DE3905818C2 - Hinterrad-Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hinterrad-Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE 37 22 086 A1). Aus der DE 37 22 086 A1 ist eine gattungsgemäße Hinterrad-Lenkvorrichtung bekannt, bei der die vorderen wie auch die hinteren Querlenker auf Exzenterzapfen gelagert sind. Zur Erzeugung eines Lenkwinkels an dem jeweiligen Rad wird die Tragwelle verdreht und dadurch sowohl der jeweilige vordere, wie auch der hintere Querlenker in Längsrichtung bewegt, wobei die Bewegungsrichtungen gegensinnig sind. Die Exzenterzapfen sind dabei auf einer gemeinsamen, drehbaren Tragwelle gegensinnig zueinander angeordnet.

Bei Lenksystemen der Bauart, bei denen die Hinterräder kombiniert mit den Vorderrädern gelenkt werden (s. z. B. JP 60-60581 U), sind die Hinterrad-Lenkvorrichtungen meist so gestaltet, daß ein Getriebe zum Beispiel der Zahnstangen­ bauart, wie es für die Vorderradlenkung eingesetzt wird, kombiniert mit der Lenkbetätigung der Vorderrad­ lenkung betätigt wird, wodurch die Hinterräder um ihre Anlenk- oder Königszapfen schwenken.

Diese konventionellen Hinterrad-Lenkvorrichtungen haben jedoch den Nachteil komplizierter Konstruktion, hoher Herstellkosten und großen Raumbedarfs für die Unterbringung der Hinterrad-Lenkvorrichtung.

Ferner sind die Lenkwinkel der Hinterräder sehr viel kleiner als diejenigen der Vorderräder. Wenn die Vorderradlenkbetätigung mittels Getriebekette oder -mechanismus der oben beschriebenen Bauart oder mittels Lenkergestänge durchgeführt wird, beeinflußt Spiel zwischen den ineinandergreifenden Zahnrädern oder Totgang im Gestänge nachteilig die Steuerung der Hinterradlenkung. Daher müssen in nachteiliger Weise die Zahnräder und Gestänge mit hoher Genauigkeit gefertigt werden; Spiel und Totgang müssen auf ein Minimum reduziert werden, und die Produktivität ist gering.

Im Falle direkter Lenkung der Hinterräder mittels eines hydraulischen Betätigers, eines Elektromotors oder dergleichen ist sehr schwierig, genau einen kleinen Schwenk- oder Lenkwinkel der Hinterräder mittels des Betätigers selbst einzustellen. Ferner besteht der Nachteil, daß es schwierig ist, den Schwenkwinkel der Hinterräder allein mit Hilfe des Betätigers beizubehalten.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Hinter­ rad-Lenkvorrichtung zu schaffen, welche die beschriebenen Nachteile der konventionellen Hinterrad- Lenkvorrichtungen im wesentlichen überwindet.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.

Die Gleitbuchse mit dem Innenzylinder und der elastischen kreisringförmigen Hülse ist auf den Exzenterzapfen der Tragwelle aufgepaßt und stützt den Lenker an der Fahrzeugkarosserie ab, so daß der Drehwinkel des Betätigers bezüglich des Lenkwinkels der Hinterräder vergrößert werden kann. Als Folge davon kann ein sehr kleiner Lenkwinkel der Hinterräder exakt gesteuert werden.

Die erfindungsgemäße Hinterrad-Lenkvorrichtung kommt im Gegensatz zu der Hinterrad-Lenkvorrichtung gemäß der Entgegenhaltung mit sehr viel weniger exakt bearbeitenden Teilen aus. Sie ist damit kostengünstiger herzustellen und insgesamt langlebiger und zuverlässiger.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Rückansicht einer bevorzugten Ausführung einer Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht zur Erläuterung der Betriebsweise der Hinterrad-Lenkvorrichtung nach den Fig. 1 und 2; und

Fig. 4 und 5 Längsschnitte, welche die rechten und linken hinteren Lenker in montiertem Zustand der Hinterrad-Lenkvorrichtung darstellen.

Anhand der Zeichnungen sei nun eine bevorzugte Ausführung der Erfindung detailliert beschrieben.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein hinterer Lenker zur Radaufhängung an einem Aufhängungs-Querträger 1 montiert und abgestützt. Ein Hinterradlenkgehäuse 2 ist auf der Rückseite des Aufhängungs-Querträgers mittels Bolzen und Muttern angebracht.

Tragwellen 3 und 4 sind drehbar am linken bzw. rechten Ende des Gehäuses 2 gelagert. Am Gehäuse 2 ist ein Elektromotor 5 benachbart der Tragwelle 4 angebracht. Die Tragwelle 4 wird vom Motor über ein Schneckenrad 17 und eine Schnecke 16 (in Fig. 5 dargestellt) gedreht. Die Drehung der Tragwelle 4 wird über einen Hebel 6, eine Verbindungsstange 7 und einen Hebel 8 auf die Tragwelle 3 übertragen, so daß beide Tragwellen 3 und 4 gemeinsam gedreht werden.

Die vorderen Endabschnitte der Tragwellen 3 und 4 haben Exzenterzapfen 3a und 4a, welche durch eine Rückwand des Aufhängungs-Querträgers 1 nach einwärts verlängert sind. Das Gehäuse 2 ist am Aufhängungs- Querträger 1 montiert, und die zur Mitte der Fahrzeug­ karosserie hinweisenden Enden der hinteren Quer­ lenker 10 sind drehbar auf den Exzenterzapfen 3a und 4a abgestützt.

Die zur Mitte der Fahrzeugkarosserie hinweisenden Enden der linken und rechten vorderen Querlenker 9 sind drehbar jeweils von einem Tragbolzen 11 gelagert, welcher an der vorderen Wand des Aufhängungs- Querträgers 1 befestigt ist.

Die von der Mitte der Fahrzeugkarosserie wegweisenden Enden der vorderen und hinteren Querlenker 9 und 10 sind drehbar an den vorderen und hinteren Seiten des Hinterradträgers befestigt, welcher die Hinterrad- Achswellen lagert. Je eine Hülse aus elastischem Werkstoff, wie Gummi, ist über die drehenden Teile beider Enden der vorderen und hinteren Querlenker 9 und 10 gestülpt.

Der Hinterabschnitt eines Differentialgetriebes 12 ist am Mittelteil des Aufhängungs-Querträgers 1 unterstützt. Linke und rechte Achswellen 13 zum Übertragen von Antriebskräften vom Differential­ getriebe 12 auf die linken und rechten Hinterräder erstrecken sich durch den Aufhängungs-Querträger 1 hindurch.

An der vorderen Wand des Aufhängungs-Querträgers 1 sind vordere Endabschnitte auf einer unteren Schütz­ wand 14 befestigt. Hintere Endabschnitte der Schütz­ wand 14 sind an der Unterseite des Gehäuses 2 be­ festigt. Die Schützwand 14 deckt die Unterseiten der Hauptkomponenten des Hinterrad-Lenkmechanismus, wie die Tragwellen 3 und 4, die Hebel 6 und 8, die Verbindungsstange 7, welche die Hebel 6 und 8 verbindet, u.a. ab.

Bei Betätigung der Vorderradlenkung erzeugt eine Regeleinheit (nicht gezeigt) ein Ausgangssignal, welches den Motor 5 zu einer Drehung im oder entgegen dem Uhrzeigersinn veranlaßt. Wenn der Motor 5 in einer Richtung dreht, so daß die Tragwelle 4 mitdreht, wird der Exzenterzapfen 4a gedreht und gleichzeitig nach links oder rechts verlagert, so daß der Hebel 6 aufgrund der Drehung des Exzenterzapfens 4a geschwenkt wird. Die Schwenkung des Hebels 6 wird auf die Verbindungsstange 7 zum Hebel 8 übertragen, so daß dieser Hebel 8 ebenfalls schwenkt. Die hintere Tragwelle 3 dreht also in die gleiche Richtung wie die Tragwelle 4, wobei der Exzenterzapfen 3a nach rechts oder links verlagert wird.

Da die Hinterräder gemäß Fig. 3 vertikal beweglich von den vorderen und hinteren Querlenkern abgestützt sind, werden die Mittelpunkte der Schwingbewegung der hinteren Querlenker 10, daß heißt die Mittelachsen der Exzenterzapfen 3a und 4a wie oben beschrieben nach rechts oder links verlagert. Jedoch verändern die Mittelpunkte der Schwingbewegung der vorderen Querlenker 9 ihre Lage nicht, so daß die rechten und linken Hinterräder W nach links oder rechts gelenkt werden.

Bei dem oben beschriebenen Hinterrad-Lenkmechanismus ist der Lenkwinkel 0 der Hinterräder durch den Abstand L zwischen den Anlenkpunkten der vorderen und hinteren Lenker 9, 10 am jeweiligen Hinterrad W und durch die Verlagerung d des hinteren Querlenkers 10 nach links oder rechts bestimmt. Der Lenkwinkel R läßt sich durch folgende Formel angeben:

R = d/L

Wenn beispielsweise d = 6 mm und L = 180 mm sind, wird R etwa 2°. Die Verlagerung d kann wahlweise zwischen 0 und 6 mm durch den Drehwinkel der Tragwellen 3 und 4 so eingestellt werden, daß der Lenkwinkel R der Hinterräder W im wesentlichen in einem Bereich von weniger als 2° gesteuert werden kann.

Um exakt einen sehr kleinen Lenkwinkel der Hinter­ räder W einzustellen, muß die Exzentrizität der Exzenterzapfen 3a und 4a der Tragwellen 3 und 4 so gewählt werden, daß sie im wesentlichen gleich der Verlagerung des hinteren Querlenkers 10 nach rechts oder links ist, und ferner muß der Drehwinkel der Tragwellen 3 und 4 abhängig von der Drehung des Motors so gewählt werden, daß er im wesentlichen 90° entspricht. Daher können elastische Werkstoffe, deren Scherverformung ausgenutzt wird, nicht für die zwischen die Exzenterzapfen 3a und 4a der Trag­ wellen 3, 4 und die drehbaren Enden der Querlenker 9 und 10 eingesetzt werden.

Da wie oben beschrieben gemäß der Erfindung die Hülsen auf die Exzenterzapfen 3a und 4a der Trag­ wellen 3 und 4 als Gleitbuchsen mit einem Innen­ zylinder 15a und einer elastischen ringförmigen Hülse 15b aufgeschoben sind, kann der Drehwinkel des Motors 5 bezüglich des Schwenkwinkels der Hinter­ räder W vergrößert und ein sehr kleiner Schwenkwinkel der Hinterräder W korrekt eingestellt werden.

Die Fig. 4 und 5 zeigen im einzelnen den Aufbau des Lagerabschnitts des Gehäuses 2 zum Lagern oder Unterstützen der inneren Enden der hinteren Quer­ lenker 10. Die Exzenterzapfen 3a und 4a, welche eine Exzentrizität d bezüglich der Achse X-X der Tragwellen 3 und 4 aufweisen, sind einstückig mit den Tragwellen 3 und 4. Die zylindrischen Gleit­ buchsen mit jeweils einem Innenzylinder 15a und einer elastischen ringförmigen Hülse 15b sind über die zylindrischen Außenflächen der Exzenterzapfen 3a und 4a aufgeschoben. Die inneren Enden der hinteren Querlenker 10 sind jeweils auf die zylindrische Außenfläche der Gleitbuchse 15 (d.h. auf den Umfang der elastischen kreisförmigen Hülse 15b) aufgeschoben. Die Hebel 6 und 8 sind mittels Schrauben an den Stirnenden der exzentrischen Zapfen 3a und 4a ge­ sichert.

Alternativ kann die Kombination des Motors mit einem untersetzenden Getriebe, eine hydraulische Vorrichtung, ein Vakuumbetätiger oder dergleichen als Betätiger eingesetzt werden.

Gemäß der Beschreibung können die Mittelpunkte der Schwenkbewegung der rechten und linken hinteren Querlenker verlagert werden; jedoch können augen­ scheinlich auch die Mittelpunkte der Schwenkbewegung der rechten und linken vorderen Querlenker 9 variiert werden.

Wie oben beschrieben kann gemäß der Erfindung bei einer Hinterradaufhängung der Doppel-Querlenkerbauart mit vertikaler Beweglichkeit der Hinterräder ein Lenken der Hinterräder mittels einer einfachen Konstruktion exakt durchgeführt werden, wobei ent­ weder die vorderen oder hinteren Querlenker zu einer Verlagerung ihrer Anlenkpunkte an der Fahrzeug­ karosserie bewegt werden können, so daß die Hinterrad- Lenkvorrichtung kompakt gestaltet werden kann, die Herstellkosten beträchtlich reduziert sind und ein extrem kleiner Lenkwinkel der Hinterräder mit hoher Genauigkeit eingestellt werden kann.

Claims (3)

1. Hinterrad-Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Hinterradaufhängung mit Doppel-Querlenkern, bei welcher die Hinterräder von jeweils zwei vorderen und zwei hinteren Querlenkern relativ zu einem Automobilchassis aufwärts und abwärts bewegbar geführt werden, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - entweder die vorderen (9, 9) oder die hinteren (10, 10) Querlenker sind mit jeweils einem Endabschnitt auf relativ zu einem Aufhängungs-Querträger (1) lagefesten Tragbolzen (11) drehbar gelagert;
• - die jeweils anderen Querlenker (10, 10; 9, 9) sind über Tragwellen (3, 4) mit dem Aufhängungs-Querträger (1) verbunden, wobei jeweils ein Endabschnitt der Tragwelle drehbar gelagert ist und der jeweils andere, den entsprechenden Querlenker abstützenden Endabschnitt Exzenterzapfen (3a, 4a) aufweist, die mittels einer Verbindungsstange (7) verbunden sind;
• - die Exzenterzapfen sind mit Gleitbuchsen (15) versehen, welche jeweils eine elastische, kreisringförmige Hülse (15b) und einen Innenzylinder (15a) aufweisen, die die Endabschnitte der betreffenden Lenker (10, 10; 9, 9) drehbar lagern;
• - ein Betätiger (5) dreht eine der Tragwellen (4), so daß die andere Tragwelle (3) über die Verbindungsstange (7) in die gleiche Richtung gedreht wird.

2. Hinterrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätiger (5) ein Elektromotor ist.

3. Hinterrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine mit der Ausgangswelle des Elektromotors verbundene Schnecke (16) und ein mit einer der beiden Tragwellen (3, 4) verbundenes Schneckenrad (17), das mit der Schnecke (16) zur Übertragung des Drehmoments des Elektromotors (3) auf die Tragwellen (3, 4) in Eingriff steht.