DE3604438A1

DE3604438A1 - All-wheel steering system for motor vehicles

Info

Publication number: DE3604438A1
Application number: DE19863604438
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl Ing Waxenberger
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1986-02-13
Filing date: 1986-02-13
Publication date: 1987-08-27

Abstract

An all-wheel steering system for motor vehicles has a front-wheel steering device and a rear-wheel steering device, of which the latter can be actuated as a function of the actuation of the former by an actuating rod. The actuating rod is articulated, on the one hand, to a swivelling lever which swivels in the case of a front-wheel steer angle and, on the other hand, to an actuator of the rear-wheel steering device. Starting from the straight-ahead position of the wheels, on initial turning of the steering wheel the rear wheels are turned by way of swivelling lever, actuating rod and actuator, jointly with the front wheels in the same direction through a relatively small angle and on continuous turning of the steering wheel in the same direction are turned through a larger angle in the opposite direction to the front wheels. The steering movements of the rear wheels directed in the same direction and opposite direction can advantageously be brought about if the swivelling lever forms a crank which can be rotated by operating the steering wheel, the actuator forms a rocker and the actuating rod forms a connecting rod of a four-bar linkage. The four-bar linkage in particular offers the advantage of being able to vary the reversal point of steer angle in the same direction to steer angle in the opposite direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Allradlenkeinrichtung für Kraft fahrzeuge mit dem Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.The invention relates to an all-wheel steering device for power vehicles with the features of the preamble of claim 1.

Im Fahrzeugbau ist es bekannt, daß sich Fahrsicherheit und Steuerverhalten von Kraftfahrzeugen wesentlich verbessern lassen, wenn zur Durchführung von Lenkbewegungen sowohl Vorder- als auch Hinterräder lenkbar sind und deren Lenk bewegungen geschwindigkeitsbezogen so aufeinander abge stimmt sind, daß sie im Verlaufe einer Drehbewegung des Lenkrades zunächst in gleicher und dann in gegenläufiger Richtung durchgeführt werden.In vehicle construction, it is known that driving safety and Improve tax behavior of motor vehicles significantly let when performing steering movements both Front and rear wheels are steerable and their steering movements are speed-related are true that in the course of a rotational movement of the Steering wheel first in the same and then in opposite directions Direction.

Wie die Erfahrung zeigt, wird das Lenkrad bei Überland fahrten mit Geschwindigkeiten über 80 km/h üblicherweise über einen Drehwinkel verdreht, der ± 90° nicht über steigt, während in engen Kurven, Kehren sowie im Stadt verkehr mit Geschwindigkeiten zwischen 0 und 60 km/h gefahren wird und dabei das Lenkrad über ca. 180° bis maximal ± 540° zu verdrehen ist.As experience shows, the steering wheel is at overland usually drove at speeds above 80 km / h rotated through an angle of rotation that does not exceed ± 90 ° rises while in tight turns, bends as well as in the city traffic at speeds between 0 and 60 km / h is driven and the steering wheel over about 180 ° to can be turned by a maximum of ± 540 °.

Versuche haben dabei gezeigt, daß bezüglich Fahr- und Lenk verhalten die günstigsten Ergebnisse bei einer Abstimmung der Lenkbewegungen zu erreichen sind, bei der die Hinter räder bei höheren Fahrgeschwindigkeiten bzw. kleinen Lenk rad-Drehwinkeln mit den Vorderrädern übereinstimmend und bei niederen Fahrgeschwindigkeiten bzw. großen Lenkrad- Drehwinkeln zu den Vorderrädern entgegengesetzt einge schlagen werden.Tests have shown that with respect to driving and steering behave the best results when voting the steering movements can be achieved at the rear wheels at higher driving speeds or small steering wheel rotation angles coinciding with the front wheels and at low driving speeds or large steering wheel Angle of rotation opposite to the front wheels will hit.

Im ersteren Falle wird der Schwimmwinkel des Fahrzeuges bei höheren Fahrgeschwindigkeiten reduziert, während sich im letzteren Falle der Wendekreis entsprechend verringert.In the former case, the float angle of the vehicle reduced while driving at higher speeds in the latter case the turning circle is reduced accordingly.

Durch die DE-PS 29 52 566 ist bereits eine Lenkeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt, die eine derartige Radlenkung ermöglicht.DE-PS 29 52 566 is already a steering device known according to the preamble of claim 1, the one allows such wheel steering.

Die durch die Vorderachs-Lenkvorrichtung verstellbare Be tätigungsstange zur Betätigung der Hinterachs-Lenkvorrichtung ist vorderachsseitig an einem den Schwenkhebel bildenden Vorderrad-Lenkhebel und hinterachsseitig an einer das Stell glied bildenden Nockenplatte angelenkt, die in einem auf baufesten Führungsgehäuse in Fahrzeuglängsrichtung verschieb bar angeordnet ist.The adjustable Be Actuating rod for actuating the rear axle steering device is on the front axle on a swiveling lever Front wheel steering lever and the rear axle on one the position link-forming cam plate hinged in one fixed guide housing in the longitudinal direction of the vehicle bar is arranged.

In die Nockenplatte ist eine Nockenbahn eingeformt, die ein mit Bezug auf die Fahrzeuglängsrichtung schräg verlaufendes Bahnmittelstück aufweist, an das sich gebogene und zuein ander in entgegengesetzten Richtungen verlaufende Bahn endstücke anschließen. A cam track is molded into the cam plate with respect to the longitudinal direction of the vehicle Has web center piece to which bent and to each other other path running in opposite directions connect end pieces.

Mit der Nockenbahn ist ein in Fahrzeugquerrichtung ver schiebbarer und mit einer Spurstange der Hinterräder ver bundener Führungsstift in Eingriff. Dabei bestimmt der Verlauf der Nockenbahn zur Fahrzeuglängsrichtung Beginn und Ende des gleich- und gegensinnigen Radeinschlages, der in seiner Größe nicht veränderbar ist.With the cam track is a ver in the vehicle transverse direction slidable and ver with a tie rod of the rear wheels tied guide pin engaged. Thereby the Start of the cam track to the longitudinal direction of the vehicle and end of the same and opposite wheel turning, which cannot be changed in size.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Allrad lenkeinrichtung der gattungsgemäßen Art die Lenkbewegungen der Hinterräder auf anderem einfacherem, mechanischen Wege und in einer Weise zu bewerkstelligen, die es erlaubt, den Umkehrpunkt von gleich- auf gegensinnigen Radeinschlag variieren zu können.The invention has for its object in an all-wheel drive Steering device of the generic type, the steering movements the rear wheels in another simpler, mechanical way and to do it in a way that allows the Reversal point from the same to the opposite wheel lock to be able to vary.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This task is characterized by the characteristics of the Claim 1 solved.

Bei der erfindungsgemäßen Allradlenkeinrichtung wird dem gemäß der Umkehrpunkt von gleich- auf gegensinnigen Ein schlag der Hinterräder bei gleichzeitigem Einschlag der Vorderräder durch die erste Umkehrlage der Schwinge be stimmt, wobei sich der Zeitpunkt der Schwingenumkehr während einer Lenkraddrehung aus der Geradeausstellung heraus durch entsprechende Einstellung der Kurbel bzw. des kurbelseitigen Koppelgelenkpunktes mit Bezug auf die Stellung des Lenkrades bei Lenkeinschlag Null auf einfache Weise variieren läßt.In the all-wheel steering device according to the invention according to the reversal point from same to opposite one the rear wheels hit while turning the Be front wheels through the first reverse position of the swing arm true, the timing of the swing arm reversal during a steering wheel turn from the straight ahead position by adjusting the crank or of the crank coupling point with reference to the position of the steering wheel at zero steering lock can vary easily.

Die Kurbeleinstellung ist dabei in jedem Falle so zu treffen, daß bei Drehen des Lenkrades aus dessen Gerade ausstellung in eine der beiden Drehendstellungen die Schwinge bis zu ihrer ersten Umkehrlage einen Winkel über streicht, der kleiner ist als der von ihr im Verlaufe des Radeinschlages bis zur zweiten Umkehrlage überstrichene Winkel.The crank setting is always too meet that when turning the steering wheel from its straight line exhibition in one of the two rotary end positions Swing over an angle to their first reversal who is smaller than that of her in the course of Wheel turn over to the second reversal position Angle.

Eine Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 und/oder 3 ermöglicht dabei die Einstellung jedes gewünschten Über setzungsverhältnisses zwischen Lenkraddrehwinkel und Lenk winkel der Räder beider Achsen und/oder jeder gewünschten Umkehrlage der Schwinge.An embodiment of the invention according to claim 2 and / or 3 allows you to set any desired over settlement ratio between the steering wheel angle and steering angle of the wheels of both axles and / or any desired Reverse position of the swing arm.

Dabei läßt sich eine selbttätige Verlagerung der Koppelan lenkpunkte an Kurbel und/oder Schwinge in Abhängigkeit von einer oder mehreren Steuergrößen nach Anspruch 4 be werkstelligen, wobei als Steuergrößen beispielsweise die Längsbeschleunigung, die Querbeschleunigung, der Bela dungszustand, die Fahrgeschwindigkeit oder der Fahrbahnzu stand (glatt oder trocken) verarbeitet werden können.This allows an automatic relocation of the paddock steering points on crank and / or swing arm depending of one or more control variables according to claim 4 digit, with the control variables being, for example, the Longitudinal acceleration, the lateral acceleration, the Bela condition, the driving speed or the roadway stand (smooth or dry) can be processed.

In weiterer vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann gemäß Anspruch 5 auf die konstruktionsmäßige Vereinigung von Schwinge und Hinterachs-Lenkvorrichtung verzichtet werden. Außerdem lassen sich in diesem Falle die Komponenten des Gelenkviereckes als Baueinheit auf kleinem Raum im Vorderachsbereich vorteilhaft unterbringen.In a further advantageous development of the invention according to claim 5 to the structural union swingarm and rear axle steering device dispensed with will. In this case, the components can also be of the four-bar linkage as a unit in a small space in Advantageously accommodate the front axle area.

Bei einer Ausgestaltung nach Anspruch 6 können die Hinter räder beispielsweise für den Einsatz von Schneeketten durch Entkuppeln der Hinterradlenkvorrichtung von der Schwinge von Lenkbewegungen entbunden und insbesondere in der Gerade ausstellung dieser Räder die Hinterradlenkvorrichtung blockiert werden.
In an embodiment according to claim 6, the rear wheels, for example for the use of snow chains by releasing the rear wheel steering device from the rocker from steering movements, and in particular in the straight exhibition of these wheels, the rear wheel steering device can be blocked.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisiert dargestellt. Es zeigen:In the drawing is an embodiment of the invention represented schematically. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Allrad lenkeinrichtung, Fig. 1 is a plan view of the steering device-wheel according to the invention,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Kurbelgetriebe der Allradlenkeinrichtung entlang der Linie II-II der Fig. 1, in vergrößertem Maß stab, Figure 2, stab. A section through the crank mechanism of the four-wheel steering device along the line II-II of FIG. 1 on an enlarged dimension,

Fig. 3 eine Schemazeichnung des Kurbelgetriebes zur Veranschaulichung der Lenkbewegungen von Vorder- und Hinterrädern und Fig. 3 is a schematic drawing of the crank mechanism to illustrate the steering movements of the front and rear wheels and

Fig. 4 ein Detail einer Konstruktionsvariante des Kurbelgetriebes. Fig. 4 shows a detail of a design variant of the crank mechanism.

In Fig. 1 ist eine Allradlenkeinrichtung eines zweiachsigen Personenkraftwagens als Ganzes mit 10 bezeichnet. Mit ihrer Hilfe sind sowohl die Vorderräder 12, 14 als auch die Hinterräder 16, 18 gemeinsam einzuschlagen.In Fig. 1, an all-wheel steering device of a two-axle passenger car is designated as a whole by 10 . With their help, both the front wheels 12 , 14 and the rear wheels 16 , 18 are to be driven in together.

Die Allradlenkeinrichtung 10 ist in eine Vorderradlenk vorrichtung 20 und eine Hinterradlenkvorrichtung 22 auf gegliedert.The all-wheel steering device 10 is divided into a front wheel steering device 20 and a rear wheel steering device 22 .

Die Vorderradlenkvorrichtung 20 weist eine aus einem Stangenmittelteil 24 und zwei Stangenaußenteilen 26, 28 bestehende Spurstange auf, deren Stangenaußenteile 26, 28 an jeweils einem Lenkhebel 30 bzw. 32 eines Radträgers 34 bzw. 36 angelenkt sind.The front wheel steering device 20 has a tie rod consisting of a rod center part 24 and two rod outer parts 26 , 28 , the rod outer parts 26 , 28 of which are articulated on a steering lever 30 and 32 of a wheel carrier 34 and 36, respectively.

An der Spurstange ist ein verschwenkbarer Lenkstockhebel 40 eines Lenkgetriebes 42 angelenkt, das durch das Lenk rohr 44 eines Lenkrades 46 betätigbar ist. Zur Spurstangen führung dient ferner ein zum Lenkstockhebel 40 parallel angeordneter, sowohl spurstangen- als auch aufbauseitig angelenkter Lenkführungshebel 41.On the tie rod a pivotable steering column arm 40 of a steering gear 42 is articulated, which is actuated by the steering tube 44 of a steering wheel 46 . For tie rod guidance also serves a steering rod lever 41 which is arranged parallel to the steering column arm 40 and which is articulated on both the tie rod and body side.

Die Hinterradlenkvorrichtung 22 weist eine aus einem Stangenmittelteil 48 und zwei Stangenaußenteilen 50, 52 gebildete Spurstange auf. Die Stangenaußenteile 50, 52 sind mit ihrem einen Ende jeweils an einem Lenkhebel 54 bzw. 56 der die Hinterräder 16, 18 lagernden Radträger und mit ihrem anderen Ende jeweils an einem Hebel 58 bzw. 60 angelenkt, die ihrerseits bei 62 bzw. 64 an einem Fahrzeugteil, beispielsweise an einem Hinterachsfahr schemel 66, um eine vertikale Achse verschwenkbar ge lagert sind.The rear wheel steering device 22 has a tie rod formed from a central rod part 48 and two outer rod parts 50 , 52 . The rod outer parts 50 , 52 are articulated at one end to a steering lever 54 and 56 of the wheel carriers supporting the rear wheels 16 , 18 and at the other end to a lever 58 and 60 , which in turn at 62 and 64 on one Vehicle part, for example on a rear axle driving stool 66, are pivotally supported about a vertical axis.

An diesen Hebeln 58, 60 ist auch der Spurstangenmittel teil 48 mit jeweils einem seiner Enden angelenkt. Während für Hebel 58 eine einarmige Ausbildung genügt, ist Hebel 60 zweiarmig, wobei an dessen Hebelarm 68 Spurstangen mittelteil 48 und Stangenaußenteil 52 angelenkt sind, während an dessen Hebelarm 70 ein mit einem Lenkstock hebel 72 eines Lenkgetriebes 74 der Hinterradlenkvor richtung 22 verbundener Zwischenhebel 76 angelenkt ist. On these levers 58 , 60 , the tie rod means 48 is articulated with one of its ends. While sufficient a single-arm training for lever 58, lever 60 with two arms, wherein at the lever arm 68 tie rods mid section 48 and rod outer part are articulated 52, while a lever on its lever arm 70 with a steering column 72 of a steering gear 74 of the Hinterradlenkvor device 22 connected intermediate lever 76 pivoted is.

Die Betätigung des Lenkgetriebes 74 erfolgt über eine Stellwelle 78, deren Antrieb durch die Abtriebswelle 79 eines Kurbelgetriebes 80 er folgt, das bei Handhabung des Lenkrades 46 durch eine über dessen Lenk rohr 44 verdrehbare Lenkspindel 82 des Lenkgetriebes 42 betätigbar ist. Das Kurbelgetriebe 80 bzw. dessen die Lenkbewegungen der Räder an Vorder- und Hinterachse koordinierenden Komponenten bilden ein Zwischengetriebe.The actuation of the steering gear 74 takes place via an actuating shaft 78 , the drive of which follows the output shaft 79 of a crank gear 80 , which can be actuated when the steering wheel 46 is manipulated by a steering spindle 82 of the steering gear 42 which can be rotated via its steering tube 44 . The crank mechanism 80 or its components coordinating the steering movements of the wheels on the front and rear axles form an intermediate gear.

An die Stellwelle 78 ist eine fernbedienbare Kupplung, insbesondere Mag netkupplung 84, zwischengeschaltet. Außerdem ist die Stellwelle 78 mittels einer elastischen Kupplungsscheibe 36 an einer Lenkspindel 88 des Lenk getriebes 74 winkelbeweglich angeflanscht.On the actuating shaft 78 , a remote-controlled coupling, in particular magnetic coupling 84 , is interposed. In addition, the actuating shaft 78 is flanged by means of an elastic coupling disk 36 on a steering spindle 88 of the steering gear 74 so that it can move in an angular manner.

Dem Lenkgetriebe 74 ist eine Sperrvorrichtung 88 zugeordnet, mit deren Hilfe die Hinterradlenkvorrichtung 22 entweder bei schadensbedingter Unterbrechung der Antriebsverbindung zwischen beiden Lenkgetrieben 42 und 74 oder auch bei Öffnen der Kupplung 84 zwangsläufig blockierbar ist.A locking device 88 is assigned to the steering gear 74 , with the aid of which the rear wheel steering device 22 can inevitably be blocked either when the drive connection between the two steering gears 42 and 74 is interrupted due to damage or when the clutch 84 is opened.

Die Konstruktion ist bevorzugt derart ausgelegt, daß bei willkürlich vorgenommener Antriebsunterbrechung zwischen Stellwelle 78 und Kurbelgetriebe-Abtriebswelle 79 die Kupplung 84 erst dann öffnet, wenn zuvor die Hinter räder 16, 18 in ihre Geradeausstellung gebracht worden sind. In dieser Radstellung kann das Fahrzeug auch mit auf die Hinterräder aufgebrachten Schneeketten in Betrieb genommen werden.The construction is preferably designed such that the clutch 84 only opens when the drive interruption between the actuating shaft 78 and the crank gear output shaft 79 is carried out if the rear wheels 16 , 18 have been brought into their straight-ahead position. In this wheel position, the vehicle can also be started with snow chains attached to the rear wheels.

Die Allradlenkeinrichtung 10 arbeitet so, daß bei einer anfänglichen Lenkraddrehung die Hinterräder 16, 18 ge meinsam mit den Vorderrädern 12, 14, ausgehend von einem Einschlagwinkel Null über einen verhältnismäßig kleinen Winkel und bei sich fortsetzender, gleichgerichteter Lenkraddrehung über einen größeren Winkel zu den sich weiter in gleicher Richtung verschwenkenden Vorderrädern 12, 14 gegensinnig eingeschlagen werden.The all-wheel steering device 10 works so that with an initial steering wheel rotation, the rear wheels 16 , 18 ge together with the front wheels 12 , 14 , starting from a steering angle zero over a relatively small angle and with continuing, rectified steering wheel rotation over a larger angle to the further front wheels 12 , 14 pivoting in the same direction are turned in opposite directions.

Der Verlauf der Lenkbewegungen der Hinterräder 16, 18, be zogen auf diejenigen der Vorderräder wird vom Kurbelge triebe 80 bestimmt, dessen Aufbau nachstehend anhand der Fig. 2 und 4 erläutert wird.The course of the steering movements of the rear wheels 16 , 18 , be referred to those of the front wheels is determined by crank mechanism 80 , the structure of which is explained below with reference to FIGS . 2 and 4.

Die Getriebeglieder des Kurbelgetriebes 80 sind in einem aufbaufesten Getriebegehäuse 80 untergebracht. Sie bilden ein Gelenkviereck mit einer um eine gehäusefeste Dreh achse 92 verdrehbaren, strickpunktiert angedeuteten Kurbel 94, einer um eine gehäusefeste Drehachse 96 pendelnden, strichpunktiert angedeuteten Schwinge 98 und einem an diesen Teilen angelenkten Verbindungsglied, die Koppel 100.The gear elements of the crank mechanism 80 are accommodated in a construction fixed gear housing 80th They form a four-bar linkage having an axis about a housing-fixed pivot 92 can be rotated, knitting indicated by dots crank 94, an oscillating about a housing-fixed axis of rotation 96, indicated in chained lines swing arm 98 and a hinged on these parts connecting member, the coupling 100th

Die Kurbel 94 ist durch ein Antriebszahnrad 102 betätig bar, das durch die Lenkspindel 82 des Lenkgetriebes 42 verdrehbar ist und mit einem auf einem zur Drehachse 92 koaxialen Drehzapfen 104 sitzenden Zahnrad 106 kämmt, durch das die Kurbel 94 mitgenommen wird.The crank 94 is actuated by a drive gear 102 , which can be rotated by the steering spindle 82 of the steering gear 42 and meshes with a gear 106 seated on a pivot 104 coaxial with the axis of rotation 92 , through which the crank 94 is carried.

Durch die Schwinge 98 wird ein Zahnrad 108 verdreht, dessen Drehzapfen 110 koaxial zur Schwingendrehachse 96 gelagert ist. Dieses kämmt mit einem Abtriebszahnrad 112, durch das die mit der Stellwelle 78 kuppelbare Abtriebswelle 79 ver drehbar ist. A gear 108 is rotated by the rocker 98 , the pivot pin 110 of which is mounted coaxially to the pivot axis 96 of the swing arm . This meshes with an output gear 112 through which the output shaft 79, which can be coupled to the actuating shaft 78, can be rotated ver.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind Kurbel 94 und Schwinge 98 in das ihnen jeweils zugeordnete Zahnrad 104 bzw. 110 integriert. Demgemäß ist die Koppel 100 auf jeweils einem an den Zahnrädern 106 und 108 exen trisch angeordneten Lagerzapfen 114 bzw. 116 gelagert.In the exemplary embodiment shown, crank 94 and rocker 98 are integrated into the gear 104 and 110 assigned to them. Accordingly, the coupling 100 is mounted on a respective on the gears 106 and 108 exen trically arranged journals 114 and 116 , respectively.

Das erläuterte Gelenkviereck 94, 98, 114, 116 verschwenkt die Hinterräder 16, 18 derart, daß bis zu einem Vorder radeinschlagwinkel bestimmter Größe ein nahezu konstantes Übersetzungsverhältnis zwischen Vorderradlenkung und Hinter radlenkung bei gleichsinnigem Radeinschlag besteht.The explained quadrangle 94 , 98 , 114 , 116 pivots the rear wheels 16 , 18 such that up to a front steering angle of a certain size there is an almost constant transmission ratio between the front wheel steering and rear wheel steering with the same wheel lock.

Bei Überschreiten dieses Einschlagwinkels an der Vorderachse werden die Hinterräder in der Folge in die entgegengesetzte Richtung eingeschlagen, so daß sich deren Einschlagwinkel bzw. das Übersetzungsverhältnis zwischen vorder- und hinter achsseitigem Radeinschlag wieder kontinuierlich bis zu einem Einschlagwinkel Null verkleinert.If this steering angle is exceeded on the front axle the rear wheels are subsequently turned into the opposite Direction taken, so that their turning angle or the gear ratio between front and rear axle-side wheel lock again continuously up to reduced a steering angle zero.

Wird der Vorderradeinschlag weiter fortgesetzt, erfolgt zu diesem ein gegensinniger Hinterradeinschlag, wobei die Hinterradachsen in dieser Einschlagrichtung bis zum maximalen Vorderradeinschlag einen größeren Einschlag winkel überstreichen als bei dem zum Vorderradeinschlag gleichsinnigen Hinterradeinschlag.If the front wheel lock is continued, it is done to this an opposite rear wheel lock, the Rear wheel axles in this direction up to maximum front wheel lock a larger lock sweep the angle as for the front wheel lock in the same direction.

Durch das die Kurbelbewegung bestimmende Zahnradpaar 102, 106 wird das Übersetzungsverhältnis zwischen der Lenk spindel 82 bzw. der Lenkbewegung der Vorderräder 12, 14 und der Bewegung der Kurbel 94 und von der Länge der Kurbel 94 und der Schwinge 98 sowie dem Drehwinkel des Zahnrades 106 die von der Größe des Vorderradeinschlag winkels abhängige Umkehr der Hinterradlenkbewegung be stimmt, während das durch die Schwinge 98 antreibbare Zahnradpaar 108, 112 den maximalen Einschlagwinkel der Hinterräder in Abhängigkeit von der Schwingenauslenkung bestimmt. Außerdem wird dadurch das Übersetzungsverhältnis zwischen dem bei der Schwingenbewegung durch die Schwinge 98 jeweils in einer der beiden Richtungen überstrichenen Winkel und der Größe des entsprechenden Hinterradein schlagwinkels bestimmt.By the crank movement determining gear pair 102 , 106 , the transmission ratio between the steering spindle 82 or the steering movement of the front wheels 12 , 14 and the movement of the crank 94 and of the length of the crank 94 and the rocker 98 and the angle of rotation of the gear 106 of the size of the front wheel turning angle-dependent reversal of the rear wheel steering movement be true, while the gear pair 108 , 112 drivable by the rocker 98 determines the maximum steering angle of the rear wheels as a function of the rocker deflection. In addition, the transmission ratio between the angle swept in one of the two directions during the swing movement by the swing arm 98 and the size of the corresponding rear wheel angle is determined.

Unter Berücksichtigung der aus der Fahrpraxis bekannten Erfahrungswerte wurden die Übersetzungen der beiden Zahnrad paare 102, 106 und 108, 112 so abgestimmt, daß bei maximalem Einschlag des Lenkrades 46 aus der Geradeausstellung über einen Drehwinkel von beispielsweise 540° in einer der bei den Drehrichtungen die Kurbel 94 etwa ± 270° verdreht wird.Taking into account the empirical values known from driving experience, the ratios of the two pairs of gears 102 , 106 and 108 , 112 were adjusted so that at maximum turning of the steering wheel 46 from the straight-ahead position over an angle of rotation of 540 ° in one of the directions of rotation for the crank 94 is rotated approximately ± 270 °.

Bei Überlandfahrten mit Geschwindigkeiten von V 80 km/h werden üblicherweise Lenkbewegungen ausgeführt, die einen maximalen Drehwinkel am Lenkrad von ± 90° nicht übersteigen.When driving overland at speeds of V 80 km / h steering movements are usually carried out, the one Do not exceed the maximum turning angle on the steering wheel of ± 90 °.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist nun das Gesamt übersetzungsverhältnis von Vorderrad- und Hinterradein schlag bevorzugt so abgestimmt, daß, ausgehend von der Geradeausstellung der Räder, bis zu einem Lenkraddreh winkel von ca. 90° (Überlandfahrt) Vorder- und Hinter räder mit einer nahezu konstant bleibenden Übersetzung von ungefähr 1:0,33 gleichsinnig eingeschlagen werden. In the present embodiment, the total is now Gear ratio of front wheel and rear wheel preferably tuned so that, starting from the Straight ahead position of the wheels, up to a steering wheel turn angle of approx. 90 ° (overland travel) front and rear wheels with an almost constant gear ratio of approximately 1: 0.33 in the same direction.

Fig. 3 veranschaulicht dies, indem bis zu einer 90° Drehung des Lenkrades 46 der Koppellagerzapfen 114 der Kurbel 94 entlang einer kreisförmigen Bahnkurve 118 von den Punkten a nach b und zugleich der Koppellagerzapfen 116 der Schwinge 98 durch die Koppel 100 entlang einer kreisförmigen Bahnkurve 120 gleichsinnig von Punkt a′ nach b′ (Schwenkwinkel 21°) verlagert wird. FIG. 3 illustrates this by turning the steering wheel 46 of the coupling bearing pins 114 of the crank 94 along a circular trajectory 118 from points a to b and at the same time the coupling bearing pins 116 of the rocker 98 through the coupling 100 along a circular trajectory 120 is shifted in the same direction from point a ′ to b ′ (swivel angle 21 °).

Der gleichsinnige Radeinschlag an beiden Achsen wird so lange fortgesetzt, bis die Koppellagerzapfen 114, 116 die Punkte c bzw. c′ erreicht haben, wobei ab den Punkten b, b′ die Übersetzung von 1 : 0,33 sich fortlaufend ver ändert und der Hinterradeinschlagwinkel kleiner wird.The same-way wheel lock on both axles is continued until the coupling bearing pins 114 , 116 have reached points c and c ', whereby from points b , b ' the ratio of 1: 0.33 changes continuously and the rear wheel lock angle gets smaller.

In den Punkten c bzw. c′ erreicht die Schwinge 98 ihre erste Umkehrlage bei einem Schwenkwinkel von 33°, was dann einem Drehwinkel am Lenkrad 46 von 180° entspricht. Der Hinterradeinschlagwinkel beträgt hiervon natürlich ein Bruchteil entsprechend der durch die Zahnräder 108, 112 gegebenen Übersetzung.At points c and c ', the rocker 98 reaches its first reversal position at a pivot angle of 33 °, which then corresponds to an angle of rotation on the steering wheel 46 of 180 °. The rear wheel steering angle is of course a fraction of this, corresponding to the ratio given by the gear wheels 108 , 112 .

Wird die Lenkraddrehung in gleicher Richtung fortgesetzt, setzt die Kurbel 94 ihre Bewegung in gleicher Richtung fort, während die Schwinge 98 nach Erreichen des Punktes c′ ihre Bewegung in die entgegengesetzte Richtung um kehrt und von da an der Einschlag der Hinterräder 16, 18 zum Einschlag der Vorderräder 12, 14 gegensinnig er folgt.If the steering wheel rotation continues in the same direction, the crank 94 continues its movement in the same direction, while the rocker 98 reverses its movement in the opposite direction after reaching point c 'and from there on the impact of the rear wheels 16 , 18 to the impact the front wheels 12 , 14 in opposite directions he follows.

Hat nach einer Lenkraddrehung von 360° der kurbelseitige Koppellagerzapfen 114 nach einem Schwenkwinkel der Kurbel 94 von 180° Punkt d auf der Bahnkurve 118 erreicht, hat sich der Einschlagwinkel der Hinterräder 16, 18 wieder so weit verkleinert, daß sich der schwingenseitige Koppellager zapfen 116 in Punkt d′ auf der Bahnkurve 120 befindet.After a steering wheel rotation of 360 °, the crank-side coupling bearing pin 114 has reached point d on the trajectory 118 after a pivoting angle of the crank 94 of 180 °, the steering angle of the rear wheels 16 , 18 has again decreased so much that the linkage-side coupling bearing pin 116 in Point d 'is located on trajectory 120 .

Wird das Lenkrad 46 bis in seine diese Drehrichtung begrenzen de Drehendstellung gedreht (Drehwinkel 540°), erreicht der kurbelseitige Koppellagerzapfen 114 nach einem Kurbeldreh winkel von 270° Punkt e bzw. der schwingenseitige Koppel lagerzapfen 160 seine durch Punkt e′ der Bahnkurve 120 bestimmte zweite Umkehrlage. Dabei passiert im Verlaufe der Kurbelwegbewegung von Punkt d zu Punkt e der schwingen seitige Koppellagerzapfen 116 Punkt a′ bzw. die Radeinschlag stellung Null der Hinterräder (Geradeausstellung).If the steering wheel 46 is rotated up to its limit of rotation in this direction of rotation (angle of rotation 540 °), the crank-side coupling bearing pin 114 reaches a crank rotation angle of 270 ° point e or the swing-side coupling bearing pin 160 its second point determined by point e 'of the curve 120 Reverse position. It happens in the course of the crank path movement from point d to point e of the swing-side coupling bearing 116 point a 'or the wheel lock position zero of the rear wheels (straight ahead position).

In der zweiten Umkehrlage befindet sich dann die Schwinge 98 nach einem maximalen Drehwinkel der Kurbel 94 um 270° von der Radeinschlagstellung Null ungefähr 23° entfernt, wobei zugleich die Hinterräder 16, 18 zu den Vorderrädern 12, 14 gegensinnig eingeschlagen sind.In the second reversal position, the rocker 98 is then after a maximum angle of rotation of the crank 94 by 270 ° from the wheel lock position zero approximately 23 °, the rear wheels 16 , 18 being turned in opposite directions to the front wheels 12 , 14 .

Beim Zurückdrehen des Lenkrades 46 in die Geradeausstellung spielen sich die Bewegungen des Gelenkviereckes bzw. der Lenkkinematik im umgekehrten Sinne ab.When the steering wheel 46 is turned back into the straight-ahead position, the movements of the four-bar linkage or the steering kinematics take place in the opposite direction.

Die in Fig. 4 gezeigte Konstruktionsvariante eines Details des Gelenkviereckes 92, 96, 114, 116 bzw. Kurbelgetriebes 80 ermöglicht eine Veränderung der Hebelverhältnisse, wo durch sich sowohl das Übersetzungsverhältnis zwischen den front- und heckseitigen Radeinschlagwinkeln als auch die Umkehrlagen der Schwinge 98 beeinflussen lassen. The construction variant shown in FIG. 4 of a detail of the quadrilateral joint 92 , 96 , 114 , 116 or crank mechanism 80 enables a change in the lever ratio, where both the transmission ratio between the front and rear wheel turning angles and the reversal positions of the rocker 98 can be influenced .

Hierzu ist ein Lagerzapfen 122 der Koppel 124 des Kurbel getriebes beispielsweise längs seiner Kurbel 126 vorzugs weise stufenlos verstellbar vorgesehen. Der Lagerzapfen 122 sitzt hierzu an einem in einer Kulissenführung 128 verschiebbar angeordneten Schieber 130. Der den Schieber 130 führende Führungsschlitz 132 ist gekrümmt, wobei der Mittelpunkt des Krümmungsradius auf der Achse des schwingen seitigen Koppellagerzapfens liegt.For this purpose, a bearing pin 122 of the coupling 124 of the crank mechanism is preferably continuously adjustable, for example, along its crank 126 . For this purpose, the bearing journal 122 is seated on a slide 130 which is displaceably arranged in a link guide 128 . The guide slot 132 guiding the slider 130 is curved, the center of the radius of curvature being on the axis of the swing-side coupling bearing pin.

Mit 134 ist eine an der Kurbel 126 bei 136 schwenkbar ange lenkte Stellvorrichtung, beispielsweise ein Stellmotor, be zeichnet, mit dessen Hilfe ein am Lagerzapfen 122 ange lenktes Stellglied 138, beispielsweise eine Gewindespindel, angelenkt ist. Die elektrisch, pneumatisch oder hydrau lisch ansteuerbare Stellvorrichtung 134 ist selbsthemmend ausgelegt, so daß der Lagerzapfen 122 in jeder Einstell lage an der Kurbel 126 festgelegt ist.With 134 is on the crank 126 at 136 pivotally steered adjusting device, for example a servo motor, be characterized, with the help of which on the bearing pin 122 is steered actuator 138 , for example a threaded spindle, is articulated. The electrically, pneumatically or hydraulically controllable actuating device 134 is designed to be self-locking, so that the bearing pin 122 is fixed to the crank 126 in each setting position.

Eine weitere Konstruktionsvariante kann darin bestehen, die Koppel entlang von Kurbel 94 und Schwinge 98 parallel zu sich selbst verstellbar anzuordnen. In diesem Falle ist es mög lich, das Kurbelgetriebe 80 beispielsweise willkürlich außer Betrieb zu setzen, wenn die Koppel 100 so verstellt wird, daß deren Lagerzapfen 114, 116 zur Drehachse 92, 96 von Kurbel 94 und Schwinge 98 eine koaxiale Lage ein nehmen.A further construction variant can consist of arranging the coupling along the crank 94 and rocker 98 so as to be adjustable parallel to itself. In this case, it is possible to arbitrarily put the crank mechanism 80 out of operation, for example, when the coupling 100 is adjusted so that its journals 114 , 116 to the axis of rotation 92 , 96 of the crank 94 and rocker 98 take a coaxial position.

Claims

1. All-wheel steering device for motor vehicles, which has a front wheel and a rear wheel steering device, of which the latter can be actuated by an actuating rod depending on the actuation of the former, which on the one hand on a pivoting lever when the front wheel is turned and on the other hand on an actuator of the rear wheel steering device is articulated, whereby, starting from the Ge wheel exhibition, at the initial steering wheel rotation, the rear wheels are turned in the same direction in opposite directions by means of a pivot lever, actuating rod and actuator together with the front wheels over a relatively small angle and, as the steering wheel rotation continues, in the same direction over a larger angle to the front wheels , characterized in that the swivel lever forms a crank ( 94 ) which can be rotated by actuating the steering wheel ( 46 ), the actuator forms a rocker ( 98 ) and the actuating rod forms a coupling ( 100 ) of a four-bar linkage ( 92 , 96 , 114 , 116 ) n.

2. All-wheel steering device according to claim 1, characterized in that the crank ( 94 ) by a steering wheel actuated reduction gear ( 102 , 106 ) can be driven and by the rocker ( 98 ) a rear wheel steering device ( 22 ) actuating transmission gear ( 108 , 112 ) is rotatable.

3. All-wheel steering device according to claim 1 or 2, characterized in that at least the crank or swing-side Koppelan steering point ( 114 or 116 ) radially to the crank or swing axis ( 92 ; 96 ) is adjustable and lockable.

4. All-wheel steering device according to claim 3, characterized in that one of the coupling articulation points ( 114 or 116 ) depending on one or more control variables along the crank ( 94 ) or the rocker ( 98 ) is automatically adjustable.

5. All-wheel steering device according to one of the preceding claims, characterized in that the four-bar linkage ( 92 , 96 , 114 , 116 ) forms a structural unit ( 80 ) provided in the front axle area, through the rocker arm ( 98 ) of which an actuating member actuating the rear wheel steering device ( 22 ) ( 78 ) is adjustable.

6. All-wheel steering device according to one of the preceding claims, characterized in that between the rocker ( 98 ) and actuator ( 78 ) a hitch be ( 84 ) interposed and the rear wheel steering device ( 22 ) in particular in the straight position of the rear wheels ( 16 , 18 ) can be blocked is.