwa in Fahrzeuglängsrichtung weisenden und mit der Starrachse 1 fest verbundenen Führungslenker 17 (18) gelenkig angebunden ist. Die Führungslenker 17 (18) sind über hier nicht dargestellte Zusatzträger 38 (2) am Fahrzeugrahmen 5 gelagert.In 1 is a section of a steerable rigid axle 1 of a motor vehicle shown in side view. The rigid axle 1 is below a vehicle frame in this embodiment 5 a truck and carries end pivotally mounted wheels ( 2 ) 3 ( 3 ). The wheels ( 2 ) 3 are about the knuckle centerline 33 - Fulcrum D - rotatable and around the vertical axes of rotation 25 . 26 pivotable. The wheel 3 is on a horizontal kingpin 9 attached, which via a mounting mouth 29 swiveling and each end of the rigid axle 1 is arranged. It is one of the per side of the vehicle provided kingpin 9 firmly with a steering lever 8th connected, which end over a joint 31 - Fulcrum B - with the to a steering gear 4 leading handlebar 7 connected is. This handlebar 7 is at the other end of a joint 30 - pivot point A - with a steering column lever 6 of the steering gear 4 articulated. The steering gear 4 is the upper side of a steering spindle connected to a steering wheel, not shown here 28 actuated. The steering gear 4 is about a pivot bearing 27 about a transverse to the direction of travel horizontal axis of rotation - fulcrum F - in the vehicle longitudinal direction pivotally and the vehicle frame 5 attached. The steering gear 4 has in a lower portion of its housing a projecting thereto, firmly connected with this additional lever 14 on. At its free end is a first joint 20 - Fulcrum G - provided on which one of the two, pointing approximately in the vehicle longitudinal direction and with the rigid axle 1 firmly connected control arm 17 ( 18 ) is hinged. The leader 17 ( 18 ) are not shown here additional carrier 38 ( 2 ) on the vehicle frame 5 stored.

Mit der hier dargestellten Anordnung von Achsführung und Lenkung können aufgrund des entsprechend kinematisch ausgelegten Systems von schwenkbarer Lagerung des Lenkgetriebes 4 und zusätzlicher, gelenkiger Abstützung desselben mittels zusätzlicher Übertragungsorgane 14, 15, 16, 17, (18) 19, 20 gegebenenfalls beim Ein- und Ausfedern des Fahrzeuges auftretende Fehler zwischen einer Einfederkurve der Achslenker 17 (18) und einer Einfederkurve der Lenkstange 7 kompensiert werden. Somit sind mögliche Einlenkfehler an den Rädern (2), 3 wirksam vermeidbar. Bei einer Einfederung des Fahrzeuges ist beispielsweise über den Zusatzhebel 14, das erste Gelenk 20 (Drehpunkt G) und den in dieser Version hieran angebundenen linken Führungslenker 17 das Lenkgetriebe 4 um das Schwenklager 27 geschwenkt und dabei in V-Richtung 36 um eine horizontale Distanzstrecke in Fahrzeuglängsrichtung bewegt. Diese Distanzstrecke entspricht in etwa einer bei diesem Einfedern am Gelenk 30 (Drehpunkt A) entstehenden Distanzstrecke in horizontaler Fahrzeuglängsrichtung, wodurch eine mögliche, Lenkfehler verursachende Bewegungsdifferenz zwischen Lenkstockhebel 6 und Lenkgetriebe 4 wirksam unterbunden ist. Bei Ausfederung des Fahrzeuges ist durch Schwenken des Lenkgetriebes 4 mittels der zusätzlichen Übertragungsorgane 14, 15, 16, 17, 19, 20 in R-Richtung 37 ebenfalls ein entsprechender Lenkfehler kompensiert. Des weiteren können durch im Fahrzustand des Fahrzeuges auftretende elastokinematische Horizontalbewegungen an den Rädern gegebenenfalls entstehende Lenkfehler ebenfalls durch eine kompensierende Schwenkbewegung des Lenkgetriebes 4 kompensiert werden (2).With the arrangement of axle guide and steering system shown here, due to the correspondingly kinematically designed system of pivotable mounting of the steering gear 4 and additional, articulated support thereof by means of additional transmission organs 14 . 15 . 16 . 17 , ( 18 ) 19 . 20 possibly occurring during compression and rebound of the vehicle error between a compression curve of the wishbone 17 ( 18 ) and a compression curve of the handlebar 7 be compensated. Thus, possible Einlenkfehler on the wheels ( 2 ) 3 effectively avoidable. At a deflection of the vehicle is for example on the additional lever 14 , the first joint 20 (Fulcrum G) and the left guide link connected in this version 17 the steering gear 4 around the pivot bearing 27 panned while in the V direction 36 moved by a horizontal distance in the vehicle longitudinal direction. This distance corresponds approximately to one in this compression at the joint 30 (Pivot point A) resulting distance distance in the horizontal vehicle longitudinal direction, whereby a possible, steering error causing difference in movement between the steering column lever 6 and steering gear 4 is effectively prevented. When rebounding of the vehicle is by pivoting the steering gear 4 by means of the additional transmission organs 14 . 15 . 16 . 17 . 19 . 20 in the R direction 37 also compensated for a corresponding steering error. Furthermore, by possibly occurring in the driving condition of the vehicle elastokinematic horizontal movements on the wheels possibly resulting steering error also by compensating pivotal movement of the steering gear 4 be compensated ( 2 ).

Des weiteren ist dieser Ausführungsform im unteren Bereich eines Befestigungsmauls 29 des linken Achsschenkelbolzens 9 ein der Fahrzeuglenkung zugehöriger, in etwa in Fahrzeuglängsrichtung weisender linker Spurstangenhebel 11 angebracht. An dessen freien Ende ist eine gelenkig hieran angeordnete, quer zur Fahrtrichtung verlaufende und mit einem hier nicht gezeigten rechten Spurstangenhebel 12 eines rechten Rades 2 verbundene Spurstange 13 angeordnet. Der rechte Spurstangenhebel 12 ist wiederum fest mit einem das rechte Rad 2 tragenden rechten Achsschenkelbolzen 10 verbunden (3).Furthermore, this embodiment is in the lower region of a mounting jaw 29 of the left kingpin 9 one of the vehicle steering associated, pointing approximately in the vehicle longitudinal direction left tie rod lever 11 appropriate. At its free end is a hinged thereto arranged, transverse to the direction of travel and with a right tie rod lever, not shown here 12 a right wheel 2 connected tie rod 13 arranged. The right tie rod lever 12 is in turn stuck with a right wheel 2 carrying right kingpin 10 connected ( 3 ).

In 2 ist eine bezüglich 1 alternative Ausführungsform einer lenkbaren Starrachse 1 eines Kraftfahrzeuges, hier eines Lastkraftwagens, in Seitenansicht gezeigt. Dabei sind sämtliche, der Lenkung zugehörigen Bauteile wie Lenkgetriebe 4, Lenkstockhebel 6, Gelenk 30 (Drehpunkt A), Lenkstange 7, Gelenk 31 (Drehpunkt B), Lenkhebel 8, linker Achsschenkelbolzen 9 mit Befestigungsmaul 29 usw. analog zur 1 ausgeführt und angeordnet. Zum Unterschied zu der in 1 gezeigten Version ist unterseitig des Lenkgetriebes 4 der hieran befestigte Zusatzhebel 14 endseitig mit einem zweiten Gelenk 19 (Drehpunkt E) ausgestattet, an welchem der Zusatzlenker 15 gelenkig angeordnet ist. Dieser ist an seinem anderen Ende über ein erstes Gelenk 20 (Drehpunkt G) an einem Hebel 16 gelenkig angebracht, welcher endseitig des linken Führungslenkers 17 befestigt und von diesem nach oben abragt. Der linke Führungslenker 17 und der hier nicht gezeigte rechte Führungslenker 18 sind über endseitig an diesen vorgesehenen Achslenkerlagern 21 (22) (Drehpunkt C) über am Fahrzeugrahmen 5 angeordnete Zusatzträger 38 elastisch und gegebenenfalls hierbei zusätzlich gelenkig gelagert. Die durch die rahmenfeste und zugleich elastische Lagerung und Anordnung der Enden der Führungslenker 17, 18 gegebenenfalls an der Lenkung verursachten Lenkfehler infolge fahrbedingter Horizontalstöße sowie Ein- und Ausfederungen an der Starrachse 1 können durch die gelenkige Anbindung des Lenkgetriebes 4 am Fahrzeugrahmen 5 deswegen kompensiert werden, weil das Lenkgetriebe 4 diese Bewegung der Horizontalstöße in etwa kongruent mitmacht. Infolge des Vorsehens eines Zusatzlenkers 15, welcher als Knickhebel fungierend über seine endseitig an ihm angeordneten Gelenke 19, 20 (Drehpunkt E, (Drehpunkt G) das Lenkgetriebe 4 gelenkig mit dem linken Zusatzlenker 17 verbindet, kann zusätzlich eine räumliche Stoßkompensation gegebenenfalls auftretender, fahrbedingter Stöße an der Starrachse 1 erzielbar sein.In 2 is a re 1 alternative embodiment of a steerable rigid axle 1 of a motor vehicle, here a truck, shown in side view. Here are all, the steering associated components such as steering gear 4 , Steering column lever 6 , Joint 30 (Pivot point A), handlebar 7 , Joint 31 (Pivot point B), steering lever 8th , left kingpin 9 with fixing mouth 29 etc. analogous to 1 executed and arranged. Unlike the in 1 shown version is the lower side of the steering gear 4 the attached additional lever 14 end with a second joint 19 (Pivot point E) equipped, on which the auxiliary link 15 is arranged articulated. This is at its other end about a first joint 20 (Pivot point G) on a lever 16 articulated, which end of the left guide arm 17 attached and protrudes from this upwards. The left guide arm 17 and the right guide link, not shown here 18 are over end to these intended axle bearings 21 ( 22 ) (Pivot point C) over on the vehicle frame 5 arranged additional carrier 38 elastic and optionally additionally articulated. The through the frame-fixed and at the same elastic bearing and arrangement of the ends of the guide arm 17 . 18 possibly caused on the steering steering error due to driving horizontal bumps and catches and rebounds on the rigid axle 1 can through the articulated connection of the steering gear 4 on the vehicle frame 5 be compensated because of the steering gear 4 This movement of the horizontal strokes participates approximately congruent. Due to the provision of an additional handlebar 15 , which acts as an articulated lever via its ends arranged on it joints 19 . 20 (Fulcrum E, (pivot point G) the steering gear 4 articulated with the left auxiliary link 17 connects, in addition, a spatial impact compensation possibly occurring, driving-related shocks to the rigid axle 1 be achievable.

In 3 ist eine dritte Ausführungsform einer lenkbaren Starrachse 1 eines Lastkraftwagens in perspektivischer Darstellung von schräg oben gesehen gezeigt. Diese Ausführungsvariante entspricht hinsichtlich Ausführung und Anordnung der zusätzlichen Übertragungsorgane 14, 15, 16, 17, 19, 20 und den übrigen Bauteilen der Lenkung, wie Lenkgetriebe 4, Lenkstockhebel 6, Lenkstange 7, den beiden Achsschenkelbolzen 9, 10, den beiden Spurstangenhebeln 11, 13, der Spurstange 13 und dem Gelenk 31 (Drehpunkt B) in etwa der in 2 diskutierten Ausführungsform. Hierbei ist allerdings die Anbindung der linken und rechten Führungslenker 17, 18 direkt am Fahrzeugrahmen 5 ausgeführt. Des weiteren ist der Hebel 16, der für die gelenkige Anbindung des Zusatzlenkers 15 vorgesehen ist, in einem seitlichen Endbereich des linken Führungslenkers 17 befestigt.In 3 is a third embodiment of a steerable rigid axle 1 of a truck shown in perspective view obliquely from above. This embodiment corresponds in terms of design and arrangement of additional transmission elements 14 . 15 . 16 . 17 . 19 . 20 and the other components of the steering, such as steering gear 4 , Steering column lever 6 , Handlebar 7 , the two kingpin 9 . 10 , the two tie rod levers 11 . 13 , the tie rod 13 and the joint 31 (Fulcrum B) roughly the in 2 discussed embodiment. However, this is the connection of the left and right guide arms 17 . 18 directly on the vehicle frame 5 executed. Furthermore, the lever 16 , for the articulated connection of the additional handlebar 15 is provided, in a lateral end region of the left guide arm 17 attached.

Die in dieser Version gelenkige Verbindung von Lenkstockhebel 6 und Lenkstange 7 weist demnach eine quer zur Fahrtrichtung verlaufende zweite horizontale Drehachse 35 (Drehpunkt A) auf, die bei der klassischen Lenkauslegung der lenkbaren Starrachse 1 bei Geradeausstellung der lenkbaren Räder 2, 3 nach Möglichkeit deckungsgleich mit der ersten horizontalen Drehachse 34 (Drehpunkt C) ausgerichtet sein soll, um Lenkfehler zu vermeiden. Bei herkömmlichen Starrachsen können infolge von Ein- und Ausfederungen sowie auftretender Horizontalstöße Einlenkfehler an den lenkbaren Rädern 2, 3 der Starrachse 1 verursacht sein. Da es bei luftgefederten Fahrzeugen gegenüber blattgefederten Fahrzeugen zwecks Verbesserung des Fahrverhaltens des Fahrzeuges vorteilig ist, die erste horizontale Drehachse 34 (Drehpunkt C) der rahmenfesten Anlenkung der Führungslenker 17, 18 niveauniedriger am Fahrzeugrahmen 5 anzuordnen, könnten hierdurch weitere Lenkfehler entstehen. Um diese zu vermeiden, kann mit Hilfe der vorgenannt beschriebenen, zusätzlichen Übertragungsorgane 14, 15, 16, 17, (18), 19, 20 eine von der zweiten Drehachse 35 (Gelenk 30, Drehpunkt A) unabhängige Anordnung der ersten Drehachse 34 (Drehpunkt C) ermöglicht werden. Mit Hilfe der zusätzlichen Übertragungsorgane 14, 15, 16, 17, (18), 19, 20 ist bei entsprechender kinematischer Auslegung ihrer Bauteile in vorteilhafter Weise der Drehpunkt E des endseitig des Zusatzhebels 14 vorgesehenen zweiten Gelenkes 19 in etwa den Bereich der ersten Drehachse 34 der Achslenkerlager 21, 22 legbar, womit etwaig auftretende Lenkfehler kompensierbar sind.The articulated in this version of steering column lever 6 and handlebar 7 therefore has a transverse to the direction of travel second horizontal axis of rotation 35 (Pivot point A), which in the classic steering design of the steerable live axle 1 in the straight-ahead position of the steerable wheels 2 . 3 if possible congruent with the first horizontal axis of rotation 34 (Pivot point C) should be aligned to avoid steering errors. In conventional rigid axles Einlenkfehler on the steerable wheels due to compression and rebound and horizontal shocks occurring 2 . 3 the rigid axle 1 be caused. Since it is advantageous in air-suspension vehicles compared to leaf-sprung vehicles in order to improve the handling of the vehicle, the first horizontal axis of rotation 34 (Pivot point C) of the frame-fixed linkage of the guide link 17 . 18 low level on the vehicle frame 5 to arrange, this could cause more steering errors. In order to avoid this, can with the help of the above-described, additional transmission organs 14 . 15 . 16 . 17 , ( 18 ) 19 . 20 one from the second axis of rotation 35 (Joint 30 , Fulcrum A) independent arrangement of the first axis of rotation 34 (Pivot point C) are possible. With the help of additional transmission organs 14 . 15 . 16 . 17 , ( 18 ) 19 . 20 is with appropriate kinematic design of their components advantageously the pivot point E of the end of the additional lever 14 provided second joint 19 approximately the area of the first axis of rotation 34 the wishbone bearing 21 . 22 legible, whereby any occurring steering errors can be compensated.

Claims

Steerable axle for a motor vehicle, with one on a vehicle frame ( 5 ) connected rigid axle ( 1 ), on which end steerable wheels ( 2 . 3 ) are articulated and with a the steering movements of a steering wheel to the wheels ( 2 . 3 ) via various transmission elements ( 6 to 13 ) transmitting steering gear ( 4 ), which on the one hand to a transverse to the direction of travel, horizontal axis of rotation of a pivot bearing ( 27 ) in the vehicle longitudinal direction pivotally on one side of the vehicle frame ( 5 ) and on the other hand via additional, on the kinematics of the transmission elements ( 6 to 13 ) coordinated transmission organs ( 14 to 20 ) articulated with the rigid axle ( 1 ) of Motor vehicle is directly or indirectly connected, and wherein the additional transmission organs ( 14 to 20 ) from an auxiliary link ( 15 ), which has at least one joint ( 19 . 20 ) einendes articulated on a housing underside of the steering gear ( 4 ) and other possibly articulated either directly with the rigid axle ( 1 ) or indirectly via with the rigid axle ( 1 ) firmly connected components ( 17 . 18 ), characterized in that the at the rigid axle ( 1 ) firmly connected components ( 17 . 18 ) are given by guide links, the side facing each vehicle side in the vehicle longitudinal direction, by means of end provided thereto elastic axle arm bearing ( 21 . 22 ) on the vehicle frame ( 5 ), and that the auxiliary link ( 15 ) via a first joint ( 20 ) hinged with one of the two guide links ( 17 . 18 ) connected is.

Axle according to claim 1, characterized in that the housing underside of the steering gear ( 4 ) an additional lever protruding therefrom on the underside ( 14 ), on which the auxiliary link ( 15 ) via a second joint ( 19 ) one end is articulated.

Axle according to one of claims 1 or 2, characterized in that the additional link ( 15 ) the other end over the first joint ( 20 ) hingedly at a free end of one of the two guide links ( 17 . 18 ) and protruding therefrom lever ( 16 ) is articulated.

Axle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the provided per vehicle side, with the rigid axle ( 1 ) one of the fixedly connected two guide links ( 17 . 18 ) with their free ends via additional joints on the elastic axle arm bearings ( 21 . 22 ) on the vehicle frame ( 5 ) are connected.

Axle according to one of claims 1 to 4, characterized in that the transmission of the steering movement from the steering wheel via the steering gear ( 4 ) on the wheels ( 2 . 3 ) provided various transmission elements ( 6 to 13 ) of a pivotable in the vehicle longitudinal direction steering column lever ( 6 ) and one on this one joint ( 30 ) tethered, pointing in the vehicle longitudinal direction handlebar ( 7 ) whose other end is articulated ( 31 ) hinged to a steering lever ( 8th ), which is fixed to the one steerable wheel ( 3 ) supporting kingpin ( 9 ) and about a vertical axis of rotation ( 25 ) end of the rigid axle ( 1 ) is pivotable, said pivotable kingpin ( 9 ) turn firmly with a pointing in the vehicle longitudinal direction tie rod lever ( 11 ), which via a transversely extending to the vehicle longitudinal direction, hinged thereto tie rod ( 13 ) the pivoting movement of the one wheel ( 3 ) via a hinged to the tie rod ( 13 ) Tied second tie rod lever ( 12 ), which with a second kingpin ( 10 ) of the second wheel ( 2 ) is hinged.

Axle according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the straight-ahead position of the steerable wheels ( 2 . 3 ) the location of the two elastic axle guide bearing ( 21 . 22 ) in a rotation axis ( 34 ) is providable in the horizontal vehicle transverse direction, by a through the joint ( 30 ) end of the pitman arm ( 6 ) passing through the axis of rotation ( 35 ) is different in the horizontal vehicle transverse direction.

Axle according to one of claims 1 to 6, characterized in that the axle guide bearing ( 21 . 22 ) and the lower side of the steering gear ( 4 ) on the additional lever ( 14 ) arranged second joint ( 19 ) lie on the same axis of rotation in the horizontal vehicle transverse direction.

Axle according to one of claims 1 to 7, characterized in that on one of the two guide links ( 17 . 18 ) of the rigid axle ( 1 ) hinged a panhard rod ( 23 ) is arranged, whose free end by means of a bearing ( 24 ) hingedly on an opposite longitudinal frame member of the vehicle frame ( 5 ) is attached.