DE10229161B4 - Aufhängung mit einem Lenkgetrieberahmen - Google Patents
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Abstract
Aufhängung mit
einem Lenkgetrieberahmen, mit:
einem Hilfsrahmen (2), der eine Mehrzahl von Längsträgern (4, 6), die in Längsrichtung eines Fahrzeugrahmens angeordnet sind und in einer Richtung entlang der Fahrzeugbreite voneinander einen vorbestimmten Abstand aufweisen, und einen sich in einer Richtung entlang der Fahrzeugbreite erstreckenden und mit den Längsträgern (4, 6) fest verbundenen Querträger (8) aufweist; und
einer Lenkvorrichtungsanordnung, die Lenkgetriebemotoren (28, 30), die für jeden Längsträger (4, 6) vorgesehen sind und derart betreibbar sind, dass Triebstangen (36, 38) eine geradlinige Bewegung erfahren, und eine Lenkübertragungsanordnung zum Umwandeln der geradlinigen Bewegung der Triebstangen (36, 38) in eine Rotationsbewegung von Gelenken (60, 62) aufweist, wobei
in oberen Flächen der Längsträger (4, 6) Vertiefungsabschnitte ausgebildet sind, und die Lenkgetriebemotoren (28, 30) der Lenkvorrichtungsanordnung in longitudinaler Richtung an den Längsträgern (4, 6) des Hilfsrahmens (2) mittels oberer Abdeckungen (34) derart befestigt sind, dass die Lenkgetriebemotoren (28, 30) teilweise innerhalb der Vertiefungsabschnitte...
einem Hilfsrahmen (2), der eine Mehrzahl von Längsträgern (4, 6), die in Längsrichtung eines Fahrzeugrahmens angeordnet sind und in einer Richtung entlang der Fahrzeugbreite voneinander einen vorbestimmten Abstand aufweisen, und einen sich in einer Richtung entlang der Fahrzeugbreite erstreckenden und mit den Längsträgern (4, 6) fest verbundenen Querträger (8) aufweist; und
einer Lenkvorrichtungsanordnung, die Lenkgetriebemotoren (28, 30), die für jeden Längsträger (4, 6) vorgesehen sind und derart betreibbar sind, dass Triebstangen (36, 38) eine geradlinige Bewegung erfahren, und eine Lenkübertragungsanordnung zum Umwandeln der geradlinigen Bewegung der Triebstangen (36, 38) in eine Rotationsbewegung von Gelenken (60, 62) aufweist, wobei
in oberen Flächen der Längsträger (4, 6) Vertiefungsabschnitte ausgebildet sind, und die Lenkgetriebemotoren (28, 30) der Lenkvorrichtungsanordnung in longitudinaler Richtung an den Längsträgern (4, 6) des Hilfsrahmens (2) mittels oberer Abdeckungen (34) derart befestigt sind, dass die Lenkgetriebemotoren (28, 30) teilweise innerhalb der Vertiefungsabschnitte...
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufhängung mit einem Lenkgetrieberahmen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Aufhängung mit einem Lenkgetrieberahmen, wobei eine Baugruppe für ein unabhängiges Servolenkungssystem in einem einzigen Aufbau integriertist.
- Gemäß dem Stand der Technik ist ein Hilfsrahmen für ein Fahrzeug in einem unteren Abschnitt eines Motorraums, d. h. in einem unteren Frontbereich des Fahrzeugrahmens entlang der Richtung der Fahrzeugbreite montiert, und verbindet ein Aufhängungssystem und den Fahrzeugrahmen miteinander. Der Hilfsrahmen trägt ferner eine Lenkgehäuseanordnung.
- Da ein solcher Hilfsrahmen in hohem Maße die Gesamtfestigkeit des Fahrzeugrahmens bestimmt, ist es erforderlich, dass der Hilfsrahmen eine Festigkeit von zumindest einer vorbestimmten Größe besitzt. Außerdem muss der Hilfsrahmen in der Lage sein, strukturelle Elemente des Aufhängungssystems, die an dem Hilfsrahmen an dessen gegenüberliegenden Endabschnitten befestigt sind, sicher abzustützen.
- Gemäß
7 und8 werden zur Realisierung eines herkömmlichen Hilfsrahmens100 ein oberes Stahlblech102 und ein unteres Stahlblech104 einem Pressumformungsprozess zum Erreichen einer vorbestimmten Form unterzogen, wobei Flanschabschnitte an den Rändern des oberen Stahlblechs102 und des unteren Stahlblech104 zusammengeschweißt werden. Im Ergebnis wird durch das obere Stahlblech102 und das untere Stahlblech104 ein abgedichteter Bereich mit einer vorbestimmten Form definiert. - Ein vorstehender Bereich
106 von vorbestimmter Höhe wird von dem oberen Stahlblech102 ausgebildet. Der vorstehende Bereich106 ist in Längsrichtung entlang einer Seite des oberen Stahlblechs102 integral ausgebildet. An gegenüberliegenden Endabschnitten des vorstehenden Bereichs106 ist jeweils ein Befestigungsbügel110 vorgesehen. Die Befestigungsbügel110 werden zur Befestigung einer Lenkgehäuseanordnung108 verwendet. Dies bedeutet, dass die Lenkgehäuseanordnung108 Anschlussteile112 aufweist, die an den Befestigungsbügeln110 befestigt sind, um so die Lenkgehäuseanordnung108 an dem Hilfsrahmen100 zu sichern. - Ferner sind an gegenüberliegenden Endabschnitten des Hilfsrahmens
100 Befestigungsbügel vorgesehen, um den Hilfsrahmen100 an dem Fahrzeugrahmen zu sichern. Dies wird mittels Verwendung von Befestigungselementen wie beispielsweise Bolzen realisiert. Darüber hinaus ist ein ein Aufhängungssystem bildender Achsschenkel mit dem Fahrzeugrahmen in unmittelbarer Nähe der Befestigungsbügel fest verbunden. - Allerdings nehmen bei dem Zusammenbau des Hilfsrahmens
100 und der Lenkgehäuseanordnung108 , nachdem diese Elemente wie oben beschrieben separat hergestellt wurden, Größe und Gewicht des Hilfsrahmens100 zu, wenn die Konstruktion so ausgeführt wird, dass der Hilfsrahmen100 eine zur Durchführung seiner spezifischen Aufgaben hinreichende Festigkeit besitzt. - Insbesondere ist es erforderlich, den vorstehenden Bereich
110 in Längsrichtung an einem oberen Abschnitt des Hilfsrahmens100 zur Befestigung der Lenkgehäuseanordnung108 auszubilden. Hierdurch nimmt das Gesamtgewicht des Hilfsrahmens100 zu, was den Anstrengungen zur Reduzierung des Fahrzeuggewichts zuwider läuft. Darüber hinaus wird die Größe des Hilfsrahmens100 erhöht, so dass er mehr Platz im Motorraum einnimmt, wodurch der im Motorraum zur Verfügung stehende Platz und das Raumausnutzungsverhältnis verringert werden. - Darüber hinaus wird die zur Herstellung erforderliche Gesamtzeit unnötigerweise vergrößert, wenn die Lenkgehäuseanordnung
108 an dem Hilfsrahmen100 in einem separaten Prozess befestigt wird. Schließlich führt die große Anzahl von in der Lenkgehäuseanordnung108 erforderlichen Bauteilen zu einer Erhöhung der gesamten Herstellungskosten und führt zu einem komplizierten Aufbau in dem Bereich, in dem die Lenkgehäuseanordnung108 vorgesehen ist. - Aus dem Dokument
EP 0 926 048 A2 ist eine Aufhängung mit einem Lenkgetrieberahmen bekannt, aufweisend einen Hilfsrahmen, der eine Mehrzahl von Längsträgern, die in Längsrichtung eines Fahrzeugrahmens angeordnet sind und in einer Richtung entlang der Fahrzeugbreite voneinander einen vorbestimmten Abstand aufweisen, und einen sich in einer Richtung entlang der Fahrzeugbreite erstreckenden und mit den Längsträgern fest verbundenen Querträger aufweist, und eine an dem Hilfsrahmen abgestützte Lenkungsvorrichtungsanordnung. - Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Aufhängung mit einem Lenkgetrieberahmen bereitzustellen, mittels welchem die Sicherheit für Fahrzeuginsassen erhöht wird.
- Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Aufhängung mit einem Lenkgetrieberahmen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Aufhängung mit einem Lenkgetrieberahmen geschaffen, wobei eine Lenkvorrichtungsanordnung und ein Hilfsrahmen in einem einzigen Aufbau integriert sind, wodurch die Produktivität erhöht und die Herstellungskosten bei Reduzierung der Montagezeit minimiert werden, wobei die Sicherheit dadurch erhöht wird, dass der Eintritt von Lenkgetriebemotoren in den Fahrzeuginnenraum während Kollisionen infolge der Verbesserung der Gesamtfestigkeit und Positionierung der Lenkgetriebemotoren an einer unteren Position verhindert wird.
- Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Aufhängung mit einem Lenkgetrieberahmen geschaffen, wobei Lenkgetriebemotoren für jedes Lenkrad an Längsträgern derart befestigt sind, dass ein Kreuzelement frei ausgebildet werden kann, wodurch eine freie Layout-Konstruktion verbessert und der Platz im Motorraum mittels einer Reduzierung des benötigten Platzes vergrößert wird. Außerdem wird dadurch, dass Lenkgetriebemotoren unnötig werden, welche Antriebszylinder enthalten und gemäß dem Stand der Technik entlang einer Richtung der Fahrzeugbreite vorgesehen sind, der Weg optimiert, durch den eine Antriebswelle in einem allrad-angetriebenen Fahrzeug verläuft.
- Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Aufhängung mit einem Lenkgetrieberahmen einen Hilfsrahmen, der eine Mehrzahl von Längsträgern, die in Längsrichtung eines Fahrzeugrahmens angeordnet sind und in einer Richtung entlang der Fahrzeugbreite voneinander einen vorbestimmten Abstand aufweisen, und einen sich in einer Richtung entlang der Fahrzeugbreite erstreckenden und mit den Längsträgern fest verbundenen Querträger aufweist, und eine Lenkvorrichtungsanordnung, die Lenkgetriebemotoren, die für jeden Längsträger vorgesehen sind und derart betreibbar sind, dass Triebstangen eine geradlinige Bewegung erfahren, und eine Lenkübertragungsanordnung zum Umwandeln der geradlinigen Bewegung der Triebstangen in eine Rotationsbewegung von Gelenken aufweist, auf.
- Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht einer Aufhängung mit einem Lenkgetrieberahmen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
2 eine Grundriss-Ansicht der Aufhängung aus1 ; -
3 eine partielle Seitenansicht der Aufhängung aus1 bei Betrachtung aus der Richtung A gemäß1 und2 ; -
4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II aus2 , in der eine erste Konfiguration hinsichtlich der Befestigung eines Lenkmotors dargestellt ist; -
5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II aus2 , in der eine zweite Konfiguration hinsichtlich der Befestigung eines Lenkmotors dargestellt ist; -
6 eine schematische Ansicht eines Betriebszustandes eines Lenksystems unter Verwendung eines Lenkgetrieberahmens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
7 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Lenksystem-Befestigungsaufbaus; und -
8 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII aus7 . - Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen erläutert.
- In
1 bis3 ist ein Hilfsrahmen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. In den Abbildungen ist der Hilfsrahmen mit der Bezugsziffer2 bezeichnet. - Der Hilfsrahmen
2 weist Längsträger4 und6 , die in Längsrichtung eines Fahrzeugrahmens und voneinander in Richtung entlang der Fahrzeugbreite in vorbestimmtem Abstand angeordnet sind, und einen Querträger8 auf, der sich in Richtung entlang der Fahrzeugbreite erstreckt und an den Endbereichen der Längsträger4 und6 in unmittelbarer Nähe zur Vorderseite des Fahrzeugs befestigt ist. Die Richtung hin zur Vorderseite des Fahrzeugs ist in1 angegeben. - Ein rückwärtiger Bereich des Hilfsrahmens
2 ist mit einem (nicht gezeigten) Hauptquerträger des Fahrzeugrahmens fest verbunden. Der Hilfsrahmen2 kann an dem Hauptquerträger8 starr befestigt sein, oder die Verbindung kann mittels Lagerbuchsen derart ausgeführt sein, dass ein gewisser Elastizitätsgrad zwischen dem Hilfsrahmen2 und dem Hauptquerträger geschaffen wird. - Untere Achsschenkel
12 und14 eines Aufhängungssystems sind an den äußeren Längsseiten der Längsträger4 bzw.6 über vordere Verbindungsteile16 bzw.18 und hintere Verbindungsteile20 bzw.22 befestigt. Das vordere Verbindungsteil16 des unteren Achsschenkels12 und das vordere Verbindungsteil18 des unteren Achsschenkels14 sind an den Längsträgern4 bzw.6 über horizontale Gummibuchsen befestigt. Außerdem sind das hintere Verbindungsteil20 des unteren Achsschenkels12 und das hintere Verbindungsteil22 des unteren Achsschenkels14 mit den Längsträgern4 bzw.6 über dazwischen angeordnete vertikale Gummibuchsen befestigt. Die Positionen der horizontalen Buchsen und der vertikalen Buchsen sind nicht auf die oben beschriebenen und in den Abbildungen dargestellten Positionen beschränkt. - Stützen
25 und27 einer vorbestimmten Höhe sind an den vorderen Endabschnitten der Längsträger4 und6 befestigt, und Hauptlängsträger24 und26 sind an den Stützen25 bzw.27 befestigt (siehe3 ). Die Hauptlängsträger24 und26 sind außerdem mit dem Hauptquerträger fest verbunden. - Ferner sind bei dem Hilfsrahmen
2 mit der obigen Konfiguration Lenkgetriebemotoren28 und30 an oberen rückwärtigen Abschnitten der Längsträger4 bzw.6 befestigt. Die Lenkgetriebemotoren28 und30 sind integral mit den Längsträgern4 bzw.6 ausgebildet. Genauer sind gemäß4 obere Bauteile32 in einer gekrümmten oder halbkreisförmigen Form ausgebildet, und die Lenkgetriebemotoren28 und30 sind an den (zum Teil innerhalb der) oberen Bauteilen32 platziert. Obere Abdeckungen34 sind auf den Lenkgetriebemotoren28 und30 angeordnet, um die Lenkgetriebemotoren28 und30 zu sichern. - Die Lenkgetriebemotoren
28 und30 werden elektrisch derart betrieben, dass in den Lenkgetriebemotoren28 bzw.30 verschieblich angeordnete Triebstangen36 und38 eine geradlinige Bewegung erfahren. Da die Lenkgetriebemotoren28 und30 sowohl hinsichtlich Aufbau als auch hinsichtlich der Betriebsweise identisch zu herkömmlichen Lenkgetriebemotoren sind, wird auf deren detaillierte Beschreibung verzichtet. - Als weiteres Beispiel können gemäß
5 die oberen Bauteile32 als flache Bleche ausgebildet sein, wobei die Lenkgetriebemotoren28 und30 auf den oberen Bauteilen32 angeordnet sind. Die oberen Abdeckungen34 oder solche Anordnungen, die eine integrale Verbindung mit den Längsträgern4 und6 ermöglichen, können auf den Lenkgetriebemotoren28 und30 zu deren Sicherung angeordnet werden. - Die Triebstangen
36 und38 der Lenkgetriebemotoren28 und30 sind über eine Servolenkungs-Übertragungsanordnung an Gelenke60 bzw.62 gekuppelt (siehe3 ). Verbindungsglieder44 und46 vorbestimmter Länge sind nahezu senkrecht zueinander an einem Drehgelenk40 zwischengeschaltet, so dass sie ein Rotationselement54 ausbilden. Die fernliegenden (distalen) Enden der Triebstangen36 und38 sind an den fernliegenden (distalen) Enden der Verbindungsglieder46 bzw.50 schwenkbar gelagert. - Die Drehgelenke
40 und42 der Rotationselemente52 bzw.54 sind an einer oberen Fläche des Querträgers8 an gegenüberliegenden Seiten hiervon schwenkbar gelagert. Außerdem sind Zugstangen56 und58 mit den jeweiligen fernliegenden (distalen) Enden der Verbindungsglieder44 und48 fest verbunden. Die Zugstangen56 und58 sind an den Gelenken60 und62 befestigt. - Obwohl die Rotationselemente
52 und54 im wesentlichen mit gleichem Abstand vom longitudinalen Zentrum des Querträgers8 befestigt sind und so konfiguriert sind, dass sie in entgegengesetzte Richtungen rotieren, sind die Rotationselemente52 und54 nicht hierauf beschränkt und können an verschiedenen Stellen des Querträgers8 befestigt sein und auch eine Rotation in derselben Richtung erfahren. - Wenn bei dem oben beschriebenen Aufbau beispielsweise ein Lenkvorgang nach links beabsichtigt ist, dreht der Fahrer das Lenkrad nach links. Dies wird mittels einer Steuereinheit erfasst, welche daraufhin eine Steuerung der Lenkgetriebemotoren
28 und30 durchführt. Da sich die Räder64 und66 um ihre vertikalen zentralen Achsen in derselben Richtung drehen müssen, führt die Steuereinheit eine Steuerung derart durch, dass die Triebstangen36 und38 der Lenkgetriebemotoren28 und30 gemäß6 in entgegengesetzte Richtungen bewegt werden. Auf diese Weise wird eine unabhängige Lenkung realisiert. - Da bei der Aufhängung gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem oben beschriebenen Aufbau und der obigen Betriebsweise die Lenkvorrichtungsanordnung und der Hilfsrahmen in einem einzigen Aufbau integriert sind, wird die Gesamtfestigkeit der Aufhängung vergrößert, und die zum Zusammenbau erforderliche Zeit wird vermindert, um die Produktivität zu verbessern und die Herstellungskosten zu verringern.
- Da ferner die Lenkgetriebemotoren unterhalb des Fahrzeugrahmens angeordnet sind, wird ein Eintreten der Lenkgetriebemotore in den Fahrzeugraum bei Kollisionen verhindert, wodurch die Sicherheit vergrößert wird.
- Infolge des Wegfalls der bekannten Steuereinrichtung, welche sich über eine beträchtliche Länge entlang der Richtung der Fahrzeugbreite erstreckt, kann darüber hinaus der Querträger freier aufgebaut werden, die gesamte freie Layout-Konstruktion wird verbessert, und der im Motorraum zur Verfügung stehende Platz wird bei Reduzierung des benötigten Platzes vergrößert. Außerdem wird der Weg, durch den eine Antriebswelle in einem allrad-angetriebenen Fahrzeug verläuft, optimiert.
- Schließlich bestehen, da die Anordnung der Zugstangen freier bestimmt werden kann, mehr Möglichkeiten bezüglich der Konstruktion der Aufhängung, wobei außerdem eine unabhängige Lenkung ermöglicht wird, so dass optimale Lenkwinkel realisiert werden und die Reifentraktion verbessert wird.
Claims (5)
- Aufhängung mit einem Lenkgetrieberahmen, mit: einem Hilfsrahmen (
2 ), der eine Mehrzahl von Längsträgern (4 ,6 ), die in Längsrichtung eines Fahrzeugrahmens angeordnet sind und in einer Richtung entlang der Fahrzeugbreite voneinander einen vorbestimmten Abstand aufweisen, und einen sich in einer Richtung entlang der Fahrzeugbreite erstreckenden und mit den Längsträgern (4 ,6 ) fest verbundenen Querträger (8 ) aufweist; und einer Lenkvorrichtungsanordnung, die Lenkgetriebemotoren (28 ,30 ), die für jeden Längsträger (4 ,6 ) vorgesehen sind und derart betreibbar sind, dass Triebstangen (36 ,38 ) eine geradlinige Bewegung erfahren, und eine Lenkübertragungsanordnung zum Umwandeln der geradlinigen Bewegung der Triebstangen (36 ,38 ) in eine Rotationsbewegung von Gelenken (60 ,62 ) aufweist, wobei in oberen Flächen der Längsträger (4 ,6 ) Vertiefungsabschnitte ausgebildet sind, und die Lenkgetriebemotoren (28 ,30 ) der Lenkvorrichtungsanordnung in longitudinaler Richtung an den Längsträgern (4 ,6 ) des Hilfsrahmens (2 ) mittels oberer Abdeckungen (34 ) derart befestigt sind, dass die Lenkgetriebemotoren (28 ,30 ) teilweise innerhalb der Vertiefungsabschnitte angeordnet sind. - Aufhängung nach Anspruch 1, wobei vordere Bereiche der Längsträger (
4 ,6 ) an Hauptlängsträgern (24 ,26 ) eines Fahrzeugrahmens befestigt sind. - Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein vorderer Außenbereich jedes Längsträgers (
4 ,6 ) des Hilfsrahmens (2 ) an einem Hauptlängsträger (24 ,26 ) eines Fahrzeugrahmens befestigt ist. - Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lenkübertragungsanordnung Zugstangen (
56 ,58 ), die an linke und rechte Gelenke (60 ,62 ) angelenkt sind, und eine Mehrzahl von Rotationselementen (52 ,54 ) aufweist, von denen jedes ein erstes Verbindungsglied und ein zweites Verbindungsglied aufweist, wobei die ersten Verbindungsglieder an den Triebstangen (36 ,38 ) der Lenkgetriebemotoren (28 ,30 ) schwenkbar angelenkt sind, und wobei die zweiten Verbindungsglieder an den Zugstangen (56 ,58 ) angelenkt sind. - Aufhängung nach Anspruch 4, wobei die Rotationselemente (
52 ,54 ) in longitudinaler Richtung symmetrisch um ein imaginäres Zentrum des Querträgers (8 ) angeordnet sind.
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