WO2014194909A2 - Vorrichtung zum lenken einer hinterachse eines mehrspurigen kraftfahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung zum lenken einer hinterachse eines mehrspurigen kraftfahrzeugs Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a device for steering a rear axle of at least one rear axle and at least one front axle having multi-lane motor vehicle, wherein the device comprises an actuator. with which a steering movement between a vehicle-fixed point and two articulation points of two steering linkage can be performed, with which the actuator is connected.
  • a generic device is known from DE 10 2011 006 297 A1. This includes an actuator with which a steering movement can be introduced into a steered rear axle of a motor vehicle. The actuator may also be provided to vary the camber of two wheels of the axle. Similar solutions are known from DE 10 2009 032 644 A1 and from DE 10 2005 023 250 A1
  • actuators usually designed as electromechanical elements, can be used in Wegachsschitch in two fundamentally different embodiments.
  • the Hmterachslenkung can be realized by a central controller (eg spindle-nut system), in which the Aktualor with both Schurä- is mechanically fixed and thus this antenna together.
  • a central controller eg spindle-nut system
  • the Aktualor with both Schurä- is mechanically fixed and thus this antenna together.
  • embodiments are known in which two wheel-selective individual actuators on each side of the vehicle body or chassis side are firmly connected and which articulate the associated to this vehicle side wheel independently of the other side.
  • the present invention is based on the object of the present invention to provide a generic device for steering the rear axle of a multi-lane motor vehicle, which combines the advantages of the two construction concepts described and thus provides a system that the functionality of both Building concepts combined, without bringing the disadvantages mentioned. Summary of the invention
  • the solution to this problem by the invention is characterized in that the actuator comprises means with which its distance between the two articulation points can be changed.
  • the actuator has an adjusting drive for generating the steering movement between the vehicle-fixed point and the articulation points; the adjusting drive preferably comprises a spindle-nut system.
  • the means for varying the distance between the two articulation points comprises a rotationally driven threaded element, in particular a threaded nut, wherein two axially separate, threaded portions of the actuator are in engagement with the threaded element in particular two oppositely oriented threaded sections, wherein the two sections have corresponding threads.
  • the two mentioned sections will move together or move apart as the threaded element rotates, so that the effective effective length of the actuator changes. This change in length can be used to change the track and / or the fall of the wheels of the rear axle.
  • the actuator has two adjusting drives for generating the steering movement between the vehicle-fixed point and the articulation points, between the two adjusting drives a differential gear for the same or opposite directions rotating a part of the adjustment is arranged
  • the differential gear is designed as a bevel gear differential, wherein the two adjusting drives are rotatably connected to one of its parts with one bevel gear of the bevel gear differential.
  • differential gear is designed as a spur gear, wherein the two adjusting drives are rotatably connected to one of their parts, each with a spur gear of Stirnraddifferentials.
  • the two adjusting drives of the actuator have threaded nuts with the same direction.
  • the two adjusting drives of the actuator it is also possible for the two adjusting drives of the actuator to have threaded grooves with opposite orientation.
  • the differential gear preferably comprises a rotary element which forms the vehicle-fixed point.
  • the proposed device can therefore be provided as an electromechanical actuator for a rear axle steering of a motor vehicle, which also offers an integrated lane and / or camber adjustment in addition to the steering function.
  • the rear-axle steering according to the proposed concept is designed as a central controller with integrated possibility of a wheel-selective lane or camber adjustment of the wheels.
  • the steering function of both wheels of the rear axle is thus ensured by a central mechanism - d.
  • radselekttven lane and camber adjustment by a relative change in length of the actuator, which connects both sides of the wheel.
  • the displacement for the steering movement is advantageously significantly greater than the necessary for track or camber adjustment displacement, preferably it is at least three times, in particular at least five times the amount.
  • an embodiment of the adjusting elements in the form of Kugelgewinde- drives or spindle-nut Syslemen with trapezoidal thread is provided, but in general any movement element (motion thread) or linear positioning system is possible.
  • an embodiment with a central (primary) screw drive for providing the steering movement is provided, the realization of the lane or camber adjustment via a further (secondary) screw drive, which causes only the necessary change in length of the actuator.
  • an embodiment of two equal-sized, either identically or in opposite directions executed screw drives are provided, which are connected via a differential gear with each other and thus arbitrarily both in the same direction and in opposite directions to each other can be rotated to both the steering movement and the To make track or camber adjustment
  • the proposed device can be used tuator in each actuator, in which in addition to a "global" absolute adjustment of two screw points (pivot points) also required in a small frame Relativfoewegung the An9Chraubpunkle is required to each other
  • the proposed device is also suitable for the wheel-selective adjustment of parameters that affect only the lane or the lintel or both lane and lintel without a steering intervention must take place.
  • the proposed solution offers the possibility of an attitude-specific adjustment of the toe-in (eg depending on the speed traveled, the direction of travel or the maneuver that has been traveled), this concept also has potential with regard to a reduction in fuel consumption and resulting tire wear.
  • Another advantage, which is particularly relevant from the cost point of view, is that the present solution offers the possibility of eliminating the eccentric stops on the fork heads which were previously necessary for track or camber adjustment.
  • new or different production methods are considered for the clevises, which entails a considerable cost-saving potential through simpler manufacturing methods.
  • FIG. 1 shows the cable view of a device for steering the rear axle of a passenger car according to a first embodiment of the invention, seen in the direction of travel of the car,
  • FIG. 2 in the illustration of FIG. 1, a second embodiment of the
  • FIG. 3 in the illustration of FIG. 1, a third embodiment of the invention.
  • FIG. 4 in the illustration of FIG. 1 shows a fourth embodiment of the
  • FIG. 5 in the illustration of FIG. 1, a fifth embodiment of
  • the device 1 has as a central element an actuator 2 with which a steering movement between a vehicle-fixed point 3 and two Anlenkpunk- th 4 and 5 two Lenkgestönge 6 and 7 (only schematically indicated) can be performed;
  • the actuator 2 is connected to the two articulation points 4, 5.
  • the rear axle steering with integrated lane or camber adjustment is realized by a central control with which the steering function is carried out.
  • This central control becomes represented by an adjusting drive 9, which in the present case is designed as a ball screw, that is by a spindle-nut system.
  • a connection (articulation points 4. 5) between the (not shown) wheels on both sides of the vehicle for the purpose of steering translationally moved.
  • the active lane and / or camber adjustment is thereby imaged via a possibility integrated in the actuator 2 for changing the length of the actuator 2, which permits relative displacement of the articulation points 4, 5 for the rear wheels. Accordingly, the distance a between the articulation points 4, 5 can be changed.
  • the stroke necessary for the track or camber adjustment or the resulting relative displacement or displacement path of the wheel attachment points to one another is significantly smaller than the displacement travel of the entire actuator 2 necessary for the steering functionality and provided by the adjustment drive 9. Accordingly, therefore, the maximum possible steering stroke b is substantially greater than the maximum possible change in length c.
  • Fig. 1 the steering movement of the two wheels is ensured via the central (primary) adjusting drive 9 (linear positioning system);
  • the central (primary) adjusting drive 9 linear positioning system
  • Kugelgewindetneb as well as a trapezoidal spiral spindle drive can be used as well.
  • the relative position of the wheels to each other can be achieved by the change in length of the entire actuator 2, which is made possible via means 8 for changing the distance a in the form of a (secondary) Linearsteliers.
  • these means 8 are designed as a screw, which includes two counter-rotating Ge vindemaschine, which in turn are performed in a correspondingly executed threaded bushing.
  • a rotationally driven threaded element 10 is provided in the form of a threaded nut (the rotary drive itself is not shown), wherein in the threaded rulers 10 two threaded portions 15 and 16 are incorporated, namely a right-hand thread and a left-hand thread.
  • these two threaded portions 15, 16 corresponding threads 11 and 12 are screwed, which are incorporated in sections 13 and 14 of the actuator 2; the two sections 13, 14 are placed adjacent to each other at a small axial distance.
  • generally arbitrary linear actuators can be used for the mentioned screw drives or threaded elements.
  • a change in length can be realized up to a value c, which changes the distance a directly.
  • threads 11, 12, 15, 16 are suitable in addition to ball screws and trapezoidal threads and fine threads or other usable as a displacement screw threaded versions.
  • the rear axle steering system with integrated lane or camber adjustment is constructed from two separate, separate linear adjustment systems 9 ', 9 "(again preferably designed as a ball screw drive or trapezoidal screw drive.)
  • the pitch of these screw drives can be either in opposite directions or in the same direction
  • Preferred embodiments of this embodiment result from the use of a bevel gear driveline (see FIGS. 2 and 3) and a spur gear differential (see FIGS. 4 and 5).
  • Fig. 2 and Fig. 3 where the two adjusting drives 9 'and 9 "are connected via a bevel gear differential gear 17.
  • the bevel gear differential 17 has four meshing bevel gears 18, 19, 25 and 29 (for the fulfillment of the desired function, however, already three intermeshing bevel gears are sufficient).
  • the bevel gear 18 is fixedly connected to a threaded nut 20, as well as the opposite bevel 19 is firmly connected to the threaded nut 21.
  • Shaft sections 30 and 31 are provided with threads and supported by balls in the threaded nuts 20 and 21.
  • both threaded nuts 20, 21 and the corresponding shaft sections 30, 31 have threads arranged in the same direction. Accordingly, upon rotation of the differential gear 17 about the central axis of rotation (ie about the axis extending transversely to the drawing direction in FIG ) - made by a rotary member 22 in the form of an outer wheel - the two shaft portion 30, 31 in the same direction, whereby a steering movement is generated. If, however, the bevel gear 25 is rotated by a rotary drive not shown (or one of the threaded nuts 20, 21 is rotated), while the rotary member 22 is stationary, there is a change in the distance a, since the shaft sections 30, 31 then toward each other or from each other move away.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Lenken einer Hinterachse eines mindestens eine Hinterachse und mindestens eine Vorderachse aufweisenden mehrspurigen Kraftfahrzeugs, wobei die Vorrichtung (1) einen Aktuator (2) umfasst, mit dem eine Lenkbewegung zwischen einem fahrzeugfesten Punkt (3) und zwei Anlenkpunkten (4, 5) zweier Lenkgestänge (6, 7) ausgeführt werden kann, mit denen der Aktuator (2) verbunden ist. Um die Lenkfunktion mit der Verwirklichung einer Spur- bzw. Sturzverstellung vorteilhaft zu kombinieren, sieht die Erfindung vor, dass der Aktuator (2) Mittel (8) umfasst, mit dem sein Abstand (a) zwischen den beiden Anlenkpunkten (4, 5) verändert werden kann.

Description

Vorrichtung zum Lenken einer Hinterachse eines mehrspurigen
Kraftfahrzeugs
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lenken einer Hinterachse eines mindestens eine Hinterachse und mindestens eine Vorderachse aufweisenden mehrspurigen Kraftfahrzeugs, wobei die Vorrichtung einen Aktuator umfasst. mit dem eine Lenkbewegung zwischen einem fahrzeugfesten Punkt und zwei Anlenkpunkten zweier Lenkgestange ausgeführt werden kann, mit denen der Aktuator verbunden ist.
Hintergrund der Erfindung
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 10 2011 006 297 A1 bekannt. Diese umfasst einen Aktuator, mit dem eine Lenkbewegung in eine gelenkte Hinterachse eines Kraftfahrzeugs eingebracht werden kann. Der Aktuator kann auch vorgesehen werden, um den Sturz zweier Räder der Achse zu veränder Ähnliche Lösungen sind aus der DE 10 2009 032 644 A1 und aus der DE 10 2005 023 250 A1 bekannt
Die vorbekannten Aktuatoren, meist ausgebildet als elektrornechanische Elemente, können bei Hinterachslenkungen in zwei grundsatzlich verschiedenen Ausführungsformen eingesetzt werden.
Zum einen kann die Hmterachslenkung durch einen Zentralsteller (z B. Spindel-Mutter-System) realisiert werden, bei der der Aktualor mit beiden Hinterrä- dem mechanisch fest gekoppelt ist und diese somit gemeinsam antenkt. Zum anderen sind Ausführungsformen bekannt, bei denen zwei radselektiv wirkende Einzelsteller an jeweils einer Fahrzeugseite karosserie- bzw. fahrwerksseitig fest angebunden sind und die das zu dieser Fahrzeugseite zugehörige Rad unabhängig von der anderen Seite anlenken.
Beide genannten Ausführungsformen haben ihre individuellen Vorteile, aber auch ihre spezifischen Nachteile. So ist bei der zuerst genannten Ausfuhrungsform mit Zentralsteller die Vorspur nicht variabel und konstruktionsseHig fest vorgegeben. Damit ergibt sich bei dieser Bauweise keine Möglichkeit, die Funktionalität einer integrierten Spuroder Sturzverstellung bereitzustellen. Bei der zweiten genannten Ausführungsform der Hinterachslenkung in der Ausgestaltung mit zwei radselektiven Einzelstellern fehlt hingegen die feste mechanische Kopplung zwischen den beiden einzeln angelenkten Räder Damit ergibt sich das Problem, dass die Räder im Falle einer Fehlfunktion entgegengesetzt und jeweils mit dem maximalen Lenkwinkel einschlagen könnten, so dase sich ein möglicher Vorspur-Fehler des Fahrwerks in der Höhe des doppelten maximal vorgesehenen Lenkwinkels ergeben kann. Daraus ergeben sich bei dieser Lösung zur Sicherstellung der funktionalen Sicherheit deutlich höhere Anforderungen an die Absicherung sowie an den Abstimmungs- und Regelungsaufwand
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt im Lichte der vorstehend beschriebenen Problematik die A u f g a b e zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Len- ken der Hinterachse eines mehrspurigen Kraftfahrzeugs zu schaffen, die die Vorteile der beiden beschriebenen Baukonzepte kombiniert und so ein System zur Verfugung stellt, das die Funktionalität beider Baukonzepte vereint, ohne die genannten Nachteile mit sich zu bringen. Zusammenfassung der Erfindung
Die Lö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator Mittel umfasst, mit dem sein Abstand zwischen den beiden Anlenkpunkten verändert werden kann.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestattung der Erfindung ist dabei konkret vorgesehen, dass der Aktuator einen Verstelltrieb zur Erzeugung der Lenkbe- wegung zwischen dem fahrzeugfesten Punkt und den Anlenkpunkten aufweist; der Verstelltrieb umfasst dabei vorzugsweise ein Spindel-Mutter-Syslem. In diesem Falle ist weiter bevorzugt vorgesehen, dass die Mittel zur Veränderung des Abstands zwischen den beiden Anlenkpunkten ein drehangetriebenes Gewindeelement, insbesondere eine Gewindemutter, umfasst, wobei zwei axial voneinander getrennte, mit Gewinden versehene Abschnitte des Aktuators mit dem Gewindeelement in Eingriff stehen Das Gewindeelement weist hierbei insbesondere zwei gegensinnig orientierte Gewindeabschnitte auf, wobei die beiden Abschnitte korrespondierende Gewinde haben. Sind die beiden Gewinde also gegensinnig ausgeführt (d. h. ein Rechts- und ein Linksgewinde), ergibt sich beim Drehen des Gewindeelements ein Zusammen- oder ein Auseinanderfahren der beiden genannten Abschnitte, so dass sich die effektive Wirklange des Aktuators verändert. Diese Längenänderung kann genutzt werden, um die Spur und/oder den Sturz der Räder der Hinter- achse zu verändern.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der Aktuator zwei Verstelltriebe zur Erzeugung der Lenkbewegung zwischen dem fahrzeugfesten Punkt und den Anlenkpunkten aufweist, wobei zwischen den beiden Verstell- trieben ein Differentialgetriebe zum gleich- oder gegensinnigen Drehen eines Teils der Verstelltriebe angeordnet ist Hierbei sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor. dass das Differentialgetriebe als Kegelraddifferential ausgebildet ist, wobei die beiden Verstelltriebe mit einem ihrer Teile mit je einem Kegelrad des Kegelraddifferentials drehfest verbunden sind.
Eine hierzu alternative Lösung stellt darauf ab, dass das Differentialgetriebe als Stirnraddifferential ausgebildet ist, wobei die beiden Verstelltriebe mit einem ihrer Teile mit je einem Stirnrad des Stirnraddifferentials drehfest verbunden sind.
In beiden Fällen kann vorgesehen werden, dass die beiden Verstelltriebe des Aktuators Gewindemuttern mit gleichsinniger Orientierung aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass die beiden Verstelltriebe des Aktuators Gewindemut- tem mit gegensinniger Orientierung aufweisen.
Das Differentialgetriebe umfasst bevorzugt ein Drehelement, das den fahrzeugfesten Punkt bildet.
Die vorgeschlagene Vorrichtung kann also als elektromechanischer Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs vorgesehen werden, die neben der Lenkfunktion zugleich eine integrierte Spur- und/oder Sturzverstellung bietet.
Zu der angestrebten Kombination der Vorteile des Zentralsteller- und des Ein- zelsleller-Prinzips wird also die Hinterachslenkung gemäß der vorgeschlagenen Konzeption als Zentralsteller mit integrierter Möglichkeit einer radselektiven Spur- oder Sturzverstellung der Räder ausgeführt. Die Lenkfunktion beider Räder der Hinterachse wird also über eine zentrale Mechanik sichergestellt - d . h. anders als bei der radselektiven Betätigung -, während die für eine Spur- und Sturzverstellung nötige radselektive Verstellbarkeit über eine Längenänderung der Mechanik bzw. des Aktuators (der die Räder an beiden Seiten des Fahrzeugs miteinander verbindet) verwirklicht wird. Es ergibt sich somit eine feste mechanische Kopplung der Räder auf beiden Seiten des Fahrzeugs. Es besteht die Möglichkeit zur radselekttven Spur- und Sturzverstellung durch eine relative Längenänderung des Aktuators, die beide Radseiten miteinander verbindet.
Der Verschiebeweg für die Lenkbewegung ist dabei vorteilhaft deutlich größer als der zur Spur- bzw. Sturzverstellung nötige Verschiebeweg, vorzugsweise beträgt er den mindestens dreifachen, insbesondere den mindestens fünffachen Betrag.
Bevorzugt ist eine Ausführung der Verstellelemente in Form von Kugelgewinde- trieben oder Spindel-Mutter-Syslemen mit Trapezgewinde vorgesehen, allerdings ist generell jedes Bewegungselement (Bewegungsgewinde) bzw. Linearstellsystem möglich.
Nach dem ersten bevorzugten Konzept ist eine Ausführung mit einem zentralen (primären) Gewindetrieb zur Bereitstellung der Lenkbewegung vorgesehen, die Verwirklichung der Spur- bzw. Sturzverstellung erfolgt über einen weiteren (sekundären) Gewindetrieb, der nur die dazu nötige Längenänderung des Aktua- tors bewirkt.
Nach dem zweiten bevorzugten Konzept ist eine Ausführung über zwei gleich dimensionierte, entweder gleich- oder gegensinnig ausgeführte Gewindetriebe vorgesehen, die über ein Differentialgetriebe miteinander in Verbindung stehen und damit beliebig sowohl gleichsinnig als auch gegensinnig zueinander verdreht werden können, um sowohl die Lenkbewegung als auch die Spur- bzw. Sturzeinstellung vornehmen zu können
Neben der Anwendung als Aktualor für eine Hinterachslenkung mit integrierter Spur- b2w. Sturzverstellung kann die vorgeschlagene Vorrichtung In jedem Ak- tuator eingesetzt werden, bei dem neben einer„globalen' absoluten Einstellung zweier Anschraubpunkte (Anlenkpunkte) auch eine in einem kleinen Rahmen nötige Relativfoewegung der An9Chraubpunkle zueinander gefordert wird Damit eignet sich die vorgeschlagene Vorrichtung auch für die radselektive Einstellung von Parametern, die ausschließlich die Spur oder den Sturz bzw. sowohl Spur als auch Sturz betreffen, ohne dass ein Lenkeingriff stattfinden muss. Unabhängig von der spezifischen Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung ist mit einer entsprechend ausgestatteten Hinterachslenkung - trotz der radselektiven Verstellbarkeit - die maximal mögliche Fehlstellung der beiden Räder zueinander durch ihre mechanische Kopplung auf den maximal möglichen Winkel begrenzt, den die Spurverstellung zulässt. Dieser Winkel ist in der Regel wesentlich geringer als der mit einem Aktuator zu erreichende Lenkwinkel. Dies bedeutet neben Vorteilen der Ansteuerung wesentliche Vorteile hinsichtlich der funktionalen Sicherheit.
Da die vorgeschlagene Lösung die Möglichkeit einer ertuationsspezifischen Einstellung der Vorspur bietet (z. Θ. in Abhängigkeit der gefahrenen Geschwindigkeit, der Fahrtrichtung oder des gefahrenen Manövers), beinhaltet dieses Konzept auch Potential hinsichtlich einer Verminderung des Kraftstoffverbrauchs sowie des sich einstellenden Reifenverschleißes. Ein weiterer Vorteil, der insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Kosten relevant ist, ist der, dass die vorliegende Lösung die Möglichkeit bietet, die bislang zur Spur- bzw. Sturzverstellung notwendigen Exzenteranschläge an den Gabelköpfen entfallen zu lassen. Durch diesen Wegfall kommen für die Gabelköpfe neue bzw. andere Fertigungsverfahren in Betracht, was ein erhebliches Kosteneinsparpotential durch einfachere Fertigungsverfahren birgt.
Als werterer Vorteil der vorgeschlagenen Vorrichtung sei die Möglichkeit zur dynamischen Anpassung der Slurzparameter abhängig von den gefahrenen Fahrmanövern bzw. der gefahrenen Geschwindigkeit genannt, wodurch gerade im Zusammenspiel mit der aktiven Hinterachslenkung eine größtmögliche Fahrdynamik und ein maximales Fahrerlebnis ermöglicht werden kann.
Kurze Beschreibung der Figuren In den Figuren sind Auaführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 die Seilenansicht einer Vorrichtung zum Lenken der Hinterachse eines Pkw gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, gesehen in Fahrtrichtung des Pkw,
Fig. 2 in der Darstellung gemäß Fig. 1 eine zweite Ausfuhrungsform der
Erfindung,
Fig. 3 in der Darstellung gemäß Fig. 1 eine dritte Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 4 in der Darstellung gemäß Fig. 1 eine vierte Ausfuhrungsform der
Erfindung und
Fig. 5 in der Darstellung gemäß Fig. 1 eine fünfte Ausführungsform der
Erfindung
Ausführliche Beschreibung der Figuren
In den Figuren ist jeweils eine Vorrichtung 1 zum Lenken einer (nicht dargestellten) Hinterachse eines Pkw, d. h. eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, skizziert. Die Vorrichtung 1 hat als zentrales Element einen Aktuator 2, mit dem eine Lenkbewegung zwischen einem fahrzeugfesten Punkt 3 und zwei Anlenkpunk- ten 4 und 5 zweier Lenkgestönge 6 und 7 (nur schematisch angedeutet) ausgeführt werden kann; dabei ist der Aktuator 2 mit den beiden Anlenkpunkten 4, 5 verbunden. Die Verbindung zwischen den l. enkgestöngen 6. 7 und dem Aktuator 2 erfolgt über Gabelkopfe 23 und 24.
In einer ersten Ausführungsform, die in Fig. 1 skizziert ist. wird die Hinterachslenkung mit integrierter Spur- bzw Sturzverstellung durch einen Zentralsteller realisiert, mit dem die Lenkfunktion ausgeführt wird Dieser Zentralsteller wird durch einen Verstelltrieb 9 dargestellt, der vorliegend als Kugelgewindetrieb ausgeführt Ist, also durch ein Spindel-Mutter-System. Durch den Zentralsteller Θ wird eine Verbindung (Anlenkpunkte 4. 5) zwischen den (nicht dargestellten) Radern auf beiden Seiten des Fahrzeugs zwecks Lenkung translatorisch ver- schoben.
Die aktive Spur- und/oder Sturzverstellung wird dabei Uber eine im Aktuator 2 integrierte Möglichkeit zur Längenänderung des Aktuators 2 abgebildet, die eine relative Verschiebung der Anlenkpunkte 4, 5 für die Hinterräder zueinan- der erlaubt. Demgemäß kann der Abstand a zwischen den Anlenkpunkten 4, 5 verändert werden. Dabei ist der für die Spur- bzw. Sturzverstellung nötige Hub bzw. der daraus resultierende relative Verstell- bzw. Verschiebeweg der Rad- Anschraubpunkte zueinander deutlich geringer als der für die Lenkfunktionalität nötige und durch den Verstelltrieb 9 bereitgestellte Verschiebeweg des gesam- ten Aktuators 2. Demgemäß ist also der maximal mögliche Lenkhub b wesentlich größer als die maximal mögliche Längenänderung c.
Wie in Fig. 1 zu erkennen ist. wird die Lenkbewegung der beiden Räder über den zentralen (primären) Verstelltrieb 9 (Linearstellsystem) gewährleistet; ne- ben der angedeuteten Ausgestaltung als Kugelgewindetneb kann genauso beispielsweise auch ein Trapezgewlndespindel-Trieb eingesetzt werden.
Die relalh/e Lage der Räder zueinander kann durch die Längenänderung des gesamten Aktuators 2 erreicht werden, die über Mittel 8 zur Veränderung des Abstands a in Form eines (sekundären) Linearsteliers ermöglicht wird.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig 1 sind diese Mittel 8 als Gewindetrieb ausgeführt, der zwei gegenläufig ausgeführte Ge vindeteile umfasst, die ihrerseits in einer entsprechend ausgeführten Gewindebuchse geführt sind. Konkret ist ein drehangetriebenes Gewindeelement 10 in Form einer Gewindemutter vorgesehen (der Drehantrieb selber ist nicht dargestellt), wobei in der Gewinde- rnulter 10 zwei Gewindeabschnitte 15 und 16 eingearbeitet sind, nämlich ein Rechtsgewinde und ein Linksgewinde. In diese beiden Gewindeabschnitte 15, 16 sind korrespondierende Gewinde 11 und 12 eingeschraubt, die an Abschnitten 13 und 14 des Aktuators 2 eingearbeitet sind; die beiden Abschnitte 13, 14 sind benachbart mit geringem axialen Abstand zueinander platziert. Es sei angemerkt, dass für die genannten Gewindetriebe bzw. Gewindeelemente generell beliebige Linearaktuatoren eingesetzt werden können.
Wird das Gewindeelement 10 nun verdreht, wirken die beiden gegensinnig ausgebildeten Gewindeabschnrtte 5, 16 als Getriebe, das die beiden Abschnit- te 13 und 14 entweder aufeinander zu oder voneinander weg bewegt. Demgemäß kann im Rahmen der Ausgestaltung eine Längenänderung bis zu einem Wert c realisiert werden, die unmittelbar den Abstand a verändert.
Für die Gewinde 11, 12, 15, 16 eignen sich neben Kugelgewindetrieben und Trapezgewinden auch Feingewinde oder andere als Bewegungsschraube einsetzbare Gewindeausführungen.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist es ein Merkmal, dass die zur Spur- bzw. Sturzverstellung notwendigen Mittel 8 zur Längenänderung des Ak- tuators 2 sowie der hierfür nötige Antrieb bei jeder Lenkbewegung translatorisch mitbewegt werden.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird die Hinterachslenkung mit integrierter Spur- bzw Sturzverstellung aus zwei einzelnen, separaten Li- nearstellsystemen 9', 9" (wiederum vorzugsweise als Kugelgewindetrieb oder Trapezgewindetrieb ausgeführt) aufgebaut. Die Steigung dieser Gewindetriebe kann dabei sowohl gegensinnig als auch gleichsinnig ausgeführt werden. In beiden Fällen werden die beiden Verstellantriebe 9', 9" über ein Differentialgetriebe 17, 17' so miteinander gekoppelt, dass sie sowohl gleichsinnig als auch gegensinnig zueinander verdreht werden können. Bevorzugte Ausführungsfor- men dieser Ausgestaltung ergeben sich durch den Einsatz eines Kegelraddrffe- rentials (s. Fig. 2 und Fig. 3) und eines Stirnraddifferentials (s. Fig 4 und Fig. 5 . Zunächst wird auf die Ausgestaltung nach Fig. 2 und Fig. 3 Bezug genommen, wo die beiden Verstelltriebe 9' und 9" über ein Kegelrad-Differentialgetriebe 17 verbunden sind.
Das Kegelraddifferential 17 weist vier miteinander kämmende Kegelräder 18, 19, 25 und 29 auf (für die Erfüllung der gewünschten Funktion reichen allerdings bereits drei miteinander kämmende Kegelräder aus). Das Kegelrad 18 ist fest mit einer Gewindemutter 20 verbunden, genauso ist das gegenüber liegen- de Kegelrad 19 fest mit der Gewindemutter 21 verbunden. Wellenabschnitte 30 und 31 sind mit Gewinden versehen und über Kugeln in den Gewindemuttern 20 und 21 gelagert.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weisen beide Gewindemuttern 20, 21 und die korrespondierenden Wellenabschnitte 30, 31 gleichsinnig angeordnete Gewinde auf Demgemäß bewegen sich bei Drehung des Differentialgetriebes 17 um die zentrale Drehachse (d. h. um die Achse, die In Fig. 2 quer zur Zeichenrichtung verläuft) - vorgenommen von einem Drehelement 22 in Form eines Außenrades - die beiden Wellenabschnitt 30, 31 in dieselbe Richtung, wodurch eine Lenkbewegung erzeugt wird. Wird indes das Kegelrad 25 von einem nicht dargestellten Drehantrieb gedreht (oder wird eine der Gewindemuttern 20, 21 gedreht), während das Drehelement 22 still steht, erfolgt eine Veränderung des Abstands a, da sich die Wellenabschnitte 30, 31 dann aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegen.
Demgemäß ist also durch diese Ausführung sichergestellt, dass eine Drehung, die durch einen Antrieb beispielsweise auf einen der Gewindetriebe aufgebracht wird, über das Differential 17 als gegensinnig zur ursprünglichen Bewegung gerichtete Drehung übertragen wird Werden die Gewindesteigungen da bei wie in Fig. 2 dargestellt, gleichsinnig ausgeführt, kann über die Drehung des äußeren, ringförmig ausgeführten Differentialträgers (d. h. über das Drehelement 22) die Lenkbewegung erreicht werden, während die Drehung der Mutter eines der Gewindetriebe bei festgehaltenem äußeren Differenliallräger 22 eine Verstellung der Spur bzw. des Sturzes zur Folge hat.
Werden die Gewindesteigungen in den Gewindemuttern 20. 21 - wie in Fig. 3 zu sehen - gegensinnig ausgeführt, wird ein anderes Verhalten erreicht: fiel dieser Ausführung wird über eine Drehung einer der Gewindemuttem 20, 21 eine Lenkbewegung erreicht, während über die Verdrehung des äußeren, ringförmig ausgeführten Differentialträgers (Drehelement 22) die Veränderung von Spur oder Sturz erfolgt.
Als Alternativlösung zu derjenigen gemäß Fig. 2 bzw. Fig. 3 wird nun auf die Auegestaltung nach Fig. 4 und Fig. 5 Bezug genommen, wo die beiden Verstelltriebe 9' und 9" über ein Stirnrad-Differentialgetriebe 17' verbunden sind. Diese Lösung entspricht generell derjenigen gemäß Fig. 2 bzw. Fig. 3, wobei jetzt lediglich ein Stirnraddrfferential statt eines Kegelraddifferentials zum Einsatz kommt.
Hierbei ist an den Muttern 20, 21 beider Gewindetriebe 9', 9" jeweils ein kon- zentrisch ausgeführtes Stirnrad 18' bzw. 19' angeformt, das als Sonnenrad fungiert und seinerseits wiederum in mehrere Stirnräder 26. 27 eingreift, die wie Planeten außen und konzentrisch um diese Stirnräder 18'. 19' angeordnet sind. Diese Planeten-Stirnräder 26, 27 sind axial länger als die zentralen Sonnenräder 18'. 19' ausgeführt. Dabei sind diese aus Gewindetrieb und zugehörigen Planetenrädern bestehenden Baugruppen von linker und rechter Seite so zueinander angeordnet dass sich diese axial länger ausgeführten Planetenräder von rechter und linker Seite gegenseitig im Eingriff befinden und ineinander kämmen, ohne aber dabei in das zur jeweils anderen Seite zugehörige Sonnenrad einzugreifen.
Dadurch wird über die Stirn- und Planetenräder beider Seiten die gleiche Funktionalität erreicht, wie sie durch das zuvor beschriebene Kegelraddifferential 17 erreicht wird Werden die Gewindesteigungen, wie in Fig. 4 gezeigt, gleichsinnig ausgeführt, ergibt sich mit dieser Anordnung bei Drehung einer der Gewindemuttem 20, 21 bei feststehendem Planetenträger 28 eine Längenänderung des Aktuators 2 und damit eine Veränderung der Spur bzw. des Sturzes, wahrend über die Drehung des Planetenträgers 28 eine zentrale Lenkbewegung erreicht wird.
Werden dagegen bei dieser Anordnung die Gewindesteigungen, wie in Fig. 5 dargestellt, gegensinnig ausgeführt, ergibt sich das umgekehrte Verhalten: Eine Drehung einer der Gewindemuttem 20, 21 bei feststehendem Planetenträger 28 bewirkt eine zentrale Lenkbewegung, während eine Drehung des Planetenträgers 28 (mit einem nicht dargestellten Antrieb) eine Veränderung der Spur bzw. des Sturzes zur Folge hat.
Bezugszelchenllste
1 Vorrichtung zum Lenken
2 Aktuator
3 fahrzeugfester Punkt
4 Anlenkpunkt
5 Anlenkpunkt
6 Lenkgestänge
7 Lenkgestänge
8 Mittel zur Veränderung des Abstands a
9. 9', 9" Verstelltrieb zur Erzeugung der Lenkbewegung
(Spindel-Mutter-System)
10 drehangetriebenes Gewindeelement (Gewindemutter)
11 Gewinde
12 Gewinde
13 Abschnitt
14 Abschnitt
15 Gewindeabschnitt (Rechtsgewinde)
16 Gewindeabschnitt (Linksgewinde)
17, 17' Differentialgetriebe
18 Kegelrad
18' Stirnrad
19 Kegelrad
19' Stirnrad
20 Gewindemutter
21 Gewindemutter
22 Drehelement (Außenrad)
23 Gabelkopf
24 Gabelkopf
25 Kegelrad
26 Stirnradplaneten Satz 1 27 Stirnradplaneten Satz 2
28 Träger für Planetenradsätze
29 Kegelrad
30 Wellenabschnitt
31 Wellenabschnitt
a Abstand
b maximal möglicher Lenkhub c maximal mögliche Längenänderung

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zum Lenken einer Hinterachse eines mindestens eine Hinterachse und mindestens eine Vorderachse aufweisenden mehrspurigen Kraftfahrzeugs, wobei die Vorrichtung (1) einen Aktuator (2) um- fasst, mit dem eine Lenkbewegung zwischen einem fahrzeugfesten Punkt (3) und zwei Anlenkpunkten (4, 5) zweier Lenkgestange (Θ, 7) ausgeführt werden kann, mit denen der Aktuator (2) verbunden ist. dadurch gekennzeichnet, das« der Aktuator (2) Mittel (8) umfasst, mit dem sein Abstand (a) zwischen den beiden Anlenkpunkten (4, 5) verändert werden kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet dass der Aktuator (2) einen Verstelltrieb (9) zur Erzeugung der Lenkbewegung zwischen dem fahrzeugfesten Punkt (3) und den Anlenkpunkten (4. 5) aufweist, wobei der Verstelltrieb (9) vorzugsweise ein Spindel-Mutter- System umfasst.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet dass die Mittel (8) zur Veränderung des AbStands (a) zwischen den beiden Anlenkpunkten (4, 5) ein drehangetriebenes Gewindeelement (10), insbesondere eine Gewindemutter, umfasst, wobei zwei axial voneinander getrennte, mil Gewinden (11. 12) versehene Abschnitte (13, 14) des Aktuators (2) mit dem Gewindeelement (10) In Eingriff stehen
4 Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindeelement (10) zwei gegensinnig orientierte Gewindeabschnitte (15, 16) aufweist, wobei die beiden Abschnitte (13, 14) korrespondierende
Gewinde (11 , 12) haben.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dase der Ak- tuator (2) zwei Verstelltriebe (9'. 9") zur Erzeugung der Lenkbewegung zwischen dem fahrzeugfesten Punkt (3) und den Anlenkpunkten (4, 5) aufweist, wobei zwischen den beiden Verstelltrieben (9', 9") ein Differentialgetriebe (17, 17 ) zum gleich- oder gegensinnigen Drehen eines Teils der Verstelltriebe (9\ 9") angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialgetriebe (17) als Kegelraddifferential ausgebildet ist. wobei die beiden Verstelltriebe (9\ 9") mit einem ihrer Teile mit je einem Kegelrad (18, 19) des Kegelraddifferentials drehfest verbunden sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialgetriebe (17*) als Stirnraddifferential ausgebildet ist, wobei die beiden Verstelltriebe (9', 9") mit einem ihrer Teile mit je einem Stirnrad (18', 9') des Stirnraddifferentials drehfest verbunden sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7. dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verstelltriebe (9\ 9") des Aktuators (2) Gewindemuttern (20, 21) mit gleichsinniger Orientierung aufweisen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verstetltriebe (9'. 9") des Aktuators (2) Gewindemuttern (20. 21) mit gegensinniger Orientierung aufweisen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9. dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialgetriebe (17. 17 ) ein Drehelement (22) um- fassl, das den fahrzeugfesten Punkt (3) bildet.
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