DE102021128531A1 - Steering for a motor vehicle, in particular a passenger car, and motor vehicles - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Lenkung (1) für einen Kraftwagen, mit einer Lenkantriebsstange (2), welche zum Lenken von Rädern des Kraftwagens entlang einer ersten Bewegungsachse (3) verschiebbar ist, mit einer Verbindungsstange (5), welche zum Lenken der Räder entlang einer parallel zu der ersten Bewegungsachse (3) verlaufenden, zweiten Bewegungsachse (6) verschiebbar ist, und mit mit der Verbindungsstange (5) verbundenen und jeweils zumindest mittelbar mit den Rädern koppelbaren Lenkelementen (8, 9), welche zum Lenken der Räder unter Verschieben der Verbindungsstange (5) und der Lenkantriebsstange (2) bewegbar sind, umfassend einen Elektromotor (12), dessen mit der Lenkantriebsstange (2) gekoppelter Rotor (14) um eine parallel zu den Bewegungsachsen (3, 6) verlaufende und von den Bewegungsachsen (3, 6) beabstandete Drehachse (15) drehbar ist, wodurch zum Lenken der Räder die Lenkantriebsstange (2), mit welcher die Lenkelemente (8, 9) verbunden sind, antreibbar und dadurch entlang der ersten Bewegungsachse (3) verschiebbar ist. The invention relates to a steering system (1) for a motor vehicle, with a steering drive rod (2) which can be displaced along a first movement axis (3) in order to steer wheels of the motor vehicle, with a connecting rod (5) which can be moved along a first axis of movement (3) in order to steer the wheels parallel to the first axis of movement (3), and with steering elements (8, 9) which are connected to the connecting rod (5) and can be coupled at least indirectly to the wheels and which are used to steer the wheels while displacing the The connecting rod (5) and the steering drive rod (2) can be moved, comprising an electric motor (12), the rotor (14) of which is coupled to the steering drive rod (2) about a direction parallel to the movement axes (3, 6) and separated from the movement axes (3 , 6) spaced axis of rotation (15), whereby the steering drive rod (2), to which the steering elements (8, 9) are connected, can be driven and thereby displaced along the first movement axis (3) to steer the wheels.
Description
Die Erfindung betrifft eine Lenkung für einen Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kraftwagen mit wenigstens einer solchen Lenkung.The invention relates to a steering system for a motor vehicle according to the preamble of
Der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lenkung für einen Kraftwagen sowie einen Kraftwagen zu schaffen, sodass Räder des Kraftwagens auf besonders bauraumgünstige Weise gelenkt werden können.The object of the present invention is to create a steering system for a motor vehicle and a motor vehicle so that the wheels of the motor vehicle can be steered in a particularly space-saving manner.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lenkung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this object is achieved by a steering system having the features of
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Lenkung für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen. Die Lenkung ist eine Lenkeinrichtung oder ein Lenksystem, wobei mittels der Lenkung wenigstens oder genau zwei Räder des Kraftwagens gelenkt werden können. Dies bedeutet, dass der Kraftwagen in seinem vollständig hergestellten Zustand die Lenkung und die mittels der Lenkung lenkbaren Räder aufweist. Außerdem weist der Kraftwagen in seinem vollständig hergestellten Zustand einen beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau auf, durch welchen ein auch als Fahrgastzelle oder Fahrgastraum bezeichneter Innenraum des Kraftwagens begrenzt ist, wobei sich im Innenraum des Kraftwagens Personen wie beispielsweise der Fahrer des Kraftwagens aufhalten können, insbesondere während einer Fahrt des Kraftwagens. Durch Lenken der Räder können Kurvenfahrten, Richtungsänderungen und Spurwechsel des Kraftwagens bewirkt werden. Da das jeweilige Rad mittels der Lenkung lenkbar ist, mithin gelenkt werden kann, ist das jeweilige Rad ein lenkbares Rad. Dies bedeutet, dass das jeweilige Rad um eine jeweilige Lenk- beziehungsweise Schwenkachse relativ zu dem Aufbau verschwenkbar und dadurch lenkbar ist, um dadurch Kurvenfahrten, Richtungsänderungen und Spurwechsel des Kraftwagens zu bewirken. Die Räder sind vorzugsweise um eine jeweilige Raddrehachse relativ zu dem Aufbau drehbar, wobei die jeweilige Raddrehachse schräg, senkrecht oder windschief zur jeweiligen Lenkachse des jeweiligen Rades verläuft. Beispielsweise weist der Kraftwagen in seinem vollständig hergestellten Zustand wenigstens oder zwei Achsen auf, welche in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander angeordnet sind. Die jeweilige Achse weist wenigstens oder genau zwei Fahrzeugräder auf, welche auf in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandeten Seiten des Kraftwagens angeordnet sind. Dabei sind die zuvor genannten Räder die Fahrzeugräder einer der Achsen. Ist die eine, die Räder umfassende Achse eine Vorderachse, so sind die Räder Vorderräder. Ferner ist es denkbar, dass die Achse eine Hinterachse ist, sodass die Räder Hinterräder sind. Die Räder sind Bodenkontaktelemente des Kraftwagens, welche in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Bodenkontaktelemente (Räder) an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist. Wird der Kraftwagen entlang des Bodens gefahren, während der Kraftwagen in Fahrzeughochrichtung nach unten hin über die Bodenkontaktelementen (Räder) an dem Boden abgestützt ist, so rollen die Räder an dem Boden ab. Insbesondere sind die Räder auf in Fahrzeugquerrichtung einander gegenüberliegenden Seiten des Kraftwagens beziehungsweise des Aufbaus angeordnet, sodass beispielsweise eines der Räder auf einer linken Seite und das andere Rad auf einer der linken Seite in Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegenden, rechten Seite des Kraftwagens angeordnet sind. Sind die Räder Vorderräder, so ist die Lenkung eine Vorderradlenkung. Sind die Räder Hinterräder, so ist die Lenkung eine Hinterradlenkung des Kraftwagens.A first aspect of the invention relates to a steering system for a motor vehicle, in particular for a passenger car. The steering is a steering device or a steering system, with at least or exactly two wheels of the motor vehicle being able to be steered by means of the steering. This means that the motor vehicle in its fully manufactured condition has the steering and the wheels that can be steered by means of the steering. In addition, the motor vehicle in its fully manufactured state has a structure designed, for example, as a self-supporting body, through which an interior of the motor vehicle, also referred to as the passenger cell or passenger compartment, is delimited, with people such as the driver of the motor vehicle being able to stay in the interior of the motor vehicle, in particular during a journey of the motor vehicle. Cornering, changes of direction and lane changes of the motor vehicle can be effected by steering the wheels. Since the respective wheel can be steered by means of the steering, and can therefore be steered, the respective wheel is a steerable wheel. This means that the respective wheel can be pivoted about a respective steering or pivot axis relative to the body and can therefore be steered in order to be able to corner To bring about changes of direction and lane changes of the motor vehicle. The wheels are preferably rotatable about a respective wheel axis of rotation relative to the structure, with the respective wheel axis of rotation running obliquely, perpendicularly or skewed to the respective steering axis of the respective wheel. For example, in its completely manufactured state, the motor vehicle has at least one or two axles, which are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the vehicle. The respective axle has at least or exactly two vehicle wheels, which are arranged on sides of the motor vehicle that are spaced apart from one another in the vehicle transverse direction. The wheels mentioned above are the vehicle wheels of one of the axles. If the one axle comprising the wheels is a front axle, the wheels are front wheels. Furthermore, it is conceivable that the axle is a rear axle, so that the wheels are rear wheels. The wheels are ground contact elements of the motor vehicle, which can be or are supported on a ground in the vertical direction of the vehicle downwards via the ground contact elements (wheels). When the automobile is driven along the ground while the automobile is supported on the ground via the ground contact members (wheels) downward in the vehicle vertical direction, the wheels roll on the ground. In particular, the wheels are arranged on opposite sides of the motor vehicle or body in the vehicle transverse direction, so that for example one of the wheels is arranged on a left side and the other wheel is arranged on a right side of the motor vehicle opposite the left side in the vehicle transverse direction. If the wheels are front wheels, the steering is front wheel steering. If the wheels are rear wheels, the steering is rear-wheel steering of the motor vehicle.
Die Lenkung weist eine Lenkantriebsstange auf, welche zum zum Bewirken von Kurvenfahrten, Richtungsänderungen und Spurwechseln des Kraftwagens vorgesehenen Lenken der Räder des Kraftwagens entlang einer ersten Bewegungsachse verschiebbar ist, insbesondere relativ zu dem zuvor genannten Aufbau. Beispielsweise kann die Lenkantriebsstange als eine Zahnstange, als eine Gewindestange, insbesondere als eine Trapezgewindestange, oder als eine andere Antriebsstange ausgebildet sein. Insbesondere weist die Lenkantriebsstange eine erste Längserstreckungsrichtung auf, entlang welcher sich die Lenkantriebsstange länglich erstreckt, mithin eine längliche Form aufweist, wobei die erste Längserstreckungsrichtung mit der ersten Bewegungsachse zusammenfällt. Dabei ist die erste Bewegungsachse beziehungsweise die erste Längserstreckungsrichtung eine erste Gerade beziehungsweise verläuft entlang einer ersten Geraden.The steering has a steering drive rod which is displaceable along a first axis of movement, in particular relative to the aforementioned structure, for steering the wheels of the motor vehicle to effect cornering, direction changes and lane changes of the motor vehicle. For example, the steering drive rod can be designed as a toothed rack, as a threaded rod, in particular as a trapezoidal threaded rod, or as another drive rod. In particular, the steering drive rod has a first direction of longitudinal extension, along which the steering drive rod extends in an elongated manner, and thus has an elongated shape, with the first direction of longitudinal extension coinciding with the first axis of movement. The first axis of movement or the first direction of longitudinal extension is a first straight line or runs along a first straight line.
Die Lenkung weist außerdem eine separat von der Lenkantriebsstange ausgebildete und insbesondere zusätzlich zu der Lenkantriebsstange vorgesehene Verbindungsstange auf, welche auch als Führungsstange bezeichnet wird. Zum zum Bewirken von Kurvenfahrten, Richtungsänderungen und Spurwechseln des Kraftwagens vorgesehenen Lenken der Räder ist die Verbindungsstange entlang einer parallel zu der ersten Bewegungsachse verlaufenden und von der ersten Bewegungsachse beabstandeten, zweiten Bewegungsachse verschiebbar. Die Verbindungsstange weist dabei eine zweite Längserstreckungsrichtung auf, entlang welcher sich die Verbindungsstange länglich erstreckt. Dabei fällt die zweite Längserstreckungsrichtung mit der zweiten Bewegungsachse zusammen, wobei die zweite Bewegungsachse beziehungsweise die zweite Längserstreckungsrichtung eine zweite Gerade ist beziehungsweise entlang einer zweiten Geraden verläuft. Somit verlaufen die Geraden parallel zueinander, wobei die Geraden voneinander beabstandet sind. Insbesondere ist die Verbindungsstange relativ zu dem Aufbau verschiebbar. In Einbaulage der Lenkung verläuft beispielsweise die jeweilige Bewegungsachse parallel zur Fahrzeugquerrichtung, welche auch als y-Richtung bezeichnet wird. Dabei nimmt die Lenkung ihre Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand des mit der Lenkung ausgestatteten Kraftwagens ein. Insbesondere ist es denkbar, dass die Bewegungsachsen in einer gemeinsamen, ersten Ebene verlaufen. Die erste Ebene verläuft beispielsweise schräg oder parallel zu einer x-y-Ebene oder fällt mit der x-y-Ebene zusammen, wobei die x-y-Ebene durch die auch als x-Richtung bezeichnete Fahrzeuglängsrichtung und die Fahrzeugquerrichtung aufgespannt wird.The steering also has a connecting rod, which is designed separately from the steering drive rod and, in particular, is provided in addition to the steering drive rod, which is also referred to as a guide rod. For effecting cornering, direction changes and For the steering of the wheels provided for changing lanes of the motor vehicle, the connecting rod can be displaced along a second axis of movement which runs parallel to the first axis of movement and is spaced apart from the first axis of movement. The connecting rod has a second direction of longitudinal extent, along which the connecting rod extends longitudinally. The second direction of longitudinal extension coincides with the second axis of movement, the second axis of movement or the second direction of longitudinal extension being a second straight line or running along a second straight line. The straight lines thus run parallel to one another, with the straight lines being spaced apart from one another. In particular, the connecting rod is displaceable relative to the structure. In the installed position of the steering, for example, the respective axis of movement runs parallel to the transverse direction of the vehicle, which is also referred to as the y-direction. The steering assumes its installation position in the fully manufactured state of the motor vehicle equipped with the steering. In particular, it is conceivable that the movement axes run in a common, first plane. The first plane runs, for example, obliquely or parallel to an xy plane or coincides with the xy plane, the xy plane being spanned by the vehicle longitudinal direction, also referred to as the x direction, and the vehicle transverse direction.
Die Lenkung weist außerdem Lenkelemente auf, die vorzugsweise separat von der Lenkantriebsstange, separat von der Verbindungsstange und separat voneinander ausgebildet sind. Die Lenkelemente sind mit der Verbindungsstange verbunden und dadurch über die Verbindungsstange miteinander verbunden. Die Lenkelemente sind jeweils zumindest mittelbar mit den Rädern koppelbar. Hierunter ist zu verstehen, dass ein erstes der Lenkelemente einem ersten der Räder zugeordnet und zumindest mittelbar und dabei vorzugsweise gelenkig mit dem ersten Rad koppelbar ist. Das zweite Lenkelement ist dem zweiten Rad zugeordnet und dabei zumindest mittelbar und vorzugsweise gelenkig mit dem zweiten Rad koppelbar. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Lenkelemente in Einbaulage der Lenkung auf den in Fahrzeugquerrichtung einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind beziehungsweise die Lenkelemente liegen beispielsweise entlang der jeweiligen Bewegungsachse betrachtet einander gegenüber. Insbesondere ist es denkbar, dass die Lenkelemente an entlang der zweiten Bewegungsachse einander gegenüberliegenden Enden der Verbindungsstange mit der Verbindungsstange verbunden sind. Somit kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Verbindungsstange entlang der zweiten Bewegungsachse zwischen den Lenkelementen angeordnet ist. Die Lenkelemente werden beispielsweise auch als Lenkerarme oder Lenkeranbindungsarme bezeichnet, da beispielsweise das jeweilige Lenkelement, insbesondere gelenkig, mit einem jeweiligen, auch als Radlenker bezeichneten Lenker verbindbar ist. Dabei sind vorzugsweise die Radlenker separat voneinander und separat von den Lenkelementen sowie separat von der Lenkantriebsstange und separat von der Verbindungsstange ausgebildet. Unter Vermittlung des jeweiligen Radlenkers ist das jeweilige Lenkelement, insbesondere gelenkig, mit dem jeweiligen, zugeordneten Rad koppelbar oder gekoppelt. Zum Lenken der Räder sind die Lenkelemente unter Verschieben der Verbindungsstange und der Lenkantriebsstange bewegbar, insbesondere verschiebbar. Mit anderen Worten, um die Räder zu lenken, werden die Lenkantriebsstange und dadurch die Verbindungsstange entlang der jeweiligen Bewegungsachsen, insbesondere relativ zu dem Aufbau, verschoben, wodurch die Lenkelemente, insbesondere relativ zu dem Aufbau, bewegt, insbesondere verschoben und/oder verschwenkt, werden. Hierdurch werden die Räder gelenkt. Insbesondere ist es denkbar, dass die Lenkelemente Spurstangen sind oder, insbesondere gelenkig, mit Spurstangen verbindbar sind, wobei die Lenkelemente dann beispielsweise über die Spurstangen, insbesondere gelenkig, mit den Rädern koppelbar oder gekoppelt sind.The steering also has steering elements which are preferably formed separately from the steering drive rod, separately from the connecting rod and separately from one another. The steering elements are connected to the connecting rod and are thereby connected to one another via the connecting rod. The steering elements can each be coupled at least indirectly to the wheels. This means that a first of the steering elements is assigned to a first of the wheels and can be coupled at least indirectly and preferably in an articulated manner to the first wheel. The second steering element is assigned to the second wheel and can be coupled to the second wheel at least indirectly and preferably in an articulated manner. Thus, it is preferably provided that the steering elements are arranged in the installed position of the steering on the opposite sides in the vehicle transverse direction or the steering elements are, for example, viewed along the respective axis of movement opposite each other. In particular, it is conceivable that the steering elements are connected to the connecting rod at opposite ends of the connecting rod along the second movement axis. It can thus be provided, in particular, that the connecting rod is arranged between the steering elements along the second axis of movement. The steering elements are also referred to, for example, as link arms or link connection arms, since, for example, the respective steering element can be connected, in particular in an articulated manner, to a respective link, which is also referred to as a wheel guide. In this case, the check rails are preferably designed separately from one another and separately from the steering elements, as well as separately from the steering drive rod and separately from the connecting rod. The respective steering element, in particular articulated, can be coupled or is coupled to the respective associated wheel through the intermediary of the respective wheel control arm. To steer the wheels, the steering elements are movable, in particular displaceable, by displacing the connecting rod and the steering drive rod. In other words, in order to steer the wheels, the steering drive rod and thereby the connecting rod are displaced along the respective movement axes, in particular relative to the structure, as a result of which the steering elements are moved, in particular displaced and/or pivoted, in particular relative to the structure . This steers the wheels. In particular, it is conceivable that the steering elements are tie rods or can be connected to tie rods, in particular in an articulated manner, with the steering elements then being able to be coupled or coupled to the wheels, for example via the tie rods, in particular in an articulated manner.
Um nun auf besonders bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Lenkbarkeit der Räder realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Lenkung einen Elektromotor aufweist, dessen mit der Lenkantriebsstange gekoppelte Rotor um eine parallel zu den Bewegungsachsen verlaufende und von den Bewegungsachsen beabstandete Drehachse drehbar ist. Dies bedeutet, dass der Elektromotor den Rotor und einen Stator aufweist, mittels welchem der Rotor antreibbar und dadurch um die auch als Maschinendrehachse bezeichnete Drehachse relativ zu dem Stator und vorzugsweise auch relativ zu dem Aufbau drehbar ist. Durch Drehen des Rotors wird die Lenkantriebsstange angetrieben und dadurch entlang der ersten Bewegungsachse verschoben, wodurch die Räder gelenkt werden. Dabei sind die Lenkelemente mit der Lenkantriebsstange verbunden, sodass durch Drehen des Rotors beziehungsweise durch Verschieben der Lenkantriebsstange auch die Lenkelemente und, insbesondere über die Lenkelemente, die Verbindungsstange angetrieben und dadurch verschoben beziehungsweise bewegt werden, insbesondere derart, dass die Lenkelemente bewegt und die Verbindungsstange entlang der zweiten Bewegungsachse verschoben wird.In order to be able to realize a particularly advantageous steerability of the wheels in a particularly space-saving manner, it is provided according to the invention that the steering system has an electric motor, the rotor of which is coupled to the steering drive rod and can be rotated about an axis of rotation that runs parallel to the movement axes and is spaced apart from the movement axes. This means that the electric motor has the rotor and a stator, by means of which the rotor can be driven and thereby rotated about the axis of rotation, also referred to as the machine axis of rotation, relative to the stator and preferably also relative to the structure. By turning the rotor, the steering drive rod is driven and thereby translated along the first axis of movement, whereby the wheels are steered. The steering elements are connected to the steering drive rod, so that the steering elements and, in particular via the steering elements, the connecting rod are also driven by rotating the rotor or by moving the steering drive rod and are thereby displaced or moved, in particular in such a way that the steering elements are moved and along the connecting rod the second movement axis is shifted.
Die Drehachse ist eine dritte Gerade oder verläuft entlang einer dritten Geraden, wobei die dritte Gerade von der ersten Gerade und von der zweiten Gerade beabstandet ist und parallel zur ersten Gerade und parallel zu der zweiten Gerade verläuft. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die Drehachse in der zuvor genannten Ebene liegt, in welcher auch die Bewegungsachsen liegen, oder die Drehachse ist von der Ebene beabstandet, in der die Bewegungsachsen liegen beziehungsweise verlaufen. Unter dem Merkmal, dass der Rotor mit der Lenkantriebsstange gekoppelt ist, ist zu verstehen, dass Drehmomente zwischen dem Rotor und der Lenkantriebsstange übertragen werden können, insbesondere entlang eines Drehmomentenflusses. Insbesondere durch Antreiben des Rotors kann der Elektromotor über den Rotor zumindest ein Drehmoment bereitstellen, welches, insbesondere entlang des Drehmomentenflusses, von dem Rotor auf die Lenkantriebsstange übertragen werden kann, wodurch die Lenkantriebsstange angetrieben und dadurch entlang der ersten Bewegungsachse verschoben wird. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass der Rotor unter Umgehung der Verbindungsstange mit der Lenkantriebsstange gekoppelt ist. Dies bedeutet, dass bezogen auf den zuvor genannten Drehmomentenfluss, über welchen das von dem Elektromotor über den Rotor bereitgestellte Drehmoment zum Verschieben der Lenkantriebsstange von dem Rotor auf die Lenkantriebsstange übertragbar ist, die Verbindungsstange außerhalb des Drehmomentenflusses oder aber ebenfalls im Drehmomentenfluss und dabei aber stromab der Lenkantriebsstange angeordnet ist. Bezogen auf den Drehmomentenfluss sind der Rotor und die Lenkantriebsstange in dem Drehmomentenfluss angeordnet, insbesondere derart, dass die Lenkantriebsstange stromab des Rotors angeordnet ist. Insbesondere ist es denkbar, dass die Lenkelemente über die Lenkantriebsstange, mit welcher die Lenkelemente verbunden sind, von dem Rotor antreibbar und dadurch bewegbar sind, wobei die Verbindungsstange, welche mit den Lenkelementen verbunden ist, über die Lenkelemente von der Lenkantriebsstange antreibbar und dadurch entlang der zweiten Bewegungsachse verschiebbar ist.The axis of rotation is a third straight line or runs along a third straight line, the third straight line being spaced from the first straight line and the second straight line and being parallel to the first th straight line and parallel to the second straight line. It is particularly conceivable that the axis of rotation lies in the aforementioned plane, in which the axes of movement also lie, or the axis of rotation is spaced from the plane in which the axes of movement lie or run. The feature that the rotor is coupled to the steering drive rod means that torques can be transmitted between the rotor and the steering drive rod, in particular along a torque flow. In particular by driving the rotor, the electric motor can provide at least one torque via the rotor, which can be transmitted from the rotor to the steering drive rod, in particular along the torque flow, whereby the steering drive rod is driven and thereby displaced along the first axis of movement. It is provided in particular that the rotor is coupled to the steering drive rod bypassing the connecting rod. This means that in relation to the above-mentioned torque flow, via which the torque provided by the electric motor via the rotor to move the steering drive rod can be transmitted from the rotor to the steering drive rod, the connecting rod is outside of the torque flow or also in the torque flow, but downstream of the Steering drive rod is arranged. With respect to the torque flow, the rotor and the steering drive rod are arranged in the torque flow, in particular such that the steering drive rod is arranged downstream of the rotor. In particular, it is conceivable that the steering elements can be driven by the rotor and thus moved via the steering drive rod to which the steering elements are connected, the connecting rod, which is connected to the steering elements, being drivable by the steering drive rod via the steering elements and thereby along the second axis of movement is displaceable.
Die Erfindung ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise der Lenkung, sodass beispielsweise ein oder mehrere, weitere Komponenten des Kraftwagens in vollständig hergestelltem Zustand des Kraftwagens besonders nahe an der Lenkung angeordnet sein können. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Anordnung der Lenkung und der Bauelemente realisiert werden, wobei eine solche Anordnung auch als Package bezeichnet wird. Insbesondere ermöglicht die Erfindung durch Verwendung der kraftübertragenden Verbindungsstange, dass Krafterzeugungskomponenten entfernt von einer Lenkerlagerverbindungslinie untergebracht werden können. Dadurch können Bauraumkonflikte zu benachbarten Bauteilen oder Bauelementen aufgelöst beziehungsweise vermieden werden. Unter der Lenkerlagerverbindungslinie ist insbesondere Folgendes zu verstehen: Die Lenkelemente werden auch als Lenkeranbindungselemente oder Lenkeranbindungsarme bezeichnet, da an die Lenkelemente jeweilige, auch als Lenkerarme bezeichnete Radlenker, insbesondere gelenkig, anbindbar oder, in vollständig hergestelltem Zustand des Fahrzeugs, angebunden sind. Dabei ist beispielsweise das erste Rad über einen ersten der Radlenker, insbesondere gelenkig, mit dem ersten Lenkelement koppelbar oder gekoppelt, und das zweite Rad ist über einen zweiten der Radlenker, insbesondere gelenkig, mit dem zweiten Lenkelement koppelbar oder gekoppelt. Insbesondere ist das jeweilige Lenkelement über ein jeweiliges Gelenk mit dem jeweiligen Radlenker gekoppelt oder koppelbar, sodass der jeweilige Radlenker relativ zu dem jeweiligen Lenkelement, mit welchem der jeweilige Radlenker über das jeweilige Gelenk gekoppelt ist, bewegbar, insbesondere verschwenkbar, ist. Die Lenkerlagerverbindungslinie wird auch als Verbindungslinie bezeichnet, da sie durch die Lenkelemente und/oder durch die auch als Lenkeranbindungsgelenke bezeichneten Gelenke verläuft. Mit anderen Worten ist die Lenkerlagerverbindungslinie eine Verbindungslinie zwischen den Gelenken, insbesondere zwischen jeweiligen Mittelpunkten der Gelenke, die auch als Lenkeranbindungsgelenke bezeichnet werden, da über das jeweilige Gelenk der jeweilige, einfach auch als Lenker bezeichnete Radlenker gelenkig an das jeweilige Lenkelement anbindbar oder angebunden ist. Üblicherweise liegt die Lenkantriebsstange in der Verbindungslinie zwischen den Gelenken (Lenkeranbindungsgelenke) wobei die Lenker beispielsweise als Spurstangen-, Spurlenker- oder Führungslenkergelenke ausgebildet sind, insbesondere dann, wenn die genannten Lenker als Spurstange, Spurlenker oder Führungslenker ausgebildet sind. Bei der erfindungsgemäßen Lenkung liegt nun nicht die Lenkantriebsstange, sondern die Verbindungsstange zwischen den Lenkelementen und somit insbesondere zwischen den Gelenken und somit in der Verbindungslinie, sodass eine besonders kompakte Bauweise realisiert werden kann. Insbesondere verläuft die Verbindungslinie zwischen Lenkergelenkpunkten hindurch, die beispielsweise Punkte, insbesondere Mittelpunkte, der Gelenke sind. Der einfach auch als Motor bezeichnete Elektromotor ist dabei ein besonders vorteilhafter Lenkunterstützungsantrieb oder ein Lenkantrieb, wodurch eine besonders vorteilhafte Lenkbarkeit beziehungsweise Lenkung dargestellt werden kann. Insbesondere ist es denkbar, dass die Räder ausschließlich mittels des Elektromotors gelenkt werden können, das heißt dass der Elektromotor dazu ausgebildet ist, die Räder ohne Zutun einer Person zu lenken. Ferner ist es denkbar, dass der Elektromotor dazu ausgebildet ist, ein durch einen Person bewirktes oder zumindest initiiertes Lenken der Räder zu unterstützen.The invention enables a particularly compact design of the steering, so that, for example, one or more other components of the motor vehicle can be arranged particularly close to the steering when the motor vehicle is in the fully manufactured state. As a result, a particularly advantageous arrangement of the steering and the components can be implemented, such an arrangement also being referred to as a package. In particular, by utilizing the power-transmitting connecting rod, the invention allows power-generating components to be located remotely from a linkage connection line. In this way, construction space conflicts with neighboring components or structural elements can be resolved or avoided. The link bearing connection line means the following in particular: The steering elements are also referred to as link connection elements or link connection arms, since respective check arms, also known as link arms, are connected to the steering elements, in particular articulated, connectable or, in the fully manufactured state of the vehicle, connected. In this case, for example, the first wheel can be or is coupled to the first steering element via a first of the check rails, in particular articulated, and the second wheel can be or is coupled to the second steering element via a second of the check rails, in particular articulated. In particular, the respective steering element is or can be coupled to the respective control arm via a respective joint, so that the respective control arm is movable, in particular pivotable, relative to the respective steering element to which the respective control arm is coupled via the respective joint. The link bearing connecting line is also referred to as a connecting line, since it runs through the steering elements and/or through the joints, which are also referred to as link connecting joints. In other words, the link bearing connecting line is a connecting line between the joints, in particular between the respective center points of the joints, which are also referred to as link connection joints, since the respective control arm, also simply referred to as the link, can be connected or is connected in an articulated manner to the respective steering element via the respective joint. The steering drive rod is usually located in the connecting line between the joints (link connecting joints), the links being designed, for example, as tie rod, track link or guide link joints, particularly when the mentioned links are designed as tie rods, track links or guide links. In the steering according to the invention, it is not the steering drive rod, but the connecting rod between the steering elements and thus in particular between the joints and thus in the connecting line, so that a particularly compact design can be implemented. In particular, the connecting line runs between link articulation points, which are, for example, points, in particular center points, of the articulations. The electric motor, also referred to simply as a motor, is a particularly advantageous power steering drive or a steering drive, as a result of which particularly advantageous steerability or steering can be achieved. In particular, it is conceivable that the wheels can be steered exclusively by means of the electric motor, that is to say that the electric motor is designed to steer the wheels without the intervention of a person. Furthermore, it is conceivable that the electric motor is designed to support steering of the wheels caused or at least initiated by a person.
Um den Bauraumbedarf von der Lenkerlagerverbindungslinie wegzuverlagern, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das jeweilige Lenkelement direkt oder unter Vermittlung genau beziehungsweise höchstens eines insbesondere separat von den Lenkelementen und separat von der Verbindungsstange und separat von der Lenkantriebsstange ausgebildeten Zwischenelements, insbesondere entlang der zweiten Bewegungsachse, an der Verbindungsstange abgestützt ist. Beispielsweise ist das jeweilige Lenkelement direkt oder unter Vermittlung genau beziehungsweise höchstens eines insbesondere separat von den Lenkelementen und separat von der Verbindungsstange ausgebildeten Zwischenelements mit der Verbindungsstange verbunden ist.In order to shift the space requirement away from the link bearing connection line, one embodiment of the invention provides that the respective steering element, directly or with the intermediary of exactly or at most one intermediate element, in particular designed separately from the steering elements and separately from the connecting rod and separately from the steering drive rod, in particular along the second movement axis, is supported on the connecting rod. For example, the respective steering element is connected to the connecting rod directly or with the intermediary of precisely or at most one intermediate element, which is in particular configured separately from the steering elements and separately from the connecting rod.
Mit anderen Worten ist beispielsweise das jeweilige Lenkelemente, insbesondere entlang der zweiten Bewegungsachse, direkt an der Verbindungsstange, insbesondere an einer jeweiligen Stirnseite der Verbindungsstange, abgestützt ist, oder insbesondere entlang der zweiten Bewegungsachse ist zwischen dem jeweiligen Lenkelement und der Verbindungsstange genau oder höchstens ein zusätzliches Zwischenelement angeordnet, insbesondere derart, dass das jeweilige Zwischenelement, insbesondere entlang der zweiten Bewegungsachse, einerseits direkt an der Verbindungsstange, insbesondere an der jeweiligen Stirnseite, und andererseits direkt an dem jeweiligen Lenkelement abgestützt ist. Dabei weisen beispielsweise die Stirnseiten der Verbindungsstange entlang der zweiten Bewegungsachse voneinander weg.In other words, for example, the respective steering element, in particular along the second axis of movement, is supported directly on the connecting rod, in particular on a respective end face of the connecting rod, or in particular along the second axis of movement between the respective steering element and the connecting rod is exactly or at most an additional one Arranged intermediate element, in particular such that the respective intermediate element, in particular along the second axis of movement, on the one hand is supported directly on the connecting rod, in particular on the respective end face, and on the other hand directly on the respective steering element. In this case, for example, the end faces of the connecting rod point away from one another along the second movement axis.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das jeweilige Lenkelement direkt oder unter Vermittlung genau beziehungsweise höchstens eines insbesondere separat von den Lenkelementen und separat von der Verbindungsstange und separat von der Lenkantriebsstange ausgebildeten Vermittlungselements, insbesondere entlang der ersten Bewegungsachse, an der Lenkantriebsstange abgestützt ist. Hierunter ist zu verstehen, dass das jeweilige Lenkelement, insbesondere entlang der ersten Bewegungsachse, direkt an der Lenkantriebsstange, insbesondere an einer jeweiligen, zweiten Stirnseite der Lenkantriebsstange, abgestützt ist, oder das jeweilige Lenkelement ist insbesondere entlang der ersten Bewegungsachse unter Vermittlung genau eines separat von den Lenkelementen und separat von der Lenkantriebsstange und separat von der Verbindungsstange ausgebildeten Vermittlungselements an der Lenkantriebsstange abgestützt, insbesondere derart, dass das jeweilige Vermittlungselement, insbesondere entlang der ersten Bewegungsachse, einerseits direkt an der Lenkantriebsstange, insbesondere an der jeweilige, zweiten Stirnseite, und andererseits direkt an dem jeweiligen Lenkelement abgestützt ist. Dadurch können die Teileanzahl und somit die Kosten, der Bauraumbedarf und das Gewicht der Lenkung besonders gering gehalten werden. Dabei weisen beispielsweise die zweiten Stirnseiten der Lenkantriebsstange entlang der ersten Bewegungsachse voneinander weg.A further embodiment is characterized in that the respective steering element is supported on the steering drive rod directly or with the intermediary of precisely or at most one mediating element, in particular formed separately from the steering elements and separately from the connecting rod and separately from the steering drive rod, in particular along the first axis of movement. This is to be understood as meaning that the respective steering element, in particular along the first axis of movement, is supported directly on the steering drive rod, in particular on a respective, second end face of the steering drive rod, or the respective steering element is, in particular along the first axis of movement, mediated by exactly one separately from the steering elements and the switching element designed separately from the steering drive rod and separately from the connecting rod on the steering drive rod, in particular in such a way that the respective switching element, in particular along the first axis of movement, on the one hand directly on the steering drive rod, in particular on the respective second end face, and on the other hand directly is supported on the respective steering element. As a result, the number of parts and thus the costs, the space requirement and the weight of the steering can be kept particularly low. In this case, for example, the second end faces of the steering drive rod point away from one another along the first axis of movement.
Um den Bauraumbedarf besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das jeweilige Lenkelement einstückig ausgebildet ist. Hierunter ist zu verstehen, dass das jeweilige Lenkelement vorzugsweise als integrales Bauteil, das heißt als integral hergestelltes Bauteil und somit sozusagen als ein Monoblock ausgebildet ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Lenkelement nicht etwa aus mehreren, separat voneinander ausgebildeten und miteinander verbundenen Teilen zusammengesetzt ist, sondern das jeweilige Lenkelement ist vorzugsweise ein einstückiges, integrales beziehungsweise integral hergestelltes Stück.In order to be able to keep the space requirement particularly low, it is provided in a further embodiment of the invention that the respective steering element is designed in one piece. This means that the respective steering element is preferably designed as an integral component, ie as an integrally manufactured component and thus, so to speak, as a monoblock. To put it another way, it is preferably provided that the steering element is not composed of several parts which are formed separately from one another and are connected to one another, but rather the respective steering element is preferably a one-piece, integral or integrally manufactured piece.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das jeweilige Lenkelement eine jeweilige Aufnahme für das jeweilige, zuvor genannte Gelenk bildet, über welches das jeweilige Lenkelement gelenkig mit dem jeweiligen Rad koppelbar ist. Insbesondere ist es denkbar, dass das jeweilige Lenkelement über das jeweilige, in der jeweiligen Aufnahme zumindest teilweise anordenbare oder angeordnete Gelenk gelenkig mit dem jeweiligen, zuvor genannten Radlenker gekoppelt oder koppelbar ist, wodurch eine besonders vorteilhafte Lenkung dargestellt werden kann.A further embodiment is characterized in that the respective steering element forms a respective receptacle for the respective, previously mentioned joint, via which the respective steering element can be coupled in an articulated manner to the respective wheel. In particular, it is conceivable that the respective steering element is or can be coupled in an articulated manner to the respective, aforementioned wheel control arm via the respective joint that can be arranged or is arranged at least partially in the respective receptacle, as a result of which a particularly advantageous steering can be achieved.
Es ist denkbar, dass das Gelenk in dem oder in das Lenkelement eingepresst ist.It is conceivable that the joint is pressed into or into the steering element.
Um die Räder besonders vorteilhaft und insbesondere besonders bauraumgünstig lenken zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Verbindungsstange verschiebbar an einem ersten Gehäuseelement der Lenkung gelagert ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsstange über wenigstens eine Gleitlagerung verschiebbar an dem ersten Gehäuseelement gelagert ist.In order to be able to steer the wheels particularly advantageously and in particular in a particularly compact manner, it is provided in a further embodiment of the invention that the connecting rod is slidably mounted on a first housing element of the steering system. In particular, it can be provided that the connecting rod is slidably mounted on the first housing element via at least one plain bearing.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Lenkantriebsstange verschiebbar an einem zweiten Gehäuseelement der Lenkung gelagert ist. Dabei ist es denkbar, dass die Lenkantriebsstange über wenigstens eine Gleitlagerung verschiebbar an dem zweiten Gehäuseelement gelagert ist. Dadurch kann eine definierte Führung der Lenkantriebsstange realisiert werden, wobei der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden kann.A further embodiment provides that the steering drive rod is slidably mounted on a second housing element of the steering. It is conceivable that the steering drive rod is slidably mounted on the second housing element via at least one plain bearing. As a result, a defined guidance of the steering drive rod can be implemented, with the space requirement being able to be kept particularly small.
Um eine besonders kompakte Bauweise darstellen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Gehäuseelemente separat voneinander ausgebildet und miteinander verbunden sind.In order to be able to present a particularly compact design, it is provided in a further embodiment of the invention that the housing elements are designed separately from one another and are connected to one another.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Gehäuseelemente einstückig miteinander ausgebildet sind. Hierdurch können die Kosten, die Teileanzahl, das Gewicht und der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden. Unter dem Merkmal, dass die Gehäuseelemente einstückig miteinander ausgebildet sind, ist zu verstehen, dass die Gehäuseelemente durch einen einstückigen und somit integralen beziehungsweise integral hergestellten Körper gebildet sind, welcher nicht aus mehreren, separat voneinander ausgebildeten und miteinander verbundenen Teilen zusammengesetzt ist, sondern sozusagen ein Monoblock ist, mithin integral hergestellt ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist es dabei vorzugsweise vorgesehen, dass die Gehäuseelemente integrale Bestandteile eines beziehungsweise des zuvor genannten, einstückigen und somit integralen, das heißt als Monoblock ausgebildeten, Körpers sind.A further embodiment is characterized in that the housing elements are formed in one piece with one another. As a result, the costs, the number of parts, the weight and the space requirement can be kept particularly low. The feature that the housing elements are formed in one piece with one another is to be understood as meaning that the housing elements are formed by a one-piece and therefore integral or integrally manufactured body, which is not composed of several parts that are formed separately from one another and are connected to one another, but rather a Monoblock is, therefore, is made integrally. Expressed again in other words, it is preferably provided that the housing elements are integral components of or of the aforementioned one-piece and thus integral body, ie formed as a monoblock.
Um den Bauraumbedarf besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass entlang einer senkrecht zur Drehachse verlaufenden und hin zu der zweiten Bewegungsachse weisenden Richtung betrachtet die erste Bewegungsachse zwischen der Drehachse und der zweiten Bewegungsachse angeordnet ist.In order to be able to keep the space requirement particularly low, it is provided in a further embodiment of the invention that viewed along a direction running perpendicular to the axis of rotation and pointing towards the second axis of movement, the first axis of movement is arranged between the axis of rotation and the second axis of movement.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Rotor über einen Zugmitteltrieb mit der Lenkantriebsstange gekoppelt, wodurch die Kosten, das Gewicht und der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden können. Der Zugmitteltrieb umfasst ein Zugmittel, über welches Zugkräfte, jedoch keine Druckkräfte, übertragen werden können, insbesondere deswegen, da das Zugmittel biegeschlaff ist. Bei dem Zugmittel handelt es sich beispielsweise um eine Kette oder aber um einen Riemen, sodass der Zugmitteltrieb beispielsweise ein Kettentrieb oder aber ein Riementrieb ist.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, the rotor is coupled to the steering drive rod via a traction drive, as a result of which the costs, the weight and the space requirement can be kept particularly low. The traction mechanism comprises a traction mechanism, via which tensile forces, but no compressive forces, can be transmitted, in particular because the traction mechanism is flexible. The traction mechanism is, for example, a chain or a belt, so that the traction mechanism is, for example, a chain drive or a belt drive.
Alternativ oder zusätzlich ist eine andere Übertragung des Drehmoments von dem Rotor auf die Lenkantriebsstange denkbar, zum Beispiel über wenigstens oder genau ein Zahnradpaar, welches zwei miteinander in Eingriff stehende Zahnräder aufweist.Alternatively or additionally, another transmission of the torque from the rotor to the steering drive rod is conceivable, for example via at least or exactly one gear pair, which has two gears that mesh with one another.
Um auf besonders bauraumgünstige Weise besonders hohe Kräfte und/oder Drehmomente zwischen dem Rotor und der Lenkantriebsstange übertragen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Rotor über einen Kugelgewindetrieb mit der Lenkantriebsstange gekoppelt ist.In order to be able to transmit particularly high forces and/or torques between the rotor and the steering drive rod in a particularly space-saving manner, a further embodiment of the invention provides for the rotor to be coupled to the steering drive rod via a ball screw drive.
Alternativ kann beispielsweise der Rotor mit der Lenkantriebsstange über eine Trapezgewindespindel gekoppelt sein, insbesondere derart, dass die Lenkantriebsstange oder zumindest ein Teil der Lenkantriebsstange die Trapezgewindespindel ist.Alternatively, for example, the rotor can be coupled to the steering drive rod via a trapezoidal thread spindle, in particular in such a way that the steering drive rod or at least part of the steering drive rod is the trapezoidal thread spindle.
Um dabei den Bauraumbedarf besonders gering halten zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Zugmitteltrieb über den Kugelgewindetrieb mit der Lenkantriebsstange gekoppelt ist. Mit anderen Worten, bezogen auf den zuvor genannten Drehmomentenfluss, sind der Zugmitteltrieb und der Kugelgewindetrieb in dem Drehmomentenfluss und dabei zwischen dem Rotor und der Lenkantriebsstange angeordnet. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Zugmitteltrieb stromab des Rotors und stromauf des Kugelgewindetriebs angeordnet ist, wobei der Kugelgewindetrieb stromab des Zugmitteltriebs und stromauf der Lenkantriebsstange angeordnet ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Übertragung von Drehmomenten auf besonders bauraumgünstige Weise dargestellt werden.In order to be able to keep the space requirement particularly low, it is preferably provided that the traction drive is coupled to the steering drive rod via the ball screw drive. In other words, based on the aforementioned torque flow, the traction drive and the ball screw are in the torque flow and are arranged between the rotor and the steering drive rod. It is preferably provided that the traction mechanism is arranged downstream of the rotor and upstream of the ball screw, the ball screw being arranged downstream of the traction mechanism and upstream of the steering drive rod. As a result, a particularly advantageous transmission of torques can be achieved in a particularly space-saving manner.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen, welcher, insbesondere an seiner Vorderachse und/oder Hinterachse, eine Lenkung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a motor vehicle, preferably designed as a passenger car, which has a steering system according to the first aspect of the invention, in particular on its front axle and/or rear axle. Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
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1 eine schematische Perspektivansicht einer Lenkung für einen Kraftwagen; -
2 eine schematische und geschnittene Draufsicht der Lenkung; und -
3 eine weitere schematische und geschnittene Draufsicht der Lenkung.
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1 a schematic perspective view of a steering system for a motor vehicle; -
2 a schematic and sectional plan view of the steering; and -
3 another schematic and sectional plan view of the steering.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols in the figures.
Der Kraftwagen weist außerdem einen vorzugsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau auf. Es ist denkbar, dass zumindest eine der Achsen einen separat von dem Aufbau ausgebildeten Achsträger aufweist, welcher an dem Aufbau gehalten ist. Durch Lenken der Räder können Kurvenfahrten, Richtungsänderungen und Spurwechsel des Kraftwagens bewirkt werden.The motor vehicle also has a structure that is preferably designed as a self-supporting body. It is conceivable that at least one of the axles has an axle support which is formed separately from the body and is held on the body. Cornering, changes of direction and lane changes of the motor vehicle can be effected by steering the wheels.
Besonders gut in Zusammenschau mit
Die Lenkung 1 weist außerdem separat von der Zahnstange 2, separat von der Verbindungsstange 5 und separat voneinander ausgebildete Lenkelemente 8 und 9 auf, welche auch als Anbindungsarme oder Lenkeranbindungsarme bezeichnet werden. Dabei ist das Lenkelement 8 mit einem ersten der mittels der Lenkung 1 lenkbaren Räder, insbesondere gelenkig, koppelbar oder gekoppelt, und das Lenkelement 9 ist mit dem zweiten mittels der Lenkung 1 lenkbaren Rad, insbesondere gelenkig, koppelbar oder gekoppelt. Wenn im Folgenden die Rede von den Rädern ist, so sind darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die mittels der Lenkung 1 lenkbaren Räder zu verstehen. Beispielsweise ist das Lenkelement 8 über ein in den Fig. nicht dargestelltes, erstes Gelenk gelenkig mit einem ersten Radlenker gekoppelt oder koppelbar, wobei beispielsweise das Lenkelement 9 über ein zweites Gelenk mit einem zweiten Radlenker gekoppelt oder koppelbar ist. Die Radlenker werden auch als Lenker bezeichnet, wobei beispielsweise der erste Radlenker, insbesondere gelenkig, mit dem ersten Rad und der zweite Radlenker, insbesondere gelenkig, mit dem zweiten Rad gekoppelt ist. Dadurch kann beispielsweise das Lenkelement 8 über das erste Gelenk den ersten Radlenker bewegen, wodurch über das erste Gelenk und den ersten Radlenker das erste Rad gelenkt werden kann, und der zweite Radlenker kann über das zweite Gelenk von dem Lenkelement 9 bewegt werden, wodurch beispielsweise das zweite Rad gelenkt werden kann. Das jeweilige Lenkelement 8 beziehungsweise 9 weist beispielsweise eine jeweilige Aufnahme 10 beziehungsweise 11 auf, in welcher das jeweilige Gelenk zumindest teilweise aufnehmbar oder aufgenommen ist. Dies bedeutet, dass beispielsweise das erste Gelenk zumindest teilweise in der Aufnahme 10 und das zweite Gelenk zumindest teilweise in der Aufnahme 11 aufnehmbar oder aufgenommen ist. Eine durch die Gelenke, insbesondere durch deren Mittelpunkte, verlaufende und insbesondere gerade Linie wird auch als Verbindungslinie oder Verbindungsgerade oder Lenkerlagerverbindungslinie bezeichnet. Insbesondere ist es denkbar, dass zumindest in einer Geradeausstellung der Räder die Verbindungslinie mit der geraden Bewegungsachse 6 zusammenfällt. In der Geradeausstellung der Räder ist eine Geradeausfahrt des Kraftwagens bewirkbar, sodass in der Geradeausstellung eine Kurvenfahrt des Kraftwagens unterbleibt. Durch die Geradeausstellung beziehungsweise in der Geradeausstellung kann der Kraftwagen geradeaus und dabei insbesondere vorwärts gefahren werden. Da in der jeweiligen Aufnahme 10, 11 das jeweilige Gelenk zumindest teilweise aufnehmbar oder aufgenommen ist, über das das jeweilige Lenkelement 8, 9 gelenkig mit dem jeweiligen Radlenker verbindbar oder verbunden, das heißt koppelbar oder gekoppelt ist, wird die jeweilige Aufnahme 10, 11 auch als Gelenkpunkt bezeichnet oder die jeweilige Aufnahme 10, 11 ist ein Gelenkpunkt, wobei die zuvor genannte Verbindungslinie durch den jeweiligen Gelenkpunkt hindurch läuft und dabei eine Gerade ist.The
Die Lenkelemente 8 und 9 sind mit der Verbindungsstange 5 verbunden, wodurch die Lenkelemente 8 und 9 über die Verbindungsstange 5 miteinander verbunden sind. Zum Lenken der Räder sind die Lenkelemente 8 und 9 unter Verschieben der Verbindungsstange 5 und der Zahnstange 2 bewegbar, insbesondere relativ zu den Gehäuseelementen 4 und 7. Mit anderen Worten, um die Räder zu lenken, wird die Zahnstange 2 entlang der Bewegungsachse 3 verschoben, wodurch die Lenkelemente 8 und 9 relativ zu dem Aufbau und relativ zu den Gehäuseelementen 4 und 7 bewegt und die Verbindungsstange 5 entlang der Bewegungsachse 6 relativ zu dem Aufbau und relativ zu den Gehäuseelementen 4 und 7 verschoben wird. Insgesamt ist erkennbar, dass die Zahnstange 2 entlang der Bewegungsachse 3 hin- und herverschiebbar ist, und die Verbindungsstange 5 ist entlang der Bewegungsachse 6 hin- und herverschiebbar. Hierdurch kann der Kraftwagen beispielsweise nach links oder nach rechts gelenkt werden, insbesondere bei einer Vorwärtsfahrt des Kraftwagens.The
Um nun die Räder auf besonders bauraumgünstige Weise mittels der Lenkung 1 lenken zu können, weist die Lenkung 1 einen Elektromotor 12 auf, welcher einen in
Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Lenkelemente 8 und 9 direkt an der Verbindungsstange 5 abgestützt, insbesondere an jeweiligen, entlang der Bewegungsachse 6 voneinander abgewandten, ersten Stirnseiten der Verbindungsstange 5. Dabei sind die Lenkelemente 8 und 9 mit der Verbindungsstange 5 verschraubt und dadurch mit der Verbindungsstange 5 verbunden und, insbesondere direkt, an der Verbindungsstange 5 abgestützt. Hierzu ist je Lenkelement 8 beziehungsweise 9 wenigstens oder genau ein insbesondere als Schraube ausgebildetes Schraubelement 16 beziehungsweise 17 vorgesehen, mittels welchem das jeweilige Lenkelement 8 beziehungsweise 9 gegen die Verbindungsstange 5, insbesondere gegen die jeweilige, erste Stirnseite, insbesondere direkt gespannt ist. Hierfür durchdringt das jeweilige Schraubelement 16 beziehungsweise 17 eine jeweilige, korrespondierende Durchgangsöffnung des jeweiligen Lenkelements 8 beziehungsweise 9 und ist dabei beispielsweise, insbesondere direkt, in die Verbindungsstange 5 eingeschraubt. Somit ist durch das jeweilige Schraubelement 16 beziehungsweise 17 eine jeweilige Verschraubung des jeweiligen, auch als Lenkeranbindungsarm bezeichneten Lenkelements 8 beziehungsweise 9 an die auch als Führungsstange bezeichnete Verbindungsstange 5 realisiert. Eine erste der axialen Stirnseiten der Verbindungsstange 5 ist mit 18 bezeichnet, sodass bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel das Lenkelement 8, insbesondere mittels des Schraubelements 16, direkt gegen die axiale Stirnseite 18 gespannt und somit direkt an der axialen Stirnseite 18 abgestützt ist, insbesondere entlang der zweiten Bewegungsachse 6. Die zweite axiale Stirnseite ist mit 19 bezeichnet, sodass bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel das Lenkelement 9, insbesondere mittels des Schraubelements 17, direkt gegen die axiale Stirnseite 19 der Verbindungsstange 5 gespannt und somit direkt an der axialen Stirnseite 19 der Verbindungsstange 5 abgestützt ist, insbesondere entlang der Bewegungsachse 6.In the exemplary embodiment shown in the figures, the
Des Weiteren ist es bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass das Lenkelement 8 entlang der Bewegungsachse 3 direkt an der Zahnstange 2, insbesondere direkt an einer ersten axialen Stirnseite 20 der Zahnstange 2, abgestützt ist, und das Lenkelement 9 ist entlang der Bewegungsachse 3 direkt an der Zahnstange 2, insbesondere direkt an einer zweiten axialen Stirnseite 21 der Zahnstange 2, abgestützt, wobei die axialen Stirnseiten 20 und 21 der Zahnstange 2 entlang der Bewegungsachse 3 voneinander weg weisen. Dabei ist dem Lenkelement 8 ein zweites, insbesondere als zweite Schraube ausgebildetes Schraubelement 22 zugeordnet, mittels welchem das Lenkelement 8 mit der Zahnstange 2 verschraubt und dadurch verbunden ist, derart, dass das Lenkelement 8 mittels des Schraubelements 22 entlang der Bewegungsachse 3 direkt gegen die Zahnstange 2, insbesondere direkt gegen die axiale Stirnseite 20, gespannt ist, wodurch das Lenkelement 8 direkt an der Stirnseite 20 abgestützt ist, insbesondere entlang der Bewegungsachse 3. Dem Lenkelement 9 ist ein als Schraube ausgebildetes Schraubelement 23 zugeordnet, mittels welchem das Lenkelement 9 mit der Zahnstange 2 verschraubt und dadurch verbunden ist, derart, dass das Lenkelement 9 mittels des Schraubelements 23 entlang der Bewegungsachse 3 direkt gegen die Zahnstange 2, insbesondere gegen die Stirnseite 21, gespannt ist, sodass das Lenkelement 9 entlang der Bewegungsachse 3 direkt an der Zahnstange 2, insbesondere direkt an der Stirnseite 21, abgestützt ist. Die Schraubelemente 16, 17, 22 und 23 sind separat voneinander ausgebildet. Das jeweilige Lenkelement 8, 9 ist derart mittels des jeweiligen Schraubelements 22, 23 mit der Zahnstange 2 verbunden und dabei direkt gegen die Zahnstange 2 gespannt, dass das jeweilige Schraubelement 22, 23 eine jeweilige, korrespondierende, zweite Durchgangsöffnung des jeweiligen Lenkelements 8, 9 durchdringt und, insbesondere direkt, in die Zahnstange 2 eingeschraubt ist. Die jeweilige Durchgangsöffnung des jeweiligen Lenkelements 8, 9 ist vorzugsweise gewindefrei.Furthermore, it is provided in the embodiment shown in the figures that the
Die Verbindungsstange 5 ist für sich alleine betrachtet und somit unter Umgehung der Zahnstange 2 verschiebbar an dem Gehäuseelement 7 gelagert. Hierzu sind jeweilige, entlang der Bewegungsachse 6 voneinander beabstandete Längenbereiche L1, L2 der Verbindungsstange 5 in jeweiligen, korrespondierenden Aufnahmen 24, 25 des Gehäuseelements 7 angeordnet, derart, dass vorliegend die Aufnahmen 24 und 25 als Durchgangsöffnungen ausgebildet sind. Die Längenbereiche L1 und L2 durchdringen dabei die Aufnahmen 24 und 25, sodass die Verbindungsstange 5 beidseitig aus den Aufnahmen 24 und 25 herausragt. In der jeweiligen Aufnahme 24, 25 ist wenigstens oder genau ein Gleitlager 26, 27 angeordnet, sodass die Verbindungsstange 5 über die Gleitlager 26 und 27 verschiebbar an dem Gehäuseelement 7 gelagert ist. Durch die Gleitlager 26 und 27 ist somit eine Gleitlagerung geschaffen, mittels welcher die Verbindungsstange 5 bauraumgünstig und reibungsarm verschiebbar an dem Gehäuseelement 7 gelagert ist.The connecting
Jeweilige Längenbereiche L3 und L4 der Zahnstange 2 sind in jeweiligen, korrespondierenden Aufnahmen 28 und 29 des Gehäuseelements 4 angeordnet und somit aufgenommen, wobei bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel die Aufnahmen 28 und 29 als Durchgangsöffnungen ausgebildet sind. Dabei ragt die Zahnstange 2 beidseitig aus der jeweiligen Aufnahme 28, 29 heraus. Mit anderen Worten durchdringt der jeweilige Längenbereich L3, L4 die jeweilige Aufnahme 28, 29. In der jeweiligen Aufnahme 28, 29 ist ein jeweiliges Gleitlager 30, 31 angeordnet, wobei die Zahnstange 2 über die Gleitlager 30 und 31 verschiebbar an dem Gehäuseelement 4 gelagert ist. Somit bilden die Gleitlager 30 und 31 eine Gleitlagerung, über die beziehungsweise mittels der die Zahnstange 2 verschiebbar an dem Gehäuseelement 4 gelagert ist. Die jeweilige Gleitlagerung beziehungsweise das jeweilige Gleitlager 26, 27, 28, 29 bildet somit eine Gleitführung zur definierten und reibungsarmen Führung der Verbindungsstange 5 beziehungsweise der Zahnstange 2.Respective longitudinal areas L3 and L4 of the
Es ist erkennbar, dass durch das jeweilige Schraubelement 22, 23 eine jeweilige Verschraubung gebildet ist, mittels welcher das jeweilige Lenkelement 8, 9 mit der Zahnstange 2 verbunden ist, derart, dass das jeweilige Lenkelement 8, 9 direkt gegen die Zahnstange 2, insbesondere direkt gegen die jeweilige Stirnseite 20, 21, gespannt ist, sodass das jeweilige Lenkelement 8, 9 entlang der Bewegungsachse 3 direkt an der Zahnstange 2, insbesondere direkt an der jeweiligen Stirnseite 20, 21, abgestützt ist. Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Gehäuseelemente 4 und 7 separat voneinander ausgebildet und, insbesondere direkt, miteinander verbunden. Dabei ist das Gehäuseelement 7 beispielsweise ein Lenklagerstützgehäuse, wobei das Gehäuseelement 4 beispielsweise ein Lenkgetriebegehäuse ist. Aus
In einer in den Fig. nicht gezeigten Ausführungsform ist es denkbar, dass die Gehäuseelemente 4 und 7 einstückig miteinander ausgebildet sind, das heißt integrale Bestandteile eines als Monoblock ausgebildeten Körpers sind. Außerdem ist aus
Die Lenkung 1 weist einen vorliegend als Riementrieb 38 ausgebildeten Zugmitteltrieb sowie einen Kugelgewindetrieb 39 auf, wobei die Zahnstange 2 über den Kugelgewindetrieb 39 mit dem Zugmitteltrieb (Riementrieb 38) gekoppelt ist, und wobei der Kugelgewindetrieb 39 über den Riementrieb 38 mit dem Rotor 14 gekoppelt ist. Somit ist der Riementrieb 38 von dem Rotor 14 antreibbar, sodass der Kugelgewindetrieb 39 über den Riementrieb 38 von dem Rotor 14 antreibbar ist. Die Zahnstange 2 ist über den Kugelgewindetrieb 39 von dem Riementrieb 38 antreibbar und dadurch entlang der Bewegungsachse 3 relativ zu den Gehäuseelementen 4 und 7 verschiebbar. Dabei sind der Riementrieb 38 und der Kugelgewindetrieb 39 in dem Gehäuseelement 4 aufgenommen. Es ist erkennbar, dass die Verbindungsstange 5 eine kraftübertragende, gelagerte, insbesondere gleitgelagerte, und zumindest, insbesondere oder zumindest vorwiegend, in Fahrzeugquerrichtung verschiebbare Verbindungsstange zwischen den Lenkelementen 8 und 9 und somit zwischen den auch als Lenkergelenkpunkte bezeichneten Gelenkpunkten ist, wobei die Führungsstange (Verbindungsstange 5) beispielsweise kraftschlüssig mit der parallel mit einem Versatz verlaufenden Zahnstange 2 verbunden ist. Die auch als Lenker bezeichneten Lenkelemente 8 und 9 sind vorliegend direkt oder alternativ über höchstens ein jeweiliges, weiteres Zwischenelement an die Verbindungsstange 5 angebunden, insbesondere derart, dass das jeweilige Zwischenelement einerseits direkt an der jeweiligen Stirnseite 18 beziehungsweise 19 und andererseits direkt an dem jeweiligen Lenkelement 8, 9 abgestützt ist.The
Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel findet die Lagerung der Verbindungsstange 5 in dem Gehäuseelement 7 statt, welches vorliegend mit dem Gehäuseelement 4 verbunden ist. Es ist denkbar, dass die beiden Gehäuseelemente 4 und 7 als ein einziges Gehäuse dargestellt sind, mithin einstückig miteinander ausgebildet sind. Eine Verbindung zwischen der Verbindungsstange 5 und der Zahnstange 2, das heißt insbesondere die zuvor genannte, kraftschlüssige Verbindung zwischen der Zahnstange 2 und der Verbindungsstange 5, ist über das jeweilige, auch als Lenkeranbindungsarm bezeichnete Lenkelement 8, 9 realisiert, welches sowohl mit der Verbindungsstange 5 als auch mit der Zahnstange 2 verschraubt und dadurch kraftschlüssig verbunden ist. Eine zu der in den Fig. dargestellte Bauteiltrennung alternative Bauteiltrennung ist ohne Weiteres denkbar. Die Verbindungsstange 5 und die Zahnstange 2 können für eine vorteilhafte Kraftabstützung auch weitere, in Fahrzeugquerrichtung beziehungsweise entlang der jeweiligen Bewegungsachse 3, 6 weiter innenliegende Verbindungsstellen aufweisen, die vorliegend nicht dargestellt sind. An den jeweiligen Lenkeranbindungsarm (Lenkelement 8, 9) wird der jeweilige Radlenker angebunden, insbesondere durch Verschrauben und/oder über das jeweilige, in den Fig. nicht dargestellte Gelenk.In the exemplary embodiment shown in the figures, the connecting
In
Um ein übermäßiges Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in die Aufnahmen 28 und 29 zu vermeiden, sind den Aufnahmen 28 und 29 Faltenbälge 42 zugeordnet, die auf entlang der Bewegungsachse 3 voneinander abgewandten Seiten der Aufnahmen 28 und 29 und dabei auf solchen, entlang der Bewegungsachse 3 voneinander abgewandten Seiten der Aufnahmen 28 und 29, angeordnet sind, dass die Seiten der Aufnahmen 28 und 29 entlang der Bewegungsachse 3 von dem Gehäuseelement 4 wegweisen. Mittels der Faltenbälge 42 ist die Zahnstange 2 und/oder sind die Lenkelemente 8 gegen das Gehäuseelement 4 abgedichtet. Der jeweilige Faltenbalg 42 ist beispielsweise an das Gehäuseelement 4 und an das jeweilige Lenkelement 8, 9 angebunden. Dadurch kann eine vorteilhafte Abdichtung der Aufnahmen 28 und 29 dargestellt werden.In order to prevent dirt and moisture from penetrating excessively into the
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Lenkungsteering
- 22
- Zahnstangerack
- 33
- erste Bewegungsachsefirst axis of motion
- 44
- erstes Gehäuseelementfirst housing element
- 55
- Verbindungsstangeconnecting rod
- 66
- zweite Bewegungsachsesecond axis of motion
- 77
- zweites Gehäuseelementsecond housing element
- 88th
- Lenkelementsteering element
- 99
- Lenkelementsteering element
- 1010
- AufnahmeRecording
- 1111
- AufnahmeRecording
- 1212
- Elektromotorelectric motor
- 1313
- Statorstator
- 1414
- Rotorrotor
- 1515
- Drehachseaxis of rotation
- 1616
- Schraubelementscrew element
- 1717
- Schraubelementscrew element
- 1818
- Stirnseiteface
- 1919
- Stirnseiteface
- 2020
- Stirnseiteface
- 2121
- Stirnseiteface
- 2222
- Schraubelementscrew element
- 2323
- Schraubelementscrew element
- 2424
- AufnahmeRecording
- 2525
- AufnahmeRecording
- 2626
- Gleitlagerbearings
- 2727
- Gleitlagerbearings
- 2828
- AufnahmeRecording
- 2929
- AufnahmeRecording
- 3030
- Gleitlagerbearings
- 3131
- Gleitlagerbearings
- 3232
- Verbindungsbereichconnection area
- 3333
- Verbindungsbereichconnection area
- 3434
- Schraubelementscrew element
- 3535
- Schraubelementscrew element
- 3636
- Verbindungsstelleconnection point
- 3737
- Verbindungsstelleconnection point
- 3838
- Riementriebbelt drive
- 3939
- Kugelgewindetriebball screw
- 4040
- Faltenbalgbellows
- 4141
- Faltenbalgbellows
- 4242
- Faltenbalgbellows
- AA
- AbstandDistance
- BB
- AbstandDistance
- L1L1
- Längenbereichlength range
- L2L2
- Längenbereichlength range
- L3L3
- Längenbereichlength range
- L4L4
- Längenbereichlength range
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- EP 1651502 B1 [0002]EP 1651502 B1 [0002]
- JP 2014068495 A [0002]JP 2014068495 A [0002]
- US 7841606 B2 [0002]US 7841606 B2 [0002]
Claims (14)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021128531.3A DE102021128531A1 (en) | 2021-11-03 | 2021-11-03 | Steering for a motor vehicle, in particular a passenger car, and motor vehicles |
Publications (1)
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DE102021128531A1 true DE102021128531A1 (en) | 2023-05-04 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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-
2021
- 2021-11-03 DE DE102021128531.3A patent/DE102021128531A1/en active Pending
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