DE19734630A1 - Vorrichtung zur Führung von Fahrzeugachsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Führung von Fahr­ zeugachsen mit einem länglichen, vorzugsweise stabförmigen Lenker, dessen eines Ende an der Fahrzeugachse und dessen anderes Ende am Fahrzeugchassis angelenkt ist.

Eine solche Vorrichtung ist unter der Bezeichnung Panhardstab bereits bekannt. Dieser Stab überträgt bei der starren Hinter­ achse eines Fahrzeugs die Seitenkräfte von der Achse auf das Fahrzeugchassis. Der Panhardstab ist querliegend angeordnet. Ganz ähnliche Lenker werden jedoch auch als Längslenker einge­ setzt. Sie können unerwünschte Verformungen der Achsfedern in der Längsrichtung weitgehend ausschalten. Durch die bekannten Längs- und Querlenker läßt sich somit die Führung der Achse verbessern.

Nachteilig bei den bisher bekannten stabförmigen Lenkern ist jedoch, daß die Fahrzeugachse bei ihrer federnden Auf- und Abbewegung einen Kreisbogen um den chassisseitigen Anlenkpunkt des Lenkers ausführt, d. h. also stets auch eine Auslenkung in horizontaler Richtung erfährt. Diese Horizontal­ komponenten in der Achsbewegung sind jedoch für die Laufruhe und die Reifenabnutzung des Fahrzeugs nachteilig.

Zur Abhilfe dieses Problems schlägt die Erfindung eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art vor, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die chassisseitige Anlenkstel­ le des Lenkers in einer Kulisse verschiebbar gelagert und der Lenker in einer verschwenkbar am Chassis gelagerten Hülse längsverschiebbar geführt ist, wobei die Kulisse derart ge­ formt ist, daß bei einem Auf- und Abfedern der Fahrzeugachse der Lenker stets eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Fahrzeugachse und Chassis bildet.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit eine begrenzt längenverstellbare Achsführungseinrichtung erzielbar. Bei einer entsprechenden Formgebung der Kulisse kann somit das Entstehen einer horizontalen Kraftkomponente von Lenker auf die Fahrzeugachse während der Auf- und Abbewegung der Fahr­ zeugachse während des Federungsvorgangs vollständig verhindert werden. Dennoch bleibt die gewünschte kraftschlüssige Verbin­ dung zwischen Fahrzeugachse und Fahrzeugchassis bestehen. Die Kulisse stellt dabei den Längenregulator der Lenkereinrichtung dar. Gleichzeitig sorgt die zwischen dem Lenker und der Füh­ rungshülse entstehende Reibung für eine Dämpfung der Federung der Achse. Die Lagerstelle der Hülse und die Kulisse können vorteilhafterweise an einem gemeinsamen Anlenkungsbock ange­ ordnet sein. Das chassisseitige Lenkerende kann mittels einer Stützrolle in der Kulisse verschiebbar gelagert sein. Aber auch der Einsatz eines anderen Gleitkörpers ist möglich. Ist die Übernahme sehr großer Kräfte notwendig, so kann der Anlen­ kungsbock auch die Hülse und das Lenkerende U-förmig umgrei­ fen, so daß sowohl die Hülse als auch das Lenkerende beidsei­ tig gelagert bzw. geführt sind. Der Lenker kann querliegend am Fahrzeug oder auch im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet sein. Je nach Ausbildung der Kulisse können, wie bereits beschrieben, Horizontalkräfte auf die Achse ganz aus­ geschaltet oder aber diese Kräfte in einer gewünschten Weise beeinflußt werden. Die horizontale Kraftkomponente kann bei der Auf- und Abbewegung der Achse beispielsweise linear zu- bzw. abnehmen. Bei einer anderen Gestaltung der Kulisse kann die Achse auch beispielsweise eine S-förmige oder jede belie­ bige andere Horizontalbewegung ausführen. Insofern eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur zur Achsführung, sondern auch zur Lenkung der Achse. Die Erfindung betrifft daher auch eine Vorrichtung zur Lenkung einer Fahrzeugachse mit einem länglichen, vorzugsweise stabförmigen Lenker, dessen eines Ende an der Fahrzeugachse und dessen anderes Ende an einem Lenkstockhebel der Fahrzeuglenkeinrichtung angeordnet ist, wobei der Lenker in einer verschwenkbar am Lenkstockhebel gelagerten Hülse längsverschiebbar geführt ist und die Anlenk­ stelle des Lenkers am Lenkstockhebel in einer Kulisse ver­ schiebbar gelagert ist, die ihrerseits derart am Lenkstockhe­ bel angeordnet ist, daß sie unabhängig von der Stellung des Lenkstockhebels stets die gleiche Ausrichtung zur Horizontalen beibehält. Die Vorrichtung kann also beispielsweise zur Len­ kung einer Vorderachse eines Fahrzeugs eingesetzt werden. Damit kann die herkömmliche Lenkeinrichtung sowohl bei PKW's als auch bei Nutzfahrzeugen konstruktiv und technisch wesent­ lich verbessert werden. Es müssen auch bei großen Ausfederun­ gen der Lenkachse keine Lenkungsfehler mehr hingenommen wer­ den. Außerdem läßt sich das Lenkgestänge im Fahrzeug konstruk­ tiv viel leichter unterbringen. Bei einer vorteilhaften Ausge­ staltung der Vorrichtung können die Lagerstelle der Hülse und die Kulisse an einem gemeinsamen Anlenkungsbock angeordnet sein, der am unteren Ende des Lenkstockhebels drehbar befe­ stigt und mit einem Führungselement in einer ortsfest, bei­ spielsweise am Chassis oder Lenkgetriebegehäuse angeordneten Kulisse geführt ist. Die Kulisse des Anlenkungsbocks kann dabei in einem am Drehpunkt des Lenkstockhebels drehfest an­ geordneten Teil angeordnet sein. Durch die doppelte Kulissen­ führung ist gewährleistet, daß die Führungskulisse für den Lenkerstab sowohl bei Links- als auch bei Rechts-Stellung des Lenkstockhebels stets in gleicher Lage zur Horizontalen ver­ bleibt, damit die gleichen Kraftübertragungsverhältnisse zwi­ schen Lenkung und Achse gegeben sind.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen lassen sich nicht nur bei Fahrzeugachsen, sondern auch in anderen Bereichen des Maschi­ nenbaus mit den gleichen Vorteilen verwenden.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele erfindungs­ gemäßer Vorrichtungen anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Im einzelnen zeigen:

Fig. 1a, b Prinzipdarstellungen des Standes der Tech­ nik;

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines Ausführungs­ beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung zur Achsführung als Querlenker;

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung zur Achsführung als Längslenker;

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung zur Lenkung einer Achse;

Fig. 5 eine vergrößerte Detaildarstellung der Vorrichtung aus Fig. 4.

Fig. 1a zeigt in perspektivischer Ansicht eine Hinterachse 10 eines Fahrzeugs, an der Federn 11 und 12 sowie ein Quer­ lenker 13, der auch als Panhardstab bezeichnet wird, und zwei Längslenker 14 angeordnet sind. Die freien Enden der Lenker 13 und 14 sind in nicht näher dargestellter Weise am Fahrzeug­ chassis befestigbar. Der Panhardstab 13 bildet eine starre Verbindung zwischen der Achse 10 und dem Fahrzeugaufbau und dient damit der Verbesserung der Seitenführung der Hinterachse 10. Die beiden Längslenker 14 dienen der Ausschaltung von unerwünschten Verformungen der Federn 11 und 12 in Längsrich­ tung, wodurch die Führung der Achse 10 ebenfalls verbessert wird. Die Wirkungsweise der Lenker 13 und 14 ist in der Prin­ zipskizze nach Fig. 1b am Beispiel des Lenkers 13 darge­ stellt. Der Lenker 13 ist mit einem Ende an einem Teil 15 des Fahrzeugaufbaus und mit seinem anderen Ende an einer schema­ tisch angedeuteten Hinterachse 10 angelenkt. Bei einer Auf- und Abbewegung der Hinterachse 10 während des Federungsvor­ gangs beschreibt der Lenker 13 einen Kreisbogen b um den An­ lenkpunkt D am Fahrzeugchassis 15. Diesen Kreisbogen muß die Hinterachse 10 mitmachen, d. h. sie erfährt während des Feder­ vorgangs einen seitlichen Versatz d, wie in Fig. 1b angedeu­ tet ist.

Zur Ausschaltung dieses seitlichen Versatzes kann die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung beispielsweise wie in Fig. 2 gezeigt ausgebildet sein. Sie weist einen stabförmigen Lenker 20 auf, der am Punkt B über einen Lagerbock 21 mit einer schematisch angedeuteten Fahrzeugachse 10 drehbar verbunden ist. Der Stab 20 ist außerdem durch eine Hülse 22 geführt, die am Punkt A an einem Anlenkungsbock 23, der mit einem Fahrzeug­ aufbau 24 fest verbunden ist, angelenkt ist. Das Ende des stabförmigen Lenkers ist am Punkt C über eine Rolle oder einen anderen Gleitkörper in einer Kulisse 25 des Anlenkungsbocks 23 verschiebbar geführt. Der Lenker 20 ist in verschiedenen Hö­ henpositionen der Achse 10 eingezeichnet. Mit N ist die Nor­ malposition des Anlenkpunktes B des Lenkers 20 an der Fahr­ zeugachse 10 bei ruhigem Geradeauslauf des Fahrzeugs bezeich­ net. Während des Federungsvorgangs der Achse 10 kann sich der Punkt B um die Strecken F_-1 bzw. F_-2 nach oben oder unten ver­ schieben. Da das andere Lenkerende im Punkt C in der Kulisse 25 verschiebbar geführt ist, ist dennoch sichergestellt, daß sich der Punkt B entlang einer senkrechten Linie L bewegt. Dies bedeutet, daß auf die Fahrzeugachse 10 während des Fede­ rungsweges keine horizontal gerichtete Kraftkomponente ausge­ übt wird. Somit erfährt die Achse 10 auch keinen seitlichen Versatz, wie bei den Lenkereinrichtungen nach dem in Fig. 1 gezeigten Stand der Technik. In allen Stellungen des Len­ kers 20 bildet dieser eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Achse 10 und dem Fahrzeugchassis 24 der Länge l. Die ge­ wünschte Kraftübertragung von der Fahrzeugachse 10 auf das Fahrzeugchassis 24 ist also stets gewährleistet.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Führung von Fahrzeugachsen ist lediglich bei­ spielhaft. Sowohl die Lagerung des Lenkers 20 als auch dessen Anlenkung am Fahrzeugchassis 24 sowie an der Fahrzeugachse 10 können jederzeit verändert werden. Durch eine entsprechende Wahl der Form der Kulisse 25 kann der Fahrzeugachse 10, falls dies gewünscht wird, während des Federungsvorgangs auch eine ganz gezielte seitliche Kraftkomponente übermittelt werden. Je nach der Formgebung der Kulisse 25 bewegt sich dann der Punkt B nicht mehr auf einer senkrechten Geraden L, sondern beispielsweise auf einer schiefen Geraden oder einer S-Kurve oder dergleichen.

Fig. 3 zeigt den Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Führung einer Hinterachse 10 eines Fahrzeugs als Längs­ lenker. In Fig. 3 sind ein Rad 30 sowie Luftfedern 31 und 32 des Fahrzeugs sowie ein Teil 33 des Fahrzeugaufbaus darge­ stellt. Die Vorrichtung weist wieder einen stabförmigen Len­ ker 34 auf, der in einer Hülse 35 geführt ist, die im Punkt A an einem Anlenkungsbock 36 am Fahrzeugaufbau 33 schwenkbar gelagert ist. Das untere Ende des Lenkers 34 ist im Punkt B an der Fahrzeugachse 10 angelenkt. Das obere Ende des Lenkers 34 ist wieder in einer Kulisse 37 des Anlenkungsbocks 36 ver­ schiebbar geführt. Auch beim Einsatz als Längslenker verhin­ dert die Vorrichtung durch die entsprechende Formgebung der Kulisse 37 einen seitlichen Versatz der Hinterachse 10. Die Punkte B bewegen sich über den gesamten Federweg der Achse auf einer senkrechten Linie L.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Lenkung einer Fahrzeugachse. Gemäß Fig. 4 ist wieder ein stab­ förmiger Lenker 40 vorgesehen, der in einer Hülse 41 längsver­ schiebbar gelagert ist. Die Hülse 41 ist, wie auch Fig. 5 zeigt, im Punkt A drehbar an einem Lenkstockhebel 42 gelagert. Das eine Ende des Lenkers 40 ist im Punkt B mit einer nicht näher dargestellten Fahrzeugachse verbunden. Das andere Ende ist im Punkt C wieder in einer Kulisse 43 eines Anlenkungs­ bocks 44 geführt. Im Gegensatz zu den Vorrichtungen aus den Fig. 2 und 3 ist hier jedoch der Anlenkungsbock 44 selbst drehbar am Lenkstockhebel 42 angeordnet, und zwar im Punkt D. Der Anlenkungsbock 44 ist außerdem in einer bogenförmigen Kulisse 45 in einem feststehenden Führungsteil 46 geführt. Hierdurch ist gewährleistet, daß unabhängig von der Stellung des Lenkstockhebels 42 die Kulisse 43 des Anlenkungsbocks 44 stets die gleiche Position gegenüber der Horizontalen ein­ nimmt. Damit ist erreichbar, daß die gelenkte Achse des Fahr­ zeugs sowohl bei Geradeauslauf des Fahrzeugs, als auch bei Links- und Rechtseinschlag der Lenkung beim Federvorgang keine seitliche Kraftkomponente erfährt. Die Anlenkungspunkte B zwi­ schen Lenker 40 und Fahrzeugachse bewegen sich vielmehr wäh­ rend des Federvorgangs auf senkrechten Geraden R, G, L, wie Fig. 4 zeigt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit eine lenkungsfehlerfreie Lenkung eines Fahrzeugs möglich.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Führung von Fahrzeugachsen mit einem läng­ lichen, vorzugsweise stabförmigen Lenker, dessen eines Ende an der Fahrzeugachse und dessen anderes Ende am Fahr­ zeugchassis angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die chassisseitige Anlenkstelle (C) des Lenkers (20, 34) in einer Kulisse (25, 37) verschiebbar gelagert ist und der Lenker (20, 34) in einer verschwenkbar am Chassis (24, 33) gelagerten Hülse (22, 35) geführt ist, wobei die Kulisse (25, 37) derart geformt ist, daß bei einem Auf- und Ab­ federn der Fahrzeugachse (10) der Lenker (20, 34) stets eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Fahrzeugachse (10) und Chassis (24, 33) bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das chassisseitige Lenkerende (C) mittels einer Stützrolle der Kulisse (25, 37) verschiebbar gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Lenker (20) im wesentlichen quer zur Fahr­ zeuglängsrichtung ausgerichtet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Lenker (34) im wesentlichen in Fahrzeuglängs­ richtung ausgerichtet ist.

5. Vorrichtung zur Lenkung einer Fahrzeugachse mit einem länglichen, vorzugsweise stabförmigen Lenker (40), dessen eines Ende (B) an der Fahrzeugachse und dessen anderes Ende (c) an einem Lenkstockhebel (42) angelenkt ist, und der in einer verschwenkbar am Lenkstockhebel (42) gelager­ ten Hülse (41) längsverschiebbar geführt ist, wobei die Anlenkstelle (C) des Lenkers (40) am Lenkstockhebel (42) in einer Kulisse (43) verschiebbar gelagert ist, die ih­ rerseits derart am Lenkstockhebel (42) angeordnet ist, daß sie unabhängig von der Stellung des Lenkstockhebels (42) stets die gleiche Ausrichtung zur Horizontalen beibehält.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstelle der Hülse (41) und die Kulisse (43) an einem gemeinsamen Anlenkungsbock (44) angeordnet sind, der am unteren Ende des Lenkstockhebels (42) drehbar befestigt und mit einem Führungselement in einer ortsfest angeord­ neten Kulisse (45) geführt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (45) des Anlenkungsbocks (44) in einem am Drehpunkt des Lenkstockhebels (42) drehfest angeordneten Teil (46) angeordnet ist.