DE3728593A1

DE3728593A1 - Hinterradlenkung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3728593A1
Application number: DE19873728593
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Matschinsky
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1987-08-27
Filing date: 1987-08-27
Publication date: 1989-03-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hinterradlenkung für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Bauart.

Derartige Lenkungen können u.U. das Fahrverhalten verbessern. Mechanische, zwangsgesteuerte Verbindungen von der Vorderradlenkung zur Hinterradlenkung sind dabei schon in mehreren Ausführungen bekannt. Bei der Hinter radlenkung nach der DE-PS 29 52 566 erfolgt die Steuerung der Hinterradlenkung über eine Kulissen führung, bei der Bauart nach der DE-OS 35 22 700 bei spielsweise über Exzentermechanismen unter Zwischen schaltung von Zahnrädern. Nachteilig ist bei beiden Bauarten, daß sowohl Verzahnungen als auch Über tragungsmechanismen mit Gleit- oder Kulissenführungen im allgemeinen nicht dauerhaft spielfrei gestaltet werden können. Versucht man dem durch stärkeres Verspannen der beteiligten Übertragungsglieder zu begegnen, muß mit einer erhöhten Reibung und einem schlechteren Wirkungs grad gerechnet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hinter radlenkung der vorausgesetzten Bauart zu schaffen, die verhältnismäßig einfach ist und spielfrei arbeitet. Ferner sollen die Parameter, die das Übertragungsver halten von der Vorderradlenkung zur Hinterradlenkung beeinflussen, einfach in weiten Grenzen variierbar sein.

Diese Aufgabe wird bei einer Hinterradlenkung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen dieses Patentanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst. Die ecksteifen Drehgelenke und das Kugelgelenk sind einfach herzustellen und spielfrei zu halten. Auch nach längerem Betrieb der Hinterradlenkung sind keine Verschleißerscheinungen mit der damit sonst verbundenen Verminderung der Präzision zu erwarten. Allein schon durch Verändern des Abstandes des Kugel gelenks zur Achse der Drehwelle läßt sich das Über tragungsverhalten zwischen Vorderradlenkung und Hinter radlenkung merklich beeinflussen, so daß mit einfachsten Mitteln das Fahrverhalten je nach Fahrzeugmotorisierung oder nach dem bevorzugten Einsatzzweck veränderbar ist.

Die Erfindung und weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf die wesentlichen Teile des neuen Lenkmechanismus;

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 und

Fig. 3 ein Diagramm des Drehwinkelverlaufs der Lenkhebelwelle in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Drehwelle.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Lenkmechanismus für die Hinterachse eines Kraftfahrzeugs, das auch eine Vorderrad lenkung aufweist, ist mit 1 die von der Vorderradlenkung betätigte Drehwelle bezeichnet. Sie verläuft bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Längsrichtung L des Fahrzeugs. Der nachfolgend näher erläuterte Mechanismus verdreht die Lenkhebelwelle 2, an deren Lenkhebel 3 über das angedeutete Gelenk 4 eine im wesentlichen querver laufende (nicht dargestellte) Lenkstange angreift, die beispielsweise mit der mittleren Spurstange eines Lenkgestänges für die hinteren Räder verbunden sein kann.

Um beim Einschlagen der vorderen Räder aus der Geradeaus stellung die hinteren Räder zunächst gleichsinnig zu den vorderen Rädern zu verschwenken, mit zunehmendem Einschlag winkel der vorderen Räder den Einschlagwinkel der hinteren Räder zumindest wieder zu reduzieren, ggf. sogar gegensinnig zu wählen, dient der nachfolgend beschriebene Mechanismus: Die Lenkhebelwelle 2 ist mit Abstand a und parallel zu der Drehwelle 1 angeordnet. Sie weist einen etwa radial abstehenden Hebelarm 5 auf, der über ein Kugelgelenk 6 gelenkig mit einem Steuer lenker 7 verbunden ist. Der in Geradeausstellung der Vorderräder - Grundstellung - in der Ebene der Drehwelle 1 und der Lenkhebelwelle 2 liegende Steuerlenker 7 ist von dem Kugelgelenk 6 schräg nach hinten oben gerichtet und an seinem oberen Ende über ein ecksteifes erstes Drehgelenk 8 mit einer quer zur Drehwellenachse 9 verlaufenden Gelenkachse 10 mit dem oberen Ende eines Zwischenhebels 11 verbunden. An seinem anderen - bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel unteren - Ende ist der Zwischenhebel 11 über ein weiteres ecksteifes zum ersten Drehgelenk 8 paralleles Drehgelenk 12 mit der Lenkhebel welle 2 verbunden. In der in Fig. 1 dargestellten Grundstellung (Geradeausstellung der vorderen Räder) befindet sich das Kugelgelenk 6 zwischen den Achsen 9 und 13 der Drehwelle 1 und der Lenkhebelwelle 2.

Die wirksame Länge des Hebelarms 5 ist in den Fig. 1 und 2 mit r und der Abstand der Drehwelle 1 zu der Lenkhebel welle 2 - wie schon erwähnt - mit a bezeichnet. Es sei darauf hingewiesen, daß die die Achsen 9 und 13 ent haltende Ebene nicht notwendig vertikal liegen muß. Weiterhin muß die Achse 13 der Lenkhebelwelle 2 nicht unbedingt exakt parallel zu der Achse 9 der Drehwelle 1 verlaufen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Zwischenhebel 11 in Grundstellung etwa senkrecht zur Lenkhebelwelle 2 angeordnet. Er ist ferner an einem in dieser Stellung von der Achse 9 der Drehwelle 1 wegge bogenen Abschnitt 14 der Lenkhebelwelle 2 angelenkt. In Grundstellung verläuft ferner der Steuerhebel 7 in einem spitzen Winkel zum Zwischenhebel 11.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wurde ein Verhältnis der Abstände a bzw. r der Lenkhebelwelle 2 und des Kugelgelenks 6 von der Drehwelle 1 von 1,4 gewählt.

Unter Heranziehung der - stärker schematisierten - Darstellung nach Fig. 2 läßt sich für die Beziehung der Verdrehwinkel ϕ ₁ der Drehwelle 1 und ϕ ₂ der Lenkhebel welle 2 ableiten

tanϕ₂=sinϕ₁/(a/r-cosϕ₁)

In Fig. 2 ist die Situation dargestellt, bei der der Hebelarm 5 der Drehwelle 1 um einen Winkel ϕ ₁ von etwa 20° im Uhrzeigersinn gedreht ist. Die Verlagerung des Kugelgelenks 6 führt wegen dessen Anordnung in der Grundstellung zwischen den Achsen 9 und 13 zu einer Verdrehung des aus dem Steuerlenker 7, dem Zwischenhebel 11 und der Lenkhebelwelle 2 gebildeten und um die Achse 13 verdrehbaren Verbandes entgegen dem Uhrzeigersinn um den Winkel ϕ ₂. Bei dem gewählten Verhältnis a/r=1,4 steigt gemäß Fig. 3 der Winkel ϕ ₂ in Abhängigkeit vom Winkel ϕ ₁ sehr schnell an und fällt dann langsam wieder ab. Er wird bei ϕ ₁=180° wiederum Null und hat bei ungefähr 320° des Winkels ϕ ₁ sein Gegenmaximum. In der Grundstellung (ϕ ₁=ϕ ₂=0) gilt

d ϕ₂/d ϕ₁=r/(a-r).

Mit dem erfindungsgemäßen Lenkmechanismus läßt sich eine mechanisch zwangsgesteuerte Hinterradlenkung verwirk lichen, die nur bewährte Bauteile (Lenker, Kugelgelenke, Drehgelenke) benötigt und bei der mit stetig wachsendem Vorderradlenkwinkel der Hinterradlenkwinkel zunächst gleichsinnig zunimmt, dann wieder abnimmt und ggf. zuletzt wieder gegensinnig zunimmt.

Claims

1. Hinterradlenkung für Kraftfahrzeuge, mit einer von der Vorderradlenkung betätigten Drehwelle, die über einen Lenkmechanismus die lenkbaren hinteren Räder so betätigt, daß sie beim Einschlagen der vorderen Räder aus der Geradeausstellung gleichsinnig zu den vorderen Rädern verschwenkt werden, wobei mit zunehmenden Einschlagwinkel der vorderen Räder der Einschlagwinkel der hinteren Räder zumindest wieder reduziert wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- mit Abstand (a) und im wesentlichen parallel zu der Drehwelle (1) ist eine Lenkhebelwelle (2) vorgesehen,
- am freien Ende eines annähernd radialen Hebelarms (5) der Drehwelle (1) ist über ein Kugelgelenk (6) ein Steuerlenker (7) ange lenkt,
- der Steuerlenker (7) ist über ein ecksteifes erstes Drehgelenk (8) mit einer quer zur Drehwellenachse (9) verlaufenden Gelenkachse (10) mit einem Ende eines Zwischenhebels (11) verbunden,
- der Zwischenhebel (11) ist am anderen Ende über ein weiteres ecksteifes zum ersten Drehgelenk (8) paralleles Drehgelenk (12) mit der Lenkhebelwelle (2) verbunden,
- in Geradeausstellung der vorderen Räder (Grundstellung) befindet sich das Kugelgelenk (6) zwischen den Achsen (9, 13) der Drehwelle (1) und der Lenkhebelwelle (2).

2. Hinterradlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Zwischenhebel (11) in Grund stellung etwa senkrecht zur Lenkhebelwelle (2) angeordnet ist.

3. Hinterradlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Zwischenhebel (11) an einem in Grundstellung von der Achse (9) der Drehwelle (1) weggebogenen Abschnitt der Lenkhebelwelle (2) angelenkt ist.

4. Hinterradlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Steuerhebel (7) in Grundstellung in einem spitzen Winkel zum Zwischenhebel (11) verläuft.

5. Hinterradlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verhältnis der Abstände (a bzw. r) der Lenkhebelwelle (2) und des Kugelgelenks (6) von der Drehwelle zwischen 1, 2 und 1, 6 liegt.