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DE102024002178A1 - Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug - Google Patents

Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug

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Publication number
DE102024002178A1
DE102024002178A1 DE102024002178.7A DE102024002178A DE102024002178A1 DE 102024002178 A1 DE102024002178 A1 DE 102024002178A1 DE 102024002178 A DE102024002178 A DE 102024002178A DE 102024002178 A1 DE102024002178 A1 DE 102024002178A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steering
connecting rod
motor vehicle
steering device
drives
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024002178.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Christian Mosler
Victor Kühn
Wolfgang Moedinger
Vivien-Kathrin Barbara Gasch
Philipp Sickiner
Ruochen Yang
Lothar Paprotta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mercedes Benz Group AG filed Critical Mercedes Benz Group AG
Priority to DE102024002178.7A priority Critical patent/DE102024002178A1/de
Publication of DE102024002178A1 publication Critical patent/DE102024002178A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08Front or rear portions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0418Electric motor acting on road wheel carriers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/20Links, e.g. track rods

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (2).
Erfindungswesentlich ist dabei,
- ein Lenkträger (3) vorgesehen ist, an welchem zwei Lenkantriebe (4a, 4b) angeordnet sind, die jeweils einen Lenkstockhebel (5a, 5b) aufweisen, über welchen sie mit einer Spurstange (6a, 6b) eines zugehörigen Radträgers (7a, 7b) verbindbar sind,
- der Lenkträger (3) und die beiden Lenkantriebe (4a, 4b) eine vorgefertigte Baueinheit bilden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Lenkeinrichtung.
  • Aus der US 2001 / 0 054 801 A1 ist eine gattungsgemäße Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, die einen Lenkerarm mit einer Längsachse aufweist, der an jedem Ende zur Verbindung mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Zudem ist ein Kolben vorgesehen, der an dem Lenkerarm befestigt ist, sowie ein rohrförmiges Element, das koaxial und verschiebbar bezüglich des Lenkerarms angeordnet ist.
  • Aus der DE 10 2016 203 984 A1 ist eine weitere gattungsgemäße Lenkeinrichtung mit einem einzeln lenkbaren Fahrzeugrad bekannt, das an einem Fahrzeugchassis um eine Längsachse schwenkbar und federnd angebracht ist. Zudem ist ein Lenkmotor vorgesehen, mit welchem das Fahrzeugrad durch elektrische Steuersignale vorgegebene Drehwinkel um die Längsachse schwenkbar ist. Um eine vereinfachte Bauweise erreichen zu können, ist das Fahrzeugrad auf seiner dem Fahrzeugchassis zugewandten Innenseite mit einem Radschwenkhebel versehen, mit dem es um die Längsachse schwenkbar ist. Weiter vorgesehen ist ein Motorschwenkhebel, der um eine mittels des Lenkmotors parallel zur Längsachse ausgerichtete Schwenkachse verschwenkbar ist, wobei der schwenkbare Endbereich des Motorschwenkhebels und der schwenkbare Endbereich des Radschwenkhebels mittels einer angelenkten Koppelstange miteinander verbunden sind, sodass eine vom Lenkmotor bewirkte Verschwenkung des Motorschwenkhebels eine Verschwenkung des Radschwenkhebels bewirkt.
  • Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lenkeinrichtungen ist, dass diese bei einer Einzelradlenkung jeweils separat an einer Karosserie des Kraftfahrzeuges angebaut werden, wodurch eine ganze Reihe von karosserieseitigen Parametern Einfluss auf eine korrekte Funktion der Lenkeinrichtung nehmen. Hierdurch wird insbesondere eine Montage solcher Lenkeinrichtungen an der Karosserie des Kraftfahrzeugs aufwendig und damit teuer.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt daher mit dem Problem, für eine Lenkeinrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, mittels welcher insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise überwunden werden können.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, für eine Einzelradlenkung nicht mehr wie bislang zwei separate Lenkeinrichtungen mit jeweils einem Lenkantrieb jeweils getrennt mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs zu verbinden, sondern eine als vorgefertigte Baugruppe ausgebildete Lenkeinrichtung mit zwei Lenkantrieben zu schaffen, die an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs angebunden wird und mit der bislang bei zwei getrennten Lenkeinrichtungen auftretende karosserieseitige Einflüsse vermieden werden können. Die erfindungsgemäße Lenkeinrichtung besitzt dabei einen Lenkträger, an welchem zwei Lenkantriebe, beispielsweise zwei Elektromotoren, angeordnet sind, die jeweils einen Lenkstockhebel aufweisen, über welchen sie mit einer Spurstange eines zugehörigen Radträgers verbindbar sind. Der jeweilige Lenkstockhebel ist dabei drehfest mit dem zugehörigen Lenkantrieb verbunden. Der Lenkträger und die beiden Lenkantriebe bilden dabei die zuvor erwähnte vorgefertigte Baueinheit und können somit in vormontiertem Zustand an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs angebaut werden. Durch die über den Lenkträger starre Verbindung der beiden Lenkantriebe zueinander können insbesondere karosserieseitige Einflüsse vermieden, zumindest aber minimiert werden. Der Lenkträger kann dabei rahmenartig ausgebildet sein und dadurch eine hohe Steifigkeit aufweisen. Hierdurch lässt sich eine Montage der Lenkeinrichtung an einem Kraftfahrzeug im Vergleich zu zwei separaten Lenkeinrichtungen, wie diese aus dem Stand der Technik zu montieren waren, deutlich vereinfachen, wodurch sowohl Zeit- als auch Kostenvorteile erzielbar sind.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung sind an dem Lenkträger zwei, insbesondere einstückig mit diesem ausgebildete, und von diesem abstehende Kragarme angeordnet, über welche die Lenkeinrichtung an einem Querträger eines Kraftfahrzeugs befestigbar ist. Die beiden Kragarme können dabei beispielsweise mit dem Lenkträger verschweißt werden, wobei alternativ zur einstückigen Ausbildung auch eine Verschraubung in Frage kommt. Vorzugsweise sind die beiden Kragarme jedoch mit dem Lenkträger verschweißt. Hierdurch lässt sich ein aus Kragarmen und Lenkträger bestehender Lenkrahmen schaffen, der eine vergleichsweise hohe Steifigkeit aufweist und dadurch nicht nur eine zuverlässige Fixierung der Lenkantriebe ermöglicht, sondern zugleich auch eine Aussteifung der Karosserie bewirken kann, insbesondere, sofern der Lenkträger an seinen jeweiligen Längsenden mit zwei Längsträgern der Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung ist eine Koppelstange vorgesehen, über welche die beiden Lenkstockhebel miteinander verbunden sind. Hierdurch können im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Einzelradlenkungen erhebliche Vorteile geschaffen werden, da für die Lenkbewegung beider Räder beide Lenkantriebe verwendet werden können. Hierdurch ist auch bei einer Geradeausfahrt keine ständige Bestromung des Lenkantriebs zum Spurhalten erforderlich, da die beiden Räder hinsichtlich ihrer Spur über die Koppelstange miteinander gekoppelt sind. Hierdurch kann ein deutlich verbesserter Geradeauslauf erreicht werden, der zudem energiearm bereitgestellt werden kann. Darüber hinaus können auch beim Lenken die Rückstellkräfte des jeweiligen gegenüberliegenden Rades genutzt werden, wodurch die Lenkeinrichtung insgesamt gewichtsoptimiert ausgebildet werden kann. Ein weiterer großer Vorteil liegt darin, dass eine Lenkbewegung selbst beim Ausfall einer der beiden Lenkantriebe immer noch möglich ist, wodurch ein redundantes und zuverlässig arbeitendes Lenksystem geschaffen werden kann, wodurch zumindest indirekt auch die Fahrsicherheit erhöht werden kann.
  • Zweckmäßig ist die Koppelstange über zwei Kugelgelenke mit den beiden Lenkstockhebeln verbunden. Über die beiden Kugelgelenke wird eine Momenteneinleitung bzw. eine Momentenübertragung von der Koppelstange in einen der Lenkstockhebel, oder umgekehrt zuverlässig vermieden, wodurch zusätzliche Belastungen reduziert und die Lebensdauer der Lenkeinrichtung erhöht werden können.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung bilden die beiden Lenkstockhebel, die Koppelstange und der Lenkträger ein Trapez, wobei der Lenkträger parallel zur Koppelstange, hier in Fahrzeugquerrichtung, verläuft und kürzer als die Koppelstange ausgebildet ist. Hierdurch kann ein bezüglich auftretender Lenkkräfte besonders günstiges Trapez geschaffen werden, welches zudem bauraumoptimiert angeordnet werden kann.
  • Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung weist die Koppelstange zwei Teile auf, die teleskopartig zu einander bewegbar sind. Hierdurch ist es möglich, eine als Baueinheit geschaffene Einzelradlenkung bereitzustellen, mittels welcher jedes Rad ausschließlich von dem zugehörigen Lenkantrieb gelenkt wird. Eine Lenkkraftübertragung an das andere Rad ist mittels einer derartigen teleskopartigen Lenkstange ausgeschlossen.
  • Zweckmäßig sind die beiden Teile der Koppelstange über eine schließbare Kupplung miteinander verbunden. Um bei einem Ausfall einer der beiden Lenkantriebe ein Lenken auch des anderen Rades bewerkstelligen zu können, kann die Koppelstange mittels der vorgesehenen Kupplung von teleskopierbar in starr umgeschaltet werden, sodass beide Fahrzeugräder über lediglich einen einzigen Lenkantrieb lenkbar sind. Durch das „starr“ Schalten der Koppelstange kann darüber hinaus ein Geradeauslauf verbessert werden sowie auch eine Rückstellung bei einer Kurvenausfahrt genutzt werden.
  • Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Kraftfahrzeug mit einer in den vorherigen Absätzen beschriebenen Lenkeinrichtung anzugeben, wodurch sich die bezüglich der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung beschriebenen Vorteile auch auf das Kraftfahrzeug übertragen lassen. Konkret liegen diese Vorteile insbesondere darin, dass die vorfertigbare Lenkeinrichtung einfacher und vorzugsweise frei von karosserieseitigen Einflüssen an dem Kraftfahrzeug angebaut werden kann. Dabei ist insbesondere denkbar, dass die gesamte Lenkeinrichtung lediglich über ihren Lenkträger, über beispielsweise zwei Befestigungspunkten mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs fixiert wird, wodurch eine besonders montagefreundliche Produktion erreicht werden kann. Der Lenkträger kann selbstverständlich auch an einem Integralträger oder einem Motorträger, beispielsweise einem Fahrzeugquerträger, fixiert werden, wobei auch denkbar ist, dass der Lenkträger der Lenkeinrichtung an seinen beiden Längsenden mit zwei zugehörigen Längsträgern der Karosserie und über seine beiden Kragarme mit einem Motorträger bzw. einem Querträger der Karosserie verbunden wird. Durch eine Lenkeinrichtung mit einem Lenkträger mit daran angeordneten Kragarmen kann dabei eine Art Rahmen geschaffen werden, der eine besonders steife Ausbildung erlaubt.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs sind beide Lenkstockhebel an ihrem jeweiligen ersten Längsende drehfest mit einem zugehörigen Lenkantrieb und an ihrem gegenüberliegenden zweiten Längsende drehfest mit einer zugehörigen Spurstange und dazwischen drehbar mit der Koppelstange verbunden. Hierdurch kann ein Trapez geschaffen werden, bei welchem die Koppelstange in gleicher Richtung wie die Spurstangen bewegt wird. Dadurch kann je nach Anordnung eines Motors eine besonders günstige und bauraumoptimierte Bauweise erreicht werden. Auch lassen hierdurch vergleichsweise große Lenkwinkel erreichen.
  • Alternativ ist auch denkbar, dass beide Lenkstockhebel an einem jeweiligen ersten Längsende drehbar mit der Koppelstange und an einem jeweiligen zweiten Längsende drehbar mit einer zugehörigen Spurstange und dazwischen drehfest mit einem zugehörigen Lenkantrieb verbunden sind. In diesem Fall bewegt sich somit die Koppelstange gegenläufig zu den Spurstangen, wobei in diesem Zusammenhang von einem gegenläufigen Trapez gesprochen wird. Auch mit einer derartigen Anordnung der Lenkstockhebel, der Koppelstange und der zugehörigen Spurstangen kann eine besonders bauraumoptimierte und insbesondere auch schmale Bauweise erreicht werden.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den durch die Ansprüche definierten Rahmen der Erfindung zu verlassen. Vorstehend genannte und nachfolgend noch zu nennende Bestandteile einer übergeordneten Einheit, wie z.B. einer Einrichtung, einer Vorrichtung oder einer Anordnung, die separat bezeichnet sind, können separate Bauteile bzw. Komponenten dieser Einheit bilden oder integrale Bereiche bzw. Abschnitte dieser Einheit sein, auch wenn dies in den Zeichnungen anders dargestellt ist.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch,
    • 1 eine Ansicht auf eine Karosserie eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einer eingebauten und erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung,
    • 2 eine Darstellung wie in 1, jedoch bei einer Ansicht von unten,
    • 3 eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung,
    • 4 eine Darstellung wie in 3, jedoch bei einer Ansicht von unten und mit zusätzlichen Radträgern und Bremsen,
    • 5 eine weitere mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung mit einer Koppelstange mit einer Kupplung und einem gegenläufigen Lenktrapez.
  • Entsprechend den 1 - 5 weist eine erfindungsgemäße Lenkeinrichtung 1 für ein ebenfalls erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 2 einen Lenkträger 3 auf, an welchem zwei separate Lenkantriebe 4a, 4b, beispielsweise Elektromotoren, angeordnet sind, die jeweils einen Lenkstockhebel 5a, 5b aufweisen, über welchen sie mit einer Spurstange 6a, 6b eines zugehörigen Radträgers 7a, 7b verbunden sind. Der Lenkträger 3 mit den beiden Lenkantrieben 4a, 4b bildet dabei eine vorgefertigte Baueinheit, wodurch die Montage an einer Karosserie 8 des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 2 deutlich vereinfacht wird.
  • Bei bislang aus dem Stand der Technik bekannten Lenkeinrichtungen mit zwei separaten Lenkantrieben wurden diese jeweils separat an der Karosserie des Kraftfahrzeugs angeordnet, wodurch erhebliche karosseriebedingte Einflüsse auf die jeweilige Lenkeinrichtung zu berücksichtigen waren, was sowohl die Montage als auch die Sicherstellung einer zuverlässigen Funktion der Lenkeinrichtungen schwierig, aufwendig und damit auch teuer gestaltete. Mittels der erfindungsgemäß als vorgefertigte Baueinheit ausgebildeten Lenkeinrichtung 1 können die karosseriebedingten Einflüsse vermieden, zumindest aber deutlich reduziert werden, wodurch sowohl die Montage als auch die Fertigung des Kraftfahrzeugs 2 deutlich vereinfacht und damit deutlich kostengünstiger gestaltet werden kann. Dies liegt insbesondere daran, dass die beiden Lenkantriebe 4a, 4b bereits relativ zueinander am Lenkträger 3 fixiert sind.
  • Betrachtet man den Lenkträger 3 näher, so kann man erkennen, dass an diesem abstehende Kragarme 9a, 9b angeordnet sind, die beispielsweise einstückig mit dem Lenkträger 3 ausgebildet oder über separate Befestigungsmittel, wie beispielsweise Schrauben, an diesem angebunden werden. Über die Kragarme 9a, 9b ist eine weitere Befestigung der als vorgefertigte Baueinheit ausgebildeten Lenkeinrichtung 1 an der Karosserie 8 des Kraftahrzeug 2 möglich. Sowohl der Lenkträger 3 als auch die Kragarme 9a, 9b können dabei als Rahmenprofil bzw. als Hohlprofil ausgebildet werden, wodurch eine besonders hohe Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Materialeinsatz erreicht werden kann. Die beiden Lenkantriebe 4a, 4b können dabei in zugehörigen Aufnahmen 10a, 10b am Lenkträger 3 angeordnet sein, wodurch eine zuverlässige Fixierung der Lenkantriebe 4a, 4b gewährleistet werden kann. Die Lenkantriebe 4a, 4b können auch direkt über ihre Rotorwelle mit einem zugehörigen Lenkstockhebel 5a, 5b verbunden werden, wie dies entsprechend den 1 - 4 gezeigt ist, oder über einen entsprechenden Ritzelantrieb, wie dies beispielsweise entsprechend der 5 dargestellt ist. In diesem Fall ist somit eine Drehachse der jeweiligen Lenkstockhebel 5a, 5b parallel zu einer Rotorachse des jeweils zugehörigen Lenkantriebs 4a, 4b versetzt.
  • Betrachtet man die erfindungsgemäße Lenkeinrichtung 1 weiter, so kann man erkennen, dass in den gezeigten Ausführungsformen immer, generell jedoch lediglich optional, eine Koppelstange 11 vorgesehen ist, über welche die beiden Lenkstockhebel 5a, 5b miteinander verbunden sind. Die Koppelstange 11 ermöglicht dabei eine Übertragung einer Lenkkraft von beispielsweise dem Lenkantrieb 4a auf den Lenkstockhebel 5b sowie auch eine Übertragung einer Lenkkraft des Lenkantriebs 4b auf den Lenkstockhebel 5a. Mit einer derartigen Koppelstange 11 können dabei weitere Vorteile erzielt werden, wie beispielsweise eine redundante Ausführung, sodass bei einem Ausfall eines der beiden Lenkantriebe 4a, 4b eine Lenkung der Fahrzeugräder vom noch funktionierenden anderen Lenkantrieb 4b, 4a übernommen werden kann. Zudem kann mittels einer derartigen Koppelstange 11 auch ein deutlich verbesserter Geradeauslauf erreicht werden, da sich die beiden Räder hinsichtlich ihrer Spur gegenseitig beeinflussen. Ist eine derartige Koppelstange 11 nicht vorhanden, müssen auch für einen einwandfreien Geradeauslauf beide Lenkantriebe 4a, 4b bestromt werden, was im Falle des Vorhandenseins einer derartigen Koppelstange 11 nicht oder nur in stark reduzierter Form erforderlich ist. Auch können bei einer Kurvenfahrt die Radrückstellkräfte des jeweiligen anderen Rades mit genutzt werden, wodurch auch hier ein deutlich energieärmerer Betrieb ermöglicht wird. Insbesondere, sofern das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug 2 als Elektrofahrzeug ausgebildet ist, stellt diese eine erhebliche Reduzierung des zur Lenkung erforderlichen Energiebedarfs dar, was zu einem geringeren Energieverbrauch und darüber indirekt zu einer höheren Reichweite führt.
  • Die Koppelstange 11 kann dabei als starre Stange ausgebildet sein oder aber zwei Teile 12a, 12b aufweisen, die teleskopartig zueinander bewegbar sind. Eine derartige Teleskopierbarkeit der Koppelstange 11 ermöglicht es zudem, die beiden Fahrzeugräder unabhängig voneinander zu lenken. Um dabei sowohl eine unabhängige, als auch eine abhängige Lenkung erreichen zu können, kann darüber hinaus eine schließbare Kupplung 13 (vergleiche die 3 und 5) vorgesehen sein, welche in geöffnetem Zustand eine Längenveränderung der Koppelstange 11 zulässt, während bei geschlossener Kupplung 13 eine derartige Längenveränderung der Koppelstange 11 nicht möglich ist und dadurch ein direkter Kraftübertrag von dem einen Lenkstockhebel 5a auf den gegenüberliegenden Lenkstockhebel 5b oder umgekehrt erfolgt.
  • Die beiden Lenkstockhebel 5a, 5b, die Koppelstange 11 und der Lenkträger 3 können dabei ein Trapez bilden, wie dies beispielsweise entsprechend der 4 dargestellt ist, wobei in diesem Fall die Koppelstange 11 länger ist als der Lenkträger 3.
  • Bei den entsprechend den 1 - 4 dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung 1 bewegt sich die Koppelstange 11 gleichgerichtet zu den beiden Spurstangen 6a, 6b, während bei der Anordnung entsprechend der 5 beim Lenken eine gegenläufige Bewegung der Koppelstange 11 zu den beiden Spurstangen 6a, 6b zu erkennen ist.
  • Dies liegt insbesondere daran, dass entsprechend den 1 - 4 beide Lenkstockhebel 5a, 5b an ihrem jeweiligen ersten Längsende drehfest mit einem zugehörigen Lenkantrieb 4a, 4b, beispielsweise mit dessen Rotorwelle, und an einem gegenüberliegenden zweiten Längsende drehbar mit einer zugehörigen Spurstange 6a, 6b verbunden sind. Zwischen den beiden Längsenden sind dabei die beiden Lenkstockhebel 5a, 5b drehbar, d. h. gelenkig, mit der Koppelstange 11 verbunden. Eine drehbare bzw. gelenkige Anbindung der Lenkstockhebel 5a, 5b an die Koppelstange 11 kann dabei beispielsweise über Kugelgelenke erfolgen. Derartige Kugelgelenke können auch zwischen dem Lenkstockhebel 5a, 5b und der zugehörigen Spurstange 6a, 6b, angeordnet sein. In diesem Fall spricht man von einem gleichläufigen Trapez.
  • Betrachtet man nun die 5, so kann man erkennen, dass dort die beiden Lenkstockhebel 5a, 5b an einem jeweiligen ersten Längsende drehbar mit der Koppelstange 11, beispielsweise über ein Kugelgelenk, und an einem gegenüberliegenden zweiten Längsenden drehbar mit einer zugehörigen Spurstange 6a, 6b und dazwischen drehfest mit einem zugehörigen Lenkantrieb 4a, 4b verbunden sind. Hierdurch wird eine Bewegung der Spurstangen 6a, 6b gegenläufig zur Bewegung der Koppelstange 11 bewirkt.
  • Betracht man nochmals die 1 und 2, so kann man erkennen, dass die Lenkeinrichtung 1 über ihren Lenkträger 3 mit zwei Längsträgern 14a, 14b und über die beiden mit dem Lenkträger 3 verbundenen Kragarme 9a, 9b mit einem zugehörigen Querträger 15 des Kraftahrzeugs 2 verbunden ist. Hierdurch kann eine besonders steife Verbindung zwischen der Lenkeinrichtung 1 einerseits und der Karosserie 8 des Kraftahrzeug 2 andererseits erreicht werden.
  • Die beiden Lenkantriebe 4a, 4b sind dabei beabstandet zu einer Fahrzeugmitte angeordnet, wodurch eine besonders bauraumoptimierte Lösung angeboten werden kann. Insgesamt kann mit der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung 1 eine äußerst schmale bauende und insbesondere elektrisch zentral, beispielsweise mittels eines Elektromotors 16, angetriebene Achse geschaffen werden, wobei mittels der Koppelstange 11 und den beiden Lenkantrieben 4a, 4b eine sowohl mechanische als auch elektrisch gekoppelte Blocklenkungs-Baueinheit geschaffen werden kann.
  • Hierdurch lassen sich maximale Rad Lenkwinkel auch mit gegenläufigen Lenktrapezen von ca. 50° oder sogar deutlich darüber erreichen.
  • Um eine Achsbreite weiter verringern zu können, kann darüber hinaus ein Stabilisator 17 unterhalb einer Radachse im Radschwenkbereich und auch unterhalb eines Längsträger 14a, 14b angeordnet werden. Radbremssättel 18a, 18b können dabei auch vor einer Radmitte angeordnet werden.
  • Generell kann mit der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung 1 eine elektrisch angetriebene und schmale bauende Vorderachse mit sehr großen Radlenkwinkeln geschaffen werden, wobei zudem eine große Freiheit, einer kinematischen Anordnung der beiden inneren - jeder für sich motorisierten - Lenkstockhebel 5a, 5b im gegenläufigen Lenktrapez erreicht werden kann. Durch die Koppelstange 11 können sich darüber hinaus die beiden Lenkantriebe 4a, 4b unterstützen.
  • Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäße Lenkeinrichtung 1 die Möglichkeit, die beiden Lenkantriebe 4a, 4b kleiner und dadurch kostengünstig und auch leichter auszulegen, insbesondere, sofern, bei einem Parkieren mit einem großen Lenkeinschlag eine mechanische Kopplung der beiden Fahrzeugräder mittels der Koppelstange 11 erfolgt. Mittels der Koppelstange 11 wird insbesondere auch bei einer Geradeausfahrt weniger Energie verbraucht und gleichzeitig kann ein stabiler Geradeauslauf auch bei hohen Geschwindigkeiten sichergestellt werden. Zudem kann durch eine gezielte mechanische Kopplung mittels der Koppelstange 11 bei bestimmten Fahrzuständen der Energiebedarf durch Nutzung von Rückstellmomenten des gegenüberliegenden Fahrzeugrates reduziert werden. Ein weiterer großer Vorteil besteht in der besseren Lenkbarkeit des Kraftfahrzeugs 2 im Fehlerfall, d. h. beispielsweise, wenn einer der beiden Lenkantriebe 4a, 4b ausfällt. In diesem Fall kann bei geschlossener Kupplung 13 trotzdem noch ein problemloses Lenken erfolgen.
  • 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
    • US 2001 / 0 054 801 A1 [0002]
    • DE 10 2016 203 984 A1 [0003]

Claims (11)

  1. Lenkeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (2), dadurch gekennzeichnet, dass - ein Lenkträger (3) vorgesehen ist, an welchem zwei Lenkantriebe (4a, 4b) angeordnet sind, die jeweils einen Lenkstockhebel (5a, 5b) aufweisen, über welchen sie mit einer Spurstange (6a, 6b) eines zugehörigen Radträgers (7a, 7b) verbindbar sind, - der Lenkträger (3) und die beiden Lenkantriebe (4a, 4b) eine vorgefertigte Baueinheit bilden.
  2. Lenkeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Lenkträger (3) zwei einstückig mit diesem ausgebildete oder mit diesem verbundene und von diesem abstehende Kragarme (9a, 9b) angeordnet sind, über welche die Lenkeinrichtung (1) an einem Querträger (15) eines Kraftfahrzeugs (2) befestigbar ist.
  3. Lenkeinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Koppelstange (11) vorgesehen ist, über welche die beiden Lenkstockhebel (5a, 5b) miteinander verbunden sind.
  4. Lenkeinrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelstange (11) über zwei Kugelgelenke mit den beiden Lenkstockhebeln (5a, 5b) verbunden ist.
  5. Lenkeinrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lenkstockhebel (5a, 5b), die Koppelstange (11) und der Lenkträger (3) ein Trapez bilden, wobei der Lenkträger (3) parallel zur Koppelstange (11) verläuft und kürzer als diese ausgebildet ist.
  6. Lenkeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die Koppelstange (11) zwei Teile (12a, 12b) aufweist, die teleskopartig zueinander bewegbar sind.
  7. Lenkeinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (12a, 12b) über eine schließbare Kupplung (13) miteinander verbunden sind.
  8. Kraftfahrzeug (2) mit einer Lenkeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  9. Kraftfahrzeug (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkeinrichtung (1) über ihren Lenkträger (3) mit zwei Längsträgern (14a, 14b) und über zwei mit dem Lenkträger (3) verbundene Kragarme (9a, 9b) mit einem Querträger (15) einer Karosserie (8) des Kraftfahrzeugs (2) verbunden sind.
  10. Kraftfahrzeug (2) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass beide Lenkstockhebel (5a, 5b) an einem ersten Längsende drehfest mit einem zugehörigen Lenkantrieb (4a, 4b) und an einem gegenüberliegenden zweiten Längsende drehbar mit einer zugehörigen Spurstange (6a, 6b) und dazwischen drehbar mit der Koppelstange (11) verbunden sind.
  11. Kraftfahrzeug (2) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass beide Lenkstockhebel (5a, 5b) an einem ersten Längsende drehbar mit der Koppelstange (11) und an einem zweiten Längsende drehbar mit einer zugehörigen Spurstange (6a, 6b) und dazwischen drehfest mit einem zugehörigen Lenkantrieb (4a, 4b) verbunden sind.
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