DE3938801C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Allradlenkung für Kraftfahrzeuge mit einer willkürlich steuerbaren Vorderradlenkung sowie einer damit mechanisch zwangsgekoppelten Hinterradlenkung mit an die Vorderradlenkung angeschlossenem Koppelgetriebe, welches ein Vier-Gelenk-Hebelgetriebe mit zwei um stationäre Achsen schwenkbaren Hebeln sowie einem über Gelenke mit den freien Enden der Hebel verbundenes Lenkerteil aufweist, das bei Verschwenkung der Hebel innerhalb eines vorgegebenen Schwenkbereiches eine Drehbewegung ausführt, bei der ein am Lenkerteil angeordneter Anschlußteil eine C- bzw. U-förmige Bahn beschreibt und eine Stange verschiebt, deren eines Ende am Anschlußteil gelenkig befestigt ist und deren anderes mit der Hinterradlenkung antriebsverbundenes Ende auf einer Bahn geführt ist, die in Draufsicht auf die C- bzw. U-förmige Bahn quer zu den C- bzw. U-Schenkeln verläuft.

Eine entsprechende Allradlenkung ist aus der DE-OS 36 30 181 bekannt. Dort ist das Lenkerteil drehfest mit einer Gelenk­ welle verbunden, die als Antriebsverbindung zwischen Vorder­ rad- und Hinterradlenkung dient. Über einen an der Gelenk­ welle angeordneten Kurbelarm und ein daran angelenktes Gestängeteil ist die Gelenkwelle mit der Vorderradlenkung zwangsgekoppelt.

Getriebeelemente, mit denen das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkwinkel der Vorderräder und dem Lenkwinkel der Hinterräder verändert werden könnte, sind nicht vorge­ sehen.

Eine ähnliche Allradlenkung wird in der JP-OS 63-2 47 170 gezeigt. Hier ist ein Zahnritzel über eine Gelenkwelle mit der Vorderradlenkung zwangsgekoppelt. Das Zahnritzel treibt seinerseits ein Zahnsegment an, welches drehfest mit einem Stellhebel verbunden ist, dessen freies Ende mit einem Führungselement in eine am Lenkerteil angeord­ nete Kulisse eingreift. Auch hier sind keinerlei Getriebe­ elemente vorhanden, mit denen das Übersetzungsverhältnis zwischen den Lenkwinkeln der Vorderräder und der Hinterräder verändert werden könnte.

Die DE-OS 34 46 881 zeigt nun eine Allradlenkung, bei der die Hinterradlenkung mit der Vorderradlenkung mechanisch gekoppelt ist und das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkwinkel der Vorderräder und dem Lenkwinkel der Hinterräder verändert werden kann. An einer mit der Vorderradlenkung zwangsgekoppelten Eingangswelle ist ein schwenkbares Wellen­ teil mittels eines scharnierartigen Gabelgelenkes angeord­ net, dessen Scharnierachse quer zur Achse der Eingangswelle ausgerichtet ist. Das vom Gabelgelenk abgewandte Ende des Wellenteiles ist drehbar an einem Verbindungsglied gelagert, welches seinerseits gelenkig mit den Spurstangen der lenk­ baren Hinterräder verbunden ist. Durch Stellorgane läßt sich das Verbindungsglied relativ zum Fahrzeug vertikal bewegen, derart, daß das Wellenteil entweder in eine zur Eingangswelle gleichachsige Lage oder eine relativ zur Eingangswelle abgewinkelte Lage gebracht wird. Solange die Eingangswelle und das Wellenteil gleichachsig zueinander ausgerichtet sind, kann eine Drehung der Eingangswelle keinerlei Bewegung des Verbindungsgliedes bewirken, da das Wellenteil am Verbindungs­ glied drehgelagert ist. Wenn jedoch das Wellenteil relativ zur Eingangswelle unter Schwenkung um die Gelenkachse des schar­ nierartigen Gabelgelenkes abgewinkelt wird, so wirkt das Wellenteil bei Drehung der Eingangswelle ähnlich wie ein mit der Eingangswelle verbundener Kurbelarm und verschiebt dem­ entsprechend je nach Drehrichtung der Eingangswelle das Verbindungsglied entweder zur rechten oder zur linken Fahr­ zeugseite, wodurch die lenkbaren Hinterräder entsprechend ausgelenkt werden. Dabei hängt der Lenkwinkel der Hinterräder sowohl vom Drehwinkel der Eingangswelle als auch vom Knick­ winkel zwischen Eingangswelle und Wellenteil und damit von der Höheneinstellung des Verbindungsgliedes ab. Auf diese Weise läßt sich das Übersetzungsverhältnis zwischen der Vorderradlenkung und der Hinterradlenkung kontinuierlich ändern.

Das Koppelgetriebe der aus der DE-OS 34 46 881 bietet die Möglichkeit, die Hinterräder entweder gleichsinnig zu den Vorderrädern - jedoch mit jeweils gegenüber dem Lenkwinkel der Vorderräder vermindertem Lenkwinkel - oder gegensinnig zu den Vorderrädern auszulenken. Dazu muß das Verbindungs­ glied mittels der Stellorgane relativ zu seiner Neutral­ stellung, in der die Eingangswelle und das Wellenteil gleichachsig zueinander ausgerichtet sind, lediglich nach oben oder nach unten bewegt werden.

Auf diese Weise ist es grundsätzlich möglich, das Übersetzungs­ verhältnis des Koppelgetriebes in Abhängigkeit von der Fahr­ geschwindigkeit zu steuern, und zwar derart, daß Vorder- und Hinterräder bei sehr geringer Geschwindigkeit, wie sie für Rangiermanöver typisch sind, zur Erhöhung der Wendigkeit des Fahrzeuges gegensinnig ausgelenkt werden. In einem schmalen Bereich mäßiger bis mittlerer Geschwindigkeit hat das Über­ setzungsverhältnis des Koppelgetriebes in der Regel den Wert Null (hierbei sind beim Koppelgetriebe der DE-OS 34 46 881 die Eingangswelle und das Wellenteil gleichachsig zueinander ausgerichtet), d.h. die Hinterräder bleiben ständig in ihrer Geradeausstellung, unabhängig vom jeweiligen Lenkwinkel der Vorderräder. In einem Bereich höherer Geschwindigkeit, ins­ besondere auch bei Höchstgeschwindigkeit, können dann die Hinterräder gleichsinnig zu den Vorderrädern, jedoch mit im Vergleich zu den Vorderrädern geringeren Lenkwinkeln ausge­ lenkt werden, um insbesondere die Beherrschbarkeit des Fahr­ zeuges bei schnellem Spurwechsel bzw. auf "Wedelstrecken" zu erhöhen. Durch die zu den Vorderrädern gleichsinnige Aus­ lenkung der Hinterräder wird nämlich bereits zu Beginn eines Lenkmanövers ein gewisser Schräglaufwinkel der Hinterräder eingestellt, ohne daß es dazu einer Drehbewegung des Fahrzeu­ ges um seine Hochachse bedarf. Damit können die Hinterräder bereits zu Beginn des Lenkmanövers hohe Seitenkräfte aufnehmen.

In den Übergangsbereichen zwischen sehr niedriger und mitt­ lerer Geschwindigkeit einerseits und mittlerer Geschwindig­ keit und höherer Geschwindigkeit andererseits kann das Über­ setzungsverhältnis des Koppelgetriebes kontinuierlich verän­ dert werden. Wenn also dem Geschwindigkeitsbereich mit zu den Vorderrädern gegensinniger Auslenkung der Hinterräder negative Werte des Übersetzungsverhältnisses zugeordnet werden, während das Übersetzungsverhältnis bei zu den Vorderrädern gleichsinniger Auslenkung der Hinterräder als positiv definiert wird, so steigt das Übersetzungs­ verhältnis mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit mehr oder weniger kontinuierlich an.

Es ist grundsätzlich bekannt, zur geschwindigkeitsabhängigen Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines Koppelgetriebes zwischen Vorderrad- und Hinterradlenkung elektronische Schaltungen einzusetzen. Diese Schaltungen führen ständig eine Fehlerüberprüfung durch. Sollte ein Fehler festgestellt werden, wird das Koppelgetriebe automatisch durch gesonderte Stellorgane in den Zustand gestellt, bei dem das Übersetzungs­ verhältnis seinen Maximalwert hat und Vorder- und Hinterräder immer gleichsinnig zueinander ausgelenkt werden.

Bei diesem Notbetrieb ist die Fahrsicherheit ohne Einschrän­ kung gegeben, weil sich die Allradlenkung in gleicher Weise wie bei Höchstgeschwindigkeit und störungsfreier Übersetzungs­ steuerung des Koppelgetriebes verhält. Jedoch wird die Wendig­ keit des Fahrzeuges herabgesetzt, weil die zu den Vorderrädern gleichsinnige Auslenkung der Hinterräder auch bei langsamer Fahrgeschwindigkeit erfolgt. Um nun gleichwohl keine unange­ messenen Einbußen bei der Wendigkeit zu erleiden, sind Allrad­ lenkungen oftmals derart ausgelegt, daß die Auslenkung der Hinterräder einen Grenzwert von beispielsweise 4° nicht zu überschreiten vermag, und zwar auch dann nicht, wenn die Vorderräder so weit als konstruktiv möglich, z.B. mit etwa 45°, ausgelenkt werden. Gegebenenfalls kann sogar vorgesehen sein, daß der Lenkwinkel der Hinterräder nach Erreichen des Grenzwinkels zurückgeht oder sogar eine zu den Vorderrädern entgegengesetzte Auslenkung der Hinterräder erfolgt, wenn die Vorderräder extrem weit ausgelenkt werden.

Es wurden bereits - wenn auch recht komplizierte - Koppelge­ triebe konzipiert, welche bei Einstellung eines maximalen Übersetzungsverhältnisses zwischen der Auslenkung der Vorder­ räder und der dazu gleichsinnigen Auslenkung der Hinterräder auch dann eine Überschreitung des Grenzwinkels des Hinterrad­ lenkwinkels verhindern, wenn die Vorderradlenkung extrem stark eingeschlagen wird. Dabei sind die bisher konzipierten Koppel­ getriebe insbesondere dann kompliziert, wenn die gewünschte Begrenzung des Hinterradlenkwinkels allein durch die Kinematik des Koppelgetriebes erreicht werden soll. In diesem Falle muß nämlich zwischen den Stellwegen von Getriebeeingang und -ausgang ein wegabhängiges Übersetzungsverhältnis gegeben sein.

Zur Vereinfachung der Koppelgetriebe wurde deshalb bereits vorgesehen, zwischen dem Ausgang des Koppelgetriebes und der Hinterradlenkung Federelemente, vorzugsweise vorgespannte Federelemente, anzuordnen und den Lenkwinkel durch Hinterräder mittels Anschläge zu begrenzen. Innerhalb des durch die Anschläge vorgegebenen Bereiches kann dann der Stellhub des Ausgangs des Koppelgetriebes über die Federelemente praktisch unverändert auf die Hinterradlenkung übertragen werden. Sobald die Anschläge wirksam werden, bleibt der Lenkwinkel der Hinter­ räder bei weiterwachsendem Vorderradlenkwinkel unverändert; der sich entsprechend dem wachsenden Vorderradlenkwinkel wei­ terbewegende Ausgang des Koppelgetriebes bewirkt lediglich eine zunehmende Spannung der Federelemente bzw. eine Erhöhung der Anschlagkräfte. Dieses Konzept hat allerdings den Nachteil, daß im Übertragungsweg zwischen Hinterradlenkung und Koppel­ getriebe eine in der Regel unerwünschte Elastizität vorhanden ist, die bei starken, von außen auf die Hinterräder einwirken­ den Kräften dazu führen kann, daß die Lenkbewegungen der Hin­ terräder nicht exakt dem Ausgang des Koppelgetriebes folgen. Im übrigen wirken die Federelemente im Sinne einer Erhöhung des Lenkwiderstandes, sobald die den Lenkwinkel der Hinter­ räder begrenzenden Anschläge wirksam werden.

Bislang wurden für Allradlenkungen noch keine wünschenswert einfachen mechanischen Koppelgetriebe entwickelt, die allen Anforderungen genügen.

Beispielsweise zeigt die DE-OS 38 20 967 eine Allradlenkung, bei der das Koppelgetriebe zwischen Vorderradlenkung und Hinterradlenkung zwar einen konstruktiv relativ einfachen Aufbau besitzt. Jedoch bietet dieses Koppelgetriebe keine Möglichkeit, den Hinterradlenkwinkel bei sehr starkem Ein­ schlag der Vorderradlenkung zu begrenzen.

Grundsätzlich können anstelle mechanischer Koppelgetriebe auch hydraulische Kopplungsanordnungen oder sogar ohne jede mechanische oder hydraulische Kopplung arbeitende, elektro­ nisch gesteuerte Systeme für die Hinterradlenkung vorgesehen sein. Jedoch bieten derartige Konstruktionen nur dann eine mit mechanischen Koppelgetrieben vergleichbare Sicherheit, wenn die für die Sicherheit wesentlichen Elemente mehrfach redundant angeordnet sind.

Aus diesem Grunde ist es Aufgabe der Erfindung, eine Allrad­ lenkung mit einem die Hinterradlenkung mit der Vorderradlen­ kung zwangsweise verbindenden mechanischen Koppelgetriebe zu schaffen, welches sich durch besonders einfachen konstruktiven Aufbau auszeichnet und gleichwohl allein aufgrund seiner Kinematik die wünschenswerte Begrenzung des Hinterradlenk­ winkels ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Allradlenkung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorderradlenkung mit einem um eine dritte stationäre Achse schwenkbaren Eingangshebel antriebsverbunden ist, daß am freien Ende des Eingangshebels ein weiterer Hebel einstellbar angelenkt ist, daß der weitere Hebel mit dem einen Hebel des Vier-Gelenk-Hebelgetriebes über eine Verbindungsstange gelenkig gekoppelt ist, daß der Eingangshebel, der weitere Hebel und die Verbindungsstange gleiche wirksame Längen aufweisen, und daß in Geradeausstellung der Lenkung die Gelenkverbindungen zwischen der Verbindungsstange sowie dem einen Hebel und zwischen dem Eingangshebel sowie dem weiteren Hebel mit miteinander fluchtenden Gelenkachsen übereinander­ liegen.

Durch Einstellung des Winkels zwischen dem Eingangshebel und dem weiteren Hebel läßt sich das Übersetzungsverhältnis zwi­ schen den Schwenkhüben des Eingangshebels und des einen Hebels des Vier-Gelenk-Hebelgetriebes stufenlos verändern, wobei auch eine Umkehr der relativen Bewegungsrichtungen möglich ist. Dementsprechend durchläuft das mit dem Anschlußteil verbundene Ende der ausgangsseitig des Vier-Gelenk-Hebelgetriebes angeord­ neten Stange je nach eingestelltem Übersetzungsverhältnis auf der C- bzw. U-förmigen Bahn unterschiedlich lange Wege, wenn der Eingangshebel um einen vorgegebenen Winkel verschwenkt wird. Falls der Winkel zwischen Eingangshebel und weiterem Hebel den Wert Null hat, d.h. wenn der Eingangshebel und der weitere Hebel, in Richtung der dritten stationären Achse gesehen, übereinanderliegen, so kann der Eingangshebel in beliebiger Weise schwenken, ohne daß die ausgangsseitig des Vier-Gelenk-Hebelgetriebes angeordnete Stange bewegt wird.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfin­ dung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung besonders vorteilhafter Ausführungsformen anhand der Zeichnung verwiesen.

Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematisierte Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Allradlenkung,

Fig. 2 ein Diagramm, welches den Lenkwinkel der Hinter­ räder in Abhängigkeit vom Lenkwinkel der Vorder­ räder für verschiedene Übersetzungsverhältnisse des Koppelgetriebes wiedergibt,

Fig. 3 eine schematisierte Draufsicht auf das Koppel­ getriebe gemäß einer ersten Ausführungsform und

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform des Koppelgetriebes.

Das in Fig. 1 schematisiert dargestellte Fahrwerk 10 eines Personenkraftwagens besitzt lenkbare Vorderräder 11 und 12 sowie zusätzlich lenkbare Hinterräder 13 und 14. Zur Betäti­ gung der Lenkung der Vorderräder 11 und 12 dient in herkömm­ licher Weise ein Lenkhandrad 15, welches über ein Lenkgetriebe 16 mit dem Lenkgestänge 17 der Vorderräder 11 und 12 mechanisch zwangsgekoppelt ist.

Das Lenkgestänge 17 der Vorderräder 11 und 12 ist über ein Zug- und Druck-Kabel 18 mit den Eingangshebeln 19 eines Lenkgetriebes 20 für die Hinterräder 13 und 14 mechanisch zwangsgekoppelt. Das Ausgangsglied des Lenkgetriebes 20 der Hinterräder 13 und 14 wird durch eine Schubstange 21 gebildet, welche ihrerseits einen Teil des Lenkgestänges 22 der Hinter­ räder 13 und 14 bildet bzw. mit dem Lenkgestänge 22 der Hinterräder 13 und 14 antriebsverbunden ist.

Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Schwenkhub des Ein­ gangshebels 19 und dem Verschiebehub der ausgangsseitigen Schubstange 21 des hinteren Lenkgetriebes 20 kann in weiter unten dargestellter Weise verändert werden. Zu diesem Zweck dient ein elektronisches Steuergerät 23, welches in Abhängig­ keit von einem Eingangssignal, vorzugsweise der Geschwindig­ keit v_F des Fahrzeuges, das Übersetzungsverhältnis des hinteren Lenkgetriebes 20 durch Betätigung eines entsprechenden Stell­ organes steuert.

Um die am Lenkhandrad 15 aufzubringenden Betätigungskräfte gering zu halten, ist ein grundsätzlich bekanntes Servo­ system 24 angeordnet, welches im dargestellten Beispiel einerseits einen mit dem vorderen Lenkgetriebe 16 zusammen­ wirkenden Servomotor und andererseits einen mit dem hinteren Lenkgetriebe 20 zusammenwirkenden weiteren Servormotor auf­ weist. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, lediglich einen mit dem vorderen Lenkgetriebe 16 zusammenwirkenden Servomotor anzuordnen, weil das vordere Lenkgetriebe 16 über das vordere Lenkgestänge 17 und das Zug- und Druck-Kabel 18 mit dem hinteren Lenkgetriebe 20 zwangsgekoppelt ist und dementsprechend ein lediglich am vorderen Lenkgetriebe 16 angeordneter Servomotor auch im Sinne einer Überwindung der zur Lenkung der Hinterräder 13 und 14 aufzubringenden Stell­ kräfte wirken kann.

In Fig. 2 ist der Stellhub h der ausgangsseitigen Schubstange 21 des hinteren Lenkgetriebes 20 in Abhängigkeit vom Lenkwinkel VL der Vorderräder 11 und 12 für verschiedene Werte des Über­ setzungsverhältnisses k dargestellt. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß der Eingangshebel 19 des hinteren Lenk­ getriebes 20 seine Schwenklage analog zum Lenkwinkel der Vorderräder 11 und 12 ändert. Dementsprechend gibt die Fig. 2 auch die Abhängigkeit des Stellhubes der ausgangsseitigen Schubstange 21 des hinteren Lenkgetriebes 20 vom Schwenkhub des Eingangshebels 19 wieder.

Durch negative und positive Werte des Übersetzungsverhält­ nisses k wird wiedergegeben, daß auch die Bewegungsrichtungen von Schubstange 21 und Eingangshebel 19 relativ zueinander umgekehrt werden können, d.h. die Hinterräder 13 und 14 lassen sich einerseits gleichsinnig und andererseits gegensinnig zu den Vorderrädern 11 und 12 auslenken, wobei aufgrund der er­ reichbaren Übersetzungsverhältnisse die Beträge der Lenkwinkel der Hinterräder jeweils geringer sind als die Beträge der Lenk­ winkel der Vorderräder.

Bei hoher Geschwindigkeit wird ein relativ hohes Übersetzungs­ verhältnis, etwa k = 0,3, eingestellt. Dementsprechend ändert sich der Hub h der ausgangsseitigen Schubstange 21 des Lenk­ getriebes vergleichsweise ausgeprägt, wenn die Vorderradlen­ kung nach rechts (positive Werte des Vorderradlenkwinkels VL) oder nach links (negative Werte des Vorderradlenkwinkels VL) ausgelenkt wird. Wird die Vorderradlenkung extrem weit nach rechts oder links ausgelenkt, so verändert sich die Hub­ stellung der ausgangsseitigen Schubstange 21 gemäß der Grenzkurve K nur noch sehr wenig; dieser Effekt beruht auf der weiter unten dargestellten Kinematik des hinteren Lenk­ getriebes 20. Dadurch wird in gewünschter Weise erreicht, daß der Lenkwinkel der Hinterräder 13 und 14 einen vorgege­ benen Grenzwert nicht zu überschreiten vermag. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn im Steuergerät 23 ein Fehler auftritt. In diesem Falle wird nämlich automatisch das maximale Übersetzungsverhältnis des hinteren Lenkgetrie­ bes 20 für zu den Vorderrädern 11 und 12 gleichsinnige Auslen­ kung der Hinterräder 13 und 14 eingestellt und festgehalten. Durch die Begrenzung des Lenkwinkels der Hinterräder wird bei diesem Notbetrieb eine übermäßige Beeinträchtigung der Wendig­ keit des Fahrzeuges vermieden.

Wie die Fig. 2 zeigt, sinkt der Lenkwinkel der Hinterräder nach Erreichen des Grenzwinkels bei weiterwachsendem Lenk­ winkel der Vorderräder sogar noch etwas ab, um einen ver­ gleichsweisen geringen minimalen Wendekreis beim Notbetrieb zu ermöglichen.

Bei schneller Fahrt ist der Verlauf der Grenzkurve K völlig unbedeutend, weil der Bereich der Grenzkurve K nur bei starker Auslenkung der Vorderräder 11 und 12 erreicht werden kann. Entsprechend große Vorderradlenkwinkel lassen sich jedoch bei kontrollierbarer schneller Fahrt nicht erreichen.

Wenn sich die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ermäßigt, wird auch das Übersetzungsverhältnis k entsprechend abgesenkt, bei mittlerer Geschwindigkeit beispielsweise auf den Wert k = 0,1.

Bei noch weiter sinkender Geschwindigkeit kann ein Über­ setzungsverhältnis k = 0 eingestellt werden, d.h. die aus­ gangsseitige Schubstange 21 des hinteren Lenkgetriebes 20 bleibt unabhängig vom Lenkwinkel der Vorderräder 11 und 12 in einer Mittellage stehen; dies ist gleichbedeutend damit, daß die Hinterräder 13 und 14 immer ihre Geradeausstellung einnehmen.

Bei sehr langsamer Fahrgeschwindigkeit, wie sie beispiels­ weise für Rangiermanöver typisch ist, werden zunehmend negative Werte des Übersetzungsverhältnisses eingestellt, beispielsweise k = -0,15. Damit wird eine zu den Vorderrädern 11 und 12 gegensinnige Auslenkung der Hinterräder 13 und 14 erreicht, wodurch die Wendigkeit des Fahrzeuges deutlich erhöht wird.

In Fig. 3 ist nun eine erste Ausführungsform des hinteren Lenkgetriebes 20 dargestellt, welches die Hinterradlenkung eines Fahrzeuges mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis an die Vorderradlenkung des Fahrzeuges zu koppeln vermag. Einander entsprechende Elemente haben dabei die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1.

Das hintere Lenk- und Koppelgetriebe 20 besitzt ein Vier- Gelenk-Hebelgetriebe mit zwei um stationäre Achsen 1 und 2 schwenkbaren Hebeln 25 und 26, deren freie Enden mittels Gelenke 27 und 28 mit einem Lenkerteil 29 verbunden sind.

Am Lenkerteil 29 ist mit Abstand von beiden Gelenken 27 und 28 ein als weiteres Gelenk ausgebildeter Anschlußteil 30 ange­ ordnet, an dem eine Verbindungsstange 31 angelenkt ist, deren anderes Ende mittels eines Gelenkes 39 mit der den Ausgang des Lenk- bzw. Koppelgetriebes 20 bildenden Schubstange 21 verbun­ den ist, die in einer stationären Führung gleitverschiebbar angeordnet ist.

Der Eingangshebel 19 ist um eine dritte stationäre Achse 3 schwenkbar angeordnet, welche zu den stationären Achsen 1 und 2 parallel ausgerichtet ist. Am freien Ende des Eingangshe­ bels 19 ist an einem Gelenk 32 ein weiterer Hebel 33 schwenk­ verstellbar angeordnet, welcher innerhalb des Verstellberei­ ches 34 relativ zum Eingangshebel 19 beliebig eingestellt werden kann. Durch Veränderung der Einstellung wird, wie weiter unten gezeigt wird, das Übersetzungsverhältnis des Lenk- bzw. Koppelgetriebes 20 verändert. Das freie Ende des weiteren Hebels 33 ist über ein Gelenk 35 mit einer Verbin­ dungsstange 36 gelenkig verbunden, deren anderes Ende mit dem Gelenk 27 zwischen dem Hebel 25 und dem Lenkerteil 29 verbun­ den ist.

Damit sich die verschiedenen Getriebeelemente nicht gegen­ seitig behindern, sind die Hebel 25 und 26 beispielsweise in einer Ebene unterhalb der Hebel 19 sowie 33 und der Verbin­ dungsstange 36 angeordnet, während die Verbindungsstange 31 sowie die Schubstange 21 in einer noch tiefer liegenden Ebene unterhalb der Hebel 25 und 26 beweglich sind.

Der Eingangshebel 19 und der weitere Hebel 33 sowie die Verbindungsstange 36 besitzen gleiche wirksame Längen, so daß die Gelenke 27 und 32 in einer der Geradeausstellung der Hinterräder 13 und 14 zugeordneten Mittellage des Getriebes 20 in der Position 27′/32′ übereinanderliegen, und zwar unabhängig davon, in welche Schwenkstellung der weitere Hebel 33 relativ zum Eingangshebel 19 eingestellt ist.

Wenn sich die Gelenke 27 und 32 in der Position 27′/32′ befinden, liegt das Anschlußteil 30 in der Position 30′. Wird nun der Eingangshebel 19 zusammen mit dem relativ zum Eingangshebel 19 in eine abgewinkelte Lage - wie z.B. in Fig. 3 dargestellt - eingestellten weiteren Hebel 33 entspre­ chend dem Doppelpfeil 37 nach rechts und links geschwenkt, so durchläuft der Anschlußteil 30 des Lenkerteiles 29 die punktiert dargestellte U-förmige Bahn 38. Wenn der zwischen dem Eingangshebel 19 und dem weiteren Hebel 33 eingestellte Winkel relativ groß ist, so werden von dem Anschlußteil 30 auf der Bahn 38 bei Verschwenkung des Eingangshebels 19 um einen vorgegebenen Winkel vergleichsweise große Wegstrecken durchlaufen. Ist der Winkel zwischen den Hebeln 19 und 33 klein, so sind die auf der Bahn 38 vom Anschlußteil 30 durch­ laufenen Wegstrecken entsprechend kleiner.

Wenn der weitere Hebel 33 in Fig. 3 eine Lage auf der linken Seite des Eingangshebels 19 einnimmt, so kehren sich die Bewegungsrichtungen des Anschlußteiles 30 auf der Bahn 38 einerseits und des Eingangshebels 19 sowie des weiteren Hebels 33 andererseits relativ zueinander gegenüber dem in Fig. 3 dargestellten Zustand um, bei dem der Hebel 33 auf der rechten Seite des Eingangshebels 19 gehalten wird.

Wenn der weitere Hebel 33 relativ zum Eingangshebels 19 in eine Lage eingestellt ist, in der die beiden Hebel 19 und 33 genau übereinanderliegen, so kann der weitere Hebel 33 gemein­ sam mit dem Eingangshebel 19 beliebig um die stationäre Achse 3 schwenken, das Gelenk 27 sowie der Anschlußteil 30 des Lenker­ teiles 29 verbleiben dabei immer in den Positionen 27′/32 bzw. 30′, d.h. das Lenkerteil 29 verbleibt in Ruhe und die Hinterradlenkung in ihrer Geradeausstellung, unabhängig vom Lenkwinkel der Vorderräder.

Solange sich der Eingangshebel 19 in seiner der Geradeaus­ stellung der Vorderradlenkung zugeordneten Mittellage befin­ det, in der die Gelenke 32 und 27 in der Position 27′/32′ übereinanderliegen, kann der weitere Hebel 33 beliebig relativ zum Eingangshebel 19 verstellt werden, das Lenkerteil 29 bleibt dabei in Ruhe, d.h. der Anschlußteil 30 verharrt in der Position 30′.

Mit dem in Fig. 3 dargestellten Koppelgetriebe 20 lassen sich also die in Fig. 2 gezeigten Beziehungen zwischen dem Vorder­ radienkwinkel VL und dem Hub h der Schubstange 21 verwirk­ lichen.

Für diese kinematischen Verhältnisse ist wesentlich, daß das Lenkerteil 29 bei einer Verschwenkung der Hebel 25 und 26 einerseits eine translatorische Bewegung - in Fig. 3 nach rechts und links - und andererseits eine Rotationsbewegung - in Fig. 3 um eine zur Zeichenebene senkrechte Achse - ausführt. Damit wird der von den Gelenken 27 und 28 des Lenkerteiles 29 beabstandete Anschlußteil 30 über die U-förmige Bahn 38 geführt. Da nun die Verbindungsstange 31 sowie die Schubstange 21 im wesentlichen quer zu den U-Schenkeln der Bahn 38 beweglich sind, erfolgt eine deutliche Verschiebung der Elemente 21 und 31 nur dann, solange sich der Anschluß­ teil 30 des Lenkerteiles 19 über den Mittelbereich der Bahn 38 zwischen den U-Schenkeln bewegt. Sobald der Anschlußteil 30 über die die U-Schenkel bildenden Teile der Bahn 38 läuft, wird die Schubstange 21 praktisch nicht mehr verstellt, so daß die gewünschte Begrenzung des maximalen Lenkwinkels der Hinterräder 13 und 14 gewährleistet ist.

Zur Verstellung des weiteren Hebels 33 relativ zum Eingangs­ hebel 19 und damit zur Veränderung des Übersetzungsverhält­ nisses zwischen dem Schwenkhub des Eingangshebels 19 und dem Verschiebehub der Schubstange 21 dient beispielsweise ein nicht dargestelltes hydraulisches Kolben-Zylinder-Aggregat, welches über Hydraulikleitungen versorgt werden kann, die sich in dem Hebel 19 unterbringen lassen und an der Achse 3 gelenkig mit stationären Leitungen verbunden sind.

Falls die das Kolben-Zylinder-Aggregat in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit v_F steuernde Steuereinheit 23 einen Fehler feststellen sollte, wird das Kolben-Zylinder-Aggregat auto­ matisch in einen selbsthemmungsfreien Zustand gebracht, so daß ein Federaggregat (nicht dargestellt) den weiteren Hebel rela­ tiv zum Eingangshebel 19 in die in Fg. 3 dargestellte Extrem­ lage einstellen kann, welche dabei gegebenenfalls durch Ver­ rastung zusätzlich gesichert wird. Damit ist ein maximales Übersetzungsverhältnis k zwischen Vorderrad- und Hinterrad­ lenkung bei gleichsinniger Auslenkung der Räder 11 bis 14 gewährleistet.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform des Koppelgetriebes 20 entspricht funktionsmäßig der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform. Die Getriebeelemente sind lediglich in anderer Lage relativ zueinander montiert, so daß besonders wenig Bau­ raum benötigt wird.

Claims (11)

1. Allradlenkung für Kraftfahrzeuge mit einer willkürlich steuerbaren Vorderradlenkung sowie einer damit mechanisch zwangsgekoppelten Hinterradlenkung mit an die Vorderrad­ lenkung angeschlossenem Koppelgetriebe, welches ein Vier- Gelenk-Hebelgetriebe mit zwei um zwei stationäre Achsen schwenkbaren Hebeln sowie einem über Gelenke mit den freien Enden der Hebel verbundenes Lenkerteil aufweist, das bei Verschwenkung der Hebel innerhalb eines vorgegebenen Schwenk­ bereiches eine Drehbewegung ausführt, bei der ein am Lenker­ teil angeordneter Anschlußteil eine C- bzw. U-förmige Bahn beschreibt und eine Stange verschiebt, deren eines Ende am Anschlußteil gelenkig befestigt ist und deren anderes mit der Hinterradlenkung antriebsverbundenes Ende auf einer Bahn geführt ist, die in Draufsicht auf die C- bzw. U-förmige Bahn quer zu den C- bzw. U-Schenkeln verläuft, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Vorderradlenkung (16, 17) mit einem um eine dritte stationäre Achse (3) schwenkbaren Eingangshebel (19) antriebsverbunden ist (Zug- und Druckkabel 18),
• - daß am freien Ende des Eingangshebels (19) ein weiterer Hebel (33) einstellbar angelenkt ist,
• - daß der weitere Hebel (33) mit dem einen Hebel (25) des Vier-Gelenk-Hebelgetriebes (1, 2, 25 bis 29) über eine Verbindungsstange (36) gelenkig gekoppelt ist,
• - daß der Eingangshebel (19), der weitere Hebel (33) und die Verbindungsstange (36) gleiche wirksame Längen aufweisen, und
• - daß in Geradeausstellung der Lenkung die Gelenkverbin­ dungen (27, 32) zwischen der Verbindungsstange (36) sowie dem einen Hebel (25) und zwischen dem Eingangs­ hebel (19) sowie dem weiteren Hebel (33) mit miteinander fluchtenden Gelenkachsen übereinanderliegen.

2. Allradlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (Verstellbereich 34) zwischen dem Eingangs­ hebel (19) und dem weiteren Hebel (33) in Abhängigkeit von vorgegebenen Parametern, z.B. in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, steuerbar ist.

3. Allradlenkung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hebel (25, 26) des Vier-Gelenk-Hebelgetriebes (1, 2, 25 bis 29) unterschiedlich lang sind.

4. Allradlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Gelenke (27, 28) zwischen dem Lenkerteil (29) und den beiden Hebeln (25, 26) des Vier-Gelenk-Hebelgetriebes (1, 2, 25 bis 29) durchsetzende Verbindungslinie in Gerade­ ausstellung der Lenkung mit zumindest einem dieser Hebel (25, 26), insbesondere mit dem kürzeren Hebel (26), einen spitzen Winkel bildet.

5. Allradlenkung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinie in Geradeausstellung der Lenkung mit beiden Hebeln (25, 26) spitze Winkel bildet, derart, daß die Längsachsen der beiden Hebel (25, 26) mit der Verbindungslinie Z-förmig aneinanderschließen.

6. Allradlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der beiden Hebel (25, 26) des Vier- Gelenk-Hebelgetriebes (1, 2, 25 bis 29) einander in Gerade­ ausstellung der Lenkung überkreuzen.

7. Allradlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Gelenke (27, 28) zwischen dem Lenker­ teil (29) und den beiden Hebeln (25, 26) des Vier-Gelenk- Hebelgetriebes (1, 2, 25 bis 29) geringer als die wirksame Länge des kürzeren Hebels (25 oder 26) ist.

8. Allradlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Länge des Eingangshebels (19) etwa gleiche Größe wie der Abstand zwischen der dritten stationären Achse (3) und der Gelenkverbindung (27) zwischen der Verbindungsstange (36) und dem damit unmittel­ bar gekoppelten einen Hebel (25) des Vier-Gelenk-Hebel­ getriebes (1, 2, 25 bis 29) hat.

9. Allradlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Gelenke (27, 28) zwischen dem Lenkerteil (29) und den beiden Hebeln (25, 26) des Vier-Gelenk-Hebelgetriebes (1, 2, 25 bis 29) vom Anschlußteil (30) einen Abstand aufweist, welcher größer als der Abstand der beiden Gelenke (27, 28) voneinander ist.

10. Allradlenkung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände des Anschlußteiles (30) von beiden Gelenken (27, 28) größer sind als der Abstand der beiden Gelenke (27, 28) voneinander.

11. Allradlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußteil (30) des Lenkerteiles (29) und die beiden Gelenke (27, 28) zwischen dem Lenkerteil (29) und den beiden Hebeln (25, 26) des Vier-Gelenk-Hebelgetriebes (1, 2, 25 bis 29) in Draufsicht auf das Lenkerteil (29) ein Dreieck bilden.