DE60211352T2

DE60211352T2 - Radaufhängungs-Anordnung, Lenkgestänge-Anordnung und Verfahren zum Bereitstellen eines veränderlichen Radstandes

Info

Publication number: DE60211352T2
Application number: DE60211352T
Authority: DE
Inventors: Sigvard ZETTERSTRÖM; Lars Stenvall; Jonas Forsell
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2002-12-03
Filing date: 2002-12-03
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2022-12-04
Also published as: EP1426203B1; EP1426203A1; DE60211352D1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Radspureinstellung für lenkbare Räder bei einem Fahrzeug, um eine Verkleinerung des Wendekreisradius und eine verbesserte Kurvenstabilität zu schaffen.
STAND DER TECHNIK
Moderne Personenfahrzeuge oberhalb einer bestimmten Größe sind häufig mit Rädern mit einem verhältnismäßig großen Durchmesser ausgestattet, die zu einem erhöhten Fahrkomfort und einer verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeit führen können. Gleichzeitig besteht ein Trend in Richtung zu breiteren Frontantriebssystemen, üblicherweise in der Form von querstehenden Motoren, während die Karosserie des Fahrzeugs aus aerodynamischen Gründen so schmal wie möglich sein muss. Als Folge ist der für die Räder zur Verfügung stehende Raum verkleinert, was seinerseits den maximal möglichen Lenkwinkel der Vorderräder verkleinert. Es besteht auch ein Trend in Richtung zu Fahrzeugen mit längeren Radständen, häufig, jedoch nicht notwendigerweise, in Kombination mit einem querstehenden Motor. Diese Anordnung vergrößert den zur Verfügung stehenden inneren Fahrgastraum und verbessert den Fahrkomfort. Jedoch vergrößert ein langer Radstand auch den Wendekreisradius, und kann die durch Radgröße und Antriebsanordnung verursachten Probleme vergrößern.
Eine bekannte Lösung der obigen Probleme besteht in der Verwendung einer Vier-Rad-Lenkung. Dies erfordert jedoch lenkbare Hinterräder, wodurch Gewicht und Komplexität der Hinterradaufhängung vergrößert werden. Ein solches System macht auch eine gewisse Form einer Computerregelung erforderlich, da das Lenkverhalten der Hinterräder sowohl hinsichtlich Größe als auch Richtung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und anderen Parametern geändert werden muss.
Die DE 37 36 229 betrifft eine Anordnung zur Verbesserung des Handlings eines Fahrzeugs bei hoher Geschwindigkeit und gibt Mittel zum Einstellen des Sturzes an, wobei die Länge von Teilen des Lenkgestänges einstellbar ist. Das Lenkgestänge weist ein Kugelgelenk auf, um das herum das Rad einschlägt. Da das Kugelgelenk nicht einstellbar ist, erlaubt die Lösung gemäß DE 37 36 229 keine Einstellung der Spur.
Eine weitere bekannte Lösung befasst sich mit dem Bremsen des inneren Vorderrads beim Einschlagen bei niedriger Geschwindigkeit. Dies verkleinert den Wendekreisradius, jedoch auf Kosten eines erhöhten Reifenverschleißes. Der maximale Lenkwinkel ist durch diese Lösung nicht beeinträchtigt. Die Anordnung erfordert auch Anti-Blockier-Bremsen, die computergesteuert sein können, um einzelne Räder abzubremsen.
Eine Lösung, die es gestattet, die Schwenkposition der Räder einzustellen, um ein Zusammentreffen mit Karosserieteilen zu vermeiden, ist aus der GB 2 110 173-A bekannt. Diese Anordnung offenbart ein mechanisches Gestänge, das die lenkbaren Räder in solcher Weise verbindet, dass verhindert ist, dass die Räder mit der Außenverkleidung des Fahrzeugs in Berührung kommen. Jedoch ist, da dies mit einem einwärts gerichteten Bewegen der Drehpunkte der jeweiligen Räder verbunden ist, die Radspur während des Wendens und Kurvenfahrens verkleinert. Insbesondere beim Kurvenfahren kann die verkleinerte Radspur die Handlingeigenschaften des Fahrzeugs beeinträchtigen.
Die US 3 587 767 gestattet eine Spureinstellung, macht aber, um dies zu erreichen, von einer anderen Gestängeanordnung Gebrauch. Jedoch umfasst die Gestängeanordnung eine Kombination von Gestängearmen und Pitman-Armen, die durch eine gemeinsame Zahnradanordnung gesteuert werden, auf die ein erster und ein zweiter Antriebszylinder einwirken. Diese Lösung erfordert die gleichzeitige Betätigung der beiden Antriebszylinder, wobei der erste Antriebszylinder ein Paar Pitmanarme steuert, um das Lenken und die Spurbreitenregelung zu bewirken, und der zweite Antriebszylinder ein Basiselement verschwenkt, an dem der erste Antriebszylinder angebracht ist, um einen Ackermann-Effekt zu schaffen. Die sich ergebende Gestängeanordnung ist nicht nur verhältnismäßig komplex, sondern erhöht das Gewicht des Lenkgestänges, das einen zusätzlichen Antriebszylinder erforderlich macht, um einen Ackermann-Effekt zu schaffen.
Daher besteht ein Bedarf für eine Anordnung, die vergrößerte Lenkwinkel in Kombination mit einem verbesserten Handling auf der Straße gestattet.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Das Problem der Vergrößerung der möglichen Lenkwinkel für lenkbare Räder bei Aufrechterhaltung oder Verbesserung des Handlings eines Fahrzeugs auf der Straße ist gelöst durch ein Verfahren zur Radspureinstellung für eine lenkbare Fahrzeugradanordnung nach Anspruch 1 und eine Lenkgestängeanordnung nach Anspruch 10.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Radspureinstellung für eine lenkbare Fahrzeugradanordnung. Die Anordnung weist ein Lenkungsstellglied und einen Lenkungsstellmechanismus zum Übertragen von Lenkbewegungen von dem Lenkungsstellglied an eine Radnabe auf. Der Lenkungsstellmechanismus weist einen steuerbaren Hebelarm mit einem Drehpunkt an einem Radaufhängungssteuerarm auf, der am Fahrzeug an einem ersten Ende schwenkbar befestigt und mit einem Kugelgelenk ausgestattet ist, das an einer Radnabe an einem zweiten Ende schwenkbar befestigt ist. Ein Paar Verbindungsstangen ist mit dem Hebelarm an gegenüberliegenden Seiten des Drehpunkts des Hebelarms und mit der Radnabe an gegenüberliegenden Seiten des Kugelgelenks schwenkbar verbunden. Der Hebelarm ist durch einen Lenkungsstellmechanismus gesteuert und bewirkt, dass die Verbindungsstangen das Kugelgelenk um eine vorbestimmte Strecke entlang einer Achse im Wesentlichen quer zur zentralen Längsachse des Fahrzeugs verlagern, wobei die Strecke proportional zum Fahrzeugradlenkwinkel ist. Die Verlagerung der Kugelgelenke wird vergrößert, wenn der Lenkungswinkel vergrößert wird.
Gemäß einer Ausführungsform bewirkt die Betätigung des Hebelarms, dass die Verbindungsstangen das Kugelgelenk in Richtung von der zentralen Längsachse weg verlagern. Auf diese Weise wird die Fahrzeugradspur vergrößert, um einen vergrößerten Lenkwinkel zu gestatten und das Handling auf der Straße während des Kurvenfahrens zu verbessern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Kugelgelenk eines inneren Rads um eine größere Strecke als das Kugelgelenk eines äußeren Rads verlagert. Unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise bei einem Wendevorgang bei niedriger Geschwindigkeit, wenn der Lenkwinkel verhältnismäßig groß oder maximal ist, werden das innere und das äußere Rad unter unterschiedlichen Radien bezogen auf einen imaginären Mittelpunkt angeordnet. Um den Reifenverschleiß herabzusetzen, ist es vorteilhaft, dass das innere Rad einen entsprechend größeren Lenkwinkel hat.
Eine Radspureinstellanordnung für ein lenkbares Fahrzeugrad, die gemäß dem obigen Verfahren zu verwenden ist, ist Teil sowohl der Radaufhängung als auch des Lenkgestänges des Fahrzeugs. Die Radaufhängungsanordnung weist einen ersten Steuerarm auf, dessen inneres Ende am Fahrzeug befestigt und um eine Achse im Wesent lichen parallel zur Längsachse des Fahrzeugs schwenkbar ist und dessen äußeres Ende mit der Radnabe über ein Kugelgelenk schwenkbar verbunden ist. Der erste Steuerarm ist vorzugsweise als unterer Steuerarm angeordnet, wodurch die Radaufhängung mit einem zweiten, oberen Steuerarm ausgestattet sein kann, der zwischen dem Fahrzeug und der Radnabe befestigt ist. Ein weiteres Aufhängungselement kann zwischen dem Fahrzeug und der Radnabe befestigt und zur Aufhängung des Fahrzeugs und zur Dämpfung der vertikalen Bewegung der Radnabe angeordnet sein. Dieses weitere Aufhängungselement kann eine Standard-Spiralfeder- und Teleskopdämpferanordnung oder eine andere Art eines pneumatischen oder hydraulischen Dämpfers sein. Erfindungsgemäß weist die Aufhängung vorzugsweise eine Dämpferanordnung auf, während der zweite Steuerarm optional ist. Das Kugelgelenk ist um eine vorbestimmte Strecke entlang einer Achse im Wesentlichen quer zur Längsrichtung des Fahrzeugs verlagerbar, wobei diese Strecke zum Fahrzeugradlenkwinkel proportional ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Kugelgelenk bezogen auf den Steuerarm axial verschiebbar angeordnet. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das Kugelgelenk am Steuerarm verschiebbar befestigt. In beiden Fällen können das Kugelgelenk und dessen Befestigungsteil an einer äußeren Fläche des Steuerarms befestigt oder in einem Hohlraum darin angeordnet sein. Das Kugelgelenk kann auch am Steuerarm direkt befestigt sein, wodurch der Steuerarm selbst ein sich bewegendes Teil, beispielsweise einen Teleskopabschnitt, aufweisen kann.
Die verschiebbare Befestigung kann mittels einer Anzahl unterschiedlicher Mittel erreicht werden. Gemäß einer Ausführungsform kann das Kugelgelenk in einer oder mehreren Gummi- oder elastomeren Büchsen verschiebbar gelagert sein, die den Befestigungsteil insgesamt oder teilweise umgeben. Die Büchse(n) kann bzw. können am Befestigungsteil oder der inneren Fläche des Hohlraums im Steuerarm befestigt sein. Diese Anordnung gestattet es, dass sich das Kugelgelenk und dessen Befestigungsteil in Querrichtung des Fahrzeugs frei verschieben. Gleichzeitig gestatten die nachgiebigen Büchsen einen Bewegungsgrad rechtwinklig zu dieser Richtung.
Die Verlagerung des Kugelgelenks wird mittels eines Paars von im Wesentlichen parallelen Verbindungsstangen gesteuert, die an der Fahrzeugradnabe an jeder Seite des Kugelgelenks schwenkbar befestigt sind. Die Verbindungsstangen sind an einem gemeinsamen Hebelarm schwenkbar befestigt und mittels desselben gesteuert, der an dem Steuerarm schwenkbar befestigt ist. Des Weiteren besitzen die Verbindungsstangen eine Länge zwischen ihren jeweiligen Drehpunkten, die den Abstand zwischen dem Drehpunkt des Hebelarms und dem Kugelgelenk übersteigt. Dieser Hebelarm wird mittels eines Fahrzeuglenkungsgetriebestellglieds gesteuert.
Die Kombination einer nachgiebigen Befestigung und paralleler Verbindungsstangen leistet einen Beitrag zu einer verbesserten Nachgiebigkeit der Aufhängung in Längsrichtung des Fahrzeugs. Die nachgiebige Büchse gestattet es, dass das Kugelgelenk und die Radnabe in Längsrichtung nachgeben, wenn der Reifen auf ein Hindernis, beispielsweise auf eine quer verlaufende Makadamkante, trifft. Dies leistet einen Beitrag zu einer komfortableren Fahrt.
Die Bewegung des Kugelgelenks wird durch die Verbindungsstangen während der Betätigung des Lenkgetriebes gesteuert, sodass die größte Verlagerung des Kugelgelenks bei maximalem Lenkwinkel des Fahrzeugrads auftritt. Vorzugsweise bewirkt die Verlagerung des Kugelgelenks eine Vergrößerung der Radspur. Die Gestalt des Hebelarms und die Positionen der Drehpunkte der Verbindungsstangen an der Nabe und den Hebelarmen sind symmetrisch auf beiden Seiten einer vertikalen Ebene durch das Kugelgelenk und den Drehpunkt des Hebelarms angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Kugelgelenk eines inneren Rads um eine größere Strecke als ein äußeres Rad verlagert werden. Dies wird dadurch bewirkt, dass das innere und das äußere Rad, wie oben beschrieben, mit unterschiedlichen Radien eingeschlagen werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird dies mittels einer so genannten Ackermann-Lenkung erreicht. Dies ist ein doppelt verschwenkendes Lenksystem, bei dem die äußeren Enden der Lenkarme etwas einwärts gebogen sind, sodass dann, wenn das Fahrzeug eine Wende durchführt, das innere Rad stärker als das äußere Rad einschlägt. Dies geschieht zum Ausgleich der größeren Strecke, entlang der sich das außenseitige Rad infolge des Unterschieds der Einschlagradien des inneren und des äußeren Rads bewegen muss. Wenn die Lenkarme an ihrem jeweiligen Hebelarm wirken, bewirkt die oben angegebene Gestalt dieser Lenkarme, dass das innere Rad um einen größeren Lenkwinkel als das äußere Rad einschlägt. Die symmetrische Anordnung des Hebelarms und der Verbindungsstangen verlagert folglich das innere Kugelgelenk weiter nach außen als das äußere Kugelgelenk.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann das oben beschriebene Gestänge etwas asymmetrisch hergestellt werden. Dies kann erreicht werden, indem die Länge einer der Verbindungsstangen zwischen ihren jeweiligen Drehpunkten verändert wird. Beispielsweise würde durch Verlängern der vorderen Verbindungsstangen und ihres zugehörigen Abschnitts des Hebelarms, bei Betrachtung in der Hauptfahrrichtung des Fahrzeugs, das Kugelgelenk, das am inneren Rad befestigt ist, um eine geeignete Strecke weiter nach außen gedrückt. Offensichtlich könnte die gleiche Wirkung erreicht werden, indem die hinteren Verbindungsstangen und ihr zugehöriger Abschnitt des Hebelarms verkürzt werden. Eine glei che Betätigung der Hebelarme an jeder Seite bewirkt dann einen größeren Lenkwinkel für das innere Rad verbunden mit einer entsprechenden größeren Verlagerung des inneren Kugelgelenks. Diese Anordnung muss nicht von dem Ackermann-Lenkprinzip abhängen, um ungleiche Lenkwinkel für das innere und das äußere Rad zu erreichen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellen die Befestigungspunkte des Kugelgelenks und der Verbindungsstangen sicher, dass die Verlagerung des Kugelgelenks auch eine Einstellung des Sturzwinkels des Fahrzeugrads bewirkt. Das Kugelgelenk ist vorzugsweise an einem Radaufhängungssteuerarm befestigt und an der Radnabe unterhalb eines Befestigungspunkts für einen weiteren Steuerarm oder ein weiteres Radaufhängungselement befestigt. Wenn die Nabe durch den unteren Steuerarm und ein Dämpfungsradaufhängungselement gelagert ist, verschwenkt eine nach außen gerichtete Verlagerung des Kugelgelenks die Radnabe um einen Drehpunkt, der an einem verschwenkbaren Befestigungspunkt für das obere Ende des Radaufhängungselements angeordnet ist. Wenn die Nabe zusätzlich durch einen oberen Steuerarm gelagert ist, verschwenkt eine außen gerichtete Verlagerung des Kugelgelenks stattdessen die Radnabe um einen Drehpunkt, der an einem verschwenkbaren Befestigungspunkt für das innere Ende des oberen Steuerarms angeordnet ist. Die Vergrößerung des Sturzwinkels hängt von dem Abstand zwischen dem Kugelgelenk und diesem Befestigungspunkt des weiteren Steuerarms oder Radaufhängungselements am Fahrzeug ab. Zusätzlich zu der durch die vergrößerte Radspur verursachten verbesserten Stabilität hat dies eine positive Wirkung auf das dynamische Handling des Fahrzeugs während des Kurvenfahrens. Insbesondere für das äußere Rad wirkt dieser negative Sturz der Tendenz in Richtung zu einem positiven Sturz entgegen, der durch die Rollbewegung des Fahrzeugs während des Kurvenfahrens oder Wendens verursacht wird.
Wie oben angegeben ist die Radspureinstellungsanordnung, die gemäß dem obigen Verfahren zu verwenden ist, Teil sowohl der Radaufhängung als auch des Lenkgestänges des Fahrzeugs. Die Lenkgestängeanordnung weist einen Stellmechanismus auf, wobei der oben angegebene steuerbare Hebelarm einen Drehpunkt am Radaufhängungsteuerarm aufweist, der am Fahrzeug an einem ersten Ende schwenkbar befestigt und mit einem Kugelgelenk ausgestattet ist, das an der Radnabe an einem zweiten Ende schwenkbar befestigt ist, und wobei ein Paar Verbindungsstangen mit dem Hebelarm an gegenüberliegenden Seiten des Drehpunkts und mit der Radnabe an gegenüberliegenden Seiten des Kugelgelenks schwenkbar verbunden ist. Wenn der Stellmechanismus betätigt wird, wird das Kugelgelenk um eine vorbestimmte Strecke entlang einer Achse im Wesentlichen quer zur Längsrichtung des Fahrzeugs verlagert, wobei diese Strecke proportional zu dem Fahrzeugradlenkwinkel ist. Der Hebelarm ist vorzugsweise so angeordnet, dass eine Achse im Wesentlichen quer zur Längsachse des Fahrzeugs sowohl das Kugelgelenk als auch den Drehpunkt des Hebelarms schneidet.
Der Stellmechanismus kann einen Lenkarm umfassen, der durch einen Servo-Lenkmechanismus betätigt wird, wobei der Lenkarm dann mit dem Hebelarm verbunden ist. Alternativ kann der Hebelarm durch einen elektrischen oder einen hydraulischen Motor gesteuert werden. In Abhängigkeit von Faktoren, beispielsweise der zum Einschlagen des Fahrzeugrads erforderlichen Kraft und/oder möglichen Einschränkungen der Größe des Motors, kann der Motor den Hebelarm direkt oder über einen Lenkarm betätigen. Die letztgenannte Anordnung wäre für ein Fahrzeug mit Kabellenkung zu bevorzugen, bei dem eine elektronische Steuereinheit jeden Motor einzeln steuern könnte, um die gewünschte Wirkung zu erreichen.
Zusätzlich zu der oben beschriebenen Ausführungsform, die von parallelen Verbindungsstangen Gebrauch macht, ist eine Anzahl alternativer Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der unabhängigen Ansprüche möglich. Den unten beschriebenen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass das Lenkungsstellglied an der Radnabe in einer Position wirkt, die vom Kugelgelenk in einer Ebene parallel zur Radnabe horizontal verlagert ist.
Ein erstes alternatives Lenkungsstellglied, das nicht Teil der beanspruchten Erfindung ist, kann an einem Ende eines steuerbaren Hebelarms wirken, der einen Drehpunkt am Radaufhängungssteuerarm aufweist. Daher wirkt der steuerbare Hebelarm an einer Verbindungsstange, die mit dem anderen Ende des Hebelarms an der gegenüberliegenden Seite des Drehpunkts und der Radnabe über das Kugelgelenk schwenkbar verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform ist das Kugelgelenk am Steuerarm mittels einer elastischen Büchse angebracht, die sowohl eine Umlaufbewegung als auch eine axiale Verlagerung des Kugelgelenks am Ende der Verbindungsstange gestattet.
Ein zweites alternatives Lenkungsstellglied, das nicht Teil der beanspruchten Erfindung ist, kann an einem Ende eines dazwischen befindlichen steuerbaren Hebelarms wirken, der einen Drehpunkt am Radaufhängungssteuerarm aufweist. Der dazwischen befindliche Hebelarm ist mit einer Verzahnung entlang eines kreisförmigen Segments ausgestattet, um eine Drehbewegung an ein Zahnrad zu übertragen. Eine Verbindungsstange ist zwischen dem Umfang dieses Zahnrads und dem Kugelgelenk schwenkbar angebracht, sodass die Umlaufbewegung des Zahnrads eine Verlagerung des Kugelgelenks bewirkt.
Eine dritte alternative Lösung, die nicht Teil der beanspruchten Erfindung ist, sieht ein Kugelgelenk vor, das am Ende eines hydraulischen Stellglieds angebracht ist, das die Bewegung des Kugelgelenks in Reaktion auf die Lenkbetätigungseingabe des Fahrers steuert. Wenn das Lenkungsstellglied hydraulisch betä tigt wird, kann der hydraulische Druck vom Lenkungsstellglied dazu verwendet werden, das am Kugelgelenk angebrachte hydraulische Stellglied zu betätigen.
Bei den obigen Beispielen können die Verbindungsstange bzw. die Verbindungsstangen und/oder der Hebelarm alternativ durch Schraubentriebe oder hydraulische oder pneumatische Zylinder mit gleichem oder unterschiedlichem Hub in Abhängigkeit von der gewünschten Wirkung in Hinblick auf den Wende- bzw. Einschlagradius für gegenüberliegende Räder ersetzt werden. Diese Antriebe oder Zylinder können am Steuerarm und der Radnabe an Schwenkpunkten befestigt sein, die denjenigen der Verbindungsstange oder -stangen entsprechen, wenn die Nabe mit der Längsachse des Fahrzeugs fluchtet. Ein elektronisches Steuermittel kann zur individuellen Steuerung der jeweiligen Einrichtungen verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Lösung gestattet, dass der Wendekreisradius verkleinert wird, indem die Drehpunkte der Räder von störenden Bauteilen weg bewegt werden, wodurch größere Lenkwinkel zugelassen werden. Dadurch, dass differenzierte Lenkwinkel gestattet sind, kann der Wendekreisradius weiter verkleinert werden. Zusätzlich führt die Verlagerung der Räder beim Wenden bzw. Einschlagen zu einer breiteren Radspur für die steuerbaren Räder, was das Handling des Fahrzeugs während des Kurvenfahrens verbessert. Daher hat die oben angegebene Lösung eine positive Wirkung auf sowohl den Wendekreisradius als auch auf das dynamische Handling des Fahrzeugs.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im nachfolgenden Text wird die Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Diese Zeichnungen dienen nur der Erläuterung und schränken in keiner Weise den Umfang der Erfindung ein. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein einzelnes Vorderantriebs-Rad, das mit einer erfindungsgemäßen Radaufhängungsanordnung ausgestattet ist;
2 eine Vorderansicht eines einzelnen Vorderantriebs-Rads, das mit einer erfindungsgemäßen Radaufhängungsanordnung ausgestattet ist;
3 eine Vorderansicht eines einzelnen Vorderantriebs-Rads, das mit einer alternativen Radaufhängungsanordnung ausgestattet ist;
4 eine Draufsicht auf eine Radaufhängungsanordnung, wobei beide Räder auf ihre jeweiligen maximalen Radwinkel eingestellt sind;
5 eine Draufsicht auf eine erste alternative Radaufhängungsanordnung, die nicht Teil der beanspruchten Erfindung ist;
6 eine Draufsicht auf eine zweite alternative Radaufhängungsanordnung, die nicht Teil der beanspruchten Erfindung ist.
ARTEN DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Im nachfolgenden Text wird die Radaufhängungsanordnung für ein einzelnes Rad beschrieben, sofern nichts anderes angegeben ist. Auch bezeichnen die Ausdrücke "äußere" und "innere" Positionen verschiedener Merkmale in Querrichtung bezogen auf die zentrale Längsachse eines Fahrzeugs.
1 zeigt eine Radaufhängungsanordnung mit einem Rad 1, das einen Reifen und eine Felge aufweist, die am äußeren Nabenteil 2 angebracht ist. Der äußere Nabenteil 2 ist drehbar, während der innere Nabenteil 3 nicht drehbar ist. Der äußere Nabenteil 2 ist vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, mit einer Bremsscheibe 4 zur Zusammenarbeit mit einer Bremssattelanordnung (nicht dargestellt) ausgestattet ist. Der innere Nabenteil 3 ist mit einem Befestigungsteil 5 für eine Dämpferanordnung 6 des McPherson-Typs ausgestattet. Diese Dämpferanordnung ist sowohl mit ihrem unteren Ende 6a an der Nabe als auch mit ihrem oberen Ende 6b am Fahrzeug schwenkbar befestigt. Das dargestellte Beispiel zeigt eine lenkbare Frontantriebs-Radanordnung, wobei der innere Nabenteil 3 mit einer Befestigung 7 für eine Antriebswelle 8 ausgestattet ist. Der äußere Teil der Antriebswelle 8 ist durch diese Befestigung 7 hindurchgeführt, um den äußeren Nabenteil 2 anzutreiben, während der innere Teil der Antriebswelle 8 mit dem Fahrzeuggetriebe (nicht dargestellt) über eine weitere Befestigung 9 verbunden ist.
Der innere Nabenteil 3 ist weiter mit einem Radaufhängungssteuerarm 10 über ein erstes Kugelgelenk 11 verbunden. Der Steuerarm 10 ist am Fahrzeug an einem inneren Drehpunkt 12 befestigt und im Wesentlichen parallel zur zentralen Längsachse X des Fahrzeugs angeordnet. Der äußere Drehpunkt des Steuerarms 10 ist das Kugelgelenk 11, das am inneren Nabenteil 3 in einer Position unterhalb der Drehachse Y der Nabe 2, 3 und in einer vertikalen Ebene durch die Drehachse Y befestigt ist. Eine im Wesentlichen vertikale Achse Z durch das erste Kugelgelenk 11 bildet den Drehpunkt des lenkbaren Fahrzeugrads.
Das Rad wird mittels einer Lenkgetriebeanordnung gesteuert, die unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wird. Diese Figur zeigt eine Vorderansicht der Ausführungsform von 1, wobei die Antriebswelle und der Dämpfer aus Gründen der Übersichtlichkeit entfernt sind. Die Nabe ist aus demselben Grund in gestrichelten Linien angegeben. Die Lenkgetriebeanordnung weist einen Servozylinder 13 auf, der bei Betätigung bewirkt, dass eine zentrale Stange 14 auf ein Paar von Lenkgestängen an beiden Seiten des Fahrzeugs wirkt. Bei dem dargestellten Beispiel wirkt die Stange auf eine mittleren Lenkstange 15, die an einem inneren Drehpunkt 16 an der zentralen Stange 14 und an einem äußeren Drehpunkt 18 an einem Lenkarm 17 schwenkbar befestigt ist. Wie aus der Figur ersichtlich ist, ist die zentrale Stange 14 quer angeordnet, während der Lenkarm 17 im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Lenkstange 15, die die beiden verbindet, ist unter einem Winkel in Richtung nach außen und nach vorn mit Bezug auf die zentrale Längsachse des Fahrzeugs angeordnet, wodurch eine Ackermann-Lenkgeometrie geschaffen ist. Der Lenkarm 17 ist am Steuerarm 10 an einem ersten Drehpunkt 19 schwenkbar befestigt und steuert die Schwenkbewegung eines Hebelarms 20.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann der Servozylinder 13 durch einen elektrischen oder hydraulischen Motor ersetzt werden, der am Lenkarm 17 oder direkt am Steuerarm 10 wirkt.
Der Hebelarm 20 ist im Allgemeinen V-förmig mit Schenkeln im Wesentlichen gleicher Länge gestaltet, wobei sein Scheitel am ersten Drehpunkt 19 angeordnet ist. Die beiden Schenkel erstrecken sich horizontal von der Nabe 2, 3 weg und sind im Wesentlichen symmetrisch zur vertikalen Ebene durch die Achse Y des Rads 1 angeordnet. Die Schenkel sind mit einem zweiten und einem dritten Drehpunkt 21 bzw. 22 ausgestattet, die vor und hinter der vertikalen Ebene in der Hauptfahrrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind. Ein Paar Verbindungsstangen 23, 24 ist mit dem zweiten und dem dritten Drehpunkt 21, 22 und einem Paar äußerer Drehpunkte 25, 26 am inneren Nabenteil 3 an beiden Seiten des Kugelgelenks 11 verbunden.
Bei einem stehenden Fahrzeug mit der Lenkgetriebeanordnung in einer neutralen, nicht-betätigten Stellung erstrecken sich die Verbindungsstangen 23, 24 im Wesentlichen parallel in einer horizontalen Ebene. Die äußeren Drehpunkte 25, 26 der Verbindungsstangen 23, 24 und das zentrale Kugelgelenk 11 sind vorzugsweise in derselben horizontalen Ebene und auf einer Achse parallel zur Längsachse des Fahrzeugs angeordnet. Bei dem darge stellten Beispiel sollten alle Drehpunkte mit Ausnahme des ersten Drehpunkts 19 des Hebelarms 20 eine Schwenkbewegung auf mehreren Achsen infolge der Bewegung der Radaufhängungsanordnung gestatten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind alle diese Gelenke solche des Typs mit einer Kugel und einer Pfanne.
Wie aus 2 zu ersehen ist, weist das Kugelgelenk 11 einen Befestigungsteil 27 in der Form einer Stange oder eines Stabs auf. Der Befestigungsteil 27 ist in einem Hohlraum 28 in demjenigen Teil des Steuerarms 10 verschiebbar angebracht, der sich nach außen zur Nabe 2, 3 hin erstreckt. Die verschiebbare Anbringung umfasst ein Paar im Allgemeinen zylindrische Büchsen 29, 30, die dem inneren und dem äußeren Ende des Befestigungsteils 27 benachbart angeordnet sind. Die Büchsen sind vorzugsweise aus einem geeigneten Gummi- oder elastomeren Material hergestellt und am Befestigungsteil 27 angeklemmt, verklebt oder aufvulkanisiert. Um den Austausch zu erleichtern sind sie vorzugsweise in ihrer Lage im Hohlraum 28 eingeklemmt. Diese Anordnung gestattet die Bewegung des Kugelgelenks 11 in axialer Richtung des als Stange gestalteten Befestigungsteils 27 sowie eine kleine Bewegung in jeder Querrichtung hierzu infolge der Zusammendrückungseigenschaften der Büchsen 29, 30. Da die Fahrzeugradaufhängung hauptsächlich dazu vorgesehen ist, vertikale Bewegungen des Fahrzeugsrads zu absorbieren, ist diese nachgiebige Anbringung besonders brauchbar für das Absorbieren von kleinen Bewegungen und Stoßlasten am Fahrzeugrad in Längsrichtung des Fahrzeugs.
3 zeigt eine alternative Radaufhängungsanordnung, bei der ein oberer, zweiter Steuerarm 10a zusätzlich zu dem unteren, ersten Steuerarm 10 vorgesehen ist. Dieser obere Steuerarm 10a ist zwischen dem Fahrzeug und dem inneren Radnabenteil 3 an einem Paar aus einem inneren und einem äußeren Drehpunkt 12a, 11a jeweils schwenkbar befestigt. Abgesehen von diesem oberen Steuerarm ist die Radaufhängungsanordnung identisch zu derjenigen, die in Verbindung mit 2 beschrieben ist.
Die Funktion der Radaufhängungs- und Lenkungsanordnung wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. In dieser Figur bezeichnet ein Pfeil die Hauptfahrrichtung des Fahrzeugs. Die Achse X bezeichnet die zentrale Längsachse des Fahrzeugs. Die Räder 1 sind mit ihren maximalen Lenkwinkeln α₁, α₀ dargestellt, in welchen Positionen sie den inneren Abschnitten in ihren jeweiligen Radkästen A₁, A₀ am nächstens sind. Die Betätigung des Servozylinders bewirkt, dass das Lenkgestänge 14, 15, 16 den Hebelarm 20 schwenkt und das jeweilige Rad 1 einschlägt. Wenn die Räder eingeschlagen werden, fluchten das Kugelgelenk 11 und die benachbarten Drehpunkte 25, 26 weiterhin in einer ersten Ebene rechtwinklig zur Drehachse des Rads 1. Jedoch verläuft, obwohl eine ähnliche, zweite Ebene durch die Drehpunkte 21, 22, wo die Verbindungsstangen 23, 24 am Hebelarm 20 befestigt sind, im Wesentlichen parallel zu der letztgenannten Ebene verläuft, die zweite Ebene nicht durch den Drehpunkt 19 des Hebelarms 20. In dem durch die Verbindungsstangen 23, 24 gebildeten Parallelogramm befindet sich daher das Kugelgelenk 11 in einer Position in der Mitte zwischen einem Paar Drehpunkten. Jedoch ist der Abstand zwischen dem Kugelgelenk 11 und dessen zugehörigem Drehpunkt 19 am Hebelarm 20 kürzer als der Abstand zwischen dem Kugelgelenk 11 und einem gegenüberliegenden, virtuellen Punkt in der Mitte zwischen den inneren Drehpunkten 21, 22 der Verbindungsstangen 23, 24. Sobald der Hebelarm 20 in irgendeiner Richtung verschwenkt wird, bewirkt die an die Nabe 2, 3 durch die Verbindungsstangen 23, 24 übertragene Bewegung, dass das Kugelgelenk 11 und dessen Befestigungsteil 27 nach außen in Richtung quer zum Fahrzeug gezogen wird. Die Kugelgelenke an beiden Seiten des Fahrzeugs werden um eine kleine Strecke D₁, D₀ aus ihren Gleichgewichts- oder unbelasteten Positionen in den verschiebbaren Anbringungen 27, 29 verlagert. Die Größe der Bewegung ist proportional zu den jeweiligen Längen der Schenkel des Hebelarms 20 und dem Winkel zwischen diesen. Die Anordnung ist vorzugsweise symmetrisch auf beiden Seiten einer vertikalen Ebene durch das Kugelgelenk 11 und den Drehpunkt 19 des Hebelarms 20.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es erwünscht, einen etwas größeren Radwinkel α₁ für das innere Rad zu ermöglichen. Während der Einschlag- bzw. Wendevorgänge werden das innere und das äußere Rad bei unterschiedlichen Radien relativ zu einem imaginären Mittelpunkt angeordnet. Zur Herabsetzung des Reifenverschleißes ist es vorteilhaft, dass das innere Rad einen Lenkwinkel α₁ größer als der Lenkwinkel α₀ des äußeren Rads aufweist (α₁ > α₀). Vorzugsweise wird dies mittels der oben beschriebenen Lenkgetriebe- und Lenkstangengeometrie, die vom Ackermann-Prinzip Gebrauch macht, erreicht.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird die sich unterscheidende Wirkung zwischen dem inneren und dem äußeren Rad durch Verlängern der vorderen Verbindungsstange 23 erreicht, die auch eine Modifikation der Länge des entsprechenden Schenkels und/oder Winkels zwischen den Schenkeln des Hebelarms 20 mit sich bringt.
Für das gegenwärtige Beispiel sind die Werte des inneren und des äußeren Lenkungs-Radwinkels α₁, α₀ vorzugsweise in den Bereichen von 35° < α₁ < 50° bzw. 30° < α₀ < 40° gewählt. Die innere und die äußere Verlagerung D₁, D₀ der jeweiligen Kugelgelenke sind vorzugsweise innerhalb der Bereiche 8 mm > D₁ > 15 mm bzw. 5 mm > D₁ > 12 mm gewählt.
Wie aus 4 ersichtlich ist, sind die inneren Abschnitte der Radkästen A₁, A₀ zur Rückseite der Radachse hin vergrößert worden, um die zusätzliche Bewegung des augenblicklich inneren Rads aufzunehmen.
In beiden obigen Fällen ist die Fahrzeugspurbreite durch die kombinierten Abstände der inneren und der äußere Verlagerung (D₁ + D₀) vergrößert. Dies leistet einen Beitrag zur Verbesserung des dynamischen Handlings des Fahrzeugs während des Kurvenfahrens.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stellen die Befestigungspunkte des Kugelgelenks 11 und der Verbindungsstangen 23, 24 sicher, dass die Verlagerung des Kugelgelenks 11 auch einen vergrößerten Sturzwinkels β₁ des Fahrzeugsrads bewirkt (siehe 2). Da das Kugelgelenk 11 vorzugsweise am Radaufhängungssteuerarm 10 befestigt ist, der an der Radnabe 2, 3 unterhalb der Achse Y des Rads befestigt ist, gibt es eine Verlagerung des Kugelgelenks 11 um einen Drehpunkt, der an einem schwenkbaren Befestigungspunkt für das obere Ende 6b des Radaufhängungselements angeordnet ist. Die nach außen gerichtete Bewegung des Kugelgelenks 11 vergrößert den Sturzwinkel β₁ des Fahrzeugsrads 1. Dies leistet einen weiteren Beitrag zu den verbesserten Handlingeigenschaften während des Kurvenfahrens.
Für die Ausführungsform von 3 ist der Drehpunkt, der den Sturzwinkel bestimmt, stattdessen an dem inneren Befestigungspunkt 12a des oberen, zweiten Steuerarms 10a angeordnet. Die nach außen gerichtete Bewegung des Kugelgelenks 11 vergrößert den Sturzwinkel β₂ des Fahrzeugsrads 1. Da der Abstand zwischen dem Drehpunkt 12a und dem Kugelgelenk 11 kürzer ist (siehe 2), führt eine Verlagerung gleicher Größe des Kugelgelenks 11 zu einem größeren Sturzwinkel β₂ im Vergleich zu dem vorausgehenden Beispiel.
Die Funktion einer ersten alternativen Radaufhängungs- und Lenkungsanordnung wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. In dieser Figur bezeichnet ein Pfeil die Hauptfahrrichtung des Fahrzeugs. Das Rad 1 ist mit einem maximalen inneren Lenkwinkel α₁ dargestellt. Eine Betätigung des Servozylinders 13 bewirkt, dass das Lenkgestänge 14, 15, 16 an einer Lenkverbindungsstange 31 wirkt, die mit einem Drehpunkt 18 am äußeren Ende des Lenkgestänges 15 und einem Drehpunkt 32 an der Nabe 2, 3 schwenkbar verbunden ist, um das jeweilige Rad 1 einzuschlagen. Der Drehpunkt 18 an dem genannten äußeren Ende des Lenkgestänges 15 ist des Weiteren mit einem Ende eines Hebelarms 33 verbunden, dessen erster Drehpunkt 34 am Steuerarm 10 befestigt ist.
Der Hebelarm 33 ist im Allgemeinen V-förmig mit Schenkeln im Wesentlichen gleicher Länge gestaltet, wobei der Scheitel am ersten Drehpunkt 34 angeordnet ist. Ein erster Schenkel 35 ist mit dem Drehpunkt 18 am Lenkgestänge schwenkbar verbunden, und ein zweiter Schenkel 36 ist mit einem Drehpunkt 37 am inneren Ende einer Verbindungsstange 38 schwenkbar verbunden. Das äußere Ende der Verbindungsstange 38 ist mit der Radnabe 2, 3 über das Kugelgelenk 11 verbunden, das am äußeren Ende des Steuerarms 10 über eine elastische Büchse 39 befestigt ist. Bei einem stehenden Fahrzeug mit der Lenkgetriebeanordnung in einer neutralen, nicht betätigten Position ist der erste Schenkel 35 in der allgemeinen Richtung der Längsachse des Fahrzeugs angeordnet, während der zweite Schenkel unter einem im Wesentlichen rechten Winkel zur Achse X in einer vertikalen Ebene für eine Querachse Y durch das Kugelgelenk 11 angeordnet ist. In dieser Position erstreckt sich die Verbindungsstange 38 im Wesentlichen parallel zum zweiten Schenkel 36 und in derselben vertikalen Ebene für die Achse Y (siehe 37', 38'; in 5 mit gestrichelten Linien angegeben). Die Lenkverbindungsstange 31, der Hebelarm 33 und die Verbindungsstange 38 sind im Wesentlichen in derselben horizontalen Ebene angeordnet.
Wenn das Lenkgestänge betätigt wird, um das Rad 1 zu seinem maximalen inneren Lenkwinkel α₁ zu verlagern, wird der Hebelarm 33 um einen Winkel β₁ um seinen Drehpunkt 34 gedreht. Ein geeigneter Drehwinkel zur Erzielung des maximalen Drehwinkels kann 40° < β₁ < 60°, vorzugsweise etwa 50°, sein. Wenn sich das innere Ende der Verbindungsstange 38 entlang des beschriebenen Bogens bewegt, wird der Drehpunkt 37 des Kugelgelenks 11 gleichzeitig gedreht und in der Büchse 39 verlagert. Die nachgiebigen Eigenschaften der Büchse 39 sind so gewählt, dass das äußere Ende der Verbindungsstange 38 sowohl gedreht als auch in der Richtung der Querachse Y verlagert wird. Jedoch ist die Bewegung in der Längsrichtung des Fahrzeugs beschränkt und gestattet im Allgemeinen nur eine Stoßabsorption. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die nachgiebigen Elemente vor und hinter dem Befestigungspunkt der Verbindungsstange angeordnet werden, wie in 5 dargestellt ist. Jedoch kann auch eine einzige Büchse mit sich verändernden Eigenschaften verwendet werden. Eine solche Büchse würde ein verhältnismäßig weiches Material im inneren und im äußeren Bereich und ein verhältnismäßig hartes Material im vorderen und im hinteren Bereich der Büchse aufweisen.
Die gesamte Querverlagerung, in diesem Fall die innere Verlagerung D₁, ist gleich dem Abstand zwischen dem Drehpunkt 37' in der neutralen Position der Verbindungsstange 38' und der Position des gedrehten Drehpunkts 37, wenn er auf die Drehachse Y projiziert wird.
Eine ähnliche Verlagerung findet für das gegenüberliegende, äußere Rad statt. In diesem Fall ist das Gestänge ein Spiegelbild der in 5 dargestellten Anordnung. Die Konfiguration des Lenkgestänges 14, 15, 16 bewirkt einen kleineren Lenkwinkel α₀ für das äußere Rad, wie oben in Verbindung mit dem Ackermann-Prinzip beschrieben ist. Folglich werden der Drehwinkel β₀ des Hebelarms 33 und die sich ergebende Verlagerung D₀ entsprechend kleiner.
Die Funktion einer zweiten alternativen Radaufhängungs- und Lenkungsanordnung wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. In dieser Figur bezeichnet ein Pfeil die Hauptfahrrichtung des Fahrzeugs. Das Rad 1 ist bei seinem maximalen äußeren Lenkwinkel α₀ dargestellt. Die Betätigung des Servozylinders 13 bewirkt, dass das Lenkgestänge 14, 15, 16 an einer Lenkverbindungsstange 31 wirkt, die mit einem Drehpunkt 18 am äußeren Ende des Lenkgestänges 15 und mit einem Drehpunkt 32 an der Nabe 2, 3 schwenkbar verbunden ist, um das jeweilige Rad 1 einzuschlagen. Der Drehpunkt 18 am äußeren Ende des Lenkgestänges 15 ist des Weiteren mit einem Ende eines Hebelarms 40 verbunden, dessen erster Drehpunkt 41 am Steuerarm 10 befestigt ist.
Der Hebelarm 40 ist im Allgemeinen Y-förmig mit einem ersten Abschnitt oder Schenkel 42 gestaltet, der mit dem Drehpunkt 18 am Lenkgestänge schwenkbar verbunden ist. Der erste Drehpunkt 41 ist in einem Übergangsbereich zwischen dem ersten Abschnitt 42 und einem zweiten Abschnitt 43 angeordnet, der die allgemeine Gestalt eines Kreissektors 44 aufweist. Der kreisförmige Endteil 44 des zweiten Abschnitts 43 weist einen verzahnten Bogen auf, der mit einem festen Radius r vom ersten Drehpunkt 41 angeordnet ist. Der verzahnte Bogen arbeitet mit einem Zahnrad 45 zusammen, das um eine im Wesentlichen vertikale Achse 45 drehbar ist, die in einer vertikalen Ebene für die Querachse Y durch das Kugelgelenk 11 unter einem rechten Winkel zur Längsachse X des Fahrzeugs angeordnet ist. Das innere Ende einer Verbindungsstange 47 ist an einem zweiten Drehpunkt 48 am Umfang des Zahnrads 45 schwenkbar befestigt. Das äußere Ende der Verbindungsstange 47 ist mit der Radnabe 2, 3 über das Kugelgelenk 11 verbunden, das am äußeren Ende des Steuerarms 10 über eine elastische Büchse 49 befestigt ist. Für ein stehendes Fahrzeug mit der Lenkgetriebeanordnung in einer neutralen, nicht betätigten Position ist die zentrale Achse Z durch den ersten und den zweiten Abschnitt 42, 43 in der allgemeinen Richtung der Längsachse des Fahrzeugs angeordnet. In dieser Position erstreckt sich die Verbindungsstange 47 im Wesentlichen unter einem rechten Winkel zur zentralen Achse Z in der vertikalen Ebene für die Achse Y (siehe 47'; in 6 mit gestrichelten Linien angegeben). Die Lenkverbindungsstange 31, der Hebelarm 40 und die Verbindungsstange 47 sind im Wesentlichen in derselben horizontalen Ebene angeordnet.
Wenn das Lenkgestänge betätigt wird, um das Rad 1 zu seinem maximalen äußeren Lenkwinkel β₀ zu verlagern, wird der Hebelarm 40 um einen Winkel β₀ um seinen Drehpunkt 34 gedreht. Dieser Drehwinkel β₀ wird zur Erreichung einer maximalen Drehung von 90° für das Zahnrad 45 gewählt. Der Radius r des Endteils 44 des zweiten Abschnitts 43 und der Durchmesser des Zahnrads 45 können verändert werden, um dieses Endergebnis zu erreichen. Wie in 6 dargestellt ist, bewegt die Drehung des Zahnrads 45 den inneren Drehpunkt 48 und die Verbindungsstange 47 aus einer neutralen Position (siehe 47'; mit gestrichelten Linien angegeben) zu einer aktiven Position, wodurch das Kugelgelenk um eine Strecke D₀ nach außen verlagert wird. Die maximal mögliche Verlagerung durch eine Viertelumdrehung des Zahnrads ist der Abstand zwischen der Achse 46 des Zahnrads und dem inneren Drehpunkt 48 der Verbindungsstange 47, was der inneren Verlagerung D₁ entspricht. Das Ackermann-Prinzip wie oben beschrieben führt zu einer entsprechend kleineren äußeren Verlagerung D₀ infolge des kleineren äußeren Lenkwinkel α₀. Da das innere Ende der Verbindungsstange 47 durch das Zahnrad bewegt wird, wird das Kugelgelenk 11 gleichzeitig in einer Büchse 49 zwischen der Verbindungsstange 47 und dem Steuerarm 10 gedreht und verlagert. Die nachgiebigen Eigenschaften der Büchse 49 werden so gewählt, dass sie es gestatten, dass das äußere Ende der Verbindungsstange 47 in der Richtung der Querachse Y sowohl gedreht als auch verlagert wird. Jedoch ist die Bewegung in der Längsrichtung des Fahrzeugs eingeschränkt und erlaubt im Allgemeinen nur eine Stoßabsorption. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die nachgiebigen Elemente vor und hinter dem Befestigungspunkt der Verbindungsstange 47 angeordnet werden, wie in 6 dargestellt ist. Wie oben angegebenen sind alternative Ausführungsformen der Büchse 49 ebenfalls möglich.
Die Anordnung gemäß der Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche verändert werden.

Claims

Verfahren zur Radspureinstellung für eine lenkbare Fahrzeugradanordnung, wobei die Anordnung ein Lenkungsstellglied (13, 14), einen Lenkungsstellmechanismus (13, 14, 16) zum Übertragen von Lenkbewegungen von dem Lenkungsstellglied (13, 14) auf eine Radnabe (2, 3) und einen Steuerarm (10) aufweist, welcher schwenkbar an einem ersten Ende an dem Fahrzeug befestigt ist und mit einem Kugelgelenk (11) versehen ist, welches schwenkbar an der Radnabe (2, 3) an einem zweiten Ende befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betätigung des Lenkungsstellmechanismus (13, 14, 16) eine Verlagerung des Kugelgelenks (11) um eine vorbestimmte Strecke entlang einer Achse, welche im wesentlichen quer zu einer mittigen Längsachse (X) des Fahrzeugs verläuft, verursacht, wobei die Strecke proportional zu einem Fahrzeugradlenkwinkel (α_I, α₀) ist, und dass das Lenkungsstellglied (13, 14) auf einen steuerbaren Hebelarm (20) wirkt, welcher um einen Drehpunkt (19) an einem Radaufhängungssteuerarm (10) drehbar ist, wobei der steuerbare Hebelarm (20) auf ein Paar Verbindungsstangen (23, 24) wirkt, welche schwenkbar an dem Hebelarm (20) an gegenüberliegenden Seiten des Drehpunkts (19) an dem Hebelarm (20) und an der Radnabe (2, 3) an gegenüberliegenden Seiten des Kugelgelenks (11) befestigt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerung des Kugelgelenks (11) mit einer Zunahme des Lenkwinkels (α_I, α₀) zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung des Lenkungsstellglieds (13, 14) eine Verlagerung des Kugelgelenks (11) in einer Richtung weg von der mittigen Längsachse (X) verursacht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkungsstellglied (13, 14) auf ein Ende des steuerbaren Hebelarms (20, 33, 40) wirkt, welcher einen Drehpunkt (19, 34, 41) an dem Radaufhängungssteuerarm (10) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkungsstellglied (13, 14) auf ein Paar Lenkungsverbindungsstangen (23, 24) an einer zu dem Kugellager (11) horizontal verlagerten Position wirkt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkungsverbindungsstangen (23, 24) auf die Radnabe (2, 3) in zu dem Kugelgelenk horizontal verlagerten Positionen wirken.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (40) eine drehende Bewegung auf ein Zahnrad (45) zum Betätigen einer Verbindungsstange (47), welche an dem Kugelgelenk (11) befestigt ist, überträgt.
Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerung des Kugelgelenks (11) auch einen erhöhten negativen Radsturz (β) erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelgelenk (11) eines inneren Rads um eine größere Strecke verlagert wird als der eines äußeren Rads, wenn das Stellglied (14, 15, 16) betätigt wird.
Steuergliedanordnung zur Radspureinstellung für eine lenkbare Fahrzeugradanordnung, wobei die Anordnung ein Lenkungsstellglied (13, 14), einen Lenkungsstellmechanismus (13, 14, 16) zum Übertragen von Lenkbewegungen von dem Lenkungsstellglied (13, 14) auf eine Radnabe (2, 3) und einen Steuerarm (10) aufweist, welcher schwenkbar an einem ersten Ende des Fahrzeugs befestigt ist und mit einem Kugelgelenk (11) versehen ist, welches schwenkbar an der Radnabe (2, 3) an einem zweiten Ende befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betätigung des Lenkungsstellmechanismus (13, 14, 16) eine Verlagerung des Kugelgelenks (11) um eine vorbestimmte Strecke entlang einer Achse, welche im wesentlichen quer zu einer Längsachse (X) des Fahrzeugs ist, verursacht, wobei die Strecke proportional zu einem Fahrzeugradlenkwinkel (α_I, α₀) ist, und dass das Lenkungsstellglied (13, 14) zum Wirken auf ein Ende eines steuerbaren Hebelarms (20), welcher um einen Drehpunkt (19) an dem Radaufhängungssteuerarm (10) drehbar ist, angeordnet ist, wobei der steuerbare Hebelarm (20) auf ein Paar Verbindungsstangen (23, 24) wirkt, welche schwenkbar an dem Hebelarm (20) an gegenüberliegenden Seiten des Drehpunkts (19) des Hebelarms (20) und an der Radnabe (2, 3) an gegenüberliegenden Seiten des Kugelgelenks (11) befestigt sind.
Steuergliedanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die größte Verlagerung des Kugelgelenks (11) bei maximalem Lenkwinkel (α_I, α₀) auftritt.
Steuergliedanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelgelenk (11) eines inneren Rads um eine größere Strecke als das eines äußeren Rads verlagert ist, wenn das Steuerglied (14, 15, 16) betätigt ist.
Steuergliedanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Radspur der lenkbaren Räder durch die Verlagerung des Kugelgelenks (11) vergrößerbar ist.
Steuergliedanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein negativer Fahrzeugradsturzwinkel (β) durch die Verlagerung des Kugelgelenks (11) erzeugbar ist.
Steuergliedanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstangen (23, 24) eine Länge zwischen ihren jeweiligen Drehpunkten aufweisen, welche die Strecke zwischen dem Drehpunkt des Hebelarms (20) und dem Kugelgelenk (11) überschreitet.
Steuergliedanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Querachse, welche das Kugelgelenk (11) schneidet, auch den Drehpunkt des Hebelarms (20) schneidet.
Steuergliedanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkungsstellglied (13, 14) zum Wirken auf ein Paar Lenkungsverbindungsstangen (23, 24) an einer horizontal zu dem Kugelgelenk (11) verlagerten Position angeordnet ist.
Steuergliedanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkungsverbindungsstangen (23, 24) an der Radnabe (2, 3) an einer horizontal zu dem Kugelgelenk (11) verlagerten Position befestigt sind.