DE102016217778A1

DE102016217778A1 - Steering device for a vehicle

Info

Publication number: DE102016217778A1
Application number: DE102016217778.8A
Authority: DE
Inventors: Uwe Fehr; Jens Heimann; Alexander Neu
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-09-16
Filing date: 2016-09-16
Publication date: 2018-03-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend einen Aktuator (1), der dazu vorgesehen ist, eine Schubstange (2) mit einer Axialkraft zu beaufschlagen, wobei die Schubstange (2) beidseitig mit einem jeweiligen Umlenkhebel (3a, 3b) gelenkig verbunden ist, wobei der jeweilige Umlenkhebel (3a, 3b) eine jeweilige Führungsbahn (4a, 4b) zur Aufnahme und Führung zumindest eines distalen Endabschnitts der Schubstange (2) aufweist, wobei ferner der jeweilige Umlenkhebel (3a, 3b) mit einer jeweiligen Spurstange (5a, 5b) gelenkig verbunden ist, und wobei die jeweilige Spurstange (5a, 5b) mit einem jeweiligen Spurhebel (6a, 6b) gelenkig verbunden ist, wobei der jeweilige Spurhebel (6a, 6b) mit einem jeweiligen Radträger (7a, 7b) wirkverbunden ist, um ein jeweiliges Rad (8a, 8b) einer Fahrzeugachse (9) nach Maßgabe einer Axialbewegung der Schubstange (2) zu lenken, und wobei der jeweilige Umlenkhebel (3a, 3b) dazu vorgesehen ist, ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Schubstange (2) und der jeweiligen Spurstange (5a, 5b) zu ändern, um die Axialkraft am Aktuator (1) zu senken.The invention relates to a steering device for a vehicle, comprising an actuator (1) which is provided to act on a push rod (2) with an axial force, wherein the push rod (2) on both sides with a respective lever (3a, 3b) articulated wherein the respective deflection lever (3a, 3b) has a respective guide track (4a, 4b) for receiving and guiding at least one distal end portion of the push rod (2), wherein furthermore the respective shift lever (3a, 3b) is connected to a respective tie rod (5a , 5b), and wherein the respective tie rod (5a, 5b) is pivotally connected to a respective toe lever (6a, 6b), wherein the respective toe lever (6a, 6b) is operatively connected to a respective wheel carrier (7a, 7b) to steer a respective wheel (8a, 8b) of a vehicle axle (9) in accordance with an axial movement of the push rod (2), and wherein the respective reversing lever (3a, 3b) is provided to provide a transmission ratio between d to change the push rod (2) and the respective tie rod (5a, 5b) to lower the axial force on the actuator (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein PKW oder NKW. Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich sowohl auf Einzelradaufhängungen als auch auf Starrachsen von Fahrzeugen. The invention relates to a steering device for a vehicle, in particular for a car or commercial vehicle. The field of application of the invention extends to both independent and solid axles of vehicles.

Bei dem Einsatz von Einzelradaufhängungen in Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen, wie beispielsweise Sattelzugmaschinen, werden Zahnstangenlenkungssysteme verwendet. Das Zahnstangenlenkungssystem umfasst einen Linearaktuator der über Spurstangen mit der Radaufhängung verbunden ist. In the use of independent wheel suspensions in passenger cars and commercial vehicles, such as tractor units, rack and pinion steering systems are used. The rack and pinion steering system comprises a linear actuator which is connected via tie rods to the suspension.

Das Zahnstangenlenkungssystem hat systembedingt ein sehr stark wechselndes Übersetzungsverhältnis zwischen dem Aktuator und der Radbewegung. Aufgrund der Streckung in den Endlagen wird hier eine vergleichsweise große Aktuatorkraft benötigt. Daher wird der Aktuator leistungstechnisch derart ausgelegt, dass die Aktuatorkraft für die Einleitung eines maximalen Lenkwinkels ausreicht, obwohl das an der Lenkachse des Rades auftretende Moment sich nahezu konstant über dem Lenkwinkel verhält. Due to the system, the rack-and-pinion steering system has a very strongly changing transmission ratio between the actuator and the wheel movement. Due to the extension in the end positions, a comparatively large actuator force is required here. Therefore, the actuator performance is designed so that the Aktuatorkraft sufficient for the initiation of a maximum steering angle, although the occurring at the steering axis of the wheel torque behaves almost constantly above the steering angle.

Aus der DE 10 2006 052 252 A1 geht eine Einzelradaufhängung für ein Kraftfahrzeug hervor, bei der wenigstens ein erster und mindestens ein zweiter Lenker jeweils gelenkig mit einem ein Fahrzeugrad tragenden Radträger gekoppelt sind. Die Einzelradaufhängung weist Ausgleichsmittel zur Korrektur von Radstellungen auf, wobei wenigstens der erste und der zweite Lenker ein Ausgleichsmittel aufweisen oder mit einem Ausgleichsmittel verbunden sind und mindestens zwei Ausgleichsmittel eines jeden Rades durch wenigstens ein Kopplungsglied miteinander verbunden sind. From the DE 10 2006 052 252 A1 is an independent suspension for a motor vehicle, in which at least one first and at least one second link are each pivotally coupled to a wheel bearing a vehicle wheel. The independent suspension has compensation means for correcting wheel positions, wherein at least the first and the second link have a compensation means or are connected to a compensation means and at least two compensation means of each wheel are interconnected by at least one coupling member.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug weiterzuentwickeln, wobei insbesondere eine Lenkkinematik der Lenkvorrichtung verbessert werden soll. The invention has for its object to further develop a steering device for a vehicle, in particular, a steering kinematics of the steering device to be improved.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. The object is solved by the subject matter of claim 1. Preferred embodiments are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug umfasst einen Aktuator, der dazu vorgesehen ist, eine Schubstange mit einer Axialkraft zu beaufschlagen, wobei die Schubstange beidseitig mit einem jeweiligen Umlenkhebel gelenkig verbunden ist, wobei der jeweilige Umlenkhebel eine jeweilige Führungsbahn zur Aufnahme und Führung zumindest eines distalen Endabschnitts der Schubstange aufweist, wobei ferner der jeweilige Umlenkhebel mit einer jeweiligen Spurstange gelenkig verbunden ist, und wobei die jeweilige Spurstange mit einem jeweiligen Spurhebel gelenkig verbunden ist, wobei der jeweilige Spurhebel mit einem jeweiligen Radträger wirkverbunden ist, um ein jeweiliges Rad einer Fahrzeugachse nach Maßgabe einer Axialbewegung der Schubstange zu lenken, und wobei der jeweilige Umlenkhebel dazu vorgesehen ist, ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Schubstange und der jeweiligen Spurstange zu ändern, um die Axialkraft am Aktuator zu senken. The steering device according to the invention for a vehicle comprises an actuator which is provided to act on a push rod with an axial force, wherein the push rod is hingedly connected on both sides with a respective bellcrank, wherein the respective bellcrank a respective guideway for receiving and guiding at least one distal end portion the push rod, further wherein the respective lever is pivotally connected to a respective tie rod, and wherein the respective tie rod is pivotally connected to a respective toe lever, wherein the respective toe lever is operatively connected to a respective wheel carrier to a respective wheel of a vehicle axle in accordance with a To direct axial movement of the push rod, and wherein the respective lever is intended to change a gear ratio between the push rod and the respective tie rod to lower the axial force on the actuator.

Mit anderen Worten erfolgt am jeweiligen Umlenkhebel eine Übersetzungsänderung, wobei die maximale Axialkraft, die vom Aktuator aufgebracht werden muss, um einen maximalen Lenkwinkeln einzustellen, deutlich gesenkt wird. Somit kann der Aktuator leistungstechnisch kleiner ausgelegt werden, wobei die Leistungsreduktion des Aktuators gleichzeitig mit einer Gewichtsreduktion und einer Kostenreduktion einhergeht. Der Aktuator ist besonders kompaktbauend ausgebildet. In other words, a ratio change takes place at the respective reversing lever, wherein the maximum axial force that has to be applied by the actuator in order to set a maximum steering angle is significantly reduced. Thus, the actuator performance can be made smaller, the power reduction of the actuator is accompanied at the same time with a weight reduction and cost reduction. The actuator is designed to be particularly compact.

Ferner bietet die erfindungsgemäße Lösung eine größere Gestaltungsfreiheit durch die Auswahl der jeweiligen Übersetzung. Insbesondere kann dadurch auch ein Lenkwinkelfehler gesenkt werden. Furthermore, the solution according to the invention offers greater design freedom through the selection of the respective translation. In particular, thereby also a steering angle error can be reduced.

Unter einer gelenkigen Verbindung ist zu verstehen, dass zwei gelenkig miteinander verbundene Bauteile, beispielsweise die Koppelstange und die Spurstange, beweglich miteinander verbunden sind und wenigstens ein Freiheitsgrad aufweisen. Insbesondere sind die jeweilige Koppelstange und die jeweilige Spurstange mittels eines Kugelgelenks miteinander verbunden. Vorzugsweise ist die jeweilige Spurstange mittels eines Kugelgelenks oder mittels eines Gummilagers mit dem jeweiligen Spurhebel verbunden. Under an articulated connection is to be understood that two articulated interconnected components, such as the coupling rod and the tie rod, are movably connected to each other and have at least one degree of freedom. In particular, the respective coupling rod and the respective tie rod are connected to each other by means of a ball joint. Preferably, the respective tie rod is connected by means of a ball joint or by means of a rubber bearing with the respective track lever.

Unter wirkverbunden ist zu verstehen, dass zwei Elemente direkt miteinander verbunden sein können, oder sich zwischen zwei Elemente noch weitere Elemente befinden, beispielsweise eine oder mehrere Wellen, Koppelstangen oder ähnliche Elemente. Actively connected is to be understood that two elements can be directly connected to each other, or there are other elements between two elements, for example, one or more waves, tie rods or similar elements.

Die jeweilige Führungsbahn ist zur Aufnahme und Führung des jeweiligen distalen Endabschnitts der Schubstange vorgesehen. Mithin ist die Schubstange axial zwischen den beiden Umlenkhebel in der jeweiligen Führungsbahn am jeweiligen Umlenkhebel beweglich aufgenommen. Insbesondere ist die Führungsbahn nutförmig im jeweiligen Umlenkhebel ausgebildet. Vorzugsweise ist die jeweilige Führungsbahn durch Fräsen ausgebildet. Ferner bevorzugt erstreckt sich die jeweilige Führungsbahn im Wesentlichen über die Gesamtlänge des Umlenkhebels. The respective guideway is provided for receiving and guiding the respective distal end portion of the push rod. Consequently, the push rod is accommodated axially movably between the two deflection levers in the respective guide track on the respective deflection lever. In particular, the guideway is groove-shaped in the respective lever. Preferably, the respective guideway is formed by milling. Further preferably, the respective guide track extends substantially over the entire length of the reversing lever.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist die jeweilige Führungsbahn am jeweiligen Umlenkhebel linear ausgebildet. Dadurch erfolgt bei einer axialen Verschiebung der Schubstange lediglich eine lineare Bewegung des jeweiligen Umlenkhebels gemäß der jeweiligen linearen Führungsbahn. According to a first embodiment, the respective guide track is formed linearly on the respective deflection lever. As a result, in the case of an axial displacement of the push rod, only a linear movement of the respective deflection lever takes place according to the respective linear guide track.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist die jeweilige Führungsbahn am jeweiligen Umlenkhebel gekrümmt ausgebildet. Dadurch erfolgt bei einer axialen Verschiebung der Schubstange eine bogenförmige Bewegung des jeweiligen Umlenkhebels gemäß der jeweiligen gekrümmten Führungsbahn. According to a second embodiment, the respective guide track is formed curved on the respective lever. This results in an axial displacement of the push rod, an arcuate movement of the respective deflection lever according to the respective curved guideway.

Ferner ermöglicht die gekrümmte Ausbildung der jeweiligen Führungsbahn eine gezielte Einstellung einer Abweichung von dem idealen Lenkdifferenzwinkel nach Ackermann. Insbesondere wird die Minimierung eines sogenannten Lenkfehlers ermöglicht, die mit einer Annäherung am idealen Lenkdifferenzwinkel nach Ackermann einhergeht. Eine Annäherung am idealen Lenkdifferenzwinkel nach Ackermann senkt den Reifenverschleiß und den Rollwiderstand in Kurven. Demgegenüber verringert eine zunehmende Abweichung vom Lenkdifferenzwinkel nach Ackermann den Wendekreis des Fahrzeugs. Furthermore, the curved design of the respective guideway allows a targeted adjustment of a deviation from the ideal steering difference angle according to Ackermann. In particular, the minimization of a so-called steering error is made possible, which goes hand in hand with an approximation of the ideal steering difference angle according to Ackermann. An approximation of the ideal steering differential angle according to Ackermann reduces tire wear and rolling resistance in curves. In contrast, an increasing deviation from the steering difference angle according to Ackermann reduces the turning circle of the vehicle.

Da die beiden Räder einer Lenkachse auf unterschiedlichen Kurvenradien laufen, weisen die Räder unterschiedliche Ackermannwinkel auf. Der Lenkwinkel an einem kurveninneren Rad ist größer als der Lenkwinkel an einem kurvenäußeren Rad. Der Lenkdifferenzwinkel nach Ackermann steigt mit zunehmendem Lenkwinkel an. Insbesondere kann der jeweilige Lenkwinkel am jeweiligen Rad mittels der Formgebung der jeweiligen Führungsbahn am jeweiligen Umlenkhebel gezielt eingestellt werden. Mithin nimmt die Gestaltung der jeweiligen Führungsbahn direkten Einfluss auf die Lenkbewegung des jeweiligen Rades. Since the two wheels of a steering axle run on different curve radii, the wheels have different Ackermann angles. The steering angle on a curve-inward wheel is greater than the steering angle on a curve-outside wheel. The steering angle difference according to Ackermann increases with increasing steering angle. In particular, the respective steering angle can be selectively adjusted on the respective wheel by means of the shaping of the respective guide track on the respective reversing lever. Consequently, the design of the respective guideway directly influences the steering movement of the respective wheel.

Bevorzugt ist der jeweilige Umlenkhebel zumindest teilweise festgelegt, wobei der jeweilige Umlenkhebel ein Scharniergelenk zur Realisierung einer Schwenkbewegung aufweist. Das Scharniergelenk weist einen einzigen Freiheitsgrad auf und ermöglicht somit eine Drehung um den festgelegten Punkt in einem begrenzten Winkelbereich. Aufgrund des Scharniergelenks nimmt der Aktuator keinen Einfluss auf die Spurveränderung beim Einfedern des jeweiligen Rades. Denn das Scharniergelenk lässt lediglich eine Drehbewegung um den festgelegten Punkt zu. Ferner ist es auch denkbar den jeweiligen Umlenkhebel über ein jeweiliges Gelenk festzulegen, dass zumindest zwei Freiheitsgrade aufweist. Ein Beispiel dafür ist ein Kreuzgelenk. Preferably, the respective reversing lever is at least partially fixed, wherein the respective reversing lever has a hinge joint for realizing a pivoting movement. The hinge joint has a single degree of freedom and thus allows rotation about the fixed point in a limited angular range. Due to the hinge joint of the actuator does not affect the track change during compression of the respective wheel. Because the hinge joint allows only a rotational movement around the specified point. Furthermore, it is also conceivable to fix the respective reversing lever via a respective joint that has at least two degrees of freedom. An example of this is a universal joint.

Insbesondere ist der Umlenkhebel rahmenfest, lenkerfest oder radträgerfest ausgebildet. Somit kann der jeweilige Umlenkhebel, bzw. zumindest ein Teilabschnitt des jeweiligen Umlenkhebels gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel fest an einem jeweiligen Rahmenbauteil des Fahrzeugs festgelegt werden. Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel kann der jeweilige Umlenkhebel, bzw. zumindest ein Teilabschnitt des jeweiligen Umlenkhebels, fest an einem jeweiligen Lenker des Fahrzeugs festgelegt sein. Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel kann der jeweilige Umlenkhebel, bzw. zumindest ein Teilabschnitt des jeweiligen Umlenkhebels, fest an einem jeweiligen Radträger des Fahrzeugs festgelegt sein. Eine Schwenkbewegung des jeweiligen Umlenkhebels wird stets ermöglicht. In particular, the lever is frame-fixed, handlebar-resistant or Radträgerfest trained. Thus, the respective reversing lever, or at least a portion of the respective reversing lever according to a first embodiment fixedly fixed to a respective frame member of the vehicle. According to a second embodiment, the respective reversing lever, or at least a portion of the respective reversing lever, be fixed to a respective handlebar of the vehicle. According to a third embodiment, the respective reversing lever, or at least a portion of the respective reversing lever, fixed to a respective wheel carrier of the vehicle. A pivoting movement of the respective reversing lever is always possible.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Aktuator mit einer Eingangswelle wirkverbunden ist, wobei der Aktuator dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Eingangswelle in eine translatorische Bewegung der Schubstange umzuwandeln. Unter einer translatorischen Bewegung ist eine lineare Bewegung in Längsrichtung der Schubstange zu verstehen. The invention includes the technical teaching that the actuator is operatively connected to an input shaft, wherein the actuator is provided to convert a rotational movement of the input shaft into a translational movement of the push rod. By a translational movement is meant a linear movement in the longitudinal direction of the push rod.

Die Eingangswelle ist zumindest mittelbar mit einer Lenkhandhabe, vorzugsweise einem Lenkrad verbunden. Die Lenkbewegung der Lenkhandhabe wird über die Lenkvorrichtung in eine Lenkbewegung des Fahrzeugs umwandelt. Dazu wird die Drehbewegung der Eingangswelle über den Aktuator in die translatorische Bewegung der Schubstange umgewandelt, wobei die Schubstange über den jeweiligen gelenkig damit verbundenen Umlenkhebel, der jeweiligen gelenkig damit verbundenen Spurstange und dem jeweiligen gelenkig damit verbundenen Spurhebel mit der jeweiligen Radaufhängung und somit auch mit dem jeweiligen Rad der lenkbaren Fahrzeugachse zusammenwirkt. The input shaft is at least indirectly connected to a steering handle, preferably a steering wheel. The steering movement of the steering handle is converted via the steering device into a steering movement of the vehicle. For this purpose, the rotational movement of the input shaft is converted via the actuator in the translational movement of the push rod, wherein the push rod on the respective articulated lever associated, the respective articulated tie rod and the respective articulated associated toe lever with the respective suspension and thus with the respective wheel of the steerable vehicle axle cooperates.

Die Eingangswelle kann über den Aktuator mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch mit der Schubstange gekoppelt sein. Die mechanische Koppelung ist aufgrund der einfachen Herstellung vorzugsweise über eine Zahnrad-Zahnstangen-Kombination realisierbar. Hierzu befindet sich beispielsweise auf der Eingangswelle ein erstes Zahnrad, welches mit einer auf der Schubstange angeordneten Zahnstange kämmt. Eine Rotation der Eingangswelle bewirkt eine Rotation des Zahnrads, welches im Zahneingriff mit der Zahnstange steht, wodurch die Zahnstange mitsamt der Schubstange axial verschoben wird. Bevorzugt ist die Schubstange als Zahnstange ausgebildet und somit einteilig in die Schubstange integriert. The input shaft may be mechanically, electrically, pneumatically or hydraulically coupled to the push rod via the actuator. The mechanical coupling is preferably realized via a gear-rack combination due to the ease of manufacture. For this purpose, for example, is located on the input shaft, a first gear, which meshes with a rack arranged on the rack. A rotation of the input shaft causes a rotation of the gear, which is in meshing engagement with the rack, whereby the rack is axially displaced together with the push rod. Preferably, the push rod is designed as a rack and thus integrally integrated into the push rod.

Die elektrische Koppelung der Eingangswelle mit der Schubstange kann dergestalt sein, dass auf der Eingangswelle ein Sensor angeordnet ist, welcher eine Rotation der Eingangswelle erkennt. Demgegenüber ist an den Schubstang ein Aktuator angeordnet, welcher die Schubstange axial verschieben kann, wobei der Aktuator bei einer Erkennung einer Rotation der Eingangswelle durch den Sensor angesteuert wird, um die Schubstange dementsprechend zu verschieben. The electrical coupling of the input shaft with the push rod may be such that a sensor is arranged on the input shaft, which detects a rotation of the input shaft. In contrast, the push rod is an actuator arranged, which can move the push rod axially, wherein the actuator is actuated upon detection of rotation of the input shaft by the sensor to move the push rod accordingly.

Bei einer hydraulischen oder pneumatischen Koppelung sind beispielsweise auf der Eingangswelle ein oder mehrere Ventile als Sensoren angeordnet. Bei Rotation der Eingangswelle wird ein Druckmedium in zwei an der Schubstange angeordnete Arbeitszylinder eingeleitet, wodurch je eine Kolbenstange des Arbeitszylinders aus- oder einfährt. Die Kolbenstange ist wiederum mit der Schubstange verbunden, wodurch diese beim Aus- oder Einfahren der Kolbenstangen axial verschoben wird. In a hydraulic or pneumatic coupling, for example, one or more valves are arranged as sensors on the input shaft. Upon rotation of the input shaft, a pressure medium is introduced into two arranged on the push rod working cylinder, whereby ever a piston rod of the working cylinder off or retracts. The piston rod is in turn connected to the push rod, whereby it is displaced axially when extending or retracting the piston rods.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt In the following preferred embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. This shows

1 eine stark vereinfachte schematische Draufsicht einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung, und 1 a highly simplified schematic plan view of a steering device according to the invention, and

2 eine schematische Perspektivdarstellung der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung gemäß 1. 2 a schematic perspective view of the steering device according to the invention 1 ,

Gemäß den 1 und 2 weist eine erfindungsgemäße Lenkvorrichtung für ein – hier nicht dargestelltes – Fahrzeug einen Aktuator 1 auf, der mit einer Eingangswelle 11 und einer Schubstange 2 wirkverbunden ist. Der Aktuator 1 ist dazu vorgesehen, eine Drehbewegung der Eingangswelle 11 in eine translatorische Bewegung der Schubstange 2 umzuwandeln. Mithin kommt es bei einer Drehung der Eingangswelle 11 in eine erste Drehrichtung zu einer Axialbewegung der Schubstange 2 in Richtung eines ersten Rades 8a. Dementsprechend kommt es bei einer Drehung der Eingangswelle 11 in eine zweite Drehrichtung zu einer Axialbewegung der Schubstange 2 in Richtung eines zweiten Rades 8b. Die beiden Räder 8a, 8b sind Teil einer Fahrzeugachse 9 und werden nach Maßgabe einer Drehbewegung an der Eingangswelle 11 über die Lenkvorrichtung zumindest teilweise um eine jeweilige Lenkachse 15a, 15b gedreht. According to the 1 and 2 has a steering device according to the invention for a - not shown here - an actuator 1 on that with an input shaft 11 and a push rod 2 is actively connected. The actuator 1 is intended to provide a rotational movement of the input shaft 11 in a translational movement of the push rod 2 convert. Consequently, it comes with a rotation of the input shaft 11 in a first direction of rotation to an axial movement of the push rod 2 in the direction of a first wheel 8a , Accordingly, it comes with a rotation of the input shaft 11 in a second direction of rotation to an axial movement of the push rod 2 in the direction of a second wheel 8b , The two wheels 8a . 8b are part of a vehicle axle 9 and are in accordance with a rotational movement on the input shaft 11 at least partially about a respective steering axis via the steering device 15a . 15b turned.

Der Aktuator 1 ist dazu vorgesehen die Schubstange 2 mit einer Axialkraft zu beaufschlagen. Vorliegend ist die Schubstange 2 einteilig ausgebildet und weist zwei distale Enden auf. Die Schubstange 2 ist an dem jeweiligen distalen Ende mit einem jeweiligen Umlenkhebel 3a, 3b gelenkig verbunden, wobei der jeweilige Umlenkhebel 3a, 3b eine jeweilige Führungsbahn 4a, 4b zur Aufnahme und Führung des distalen Endabschnitts der Schubstange 2 aufweist. Insbesondere ist die jeweilige Führungsbahn 4a, 4b am jeweiligen Umlenkhebel 3a, 3b gekrümmt ausgebildet. Durch die gekrümmte Ausbildung der jeweiligen Führungsbahn 4a, 4b, wird ein Lenkfehler minimiert, wobei damit verbunden auch der Reifenverschleiß und der Rollwiderstand des Fahrzeugs gesenkt werden. The actuator 1 is intended to push rod 2 to apply an axial force. Here is the push rod 2 formed in one piece and has two distal ends. The push rod 2 is at the respective distal end with a respective lever 3a . 3b articulated, wherein the respective lever 3a . 3b a respective guideway 4a . 4b for receiving and guiding the distal end portion of the push rod 2 having. In particular, the respective guideway 4a . 4b at the respective lever 3a . 3b formed curved. Due to the curved design of the respective guideway 4a . 4b , a steering error is minimized, which in turn also reduces the tire wear and the rolling resistance of the vehicle.

Der jeweilige Umlenkhebel 3a, 3b ist zumindest teilweise rahmenfest angeordnet und somit zumindest teilweise beweglich, insbesondere schwenkbar an einem Rahmen 13 des Fahrzeugs festgelegt. Des Weiteren weist der jeweilige Umlenkhebel 3a, 3b ein Scharniergelenk 10a, 10b auf, wobei das jeweilige Scharniergelenk 10a, 10b eine Drehbewegung des jeweiligen Umlenkhebels 3a, 3b am Rahmen 13 ermöglicht. Ferner ist der jeweilige Umlenkhebel 3a, 3b über ein jeweiliges Kugelgelenk 12a, 12b mit einer jeweiligen Spurstange 5a, 5b gelenkig verbunden. Der jeweilige Umlenkhebel 3a, 3b ist dazu vorgesehen, ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Schubstange 2 und der jeweiligen Spurstange 5a, 5b zu ändern, um die Axialkraft am Aktuator 1 zu senken. Insbesondere generiert der jeweilige Umlenkhebel 3a, 3b ein ebenes, im Wesentlichen über einen gesamten Lenkwinkel konstantes Übersetzungsverhältnis zwischen der Schubstange 2 und der jeweiligen Spurstange 5a, 5b. Die Lenkkinematik der Lenkvorrichtung wird erheblich verbessert. Die jeweilige Spurstange 5a, 5b ist mit einem jeweiligen Spurhebel 6a, 6b gelenkig verbunden, wobei auch zwischen der jeweilige Spurstange 5a, 5b und dem jeweiligen Spurhebel 6a, 6b ein jeweiliges Kugelgelenk 12c, 12d angeordnet ist. Der jeweilige Spurhebel 6a, 6b wirkt mit einem jeweiligen Radträger 7a, 7b zusammen, um das jeweilige Rad 8a, 8b der Fahrzeugachse 9 nach Maßgabe der Axialbewegung der Schubstange 2 zu lenken. The respective lever 3a . 3b is at least partially arranged fixed to the frame and thus at least partially movable, in particular pivotally mounted on a frame 13 of the vehicle. Furthermore, the respective reversing lever 3a . 3b a hinge joint 10a . 10b on, with the respective hinge joint 10a . 10b a rotational movement of the respective deflection lever 3a . 3b at the frame 13 allows. Furthermore, the respective lever 3a . 3b over a respective ball joint 12a . 12b with a respective tie rod 5a . 5b articulated. The respective lever 3a . 3b is intended to provide a gear ratio between the push rod 2 and the respective tie rod 5a . 5b to change the axial force on the actuator 1 to lower. In particular, generates the respective lever 3a . 3b a flat, substantially over an entire steering angle constant gear ratio between the push rod 2 and the respective tie rod 5a . 5b , The steering kinematics of the steering device is significantly improved. The respective tie rod 5a . 5b is with a respective track lever 6a . 6b articulated, and also between the respective tie rod 5a . 5b and the respective track lever 6a . 6b a respective ball joint 12c . 12d is arranged. The respective track lever 6a . 6b acts with a respective wheel carrier 7a . 7b together to the respective wheel 8a . 8b the vehicle axle 9 in accordance with the axial movement of the push rod 2 to steer.

2 zeigt eine Perspektivdarstellung der in 1 dargestellten Lenkvorrichtung, wobei aus 2 insbesondere hervorgeht, dass das jeweilige Rad 8a, 8b gemäß der Einzelradaufhängung am Fahrzeug aufgenommen und über eine jeweilige obere Lenkerebene 14a, 14a‘ und eine jeweilige untere Lenkerebene 14b, 14b‘ mit dem Fahrzeug verbunden ist. Zur Bildung eines jeweiligen Federbeins ist neben dem jeweiligen Radträger 7a, 7b auch ein jeweiliger Stoßdämpfer 16a, 16b und eine jeweilige Feder 17a, 17b vorgesehen, wobei der jeweilige Radträger 7a, 7b, der jeweilige Stoßdämpfer 16a, 16b und die jeweilige Feder 17a, 17b miteinander wirkverbunden sind. 2 shows a perspective view of in 1 illustrated steering device, wherein off 2 in particular it appears that the respective wheel 8a . 8b recorded according to the independent suspension on the vehicle and a respective upper link level 14a . 14a ' and a respective lower handlebar level 14b . 14b ' connected to the vehicle. To form a respective shock absorber is next to the respective wheel carrier 7a . 7b also a respective shock absorber 16a . 16b and a respective spring 17a . 17b provided, wherein the respective wheel carrier 7a . 7b , the respective shock absorber 16a . 16b and the respective spring 17a . 17b are operatively connected to each other.

Die Erfindung ist nicht auf das vorhergehende Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Weiterbildungsmöglichkeiten sind der Beschreibung und den Ansprüchen zu entnehmen. Insbesondere können einzelne gelenkige Verbindungen auch über Gummilager realisiert werden. Ferner sind auch andere gelenkige Verbindungsmöglichkeiten denkbar, die zumindest einen Freiheitsgrad aufweisen. The invention is not limited to the preceding embodiment. Further training opportunities can be found in the description and the claims. In particular, individual articulated connections can also be realized via rubber bearings. Furthermore, other articulated connection possibilities are conceivable which have at least one degree of freedom.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Aktuator actuator
2 2: Schubstange pushrod
3a, 3b 3a, 3b: Umlenkhebel Umlenkhebel
4a, 4b 4a, 4b: Führungsbahn guideway
5a, 5b 5a, 5b: Spurstange tie rod
6a, 6b 6a, 6b: Spurhebel knuckle arm
7a, 7b 7a, 7b: Radträger wheel carrier
8a, 8b 8a, 8b: Rad wheel
9 9: Fahrzeugachse vehicle axle
10a, 10b 10a, 10b: Scharniergelenk hinge
11 11: Eingangswelle input shaft
12a–12d 12a-12d: Kugelgelenk ball joint
13 13: Rahmen frame
14a, 14a‘ 14a, 14a ': obere Lenkerebene upper handlebar level
14b, 14b‘ 14b, 14b ': untere Lenkerebene lower handlebar level
15a, 15b 15a, 15b: Lenkachse steering axle
16a, 16b 16a, 16b: Stoßdämpfer shock absorber
17a, 17b 17a, 17b: Feder feather

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006052252 A1 [0004]

Claims

Steering device for a vehicle, comprising an actuator ( 1 ), which is intended to be a push rod ( 2 ) to apply an axial force, wherein the push rod ( 2 ) on both sides with a respective lever ( 3a . 3b ) is hinged, wherein the respective lever ( 3a . 3b ) a respective guideway ( 4a . 4b ) for receiving and guiding at least one distal end portion of the push rod ( 2 ), wherein furthermore the respective reversing lever ( 3a . 3b ) with a respective tie rod ( 5a . 5b ) is hinged, and wherein the respective tie rod ( 5a . 5b ) with a respective track lever ( 6a . 6b ) is pivotally connected, wherein the respective track lever ( 6a . 6b ) with a respective wheel carrier ( 7a . 7b ) is operatively connected to a respective wheel ( 8a . 8b ) of a vehicle axle ( 9 ) in accordance with an axial movement of the push rod ( 2 ), and wherein the respective lever ( 3a . 3b ) is provided, a transmission ratio between the push rod ( 2 ) and the respective tie rod ( 5a . 5b ) to change the axial force on the actuator ( 1 ) to lower.

Steering device according to claim 1, characterized in that the respective guideway ( 4a . 4b ) on the respective lever ( 3a . 3b ) is linear.

Steering device according to claim 1, characterized in that the respective guideway ( 4a . 4b ) on the respective lever ( 3a . 3b ) is curved.

Steering device according to one of the preceding claims, characterized in that the respective reversing lever ( 3a . 3b ) is at least partially fixed, wherein the respective lever ( 3a . 3b ) a hinge joint ( 10a . 10b ) for realizing a pivoting movement.

Steering device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 1 ) with an input shaft ( 11 ) is operatively connected, wherein the actuator ( 1 ) is provided, a rotational movement of the input shaft ( 11 ) in a translational movement of the push rod ( 2 ) to convert.

Steering device according to one of the preceding claims, characterized in that the push rod ( 2 ) is designed as a rack.

Use of a steering device according to one of claims 1 to 6, in a car or commercial vehicle.