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Die Erfindung betrifft einen Lenker
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 39 00 336 A1 ist ein
Lenker bekannt, der mit elastischen Lagern am Fahrschemel angelenkt
ist und an dessen hinterem Abschnitt mittels eines Schwenkgelenks
ein Achsträger
schwenkbeweglich angelenkt ist. Die Schwenkachse des Schwenkgelenks
ist schräg
senkrecht in Richtung Drehpol ausgerichtet. Bei von außen wirkenden
Seitenkräften
schwenkt das Rad um die Schwenkachse des Schwenkgelenks. Dies führt beim
kurvenäußeren Rad
zu einer Vorspurstellung mit negativen Sturz und beim kurveninneren
Rad zu einer Nachspurstellung mit positivem Sturz. Der Lenker erfordert
jedoch eine beträchtliche
Bauhöhe.
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Aufgabe der Erfindung ist es einen
längsweichen,
seitenkraftuntersteuernden Lenker anzugeben, der flach baut.
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Diese Aufgabe wird durch einen Lenker
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Lenker mit einem inneren
Lenkerarm mit einem inneren Lenkerlager und einem äußeren Lenkerarm
mit einem äußeren Lenkerlager
zeichnet sich dadurch aus, dass das innere Lager horizontal schwenkbar
ausgeführt
und mit einem Schwenkarm verbunden ist. Bei vertikalen Bewegungen
des Lenkers sind der innere Lenkerarm und der Schwenkarm starr miteinander
verbunden. Der Lenker ist somit längssteif. Wirken auf den Lenker
jedoch Kräfte
mit einer Komponente quer zur Fahrtrichtung, so führt dies
zu einer zu einer horizontalen Schwenkbewegung des Schwenkarms um
das innere Lager des inneren Lagerarms. Schwenkarm und innerer Lenkerarm
knicken gegeneinander ein. Der Lenker ist somit querweich. Durch
das Einknicken des inneren Lenkerarms wird der starr mit dem inneren
Lenkerarm verbundene Radträger
in seiner Position verändert.
Damit bewirken auf das Rad wirkende Seitenkräfte mit ihrer Komponente quer
zur Fahrtrichtung eine Änderung
der Radstellung. Insbesondere lässt
sich der Lenker so auslegen, dass die Seitenkräfte stabilisierende Vorspuränderungen
bewirken. Dies führt
zu einem verbesserten Kurvenverhalten des Fahrzeugs. Der erfindungsgemäße Lenker
ist durch seine flache Bauweise für den Einsatz in Transportern
und ähnlich
kompakten Nutzfahrzeugen geeignet.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen
der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der
Beschreibung sowie den Zeichnungen. Im Folgenden wird anhand der
Zeichnungen eine Ausführungsform
der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lenkers,
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2 eine
Draufsicht auf den Lenker,
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3 eine
Seitenansicht des Lenkers und
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4 eine
rückwärtige Ansicht
des Lenkers.
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Die Erfindung betrifft einen Lenker,
insbesondere einen Schräglenker
für ein
Kraftfahrzeug. Ein solcher Lenker dient der beweglichen Anbindung
des Radträgers 1 an
einen Fahrzeugaufbau. In 1 ist ein
Lenker dargestellt, der insbesondere für ein Hinterrad geeignet ist.
Die Vorderräder
von Kraftfahrzeugen sind üblicherweise
mit einer Lenkung verbunden und lenkbar ausgeführt. Die Hinterräder sind üblicher weise
nicht lenkbar. Bei Kurvenfahrt wollen sie ihre ursprüngliche
Fahrtrichtung beibehalten und werden von den Vorderrädern in
die Kurve gezogen. Die Hinterräder
sind dabei nicht optimal zur Kurve ausgerichtet und tragen nicht
zur Stabilisierung des Fahrzeugs in der Kurve bei.
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Wie in 2 erkennbar,
ist der erfindungsgemäße Lenker
in Draufsicht y-förmig
gestaltet. Diese Grundform wird von einem äußeren Lenkerarm 2 und einem
inneren Lenkerarm 3 gebildet, die von einem Radträger 1 ausgehen.
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Der Radträger 1 geht quer zur
Fahrtrichtung 20 aus der Mitte eines Rades 17 ab.
Wie in 2 und 4 erkennbar ist der Anschluss
des Radträgers 1 an das
Rad 17 senkrecht zum Rad 17 ausgeführt. Von dort
aus führt
der Radträger 1 quer
zur Fahrtrichtung schräg
nach unten. Der Radträger 1 dient
zur Aufnahme einer Radnabe mit eingepresstem Radlager. Bei einem
angetriebenen Rad 17 nimmt der Radträger 1 die Antriebswelle
auf, mit der die Antriebskräfte auf
das Rad 17 übertragen
werden. Der dargestellte Radträger 1 weist
eine Halterung 21 für
einen nicht dargestellten Bremssattel und eine Befestigung 22 für eine nicht
dargestellte Feststellbremse auf.
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In Fahrtrichtung weist der Radträger 1 einen Befestigungspunkt 23 für eine untere
Befestigungsöse 24 eines
Stoßdämpfers 13 auf.
Dazu ist der Radträger 1 im
untersten Bereich mit einer Gewindebohrung versehen, an welche die
untere Befestigungsöse 24 des
Stoßdämpfers 13 mittels
einer Schraube 26 anschraubbar ist. Der Stoßdämpfer 13 ist
mit seiner oberen Befestigungsöse 25 am
Aufbau des Fahrzeugs befestigt. Entgegen der Fahrtrichtung 20 ragt vom
Radträger 1 eine
tellerförmige
Aufnahme 15 für eine
Feder 14 ab. Die Aufnahme 15 liegt tiefer als
die Radmitte 27. Die in der Aufnahme 15 angeordnete Feder 14 wirkt
mit ihrem oberen Ende auf den Aufbau des Fahrzeuges und federt die
Bewegungen des Lenkers gegenüber
dem Aufbau ab.
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Dort, wo die tellerförmige Aufnahme 15 für die Feder 14 am
Radträger 1 angeordnet
ist, erreicht der Radträger 1 seinen
tiefsten Punkt. An dieser Stelle knickt der Radträger 1 annährend rechtwinklig
in Fahrtrichtung 20 ab. Der in Fahrtrichtung 20 ausgerichtete
Teil des Radträgers 1 ist
gegenüber
der Fahrebene 28 leicht nach oben abgewinkelt. An dieser Stelle
teilt sich der Radträger 1 und
geht in den äußeren Lenkerarm 2 und
den inneren Lenkerarm 3 über.
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Der äußere Lenkerarm 2 knickt,
vom Radträger 1 ausgehend,
bezüglich
der Fahrtrichtung 20 in Richtung Rad 17 ab und
verläuft
schräg
nach vorne. Die leichte Steigung des Radträgers 1 behält der äußere Lenkerarm 2 bei.
An seinem dem Radträger
abgewandten Ende knickt der äußere Lenkerarm 2 in Fahrtrichtung
ab. Dieser Endbereich ist als Aufnahme für das äußere Lager 4 des Lenkers
ausgebildet.
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Das äußere Lager 4 bindet
den Lenker an den Fahrzeugaufbau oder einen Fahrschemel an. Es weist
eine horizontale Schwenkachse 6 quer zur Fahrtrichtung
auf. Es ist beispielsweise als längs- und/oder
querweiches Gummilager ausgeführt.
Wirken Längs-
oder Querkräfte
auf den Lenker, so gibt das äußere Lager 4 und
der damit verbundene äußere Lenkerarm 2 entsprechend
der Auslegung des äußeren Lagers 4 nach.
Das äußere Lager 4 nimmt Querkräfte auf
und steuert das Lenkerverhalten bei Seitenkräften.
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In einer Ausführungsform ist das äußere Lager 4 schräg zur Aufnahme
für das äußere Lager 4 eingebaut.
Dadurch und/oder durch den Einsatz verschiedener, unterschiedlich
harter Gummisorten lässt
sich das Verhalten des äußeren Lagers 4 richtungs-
und winkelabhängig
beeinflussen.
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Der innere Lenkerarm 3 ist
kürzer
als der äußere Lenkerarm 2.
Vom Radträger 1 ausgehend, knickt
der innere Lenkerarm 3 von der Fahrtrichtung 20 in
Richtung Fahrzeugmitte ab und verläuft schräg nach vorne. Die leichte Steigung
des Radträgers
1 behält der innere
Lenkerarm 3 bei. Damit liegen der innere Lenkerarm 3 und
der äußere Lenkerarm 2 in einer
Ebene. Der innere Lenkerarm 3 ist in sich leicht tordiert
und weist an seinem, dem Radträger 1 abgewandten
Ende eine Aufnahme für
ein vertikal stehendes inneres Lager 5 des Lenkers auf.
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Das innere Lager 5 verbindet
den inneren Lenkerarm 3 mit einem Schwenkarm 8.
Das innere Lager 5 kann beispielsweise als kardanisch längs- und
quersteifes Gummilager ausgeführt
sein.
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Der Schwenkarm 8 ist an
dem vom Radträger
abgewandten Ende des inneren Lenkerarms 3 angeordnet. Er
weist eine Aufnahme für
das innere Lager 5 auf. Der Schwenkarm 8 ist um
das innere Lager 5 horizontal schwenkbar. Der Schwenkarm 8 ist in
Verlängerung
zum inneren Lenkerarm 3 angeordnet und ausgerichtet. Dazu
ist der Schwenkarm 8, von der Aufnahme für das innere
Lager 5 ausgehend, in der Draufsicht als gerader Arm ausgeführt. Dieser gerade
Arm endet in einer Gelenkaufnahme 9 in der ein Gelenk 10 angeordnet
ist.
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Das Gelenk 10 verbindet
den Lenker mit dem Fahrzeugaufbau oder einem Fahrschemel. Das Gelenk 10 ist
beispielsweise als Kugelgelenk oder als Gummigelenk ausgeführt. In 1 und 2 ist ein Kugelgelenk 10 dargestellt,
dass einen Zapfen 11 aufweist. Mit diesem Zapfen 11 ist
das Gelenk 10 längsbeweglich
am Fahrzeugaufbau oder einem Fahrschemel befestigt. Ein derartiges
Gelenk 10 ist räumlich
bewegbar. Damit ist der Schwenkarm 8 und der damit verbundene
innere Lenkerarm 3 räumlich schwenkbar
an den Fahrzeugaufbau angebunden. Das Gelenk 10 weist mit
dem äußeren Lager 4 eine gemeinsame
horizontale Schwenkachse 12 quer zur Fahrtrichtung 20 auf.
Damit kann der an das Gelenk 10 angebundene Schwenkarm 8 und
der an das äußere Lager 4 angebundene äußere Lenkerarm 2 gemeinsam
um diese Schwenkachse 12 verschwenkt werden.
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In 2 ist
der Momentandrehpol 18 des Lenkers bei Seitenkräften eingezeichnet.
Um diesen Momentandrehpol 18 schwenkt der Lenker beim Auftreten
von Seitenkräften.
Der Stoßdämpfer 13 ist
mit seinen Befestigungsösen 24, 25 so
am Aufbau und am Lenker befestigt, dass die Wirkrichtung des Stoßdämpfers 13 annähernd auf
den Momentandrehpol 18 weist. Vom Stoßdämpfer 13 ausgehende
Kräfte haben
damit nahezu keinen Einfluss auf den Lenker. Der Stoßdämpfer 13 dämpft die
Lenkerbewegungen, ohne zusätzliche
Quer- oder Seitenkräfte
zu erzeugen. Gleichzeitig wird durch diese Anordnung des Stoßdämpfers 13 die
Bewegung des Lenkers um den Momentandrehpol 18 bei Seitenkräften unterstützt.
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Die Feder 14 ist nah am
Momentandrehpol 18 angeordnet. Der Schwerpunkt der Feder 14 liegt hinter
dem Angriffspunkt der Seitenkräfte.
Gleichzeitig ist auch die Aufnahme 15 für die Feder 14 auf
annähernd
auf gleicher Höhe
wie der Momentandrehpol 18 angeordnet. Damit wird erreicht,
dass die Feder 14 die Bewegungen des Lenkers nicht stört.
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3 zeigt
eine Seitenansicht des Lenkers. Dabei ist erkennbar, dass der Befestigungspunkt 23 des
Stoßdämpfers 13 am
Lenker und die Federaufnahme 15 ebenso wie das äußere Lenkerlager 4,
das innere Lenkerlager 5 und das Gelenk 10 unterhalb der
Radmitte 27 angeordnet sind.
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4 zeigt
eine rückwärtige Ansicht
des Lenkers. Dabei ist erkennbar, dass der Befestigungspunkt 23 des
Stoßdämpfers 13 am
Lenker ebenso wie die Federaufnahme 15 am tiefsten Punkt
des Lenkers liegt. Des weiteren ist erkennbar, dass der Radträger 1 quer
zur Fahrtrichtung schräg
nach unten führt
und dass die Schwenkachse 7 des inneren Lenkerlagers 5 vertikal
verläuft.
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In 2 kennzeichnet
der Pfeil 20 die Fahrtrichtung. Das Rad 17 überträgt Bewegungen
und Kräfte
auf den Lenker. Der Lenker ist über
das äußere Lager 4 und
das Gelenk 10 an den Fahrzeugaufbau bzw. den Fahrschemel
angebunden. Diese beiden Anbindungspunkte sind ortsfest. Dabei ist
der Lenker an den Anbindungspunkten in festgelegter Weise beweglich.
Zusätzlich
ist der Schwenkarm 8 des inneren Lenkerarms 3 um
das innere Lager 5 horizontal beweglich. Dies wirkt sich
insbesondere bei Kurvenfahrt aus. Beim Durchfahren einer Kurve neigt sich
der Fahrzeugaufbau nach außen.
Dadurch wird das kurvenäußere Rad
eingefedert und das kurveninnere Rad entlastet. Die 1-4 zeigen
einen Lenker für
ein linkes Hinterrad. Beispielsweise wird in einer Rechtskurve das
kurvenäußere linke
Rad 17 eingefedert und mit einer zum Kurveninneren weisenden
Seitenkraft quer zur Fahrtrichtung beaufschlagt. Die Seitenkraft
wird von der Fahrbahn auf die Aufstandsfläche des Rades 17 übertragen.
Der Momentandrehpol 18 des Lenkers liegt bei Seitenkräften bezüglich der
Fahrtrichtung hinter der Aufstandsfläche des Rades 17 in
Richtung Radaußenseite.
Der Abstand zwischen Angriffspunkt der Seitenkräfte und Momentandrehpol 18 führt zu einer
Hebelwirkung der Seitenkräfte.
Diese Hebelwirkung drückt
die Lenkerarme 2, 3 im äußeren Lager 4 und
im Gelenk 10 nach innen. Das innere Lager 5 knickt
ein. Das Rad 17 wird vorne nach innen und hinten nach außen gedrückt. Das
Rad 17 untersteuert.
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In einer Linkskurve wird das kurveninnere
linke Rad 17 ausgefedert und mit einer zum Kurveninneren
weisenden Seitenkraft beaufschlagt. Die Seitenkraft wird von der
Fahrbahn auf die Aufstandsfläche
des Rades 17 übertragen.
Der Momentandrehpol 18 des Lenkers liegt bei Seitenkräften bezüglich der
Fahrtrichtung hinter der Aufstandsfläche des Rades 17 in
Richtung Radaußenseite.
Der Abstand zwischen Angriffspunkt der Seitenkräfte und Momentandrehpol 18 führt zu einer
Hebelwirkung der Seitenkräfte.
Diese Hebelwirkung drückt
die Lenkerarme 2, 3 im äußeren Lager 4 und
im Gelenk 10 nach außen. Das
innere Lager 5 knickt ein. Das Rad 17 wird vorne nach
außen
und hinten nach innen gedrückt.
Das Rad 17 untersteuert.