DE3636285A1 - Lenkvorrichtung fuer vorder- u. hinterraeder eines fahrzeugs, insbesondere eines motorfahrzeugs - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvor­ richtung für Vorder- u. Hinterräder eines Fahrzeugs, insbe­ sondere auf eine Lenkvorrichtung zum Lenken von Vorder- u. Hinterrädern durch Zahnstangen/Ritzel-Lenkgehäuse, die in einer vorderen und einer hinteren Position auf einem Mo­ torfahrzeugrahmen angeordnet sind.

Es sind bereits verschiedene Lenkvorrichtungen zum gleich­ zeitigen Lenken von Vorder- und Hinterrädern von Fahrzeugen vorgeschlagen worden. Lenkvorrichtungen dieser Art sind beispielsweise in den US-Patentschriften 4 67 885 und 45 38 824 offenbart. Gemäß diesen offenbarten Lenkvorrich­ tungen sind Zahnstangen/Ritzel-Lenkgehäuse für Vorder- und Hinterräder jeweils in einer vorderen bzw. einer hinteren Position auf einem Motorfahrzeugrahmen angeordnet, und es wird eine Verbindungswelle benutzt, um die Welle eines Ausgangsritzels in dem Vorderrad-Lenkgehäuse mit der Welle eines Eingangsritzels in dem Hinterrad-Lenkgehäuse zu ver­ binden.

Bei einer derartigen herkömmlichen Lenkvorrichtung kann in­ dessen der Abstand zwischen dem vorderen und dem hinteren Lenkgehäuse von Fahrzeug zu Fahrzeug aufgrund von Ferti­ gungs- und/oder Zusammenbautoleranzen der Wellen, wie der Ritzelwellen der Lenkgehäuse und der Verbindungswelle zwi­ schen den Lenkgehäusen, variieren, und diese Wellen können sich in fertig zusammengebauten Fahrzeugen leicht axial un­ ter äußeren Kräfteeinwirkungen bewegen, was zu einer Ände­ rung des Abstands zwischen den vorderen und hinteren Lenkge­ häusen führt. Eine bisher übliche Maßnahme dagegen besteht darin, die Wellen mit Verbindungselementen zwischen diesen mittels Keilnutenverzahnung zu verbinden, um dadurch Än­ derungen des Lenkgehäuse/Lenkgehäuse-Abstands in axialer Richtung der Wellen aufzufangen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfachere und damit kostengünstigere und robustere Lenk­ vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels derer ebenfalls Abstandsänderungen zwischen den Lenkgehäusen aufgefangen werden können.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zur Lösung der ge­ nannten Aufgabe eine Lenkvorrichtung zum Lenken der Vorder- und Hinterräder eines Fahrzeugs, insbesondere eines Motor­ fahrzeugs, das einen Fahrzeugrahmen aufweist, mit einem ersten Lenkgehäuse, das in einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugrahmens angeordnet ist und eine erste linear beweg­ bare Zahnstangenwelle, die wirksam mit den Vorderrädern verbunden ist, eine erste Eingangswelle zum Bewegen der ersten Zahnstangenwelle sowie eine Ausgangswelle enthält, die durch eine Bewegung der ersten Zahnstangenwelle drehbar ist, einem zweiten Lenkgehäuse, das in einem hinteren Ab­ schnitt des Fahrzeugrahmens angeordnet ist und eine zweite linear bewegbare Zahnstangenwelle, die wirksam mit den Hin­ terrädern verbunden ist, sowie eine zweite Eingangswelle enthält, die durch die Ausgangswelle zum Bewegen der zweiten Zahnstangenwelle drehbar ist, und einer Verbindungswelle, die die Ausgangswelle und die zweite Eingangswelle mitein­ ander verbindet, vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die zweite Eingangswelle mit der Verbindungswelle unter einem Winkel in bezug auf diese von der Seite gesehen verbunden ist und daß das zweite Lenkgehäuse derart an dem Fahrzeugrahmen gehalten wird, daß es eine Kippbewegung um die zweite Zahnstangenwelle herum ausführen kann.

Die zuvor genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der im fol­ genden anhand mehrerer Figuren gegebenen Beschreibung, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung betrifft, ersichtlich.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Lenkvor­ richtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die positionsmäßigen Beziehungen zwischen Lenkgehäusen für Vorder- und Hinterräder, Ritzelwellen, die sich von den Lenkgehäusen aus erstrecken, und einer Ver­ bindungswelle, die die Ritzelwellen miteinander ver­ bindet, dargestellt sind.

Fig. 2 zeigt eine Teilseitenansicht der Lenkvorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des Hin­ terrad-Lenkgehäuses.

Fig. 4 zeigt eine schematische Seitenansicht des Hinterrad- Lenkgehäuses und der Verbindungswelle, wobei schema­ tisch dargestellt ist, wie die Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet.

Fig. 5 zeigt eine schematische Seitenansicht, in der die positionsmäßigen Beziehungen zwischen einem Rücksitz, einem Treibstofftank, einer Kofferraum-Bodenplatte und dem Hinterrad-Lenkgehäuse in dem hinteren Ab­ schnitt eines Motorfahrzeugs, das die Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, dargestellt sind.

Wie in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt, enthält eine Lenkvorrich­ tung für Vorder- und Hinterräder gemäß der vorliegenden Er­ findung ein Zahnstangen/Ritzel-Vorderrad-Lenkgehäuse 1, das in einem vorderen Abschnitt eines Motorfahrzeugrahmens an­ geordnet ist, und ein Zahnstangen/Ritzel-Hinterrad-Lenkge­ häuse 11, das in einem hinteren Abschnitt des Motorfahr­ zeugrahmens angeordnet ist. Das Vorderrad-Lenkgehäuse 1 weist in sich eine Eingangswelle 2 in Form einer Ritzelwelle für ein Ritzel (nicht gezeigt), auf das die Drehung eines Lenkrades (nicht gezeigt) übertragen wird, und eine Zahn­ stangenwelle 3 auf, die eine Zahnstange enthält, welche mit dem Ritzel kämmt. Die Zahnstangenwelle 3, die sich quer zu dem Motorfahrzeugrahmen erstreckt, hat sich gegenüberlie­ gende Enden, die mit Vorderradgelenkarmen durch betreffende Spurstangen verbunden sind, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Eine drehbare Ausgangswelle 4 in Form einer Ritzelwelle erstreckt sich von dem Vorderrad-Lenk­ gehäuse 1 aus nach hinten, wobei die Ausgangswelle 4 mit einem Ritzel (nicht gezeigt) verbunden ist, das mit der Zahnstange der Zahnstangenwelle 3 kämmt. Mit der Ausgangs­ welle 4 ist eine Verbindungswelle 6 durch ein Kardangelenk 5 verbunden, und die Verbindungswelle 6 erstreckt sich in Längsrichtung des Motorfahrzeugrahmens.

Das Hinterrad-Lenkgehäuse 11 enthält ein Gehäuseteil 11 a, das in sich eine drehbare Eingangswelle 12 in Form einer Ritzelwelle, die mit einem Ritzel (nicht gezeigt) verbunden ist, und zumindest einen Abschnitt einer Zahnstangenwelle 13, die eine Zahnstange aufweist, welche mit dem Ritzel der Eingangswelle 12 kämmt, aufweist. Die Eingangswelle 12 erstreckt sich nach vorn und ist durch ein Kardangelenk 7 mit der Verbindungswelle 6 verbunden. Die Zahnstangenwelle 13 erstreckt sich quer zu dem Motorfahrzeugrahmen und weist sich gegenüberliegende Enden auf, die mit Hinterrad-Gelenk­ armen durch betreffende Spurstangen verbunden sind, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die Verbindungswelle 6 und die drehbare Eingangswelle 12 miteinander durch das Kardangelenk 7 unter einem Winkel α verbunden, wie dies in der Seitenan­ sicht gezeigt ist, so daß die Eingangswelle 12 nach hinten um den Winkel α in bezug auf die Achse der Verbindungswelle 6 geneigt ist.

Das Gehäuseteil 11 a des Hinterrad-Lenkgehäuses 11 hat zwei Paare von oberen und unteren Befestigungsarmen 14, die sich radial nach außen von der Achse der Zahnstangenwelle 13 aus erstrecken. Wie in Fig. 3 gezeigt, haben die Befestigungs­ arme 14 jeweils Durchgangslöcher 14 a, in welche Gummiman­ schetten 15 eingesetzt sind, in die wiederum Hülsen 16 ein­ gesetzt sind.

Die Hülsen 16 haben vordere Enden, die gegen obere und un­ tere Oberflächen von Tragbügeln 21 gehalten werden, die an einem hinteren Fahrzeugrahmenabschnitt sitzen. Durch die Hülsen 16 erstrecken sich jeweils Schrauben 18 in Richtung nach vorn, und es sind Muttern 19 auf die vorderen Enden der Schrauben 18, die nach vorn von den Tragbügeln 21 vorstehen, geschraubt.

Das Hinterrad-Lenkgehäuse 11, das auf diese Weise an den Tragbügeln 21 angebracht ist, kann daher um die Zahnstan­ genwelle 13 herum aufgrund der Flexibilität der Gummiman­ schetten 15 gekippt werden.

Da die Verbindungswelle 6 und die drehbare Eingangswelle 12 unter dem Winkel α miteinander verbunden sind, wie dies in Seitenansicht dargestellt ist, und da außerdem das Hinter­ rad-Lenkgehäuse 11 um die Zahnstangenwelle 13 herum kippbar ist, können Änderungen des Abstands L zwischen den Vorder- und Hinterrad-Lenkgehäusen 1, 11 aufgrund von Fertigungs- und/oder Zusammenbautoleranzen der Wellen 4, 6, 12 und auf­ grund von axialen Verschiebungen dieser Wellen während der Fahrt des Motorfahrzeugs zufriedenstellend durch Kippbewe­ gungen des Lenkgehäuses 11 um die Zahnstangenwelle 13 herum aufgefangen werden, wie dies durch unterbrochene Linien in Fig. 4 verdeutlicht ist.

Wie in Fig. 5 gezeigt, ist ein Kraftstofftank 39, der sich quer zu dem Motorfahrzeugrahmen erstreckt, zwischen einer Position unterhalb eines Rücksitzes 31 und einer Position unterhalb eines vorderen Abschnitts einer Bodenplatte 33 eines Kofferaums 32 angeordnet. Ein Gehäuse 34 zum Aufnehmen eines Reservereifens 36 ist in zentralen und rückwärtigen Abschnitten der Bodenplatte 33 definiert und zentral in Querrichtung des Motorfahrzeugrahmens ausgebildet. Das Ge­ häuse 34 ist durch einen nach unten ausgebauchten Abschnitt der Bodenplatte 33 gebildet und hat eine flache Unterseite 35, die niedriger als der andere Abschnitt der Bodenplatte 33 zum Tragen des Reservereifens 34 auf sich liegt. Zwischen dem Reservereifen-Gehäuse 34 und dem Kraftstofftank 39 ist ein Raum 37 definiert. Das Hinterrad-Lenkgehäuse 11 ist in dem Raum 37 zentral in Querrichtung des Motorfahrzeugrahmens angeordnet und befindet sich oberhalb einer Ebene 40 der Unterseite des Kraftstofftanks 39 und der flachen Unterseite 35 des Gehäuses 34.

Das Hinterrad-Lenkgehäuse 11, das in dem Raum 37 unterge­ bracht ist, ist vor Berührungen mit der Straße oder dem Boden im Gelände durch den Kraftstofftank 39, wenn sich das Motorfahrzeug vorwärtsbewegt, und außerdem durch das Reservereifen-Gehäuse 34, wenn sich das Motorfahrzeug rück­ wärtsbewegt, geschützt. Der Kraftstofftank 39 und das Reservereifen-Gehäuse 34 dienen auf diese Weise als Schutz­ vorrichtung für das Lenkgehäuse 11.

Das Lenkgehäuse 11 kann an dem Fahrzeugrahmen durch ge­ eignete Mittel befestigt werden, die anders als in der ge­ zeigten und beschriebenen Anbringungskonstruktion ausge­ bildet sind.

Obgleich lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung beschrieben wurde, ist ersicht­ lich, daß die Erfindung durch den Fachmann in anderen speziellen Ausbildungsformen realisiert werden kann, ohne daß dazu der allgemeine Erfindungsgedanke oder der Schutz­ umfang der vorliegenden Erfindung verlassen werden müßte.

Claims (7)

1. Lenkvorrichtung zum Lenken der Vorder- u. Hinterräder eines Fahrzeugs, insbesondere eines Motorfahrzeugs, das einen Fahrzeugrahmen aufweist,

• - mit einem ersten Lenkgehäuse, das in einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugrahmens angeordnet ist und eine erste linear bewegbare Zahnstangenwelle, die wirksam mit den Vor­ derrädern verbunden ist, eine erste Eingangswelle zum Bewe­ gen der ersten Zahnstangenwelle sowie eine Ausgangswelle enthält, die durch eine Bewegung der ersten Zahnstangenwelle drehbar ist,
• - einem zweiten Lenkgehäuse, das in einem hinteren Ab­ schnitt des Fahrzeugrahmens angeordnet ist und eine zweite linear bewegbare Zahnstangenwelle, die wirksam mit den Hin­ terrädern verbunden ist, sowie eine zweite Eingangswelle enthält, die durch die Ausgangswelle zum Bewegen der zweiten Zahnstangenwelle drehbar ist, und
• - einer Verbindungswelle, die die Ausgangswelle und die zweite Eingangswelle miteinander verbindet,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die zweite Eingangswelle (12) mit der Verbindungs­ welle (6) unter einem Winkel (α) in bezug auf diese von der Seite gesehen verbunden ist und
• - daß das zweite Lenkgehäuse (11) derart an dem Fahr­ zeugrahmen gehalten wird, daß es eine Kippbewegung um die zweite Zahnstangenwelle herum ausführen kann.

2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Eingangswelle (12) ein er­ stes Ende, das mit der Verbindungswelle (6) gekoppelt ist, und ein zweites Ende hat, das in das zweite Lenkgehäuse (11) eingeführt ist, wobei die zweite Eingangswelle (12) mit dem zweiten Ende nach unten gerichtet geneigt ist.

3. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Lenkgehäuse (11) ein Ge­ häuseteil (11 a) hat, das in sich zumindest einen Abschnitt der zweiten Eingangswelle (12) und zumindest einen Abschnitt der zweiten Zahnstangenwelle (13) aufnimmt, daß das Gehäu­ seteil (11 a) zumindest ein Befestigungsteil (14) zum Befe­ stigen desselben an dem Fahrzeugrahmen hat und daß das Be­ festigungsteil (14) an dem Fahrzeugrahmen mittels eines elastischen Elements (15) angebracht ist, um zu ermöglichen, daß das zweite Lenkgehäuse (11) um die zweite Zahnstangen­ welle (13) herum gekippt werden kann.

4. Lenkvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich das Befestigungsteil (14) radial nach außen von der Achse der zweiten Zahnstangenwelle (13) aus erstreckt.

5. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Motorfahrzeug desweiteren einen Kofferraum (32) hat, der in dem hinteren Abschnitt des Fahrzeugrahmens angeordnet ist und eine Bodenplatte (33) aufweist, die einen nach unten ausgebauchten Abschnitt ent­ hält, der eine flache Unterseite (35) in einer Ebene (40), die niedriger als der andere Abschnitt der Bodenplatte (33) liegt, zum Tragen eines Reservereifens (36) auf sich hat, und daß das zweite Lenkgehäuse (11) vor dem nach unten aus­ gebauchten Abschnitt und oberhalb der Ebene (40) der flachen Unterseite (35) angeordnet ist.

6. Lenkvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Motorfahrzeug desweiteren einen Kraftstofftank (39) enthält, der unterhalb der Ebene des anderen Abschnitts der Bodenplatte (33) und vor dem nach unten ausgebauchten Abschnitt liegt, und daß das zweite Lenkgehäuse (11) zwischen dem Kraftstofftank (39) und dem nach unten ausgebauchten Abschnitt angeordnet ist.