DE102020131147A1

DE102020131147A1 - Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug, Verwendung und Fahrzeug mit Lenkeinrichtung

Info

Publication number: DE102020131147A1
Application number: DE102020131147.8A
Authority: DE
Inventors: Daniel Faber; Andreas Wöllner; Alexander Hausmann; Lukas Holler
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2022-05-25
Anticipated expiration: 2040-11-26
Also published as: DE102020131147B4; WO2022111749A1

Abstract

Lenkeinrichtung (1) zur Lenkung eines Fahrzeugs, aufweisend eine erste Lenkstange (2) und eine zweite Lenkstange (3), wobei die Lenkstangen (2,3) an ihren axialen Stirnseiten mit je einem Rad (4, 5) des Fahrzeugs koppelbar ist; ein Steuerungsmittel (7) zur linearen Bewegung der Lenkstangen (2, 3) und einen Antrieb (8) zum antreiben des Steuerungsmittels (7), wobei das Steuerungsmittel (7) mindestens zwei unabhängig voneinander ausgebildete Kurvenführungen (11, 12) aufweist und wobei in jeweils eine der Kurvenführungen (11, 12) eine der Lenkstangen (2, 3) eingreift.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung zur Lenkung eines Fahrzeugs, die Verwendung einer Lenkeinrichtung in einem Fahrzeug und ein Fahrzeug mit einer solchen Lenkeinrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Lenkeinrichtungen für Fahrzeuge sind im Stand der Technik in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Dabei sind sowohl Zentrallenkungen als auch Einzelradlenkungen bekannt. Bei einer Zentrallenkung mit einer Lenkstange werden zwei Räder über eine Spurstange und Koppelstangen verbunden und über einen oder mehrere Antriebe bewegt. Dabei bewegen sich die Räder immer in dieselbe Richtung, jedoch unterschiedlich weit, wodurch sich die sogenannten Ackermannlenkwinkel ergeben, die dafür sorgen, dass das kurveninnere Rad weiter einschlägt als das kurvenäußere Rad. Bei einer Einzelradlenkung sind die Räder typischerweise nicht über eine Spurstange verbunden, sondern werden unabhängig voneinander mittels eines Moduls bewegt. Eine Einzelradlenkung ist bspw. aus der DE 10 2018 107 358 A1 bekannt.
Es hat sich nunmehr herausgestellt, dass ein weiterer Bedarf besteht, eine bekannte Lenkeinrichtung zur Lenkung eines Fahrzeugs zu verbessern, insbesondere besteht ein weiterer Bedarf, eine Lenkeinrichtung zur Lenkung eines Fahrzeugs bereitzustellen, die sowohl die Funktionen einer Zentrallenkung als auch die Funktionen einer Einzelradlenkung ermöglicht.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Lenkeinrichtung zur Lenkung eines Fahrzeugs bereitzustellen, insbesondere eine Lenkeinrichtung zur Lenkung eines Fahrzeugs bereitzustellen, die sowohl die Funktionen einer Zentrallenkung als auch die Funktionen einer Einzelradlenkung ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Lenkeinrichtung zur Lenkung eines Fahrzeugs, aufweisend eine erste Lenkstange und eine zweite Lenkstange, wobei die Lenkstangen an ihren axialen Stirnseiten mit je einem Rad des Fahrzeugs koppelbar ist; ein Steuerungsmittel zur linearen Bewegung der Lenkstangen und einen Antrieb zum antreiben des Steuerungsmittels, wobei Steuerungsmittel mindestens zwei unabhängig voneinander ausgebildete Kurvenführungen aufweist und wobei in jeweils eine der Kurvenführungen eine der Lenkstangen eingreift.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass die Lenkeinrichtung eine Einzelradlenkung, also eine Lenkung, die eine voneinander unabhängige Bewegung der Räder, ermöglicht. Als Kurvenführungen sind hier Nuten Ausnehmungen oder ähnliches zu verstehen, welche in das Steuerungsmittel ein- oder aufgebracht werden. Für jede Lenkstange ist eine separate, unabhängig von der anderen ausgebildete Kurvenführung vorgesehen. Anhand des Antriebes führt dieser zu einer Rotation des Steuerungsmittels, wodurch dies zu einer Veränderung der Position der Lenkstangen führt und somit eine Änderung der Radposition bewirkt wird.
Bevorzugterweise sind mittels der Kurvenführungen Fahrmanöver ausgebildet und die Räder in zueinander definierten Positionen angeordnet sind. Anhand der frei gestaltbaren Form der Kurvenführungen können hierdurch verschiedene Fahrmanöver ausgebildet werden, d.h. dass die Kurvenführungen für ein linkes und ein rechtes Rad unterschiedlich ausgestaltet werden können. Dies hat zwar eine unterschiedliche Bewegung der Räder zur Folge, jedoch werden die Räder weiterhin in einer definierten Position zueinander gehalten. Anhand der Darstellung verschiedener Fahrmanöver mittels der Kurvenführung ist es möglich, dass beispielsweise bis zu einem Punkt an dem Steuerungsmittel eine Ackermannlenkbewegung umgesetzt werden kann und ab einem überschreiten dieses Punktes ein sog. Crabwalk (auch genannt Hundegang) und/ oder gegensinniges einlenken der Räder. Hierzu müssen lediglich die Kurvenführungen eine entsprechende Formgebung aufweisen.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Lenkstangen jeweils mindestens eine Linearführung auf. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Lenkstangen lediglich ein Linearbewegung ausführen können und es nicht zu unerwünschten Rotationen oder Verdrehungen der Lenkstange kommt. Als Linearführungen können beispielsweise Wälz- oder Gleitlager angewendet werden.
Gemäß einer Ausbildung der Erfindung sehen die Lenkstangen jeweils Verbindungsmitteln zur Kopplung an einem Rad vor. Diese Verbindungsmittel können beispielsweise als Gelenk vorgesehen sein.
Bevorzugterweise ist das Steuerungsmittel als Scheibe ausgebildet. Die Scheibe hat den Vorteil, dass diese in einer axialen Richtung bauraumsparend angeordnet werden kann und dennoch ausreichend Platz für das Vorsehen der Kurvenführung aufweist.
Weitere Aspekte der Erfindung betreffen eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung in einem Fahrzeug sowie ein Fahrzeug, mit mindestens zwei parallel zueinander beabstandeten Rädern, und einer erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung, wobei die Lenkeinrichtung an je einer axialen Stirnseite mit einem der zwei Räder gekoppelt ist.
Figurenliste
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von drei Figuren dargestellt. Es zeigen:

1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung,
2 eine Draufsicht eines Steuerungsmittels mit einer Kurvenführung gemäß einer ersten Ausführungsform, und
3 eine Draufsicht eines Steuerungsmittels mit einer Kurvenführung gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung1. Die Lenkeinrichtung 1 eine erste Lenkstange 2 und eine zweite Lenkstange 3, wobei die Lenkstangen 2, 3 an ihren axialen Stirnseiten mit je einem Rad 4, 5 des Fahrzeugs gekoppelt sind. Diese Kopplung geschieht jeweils mittels eines Verbindungsmittels 6, welches beispielweise als Gelenk oder ähnliches ausgebildet sein kann. Ferner ist ein Steuerungsmittel 7 zur linearen Bewegung der Lenkstangen 2, 3 und einen Antrieb 8 zum Antreiben des Steuerungsmittels 7 vorgesehen.
Die Lenkstangen 2, 3 sind jeweils mittels zweier Linearführungen 23 gelagert. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Lenkstangen 2, 3 lediglich ein Linearbewegung ausführen können. Als Linearführungen 23 können beispielsweise Wälz- oder Gleitlager angewendet werden.
Das Steuerungsmittel 7 selbst ist als Scheibe 9 ausgebildet und weißt an seiner Oberfläche 10 mindestens zwei unabhängig voneinander ausgebildete Kurvenführungen 11, 12 auf. Die Kurvenführungen 11 und 12 sind mittels Nuten ausgebildet. Eine genaue Beschreibung dieser Kurvenführungen 11, 12 erfolgt anhand der Ausführungsbeispiele in den 2 und 3. In diese Kurvenführungen 11 und 12 greifen jeweils eine der Lenkstangen 2 und 3 ein. Hierzu weisen die erste Lenkstange 2 ein Ende 13 und die zweite Lenkstange 3 ein Ende 14 auf, welches jeweils hakenförmig ausgebildet ist und in die jeweilige Kurvenführung 11, 12 eingreift.
2 zeigt eine erste Ausführungsform der Kurvenführungen 11, 12. Als Kurvenführungen 11, 12 sind hier Nuten 15, 16 vorgesehen, welche in die Scheibe 9 eingebracht sind. Für jede Lenkstange 2, 3 ist eine separate, unabhängig von der anderen ausgebildete Kurvenführung 11, 12 vorgesehen. Die erste Lenkstange 2 greift in die Nut 15 und die zweite Lenkstange 3 greift in die Nut 16 ein. Anhand des Antriebes 8 führt dieser zu einer Rotation Scheibe 9, wodurch dies zu einer Veränderung der Position der Lenkstangen 2, 3 führt und somit eine Änderung der Radposition bewirkt wird.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Kurvenführung 11, 12. Hierbei unterschiedet sich die Kurvenführung vorallem in deren Verlauf. Auch hier sind als Kurvenführungen 11, 12 Nuten 17, 18 vorgesehen. In einem ersten Bereich 19, 20 der jeweiligen Nuten 17, 18 stellen diese eine Ackermannlenkbewegung dar und gehen dann in einen zweiten Bereich 21, 22 über in dem eine 90° Lenkbewegung durchgeführt wird.
Bezugszeichenliste

1: Lenkeinrichtung
2: erste Lenkstange
3: zweite Lenkstange
4: Rad
5: Rad
6: Verbindungsmittel
7: Steuerungsmittel
8: Antrieb
9: Scheibe
10: Oberfläche
11: Kurvenführung
12: Kurvenführung
13: Ende
14: Ende
15: Nut
16: Nut
17: Nut
18: Nut
19: erster Bereich
20: erster Bereich
21: zweiter Bereich
22: zweiter Bereich
23: Linearführung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102018107358 A1 [0002]

Claims

Lenkeinrichtung (1) zur Lenkung eines Fahrzeugs, aufweisend eine erste Lenkstange (2) und eine zweite Lenkstange (3), wobei die Lenkstangen (2,3) an ihren axialen Stirnseiten mit je einem Rad (4, 5) des Fahrzeugs koppelbar ist; ein Steuerungsmittel (7) zur linearen Bewegung der Lenkstangen (2, 3) und einen Antrieb (8) zum antreiben des Steuerungsmittels (7), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmittel (7) mindestens zwei unabhängig voneinander ausgebildete Kurvenführungen (11, 12) aufweist und wobei in jeweils eine der Kurvenführungen (11, 12) eine der Lenkstangen (2, 3) eingreift.
Lenkeinrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei mittels der Kurvenführungen (11, 12) Fahrmanöver ausgebildet sind und die Räder (4, 5) in zueinander definierten Positionen angeordnet sind.
Lenkeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lenkstangen (2, 3) jeweils mindesten eine Linearführung (23) aufweisen.
Lenkeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lenkstangen (2, 3) jeweils Verbindungsmittel (6) zur Koppelung an einem Rad (4, 5) vorsehen.
Lenkeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuerungsmittel (7) als Scheibe (9) ausgebildet ist.
Verwendung einer Lenkeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Fahrzeug.
Fahrzeug, mit mindestens zwei parallel zueinander beabstandeten Rädern (4, 5), und einer Lenkeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Lenkeinrichtung (1) an je einer axialen Stirnseite mit einem der zwei Räder (4, 5) gekoppelt ist.