DE102018128657A1

DE102018128657A1 - Axle steering

Info

Publication number: DE102018128657A1
Application number: DE102018128657.0A
Authority: DE
Inventors: Timothy Jacques
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-11-15
Filing date: 2018-11-15
Publication date: 2020-05-20
Anticipated expiration: 2038-11-16
Also published as: DE102018128657B4

Abstract

Es ist eine Achsschenkellenkung (10) für ein Kraftfahrzeug vorgesehen mit einer Starrachse (12), einem ersten Rad, einem zweiten Rad, einem an dem ersten Rad angreifenden ersten Achsschenkel (16), einem an dem zweiten Rad angreifenden zweiten Achsschenkel (20), einer gelenkig mit dem ersten Achsschenkel (16) verbundenen ersten Spurstange (22), einer gelenkig mit dem zweiten Achsschenkel (20) verbundenen zweiten Spurstange (24) und einem mit der ersten Spurstange (22) und mit der zweiten Spurstange (24) gelenkig verbundenen Lenkstockhebel (26), wobei der Lenkstockhebel (26) einen zum zweiten Rad hin von einer Mittellinie (34) des Lenkstockhebels (26) versetzten und mit der ersten Spurstange (22) gelenkig verbundenen ersten Gelenkbereich (38) und einen zum ersten Rad hin von der Mittellinie (34) des Lenkstockhebels (26) versetzten und mit der zweiten Spurstange (24) gelenkig verbundenen zweiten Gelenkbereich (42) aufweist. Dadurch ist kostengünstig ein guter Fahrkomfort von Kraftfahrzeugen ermöglicht.

A steering knuckle (10) for a motor vehicle is provided with a rigid axle (12), a first wheel, a second wheel, a first steering knuckle (16) engaging the first wheel, a second steering knuckle (20) engaging the second wheel, a first tie rod (22) articulated to the first steering knuckle (16), a second tie rod (24) articulated to the second steering knuckle (20) and one articulated to the first tie rod (22) and to the second tie rod (24) Steering column lever (26), the steering column lever (26) displacing a first joint region (38) to the second wheel from a center line (34) of the steering column lever (26) and articulatedly connected to the first tie rod (22) and one to the first wheel offset the center line (34) of the steering column lever (26) and has a second joint area (42) articulated to the second tie rod (24). This enables good driving comfort of motor vehicles at low cost.

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsschenkellenkung, mit deren Hilfe ein Kraftfahrzeug gelenkt werden kann.The invention relates to a steering knuckle, with the help of which a motor vehicle can be steered.

Aus US 2002/0096382 A1 ist eine Achsschenkellenkung für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem ein Lenkgetriebe über eine Zahnstangenverzahnung mit einer einteiligen Spurstange gekoppelt ist, die über zwei gelenkig mit den jeweiligen Enden einer feststehenden Starrachse gekoppelte Achsschenkel ein jeweils zugeordnetes Rad einlenken kann.Out US 2002/0096382 A1 A steering knuckle steering for a motor vehicle is known, in which a steering gear is coupled via a toothed rack with a one-piece tie rod, which can steer a respective assigned wheel via two steering knuckles coupled to the respective ends of a fixed rigid axle.

Es besteht ein ständiges Bedürfnis den Fahrkomfort von Kraftfahrzeugen kostengünstig zu verbessern.There is a constant need to improve the driving comfort of motor vehicles at low cost.

Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die kostengünstig einen guten Fahrkomfort von Kraftfahrzeugen ermöglichen.It is the object of the invention to show measures which enable good driving comfort of motor vehicles at low cost.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Achsschenkellenkung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved according to the invention by means of a steering knuckle with the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims and the following description, each of which can represent an aspect of the invention individually or in combination.

Erfindungsgemäß ist eine Achsschenkellenkung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen mit einer unbeweglichen Starrachse, einem an der Starrachse fahrerseitig angelekten ersten Rad, einem an der an der Starrachse beifahrerseitigen angelekten zweiten Rad, einem an dem ersten Rad angreifenden ersten Achsschenkel zum Einlenken des ersten Rads, einem an dem zweiten Rad angreifenden zweiten Achsschenkel zum Einlenken des zweiten Rads, einer gelenkig mit dem ersten Achsschenkel verbundenen ersten Spurstange, einer gelenkig mit dem zweiten Achsschenkel verbundenen zweiten Spurstange und einem mit der ersten Spurstange und mit der zweiten Spurstange gelenkig verbundenen um eine Schwenkachse schwenkbaren Lenkstockhebel zum Einleiten eines Lenkmoments, wobei der Lenkstockhebel einen zum zweiten Rad hin von einer Mittellinie des Lenkstockhebels versetzten und mit der ersten Spurstange gelenkig verbundenen ersten Gelenkbereich und einen zum ersten Rad hin von der Mittellinie des Lenkstockhebels versetzten und mit der zwieten Spurstange gelenkig verbundenen zweiten Gelenkbereich aufweist.According to the invention, a steering knuckle steering for a motor vehicle is provided with an immovable rigid axle, a first wheel articulated on the rigid axle on the driver's side, a second wheel articulated on the passenger axle on the rigid axle, a first steering knuckle engaging on the first wheel for steering the first wheel, one on the second wheel engaging second steering knuckle for turning in the second wheel, a first tie rod articulated to the first steering knuckle, a second steering link articulated to the second steering knuckle and a steering column arm pivotally connected to the first tie rod and to the second tie rod for introduction a steering torque, the steering column lever displacing a first joint region to the second wheel from a center line of the steering column lever and articulatedly connected to the first tie rod and displacing one to the first wheel from the center line of the steering column lever ten and with the second tie rod articulated second joint area.

Über den schwenkbaren Lenkstockhebel kann eine gewünschte Lenkbewegung leicht an die dem jeweiligen Rad zugeordneten Spurstangen übertragen werden, um die Räder einzulenken. Hierbei liegen die Gelenkbereiche, in denen die Spurstangen an dem Lenkerstockhebel angelenkt sind, allerdings nicht auf der Mittellinie des Lenkstockhebels, sondern sind zur Mittellinie, insbesondere in horizontaler Querrichtung zu der Mittellinie versetzt. Wenn der Lenkstockhebel zum Einlenken verschwenkt wird, führt dies dazu, dass die jeweiligen an dem Lenkstockhebel angelenkten Enden der ersten Spurstange und der zweiten Spurstange bei ihrer Bewegung entlang einer Kreisbahn um die Schwenkachse des Lenkstockhebels unterschiedliche Bewegungsanteile in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (X-Richtung) und in Querrichtung des Kraftfahrzeugs (Y-Richtung) aufweisen. Aufgrund der unterschiedlichen Bewegungsanteile in Querrichtung des Kraftfahrzeugs können die über die jeweiligen zugeordneten Achsschenkel angekoppelten Räder um einen unterschiedlichen Lenkwinkel verschwenkt werden. Dies wiederum ermöglicht es für die Achsschenkellenkung eine Ackermann-Geometrie zu erreichen, bei der während einer Kurvenfahrt ein Übersteuern und ein Untersteuern weitgehend vermieden werden kann und ein im Wesentlichen neutrales Eigenlenkverhalten erreicht werden kann. Dies führt bei einer Kurvenfahrt zu einer erhöhten Fahrsicherheit und einen verbesserten Fahrkomfort. Durch die versetzte Anbindung der Spurstangen an der jeweils weiter weg weisenden Seite des Lenkstockhebels können bei einer Kurvenfahrt ein im Wesentlichen einer Ackermann-Geometrie entsprechende unterschiedliche Lenkwinkel an den Rädern erreicht werden, so dass kostengünstig ein guter Fahrkomfort von Kraftfahrzeugen ermöglicht ist.A desired steering movement can be easily transmitted to the tie rods assigned to the respective wheel via the pivotable steering column lever in order to steer the wheels. Here, the articulated areas in which the tie rods are articulated on the handlebar lever are, however, not on the center line of the steering column lever, but are offset from the center line, in particular in a horizontal transverse direction to the center line. If the steering column lever is pivoted for turning in, this leads to the fact that the respective ends of the first tie rod and the second tie rod articulated on the steering column lever move differently in the longitudinal direction of the motor vehicle (X direction) and when moving along a circular path about the pivot axis of the steering column lever have in the transverse direction of the motor vehicle (Y direction). Due to the different movement components in the transverse direction of the motor vehicle, the wheels coupled via the respective associated steering knuckle can be pivoted by a different steering angle. This in turn makes it possible to achieve an Ackermann geometry for the steering knuckle steering in which oversteer and understeer can largely be avoided during cornering and an essentially neutral self-steering behavior can be achieved. This leads to increased driving safety and improved driving comfort when cornering. Due to the offset connection of the tie rods on the side of the steering column lever pointing further away, a different steering angle corresponding to an Ackermann geometry can be achieved on the wheels when cornering, so that good driving comfort of motor vehicles is possible at low cost.

Bei einer als sogenannte „Ackermann-Lenkung“ oder „A-Steering“ ausgestalteten Achsschenkellenkung, weisen die an einer gemeinsamen Starrachse angelenkten Räder jeweils eine eigene Schwenkachse auf, wobei die Räder mit Hilfe von abstehenden Achsschenkeln verschwenkt werden können, die insbesondere jeweils mit einer geteilten oder ungeteilten Spurstange gelenkig verbunden sind. Vorzugsweise sind die Achsschenkel bei einer Geradeausfahrt derart zur Fahrtrichtung angeschrägt, dass ein Schnittpunkt von durch die Gelenkpunkte des jeweiligen Achsschenkels mit der Achse und mit der Spurstange verlaufenden gedachten Linie auf einer Drehachse einer weiteren Achse des Kraftfahrzeugs liegt, mit der Räder verbunden sind, die nicht aktiv gelenkt werden. Besonders bevorzugt wandert bei einem Lenkeinschlag der angelenkten Räder der Achsschenkellenkung ein Momentanpol, an dem sich die Drehachsen der angelenkten Räder schneiden, entlang der Drehachse der weiteren Achse mit den nicht aktiv gelenkten Rädern. Durch die Achsschenkellenkung ist bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs der Schwenkwinkel des inneren Rads größer als der Schwenkwinkel des äußeren Rads, so dass bei einer Kurvenfahrt ein Übersteuern und ein Untersteuern vermieden ist und ein möglichst neutrales Eigenlenkverhalten erreicht ist.In the case of a steering knuckle steering designed as a so-called “Ackermann steering” or “A steering”, the wheels articulated on a common rigid axle each have their own pivot axis, the wheels being able to be pivoted with the aid of protruding steering knuckles, in particular each with a split axle or undivided tie rod are articulated. When driving straight ahead, the steering knuckles are preferably beveled in such a way that an intersection of the imaginary line running through the articulation points of the respective steering knuckle with the axle and with the tie rod lies on an axis of rotation of a further axle of the motor vehicle, to which wheels that are not connected are connected be actively directed. When the articulated wheels of the steering knuckle steering are turned, a momentary pole, at which the axes of rotation of the articulated wheels intersect, moves particularly preferably along the axis of rotation of the further axle with the non-actively steered wheels. Due to the steering knuckle when the motor vehicle is cornering, the swivel angle of the inner wheel is greater than the swivel angle of the outer wheel, so that oversteer and understeer are avoided when cornering and self-steering behavior is as neutral as possible.

Insbesondere sind die erste Spurstange und die zweite Spurstange in vertikaler Richtung zueinander versetzt mit dem Lenkstockhebel gelenkig verbunden. Beispielsweise kann die die erste Spurstange von oben und die zweite Spurstange von unten oder umgekehrt mit dem Lenkstockhebel gelenkig verbunden sein. Dies ermöglicht es den Spurstangen sich zu kreuzen ohne aneinanderzuschlagen. In vertikaler Richtung betrachtet können sich die erste Spurstange und die zweite Spurtstange, insbesondere bei einer Geradeausfahrt, zwischen dem ersten Gelenkbereich und dem zweiten Gelenkbereich zumindest teilweise überdecken. Hierbei ist es möglich, dass in vertikaler Richtung zwischen der ersten Gelenkstange und der zweiten Gelenkstange der Lenkstockhebel angeordnet sein kann. In particular, the first tie rod and the second tie rod are connected to the steering column arm in an articulated manner offset in the vertical direction. For example, the first tie rod from above and the second tie rod from below or vice versa can be articulated to the pitman arm. This enables the tie rods to cross without hitting each other. Viewed in the vertical direction, the first tie rod and the second tie rod, in particular when driving straight ahead, can at least partially overlap between the first joint region and the second joint region. It is possible that the steering column lever can be arranged in the vertical direction between the first joint rod and the second joint rod.

Vorzugsweise ist der erste Gelenkbereich zu der Mittellinie des Lenkstockhebels in eine erste vertikale Richtung versetzt angeordnet, wobei der zweite Gelenkbereich zu der Mittellinie des Lenkstockhebels in eine der ersten vertikalen Richtung entgegen gerichteten zweiten vertikaler Richtung versetzt angeordnet ist. Ein den ersten Gelenkbereich und den zweiten Gelenkbereich ausbildender Teilbereich des Lenkstockhebels kann zur Horizontalebene angeschrägt verlaufen, während insbesondere der übrige Lenkstockhebel im Wesentlichen in der Horizontalebene angeordnet sein kann. Der vertikale Versatz der Gelenkbereiche zueinander stellt sicher, dass auch bei einer innerhalb des vorgesehenen begrenzten Schwenkbereich des Lenkstockhebels beliebigen Winkelstellung des Lenkstockhebels ein Anschlagen der sich überkreuzenden Spurstangen aneinander sicher vermieden ist.The first joint region is preferably offset in a first vertical direction from the center line of the steering column lever, the second joint region being offset in a second vertical direction opposite to the first vertical direction in relation to the first vertical direction. A partial area of the steering column lever which forms the first joint area and the second joint area can be inclined to the horizontal plane, while in particular the remaining steering column lever can be arranged essentially in the horizontal plane. The vertical offset of the joint areas relative to one another ensures that even if the steering column arm is in any angular position within the intended limited pivoting range of the steering column lever, striking of the crossing tie rods against one another is reliably avoided.

Besonders bevorzugt weist eine erste Gelenkachse der gelenkigen Verbindung der ersten Spurstange mit dem ersten Gelenkbereich und eine zweite Gelenkachse der gelenkigen Verbindung der zweiten Spurstange mit dem zweiten Gelenkbereich in einer Horizontalebene einen im Wesentlichen gleichen Abstand zu der Schwenkachse des Lenkstockhebels auf. Die Gelenkachse verlaufen insbesondere achsparallel zu der Schwenkachse. Bei einem Verschwenken des Lenkstockhebels können dadurch auch die erste Gelenkachse des ersten Gelenkbereichs und die zweite Gelenkachse des zweiten Gelenkbereichs um einen gleichen Winkelbetrag und um eine gleiche Kreisbahnstrecke verschwenkt werden. Die an den Rädern erreichten unterschiedlichen Lenkwinkel sind dadurch nur durch die Projektion der jeweiligen überstrichenen Kreisbahnstrecke in Fahrtrichtung, die dem Bewegungsanteil in Querrichtung des Kraftfahrzeugs (Y-Richtung) entsprechen, abhängig. Die sich einstellenden Lenkwinkel der Räder bei unterschiedlichen einer bestimmten Lenkerstellung entsprechenden Schwenkwinkeln des Lenkstockhebels können dadurch leicht vorhergesagt werden und, beispielsweise mit Hilfe eines geeignet ausgestalteten Lenkgetriebes, zielgenau angesteuert werden.Particularly preferably, a first articulation axis of the articulated connection of the first tie rod with the first articulation area and a second articulation axis of the articulated connection of the second tie rod with the second articulation area have a substantially equal distance from the pivot axis of the steering column lever in a horizontal plane. The hinge axis is in particular axially parallel to the swivel axis. When the steering column lever is pivoted, the first articulation axis of the first articulation area and the second articulation axis of the second articulation area can thereby also be swiveled by the same angular amount and by the same circular path. The different steering angles achieved on the wheels are therefore dependent only on the projection of the respective circular path covered in the direction of travel, which corresponds to the movement proportion in the transverse direction of the motor vehicle (Y direction). The resulting steering angle of the wheels at different pivoting angles of the steering column arm corresponding to a specific handlebar position can thereby be easily predicted and, for example, controlled with the aid of a suitably designed steering gear.

Insbesondere sind ein Versatz der ersten Gelenkachse zur Mittellinie des Lenkstockhebels und ein Versatz der zweiten Gelenkachse zur Mittellinie des Lenkstockhebels derart gewählt, dass ein Eigenlenkgradient der Achsschenkellenkung im Wesentlichen ungefähr Null beträgt. Der Eigenlenkgradient ist gemäß DIN 70000 definiert. Hierbei wird der Eigenlenkgradient insbesondere bei Fahrsituationen bestimmt, in denen der Zusammenhang zwischen Lenkwinkel und Querbeschleunigung noch im Wesentlichen linear ist, was üblicherweise bei in einem Bereich von einer Querbeschleunigung von 1 m/s² bis 4 m/s² der Fall ist. Der von den Polstrahlen des Momentanpols zur Vorderachse und zur Hinterachse eingeschlossene Winkel entspricht dadurch im Wesentlichen dem Ackermannwinkel, der näherungsweise dem Verhältnis von Radstand zu Kurvenradius entspricht. Ein Übersteuern und ein Untersteuern bei einer Kurvenfahrt ist dadurch im Wesentlichen vermieden, so dass ein im Wesentlichen neutrales Eigenlenkverhalten erreicht ist.In particular, an offset of the first joint axis to the center line of the steering column lever and an offset of the second joint axis to the center line of the steering column lever are selected such that a self-steering gradient of the steering knuckle steering is substantially approximately zero. The self-steering gradient is defined in accordance with DIN 70000. Here, the self-steering gradient is determined in particular in driving situations in which the relationship between the steering angle and lateral acceleration is still essentially linear, which is usually the case in a range from a lateral acceleration of 1 m / s ² to 4 m / s ² . The angle enclosed by the pole rays of the instantaneous pole to the front axle and to the rear axle thus essentially corresponds to the Ackermann angle, which approximately corresponds to the ratio of the wheelbase to the radius of the curve. Oversteer and understeer when cornering are essentially avoided, so that an essentially neutral self-steering behavior is achieved.

Vorzugsweise weist der Lenkstockhebel eine Eingangsstelle zum Einleiten des Lenkmoments auf, wobei die Eingangsstelle an einer von dem ersten Gelenkbereich und von dem zweiten Gelenkbereich weg weisenden Hebelseite des Lenkstockhebels vorgesehen ist. Durch den Abstand der Eingangsstelle zur Schwenkachse, der einen ersten Hebelarm definiert, und einem Abstand der Gelenkstellen zur Schwenkachse, der einen zweiten Hebelarm definiert, kann eine geeignete Übersetzung für den Lenkstockhebel eingestellt werden. Vorzugsweise greift eine Kraft zur Einleitung des Lenkmoments im Wesentlichen tangential an der Eingangsstelle an. Eine durch einen Mittelpunkt der Eingangsstelle und durch die Schwenkachse verlaufende gedachte Linie kann die Mittellinie des Lenkstockhebels definieren. Durch die deutliche Beabstandung der Eingangsstelle zu den Gelenkbereichen ist es möglich die Spurstangen in Fahrtrichtung vor der Starrachse und/oder die Eingangsstelle insbesondere zusammen mit einem an der Eingangsstelle angreifenden Lenkgetriebe hinter der Starrachse vorzusehen oder umgekehrt. Dadurch kann der zur Verfügung stehende Bauraum effektiv genutzt werden, ohne dass eine gegenseitige Beeinträchtigung, insbesondere ein ungewolltes Anschlagen der Spurstangen zu befürchten ist.The steering column lever preferably has an input point for introducing the steering torque, the input point being provided on a lever side of the steering column lever pointing away from the first joint region and from the second joint region. A suitable translation for the steering column arm can be set by the distance of the entry point to the pivot axis, which defines a first lever arm, and a distance of the articulation points to the pivot axis, which defines a second lever arm. A force for introducing the steering torque preferably acts essentially tangentially at the entry point. An imaginary line running through a center point of the entry point and through the pivot axis can define the center line of the steering column lever. Due to the clear spacing of the entry point from the joint areas, it is possible to provide the tie rods in the direction of travel in front of the rigid axle and / or the entry point, in particular together with a steering gear acting on the entry point behind the rigid axle, or vice versa. As a result, the available installation space can be used effectively without fear of mutual impairment, in particular an unwanted striking of the tie rods.

Besonders bevorzugt liegen die Eingangsstelle und die Schwenchse auf der Mittellinie des Lenkstockhebels, wobei der erste Gelenkbereich durch einen mit einem Anteil quer zur Mittellinie abstehenden ersten Ansatz und der zweite Gelenkbereich durch einen mit einem Anteil quer zur Mittellinie in entgegen gerichteter Richtung abstehenden zweiten Ansatz ausgebildet ist. Der Lenkstockhebel kann in einer vertikalen Draufsicht im Wesentlichen T-förmig ausgestaltet sein, wobei die Schwenkachse durch die von dem mittlere Steg des Ts definierte Mittellinie verläuft und die Gelenkbereiche an den freien Enden des Daches des Ts ausgebildet sind. Dadurch kann mit einem geringen Materialaufwand ein stabiler und insbesondere im Wesentlichen starrer Lenkstockhebel ausgebildet werden, bei dem die Gelenkbereiche zu der Mittellinie deutlich beabstandet vorgesehen sein können.The entry point and the pivot are particularly preferably located on the center line of the steering column arm, the first joint area being formed by a first attachment projecting with a portion transverse to the center line and the second joint area being formed by a second attachment projecting transversely to the center line in the opposite direction . The pitman arm can be configured essentially T-shaped in a vertical plan view, the pivot axis running through the center line defined by the central web of the Ts and the joint regions being formed on the free ends of the roof of the Ts. As a result, a stable and, in particular, essentially rigid steering column arm can be formed with a low expenditure of material, in which the articulated areas can be provided at a considerable distance from the center line.

Insbesondere ist der Lenkstockhebel mit der Starrachse um die Schwenkachse schwenkbar gelenkig verbunden. Dadurch kann die Starrachse die Gelenkkräfte des Lenkstockhebels abtragen. Die Starrachse ist bereits steif genug ausgestaltet, um einen festen Radstand zwischen den Rädern vorzugeben, so dass die Starrachse auch die auftretenden Gelenkkräfte leicht abstützen kann. Zudem ergibt sich dadurch ein kompakter bauraumsparender Aufbau.In particular, the steering column arm is pivotally connected to the rigid axle so as to be pivotable about the pivot axis. As a result, the rigid axle can transfer the joint forces of the steering column lever. The rigid axle is already stiff enough to specify a fixed wheelbase between the wheels, so that the rigid axle can also easily support the joint forces that occur. This also results in a compact, space-saving construction.

Vorzugsweise ist ein Lenkgetriebe zur Übersetzung und/oder Untersetzung eines Lenkeinschlags vorgesehen, wobei das Lenkgetriebe nur genau einen Getriebeausgang aufweist und der einzige Getriebeausgang mit dem Lenkstockhebel gekoppelt ist. Obwohl die Spurstange in zwei verschiedene Spurstangen aufgeteilt ist, ist es durch die gemeinsame Ankoppelung der beiden Spurstangen an dem Lenkstockhebel möglich nur einen einzigen Getriebeausgang bei dem Lenkgetriebe vorzusehen. Das Lenkgetriebe kann dadurch entsprechend einfach und kostengünstig ausgestaltet sein.A steering gear is preferably provided for the translation and / or reduction of a steering lock, the steering gear having only exactly one gear output and the single gear output being coupled to the steering column lever. Although the tie rod is divided into two different tie rods, the joint coupling of the two tie rods to the steering column arm makes it possible to provide only a single transmission output in the steering transmission. The steering gear can thus be designed to be correspondingly simple and inexpensive.

Besonders bevorzugt sind der erste Achsschenkel und der zweite Achsschenkel gelenkig mit der Starrachse verbunden. Die Räder sind dadurch mittelbar über den jeweiligen Achsschenkel mit der Starrachse gelenkig verbunden. Der konstruktive Aufwand und insbesondere die Anzahl an Gelenken kann dadurch gering gehalten werden.The first steering knuckle and the second steering knuckle are particularly preferably connected in an articulated manner to the rigid axle. The wheels are thus articulated indirectly via the respective steering knuckle to the rigid axle. The design effort and in particular the number of joints can be kept low.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

1: eine schematische Draufsicht auf eine Achsschenkellenkung,
2: eine schematische Frontalansicht auf einen Lenkstockhebel der Achsschenkellenkung aus 1 und
3: eine schematische Draufsicht auf den Lenkstockhebel aus 2.

In the following, the invention is explained by way of example with reference to the attached drawings using preferred exemplary embodiments, the features shown below being able to represent an aspect of the invention both individually and in combination. Show it:

1 : a schematic top view of a steering knuckle,
2nd : a schematic frontal view of a steering column arm of the steering knuckle 1 and
3rd : a schematic plan view of the pitman arm 2nd .

Die in 1 dargestellte Achsschenkellenkung 10 für ein Kraftfahrzeug weist eine feststehende und unbewegliche Starrachse 12 auf, die insbesondere der Vorderradachse des Kraftfahrzeugs entspricht. An der Starrachse 12 ist ein an einer ersten Radnabe 14 eines ersten Rads angreifender erster Achsschenkel 16 und ein an einer zweiten Radnabe 18 eines zweiten Rads angreifender zweiter Achsschenkel 20 gelenkig befestigt, um das jeweilige Rad für eine Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs um einen Lenkwinkel einlenken zu können. Mit dem ersten Achsschenkel 16 ist eine erste Spurstange 22 gelenkig verbunden, während mit dem zweiten Achsschenkel 20 eine zweite Spurstange 24 gelenkig verbunden ist. Mit der Starrachse 12 ist zudem ein Lenkstockhebel 26 um eine Schwenkachse 28 schwenkbar gekoppelt. Der Lenkstockhebel 26 weist eine beispielsweise durch eine Öffnung ausgebildete Eingangsstelle 30 auf, an der eine insbesondere von einem Getriebeausgang eines Lenkgetriebes kommende Lenkkraft 32 vorzugsweise tangential angreifen kann, um ein Lenkmoment zum Einlenken der Räder einzuleiten.In the 1 Shaft steering shown 10th for a motor vehicle has a fixed and immovable rigid axle 12 on, which corresponds in particular to the front wheel axle of the motor vehicle. On the rigid axle 12 is on a first wheel hub 14 first steering knuckle engaging a first wheel 16 and one on a second wheel hub 18th second steering knuckle engaging a second wheel 20th articulated in order to be able to deflect the respective wheel for turning the motor vehicle by a steering angle. With the first knuckle 16 is a first tie rod 22 hingedly connected to the second steering knuckle 20th a second tie rod 24th is articulated. With the rigid axle 12 is also a pitman arm 26 about a pivot axis 28 pivotally coupled. The pitman arm 26 has an entry point formed, for example, by an opening 30th on which a steering force coming in particular from a transmission output of a steering gear 32 can preferably attack tangentially to initiate a steering torque for turning the wheels.

Zu einer durch die Eingangsstelle 30 und die Schwenkachse 28 verlaufende Mittellinie 34 horizontal versetzt sind die Spurstangen 22, 24 gelenkig an dem Lenkstockhebel 26 angebunden. Hierzu weist der Lenkstockhebel 26 einen mit einem Anteil in eine erste Querrichtung auf das zweite Rad zu abstehenden ersten Ansatz 36 auf, der einen mit der ersten Spurstange 22 gelenkig angebundenen ersten Gelenkbereich 38 ausbildet. Zudem weist der Lenkstockhebel 26 einen mit einem Anteil in eine entgegengesetzte zweite Querrichtung auf das erste Rad zu abstehenden zweiten Ansatz 40 auf, der einen mit der zweiten Spurstange 24 gelenkig angebundenen zweiten Gelenkbereich 42 ausbildet. Die Spurstangen 22, 24 sind an der von ihren zugeordneten Rad weiter weg weisenden Seite des Lenkstockhebels 26 zu der Mittellinie 34 horizontal beabstandet an dem Lenkstockhebel 26 angelenkt, wobei sich die Spurstangen 22, 24 hierbei kreuzen.To one through the entry point 30th and the pivot axis 28 trending centerline 34 The tie rods are offset horizontally 22 , 24th articulated on the pitman arm 26 tied up. For this purpose, the steering column lever 26 one with a portion in a first transverse direction on the second wheel protruding approach 36 one with the first tie rod 22 articulated first joint area 38 trains. In addition, the pitman arm has 26 one with a portion in an opposite second transverse direction on the first wheel protruding second approach 40 one with the second tie rod 24th articulated second joint area 42 trains. The tie rods 22 , 24th are on the side of the steering column lever further away from their assigned wheel 26 to the center line 34 horizontally spaced on the pitman arm 26 articulated, with the tie rods 22 , 24th tick here.

Wie in 2 dargestellt, verlaufen die Ansätze 36, 40, insbesondere miteinander fluchtend, zu einer Horizontalebene angeschrägt, so dass sich zwischen dem ersten Gelenkbereich 38 und dem zweiten Gelenkbereich 42 ein vertikaler Versatz ergibt. Dadurch sind die Spurstangen 22, 24 auf unterschiedlichen vertikalen Höhen mit dem Lenkstockhebel 26 gelenkig verbunden, so dass die Spurstangen 22, 24 sich kreuzen können ohne aneinander anzuschlagen. Hierbei können die Spurstangen 22, 24 an voneinander weg weisenden Seiten an die jeweiligen zugeordneten Gelenkbereiche 38, 42 zugeführt werden.As in 2nd shown, the approaches run 36 , 40 , in particular in alignment with one another, bevelled to a horizontal plane so that there is between the first joint region 38 and the second joint area 42 a vertical offset results. This makes the tie rods 22 , 24th at different vertical heights with the pitman arm 26 articulated so that the tie rods 22 , 24th can cross without striking each other. Here, the tie rods 22 , 24th on sides pointing away from each other to the respective assigned joint areas 38 , 42 are fed.

Wie in 3 dargestellt, kann bei einer tangential angreifenden Lenkkraft 32 der Lenkstockhebel 26 verschwenkt werden, wobei die Gelenkbereiche 38, 42 mit ihren jeweiligen Gelenkachsen entlang einer Kreisbahn um die Schwenkachse 28 um einen Drehwinkel α begrenzt herumgeschwenkt werden. Der erste Gelenkbereich 38 und der zweite Gelenkbereich 42 werden aufgrund eines selben Abstands zur Schwenkachse 28 um denselben Drehwinkel α verschwenkt, jedoch sind die Bewegungsanteile in X-Richtung und in Y-Richtung unterschiedlich. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich für den ersten Gelenkbereich 38 und die angelenkte erste Spurstange 22 ein größerer erster Versatz S₁ in einer der Y-Richtung entsprechenden Querrichtung, während sich für den zweiten Gelenkbereich 42 und die angelenkte zweite Spurstange 24 ein kleinerer zweiter Versatz S₂ in einer der Y-Richtung entsprechenden Querrichtung ergibt. Dadurch wird das erste Rad von dem an der ersten Spurstange 22 angekoppelten ersten Achsschenkel 16 um einen größeren Lenkwinkel eingelenkt als das zweite Rad, das von dem an der zweiten Spurstange 24 angekoppelten zweiten Achsschenkel 20 um einen kleineren Lenkwinkel eingelenkt wird. Dadurch kann eine Ackermann-Geometrie realisiert werden, bei welcher ein Eigenlenkgradient minimiert werden kann und ein im Wesentlichen neutrales Eigenlenkverhalten ohne signifikantes Untersteuern oder Übersteuern erreicht werden kann.As in 3rd shown, with a tangentially acting steering force 32 the pitman arm 26 be pivoted, the joint areas 38 , 42 with their respective joint axes along a circular path around the swivel axis 28 by an angle of rotation α to be swiveled to a limited extent. The first joint area 38 and the second joint area 42 are due to the same distance to the swivel axis 28 by the same angle of rotation α pivoted, however, the movement components in the X direction and in the Y direction are different. In the exemplary embodiment shown, this results for the first joint area 38 and the articulated first tie rod 22 a larger first offset S ₁ in a transverse direction corresponding to the Y direction, while for the second joint area 42 and the articulated second tie rod 24th a smaller second offset S ₂ in a transverse direction corresponding to the Y direction. This will make the first wheel from the one on the first tie rod 22 coupled first steering knuckle 16 steered by a larger steering angle than the second wheel, that of the on the second tie rod 24th coupled second steering knuckle 20th is steered by a smaller steering angle. As a result, an Ackermann geometry can be implemented in which a self-steering gradient can be minimized and an essentially neutral self-steering behavior can be achieved without significant understeering or oversteering.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010th: AchsschenkellenkungAxle steering
1212: StarrachseRigid axle
1414: erste Radnabefirst wheel hub
1616: erster Achsschenkelfirst knuckle
1818th: zweite Radnabesecond wheel hub
2020th: zweiter Achsschenkelsecond knuckle
2222: erste Spurstangefirst tie rod
2424th: zweite Spurstangesecond tie rod
2626: LenkstockhebelSteering column lever
2828: SchwenkachseSwivel axis
3030th: EingangsstelleEntry point
3232: LenkkraftSteering power
3434: MittellinieCenter line
3636: erster Ansatzfirst approach
3838: erster Gelenkbereichfirst joint area
4040: zweiter Ansatzsecond approach
4242: zweiter Gelenkbereichsecond joint area
S₁ S ₁: erster Versatzfirst offset
S₂ S ₂: zweiter Versatzsecond offset
αα: DrehwinkelAngle of rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 2002/0096382 A1 [0002]

Claims

Axle steering for a motor vehicle, with an immovable rigid axle (12), a first wheel articulated on the rigid axle (12) on the driver side, a second wheel attached to the rigid axle (12) on the passenger side, a first steering knuckle (16) acting on the first wheel for steering the first wheel, a second steering knuckle (20) acting on the second wheel for steering the second wheel, a first tie rod (22) articulated to the first steering knuckle (16), a second tie rod (24) and articulated to the second steering knuckle (20) a steering column lever (26) pivotably connected to the first tie rod (22) and to the second tie rod (24) about a pivot axis (28) for introducing a steering torque, the steering column lever (26) displacing a first joint region (38) offset from the center line (34) of the steering column lever (26) and articulated to the first tie rod (22) and one towards the second wheel from the center line (34) of the steering column lever (26) and has a second joint area (42) articulated to the second tie rod (24).

Axle steering according to Claim 1 characterized in that the first tie rod (22) and the second tie rod (24) are connected to the steering column arm (26) in an articulated manner offset from one another in the vertical direction.

Axle steering according to Claim 1 or 2nd characterized in that the first joint region (38) is arranged offset in a first vertical direction to the center line (34) of the steering column lever (26), the second joint region (42) to the center line (34) of the steering column lever (26) in one the first vertical direction opposite to the second vertical direction is arranged offset.

Axle steering according to one of the Claims 1 to 3rd characterized in that a first hinge axis of the hinge connection of the first tie rod (22) to the first hinge area (38) and a second hinge axis of the hinge connection of the second tie rod (24) to the second hinge area (42) are substantially the same in a horizontal plane Has a distance to the pivot axis (28) of the steering column lever (26).

Axle steering according to Claim 4 characterized in that an offset of the first joint axis (22) to the center line (34) of the steering column lever (26) and an offset of the second joint axis (24) to the center line (34) of the steering column lever (26) are selected such that a self-steering gradient of the steering knuckle steering (10) is approximately zero.

Axle steering according to one of the Claims 1 to 5 characterized in that the steering column lever (26) has an input point (30) for introducing the steering torque, the input point (30) on a lever side of the steering column lever (26) pointing away from the first joint region (38) and from the second joint region (42) ) is provided.

Axle steering according to Claim 6 characterized in that the entry point (30) and the swivel axis (28) lie on the center line (34) of the steering column lever (26), the first joint region (38) being formed by a first shoulder (38) projecting transversely to the center line (34) 36) and the second joint area (42) is formed by a second attachment (40) which projects transversely to the center line (34) in the opposite direction.

Axle steering according to one of the Claims 1 to 7 characterized in that the steering column lever (26) is pivotally connected to the rigid axle (12) about the pivot axis (28).

Axle steering according to one of the Claims 1 to 8th characterized in that a steering gear is provided for the translation and / or reduction of a steering lock, the steering gear having only exactly one gear output and the single gear output being coupled to the steering column lever (26).

Axle steering according to one of the Claims 1 to 9 characterized in that the first steering knuckle (16) and the second steering knuckle (20) are articulated to the rigid axle (12).