DE10221697B4

DE10221697B4 - Lenkbare Achse für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10221697B4
Application number: DE2002121697
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl.-Ing.(FH) Schote; Eberhard Dipl.-Ing.(FH) Armbrust; Achim Dipl.-Ing. Schulz; Thomas Dipl.-Ing.(FH) Pabst
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2011-05-05
Anticipated expiration: 2022-05-17
Also published as: DE10221697A1

Abstract

Lenkbare Achse für ein Kraftfahrzeug mit Einzelradaufhängung der Räder (2), einem Stabilisator (5) zur Kopplung der Räder (2) und einem Lenkgetriebe (6), das über Spurstangen (7) mit den Rädern (2) verbunden ist und so angeordnet ist, dass bei einem Einfedern der Räder (2) die Räder (2) in Richtung Nachspur verstellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebe (6) in Fahrzeuglängsrichtung (X) bewegbar gehalten ist und ein Koppelglied (12) zwischen dem Stabilisator (5) und dem Lenkgetriebe (6) vorgesehen ist, das das Lenkgetriebe (6) bei beidseitigem Einfedern der Räder (2) verschiebt.

Description

Die Erfindung betrifft eine lenkbare Achse für ein Kraftfahrzeug mit Einzelradaufhängung der Räder, einem Stabilisator zur Kopplung der Räder und einem Lenkgetriebe, das über Spurstangen mit den Rädern verbunden ist und so angeordnet ist, dass bei einem Einfedern der Räder die Räder in Richtung Nachspur verstellt werden.
Eine derartige Achse ist wankuntersteuernd ausgelegt. Das Wankuntersteuern wird dadurch erreicht, dass sich die Vorspur beim einfedernden Rad verringert und beim ausfedernden Rad erhöht. Derartige Achsen sind allgemein bekannt und werden aufgrund ihrer positiven Eigenschaften hinsichtlich Direktheit und Eigenlenkverhalten häufig eingesetzt.
Ein Problem bei wankuntersteuernd ausgelegten Achsen besteht darin, dass sich die Vorspur auch bei beidseitigem Einfedern stark ändert. Beidseitiges Einfedern, das sich in einer Veränderung der Fahrzeughöhenlage ausdrückt, tritt beispielsweise durch Änderung der Achslast auf, die z. B. durch Beladung des Fahrzeuges oder durch ein erhöhtes Leergewicht des Fahrzeuges, beispielsweise durch zusätzliche Ausstattungsteile, hervorgerufen werden kann. Wenn, wie in diesen Beispielen, die Räder über längere Zeit oder dauernd gegenüber der Konstruktionslage eingefedert sind, führt dies zu einer dauerhaften Verstellung der Spureinstellung in Richtung Nachspur und damit zu erhöhtem Reifenverschleiß.
Aus der DE 195 28 431 A1 ist eine Vorderachse für ein Fahrzeug bekannt, bei dem eine seitliche Verlagerung das Lenkgetriebes abhängig von der Seitenkraft erfolgt. Zur Bewegung des Lenkgetriebes sind Druckstreben vorgesehen, die das Lenkgetriebe mit Lenkern der Radaufhängung verbinden.
Aus der JP 08-040038 AA ist eine gattungsgemäße lenkbare Achse für ein Kraftfahrzeug mit Einzelradaufhängung der Räder, einem Stabilisator zur Kopplung der Räder und einem Lenkgetriebe, das über Spurstangen mit den Rädern verbunden ist, bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Achse für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, bei der der Einfluss der Fahrzeughöhenlage auf die Spureinstellung der Räder dieser Achse vermindert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, das Lenkgetriebe in Fahrzeuglängsrichtung bewegbar zu lagern und zwischen dem Stabilisator und dem Lenkgetriebe ein Koppelglied anzuordnen. Über das Koppelglied wird das Lenkgetriebe bei beidseitigem Einfedern der Räder verschoben. Dieser Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei gleichsinnigem Einfedern durch Verschieben des Lenkgetriebes die durch das Ausfedern hervorgerufene Spuränderung wieder ausgeglichen werden kann. Zur Unterscheidung zwischen gleichsinnigem und ungleichsinnigem Einfedern wird vorteilhafter Weise ein an der Achse angeordneter Stabilisator verwendet. Eine derartige Achse weist gegenüber einer konventionellen Achse als zusätzliche Bauteile lediglich das Koppelglied zwischen Stabilisator und Lenkgetriebe sowie eine bewegliche Lagerung des Lenkgetriebes auf.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
So wird vorgeschlagen, das Lenkgetriebe in Normallage des Kraftfahrzeuges zur Erzeugung der für die Wankuntersteuerung notwendigen Spuränderung in bekannter Weise oberhalb der Anlenkpunkte der Spurstangen an den Rädern anzuordnen. Das Koppelglied zwischen Stabilisator – hier einem Drehstabstabilisator – und dem Lenkgetriebe ist im wesentlichen mittig am Stabilisator angeordnet, so dass nur Bewegungen bei gleichsinnigem Einfedern erzeugt werden. Diese Bewegungen werden so auf das außerhalb der senkrechten Anlenkebene angeordnete Lenkgetriebe übertragen, dass beim Einfedern das Lenkgetriebe von der senkrechten Anlenkebene wegbewegt wird.
In einer weiteren Fortbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, das Lenkgetriebe schwenkbar zu lagern. Eine auf das Lenkgetriebe übertragene Bewegung des Stabilisators führt nun dazu, dass das Lenkgetriebe nicht nur in einer horizontal zum Fahrzeug ausgerichteten Ebene, sondern zusätzlich in einer senkrecht zum Fahrzeug ausgerichteten Ebene bewegt wird. Diese zweite Bewegung in senkrechter Richtung (= Fahrzeughöhenrichtung Z) kann dazu verwendet werden, die beim Einfedern hervorgerufene Spuränderung zu kompensieren. Schließlich ist eine schwenkbare Lagerung kostengünstiger realisierbar als eine Axialführung des Lenkgetriebes.
Die Erfindung ist nachstehend anhand des in den Fig. dargestellten Beispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Übersicht über eine erfindungsgemäße Achse,
2 eine schematische Vorderansicht der erfindungsgemäßen Achse und
3 eine schematische Draufsicht auf die erfindungsgemäße Achse.
In den Figuren bezeichnet die Richtung X die Fahrzeuglängsrichtung, die Richtung Y die Fahrzeugquerrichtung und die Richtung Z die Fahrzeughöhenrichtung. Die in 1 gezeigte Achse eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges ist als lenkbare Achse 1 mit Einzelradaufhängung der Räder 2 ausgeführt. Die Räder 2 sind an McPherson-Federbeinen 3 gehalten, die untere Dreiecks-Querlenker 4 aufweisen. Mit den Querlenkern 4 ist ein Stabilisator 5 gekoppelt. Zwischen den Rädern 2 ist ein Lenkgetriebe 6 angeordnet, dessen Lenkbewegungen über Spurstangen 7 auf Anlenkpunkte 8 an den als Radträgern wirkenden Federbeinen 3 übertragen wird.
Das Lenkgetriebe 6 ist an einer Schwenkachse 10, die oberhalb des Lenkgetriebes 6 verläuft, schwenkbar gelagert. Ein Fortsatz 11 zur Einleitung von Bewegungen auf das Lenkgetriebe 6 ist mittig unterhalb des Lenkgetriebes 6 angeordnet und über ein Koppelglied 12 mit dem Stabilisator gekoppelt. Das Koppelglied 12 besteht aus einer Koppelstange 13 und einem Hebel 14, der mittig auf dem Stabilisator 5 drehfest angeordnet ist.
Die Wirkung dieser Anordnung ist nachstehend mit Hilfe der 2 und 3 näher beschrieben. Wie in 2 zu erkennen, ist das Lenkgetriebe 6 oberhalb einer horizontalen Ebene 20 angeordnet, die die Anlenkpunkte 8 miteinander verbindet. Dies hat zur Folge, dass beim Einfedern der Räder 2 die Anlenkpunkte 8 nach außen in Richtung Y verschoben werden. Da die Anlenkpunkte 8 in Richtung X gesehen vor der durch die Federbeine 3 gebildeten Drehachse der Räder 2 liegen, führt diese Bewegung zu einer Verstellung der Räder in Richtung Nachspur. Dies gilt selbstverständlich auch bei einseitigem Einfedern für jedes Rad getrennt. Beim Auswählen stellt sich die umgekehrte Wirkung ein, d. h. die Räder 2 gehen in Richtung Vorspur.
3 zeigt die Wirkung der Verschiebung des Lenkgetriebes 6 aus seiner durchgezogen dargestellten Ruheposition in die gestrichelt dargestellte Arbeitsposition. Bei einem gleichsinnigen Einfedern der Räder 2 in Richtung Z (siehe Pfeile 15 in 1) wird der Stabilisator 5 in Pfeilrichtung 16 gedreht. Das Koppelglied 12 überträgt diese Bewegung auf das Lenkgetriebe 6, so dass dieses in Richtung des Pfeils 17 (siehe 1) verschwenkt wird. Hieraus resultiert vor allem eine Verlagerung entgegen der Richtung X, d. h. das Lenkgetriebe 6 wird in seine gestrichelt dargestellte Arbeitsposition bewegt. Da das Lenkgetriebe 6 hinter einer vertikalen Ebene 21, die die Anlenkpunkte 8 miteinander verbindet, angeordnet ist, führt die dargestellt Bewegung dazu, dass die Anlenkpunkte 8 zur Fahrzeuglängsachse hin verlagert werden. Wie bereits zuvor schematisch beschrieben, führt diese Verlagerung zu einer Bewegung der Räder 2 in Richtung Vorspur.
Insgesamt ergibt sich aus der dargestellten Anordnung folgende Wirkung: das Einfedern der Räder 2 führt grundsätzlich zu einer Bewegung der Räder 2 in Richtung Nachspur, wobei dies auch für unabhängige Bewegungen der Räder 2 gilt. Bei einer gemeinsamen Bewegung der Räder 2 wird über den Stabilisator 5 das Lenkgetriebe so verlagert, dass der durch das Einfedern erzeugten Verlagerung der Räder entgegen gewirkt wird.
Das Maß dieser Kompensation ist durch die geometrische Auslegung des Koppelgliedes 12 einstellbar. Vorzugsweise wird dies Kompensation so eingestellt, dass das wankuntersteuernde Verhalten des Fahrzeugs nicht verloren geht.

Claims

Lenkbare Achse für ein Kraftfahrzeug mit Einzelradaufhängung der Räder (2), einem Stabilisator (5) zur Kopplung der Räder (2) und einem Lenkgetriebe (6), das über Spurstangen (7) mit den Rädern (2) verbunden ist und so angeordnet ist, dass bei einem Einfedern der Räder (2) die Räder (2) in Richtung Nachspur verstellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebe (6) in Fahrzeuglängsrichtung (X) bewegbar gehalten ist und ein Koppelglied (12) zwischen dem Stabilisator (5) und dem Lenkgetriebe (6) vorgesehen ist, das das Lenkgetriebe (6) bei beidseitigem Einfedern der Räder (2) verschiebt.
Lenkbare Achse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebe (6) zur Bewegung der Räder (2) in Richtung Nachspur in der Normallage des Kraftfahrzeuges in Einfederrichtung der Räder (2) oberhalb einer von Anlenkpunkten (8) der Spurstangen (7) an den Rädern (2) gebildeten horizontalen Ebene (20) angeordnet ist, dass der Stabilisator (5) als Drehstabstabilisator ausgebildet ist und dass das Koppelglied (12) mittig am Stabilisator (5) angeordnet ist und eine Drehbewegung des Stabilisators (5) als Längsbewegung in Fahrzeuglängsrichtung (X) auf das Lenkgetriebe (6) überträgt, die das Lenkgetriebe (6) von einer von Anlenkpunkten (8) der Spurstangen (7) an den Rädern (2) gebildeten vertikalen Ebene (21) fortbewegt.
Lenkbare Achse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebe (6) schwenkbar gelagert ist.