DE102021004338A1

DE102021004338A1 - Hinterradlenkung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102021004338A1
Application number: DE102021004338.3A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Stoeckle; Magnus Rau; Ralph Michalski; BJörn Spangemacher
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2021-08-24
Filing date: 2021-08-24
Publication date: 2021-10-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hinterradlenkung für ein Fahrzeug, bei der mit beiden Rädern (3, 5) lenkend gekoppelte Lenkspurstangen (9, 11) mittels eines über einen Schneckenantrieb (15) gekoppelten Motor (13) bewegbar sind. Bei einer Hinterradlenkung, deren Komplexität bei gleichzeitiger Reduzierung der Verschleißanfälligkeit minimiert ist, wirkt der Schneckenantrieb (15) auf einen Exzenter (17), der mittels einer Zug-/Druckstange (31) an die Lenkspurstangen (9, 11) gekoppelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hinterradlenkung für ein Fahrzeug, bei der mit beiden Rädern lenkend gekoppelte Lenkspurstangen mittels eines über einen Schneckenantrieb gekoppelten Motor bewegbar sind.
Die DE 10 2015 211 629 A1 offenbart eine Hinterradlenkung für ein Fahrzeug zum Antreiben der Lenkspurstangen, welche ein Schneckengetriebe verwendet, das mittels einer Zahnstange oder eines auf Rollen abgestützten Exzenterkörpers und eines Schubbolzens mit den Lenkspurstangen gekoppelt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hinterradlenkung für ein Fahrzeug anzugeben, deren Komplexität bei gleichzeitiger Reduzierung der Verschleißanfälligkeit minimiert ist.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei der eingangs erläuterten Hinterradlenkung wirkt der Schneckenantrieb auf einen Exzenter, der mittels einer Zug-/Druckstange an die Lenkspurstangen gekoppelt ist. Durch Verwendung nur weniger Bauteile wird ein besonders robuster und steifer Antrieb der Hinterradlenkung realisiert.
Vorteilhafterweise umfasst der Schneckenantrieb eine auf einer Welle des Motors sitzende Schneckenspindel und ein Schneckenrad, welches auf einer Welle des Exzenter sitzt, wobei das Schneckenrad zur Übersetzung der Rotationsbewegung des Motors auf den Exzenter in die Schneckenspindel eingreift. Insbesondere entfällt ein teurer und anfälliger Einsatz einer Spindel/ Spindelmutter-Kombination.
In einer Ausgestaltung ist der Schneckenantrieb selbsthemmend ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass bei einem Stromausfall der Hinterradlenkung, diese in der eingenommenen Position verharrt, wodurch unkontrollierte Lenkbewegungen verhindert werden.
In einer Variante ist die Zug-/Druckstange als Kolbenstange ausgebildet und an einem Abtrieb des Exzenters und einer auf die Lenkspurstangen einwirkende Schubstange zur Umwandlung der rotatorischen Bewegung des Exzenters in eine translatorische Bewegung der Lenkspurstangen befestigt. Mittels der Koppelstange ist eine einfache und trotzdem zuverlässige Kraftübertragung auf die Lenkspurstangen gewährleistet.
In einer Alternative ist die Zug-/Druckstange als Gleitführung ausgebildet und quer zur Schubstangenachse zwischen Abtrieb des Exzenters und der auf die Lenkspurstangen einwirkende Schubstange angeordnet. Daraus ergibt sich eine besonders reibungsarme Ausführung.
In einer Ausführungsform ist die Schubstange zur Kraftübertragung auf die Lenkspurstangen in Gleitlagern gelagert. Dadurch wird eine annähern vollständige Kraftübertragung gewährleistet.
Es ist von Vorteil, wenn ein Gehäuse des Schneckenantriebes gemeinsam mit den Gleitlagern auf einer Trägerplatte befestigt ist und als Baueinheit kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an einer Hinterachse des Fahrzeuges befestigt ist. Dadurch wird ein Montageaufwand verringert.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der Schneckenantrieb direkt an einer Hinterachsbrücke eines Fahrschemels befestigt. Da die Einzelkomponenten des Schneckenantriebes direkt montierbar sind, entfällt eine Vorfertigung des Schneckenantriebes in dem Gehäuse.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hinterradlenkung eines Fahrzeuges mit Darstellung des Kraftpfades,
2 eine Frontansicht der Hinterradlenkung,
3 eine Ansicht der Hinterradlenkung von unten,
4 eine perspektivische Draufsicht der Hinterradlenkung.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hinterradlenkung eines Fahrzeuges mit Darstellung des Kraftpfades gezeigt. Die Hinterradlenkung 1 ist mittig zwischen den beiden Hinterrädern 3, 5 des Fahrzeuges angeordnet und auf einer Schubstange 7 positioniert, an deren beiden Enden über je ein Kugellager 41 je eine Lenkspurstange 9, 11 an je ein Hinterrad 3, 5 führt.
Eine genauere Darstellung der Hinterradlenkung 1 soll anhand der 2 bis 4 erläutert werden. 2 zeigt eine Frontansicht der Hinterradlenkung 1, die einen Elektromotor 13 umfasst, der über einen selbsthemmend ausgebildeten Schneckenantrieb 15 einen Exzenter 17 antreibt. Der Schneckenantrieb 15 besteht aus einer Schneckenspindel 19, welche auf einer Welle des Elektromotors 13 sitzt. Die gemeinsame Drehachse der Welle der Elektromotors 13 und der Schneckenspindel 19 ist durch das Bezugszeichen 21 gekennzeichnet. An der Schneckenspindel 19 greift ein Schneckenrad 23 mit der Drehachse 25 zur Übertragung der Rotationsbewegung des Elektromotors 13 an dem Exzenter 17 an, welcher auf dem Schneckenrad 23 abgestützt ist. Die Drehachse 25 des Schneckenrades 23 ist dabei identisch mit einer Drehachse eines Exzenterantriebes 27 (3)). Ein Exzenterabtrieb 29 ist mit einer Kolbenstange 31 verbunden, die auf die Schubstange 7 einwirkt und die Rotationsbewegung des Exzenters 17 in eine translatorische Bewegung umwandelt, die über die in Gleitlagern 33, 35 gelagerte Schubstange 7 auf die Lenkspurstangen 9, 11 übertragen wird. Dadurch wird die Kraft auf die nicht weiter dargestellten Radträger übertragen, welche wiederum in ihrer Radaufhängung die Hinterräder 3, 5 in eine Lenkbewegung überführen. Die Kolbenstange 31 kann auch durch eine nicht weiter dargestellte Gleitführung ersetzt werden, die quer zur Schubstangenachse ausgerichtet ist
Der Schneckenantrieb 15 ist in einem Gehäuses 37 angeordnet, welches gemeinsam mit den Gleitlagern 33, 35 auf einer Trägerplatte 39 befestigt ist, die wiederum an der Hinterachse verschraubt ist.
Der translatorische Hub der Lenkspurstangen 9, 11 ergibt sich dabei durch eine Länge des Exzenters 17, die sich wiederum durch die Drehachse 21 der Schneckenspindel 19 bzw. des Elektromotors 13 und der Drehachse 25 des Schneckenrades 23 bzw. des Exzenters 17 ergeben (4).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102015211629 A1 [0002]

Claims

Hinterradlenkung für ein Fahrzeug, bei der mit beiden Rädern (3, 5) lenkend gekoppelte Lenkspurstangen (9, 11) mittels eines über einen Schneckenantrieb (15) gekoppelten Motor (13) bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckenantrieb (15) auf einen Exzenter (17) wirkt, der mittels einer Zug-/Druckstange (31) an die Lenkspurstangen (9, 11) gekoppelt ist.
Hinterradlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckenantrieb (15) eine auf einer Welle des Motors (13) sitzende Schneckenspindel (19) und ein Schneckenrad (23) umfasst, welches auf einer Welle des Exzenters (17) sitzt, wobei das Schneckenrad (23) zur Übersetzung der Rotationsbewegung des Motors (13) auf den Exzenter (17) in die Schneckenspindel (19) eingreift.
Hinterradantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckenantrieb (15) selbsthemmend ausgebildet ist.
Hinterradlenkung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zug-/Druckstange als Kolbenstange (31) ausgebildet ist und an einem Abtrieb (29) des Exzenters (17) und einer auf die Lenkspurstangen (9, 11) einwirkende Schubstange (7) zur Umwandlung der rotatorischen Bewegung des Exzenters (17) in eine translatorische Bewegung der Lenkspurstangen (9, 11) befestigt ist.
Hinterradlenkung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zug-/Druckstange als Gleitführung ausgebildet ist und quer zur Schubstangenachse zwischen Abtrieb (29) des Exzenters (17) und der auf die Lenkspurstangen (9, 11) einwirkende Schubstange (7) angeordnet ist.
Hinterradlenkung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (7) zur Kraftübertragung auf die Lenkspurstangen (9, 11) in Gleitlagern (33, 35) gelagert ist.
Hinterradlenkung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (37) des Schneckenantriebes (15) gemeinsam mit den Gleitlagern (33, 35) auf einer Trägerplatte (39) befestigt ist und als Baueinheit kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an einer Hinterachse des Fahrzeuges befestigt ist.
Hinterradlenkung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckenantrieb (15) direkt an einer Hinterachsbrücke eines Fahrschemels des Fahrzeuges befestigt ist.