WO2014131548A1 - Lenkaktuator-anordnung zwischen den hinterrädern eines zweispurigen fahrzeugs - Google Patents

Lenkaktuator-anordnung zwischen den hinterrädern eines zweispurigen fahrzeugs Download PDF

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WO2014131548A1
WO2014131548A1 PCT/EP2014/050926 EP2014050926W WO2014131548A1 WO 2014131548 A1 WO2014131548 A1 WO 2014131548A1 EP 2014050926 W EP2014050926 W EP 2014050926W WO 2014131548 A1 WO2014131548 A1 WO 2014131548A1
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Roland Schmidt
Hubert SCHOLZ
Johann Kettenberger
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to an arrangement of an on the rear wheels of a two-lane vehicle steering angle adjusting and ultimately supported on the vehicle body actuator whose (at least) a displaceable in the vehicle transverse control actuator adjustment movement shown mounted on a rear axle or on the vehicle body pivotally mounted Intermediate lever is transmitted to a respective rear wheel proportionally leading toe link.
  • the prior art in addition to EP 0 307 547 A1, reference is made to EP 0 277 650 B1.
  • Rear wheel steering systems with electric or hydraulic actuators and systems with drive mechanically coupled to the front wheel steering are known.
  • one of the wheel-guiding links is supported at least approximately displaceably in the vehicle transverse direction via a suitable actuator on the usually provided rear axle carrier.
  • a handlebar is selected for this purpose, which causes a relatively large steering angle on the associated wheel when shifting A /, such as the so-called.
  • the wheel-guiding link which can be displaced by means of the actuator for steering the rear wheel is generally referred to as a steering link and an adjusting element of the actuator which is displaceable relative to the housing of the actuator and to which the end of the tie rod facing away from the wheel according to the above-mentioned prior art is articulated is, referred to herein as the control rod.
  • the solution to this problem is characterized in that the actuator is supported via its control rod (s) on the vehicle body or rear axle and the or the intermediate lever is hinged to the housing of the displaced in the course of an adjustment in the vehicle transverse direction actuator or are.
  • the articulation of the intermediate lever on the actuator housing and / or the support of the actuator control rod (s) on the vehicle body or rear axle can allow a small relative movement in the vertical direction and / or vehicle longitudinal direction and / or a small relative rotational movement to allow the actuating rod (s) of the actuator. It is also proposed optionally to steer the actuator housing in the upper end region viewed in the vertical direction and the toe link in the lower end region of the intermediate lever pivotably mounted in the intermediate region, ie. pivotable about the longitudinal axis FZG. To connect with the intermediate lever.
  • the reference numeral 1 the left-side wheel carrier for a on a rotatably mounted in the wheel carrier 1 hub flange 1 a (not illustrated) rear wheel of a motor vehicle, which is guided over a plurality of links, of which in the figures three pieces, with respect to a rear axle 2 of the vehicle as usual.
  • figuratively shown are an upper wishbone 3, a lower and lying in front of the wheel center M wishbone 4 and a below and behind Radmitte M on the wheel 1 hinged wishbone 5.
  • the pivotal connection of the end of the left-hand or right-hand side link 5 to the respective wheel carrier 1 is or can be achieved with respect to an actuator 6 by means of which a steering movement of the respective rear wheel can be achieved by the actuator 6 engaging the respective toe link 5 essentially in vehicle transverse direction slightly outwards or inwards, ie shifted away from the center of the vehicle or toward the center of the vehicle.
  • the actuator 6 in the present case two so-called.
  • the actuator 6 is supported or mounted with its housing (6a) on the rear axle 2 (or vehicle body) and in the prior art, the free ends of Adjusting rods (6bi, 6b r ) directly or indirectly connected with the interposition of an intermediate lever with the wheel carriers (1) ends of the steering links (5) is present and according to the invention the actuator 6 via its (here) two adjusting rods 6b
  • the actuator housing 6a slightly to the left, ie shifted to the only illustrated wheel carrier 1 out, so is the result of the lower end of the intermediate lever 7 and thus also the the left-side (figuratively illustrated) wheel carrier 1 assigned track link 5 in the vehicle transverse direction slightly to the right, ie shifted away from the only illustrated wheel carrier 1, as a result, the only illustrated wheel carrier 1 is slightly pivoted to the left. At this a small steering angle is thus set to the left.
  • a simple ball joint is provided for the articulated connection of the actuator housing 6a to the intermediate lever 7, since an initiated by the actuator 6 pivotal movement of the intermediate lever 7 has a small change in height of the actuator housing 6a result, which is simply limited by a small and of course Rotational freedom of the actuator housing 6a to the adjusting rods 6bi and 6b r can be compensated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines an den Hinterrädern eines zweispurigen Fahrzeugs einen Lenkwinkel einstellenden und letztlich am Fahrzeug-Aufbau abgestützten Aktuators, dessen über eine in Fahrzeug- Querrichtung verlagerbare Stellstange dargestellte Verstellbewegung über einen an einem Hinterachsträger oder am Fahrzeug-Aufbau verschwenkbar gelagerten Zwischenhebel auf einen das jeweilige Hinterrad anteilig führenden Spurlenker übertragen wird. Es ist der Aktuator über seine Stellstangen am Fahrzeug-Aufbau oder Hinterachsträger abgestützt und die Zwischenhebel sind am Gehäuse des im Zuge einer Verstellbewegung in Fahrzeug-Querrichtung verlagerten Aktuators angelenkt. Vorzugsweise ist in Vertikalrichtung betrachtet das Aktuatorgehäuse im oberen Endbereich und der Spurlenker im unteren Endbereich des im dazwischen liegenden Bereich verschwenkbar gelagerten Zwischenhebels angelenkt.

Description

Lenkaktuator-Anordnung zwischen den Hinterrädern eines zweispurigen Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines an den Hinterrädern eines zweispurigen Fahrzeugs einen Lenkwinkel einstellenden und letztlich am Fahrzeug-Aufbau abgestützten Aktuators, dessen über (zumindest) eine in Fahrzeug-Querrichtung verlagerbare Stellstange dargestellte Versteilbewegung über einen an einem Hinterachsträger oder am Fahrzeug-Aufbau verschwenkbar gelagerten Zwischenhebel auf einen das jeweilige Hinterrad anteilig führenden Spurlenker übertragen wird. Zum Stand der Technik wird neben der EP 0 307 547 A1 auf die EP 0 277 650 B1 verwiesen.
Bekannt sind Hinterradlenkungen mit elektrischen oder hydraulischen Aktuatoren sowie Systeme mit mechanisch zur Vorderradlenkung verkoppeltem Antrieb. Zur Realisierung einer Hinterradlenkung wird bei Mehrlenkerachsen üblicherweise einer der radführenden Lenker zumindest annähernd in Fahrzeugquerrichtung verschiebbar über einen geeigneten Aktuator am üblicherweise vorgesehenen Hinterachsträger abgestützt. Vorzugsweise wird hierfür ein Lenker gewählt, der beim VerschiebenA/erlagern einen relativ großen Lenkwinkel am zugehörigen Rad hervorruft, wie der sog. Spurlenker oder ein anderer, vorzugsweise unterer Querlenker, wenngleich bei der in der eingangs erstgenannten Schrift gezeigten Hinterradaufhängung diese Funktion von einem oberen vorderen Querlenker übernommen wird. Dabei wird vorliegend der mittels des Aktuators zum Lenken des Hinterrads verlagerbare radführende Lenker grundsätzlich als Spurlenker bezeichnet und es wird ein Verstellelement des Aktuators, welches gegenüber dem Gehäuse des Aktuators verlagerbar ist und an welchem gemäß o.g. Stand der Technik das dem Rad abgewandte Ende der Spurstange angelenkt ist, vorliegend als Stellstange bezeichnet. Um die Kräfte in der Lagerung des besagten Aktuators gering zu halten, sollte der Spurlenker frei von„Vorlast" sein, d.h. es sollte insbesondere der Kraftpfad einer den Fahrzeug-Aufbau anteilig am Hinterrad abstützenden Tragfeder sowie der Kraftpfad eines dieser Tragfeder funktional parallel geschalteten Schwingungsdämpfers nicht durch bzw. über den Spurlenker geführt sein. Allerdings kann es aus Bauraumgründen erforderlich sein, von dieser Regel abzuweichen, so wie dies in der eingangs zweitgenannten gattungsbildenden EP 0 277 650 B1 gezeigt ist. Um dann trotz Abstützung der Tragfeder auf dem Spurlenker die infolge dessen auf den Aktuator wirkenden Kräfte möglichst gering zu halten, ist in dieser genannten Schrift in Form eines zweiten Ausführungsbeispiels vorgeschlagen, diese Kräfte über einen sog. Zwischenhebel am Hinterachsträger (und somit am Fahrzeug-Aufbau) abzustützen, der um die Fahrzeug-Längsachse verschwenkbar am Hinterachsträger oder Fzg.-Aufbau gelagert ist und an dem weiterhin die Stellstange des Aktuators sowie der Spurlenker angreifen.
In Abhängigkeit von der Anordnung der jeweiligen Gelenkpunkte am Zwischenhebel, nämlich den Gelenkpunkten des Spurlenkers und der Aktuator-Stellstange sowie dem Gelenkpunkt des Zwischenhebels gegenüber dem Hinterachsträger (oder Fzg.-Aufbau) treten jedoch mit einer gewünschten Verlagerung des Spurlenkers in Fahrzeug-Querrichtung auch mehr oder weniger große Änderungen in der Höhe dieser Gelenkpunkte auf. Weiterhin bietet es sich zwar an, den besagten Aktuator zwischen dem Spurlenker des linksseitigen und dem Spurlenker des rechtsseitigen Hinterrades des zweispurigen Fahrzeugs anzuordnen, jedoch ist dies nur dann möglich, wenn die Baulänge des Aktuators dies zulässt. Weiterhin können mit einer kinematisch günstigen Anordnung des Aktuators bei einem mit einer Abgasanlage für ein Fzg.-Antriebsaggregat ausgerüsteten Kraftfahrzeug Bauraum-Probleme auftreten, alldieweil die Abgasablage oftmals genau durch den günstigsten Anbauort eines Aktuators zum Lenken der Fzg. -Hinterräder hindurch verlaufen sollte. Eine diesbezüglich gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Aktuator-Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen, ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator über seine Stellstange(n) am Fahrzeug-Aufbau oder Hinterachsträger abgestützt ist und der oder die Zwischenhebel am Gehäuse des im Zuge einer Verstellbewegung in Fahrzeug-Querrichtung verlagerten Aktuators angelenkt ist oder sind. Im Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Anlenkung des Zwischenhebels am Aktuatorgehäuse und/oder die AbStützung der Aktuator-Stellstange(n) am Fahrzeug-Aufbau oder Hinterachsträger eine geringe Relativbewegung in Vertikalrichtung und/oder Fahrzeug- Längsrichtung erlauben und/oder eine geringe Relativ-Drehbewegung um die Stellstange(n) des Aktuators ermöglichen. Fakultativ vorgeschlagen wird weiterhin, das Aktuatorgehäuse in Vertikalrichtung betrachtet im oberen Endbereich und den Spurlenker im unteren Endbereich des im dazwischen liegenden Bereich verschwenkbar gelagerten Zwischenhebels anzulenken, d.h. um die Fzg.-Längsachse verschwenkbar gelenkig mit dem Zwischenhebel zu verbinden.
Am besten lassen sich die erfindungsgemäßen Merkmale anhand eines im weiteren erläuterten und in den beigefügten Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels erläutern, ohne dass dies zu einer Beschränkung der Patentansprüche führt, wobei Fig.1 eine räumliche Ansicht eines Hinterachsträgers eines Personenkraftwagens mit erfindungsgemäß angeordnetem Aktuator von schräg unten links und geringfügig in Fahrtrichtung betrachtet zeigt, während in Fig.2 eine Ansicht von schräg oben links geringfügig gegen Fahrtrichtung betrachtet dargestellt ist.
Mit der Bezugsziffer 1 ist der linksseitige Radträger für ein an einem im Radträger 1 drehbar gelagerten Nabenflansch 1 a anflanschbares (nicht dargestelltes) Hinterrad eines Kraftfahrzeugs gekennzeichnet, der über mehrere Lenker, von denen in den Figuren drei Stück dargestellt sind, gegenüber einem Hinterachsträger 2 des Fahrzeugs wie üblich geführt ist. Hier figürlich dargestellt sind ein oberer Querlenker 3, ein unterer und vor der Radmitte M liegender Querlenker 4 sowie ein unterhalb und hinter Radmitte M am Radträger 1 angelenkter Spurlenker 5. Es ist der annähernd rechteckige Hinterachsträger 2 nur in Fig.1 dargestellt und es wird auf dessen detaillierten Aufbau sowie auf die figürlich ebenfalls nicht dargestellte Anlenkung der genannten Querlenker 3, 4 am Hinterachsträger 2 nicht näher eingegangen, da dies wie grundsätzlich üblich gestaltet ist bzw. gestaltet sein kann.
Vorliegend wesentlich hingegen ist die gelenkige Anbindung des dem jeweiligen Radträger 1 abgewandten Endes des linkseitigen bzw. rechtsseitigen Spurlenkers 5 an einem bzw. bezüglich eines Aktuators 6, mit Hilfe dessen eine Lenkbewegung des jeweiligen Hinterrads erzielt werden kann, indem der Aktuator 6 den jeweiligen Spurlenker 5 im wesentlichen in Fzg.- Querrichtung geringfügig nach außen oder nach innen, d.h. von der Fzg.- Mitte weg oder zur Fzg.-Mitte hin verlagert. Hierfür weist der Aktuator 6 vorliegend zwei sog. Stellstangen 6b|, 6br auf, die an den einander gegenüberliegenden Stirnseiten des zylindrischen (und annähernd einen Kreiszylinder bildenden) Gehäuses 6a des Aktuators 6 in Fzg.-Querrichtung ausgerichtet austreten und in Fzg.-Querrichtung gegenüber dem Gehäuse 6a des Aktuators 6 geringfügig verlagerbar sind, wobei der Aktuator 6 wie an Fahrzeug-Hinterradlenkungen üblich zur Initiierung dieser Verlagerung elektromotorisch betrieben sein kann. Die zylindrische Gestalt des Aktuator- Gehäuses 6a ergibt sich dabei im wesentlichen aus der Form eines darin vorgesehenen Elektromotors mit vorgelagertem Getriebe zur Verlagerung der besagten Stellstangen 6bi, 6br gegenüber dem Gehäuse 6a. Der tiefgestellte Index„I" bzw.„r" in der jeweiligen Stellstangen-Bezugsziffer 6bi, 6br steht dabei für„links" bzw.„rechts" und es wird im Stand der Technik ebenso wie bei der vorliegenden Erfindung bei einer Verlagerung der linksseitigen Stellstange 6b| um eine bestimmte geringe Wegstrecke bspw. nach links sinnvollerweise auch die rechtsseitige Stellstange 6br um die gleiche geringe Wegstrecke nach links verlagert um am linken und am rechten Hinterrad des Fahrzeugs den gleichen Lenkwinkel zu erzeugen. Während jedoch im Stand der Technik (vgl. bspw. die beiden eingangs genannten Schriften) der Aktuator 6 mit seinem Gehäuse (6a) am Hinterachsträger 2 (oder Fzg.-Aufbau) abgestützt bzw. gelagert ist und im Stand der Technik die freien Enden der Stellstangen (6bi, 6br) direkt oder unter Zwischenschaltung eines Zwischenhebels indirekt mit den den Radträgern (1 ) abgewandten Enden der Spurlenker (5) verbunden sind, ist vorliegend sowie erfindungsgemäß der Aktuator 6 über seine (hier) beiden Stellstangen 6b|, 6br am Hinterachsträger 2 gelagert und es sind die den Radträgern 1 abgewandten Enden der beiden Spurlenker 5 unter Zwischenschaltung eines Zwischenhebels 7 am Gehäuse des Aktuators 6 angelenkt, wie im weiteren noch detailliert beschrieben wird. Der Vollständigkeit halber sei jedoch zunächst darauf hingewiesen, dass alternativ auch nur eine einzige Aktuator-Stellstange (6b) vorgesehen sein kann, über die der Aktuator (6) am Hinterachsträger 2 gelagert ist, ebenso wie nur einer der Spurlenker (5) direkt oder indirekt am Gehäuse (6a) des Aktuators (6) angelenkt sein kann, während der andere Spurlenker geeignet mit dem erstgenannten Spurlenker verbunden sein kann. Für die Abstützung des Aktuators 6 über seine Stellstangen 6b|, 6br am Hinterachsträger 2 sind dabei an diesem geeignet zwei Traglaschen 2ai, 2ar vorgesehen, d.h. starr mit der Grundstruktur des Hinterachsträgers 2 verbunden, mit denen linksseitig bzw. rechtsseitig des Aktuator-Gehäuses 6a das freie Ende der jeweiligen Stellstange 6bi bzw. 6br vorzugsweise lösbar verschraubt ist. Neben diesen beiden nur in Fig.1 dargestellten Traglaschen 2ai, 2ar ist ein (weiteres nur in Fig.1 gezeigtes) Stützblech 2b an der Grundstruktur des Hinterachsträgers 2 vorgesehen, welches die Lagerung für die beiden bereits kurz genannten und nun erläuterten Zwischenhebel 7 trägt. Analog dem Stand der Technik werden nämlich die beiden Spurlenker 5 nicht direkt vom Aktuator 6 verlagert, sondern indirekt unter Zwischenschaltung jeweils eines am Hinterachsträger 2 (oder allgemein am Fzg.-Aufbau) gelagerten und somit abgestützten Zwischenhebels 7, wodurch der Aktuator 6 von auf die Spurlenker 5 einwirkenden Vorlasten, die insbesondere durch die Stützkraft einer vorliegend auf einer Federtellerstruktur 5a des jeweiligen Spurlenkers 5 abgestützten figürlich nicht dargestellten Tragfeder (gegenüber dem Fahrzeug-Aufbau) stammen, entlastet wird. Dabei ist in Vertikalrichtung betrachtet jeder Zwischenhebel 5 in seinem oberen Endabschnitt unter Zwischenschaltung einer Zwischenplatte 8 zur Aufnahme geeigneter Lagerstellen gelenkig mit dem Aktuator-Gehäuse 6a verbunden und in seinem unteren Endbereich gelenkig mit dem dem Radträger 1 abgewandten Ende des jeweiligen Spurlenkers 5 gelenkig verbunden und im zwischen diesen beiden Gelenk-Stellen liegenden Bereich verschwenkbar am genannten Stützblech 2b angelenkt, wobei die jeweiligen Gelenkverbindungen solchermaßen ausgebildet sind, dass der Zwischenhebel 5 um eine zur Fahrzeug-Längsachse parallele Achse verschwenkbar ist. Wird somit ausgehend von der in den Figuren dargestellten Position der relevanten Bauelemente bei Betrachtung in Fahrtrichtung das Aktuator-Gehäuse 6a geringfügig nach links, d.h. zum einzig dargestellten Radträger 1 hin verlagert, so wird als Folge dessen das untere Ende des Zwischenhebels 7 und somit auch der dem linksseitigen (figürlich dargestellten) Radträger 1 zugeordnete Spurlenker 5 in Fahrzeug-Querrichtung geringfügig nach rechts, d.h. vom einzig dargestellten Radträger 1 weg verlagert, als Folge dessen der einzig dargestellte Radträger 1 geringfügig nach links verschwenkt wird. An diesem wird somit ein geringer Lenkwinkel nach links eingestellt.
Mit der soweit beschriebenen Anordnung ist es möglich, den Aktuator 6 aus dem Raum zwischen dem linksseitigen und rechtsseitigen Spurlenker 5 heraus in Vertikalrichtung nach oben zu verlagern, so dass erstens aufgrund der nahezu beliebig positionierbaren Anlenkung der Umlenkhebel 7 am bzw. relativ zum Aktuator-Gehäuse 6a die in Fzg. -Querrichtung gemessene Baulänge des Aktuators 6 (Gehäuse 6a mit den Stellstangen 6b| bzw. 6br) durch die Lage und Länge der Spurlenker 5 nicht beschränkt ist und zweitens eine Abgasanlage oder dgl. in Fzg. -Längsrichtung zwischen den beiden Spurlenkern 5 hindurch geführt werden kann. Mit der erfindungsgemäßen fahrzeugaufbauseitigen Abstützung des Aktuators 6 über seine Stellstangen 6bi bzw. 6br wird zwar das Aktuator-Gehäuse 6a wie beschrieben um den Verstellweg hin und her bewegt, jedoch vermag die Flexibilität der elektrischen oder ggf. hydraulischen Zuleitungen (zur energetischen Versorgung bzw. Ansteuerung einer gewünschten Verstellbewegung) diese Bewegung leicht auszugleichen.
Vorteilhafterweise ist für die gelenkige Anbindung des Aktuator-Gehäuses 6a an den Zwischenhebel 7 ein einfaches Kugelgelenk vorgesehen, da eine vom Aktuator 6 initiierte Schwenkbewegung des Zwischenhebels 7 eine geringe Höhenänderung des Aktuator-Gehäuses 6a zur Folge hat, welche einfach durch einen geringen und selbstverständlich eingeschränkten Drehfreiheitgrad des Aktuator-Gehäuses 6a um die Stellstangen 6bi bzw. 6br ausgeglichen werden kann. Zwar ist mit einer solchen geringfügigen Drehbewegung des Aktuator-Gehäuses 6a eine Verschiebung der Kugelmitte des soeben genannten Kugelgelenks in Fahrzeuglängsrichtung gekoppelt, woraus eine kinematischen Zwangslage resultieren könnte, jedoch ist das Ausmaß dieser Verschiebung sehr klein und kann daher innerhalb von Bauteil- und Lagerelastizitäten kompensiert werden. Im Übrigen kann die soeben beschriebene Höhenänderung auch über eine Flexibilität in der Anbindungsstruktur der Aktuator-Stellstangen 6bi bzw. 6br an den Hinterachsträger 2 realisiert werden. Diese Anbindung muss in Fahrzeug- Querrichtung steif und darf in Vertikalrichtung (Fahrzeughochrichtung) flexibel ausgeführt werden, bspw. in Form einer geeigneten Aussparung in der Anbindung zum Hinterachsträger 2.

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung eines an den Hinterrädern eines zweispurigen Fahrzeugs einen Lenkwinkel einstellenden und letztlich am Fahrzeug-Aufbau abgestützten Aktuators (6), dessen über eine in Fahrzeug-Querrichtung verlagerbare Stellstange (6bi, 6br) dargestellte Verstellbewegung über einen an einem Hinterachsträger (2) oder am Fahrzeug-Aufbau verschwenkbar gelagerten Zwischenhebel (7) auf einen das jeweilige Hinterrad anteilig führenden Spurlenker (5) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (6) über seine Stellstan- ge(n) (6bi, 6br) am Fahrzeug-Aufbau oder Hinterachsträger (2) abgestützt ist und der oder die Zwischenhebel (7) am Gehäuse (6a) des im Zuge einer Verstellbewegung in Fahrzeug-Querrichtung verlagerten Aktuators (6) angelenkt ist oder sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , wobei die Anlenkung des Zwischenhebels (7) am Aktuatorgehäuse (6a) und/oder die Abstützung der Aktua- tor-Stellstange(n) (6bi, 6br) am Fahrzeug-Aufbau oder Hinterachsträger (2) eine geringe Relativbewegung in Vertikalrichtung und/oder Fahrzeug-Längsrichtung erlaubt und/oder eine geringe Relativ- Drehbewegung um die Stellstange(n) des Aktuators (6bi, 6br) ermöglicht.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei in Vertikalrichtung betrachtet das Aktuator-Gehäuse (6a) im oberen Endbereich und der Spurlenker (5) im unteren Endbereich des im dazwischen liegenden Bereich verschwenkbar gelagerten Zwischenhebels (7) angelenkt ist.
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