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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenkgetriebe für eine lenkbar ausgelegte Achse eines Kraftfahrzeuges, mit einer Zahnstangenanordnung zur Positionierung eines rechten und eines linken Lenkschenkels jener lenkbar ausgelegten Achse, wobei die Zahnstangenanordnung ein erstes und ein zweites Zahnstangensegment umfasst und durch Verlagerung dieser beiden Zahnstangensegmente gegeneinander die Vorspureinstellung der Fahrzeugachse einstellbar veränderbar ist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf ein unter Einschluss dieses Lenkgetriebes gebildetes Lenksystem für ein Kraftfahrzeug.
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An den Achsen eines Pkw wird allgemein unter Berücksichtigung zahlreicher Kriterien eine Spureinstellung vorgenommen, die eine Vorspureinstellung oder eine Nachspureinstellung darstellt. Bei einer Vorspureinstellung sind hierbei die Räder um einen gewissen Winkel um deren Hochachse einander zugestellt. Der Vorspurwinkel ist dabei der Anstellwinkel der jeweiligen Radrotationsebene gegenüber der Längsachse des Fahrzeuges. Alternativ zu einer Winkelangabe wurde in der Vergangenheit die Vorspur auch als Streckenmaß in Millimetern spezifiziert. Hierbei werden die Abstände der Innenkanten der Felgen der Räder einer Achse, in Höhe der Radmitte, vorne und hinten gemessen und beide Werte subtrahiert. Ist der Abstand an der Radvorderseite kleiner als an der Radhinterseite, ist die Vorspur positiv. Ist er dagegen hinten kleiner als vorne, ist die Vorspur negativ. In diesem Fall spricht man von der sog. Nachspur. Nachteilig bei einer ggf. fahrdynamisch durchaus vorteilhaften, ausgeprägten Vor- oder Nachspureinstellung ist der sich hierbei ergebende erhöhte Reifenverschleiß, sowie ein ggf. ebenfalls erhöhter Rollwiderstand und der damit wiederum einhergehend erhöhte Kraftstoffverbrauch.
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Durch Vor- oder Nachspur kann das Fahrverhalten. d. h. die Fahrstabilität und die Fahragilität in weiten Grenzen beeinflusst werden. So lässt sich insbesondere das Eigenlenkverhalten lässt in Richtung Übar- oder Untersteuern einstellen. In der Regel wird die Hinterachse mit Vorspur ausgeführt. An der Vorderachse sind hingegen unterschiedliche Einstellungen von Vorspur, oder Nachspur gängig. Oftmals sind an der Hinterachse größere Vorspurwinkel vorgesehen als an der Vorderachse.
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Die Vorspur ist durch die Auslegung und Einstellung der Achsmechanik vorgegeben. Die Nachteile einer nicht änderbaren Vor- oder Nachspur liegen im erhöhten Fahrwiderstand und damit im CO2-Ausstoss und im Reifenverschleiß. Eine Änderung der Vor- oder Nachspur im Betrieb dient folglich der Minimierung genannter Nachteile.
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Aus
DE 199 56 775 A1 ist eine Zahnstangenlenkung mit einer längenvariablen Zahnstange bekannt. Die Zahnstange ist hierbei in zwei Zahnstangensegmente unterteilt, die jeweils über einen eigenen Servoantrieb betätigt werden. Hierbei umfasst jeder Servoantrieb eine Ritzelwelle die in das ihm zugeordnete Zahnstangensegment eingreift. Die beiden Zahnstangensegmente sind über eine Buchsenstruktur derart miteinander bewegbar gekoppelt, dass über die Buchsenstruktur die maximale Relativverlagerung der beiden Zahnstangensegmente gegeneinander begrenzt ist.
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Aus
DE 41 15 880 C2 ist eine Zahnstangenlenkung bekannt, bei welcher in einem Zwischenbereich zwischen einer Zahnstange und einem Spurstangengelenk ein hydraulisch aktuierbares Stellelement vorgesehen ist, welches eine aktive Verkürzung, oder Verlängerung des Abstandes zwischen den Spurstangegelenken und damit eine Veränderung der Vorspureinstellung ermöglicht.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkgetriebeanordnung zu schaffen, die sich durch einen robusten und kostengünstig realisierbaren Aufbau auszeichnet und eine präzise Veränderung der Spureinstellung einer durch diese Lenkgetriebeanordnung gelenkten Fahrzeugachse im Rahmen des Betriebs eines entsprechenden Kraftfahrzeuges zu ermöglicht.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Die vorangehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Lenkgetriebe für eine lenkbar ausgelegte Kraftfahrzeugachse, mit:
- – einem ersten Zahnstangensegment, zur Positionierung eines ersten Lenkschenkels der lenkbaren Fahrzeugachse,
- – einem zweiten Zahnstangensegment, zur Positionierung eines zweiten Lenkschenkels jener lenkbaren Fahrzeugachse, und
- – einer Getriebeanordnung zur Aufbringung einer an dem ersten Zahnstangensegment und an dem zweiten Zahnstangensegment jeweils angreifenden Stellkraft,
- – wobei die Getriebeanordnung ein erstes Stellglied umfasst, das in das ersten Zahnstangensegment eingreift, und ein zweites Stellglied umfasst, das in das zweite Zahnstangensegment eingreift und diese beiden Stellglieder innerhalb der Getriebeanordnung miteinander getrieblich gekoppelt sind, und
- – diese getriebliche Koppelung mittels eines Aktuators derart einstellbar veränderbar ist, dass nach Maßgabe der Ansteuerung des Aktuators die beiden Zahnstangensegmente innerhalb eines begrenzten Stellbereiches gegeneinander verlagerbar sind.
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Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, die an den beiden Zahnstangensegmenten angreifenden, einander entgegen gerichteten Reaktionskraftkomponenten innerhalb der Getriebeanordnung über die Koppelungsmechanik zu kompensieren und die Änderung der Vorspureinstellung durch Einflussnahme auf die Koppelungsmechanik herbeizuführen.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Getriebeanordnung derart ausgebildet, dass das erste Stellglied und das zweite Stellglied jeweils als Stellritzel gestaltet. Das erste Stellglied greift dabei in das diesem zugeordnete erste Zahnstangensegment ein, das zweite Stellglied greift in das diesem zugeordnete zweite Zahnstangensegment ein. Hierbei steht vorzugsweise das erste Stellritzel mit einem ersten Koppelplaneten in Eingriff, welcher wiederum radial von außen in ein Antriebsritzel eingreift. Bei dieser Gestaltung steht dann vorzugsweise auch das zweite Stellritzel mit einem zweiten Koppelplaneten in Eingriff, wobei auch dieser zweite Koppelplanet radial von außen her in das Antriebsritzel eingreift.
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Die beiden Stellritzel und das Antriebsritzel sind vorzugsweise in einem entsprechenden Getriebegehäuse zueinander gleichachsig angeordnet und das Antriebsritzel sitzt axial zwischen den beiden Stellritzeln. Die zum Antrieb des Antriebsritzels vorgesehene Lenkwelle kann hierbei koaxial durch eines, oder vorzugsweise durch beide Stellritzel hindurchgeführt sein, wobei das eine, oder ggf. beide Stellritzel auf der Lenkwelle drehbar gelagert sind. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Stellritzel unmittelbar axial abfolgend anzuordnen und das Antriebsritzel dann vor dem ersten oder nach dem zweiten Stellritzel anzuordnen. Bei dieser Variante ergibt sich ein kleinerer Querabstand zwischen den Zahnstangensegmenten als bei der erst genannten Variante bei welcher das Antriebsritzel zwischen den Stellritzeln sitzt.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des vorangehend beschriebenen Getriebesystems ist der erste Koppelplanet auf einem ersten Planetenträger gelagert und der zweite Koppelplanet ist auf einem ersten zweiten Planetenträger gelagert, wobei der erste sowie auch zweite Planetenträger um eine zur Achse des Antriebsritzels gleichachsig verlaufende Trägerachse schwenkbar verlagerbar ist. Hierbei bildet gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung der sich jeweils aus dem Antriebsritzel, dem Koppelplaneten und dem Stellritzel ergebende Getriebezug ein Plus- oder Minusgetriebe bei welchem im Rahmen des Verschwenkens des Koppelplaneten eine Relativdrehung zwischen dem Antriebsritzel und dem Stellritzel erzwungen wird.
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Der erste und der zweite Planetenträger sind vorzugsweise derart kinematisch mit dem Aktuator gekoppelt, dass die beiden Planetenträger im Rahmen des Betriebs des Aktuators zueinander gegenläufig verschwenkt werden. Es ist auch möglich den Aktuator so auszubilden, dass jeder Planetenträger jeweils für sich einstellbar positionierbar ist. Diese Variante erlaubt es insbesondere im Rahmen eines ESP-Eingriffs separat Einfluss auf den jeweiligen Lenkwinkel des Fahrzeugrades zu nehmen.
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Die Getriebeanordnung ist gemäß einem weiteren besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung derart selbsthemmend ausgebildet, dass die beiden Planetenträger nur bei Aktivierung des Aktuators gegeneinander verlagert werden. Alternativ zu dieser Ausgestaltung ist es auch möglich, Rückstellmittel, beispielsweise Rückstellfedern vorzusehen die als solche bewirken, dass dann wenn der Aktuator nicht angesteuert wird, das Getriebesystem in einen Grundzustand zurückverbracht wird, in welchem sich z. B. die für den Standardbetrieb des Fahrzeuges überwiegend erforderliche Vorspureinstellung ergibt.
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Die Ansteuerung des vorzugsweise als elektromechanischer Stelltrieb ausgeführten Aktuators erfolgt vorzugsweise über eine elektronische Steuereinrichtung die ggf. Teil eines fahrdynamischen Steuersystems, insbesondere ESP-Systems bilden kann oder mit dieser signaltechnisch gekoppelt ist. Im Rahmen des Betriebs eines entsprechenden Kraftfahrzeuges steuert die Steuereinrichtung den Aktuator dann unter Berücksichtigung fahrdynamischer Parameter derart an, dass sich eine auf den momentanen fahrdynamischen Zustand optimal abgestimmte, ggf. auch den Fahrzeugkurs korrigierende Einstellung der Vorspur ergibt. Bei dieser Einstellung können ggf. auch vom Fahrer speziell gewählte Fahrmodi berücksichtigt werden.
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Die Planetengetriebe sind selbsthemmend ausgelegt. d. h. der Aktuator kann seitens der Zahnstangenkräfte nicht verdreht werden und muss daher keine permanenten Haltekräfte aufbringen. Der maximale Verlagerungsweg der beiden Zahnstangen gegeneinander ist vorzugsweise durch den Aufbau des Getriebes, oder durch entsprechende Anschlagstrukturen festgelegt, so dass im Falle einer Fehlfunktion des Aktuators keine unzulässig großen Spuränderungen einstellbar sind.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
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1 eine perspektivische Darstellung zur Veranschaulichung eines beispielhaften Grundaufbaus einer unter Einschluss eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes gelenkten Vorderachsanordnung eines Kraftfahrzeuges;
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2 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Innenaufbaus eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes insbesondere für eine Vorderachsanordnung nach 1;
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3 eine perspektivische Schemadarstellung zur weiteren Veranschaulichung des Aufbaus und der Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes mit variabler Vorspureinstellung.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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Die Darstellung nach 1 zeigt die Anordnung eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes G bei einer lenkbar ausgelegten Kraftfahrzeugvorderachse. Das Lenkgetriebe G umfasst ein erstes Zahnstangensegment ZS1, zur Positionierung eines ersten Lenkschenkels L1 der hier dargestellten, lenkbaren Fahrzeugachse. Das Lenkgetriebe G umfasst weiterhin ein zweites Zahnstangensegment ZS2, zur Positionierung eines zweiten Lenkschenkels L2 jener lenkbaren Fahrzeugachse, sowie eine Getriebeanordnung GM zur Aufbringung einer an dem ersten Zahnstangensegment ZS1 und an dem zweiten Zahnstangensegment ZS2 angreifenden Stellkraft.
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Die Getriebeanordnung GM umfasst ein erstes, sowie ein zweites Stellglied R1, R2 (vgl. 2). Das erste Stellglied R1 greift in das erste Zahnstangensegment ZS1 ein. Das zweite Stellglied R2 greift in das zweite Zahnstangensegment R2 ein. Die beiden Stellglieder R1, R2 sind innerhalb der Getriebeanordnung GM miteinander festkörpermechanisch getrieblich gekoppelt. Diese getriebliche Koppelung ist mittels eines Aktuators A derart einstellbar veränderbar, dass nach Maßgabe der Ansteuerung des Aktuators A die beiden Zahnstangensegmente ZS1, ZS2 innerhalb eines begrenzten Stellbereiches gegeneinander verlagerbar sind.
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Die Zahnstangensegmente ZS1, ZS2 sind jeweils über eine Spurstange ST1, ST2 mit dem zugeordneten Lenkschenkel L1, L2 gekoppelt. Das Gesamtsystem ist so ausgelegt, dass dieses in einem Grundzustand eine für einen Standardfahrbetrieb geeignete Vorspureinstellung einnimmt die beispielsweise zu einem relativ geringen Querschlupf und damit einem geringen Reifenverschleiß und einem reduzierten Kraftstoffverbrauch führt. Diese Vorspureinstellung ist hier durch die durchgängigen Linien V1 angedeutet. Unter bestimmten fahrdynamischen Betriebszuständen wird die Vorspureinstellung wie hier durch die Strichpunktlinien V2 angedeutet verändert.
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Das erfindungsgemäße System ist so ausgelegt, dass innerhalb des maximalen Stellbereiches stufenlos die jeweils durch eine Steuereinrichtung C vorgegebene Vorspureinstellung mit hoher Stelldynamik einstellbar ist. Der Aktuator A ist hierzu als elektromechanischer Stelltrieb ausgeführt und verstellt jene die beiden Zahnstangensegments ZS1, ZS2 koppelnde Getriebeanordnung GM unter Einflussnahme auf deren Koppelglieder. Insbesondere im Bereich des Aktuators A kann eine Erfassungseinrichtung, beispielsweise ein Inkrementaldrehgeber vorgesehen sein über welchen der momentane Einstellzustand erfasst und der Steuereinrichtung C mitgeteilt werden kann.
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Der Hauptantrieb der Getriebeanordnung wird GM wird über die Lenkwelle WS1 bewerkstelligt. Das System kann mit einer hier nicht weiter dargestellten Lenkkraftunterstützungsmechanik ausgestattet sein, die entweder in die Lenkwelle WS1 ein entsprechendes Unterstützungsmoment einleitet, oder ggf. in eines der Zahnstangensegmente ZS1, ZS2 eine entsprechende Hilfskraft einkoppelt.
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Der spezielle Innenaufbau und die Kinematik des erfindungsgemäßen Lenkgetriebes werden nachfolgend in Verbindung mit 2 erläutert. Die Darstellung nach 2 zeigt hierbei ein Lenkgetriebe G für eine lenkbar ausgelegte Kraftfahrzeugachse, wie es beispielsweise bei der Anordnung nach 1 eingesetzt werden kann.
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Das Lenkgetriebe G umfasst das erste Zahnstangensegment ZS1, das zweite Zahnstangensegment ZS2, und die hier schematisch dargestellte einer Getriebeanordnung GM zur Aufbringung einer an dem ersten Zahnstangensegment ZS1 und an dem zweiten Zahnstangensegment ZS2 angreifenden Stellkraft. Die Getriebeanordnung GM umfasst ein erstes Stellglied R1 das in das erste Zahnstangensegment ZS1 eingreift, sowie ein zweites Stellglied R2 das in das zweite Zahnstangensegment ZS2 eingreift. Diese beiden Stellglieder R1, R2 sind über die Getriebeanordnung GM miteinander relativ steif, festkörpermechanisch – und mit dem Übersetzungsverhältnis 1:1 – gleichsinnig drehbar getrieblich gekoppelt. Diese getriebliche Koppelung ist mittels des Aktuators A derart einstellbar veränderbar, dass – unabhängig von der Stellung des Antriebsritzels DR – nach Maßgabe der Ansteuerung des Aktuators A die beiden Zahnstangensegmente ZS1, ZS2 innerhalb eines begrenzten Stellbereiches gegeneinander, d. h. gegenläufig verlagerbar sind. Die Grenzen des Stellbereiches sind vorzugsweise so ausgelegt, dass bei diesen die maximale technisch sinnvolle, d. h. zu praxisrelevanten, sinnvollen Sparänderungen führende Verlagerung der beiden Zahnstangensegmente ZS1, ZS2 erreicht wird.
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Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird die spezielle Koppelung erreicht, indem das erste Stellglied R1 und das zweite Stellglied R2 jeweils als Stellritzel SR1, SR2 ausgebildet sind das in das diesem zugeordnete erste, oder entsprechungsgemäß zweite Zahnstangensegment ZS1, ZS2 eingreift. Das erste Stellritzel SR1 steht mit einem ersten Koppelplaneten KP1 in Eingriff, wobei dieser erste Koppelplanet KP1 radial von außen in ein Antriebsritzel DR eingreift.
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Das zweite Stellritzel SR2 steht mit einem zweiten Koppelplaneten KP2 in Eingriff, welcher wiederum radial von außen her in das Antriebsritzel DR eingreift. Über den so aufgebauten Getriebezug ergibt sich also eine festkörpermechanische, hochsteife gleichsinnige Koppelung der beiden in die Zahnstangensegmente ZS1, ZS2 eingreifenden Stellritzel SR1, SR2.
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Bei der dargestellten Ausführungsform sind zudem die beiden Stellritzel SR1, SR2 und das Antriebsritzel DR zueinander gleichachsig zu einer Getriebeachse X angeordnet.
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Der erste Koppelplanet KP1 ist auf einem ersten Planetenträger C1 gelagert, der zweite, Koppelplanet KP2 ist auf einem zweiten Planetenträger C2 gelagert. Der erste und der zweite Planetenträger C1, C2 sind jeweils um eine zur Achse X des Antriebsritzels DR gleichachsig verlaufende Trägerachse schwenkbar ist. Der sich jeweils aus dem Antriebsritzel DR, dem Koppelplaneten KP1; KP2 und dem Stellritzel SR1; SR2 ergebende Getriebezug bildet ein Plus- oder Minusgetriebe, bei welchem im Rahmen des Verschwenkens des Koppelplaneten KP1; KP2 um die Achse X eine Relativdrehung zwischen dem Antriebsritzel DR und dem Stellritzel SR1, SR2 erzwungen wird. Hierzu kann das Antriebsritzel DR so ausgebildet sein, dass dieses z. B. im Wege einer Profilverschiebung im wesentlichen den gleichen Kopfkreisdurchmesser aufweist wie die beiden Stellritzel SR1, SR2, jedoch eine hiervon z. B. um zwei Zähne abweichende Zähnezahl. Im Rahmen des Verschwenkens des Planetenträgers C1, C2 ergibt sich dann zwischen dem Antriebsritzel DR und dem jeweiligen Stellritzel SR1, SR2 eine Relativdrehung („Phasenänderung”) um beispielsweise eine Zahnteilung. Da die Stellritzel SR1, SR2 direkt in die ihnen zugeordneten Zahnstangensegmente ZS1, ZS2 eingreifen, werden diese dann gegeneinander um zwei Zahnteilungen verschoben. Der hierbei generierte Versatz der Spurstangengelenke beträgt dann beispielsweise etwa 12 mm. Dieser Verschiebeweg führt in Abhängigkeit von der Hebellänge der Lenkschenkel zu einer gewünschten Spurwinkeländerung.
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Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind der erste und der zweite Planetenträger C1, C2 derart kinematisch mit dem Aktuator A gekoppelt, dass die beiden Planetenträger C1, C2 im Rahmen des Betriebs des Aktuators A zueinander gegenläufig verschwenkt werden. Es ist auch möglich, den Aktautor A so aufzubauen, dass jeder Planetenträger C1, C2 durch einen eigenen, vorzugsweise elektromechanischen Stelltrieb positioniert werden kann. Dadurch wird es dann möglich, gegenüber der durch das auf der Lenkwelle WS1 sitzende Antriebsritzel DR eingestellten Grundstellung jedes Zahnstangensegment ZS1, ZS2 ggf. mit relativ hoher Dynamik anzusteuern und hier spezielle Winkeistellungen gegenüber der durch das Antriebsritzel DR bestimmten Grundstellung zu realisieren.
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Die Getriebeanordnung GM ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel derart selbsthemmend ausgebildet, dass die beiden Planetenträger C1, C2 nur bei Aktivierung des Aktuators A gegeneinander verlagert werden. Wird der Aktautor A nicht betätigt, so bleibt die eingestellte Relativposition erhalten. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Planetenträger C1, C2 nur in einem eingeschränkten Winkelbereich von z. B. 140° schwenkbar. Das System hat damit eine gewisse fail-save Funktion die sicherstellt, dass die Zahnstangensegmente ZS1, ZS2 nur um eine eingeschränkte Wegstrecke gegeneinander verlagerbar sind.
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Anstelle der hier angedeuteten Ausführungsform mit unterschiedlichen Zähnezahlen zwischen dem Antriebsritzel DR und den beiden Stellritzeln SR1, SR2 ist es auch möglich, z. B. die Koppelplaneten KP1, KP2 als Stufenplaneten auszubilden, so dass sich für die Eingriffsebene zwischen dem Antriebsritzel DR und dem entsprechenden Abschnitt des gestuften Koppelplaneten KP1, KP2 ein anderes Übersetzungsverhältnis ergibt als für die Eingriffsebene zwischen dem anderen Abschnitt des Koppelplaneten KP1, KP2 und dem entsprechenden Stellritzel SR1, SR2.
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Wie bereits in Verbindung mit 1 angesprochen, wird der Aktuator A über eine Steuereinrichtung C angesteuert. Die Steuereinrichtung C ist so ausgelegt, dass diese im Rahmen des Betriebs eines entsprechenden Kraftfahrzeuges den Aktuator unter Berücksichtigung fahrdynamischer Parameter derart ansteuert, dass sich eine auf den momentanen fahrdynamischen Zustand abgestimmte Einstellung der Vorspur ergibt. Soweit das Lenksystem mit einem Lenkhilfsantrieb ausgestattet ist, ist es möglich, die Ansteuerung des Aktuators A und des Lenkhilfsantriebs so aufeinander abzustimmen, dass sich keine vom Fahrer als Eingriff in das Lenkverhalten wahrnehmbare Drehmomentenänderung ergibt. Es ist auch möglich, das System so abzustimmen, dass z. B. bei einer Kurvenfahrt mit einer hierbei angesteuerten Vorspurveränderung der Unterstützungsbeitrag eines Lenkhilfsantriebs reduziert wird und der Fahrer hierdurch ein haptisches Feedback über den Einstellzustand des Lenksystems erhält.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das zwischen den beiden Planetenträgern C1, C2 anliegende, oder das jeweilige an dem Planetenträger angreifende Reaktionsmoment zu erfassen und hierdurch Rückschlüsse auf den momentanen Fahrzeugbetriebszustand und ggf. auch die momentane Bodenhaftung zu ziehen. Dieser Ansatz ist insbesondere bei Achssystemen nutzbar, bei welchen ein relativ großer sog. Lenkrollhalbmesser verwirklicht ist, oder die Lenkachse anderweitig zum Bodenkontaktzentrum versetzt die Fahrbahn schneidet.
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In 3 ist der Aufbau des erfindungsgemäßen Lenkgetriebe G weiter veranschaulicht. Wie bereits oben beschrieben weist das Lenkgetriebe G jeweils ein, einem zu lenkenden Rad zugeordnetes Zahnstangensegment ZS1, ZS2 auf. Die Zahnstangensegmente ZS1, ZS2 sind über zwei Planetengetriebe in Plusgetriebe-Bauweise zu einer Lenkstange WS1 gekoppelt. Bei festgehaltenen Planetenträgern C1, C2 sind die Übersetzungen ausgehend von der Lenkstange WS1 hin zu den Zahnstangensegmenten ZS1, ZS2 identisch. Werden die Planetenträger C1, C2 durch den Aktor A zueinander verdreht, so wird eine (geringfügige) Relativbewegung der Zahnstangensegmente ZS1, ZS2 zueinander hervorgerufen, wodurch sich die Vorspur oder die Lenkwinkel der Räder zueinander ändern. Die Plusgetriebe können wie bereits ausgeführt selbsthemmend ausgelegt werden, so dass es den Zahnstangensegmenten ZS1, ZS2 wie auch der Lenkstange WS1 nicht möglich ist den Aktor A zu drehen. Somit ist keine Haltevorrichtung nötig und die Übersetzung seitens des Aktors A ist hoch
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Die Erfindung eignet sich insbesondere für den Einsatz bei Personenkraftwagen, bei Nutfahrzeugen, Spezialfahrzeugen mit hoher Anforderung an die Wendigkeit. Landwirtschafts- oder auch Baustellenfahrzeugen. Durch das erfindungsgemäße Konzept werden insbesondere bei Personenkraftwagen Potentiale hinsichtlich der Effizienz und Fahrdynamik erschlossen. Das System besteht im Groben aus einem Lenkgetriebe mit Aktuator und -Zahnstangensegmenten d. h. einer Zahnstange pro Rad. Die Zahnstangensegmente ZS1, ZS2 sind über das Lenkgetriebe G kinematisch gekoppelt Bei stillstehendem Aktuator A sind die Übersetzungen von der Lenkstange WS1 hin zu beiden Zahnstangensegmenten ZS1, ZS2 identisch. Die Zahnstangensegmente ZS1, ZS2 führen hierbei keine relative Bewegung zueinander aus.
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Erst wenn eine Bewegung des Aktuators A erfolgt, wird über das Lenkgetriebe G eine relative Bewegung der Zahnstangensegmente ZS1, ZS2 zueiander hervorgerufen. Bei Geradeausfahrt und stillstehender Lenkstange wird alleine die Spureinstellen im Sinne einer Vor- oder Nachspureinstellung geändert. Bei Kurvenfahrt ändern sich die Lenkwinkel je Rad.
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Bei stillstehenden Planetenträgern C1, C2 treibt die Lenkstange WS1 mittelbar über die Sonne DR die Koppelplaneten KP1, KP2 und die Stellritzel SR1, SR2 die Zahnstangen ZS1, ZS2 an. Die Übersetzungen hin zu beiden Lenkstangen sind gleich. Werden durch den Aktuator A die Planetenträger C1, C2 relativ zueinander um die Getriebeachse X verdreht, so werden die Zahnstangensegmente ZS1, ZS2 relativ zueinander bewegt und somit die Vor-/Nachspur geändert.
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Bezugszeichenliste
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- A
- Aktuator
- DR
- Antriebsritzel
- GM
- Getriebeanordnung
- KP1
- Koppelplaneten
- KP2
- Koppelplaneten
- G
- Lenkgetriebe
- V1
- Linie
- L1
- Lenkschenkel
- L2
- Lenkschenkel
- WS1
- Lenkwelle
- C1
- Planetenträger
- C2
- Planetenträger
- ST1
- Spurstange
- ST2
- Spurstange
- R1
- Stellglied
- R2
- Stellglied
- SR1
- Stellritzel
- SR2
- Stellritzel
- V2
- Strichpunktlinie
- C
- Steuereinrichtung
- ZS1
- Zahnstangensegment
- ZS2
- Zahnstangensegment
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19956775 A1 [0005]
- DE 4115880 C2 [0006]
