DE3630984A1 - Steuervorrichtung fuer ein motorfahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein Motorfahrzeug und speziell auf eine Hinterrad- Steuervorrichtung für ein Motorfahrzeug mit steuerbaren Vorder- und Hinterrädern.

Neuerdings werden bestimmte Motorfahrzeuge mit einem System zur Steuerung sowohl der Hinterräder als auch der Vorderräder ausgerüstet. Generell enthält ein derartiges Vorderrad- und Hinterrad-Steuersystem zusätzlich zu einer konventionellen Vorderrad-Steuervorrichtung eine gleichartige Hinterrad-Steuervorrichtung mit Hinterrad-Steuerungskomponenten, wie beispielsweise Gelenkzapfen und Achsschenkel, welche mit einem Steuerrad in Wirkverbindung stehen und hinteren Aufhängemechanismen zugeordnet sind.

Aufgrund dieser zur Steuerung der Hinterräder notwendigen zusätzlichen Hinterrad-Steuerungskomponenten wird die Anzahl der auf dem hinteren Teil des Fahrzeugrahmens montierten und mit den Hinterrädern in Wirkverbindung stehenden Teile vergrößert.

Aufgrund dieses Nachteils konventioneller Hinterrad-Steuerungsvorrichtungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hinterrad-Steuervorrichtung anzugeben, bei der die Anzahl der mit einem Hinterrad in Wirkverbindung stehenden Teile reduziert ist, um einen relativ großen Hinterraum zu schaffen, der für den Einbau eines Kraftstofftanks oder anderer Komponenten verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Steuervorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus freihängendem Arm und drei Gelenken kann das Gelenk auf dem vorderen Ende des freihängenden Arms, das mit einem hinteren Steuerungsgetriebekasten gekoppelt ist, als Hinterrad-Steuerachsschenkel dienen, um eine Bewegung des freihängenden Arms quer um eine zweite Gelenkachse winkelmäßig bewegt werden, so daß der freihängende Arm als Gelenkzapfen bzw. Lenkarm zur Steuerung des Hinterrades verwendbar ist. Die Verbindungen, mittels denen zwei Gelenke mit dem freihängenden Arm im Bereich des Steuerzentrums des Hinterrades verbunden ist, dienen gemeinsam als Zapfenachse, um die das Hinterrad steuerbar ist. Das Gelenk, bzw. der Steuerachsschenkel auf dem vorderen Ende des freihängenden Armes ist von der Zapfenachse so weit beabstandet, daß das Hebelverhältnis groß sein kann, wobei die Toleranzen des Getriebekastens und des Steuer-Achsschenkelgelenkes ebenfalls groß sein können. Ein Kraftstofftank bzw. andere Teile können in einem zwischen dem Steuer-Achsschenkelgelenk und den beiden durch Verbindungen mit dem freihängenden Arm gekoppelten Gelenken definierten relativ großen Raum leicht eingebaut werden.

Weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung in einem Motorfahrzeug mit Hinterradantrieb;

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der einer Hinterradaufhängung zugeordneten Steuervorrichtung; und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der in einem Motorfahrzeug ohne Hinterradantrieb vorgesehenen Steuervorrichtung.

Fig. 1 zeigt ein Vorderrad- und Hinterradsteuersystem mit einer erfindungsgemäßen Hinterrad-Steuervorrichtung.

Ein Steuerrad 1 ist mit einer Steuersäule 2 verbunden, die ihrerseits über ein Kardangelenk 3 mit einem vorderen Zahnstangen-Steuergetriebekasten 4 in Wirkverbindung steht. Dieser Getriebekasten 4 besitzt eine Zahnstange 5, deren sich gegenüberliegende Enden mit zwei Verbindungsstangen 6 verbunden sind. Die Verbindungsstangen 6 stehen mit Achsschenkeln 8 in Verbindung, auf denen Vorderräder 7 drehbar montiert sind.

Eine mit der Zahnstange 5 kämmende Ritzelwelle 9 verläuft vom vorderen Steuergetriebekasten 4 nach hinten und ist durch ein vorderes Kardangelenk 11 mit einer Gelenkwelle 12 verbunden, die ihrerseits mittels eines hinteren Kardangelenks 13 mit einer hinteren Gelenkwelle 14 gekoppelt ist. Diese Gelenkwelle 14 steht mit einem hinteren Steuergetriebekasten 15 in Wirkverbindung.

Gemäß den Fig. 1 und 2 umfassen zwei hintere Aufhängungen jeweils einen freihängenden Arm 21, der im wesentlichen in Längsrichtung eines Fahrzeugrahmens verläuft. Dieser freihängende Arm 21 besitzt eine vorzugsweise durch Pressen hergestellte und in einer Vertikalebene ausgerichtete Platte 22 sowie eine mit der Platte 22 verbundene Verstärkungsplatte 23 auf ihrem dünneren Oberflächenteil, wodurch ein starrer Körper gebildet wird. Ein Schenkel 25 ist mittels zweier vertikal beabstandeter Schrauben 26 mit dem hinteren Ende des freihängenden Arms 21 verbunden. Auf dem vorderen Ende des freihängenden Arms 21 ist eine Gummihülse 21 mit einem Rohr montiert, wobei das Rohr dieser Gummihülse 27 eine im wesentlichen quer zum Fahrzeugrahmen verlaufende Achse besitzt. In das Rohr der Gummihülse 27 ist eine Gelenkwelle 28 eingesetzt und mittels eines Halters 45 gehaltert, der zwei quer beabstandete Schellen 46 besitzt. Diese Schellen 46 besitzen einen vorderen und einen hinteren Teil im Abstand voneinander und sind durch zwei beabstandete rohrförmige Elemente 27 miteinander verbunden, die ihrerseits konzentrisch zueinander sind. Gummihülsen 48 mit Rohren sind in den rohrförmigen Elementen 47 fest montiert. Die Gummihülse 27 auf dem freihängenden Arm 21 ist zwischen den Schellen 27 des Halters 45 angeordnet, wobei die Gelenkachse 28 so auf den Schellen 46 gehaltert ist, daß der freihängende Arm 21 schwenkbar auf dem Halter 45 montiert ist.

Drei im wesentlichen quer zum Fahrzeugrahmen verlaufende Quergelenke 31, 32, 33 sind mit dem freihängenden Arm 21 gekoppelt. Ein äußeres Ende des ersten Quergelenkes 31 ist mittels einer Kugelverbindung 34 mit dem vorderen Ende eines Ansatzes 24 des freihängenden Arms 21 verbunden, der sich von der Gummihülse 27 nach vorne erstreckt. Äußere Enden des zweiten und dritten Quergelenks 32, 33 sind mittels Kugelverbindungen 35, 36 mit dem Schenkel 25 an dessem oberen bzw. unterem Ende verbunden.

Eine mit einer Antriebsachse 37 verbundene Achse 31 ist drehbar auf dem Schenkel 25 gelagert und ragt aus diesem heraus. Ein Hinterrad 39 ist auf diese Achse 38 montiert. Ein unteres Ende eines Stoßdämpfers 41 ist mittels eines Halterungsstiftes 43 und eines gabelförmigen Elementes 42 mit dem dritten Quergelenk im Bereich von dessen äußerem Ende verbunden. Die Antriebsachse 37 verläuft durch das gabelförmige Element 42.

Für den Einbau der freihängenden Arme 21 in den Fahrzeugrahmen werden die inneren Enden des zweiten und dritten Quergelenkes 32, 33 schwenkbar auf Trägern 55, 56 des Fahrzeugrahmens gelagert, was mittels Gummihülsen 52, 53 mit Ohren erfolgt, wonach sodann eine Gelenkachse mit einer Achse M, die im wesentlichen in Längsrichtung des Fahrzeugrahmens verläuft, durch die Rohre der Gummihülsen 48 in den rohrförmigen Elementen 47 des Halters 45 eingeführt und mit Trägern 49 des Fahrzeugrahmens verbunden wird. Das obere Ende des Stoßdämpfers ist mit dem Fahrzeugrahmen verbunden.

Sodann werden die mit den vorderen Enden der freihängenden Arme 21 verbundenen inneren Enden der ersten Quergelenke 31 in die hintere Steuergetriebebox 15 eingesetzt und mittels Verbindungen mit den sich gegenüberliegenden Enden einer (nicht dargestellten) Zahnstange in Wirkverbindung gebracht, die mit der hinteren Ritzelwelle 14 kämmt.

Wie vorstehend beschrieben, ist die Schwenkachse 48 auf dem freihängenden Arm 21 durch den Halter 45 gehaltert, welcher seinerseits durch die in Längsrichtung verlaufende Gelenkachse schwenkbar auf dem Fahrzeugrahmen gehaltert ist. Daher wird eine Querbewegung des freihängenden Arms 21 aufgrund der Schwingbewegung der Quergelenke 31, 32, 33 in dem Zeitpunkt, in dem die Hinterräder schwingend laufen, durch Bewegung des Gelenkarms 28 erleichtert. wobei die Bewegung des Gelenkarms 28 durch die Schwingbewegung des Halters 45 um die Achse M der Längsgelenkachse hervorgerufen wird.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung aus freihängendem Arm und den drei Gelenken, welche als hintere Radaufhängung dient, ist das mit dem vorderen Ansatz 24 des freihängenden Arms 21 verbundene innere Ende des ersten Quergelenks 31 mit dem hinteren Steuergetriebekasten 15 in Wirkverbindung gebracht. Wenn das Steuerrad 1 gedreht wird, um eine Querbewegung des ersten Quergelenkes 31 hervorzurufen, so kann daher der freihängende Arm 21 quer um die Achse M der Längsgelenkachse bewegt werden, welche hinter dem ersten Quergelenk 31 vorgesehen ist. Die Hinterräder 39 können daher durch die Drehbewegung des Steuerrades 1 mit den Vorderrädern 7 gesteuert werden.

Da das erste Quergelenk 31 als Hinterrad-Steuergelenkzapfen und der freihängende Arm 21 als Achsschenkel wirken, wird die Anzahl der dem Hinterrad 39 zugeordneten Komponeten zwecks Realisierung der Vorrichtung zur Steuerung dieses Hinterrades 39 nicht vergrößert.

Die Kugelverbindungen 35, 36, mittels denen das zweite und dritte Quergelenk 32, 33 oberhalb und unterhalb des freihängenden Arms 21 mit dem Schenkel 25 verbunden sind, bilden zusammen eine Zapfenachse K in Richtung einer dieser Kugelverbindungen 35, 36 verbindenden gerade Linie zur Steuerung des Hinterrades 39. Da das erste Quergelenk 31 den größten Abstand von der Zapfenachse K besitzt, wirkt es als Hinterrad-Steuerzapfen, wobei das Hebelverhältnis groß ist und der hintere Getriebekasten 15 sowie die Verbindungsstange 31 mit relativ großen Toleranzen hergestellt werden können.

Der Raum zwischen dem ersten Quergelenk 31 sowie dem zweiten und dritten Quergelenk 32, 33 ist relativ groß, da das erste Quergelenk 31 am Vorderende des freihängenden Arms vorgesehen ist und das zweite sowie das dritte Quergelenk 32, 33 am hinteren Ende des freihängenden Arms 21 vorgesehen sind. In einem derartig großen Raum sind ein Kraftstofftank bzw. andere Komponenten leicht einbaubar.

Die erfindungsgemäße Hinterrad-Steuervorrichtung kann auch in ein Motorfahrzeug eingebaut werden, das keinen Hinterradantrieb besitzt. Gemäß Fig. 2 ist mit dem Schenkel 25 eine Achse 29 auf dem hinteren Ende der freihängenden Arme 21 montiert, wobei das Hinterrad 39 frei drehbar auf der Achse 29 montiert ist. Die anderen baulichen Einzelheiten sind die gleichen wie diejenigen nach Fig. 1.

Claims (10)

1. Steuervorrichtung für ein Motorfahrzeug, gekennzeichnet durch
einen freihändigen Arm (21), der von einer im wesentlichen quer zum Motorfahrzeug verlaufenden Gelenkachse (28) gehalten ist und an seinem hinteren Ende ein Rad (39) drehbar haltert,
ein erstes, zweites und drittes Gelenk (31, 32, 33), die jeweils mit einem Ende an den freihängenden Arm (21) gekoppelt sind und im wesentlichen quer zum Motorfahrzeug verlaufen,
einen Steuergetriebekasten (15) zur Steuerung des Rades (39)
und eine Wirkverbindung des anderen Endes des ersten Gelenks (31) mit dem Steuergetriebekasten (15).

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils das andere Ende des zweiten und dritten Gelenks (32, 33) schwenkbar auf einem Rahmen des Motorfahrzeugs gehaltert und mit dem freihängenden Arm (21) im Bereich des Steuerzentrums, um das das Rad (39) steuerbar ist, gekoppelt ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gelenk (32) mit seinem anderen Ende an einem oberen Teil des freihängenden Arms (21) an dessen hinteren Ende und das dritte Gelenk (33) mit seinem anderen Ende an einem unteren Teil des freihängenden Arms (21) an dessen hinterem Ende gekoppelt ist.

4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des zweiten und dritten Gelenks (32, 33) über jeweils eine entsprechende Verbindung mit dem freihängenden Arm (21) gekoppelt ist, die durch eine als Zapfenachse zur Steuerung des Rades dienende gerade Linie miteinander verbunden sind.

5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Stoßdämpfer (41), der mit einem Ende schwenkbar auf dem dritten Gelenk (33) nahe der Verbindung montiert ist, mittels der das dritte Gelenk (33) an den freihängenden Arm (21) gekoppelt ist.

6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Antriebsachse (37) für das Rad (39), die zwischen dem zweiten und dritten Gelenk (32, 33) verläuft und über das hintere Ende des freihängenden Arms (21) mit dem Rad (39) gekoppelt ist.

7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Halter (45) mit einem unteren Ende, auf dem die Gelenkachse (28) schwenkbar gehaltert ist, und mit einem oberen Ende, das auf einer zweiten, in Lenkrichtung des Motorfahrzeugs verlaufenden Gelenkachse schwenkbar gehaltert ist, so daß der freihängende Arm (21) durch den Halter (45) im wesentlichen quer zum Motorfahrzeug winkelmäßig bewegbar ist.

8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gelenkachse auf dem Fahrzeugrahmen montiert ist.

9. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßdämpfer (41) schwenkbar auf dem Fahrzeugrahmen montiert ist.

10. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuergetriebekasten (15) als hinterer Steuergetriebekasten vorgesehen ist, daß eine im wesentlichen vertikal auf dem vorderen Teil des Fahrzeugrahmens montierte Steuersäule (2) mit ihrem unteren Ende mit einem vorderen Steuergetriebekasten (4) gekoppelt ist und daß der vordere und der hintere Steuergetriebekasten (4, 15) durch eine Gelenkwelle (12) miteinander verbunden sind.