DE102016207111A1 - handlebar device - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkervorrichtung (12) für eine einer lenkbaren Fahrzeugachse (1) zugeordneten Radaufhängung (2) eines Fahrzeuges, umfassend einen ersten Lenker (13) und einen zweiten Lenker (14), wobei der erste Lenker (13) aus einer mit einer Geradeausstellung des Radträgers (8) korrespondierenden Stellung heraus in Richtung des zweiten Lenkers (14) in einem einen Schwenkwinkelbereich des Radträgers (8) in eine erste Lenkrichtung erhöhenden Umfang bewegbar ausgebildet ist und wobei der zweite Lenker (14) aus einer mit der Geradeausstellung des Radträgers (8) korrespondierenden Stellung heraus in Richtung des ersten Lenkers (13) in einem den Schwenkwinkelbereich des Radträgers (8) in eine zu der ersten Lenkrichtung entgegengesetzten zweiten Lenkrichtung erhöhenden Umfang bewegbar ausgebildet ist. Um eine besonders bauraumgünstige Lenkervorrichtung (12) der vorstehend genannten Art anzugeben, schlägt die vorliegende Erfindung vor, dass die Lenkervorrichtung (12) eine Führungsbahn (18) und einen Aktor (19) umfasst, wobei die Führungsbahn (18) annähernd bogenförmig ausgebildet und mit der Fahrzeugkarosserie (10) verbindbar ist, wobei die Lenker (13, 14) mittels fahrzeugseitiger Lagereinheiten (15, 16) der Lenker (13, 14) entlang der Führungsbahn (18) verschiebbar mit der Führungsbahn (18) verbunden sind und wobei der Aktor (19) zum Verschieben mindestens eines der Lenker (13, 14) entlang der Führungsbahn (18) ausgebildet ist.The present invention relates to a link device (12) for a vehicle axle (1) associated with the wheel suspension (2) of a vehicle, comprising a first link (13) and a second link (14), wherein the first link (13) consists of a with a straight-ahead position of the wheel carrier (8) corresponding position out in the direction of the second link (14) in a pivot angle range of the wheel carrier (8) in a first steering direction increasing extent is formed movable and wherein the second link (14) from one with the straight ahead of Wheel carrier (8) corresponding position out in the direction of the first link (13) in a pivot angle range of the wheel carrier (8) in a direction opposite to the first steering direction second steering direction increasing extent is designed to be movable. To provide a particularly space-saving handlebar device (12) of the aforementioned type, the present invention proposes that the link device (12) comprises a guide track (18) and an actuator (19), wherein the guide track (18) formed approximately arcuate and with the vehicle body (10) is connectable, wherein the handlebars (13, 14) by means of vehicle-side bearing units (15, 16) of the links (13, 14) along the guide track (18) slidably connected to the guide track (18) and wherein the actuator (19) for displacing at least one of the links (13, 14) along the guide track (18) is formed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkervorrichtung für eine einer lenkbaren Fahrzeugachse zugeordneten Radaufhängung eines Fahrzeuges, umfassend einen ersten Lenker und einen zweiten Lenker, wobei die Lenker mittels Lagereinheiten der Lenker sowohl mit einem Radträger des Fahrzeuges als auch mit einer Fahrzeugkarosserie des Fahrzeuges verbindbar sind und sich in Einbaulage zwischen dem Radträger und der Fahrzeugkarosserie mindestens annähernd in einer Fahrzeugquerrichtung des Fahrzeuges erstrecken, wobei der erste Lenker aus einer mit einer Geradeausstellung des Radträgers korrespondierenden Stellung heraus in Richtung des zweiten Lenkers in einem einen Schwenkwinkelbereich des Radträgers in eine erste Lenkrichtung erhöhenden Umfang bewegbar ausgebildet ist und wobei der zweite Lenker aus einer mit der Geradeausstellung des Radträgers korrespondierenden Stellung heraus in Richtung des ersten Lenkers in einem den Schwenkwinkelbereich des Radträgers in eine zu der ersten Lenkrichtung entgegengesetzten zweiten Lenkrichtung erhöhenden Umfang bewegbar ausgebildet ist. The present invention relates to a link device for a vehicle axle associated with a steerable suspension of a vehicle, comprising a first link and a second link, wherein the links are connectable by means of bearing units of the link both with a wheel carrier of the vehicle and with a vehicle body of the vehicle and in Mounting position between the wheel carrier and the vehicle body extend at least approximately in a vehicle transverse direction of the vehicle, wherein the first link is formed from a position corresponding to a straight position of the wheel carrier out in the direction of the second link in a pivot angle range of the wheel carrier in a first steering direction increasing extent movable and wherein the second link from a position corresponding to the straight-ahead position of the wheel carrier in the direction of the first link in a pivot angle range of the wheel carrier in one of the first Steering direction opposite second steering direction increasing extent is designed to be movable.
Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, sind üblicherweise mit lenkbaren Fahrzeugachsen ausgebildet. Dabei werden die Fahrzeuge unter anderem mit sogenannten McPherson-Radaufhängungen im Bereich von lenkbaren Mehrlenkerfahrzeugachsen, wie lenkbaren Vorderachsen, ausgeführt. Zusätzlich dazu existieren verschiedene Radaufhängungskonfigurationen mit Vierlenkern, Dreiecksquerlenkern oder mit Doppelquerlenkern. Vehicles, in particular passenger cars, are usually formed with steerable vehicle axles. Among other things, the vehicles are designed with so-called McPherson wheel suspensions in the area of steerable multi-link vehicle axles, such as steerable front axles. In addition, there are various suspension configurations with four-link, triangular wishbones or double wishbones.
Mit diesen konventionellen Radaufhängungen sind jedoch Schwenkwinkelbereiche von Rädern von lenkbaren Fahrzeugachsen nachteilhafterweise auf etwa +/–40 Grad und damit die Manövrierbarkeit von Fahrzeugen, insbesondere während Einparkvorgängen, beschränkt. Dies resultiert daraus, dass Querlenker von Mehrlenkerachsen in dem jeweils für größere Schwenkwinkelbereiche der Räder benötigten Bauraum im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verlaufend angeordnet sind. With these conventional wheel suspensions, however, pivoting ranges of wheels of steerable vehicle axles are disadvantageously limited to about +/- 40 degrees and thus the maneuverability of vehicles, especially during parking operations. This results from the fact that wishbones of multi-link axles in the space required in each case for larger swivel angle ranges of the wheels space are arranged to extend substantially in the vehicle transverse direction.
Darüber hinaus ist aus der Offenlegungsschrift
Nachteilig dabei ist jedoch, dass die gekröpft ausgeführten Lenker zur Darstellung größerer Lenkwinkel zunehmend aus einer mit einer Geradeausstellung der Räder korrespondierenden Schwenkstellung, in der im Betrieb eines Fahrzeuges auftretende Radkräfte in ausreichendem Umfang über die Lenker karosserieseitig abstützbar sind, heraus in Richtung von den Schwenkwinkelbereich der Räder freigebende Stellungen um eine durch radseitig und karosserieseitig festgelegte Drehlager hindurch verlaufende Schwenkachse herum verschwenkt werden. In den verschwenkten Stellungen der Teilquerlenker sind Radkräfte gegenüber den jeweils mit einer Geradeausstellung der Räder korrespondierenden Stellung der Teilquerlenker während ungünstiger Betriebszustände nur in eingeschränktem Umfang über die Teilquerlenker in die Fahrzeugkarosserie einleitbar und ein Fahrverhalten eines mit einer solchen Radaufhängung ausgeführten Fahrzeuges gegebenenfalls nicht in gewünschtem Umfang zur Verfügung bereitstellbar. A disadvantage, however, is that the cranked handlebars for displaying larger steering angle increasingly from a corresponding with a straight-ahead position of the wheels pivot position, in which occurring during operation of a vehicle wheel forces on a sufficient extent on the handlebar body side can be supported, out in the direction of the swivel angle range of Wheels releasing positions are pivoted around a pivot axis extending through the wheel side and body side fixed pivot bearing pivot axis. In the pivoted positions of the partial control arm are wheel forces compared to each corresponding to a straight-ahead position of the wheels position of the partial control arm during unfavorable operating conditions only to a limited extent on the partial control arm in the vehicle body introduced and a driving behavior of a running with such a suspension vehicle may not to the desired extent Available.
Des Weiteren sind die gekröpften Lenker durch hohe Herstellkosten sowie durch einen hohen Bauraumbedarf gekennzeichnet, der insbesondere für die Schwenkbewegung der Lenker zur Verfügung zu stellen ist. Nachteilhafterweise steht ein solcher Bauraum oftmals nicht im erforderlichen Umfang zur Verfügung, weshalb die bekannte Radaufhängung nur mit hohem konstruktivem Aufwand in bestehende Fahrzeugsysteme implementierbar ist. Furthermore, the cranked handlebars are characterized by high manufacturing costs and by a high space requirement, which is to provide in particular for the pivotal movement of the handlebars available. Disadvantageously, such a construction space is often not available to the required extent, which is why the known suspension can be implemented only with great design effort in existing vehicle systems.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Lenkervorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die bauraumgünstig ist und mittels welcher sowohl eine gute Manövrierfähigkeit eines Fahrzeuges als auch ein gewünschtes Fahrverhalten über einen möglichst großen Betriebsbereich des Fahrzeuges bereitgestellt wird. The present invention is therefore based on the object to provide a link device of the type mentioned, which is space-saving and by means of which both a good maneuverability of a vehicle and a desired driving behavior over the largest possible operating range of the vehicle is provided.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung eine Lenkervorrichtung der eingangs genannten Art vor, wobei die Lenkervorrichtung eine Führungsbahn und einen Aktor umfasst, wobei die Führungsbahn annähernd bogenförmig ausgebildet und mit der Fahrzeugkarosserie verbindbar ist, wobei die Lenker mittels fahrzeugseitiger Lagereinheiten der Lenker entlang der Führungsbahn verschiebbar mit der Führungsbahn verbunden sind und wobei der Aktor zum Verschieben mindestens eines der Lenker entlang der Führungsbahn ausgebildet ist. To solve this problem, the present invention proposes a handlebar device of the type mentioned above, wherein the guide device comprises a guide track and an actuator, wherein the guide track is approximately arcuate and connectable to the vehicle body, wherein the handlebars by means of vehicle-side bearing units of the handlebar along the guideway slidably connected to the guideway and wherein the actuator is designed to move at least one of the links along the guideway.
Erfindungsgemäß ist ein Abstand zwischen fahrzeugseitigen Lagereinheiten der Lenker durch eine mittels des Aktors realisierbare Relativbewegung zwischen den Lenkern veränderbar, wobei der zweite Lenker oder der erste Lenker zum Einstellen einer definierten Stützbreite zwischen den fahrzeugseitigen Lagereinheiten der Lenker während einer den Schwenkwinkelbereich erhöhenden Verstellung des ersten Lenkers oder des zweiten Lenkers zusätzlich jeweils in Richtung der mit der Geradeausstellung des Radträgers korrespondierenden Stellung führbar ist. According to a distance between vehicle-mounted bearing units of the handlebars a realizable by means of the actuator relative movement between the links changeable, wherein the second link or the first link for setting a defined support width between the vehicle-mounted bearing units of the handlebar during a pivot angle range increasing adjustment of the first link or the second link additionally in each case in the direction of the Straight ahead position of the wheel carrier corresponding position is feasible.
Im Unterschied zu aus dem Stand der Technik bekannten Lenkervorrichtungen beziehungsweise Radaufhängungen sind die beiden fahrzeugseitigen Lagereinheiten der Lenker und damit die Lenker der erfindungsgemäßen Lenkervorrichtung während der Darstellung größerer Lenkwinkel, vorzugsweise 90 Grad und gegebenenfalls größer, und eines damit einhergehenden Lenkvorgangs relativ zueinander und jeweils unabhängig von der Bewegung des anderen Lenker mittels des Aktors verschiebbar ausgebildet. Dabei ist jeweils ein Lenker unabhängig von der Stellung des anderen Lenkers in Richtung der mit der Geradeausstellung des Radträgers korrespondierenden Stellung führbar. In contrast to known from the prior art steering devices or suspensions are the two vehicle-mounted bearing units of the handlebar and thus the handlebars of the link device according to the invention during the presentation of larger steering angle, preferably 90 degrees and possibly larger, and an associated steering operation relative to each other and each independently the movement of the other link formed by the actuator displaceable. In this case, in each case one link can be guided independently of the position of the other link in the direction of the position corresponding to the straight-ahead position of the wheel carrier.
Während Lenkbewegungen ausgehend von kleinen Lenkwinkeln hin zu größeren beziehungsweise maximalen Lenkeinschlägen wird derjenige Lenker der erfindungsgemäßen Lenkervorrichtung, der einen größeren Lenkeinschlag eines Radträgers beziehungsweise eines an dem Radträger montierten Rades in der aktuellen Stellung behindert, mittels des Aktors in Richtung des anderen Lenkers und relativ zu diesem bewegt, wodurch eine Kollision zwischen dem Radträger beziehungsweise dem damit verbundenen Rad und dem den Lenkwinkeleinschlag zunächst begrenzenden Lenker vermieden wird und ein angeforderter Lenkeinschlag ermöglicht wird. Der andere Lenker, auf den der eine Lenker zubewegt wird und von dem der Radträger mit dem daran montierten Rad mit steigendem Lenkeinschlag zunehmend beabstandet ist, verbleibt beispielsweise entweder in der mit der Geradeausstellung des Radträgers korrespondierenden Stellung, wird in diese Stellung geführt oder ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lenkervorrichtung gegebenenfalls sogar über die mit der Geradeausstellung des Rades korrespondierende Stellung hinaus verstellbar, um karosserieseitig eine möglichst große Stützbreite zwischen den Lenkern zu erreichen und auch bei hohen Lenkwinkeln ein gewünscht gutes Fahrverhalten bereitzustellen, ohne die Lenker den bei geringen Stützbreiten zwischen den Lenkers jeweils anliegenden hohen Kräften entsprechend massiv und konstruktiv aufwändig ausführen zu müssen. During steering movements starting from small steering angles to larger or maximum steering angles that handlebar of the link device according to the invention, which obstructs a greater steering angle of a wheel carrier or a wheel mounted on the wheel in the current position, by means of the actuator in the direction of the other link and relative to this moves, whereby a collision between the wheel carrier or the associated wheel and the Lenkwinkelwinkel initially limiting the handlebar is avoided and a requested steering angle is enabled. The other link to which the handlebar is moved and from which the wheel carrier with the wheel mounted thereon is increasingly spaced with increasing steering angle, for example, either remains in the position corresponding to the straight ahead position of the wheel carrier, is guided into this position or is at a further advantageous embodiment of the link device according to the invention optionally even beyond the position corresponding to the straight position of the wheel out adjustable to body side to achieve the greatest possible support width between the links and provide a desired good handling even at high steering angles, without the handlebar at low support widths between The handlebars each applied high forces according to massive and constructively complex to perform.
Dadurch wird vorteilhafterweise bewirkt, dass auch bei großen Lenkwinkeln, wie 90 Grad und größer, in Bezug auf die Geradeausstellung des Rades beziehungsweise des Radträgers der Abstand zwischen fahrzeugseitigen Lagereinheiten der Lenker sowohl während der Relativbewegung eines Lenkers in Richtung des anderen Lenkers als auch in der Endposition bei maximalem Lenkeinschlagwinkel größtmöglich haltbar oder einstellbar ist und zwischen den beiden Lenkern betriebszustandsabhängig jeweils ein möglichst großer Winkel und eine damit einhergehende große Stützbreite erzielbar ist beziehungsweise die Lenker möglichst weit auseinander gespreizt sind. This advantageously ensures that even with large steering angles, such as 90 degrees and greater, with respect to the straight-ahead position of the wheel or the wheel carrier, the distance between vehicle-mounted bearing units of the handlebar both during the relative movement of a link in the direction of the other arm as well as in the final position is maximally durable or adjustable at maximum steering angle and between the two links operating state dependent depending on the largest possible angle and an associated large support width is achieved or the handlebars are spread apart as far as possible.
Somit wird eine verbesserte Stabilität des aufgelösten Querlenkers beziehungsweise Dreiecksquerlenkers und damit der gesamten mit der erfindungsgemäßen Lenkervorrichtung ausgebildeten Radaufhängung erzielt und die von dem Rad über den Radträger auf die Radaufhängung wirkenden Kräfte werden durch die erfindungsgemäße Lenkervorrichtung in hierfür günstigem Umfang aufgenommen. Des Weiteren ist die erfindungsgemäße Lenkervorrichtung mit stangenartigen, geradlinig ausgeführten Lenkern herstellbar und auf kosten- und bauraumgünstige Art und Weise in bestehende Fahrzeugsysteme implementierbar. Thus, an improved stability of the dissolved wishbone or wishbone and thus the entire formed with the link device according to the invention wheel suspension is achieved and acting from the wheel on the wheel carrier to the suspension forces are absorbed by the link device according to the invention in this auspicious scope. Furthermore, the link device according to the invention can be produced with rod-like, rectilinearly designed links and can be implemented in existing vehicle systems in a cost-effective and space-saving manner.
Die erfindungsgemäße Lenkervorrichtung ist insbesondere für einen Einsatz im Bereich von antreibbaren lenkbaren Fahrzeugachsen geeignet, deren Räder direkt durch einen jeweils im Bereich der Räder angeordneten elektrischen Radnabenantrieb antreibbar sind, die ohne in Fahrzeugquerrichtung zwischen einem Achsdifferenzial und den Rädern verlaufende Antriebswellen herkömmlicher antreibbarer Fahrzeugachsen ausgeführt sind. The steering device according to the invention is particularly suitable for use in the field of drivable steerable vehicle axles, the wheels are driven directly by an arranged respectively in the wheels electric hub drive, which are carried out without extending in the vehicle transverse direction between an axle differential and the wheels drive shafts conventional drivable vehicle axles.
Vorliegend stellen die Begriffe Schwenkwinkel, Lenkwinkel und Einschlagwinkel jeweils Synonyme zur Beschreibung einer Größe einer Schwenkbewegung zumindest eines Radträgers sowie eines damit gekoppelten Rades einer lenkbaren Fahrzeugachse dar. In the present case, the terms swivel angle, steering angle and steering angle respectively represent synonyms for describing a magnitude of a pivotal movement of at least one wheel carrier and a wheel of a steerable vehicle axle coupled thereto.
Die erfindungsgemäße Lenkervorrichtung ist beispielsweise anstatt eines unteren und/oder eines oberen Dreiecksquerlenkers einer Doppelquerlenkeranordnung oder als Teil einer aufgelösten Mehrlenkeranordnung einsetzbar, um ein Fahrzeug mit hohen Lenkwinkeleinschlägen betreiben zu können. The linkage device according to the invention can be used, for example, instead of a lower and / or an upper wishbone control arm of a double wishbone arrangement or as part of a dissolved multi-link arrangement in order to be able to operate a vehicle with high steering angle impacts.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine annähernd bogenförmig, insbesondere kreisbahnförmig, ausgebildete und mit der Karosserie eines Fahrzeuges verbindbare Führungsbahn vorgesehen, mit der die Lenker über die fahrzeugseitigen Lagereinheiten bewegbar verbunden sind und entlang der die Lenker mit ihren fahrzeugseitigen Lagereinheiten in einem den Abstand zwischen diesen variierenden Umfang verstellbar gelagert sind. Dadurch ist die erfindungsgemäße Relativbewegung zwischen den Lenker beziehungsweise sind die unabhängig voneinander darstellbaren Bewegungen jedes einzelnen Lenkers mit geringem konstruktivem Aufwand entlang der Führungsbahn geometrisch definiert umsetzbar und die Lenkervorrichtung ist als vormontiertes Modul mit geringem Aufwand montierbar. Bei nur mäßig hohen Lenkwinkeleinschlägen kann es ausreichend sein, den Abstand zwischen den Lenkern konstant zu halten und beide Lenker gleichmäßig entlang der Führungsbahn zu verschieben. In the present invention, an approximately arcuate, in particular circular path, trained and connectable to the body of a vehicle guideway is provided, with which the handlebars are movably connected via the vehicle-side storage units and along the handlebars with their vehicle-side storage units in a distance between them varying extent are stored adjustable. Thereby is the relative movement of the invention between the handlebar or the independently representable movements of each individual handlebar with little design effort along the guideway geometrically defined feasible and the link device can be mounted as a preassembled module with little effort. With only moderately high steering angle impacts, it may be sufficient to keep the distance between the links constant and to move both links evenly along the guideway.
Die Führungsbahn ist in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles entweder einstückig ausführbar oder kann auch mehrere einzelne Führungsbahnsegmente umfassen, wobei die Lenkervorrichtung bei letztgenannter Ausgestaltung mit höherem Freiheitsgrad an zur Verfügung stehende Bauräume anpassbar ist und daher eine größere konstruktive Gestaltungsfreiheit bei der Ausbildung der Radaufhängung gegeben ist. The guideway is either in one piece executable depending on the particular application or may also include several individual guideway segments, the link device in the latter embodiment with higher degree of freedom of available space is adaptable and therefore greater design freedom in the design of the suspension is given.
Ein weiterer Vorteil einer Führungsbahn und mit dieser über die fahrzeugseitigen Lagereinheiten bewegbar verbundener Lenker ist der insbesondere in Fahrzeughochrichtung geringe, benötigte Bauraum. Der Bauraumbedarf der erfindungsgemäßen Lenkervorrichtung in Verbindung mit einer Führungsbahn ist auch bezüglich einer Fahrzeughorizontalebene vergleichbar mit dem eines aus dem Stand der Technik bekannten starren Dreieckslenkers, mit dem jedoch lediglich kleine Lenkwinkel realisierbar sind. Another advantage of a guideway and with this over the vehicle-mounted bearing units movably connected handlebar is the low, especially in Fahrzeughochrichtung required space. The space requirement of the link device according to the invention in conjunction with a guideway is also comparable with respect to a vehicle horizontal plane with that of a known from the prior art rigid wishbone, with which, however, only small steering angle can be realized.
Besonders vorteilhaft ist der Aktor, der zum Verschieben mindestens eines der Lenker entlang der Führungsbahn ausgebildet ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist jedem der Lenker ein eigener Aktor zugeordnet. Bei zwei Lenkern umfasst die Lenkervorrichtung dann zwei Aktoren, die unabhängig voneinander betreibbar sind. Particularly advantageous is the actuator, which is designed to move at least one of the links along the guideway. In a preferred embodiment, each of the links is assigned its own actuator. In the case of two links, the link device then comprises two actuators, which can be operated independently of one another.
Ist die erfindungsgemäße Lenkervorrichtung mit einer Anschlageinrichtung ausgeführt, über die eine Bewegung der Lenker zum Variieren des Abstandes zwischen den Lenkern begrenzbar ist, ist auf einfache Art und Weise eine definierte Stellung eines der Lenker oder beider Lenker zueinander und insbesondere an einer Führungsbahn festlegbar. If the handlebar device according to the invention is designed with a stop device by means of which a movement of the links for varying the distance between the links can be limited, a defined position of one of the links or both links relative to one another can be fixed in a simple manner.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung begrenzt die Anschlageinrichtung jeweils eine Bewegung der Lenker über die mit der Geradeausstellung eines Radträgers korrespondierenden Stellung hinaus und/oder limitiert die Anschlageinrichtung eine Bewegung der Lenker über die eine Verstellung eines Lenkers aus der mit der Geradeausstellung eines Radträgers korrespondierenden Stellung heraus in Richtung des anderen Lenkers in einem einen Schwenkwinkelbereich eines Radträgers in die erste oder in die zweite Lenkrichtung erhöhenden Umfang, womit vorteilhafterweise gewährleistet wird, dass die Lenker nicht über die mit der Geradeausstellung korrespondierenden Stellungen hinaus bewegbar sind. In a further advantageous embodiment, the stop means each limits a movement of the handlebars beyond the position corresponding to the straight-ahead position of a wheel carrier and / or limits the stop device a movement of the handlebars via an adjustment of a link from the position corresponding to the straight ahead position of a wheel carrier out in Direction of the other link in a pivot angle range of a wheel carrier in the first or in the second steering direction increasing extent, which advantageously ensures that the links are not movable beyond the positions corresponding to the straight-ahead position.
In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Aktor ein Klemmelement zum lösbaren Klemmen des Aktors an der Führungsbahn aufweist. Mittels des Klemmelementes ist der Aktor an einer bestimmten Stelle auf, in oder an der Führungsbahn festgelegt. Diese Stelle dient als Referenzpunkt für eine Verschiebung eines Lenkers entlang der Führungsbahn. In a very advantageous embodiment of the present invention it is provided that the actuator has a clamping element for releasably clamping the actuator to the guide track. By means of the clamping element of the actuator is fixed at a certain point on, in or on the guideway. This point serves as a reference point for a displacement of a handlebar along the guideway.
In einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der Aktor ein Schubelement zum Verschieben mindestens eines der Lenker entlang der Führungsbahn auf. Das Schubelement kann auch ein Zugelement oder ein kombiniertes Schub-/Zugelement sein, um den Lenker entlang der Führungsbahn zu schieben beziehungsweise zu ziehen. In a further very advantageous embodiment of the present invention, the actuator has a thrust element for displacing at least one of the links along the guideway. The push member may also be a tension member or a combined push / pull member to push or pull the handlebar along the guideway.
In einer optimalen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst der Aktor sowohl ein Klemmelement als auch ein Schub-/Zugelement. Somit ist der Aktor an jeder beliebigen Stelle der Führungsbahn lösbar arretierbar und von dort aus zum Verschieben mindestens eines der Lenker ausgebildet. In an optimal embodiment of the present invention, the actuator comprises both a clamping element and a push / pull element. Thus, the actuator is releasably lockable at any point of the guideway and formed from there to move at least one of the links.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Aktor in einer mit der Führungsbahn in Kontakt stehenden Lagerschale oder einem mit der Führungsbahn in Kontakt stehenden Lagersattel einer der fahrzeugseitigen Lagereinheiten integriert ist. Bei einer derartigen Anordnung sitzt der Aktor direkt auf der Führungsbahn, um ein Klemmen und/oder Verschieben zu bewirken. Des Weiteren stellt die Integration des Aktors in ohnehin vorhandene Bauteile der Lenkervorrichtung eine bauraumsparende Lösung dar. In a particularly advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the actuator is integrated in a bearing shell in contact with the guide track or in a bearing saddle in contact with the guide track of one of the vehicle-mounted bearing units. In such an arrangement, the actuator sits directly on the guideway to effect clamping and / or displacement. Furthermore, the integration of the actuator in already existing components of the link device represents a space-saving solution.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der Aktor ein piezoelektrisches Element oder einen hydraulischen Muskel oder Zylinder oder einen pneumatischen Muskel oder Zylinder oder ein Element aus einem anisotropen flexiblen Magnetwerkstoff, basierend auf einem gummiartigen Kunststoff und darin eingelagertem Bariumferritpulver, auf. Bevorzugt weist der Aktor ein, besonders bevorzugt mehrere piezoelektrische Elemente auf. Piezoelektrische Elemente sind Bauteile, die ihre geometrische Ausdehnung ändern, wenn eine elektrische Spannung an ihnen angelegt wird. Die piezoelektrischen Elemente bilden allein oder in Kombination mit weiteren Bauteilen vorzugsweise eine ringartige Manschette, die die Führungsbahn umschließt und klemmen kann. Sind zwei oder mehrere solcher Manschetten mittels piezoelektrischer Elemente miteinander verbunden, führt eine abwechselnde oder durchlaufende Bestromung der Elemente zu einer kontinuierlichen Klemm-Schiebe-Klemm-Schiebe-Bewegung oder auch robbenden Bewegung des Aktors entlang der Führungsbahn, wodurch der mit dem Aktor assoziierte Lenker entlang der Führungsbahn verschoben wird. Mittels einer Reihenschaltung der piezoelektrischen Elemente sind Verschiebegeschwindigkeiten von bis zu 10 cm/s erreichbar. Zusammenfassend ist es vorteilhaft, wenn das Klemmelement ein oder mehrere piezoelektrische Elemente aufweist und das Schubelement ein oder mehrere piezoelektrische Elemente aufweist. Mehrere piezoelektrische Elemente sind beispielsweise zwei, drei, vier, fünf, sechs, acht oder zehn piezoelektrische Elemente. In another advantageous embodiment of the present invention, the actuator has a piezoelectric element or a hydraulic muscle or cylinder or a pneumatic muscle or cylinder or an element made of an anisotropic flexible magnetic material, based on a rubber-like plastic and embedded barium ferrite powder. Preferably, the actuator, more preferably a plurality of piezoelectric elements. Piezoelectric elements are components that change their geometric extension when an electrical voltage is applied to them. The piezoelectric elements, alone or in combination with other components, preferably form a ring-like sleeve which encloses and can clamp the guideway. Are two or several such cuffs connected by means of piezoelectric elements together, an alternating or continuous energization of the elements leads to a continuous clamping-sliding-clamping-sliding movement or even creeping movement of the actuator along the guide track, whereby the actuator associated with the handlebar along the guideway is moved. Shifting speeds of up to 10 cm / s can be achieved by means of a series connection of the piezoelectric elements. In summary, it is advantageous if the clamping element has one or more piezoelectric elements and the thrust element has one or more piezoelectric elements. For example, a plurality of piezoelectric elements are two, three, four, five, six, eight, or ten piezoelectric elements.
In einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Schubelement einen mit einem Fluid füllbaren Hohlraum zum Anlegen eines Überdruckes an mindestens einen der Lenker aufweist. Vorzugsweise umfasst das Schubelement zwei oder drei Hohlräume, die mit dem ersten Lenker und dem zweiten Lenker in Wirkverbindung stehen. Ein Überdruck in einem der Hohlräume führt zu einem Ausweichen und damit Verschieben des Lenkers entlang der Führungsbahn hin zu einem Hohlraum mit geringerem Druck. Erfindungsgemäße Fluide sind beispielsweise Wasser, Öl und vorzugsweise Luft. Luft bietet den Vorteil, dass sie ubiquitär ist und das Systemgewicht nicht erhöht. Des Weiteren führt eine Undichtigkeit des Hohlraumes nicht zu Umweltschäden und kann durch eine erhöhte Fördermenge kompensiert werden. In an alternative embodiment of the present invention, it is provided that the pushing element has a cavity which can be filled with a fluid for applying an overpressure to at least one of the handlebars. Preferably, the pusher element comprises two or three cavities, which are in operative connection with the first link and the second link. An overpressure in one of the cavities leads to a deflection and thus displacement of the handlebar along the guideway to a cavity with lower pressure. Fluids according to the invention are, for example, water, oil and preferably air. Air has the advantage that it is ubiquitous and does not increase the system weight. Furthermore, a leakage of the cavity does not lead to environmental damage and can be compensated by an increased flow rate.
Hierzu ist es zweckmäßig, dass der Aktor ein Steuerventil aufweist, wobei das Steuerventil mit dem Hohlraum hydraulisch oder pneumatisch leitend verbunden ist. Insbesondere steuert das Steuerventil die Druckverhältnisse in allen Hohlräumen, um Druckunterschiede zwischen den Hohlräumen bereitzustellen, die ein Verschieben des Lenkers entlang der Führungsbahn bewirken. Regelmäßig wird das Steuerventil mit einer Pumpe zum Pumpen des Fluides in Wirkverbindung stehen. Die Verbindungen zwischen dem Hohlraum und dem Steuerventil und dem Steuerventil und der Pumpe sind als Schläuche oder Rohre ausgeführt. For this purpose, it is expedient that the actuator has a control valve, wherein the control valve is connected to the cavity hydraulically or pneumatically conductive. In particular, the control valve controls the pressure ratios in all the cavities to provide pressure differences between the cavities that cause displacement of the handlebar along the guideway. Regularly, the control valve will be operatively connected to a pump for pumping the fluid. The connections between the cavity and the control valve and the control valve and the pump are designed as hoses or pipes.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Hohlraum mittels eines flexiblen Behälters gebildet. Der flexible Behälter ist eine gegenüber der Umgebung abgegrenzte Blase zum Aufnehmen des Fluides. Die Blase kann beispielsweise ein Luftballon oder ein Faltenbalg sein und als Schubelement und/oder Klemmelement des Aktors wirken. In a particularly advantageous embodiment of the present invention, the cavity is formed by means of a flexible container. The flexible container is an environmentally isolated bladder for receiving the fluid. The bladder may for example be a balloon or a bellows and act as a thrust element and / or clamping element of the actuator.
In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der flexible Behälter innerhalb der Führungsbahn angeordnet ist. Da die Führungsbahn vorzugsweise von einem hohlen Rundrohr gebildet ist, steht ein vor negativen Umwelteinflüssen geschütztes hohles Inneres des Rundrohres zur Verfügung, um darin insbesondere drei flexible Behälter anzuordnen. Die drei flexiblen Behälter sind durch die zwei Lenker getrennt und mittels Endstücke der Führungsbahn, die Anschlageinrichtungen sein können, in der Führungsbahn eingesperrt. Jeder der drei flexiblen Behälter ist mit dem Steuerventil in hydraulischer oder pneumatischer Verbindung. Je nach Druckverteilung in den drei flexiblen Behältern erfahren der erste Lenker und der zweite Lenker eine Festlegung ihrer Position oder eine Verschiebung ihrer Position entlang der Führungsbahn. In a very advantageous embodiment of the present invention it is provided that the flexible container is arranged within the guideway. Since the guideway is preferably formed by a hollow round tube, a protected from negative environmental influences hollow interior of the round tube is available to arrange in particular three flexible container. The three flexible containers are separated by the two links and locked in the guideway by means of end pieces of the guideway, which may be stop devices. Each of the three flexible containers is in hydraulic or pneumatic communication with the control valve. Depending on the pressure distribution in the three flexible containers, the first link and the second link experience a determination of their position or a shift of their position along the guideway.
Alternativ zu der zuvor beschriebenen Ausgestaltung kann der flexible Behälter außerhalb der Führungsbahn angeordnet sein. Insbesondere kann der flexible Behälter die Führungsbahn ummantelnd ausgebildet sein. Diese Konfigurationen sind dann besonders zweckmäßig, wenn die Führungsbahn kann hohles Inneres aufweist. Bei einer äußeren Anordnung ist der flexible Behälter anisotrop flexibel ausgebildet. Der anisotrop flexible Behälter dehnt sich im Wesentlichen lediglich in einer Längsrichtung aus, die vorzugsweise parallel zu der Führungsbahn orientiert ist. Alternatively to the embodiment described above, the flexible container may be arranged outside the guideway. In particular, the flexible container may be formed ummantelnd the guideway. These configurations are particularly useful when the guideway may have hollow interior. In an external arrangement, the flexible container is anisotropically flexible. The anisotropically flexible container expands substantially only in a longitudinal direction, which is preferably oriented parallel to the guideway.
In einer konstruktiv sehr einfachen und damit robusten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Hohlraum mittels der Führungsbahn gebildet ist. Hierzu ist die Führungsbahn fluiddicht ausgebildet. Ein flexibler Behälter ist dann obsolet. In a structurally very simple and therefore robust embodiment of the present invention, it is provided that the cavity is formed by means of the guide track. For this purpose, the guide track is formed fluid-tight. A flexible container is then obsolete.
Die vorliegende Erfindung wird in mehreren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnungen zu entnehmen sind. The present invention will be described by way of example in several preferred embodiments with reference to the drawings, wherein further advantageous details are shown in the figures of the drawings.
Die Figuren der Zeichnungen zeigen im Einzelnen: The figures of the drawings show in detail:
Die
Zusätzlich umfasst die Radaufhängung
Die zwei Lenker
Hierfür ist eine wenigstens annähernd bogenförmig ausgeführte und mit der Fahrzeugkarosserie
Die fahrzeugseitigen Lagereinheiten
Der Abstand A zwischen den fahrzeugseitigen Lagereinheiten
Neben der Führungsbahn
In den mit der Geradeausstellung des Radträgers
Die
Dargestellt sind die untere Lenkervorrichtung
Die
Ein beispielhafter Verfahrensablauf zum Verschieben des ersten Lenkers
Die
Der hierzu vorgesehene Aktor
Um beispielsweise den Lenker
Die
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Fahrzeugachse vehicle axle
- 2 2
- Radaufhängung Arm
- 3 3
- Lenkereinrichtung link means
- 4 4
- Verbindungsbereich connecting area
- 5 5
- Lenker handlebars
- 6 6
- Lenker handlebars
- 7 7
- Verbindungsgelenk connecting joint
- 8 8th
- Radträger wheel carrier
- 9 9
- Schutzblech mudguard
- 9A 9A
- Rad wheel
- 10 10
- Fahrzeugkarosserie vehicle body
- 11 11
- Fahrzeugseitige Lagereinheit Vehicle-side storage unit
- 12 12
- Lenkervorrichtung handlebar device
- 13 13
- Erster Lenker First handlebar
- 14 14
- Zweiter Lenker Second handlebar
- 15 15
- Fahrzeugseitige Lagereinheit Vehicle-side storage unit
- 16 16
- Fahrzeugseitige Lagereinheit Vehicle-side storage unit
- 17 17
- Radträgerseitige Lagereinheit Wheel carrier bearing unit
- 18 18
- Führungsbahn guideway
- 19 19
- Aktor actuator
- 20 20
- Anschlageinrichtung stop device
- 99A 99A
- Radträger-Rad-Einheit Wheel and wheel assembly
- 99B 99B
- Radträger-Rad-Einheit Wheel and wheel assembly
- 112 112
- Feder-Dämpfer-System Spring-damper system
- 300 300
- Klemmelement clamping element
- 301 301
- Schubelement push element
- 302 302
- Piezoelektrisches Element Piezoelectric element
- 303 303
- Piezoelektrisches Element Piezoelectric element
- 304 304
- Hohlraum cavity
- 305 305
- Steuerventil control valve
- 306 306
- Flexibler Behälter Flexible container
- A A
- Abstand distance
- L L
- Lenkrichtung steering direction
- R R
- Lenkrichtung steering direction
- x x
- Fahrzeuglängsrichtung Vehicle longitudinal direction
- y y
- Fahrzeugquerrichtung Vehicle transverse direction
- z z
- Fahrzeughochrichtung Vehicle vertical direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102012203382 A1 [0004] DE 102012203382 A1 [0004]
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-
2016
- 2016-04-27 DE DE102016207111.4A patent/DE102016207111A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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