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WO2020025083A1 - Relativführungsvorrichtung für eine radträgerseitig angeordnete lenkanordnung - Google Patents

Relativführungsvorrichtung für eine radträgerseitig angeordnete lenkanordnung Download PDF

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WO2020025083A1
WO2020025083A1 PCT/DE2019/100637 DE2019100637W WO2020025083A1 WO 2020025083 A1 WO2020025083 A1 WO 2020025083A1 DE 2019100637 W DE2019100637 W DE 2019100637W WO 2020025083 A1 WO2020025083 A1 WO 2020025083A1
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WO
WIPO (PCT)
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steering
guide
relative
wheel
steering force
Prior art date
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PCT/DE2019/100637
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik NEES
Michael Frey
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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.)
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Publication date
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Priority to CN201980039688.5A priority patent/CN112262050B/zh
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    • B60G2400/40—Steering conditions
    • B60G2400/41—Steering angle

Definitions

  • the invention relates to a relative guide device for a steering arrangement arranged on the wheel carrier side, and for the spatial guidance and the maintenance of the relative spatial orientation of the steering arrangement with respect to a vehicle body.
  • the invention further relates to a steering force transmission device for transmitting a steering force to a wheel of a vehicle and a wheel suspension for a vehicle, in particular for a motor vehicle.
  • a steering movement on a steering wheel of a vehicle is usually transmitted from the steering wheel to the steerable wheels via a steering gear or via a steering arrangement.
  • the steering gear is designed with shafts and joints as well as gear ratios.
  • a steering booster for a so-called power steering may also be interposed.
  • the steering and wheel suspension unit is firmly connected to the frame. There is no guidance via wishbones, so there is a fixed steering axis that remains stationary during the steering process, apart from jamming along the steering axis.
  • Steering devices with curved wishbones are also known, which are multi-link wheel suspensions with differently arranged wishbones, which have a specially curved shape.
  • the dissolution of the wheel-side articulation points results in a shift of the wheel-side articulation points of all wishbones during the steering movement.
  • the result is a steering axis that moves normally to the horizontal plane in the vehicle coordinate system.
  • the previous solution to introduce a steering torque into the wheel carrier includes a steering actuator and a lever system, consisting of actuator handlebars and track control arms, which transmit the torque to the wheel carrier.
  • Effective torque means the moment on the wheel carrier that is initiated from the actuator via the lever system or lever kinematics.
  • FIG. 7 shows a wheel carrier with a wheel R according to the above statements.
  • the effective moment (ordinate) is plotted against the steering angle (abscissa) in a diagram in FIG. This shows that at high steering angles, from approx. +/- 50 °, the effective torque on the wheel carrier is too low to support the tire forces that arise in a driving situation. This limits the maximum achievable steering angle.
  • a steering device is known from DE 10 2014 004 231 A1 which serves to pivot at least one steerable vehicle wheel which is spring-mounted on a suspension relative to a chassis of a motor vehicle.
  • the steerable vehicle wheel is rotatably mounted on a steering knuckle, a servomotor is also provided, which has a rotatable output shaft, and wherein an articulated shaft is provided which, on the one hand, is non-rotatably connected to the output shaft of the servomotor and, on the other hand, has a toothing which is connected to a engages with the steering knuckle in a rotationally fixed manner such that rotation of the output shaft of the servomotor causes the steerable vehicle wheel to rotate about the pivot axis.
  • the steering device refers to two steered wheels, which are supported by steering knuckles on the axle journal.
  • a steering device which has a steering column which is connected to a undercarriage joint arrangement in a separable manner by a coupling device.
  • a relative guide device for a steering arrangement arranged on the wheel carrier and for spatially guiding and maintaining the relative spatial orientation of the steering arrangement with respect to a vehicle body comprises at least one telescopic movement device for movably connecting the steering arrangement arranged on the wheel carrier with the vehicle body. It is also possible with the telescopic movement device to compensate for any movements of the steering axle of a wheel suspension.
  • a steering arrangement can be moved relative to a vehicle body in such a way that the spatial orientation or alignment of the steering arrangement with respect to the vehicle body is always unchanged.
  • the relative guide device can be shifted within a plane (for example, X-Y plane) or shift a steering arrangement, in particular shift linearly.
  • the relative guide device comprises the at least one telescopic movement device for linearly movable connection of the steering arrangement arranged on the wheel carrier side to the vehicle body.
  • the linearly movable connection can be realized, for example, by means of a linear guide.
  • the telescopic movement device can be fastened with its first end to a guide device of the relative guide device.
  • the first end of the movement device can preferably be fastened to the guide device of the relative guide device in a non-positive and / or positive manner.
  • the telescopic movement device can be fastened movably with its second end to the steering arrangement, in particular can be fastened in an articulated manner.
  • the telescopic movement device advantageously comprises at least one pull-out element and at least one slide bearing device, the at least one pull-out element preferably being guided in a linearly movable manner in the at least one slide bearing device.
  • the relative guide device has a guide device for spatially guiding the movement device.
  • a guide device for spatially guiding the movement device.
  • the guide device can also move or guide the movement device in one plane (for example the X-Y plane), but can also implement guidance along another dimension (for example along the Z axis). In this way it is therefore possible to move the movement device in all three spatial directions with the aid of the guide device.
  • the guide device is advantageously designed as a parallelogram guide.
  • the telescopic movement device can thus be moved a greater distance within one plane (for example the X-Y plane).
  • the parallelogram guide also allows swiveling within a plane (for example, X-Y plane), which increases the freedom of movement of the movement device in one plane or in one movement plane.
  • the movement device is arranged on the guide device. This allows the movement device to be moved on the basis of a movement of the guide device. Of course, this also applies in reverse.
  • the guide device preferably comprises at least one guide element that movably connects the telescopic movement device to a vehicle body.
  • the guide device advantageously has at least one joint to compensate for a relative movement of the telescopic movement device with respect to a vehicle body.
  • the at least one joint is advantageously designed as a ball joint or at least as a swivel joint. It is also advantageous if the at least one joint is arranged at the first end of the at least one guide element.
  • Guide element of the guide device is connected to the telescopic movement device, in particular is attached to the at least one slide bearing device.
  • the guide device comprises at least one connecting element for fastening the telescopic movement device to the at least one guide element.
  • the at least one connecting element is preferably arranged at the second end of the at least one guide element.
  • the at least one connecting element is connected to the at least one guide element via a swivel joint. In this way, the two elements can be rotated relative to one another in one plane (e.g. in an X-Y plane).
  • the guide device preferably comprises two guide elements and two connecting elements.
  • the connecting elements preferably connect the second ends of the two guide elements to one another in a rotatable manner.
  • a ball joint is arranged at the first end of the guide elements and a rotary joint is arranged at the second end of the guide elements.
  • the connecting elements connect the two guide elements to one another at their second end in such a way that, using the rotary joints, the connecting elements are in one plane relative to the guide elements (for example in an X-Y)
  • a second aspect of the present invention comprises a steering force transmission device for transmitting a steering force to a wheel of a vehicle.
  • a steering force transmission device for transmitting a steering force to a wheel of a vehicle preferably comprises:
  • a steering arrangement arranged on the wheel carrier side, which can be arranged on the steering axis of a vehicle wheel, and
  • a steering force transmission shaft for transmitting the steering force from a steering force device arranged on the vehicle body to the steering arrangement.
  • the steering force transmission shaft is designed to be telescopic. In this way, a transmission of the steering force can be continuously ensured with a changing position of the steering axis and thus with a changing position of the steering arrangement relative to the vehicle body.
  • the steering force transmission shaft is designed as a cardan shaft. This allows power transmission despite spatial movement of the steering power transmission shaft.
  • the two cardan joints preferably have the same diffraction angle in order to compensate for irregularities in the cardan shaft. This is made possible in particular by the relative guide device.
  • a housing part of the steering arrangement comprises a receptacle into which a connecting part of the movement device, in particular at the second end of the telescopic movement device, is inserted in order to form a cylindrical joint.
  • the steering arrangement can thus be moved relative to the vehicle body or the steering arrangement relative to the movement device with the aid of the cylinder joint.
  • the steering force transmission shaft comprises two joint yokes, one of which is arranged on the steering arrangement, in particular for realizing a cylinder joint, and the other on the steering force device.
  • the articulated forks advantageously lie in one plane.
  • the steering arrangement is preferably designed as a steering gear or as at least one steering force actuator.
  • the steering gear is advantageously designed as a bevel gear.
  • bevel gears have a palloid toothing.
  • a sensor for detecting the wheel rotation is arranged on the bevel gear, the axis of rotation of which forms the axis of rotation of the vehicle wheel.
  • a third aspect of the present invention includes a suspension for a vehicle.
  • the wheel suspension for a vehicle in particular for a motor vehicle, preferably comprises:
  • the wheel suspension comprises either at least one steering force actuator or one steering force transmission device according to the second aspect.
  • the steering arrangement is designed as a steering gear and the steering arrangement of the steering force transmission device arranged on the wheel carrier side, which is preferably connected to the wheel carrier, can be rotated relative to the wheel carrier is trained.
  • the steering arrangement can always be guided spatially identically to a vehicle body using the relative guide device.
  • the spatial orientation of the steering gear relative to the vehicle body remains the same; even though the wheel carrier rotates, moves up and down and moves back and forth to the vehicle body.
  • the steering force actuator is arranged on the wheel carrier and is designed to be relatively rotatable with respect to the wheel carrier.
  • the at least one steering force actuator can thus always be guided spatially identically to a vehicle body with the aid of the relative guide device.
  • the spatial orientation of the steering force actuator to the vehicle body remains the same; even though the wheel carrier rotates, moves up and down and moves back and forth to the vehicle body.
  • the movement of the steering axis during the steering process can also be compensated for.
  • a housing part of the steering arrangement comprises a receptacle into which a connecting part of the movement device, in particular at the second end of the telescopic movement device, is preferably inserted in order to form a cylindrical joint.
  • the steering arrangement can thus be moved relative to the vehicle body or the steering arrangement relative to the movement device with the aid of the cylinder joint.
  • This idea preferably relates — shown in simplified form — to a relative guide device for a steering arrangement arranged on the wheel carrier side and for spatial guidance and maintaining the relative spatial orientation of the steering arrangement with respect to a vehicle body.
  • the relative guide device preferably ensures that the steering arrangement is guided with the same spatial orientation to the vehicle body.
  • the spatially identically oriented guidance of the steering arrangement means that the steering arrangement comprises, for example, a housing part, the spatial orientation of which is guided unchanged to the vehicle body.
  • the spatially identically oriented guidance of the steering arrangement means that it cannot be rotated spatially, but its normal vector, which is perpendicular to the housing part of the steering arrangement or on the steering arrangement, always remains oriented.
  • the normal vector of the housing part or the steering arrangement is preferably oriented in the direction of the vehicle body, the normal vector advantageously being oriented to the side of the vehicle body on which the relative guide device is arranged.
  • the invention advantageously relates to a steering force transmission device for transmitting a steering force to a wheel of a vehicle and to a wheel suspension for a vehicle, in particular for a motor vehicle.
  • the invention advantageously comprises a bevel gear which sits on top of a wheel carrier and is mounted accordingly, and which is preferably defined via a parallel guide (for example a parallelogram guide or a guide device) with length compensation (movement device) for the frame of a vehicle or is led to a vehicle body.
  • a parallel guide for example a parallelogram guide or a guide device
  • length compensation movement device
  • a double universal joint shaft (cardan shaft) with integrated length compensation is preferably provided for the transmission of the torque that is used to steer a vehicle wheel.
  • the length compensation in the parallel guide and in the cardan shaft via respective joints makes it possible to compensate for an elliptical path of the steering axle and to apply the torque applied by a steering actuator (steering force actuator) directly into the wheel carrier.
  • the steering angle can be detected directly on the wheel carrier, which increases the measuring accuracy and thus permits more precise control of the wheel position.
  • the presented invention advantageously allows a direct introduction of torque and at the same time only represents a slightly higher unsprung mass.
  • a steering angle sensor on the wheel carrier enables the steering angle to be recorded directly and compared with the angle of rotation of the actuator (steering force actuator) in order to increase the measurability.
  • a higher measuring accuracy also enables a more precise control to the desired steering angle.
  • the guide or securing device of the steering arrangement in connection with the cardan shaft preferably ensures tension-free operation of the System. Spring movements and simultaneous changes in the steering angle can also be compensated for.
  • FIG. 1 shows a plan view of a relative guide device according to the invention and of a steering force transmission device according to the invention on a wheel suspension;
  • Fig. 2 is a 3-dimensional view of Fig. 1;
  • Fig. 3 is a side view of Fig. 1 and Fig. 2;
  • FIG. 4 shows a plan view of the relative guide device, steering force transmission device and wheel suspension in a first steering lock
  • FIG. 5 shows a plan view of the relative guide device, steering force transmission device and wheel suspension in the case of a second steering lock
  • FIG. 6 shows a plan view of the relative guide device, steering force transmission device and wheel suspension in the case of a third steering lock
  • Fig. 7 is a plan view of a wheel suspension from the prior art
  • FIG. 8 shows a diagram to illustrate the steering torque of the wheel suspension or the wheel from FIG. 7 with respect to the steering angle
  • FIG. 9 shows a diagram to illustrate the actuator angle of the wheel suspension or the wheel from FIG. 7 with respect to the steering angle.
  • FIG. 1 shows a plan view of a relative guide device 1 according to the invention and of a steering force transmission device 30 according to the invention on a wheel suspension 50.
  • FIG. 2 shows a 3-dimensional view of FIG. 1, FIG. 3 showing a side view of FIGS. 1 and 2.
  • FIGS. 1 to 3 are described together below.
  • 1 to 3 show a wheel suspension 50 for a vehicle, in particular for a motor vehicle.
  • the wheel suspension 50 comprises a wheel carrier 51, a relative guide device 1 and a steering force transmission device 30.
  • the steering arrangement 31, designed as a steering gear 31, can always be guided spatially identically to a vehicle body 40 with the aid of the relative guide device 1.
  • the relative guide device 1 serves to spatially guide the steering gear 31 arranged on the wheel carrier side in such a way that the relative spatial orientation of the steering gear 31 with respect to a vehicle body 40 (only indicated as a reference number) can be maintained.
  • Maintaining the spatial orientation of the steering gear 31 relative to a vehicle body 40 is preferably understood here to mean that the steering gear comprises, for example, a housing part 19, the spatial orientation of which is guided unchanged to the vehicle body 40.
  • maintaining the spatial orientation of the steering gear 31 means that it cannot be rotated spatially, but that its normal vector, which is perpendicular to the housing part 19 of the steering gear 31, always remains oriented.
  • the normal vector of the housing part 19 is aligned in the direction of the vehicle body 40, the normal vector being aligned to the side of the vehicle body 40 on which the relative guide device 1 is arranged.
  • the relative guide device 1 has a telescopic movement device 2 for movably connecting the steering gear 31 arranged on the wheel carrier side to the vehicle body 40.
  • the telescopic movement device 2 has a first end 3 and a second end 4.
  • the telescopic movement device 2 is non-positively attached with its first end 3 to a guide device 5 of the relative guide device 1.
  • the telescopic movement device 2 comprises two extendable elements 21 and two slide bearing devices 22, each extendable element 21 being guided in a linearly movable manner in a slide bearing device 22.
  • the relative guide device 1 has a guide device 5 for spatially guiding the movement device 2.
  • the guide device 5 is designed as a parallelogram guide.
  • the movement device 2 is arranged on the guide device 5, the guide device 5 comprising two guide elements 6, 7.
  • the guide elements 6, 7 connect the telescopic movement device 2 to the vehicle body 40 in a movable manner.
  • the guide device 5 has two joints 16, 17 to compensate for a relative movement of the telescopic movement device 2 with respect to a vehicle body 40.
  • the joints 16, 17 are designed as ball joints, each joint 16, 17 being arranged at the first end 8, 9 of a guide element 6, 7.
  • FIGS. 1, 2 and 3 show that in each case a second end 10, 11 of a guide element 6, 7 of the guide device 5 is fastened to the telescopic movement device 2 or to the slide bearing devices 22.
  • the guide device 5 has two connecting elements 12, 13 for fastening the telescopic movement device 2 to the guide elements 6, 7, where each connecting element 12, 13 is arranged at a second end 10, 11 of the guide elements 6, 7.
  • connection elements 12, 13 are shown in more detail with the respective or corresponding guide element 6, 7, each via a swivel joint 14, 15.
  • the guide device 5 comprises two guide elements 6, 7 and two connecting elements 12, 13, the connecting elements 12, 13 rotatably connecting the second ends 10, 11 of the two guide elements 6, 7 to one another ,
  • a ball joint 16, 17 is arranged at the first end 8, 9 of the guide elements 6, 7 and in each case a swivel joint 14, 15 at the second end 10, 11 of the guide elements 6, 7.
  • connecting elements 12, 13 are connected to the guide elements 6, 7 at their second ends 10, 11 in such a way that the connecting elements 12, 13 can be rotated relative to the guide elements 6, 7 by means of the swivel joints 14, 15.
  • FIGS. 1 to 3 also show a steering force transmission device 30 for transmitting a steering force to a wheel R of a vehicle.
  • the steering force transmission device 30 has a steering gear 31 arranged on the wheel carrier side, which is arranged on the steering axis L of a vehicle wheel R, and a steering force transmission shaft 32 for transmitting the steering force from one to the other Vehicle body 40 arranged steering force device 33 to the steering gear 31.
  • the steering force transmission shaft 32 is designed to be telescopic in order to continuously ensure transmission of the steering force when the position of the steering axis L and thus the steering gear 31 relative to the vehicle body 40 changes.
  • the steering force transmission shaft 32 is designed as a cardan shaft, the two cardan joints having the same deflection angle to compensate for irregularities in the cardan shaft 32.
  • FIGS. 1 to 3 also show that a housing part 19 of the steering gear 31 comprises a receptacle 20 into which a connecting part 18 of the movement device 2 is inserted in order to form a cylindrical joint.
  • the receptacle 20 is formed at the second end 4 of the telescopic movement device 2.
  • the steering force transmission shaft 32 has two joint yokes, one of which is arranged on the steering gear 31 and the other on the steering force device 33. Both joint forks are designed so that they lie in one plane.
  • the steering gear 31 is designed as a bevel gear, where the bevel gears 34, 35 have a palloid toothing.
  • a sensor 36 (only indicated as a reference number) for detecting the wheel rotation is arranged.
  • the wheel suspension 50 it is also possible for the wheel suspension 50 to have a steering force actuator (not shown).
  • the steering force actuator is arranged on the wheel carrier 51 and is designed to be relatively rotatable with respect to the wheel carrier 51, so that the steering force actuator can always be guided spatially identically to a vehicle body 40 with the aid of the relative guide device 1.
  • the steering force actuator differs in an alternative to a steering gear in that the steering force is generated directly on the wheel carrier and does not have to be transferred to the wheel carrier.
  • FIGS. 1 to 3 are described again, but in other words.
  • FIGS. 1 to 3 show the concept of a steering system or wheel suspension 50 for a vehicle, in particular for a motor vehicle.
  • the steering force device 33 is attached to the vehicle or to the body 40 in a frame-fixed manner.
  • a double universal joint shaft, or cardan shaft for short, with integrated length compensation is used to transmit the moments.
  • the angular error is compensated for and the torque can be passed on to the wheel carrier 51 without fluctuations.
  • the steering gear 31 including the bevel gear stage is responsible for the direct introduction of the torque into the wheel carrier 51.
  • the bevel gear stage is necessary in the present design so that the moment can be deflected by 90 ° in its direction of action.
  • the steering gear 31 is completely supported by means of suitable components. Particularly shown in FIGS. 2 and 3, there is a receptacle 20 for the relative guide device 1 at the left end of the housing part 19.
  • the cylinder joint realized by the receptacle 20 and the connecting part 18, ensures that the entire system can compensate for the spring and rebound movement.
  • a further compensation of an angular movement (camber on the wheel R during the steering process) can be omitted, since the kinematics of the wheel suspension 50 result in a movement that is free of camber over the steering process.
  • a toothing was selected as the toothing of the bevel gears, which is characterized by a high degree of coverage and smooth running.
  • the bearing seat is located directly on the shaft journal of the wheel carrier 51, on which the torque is introduced.
  • Another aspect in the implementation of the steering system or the wheel suspension 50 is the guidance of the steering gear 31 to the frame or to the vehicle body 40. This must ensure that the housing rear wall or the housing part 19 is guided parallel to the frame connection / to the vehicle body 40 , As already mentioned several times in the present description, such a guidance is implemented by the relative guidance device 1.
  • FIG. 1 is briefly described again below.
  • FIG. 1 shows the components of the wheel suspension 50, the relative guide device 1 and the steering force transmission device 30.
  • the relative guide device 1 consists of a guide device 5, which subsequently guides a variable-length or telescopic movement device 2, which contributes to the compensation of the steering axis movement.
  • the wheel stroke movement is additionally secured. Furthermore, the variability in length is realized via two rods or extendable elements 21 which are attached to the parallel guide or to the guide device 5 via slide bushes or slide bearing devices 22.
  • the parallel guide or the relative guide device 1 has two ball joints for realizing the wheel stroke movement. Cylinder joints are used towards the wheel carrier 51, since the wheel stroke movement is not yet to be compensated for at this point.
  • the steering force transmission shaft 32 per se has a spline profile for transmitting the torques and two universal joints which allow the moments to be diverted by a certain angle.
  • the required variability in length of the steering force transmission shaft 32 results from the kinematics of the steering axle, and thus from the kinematics of the wheel suspension 50.
  • FIG. 4 shows a top view of the relative guide device 1 according to the invention, the steering force transmission device 30 and the wheel suspension 50 during a first steering lock.
  • FIG. 5 shows a top view of the relative guide device 1 according to the invention, the steering force transmission device 30 and the wheel suspension 50 during a second steering lock.
  • FIG. 6 shows a plan view of the relative guide device 1 according to the invention, the steering force transmission device 30 and the wheel suspension 50 in the case of a third steering lock.
  • FIG. 7 shows a plan view of a wheel suspension from the prior art
  • FIG. 8 shows a diagram to illustrate the steering torque of the wheel suspension or the wheel from FIG. 7 with respect to the steering angle
  • FIG. 9 shows a diagram to illustrate the Actuator angle of the wheel suspension or the wheel of Figure 7 shows the steering angle.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Relativführungsvorrichtung (1) für eine radträgerseitig angeordnete Lenkanordnung (31) sowie für das räumliche Führen und die Beibehaltung der relativen räumlichen Orientierung der Lenkanordnung (31) zu einer Fahrzeugkarosserie (40) mit wenigstens einer teleskopierbaren Bewegungseinrichtung (2) zum bewegbaren Verbinden der radträgerseitig angeordneten Lenkanordnung (31) mit der Fahrzeugkarosserie (40). Ferner betrifft die Erfindung eine Lenkkraftübertragungsvorrichtung (30) zur Übertragung einer Lenkkraft auf ein Rad (R) eines Fahrzeuges mit einer Relativführungsvorrichtung (1) sowie eine Radaufhängung (50) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Lenkkraftübertragungsvorrichtung (30) und einer Relativführungsvorrichtung (1).

Description

Relativführunqsvorrichtunq
für eine radträqerseitiq anqeordnete Lenkanordnunq
Die Erfindung betrifft eine Relativführungsvorrichtung für eine radträgerseitig angeord- nete Lenkanordnung sowie für das räumliche Führen und die Beibehaltung der relati- ven räumlichen Orientierung der Lenkanordnung zu einer Fahrzeugkarosserie.
Ferner betrifft die Erfindung eine Lenkkraftübertragungsvorrichtung zur Übertragung einer Lenkkraft auf ein Rad eines Fahrzeuges sowie eine Radaufhängung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
Üblicherweise wird eine Lenkbewegung an einem Lenkrad eines Fahrzeuges über ein Lenkgetriebe bzw. über eine Lenkanordnung vom Lenkrad an die lenkbaren Räder übertragen.
Hierzu ist das Lenkgetriebe mit Wellen und Gelenken sowie Übersetzungen ausgebil- det. Eventuell ist auch ein Lenkkraftverstärker für eine sog. Servolenkung zwischenge- schaltet.
Mit anderen Worten ausgedrückt, wird bei konventionellen Fahrwerken mit Einzelrad- aufhängung die Lenkbewegung über das Lenkrad und eine Spurstange inklusive Spurhebel in einen Radträger eingeleitet. Des Weiteren ist bei diesen Fahrwerken die Lenkachse durch die festen radseitigen Gelenkpunkte eindeutig festgelegt.
Aus der US 3,741 ,581 A ist beispielsweise bekannt, Kegelräder bzw. ein Kegelradge- triebe zu nutzen, um das Lenkmoment in seiner Richtung umzuleiten und um eine di- rekte Momenteneinleitung hin zu einem Radträger sicherzustellen.
Die Lenkungs- und Radaufhängungseinheit ist dabei fest mit dem Rahmen verbun- den. Es findet keinerlei Führung über Querlenker statt, somit liegt eine feste Lenk- achse vor, welche während des Lenkvorgangs ortsfest bleibt, abgesehen vom Einfe- dern entlang der Lenkachse.
Die Übertragung des Lenkmomentes in das Kegelradgetriebe, ausgehend vom Lenk- rad, findet hier über eine starre Welle statt. Des Weiteren besteht zwischen Kegelrad- getriebe und der Achse/Radaufhängung eine feste Verbindung, so dass keinerlei zu sätzliche Relativbewegung der Achse/Radaufhängung zum Kegelradgetriebe möglich ist.
Auch sind Lenkvorrichtungen mit gebogenem Querlenker (vgl. z. B. DE 10 2016 211 385 A1 ) bekannt, bei denen es sich um eine Mehrlenkerradaufhängung mit unter- schiedlich in der Höhe angeordneten Querlenkern handelt, welche eine speziell gebo- gene Form aufweisen.
Durch die Auflösung der radseitigen Gelenkpunkte entsteht bei der Lenkbewegung eine Verschiebung der radseitigen Gelenkpunkte aller Querlenker. Das Resultat ist eine Lenkachse, welche sich normal zur Horizontal-Ebene im Fahrzeugkoordinaten- system bewegt.
Die bisherige Lösung ein Lenkmoment in den Radträger einzuleiten, beinhaltet einen Lenkaktor und ein Hebelsystem, bestehend aus Aktorlenker und Spurlenker, welches das Drehmoment an den Radträger leitet.
Untersuchungen haben gezeigt, dass das wirksame Moment, welches am Radträger ankommt, stark vom aktuellen Lenkwinkel abhängt. Mit wirksamen Moment ist das Moment am Radträger gemeint, welches ausgehend vom Aktor über das Hebelsystem bzw. eine Hebelkinematik eingeleitet wird.
Durch die Hebelkinematik und die unterschiedlichen Winkelverhältnisse sinkt das wirk- same Moment erheblich bei erhöhten Radeinschlagwinkeln.
In Figur 7 ist ein Radträger mit einem Rad R gemäß obigen Ausführungen dargestellt.
In Figur 8 ist in einem Diagramm das wirksame Moment (Ordinate) über den Lenkwin- kel (Abszisse) aufgetragen. Diem kann entnommen werden, dass bei hohen Lenkwin- keln, ab ca. +/-50° ist das wirksame Moment am Radträger zu gering ist, um die, in ei- ner Fahrsituation entstehenden, Reifenkräfte abzustützen. Somit wird der maximal er- reichbare Lenkwinkel eingeschränkt.
Zusätzlich wird der nichtlineare Zusammenhang zwischen Lenkwinkel und Aktordreh- winkel (Drehung der Lenkmotorausgangswelle) in Abbildung 9 dargestellt. Dieser nichtlineare Zusammenhang bringt einen erheblichen Regelungsaufwand mit sich. Aus der DE 10 2014 004 231 A1 ist eine Lenkvorrichtung bekannt, welche zur Ver- schwenkung von wenigstens einem lenkbaren, an einer Aufhängung gegenüber ei- nem Chassis eines Kraftfahrzeugs gefedert angeordneten Fahrzeugrades dient.
Das lenkbare Fahrzeugrad ist an einem Achsschenkel drehbar gelagert , ferner ist ein Stellmotor vorgesehen, der eine drehbare Abtriebswelle aufweist, und wobei eine gelenkige Welle vorgesehen ist, die einerseits mit der Abtriebswelle des Stellmotors drehfest verbunden ist und die andererseits eine Verzahnung trägt, die mit einer mit dem Achsschenkel drehfest verbundenen Gegenverzahnung derart in Eingriff steht, dass eine Drehung der Abtriebswelle des Stellmotors eine Verdrehung des lenkbaren Fahrzeugrades um die Schwenkachse bewirkt.
Die DE 1 755 633 A beschreibt eine Lenkvorrichtung für Fahrzeuge. Die Lenkvorrich- tung bezieht sich auf zwei gelenkte Räder, welche mit Achsschenkeln am Achszapfen gelagert sind.
Aus der DE 93 19 878 U ist eine Lenkungsvorrichtung bekannt, welche eine Lenk- säule aufweist, die durch eine Kupplungsvorrichtung mit einer Unterwagengelenkan- ordnung trennbar verbunden ist.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Relativführungsvorrichtung, eine Lenkkraftübertragungsvorrichtung und/oder eine Radaufhängung anzugeben, welche kostengünstig und materialsparend herstellbar ist/sind sowie vorzugsweise ei- nerseits ein hohes wirksames Moment am Radträger bewirkt/bewirken und günstiger- weise andererseits einen linearen Zusammenhang zwischen Aktordrehwinkel und Radlenkwinkel aufweist/aufweisen.
Auch ist es vorzugsweise Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bewegung der Lenkachse während des Lenkvorgangs auszugleichen.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Pa- tentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Un- teransprüche. Erfindungsgemäß umfasst bei einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Relativführungsvorrichtung für eine radträgerseitig angeordnete Lenkanordnung sowie für das räumliche Führen und die Beibehaltung der relativen räumlichen Orientierung der Lenkanordnung zu einer Fahrzeugkarosserie wenigstens eine teleskopierbare Be- wegungseinrichtung zum bewegbaren Verbinden der radträgerseitig angeordneten Lenkanordnung mit der Fahrzeugkarosserie. Auch ist es mit der teleskopierbaren Be- wegungseinrichtung zusätzlich möglich, eventuelle Bewegungen der Lenkachse einer Radaufhängung auszugleichen.
Auf diese Weise kann mithilfe der Bewegungseinrichtung z. B. eine Lenkanordnung derart relativ zu einer Fahrzeugkarosserie bewegt werden, dass die räumliche Orien- tierung bzw. Ausrichtung der Lenkanordnung zur Fahrzeugkarosserie stets unverän- dert ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, kann die Relativführungsvorrichtung unter Zuhilfenahme der teleskopierbaren Bewegungseinrichtung innerhalb einer Ebene (bei- spielsweise X-Y Ebene) verschoben werden bzw. eine Lenkanordnung verschieben, insbesondere linear verschieben.
Daher ist es zudem bevorzugt, dass die Relativführungsvorrichtung die wenigstens eine teleskopierbare Bewegungseinrichtung zum linear bewegbaren Verbinden der radträgerseitig angeordneten Lenkanordnung mit der Fahrzeugkarosserie umfasst.
Das linear bewegbare Verbinden kann beispielsweise mittels einer Linearführung rea- lisiert werden.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die teleskopierbare Bewegungseinrichtung mit ihrem ersten Ende an einer Führungseinrichtung der Relativführungsvorrichtung be- festigbar ist.
Vorzugsweise ist das erste Ende der Bewegungseinrichtung kraft- und/oder form- schlüssig an der Führungseinrichtung der Relativführungsvorrichtung befestigbar. Vorteilhafterweise ist die teleskopierbare Bewegungseinrichtung mit ihrem zweiten Ende an der Lenkanordnung bewegbar befestigbar, insbesondere gelenkig befestig- bar.
Auch ist es günstig, wenn am zweiten Ende der Bewegungseinrichtung ein Verbin- dungsteil zur Bildung eines Zylindergelenks angeordnet ist. Günstigerweise umfasst die teleskopierbare Bewegungseinrichtung mindestens ein ausziehbares Element und mindestens eine Gleitlagerungseinrichtung, wobei bevor- zugterweise das mindestens eine ausziehbare Element in der mindestens einen Gleit- lagerungseinrichtung linear bewegbar geführt wird.
Auch kann vorgesehen sein, dass die Relativführungsvorrichtung eine Führungsein- richtung zum räumlichen Führen der Bewegungseinrichtung aufweist. Mithilfe der Füh- rungseinrichtung ist es möglich, die Bewegungseinrichtung, welche vorzugsweise in einer Ebene (beispielsweise in der X-Y Ebene) verschiebbar ist, räumlich zu führen. D.h., dass vorzugsweise die Führungseinrichtung die Bewegungseinrichtung ebenfalls in einer Ebene (beispielsweise X-Y Ebene) verschieben bzw. führen kann, aber auch eine Führung entlang einer weiteren Dimension (beispielsweise entlang der Z-Achse) realisieren kann. Auf diese Weise ist es also möglich, die Bewegungseinrichtung mit- hilfe der Führungseinrichtung in allen drei Raumrichtungen zu bewegen.
Günstigerweise ist die Führungseinrichtung als Parallelogrammführung ausgebildet. Somit kann die telekopierbare Bewegungseinrichtung innerhalb einer Ebene (bei- spielsweise X-Y Ebene) um eine größere Strecke verfahren werden. Auch erlaubt die Parallelogrammführung ein Schwenken innerhalb einer Ebene (zum Beispiel X-Y Ebene), wodurch die Bewegungsfreiheit der Bewegungseinrichtung in einer Ebene bzw. in einer Bewegungsebene erhöht wird.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Bewegungseinrichtung an der Führungsein- richtung angeordnet ist. Dies erlaubt es die Bewegungseinrichtung anhand einer Be- wegung der Führungseinrichtung zu bewegen. Selbstverständlich gilt dies auch umge- kehrt.
Vorzugsweise umfasst die Führungseinrichtung mindestens ein Führelement, das die teleskopierbare Bewegungseinrichtung mit einer Fahrzeugkarosserie bewegbar ver- bindet.
Vorteilhafterweise weist die Führungseinrichtung mindestens ein Gelenk zum Aus- gleich einer relativen Bewegung der teleskopierbaren Bewegungseinrichtung gegen- über einer Fahrzeugkarosserie auf.
Günstigerweise ist das mindestens eine Gelenk als Kugelgelenk oder zumindest als Drehgelenk ausgebildet. Auch ist es günstig, wenn das mindestens eine Gelenk an dem ersten Ende des min- destens einen Führelements angeordnet ist.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn ein zweites Ende des mindestens einen
Führelements der Führungseinrichtung mit der teleskopierbaren Bewegungseinrich- tung verbunden ist, insbesondere an der mindestens einen Gleitlagerungseinrichtung befestigt ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Führungseinrichtung wenigstens ein Verbin- dungselement zur Befestigung der teleskopierbaren Bewegungseinrichtung an dem mindestens einen Führelement umfasst.
Vorzugsweise ist das wenigstens eine Verbindungselement an dem zweiten Ende des mindestens einen Führelements angeordnet.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das wenigstens eine Verbindungselement mit dem min- destens einen Führelement über ein Drehgelenk verbunden ist. Auf diese Weise ist das relative Verdrehen der beiden Elemente zueinander in einer Ebene (z. B. in einer X-Y Ebene) möglich.
Vorteilhafterweise dienen die oben genannten Merkmale der Realisierung einer Paral- lelogrammführung. Dies gilt günstigerweise ebenfalls für die nachfolgenden Merkmale, die vorteilhafterweise eine Parallelogrammführung in einer konkreteren Weise be- schreiben.
Bevorzugterweise umfasst die Führungseinrichtung zwei Führelemente und zwei Ver- bindungselemente.
Vorzugsweise verbinden die Verbindungselemente die zweiten Enden der zwei Führelemente drehbar miteinander.
Auch ist es günstig, wenn jeweils ein Kugelgelenk am ersten Ende der Führelemente und jeweils ein Drehgelenk am zweiten Ende der Führelemente angeordnet ist.
Vorteilhafterweise verbinden die Verbindungselemente die beiden Führelemente an deren zweiten Ende derart miteinander, dass mithilfe der Drehgelenke die Verbin- dungselemente relativ zu den Führelementen in einer Ebene (z. B. in einer X-Y
Ebene) drehbar sind. Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Lenkkraftübertragungs- vorrichtung zur Übertragung einer Lenkkraft auf ein Rad eines Fahrzeuges.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale der Relativführungsvor- richtung, wie sie unter dem ersten Aspekt erwähnt werden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei der Lenkkraftübertragungsvorrichtung Anwendung finden können.
Anders ausgedrückt, die oben unter dem ersten Aspekt der Erfindung genannten Merkmale betreffend die Relativführungsvorrichtung können auch hier unter dem zweiten Aspekt der Erfindung mit weiteren Merkmalen kombiniert werden.
Bevorzugterweise umfasst eine Lenkkraftübertragungsvorrichtung zur Übertragung ei- ner Lenkkraft auf ein Rad eines Fahrzeuges:
- eine radträgerseitig angeordnete Lenkanordnung, die an der Lenkachse eines Fahrzeugrades anordenbar ist, und
- eine Lenkkraftübertragungswelle zur Übertragung der Lenkkraft von einer an der Fahrzeugkarosserie angeordneten Lenkkrafteinrichtung hin zur Lenkanord- nung.
Ferner ist es bevorzugt, dass die Lenkkraftübertragungswelle teleskopierbar ausgebil- det ist. Auf diese Weise kann eine Übertragung der Lenkkraft bei sich verändernder Lage der Lenkachse und somit bei sich verändernder Lage der Lenkanordnung relativ zur Fahrzeugkarosserie kontinuierlich gewährleistet werden.
Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn die Lenkkraftübertragungswelle als Kardanwelle ausgebildet ist. Dies erlaubt eine Kraftübertragung trotz räumlicher Bewegung der Lenkkraftübertragungswelle.
Vorzugsweise weisen zum Ausgleich von Ungleichförmigkeiten der Kardanwelle die beiden Kardangelenke gleiche Beugungswinkel auf. Dies wird insbesondere durch die Relativführungseinrichtung ermöglicht.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn ein Gehäuseteil der Lenkanordnung eine Aufnahme umfasst, in die ein Verbindungsteil der Bewegungseinrichtung, insbesondere am zwei- ten Ende der teleskopierbaren Bewegungseinrichtung ausgebildet, eingesetzt ist, um ein Zylindergelenk zu bilden. Somit ist die Lenkanordnung relativ zur Fahrzeugkaros- serie bzw. die Lenkanordnung relativ zur Bewegungseinrichtung mithilfe des Zylinder- gelenks bewegbar.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Lenkkraftübertragungswelle zwei Gelenkga- beln umfasst, von denen die eine an der Lenkanordnung, insbesondere zur Realisie- rung eines Zylindergelenks, und die andere an der Lenkkrafteinrichtung angeordnet sind.
Günstigerweise liegen die Gelenkgabeln in einer Ebene.
Vorzugsweise ist die Lenkanordnung als Lenkgetriebe oder als mindestens ein Lenk- kraftaktuator ausgebildet.
Vorteilhafterweise ist das Lenkgetriebe als Kegelradgetriebe ausgebildet.
Hierbei ist es günstig, wenn die Kegelräder eine Palloid-Verzahnung aufweisen.
Auch ist es von Vorteil, wenn an dem Kegelrad, dessen Drehachse die Drehachse des Fahrzeugrades bildet, ein Sensor zur Erfassung der Raddrehung angeordnet ist.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Radaufhängung für ein Fahrzeug.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale der Lenkkraftübertra- gungsvorrichtung, wie sie unter dem zweiten Aspekt erwähnt werden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei der Radaufhängung Anwendung finden können.
Auch wird darauf hingewiesen, dass die Merkmale der Relativführungsvorrichtung, wie sie unter dem ersten Aspekt erwähnt werden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei der Radaufhängung Anwendung finden können.
Anders ausgedrückt, die oben unter dem ersten und zweiten Aspekt der Erfindung ge- nannten Merkmale betreffend die Relativführungsvorrichtung und die Lenkkraftüber- tragungsvorrichtung können auch hier unter dem dritten Aspekt der Erfindung mit wei- teren Merkmalen kombiniert werden.
Bevorzugterweise umfasst die Radaufhängung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug:
einen Radträger, und
eine Relativführungsvorrichtung nach dem ersten Aspekt. Ferner ist bevorzugt, dass die Radaufhängung entweder mindestens einen Lenkkraft- aktuator oder eine Lenkkraftübertragungsvorrichtung nach dem zweiten Aspekt um fasst.
Im Falle einer Lenkkraftübertragungsvorrichtung bzw. im Falle der Verwendung einer Lenkkraftübertragungsvorrichtung ist es günstig, wenn die Lenkanordnung als Lenk- getriebe ausgebildet ist und die radträgerseitig angeordnete Lenkanordnung der Lenk- kraftübertragungsvorrichtung, die vorzugsweise mit dem Radträger verbunden ist, re- lativ drehbar gegenüber dem Radträger ausgebildet ist. Somit ist die Lenkanordnung mithilfe der Relativführungsvorrichtung stets räumlich gleichorientiert zu einer Fahr- zeugkarosserie führbar.
Denn durch die relative Drehung der Lenkanordnung bzw. des Lenkgetriebes gegen- über dem Radträger sowie der Anordnung der Relativführungsvorrichtung am Lenkge- triebe bzw. an einem Gehäuseteil des Lenkgetriebes und an der Fahrzeugkarosserie bleibt die räumliche Orientierung des Lenkgetriebes zur Fahrzeugkarosserie gleich; und das obwohl sich der Radträger dreht, sich auf und ab bewegt und zur Fahrzeug- karosserie hin- und wegbewegt.
Im Falle eines mindestens einen Lenkkraftaktuators bzw. im Falle der Verwendung ei- nes mindestens einen Lenkkraftaktuators als Lenkanordnung ist es bevorzugt, wenn der Lenkkraftaktuator an dem Radträger angeordnet und relativ drehbar gegenüber dem Radträger ausgebildet ist. Somit ist der mindestens eine Lenkkraftaktuator mit- hilfe der Relativführungsvorrichtung stets räumlich gleichorientiert zu einer Fahrzeug- karosserie führbar.
Denn durch die relative Drehung des Lenkkraftaktuators gegenüber dem Radträger sowie der Anordnung der Relativführungsvorrichtung am Lenkkraftaktuator bzw. an ei- nem Gehäuseteil des Lenkkraftaktuators und an der Fahrzeugkarosserie bleibt die räumliche Orientierung des Lenkkraftaktuators zur Fahrzeugkarosserie gleich; und das obwohl sich der Radträger dreht, sich auf und ab bewegt und zur Fahrzeugkaros- serie hin- und wegbewegt.
Aufgrund der Relativführungsvorrichtung der Radaufhängung ist es nun möglich, ei- nerseits ein hohes wirksames Moment am Radträger zu bewirken und vorzugsweise andererseits einen linearen Zusammenhang zwischen Aktordrehwinkel und Radlenk- winkel sicherzustellen.
Ferner kann auch die Bewegung der Lenkachse während des Lenkvorgangs ausgegli- chen werden.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn ein Gehäuseteil der Lenkanordnung eine Auf- nahme umfasst, in die vorzugsweise ein Verbindungsteil der Bewegungseinrichtung, insbesondere am zweiten Ende der teleskopierbaren Bewegungseinrichtung ausgebil- det, eingesetzt ist, um ein Zylindergelenk zu bilden. Somit ist die Lenkanordnung rela- tiv zur Fahrzeugkarosserie bzw. die Lenkanordnung relativ zur Bewegungseinrichtung mithilfe des Zylindergelenks bewegbar.
Nachfolgend wird der oben dargestellte Erfindungsgedanke ergänzend mit anderen Worten ausgedrückt.
Dieser Gedanke betrifft vorzugsweise - vereinfacht dargestellt - eine Relativführungs- vorrichtung für eine radträgerseitig angeordnete Lenkanordnung sowie für das räumli- che Führen und die Beibehaltung der relativen räumlichen Orientierung der Lenkan- ordnung zu einer Fahrzeugkarosserie.
Hierbei stellt die Relativführungsvorrichtung vorzugsweise sicher, dass die Lenkanord- nung räumlich gleich orientiert zur Fahrzeugkarosserie geführt wird.
Unter der räumlich gleichorientierten Führung der Lenkanordnung wird in der vorlie- genden Beschreibung verstanden, dass die Lenkanordnung beispielsweise ein Ge- häuseteil umfasst, dessen räumliche Orientierung unverändert zur Fahrzeugkarosse- rie geführt wird. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird unter der räumlich gleichorien- tierten Führung der Lenkanordnung verstanden, dass dieses nicht räumlich verdreht werden kann, sondern dessen Normalenvektor, der senkrecht auf dem Gehäuseteil der Lenkanordnung bzw. auf der Lenkanordnung steht, stets gleichorientiert bleibt. Vorzugsweise ist der Normalenvektor des Gehäuseteils bzw. der Lenkanordnung in Richtung zur Fahrzeugkarosserie ausgerichtet, wobei der Normalenvektor vorteilhaf- terweise zu der Seite der Fahrzeugkarosserie ausgerichtet ist, an der die Relativfüh- rungsvorrichtung angeordnet ist. Ferner betrifft vorteilhafterweise die Erfindung - wie bereits erwähnt - eine Lenkkraft- übertragungsvorrichtung zur Übertragung einer Lenkkraft auf ein Rad eines Fahrzeu- ges sowie eine Radaufhängung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
Günstigerweise umfasst die Erfindung ein Kegelradgetriebe, welches oben auf einem Radträger sitzt und entsprechend gelagert ist, und welches vorzugsweise über eine Parallelführung (zum Beispiel eine Parallelogrammführung bzw. eine Führungseinrich- tung) mit Längenausgleich (Bewegungseinrichtung) definiert zum Rahmen eines Fahr- zeuges bzw. zu einer Fahrzeugkarosserie geführt wird.
Für die Übertragung des Drehmoments, das der Lenkung eines Fahrzeugrades dient, ist vorzugsweise eine Doppelkreuzgelenkwelle (Kardanwelle) mit integriertem Längen- ausgleich vorgesehen. Durch den Längenausgleich in der Parallelführung und in der Kardanwelle über jeweilige Gelenke ist es möglich, eine elliptische Bahn der Lenk- achse auszugleichen und das aufgebrachte Drehmoment eines Lenkaktors (Lenkkraft- aktuators) direkt in den Radträger einzuleiten.
Mit Hilfe der definierten Führungskinematik der Gehäuse-Parallelführung bzw. der Führungseinrichtung ist vorzugsweise sichergestellt, dass zusätzlich zum Winkel am Lenkaktor, der Lenkwinkel direkt am Radträger detektiert werden kann, was die Mess- genauigkeit steigert und somit eine präzisere Regelung der Radstellung erlaubt.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die vorgestellte Erfindung vorteilhafter- weise eine direkte Momenteneinleitung erlaubt und gleichzeitig nur eine geringfügig höhere ungefederte Masse darstellt.
Ferner ist es dadurch gelungen, die Problematik der zu niedrigen wirksamen Momente zu lösen und gleichzeitig die Regelbarkeit zu steigern.
Durch die Parallelführung kann mit Hilfe eines Lenkwinkelsensors am Radträger der Lenkwinkel direkt erfasst werden und mit dem Drehwinkel des Aktors (Lenkkraftaktua- tors) abgeglichen werden, um so die Messbarkeit zu steigern.
Eine höhere Messgenauigkeit ermöglicht zudem eine genauere Regelung auf den ge- wünschten Lenkwinkel.
Ferner sorgt vorzugsweise die Führung bzw. Sicherungseinrichtung der Lenkanord- nung in Verbindung mit der Kardanwelle für einen verspannungsfreien Betrieb des Systems. Federbewegungen und gleichzeitige Lenkwinkeländerungen können auch ausgeglichen werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen schematisch:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Relativfüh- rungsvorrichtung sowie auf eine erfindungsgemäße Lenk- kraftübertragungsvorrichtung an einer Radaufhängung;
Fig. 2 eine 3-dimensionale Ansicht auf Fig. 1 ;
Fig. 3 eine seitliche Ansicht auf Fig. 1 bzw. Fig. 2;
Fig. 4 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Relativführungs- vorrichtung, Lenkkraftübertragungsvorrichtung und Radauf- hängung bei einem ersten Lenkeinschlag;
Fig. 5 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Relativführungs- vorrichtung, Lenkkraftübertragungsvorrichtung und Radauf- hängung bei einem zweiten Lenkeinschlag;
Fig. 6 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Relativführungs- vorrichtung, Lenkkraftübertragungsvorrichtung und Radauf- hängung bei einem dritten Lenkeinschlag;
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Radaufhängung aus dem Stand der Technik;
Fig. 8 ein Diagramm zur Darstellung des Lenkmoments der Rad- aufhängung bzw. des Rades aus Figur 7 gegenüber dem Lenkwinkel; und
Fig. 9 ein Diagramm zur Darstellung des Aktorwinkels der Rad- aufhängung bzw. des Rades aus Figur 7 gegenüber dem Lenkwinkel.
In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Ge- genstände verwendet. Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Relativführungsvorrichtung 1 sowie auf eine erfindungsgemäße Lenkkraftübertragungsvorrichtung 30 an einer Rad- aufhängung 50.
Des Weiteren zeigt Figur 2 eine 3-dimensionale Ansicht auf Figur 1 , wobei Figur 3 eine seitliche Ansicht auf die Figuren 1 bzw. 2 zeigt.
Der Einfachheit und Kürze halber werden die Figuren 1 bis 3 nachfolgend gemeinsam beschrieben.
Genauer dargestellt zeigen die Figuren 1 bis 3 eine Radaufhängung 50 für ein Fahr- zeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
Hierbei umfasst die Radaufhängung 50 einen Radträger 51 , eine Relativführungsvor- richtung 1 und eine Lenkkraftübertragungsvorrichtung 30.
Vorab kurz zusammengefasst, um einen Überblick zu geben, ist gemäß Figuren 1 bis 3 eine radträgerseitig angeordnete Lenkanordnung 31 der Lenkkraftübertragungsvor- richtung 30, die mit dem Radträger 51 verbunden ist, relativ drehbar gegenüber dem Radträger 51 ausgebildet. Somit kann die Lenkanordnung 31 , ausgebildet als Lenkge- triebe 31 , mithilfe der Relativführungsvorrichtung 1 stets räumlich gleichorientiert zu einer Fahrzeugkarosserie 40 geführt werden.
Konkreter erläutert, dient die Relativführungsvorrichtung 1 dazu, dass radträgerseitig angeordnete Lenkgetriebe 31 derart räumlich zu führen, dass die relative räumliche Orientierung des Lenkgetriebes 31 zu einer Fahrzeugkarosserie 40 (lediglich als Be- zugszeichen angedeutet) beibehalten werden kann.
Unter der Beibehaltung der räumlichen Orientierung des Lenkgetriebes 31 zu einer Fahrzeugkarosserie 40 wird hier vorzugsweise verstanden, dass das Lenkgetriebe beispielsweise ein Gehäuseteil 19 umfasst, dessen räumliche Orientierung unverän- dert zur Fahrzeugkarosserie 40 geführt wird.
Mit anderen Worten ausgedrückt, wird unter der Beibehaltung der räumlichen Orien- tierung des Lenkgetriebes 31 verstanden, dass dieses nicht räumlich verdreht werden kann, sondern dessen Normalenvektor, der senkrecht auf dem Gehäuseteil 19 des Lenkgetriebes 31 steht, stets gleichorientiert bleibt. Hierbei ist der Normalenvektor des Gehäuseteils 19 in Richtung zur Fahrzeugkarosse- rie 40 ausgerichtet, wobei der Normalenvektor zu der Seite der Fahrzeugkarosserie 40 ausgerichtet ist, an der die Relativführungsvorrichtung 1 angeordnet ist.
Die Relativführungsvorrichtung 1 hat gemäß den Figuren 1 bis 3 eine teleskopierbare Bewegungseinrichtung 2 zum bewegbaren Verbinden des radträgerseitig angeordne- ten Lenkgetriebes 31 mit der Fahrzeugkarosserie 40.
Wie unschwer den Figuren zu entnehmen, hat die teleskopierbare Bewegungseinrich- tung 2 ein erstes Ende 3 und ein zweites Ende 4.
Hierbei ist die teleskopierbare Bewegungseinrichtung 2 mit ihrem ersten Ende 3 an ei- ner Führungseinrichtung 5 der Relativführungsvorrichtung 1 kraftschlüssig befestigt.
An ihrem zweiten Ende 4 hingegen ist sie an dem Lenkgetriebe 31 bewegbar befes- tigt. Dies wird im vorliegenden Fall unter anderem dadurch erzielt, dass am zweiten Ende 4 der Bewegungseinrichtung 2 ein Verbindungsteil 18 zur Bildung eines Zylin- dergelenks angeordnet ist.
Auch geht aus den Figuren 1 bis 3 hervor, dass die teleskopierbare Bewegungsein- richtung 2 zwei ausziehbare Elemente 21 und zwei Gleitlagerungseinrichtungen 22 umfasst, wobei jedes ausziehbare Element 21 in einer Gleitlagerungseinrichtung 22 linear bewegbar geführt wird.
Wie bereits angedeutet, hat die Relativführungsvorrichtung 1 eine Führungseinrich- tung 5 zum räumlichen Führen der Bewegungseinrichtung 2.
Die Führungseinrichtung 5 ist im vorliegenden Fall als Parallelogrammführung ausge- bildet.
Wie ferner den Figuren 1 bis 3 zu entnehmen, ist die Bewegungseinrichtung 2 an der Führungseinrichtung 5 angeordnet, wobei die Führungseinrichtung 5 zwei Führele- ment 6, 7 umfasst. Die Führelemente 6, 7 verbinden die teleskopierbare Bewegungs- einrichtung 2 mit der Fahrzeugkarosserie 40 bewegbar.
Dies wird im vorliegenden Fall dadurch erzielt, dass die Führungseinrichtung 5 zwei Gelenke 16, 17 zum Ausgleich einer relativen Bewegung der teleskopierbaren Bewe- gungseinrichtung 2 gegenüber einer Fahrzeugkarosserie 40 hat. Hierbei sind die Gelenke 16, 17 als Kugelgelenk ausgebildet, wobei jedes Gelenk 16, 17 an dem ersten Ende 8, 9 eines Führelements 6, 7 angeordnet ist.
Des Weiteren zeigen die Figuren 1 , 2 und 3, dass jeweils ein zweites Ende 10, 11 ei- nes Führelements 6, 7 der Führungseinrichtung 5 mit der teleskopierbaren Bewe- gungseinrichtung 2 bzw. an den Gleitlagerungseinrichtungen 22 befestigt ist.
Flierzu hat die Führungseinrichtung 5 zwei Verbindungselemente 12, 13 zur Befesti- gung der teleskopierbaren Bewegungseinrichtung 2 an den Führelementen 6, 7, wo bei jedes Verbindungselement 12, 13 jeweils an einem zweiten Ende 10, 11 der Führelemente 6, 7 angeordnet ist.
Genauer dargestellt sind die Verbindungselemente 12, 13 mit dem jeweiligen bzw. entsprechenden Führelement 6, 7 über jeweils ein Drehgelenk 14, 15 verbunden.
Nachstehend werden der Einfachheit halber nochmals die obigen Ausführungen kurz zusammengefasst.
Wie aus den Figuren 1 bis 3 hervorgeht, umfasst die Führungseinrichtung 5 zwei Führelemente 6, 7 und zwei Verbindungselemente 12, 13, wobei die Verbindungsele- mente 12, 13 die zweiten Enden 10, 11 der zwei Führelemente 6, 7 miteinander dreh- bar verbinden.
Ferner ist jeweils ein Kugelgelenk 16, 17 am ersten Ende 8, 9 der Führelemente 6, 7 und jeweils ein Drehgelenk 14, 15 am zweiten Ende 10, 11 der Führelemente 6, 7 an- geordnet.
Des Weiteren sind die Verbindungselemente 12, 13 mit den Führelemente 6, 7 an de- ren zweiten Ende 10, 11 derart miteinander verbunden, dass mithilfe der Drehgelenke 14, 15 die Verbindungselemente 12, 13 relativ zu den Führelementen 6, 7 drehbar sind.
Wie bereits eingangs der Figurenbeschreibung erwähnt, zeigen die Figuren 1 bis 3 ferner eine Lenkkraftübertragungsvorrichtung 30 zur Übertragung einer Lenkkraft auf ein Rad R eines Fahrzeuges.
Die Lenkkraftübertragungsvorrichtung 30 hat ein radträgerseitig angeordnetes Lenk- getriebe 31 , das an der Lenkachse L eines Fahrzeugrades R angeordnet ist, sowie eine Lenkkraftübertragungswelle 32 zur Übertragung der Lenkkraft von einer an der Fahrzeugkarosserie 40 angeordneten Lenkkrafteinrichtung 33 hin zum Lenkgetriebe 31 .
Wie den Figuren 1 bis 3 zu entnehmen, ist die Lenkkraftübertragungswelle 32 telesko- pierbar ausgebildet, um eine Übertragung der Lenkkraft bei sich verändernder Lage der Lenkachse L und somit des Lenkgetriebes 31 relativ zur Fahrzeugkarosserie 40 kontinuierlich zu gewährleisten.
Konkret zeigen die Figuren, dass die Lenkkraftübertragungswelle 32 als Kardanwelle ausgebildet ist, wobei zum Ausgleich von Ungleichförmigkeiten der Kardanwelle 32 die beiden Kardangelenke gleiche Beugungswinkel haben.
Auch zeigen die Figuren 1 bis 3, dass ein Gehäuseteil 19 des Lenkgetriebes 31 eine Aufnahme 20 umfasst, in die ein Verbindungsteil 18 der Bewegungseinrichtung 2 ein- gesetzt ist, um ein Zylindergelenk zu bilden.
Genauer dargestellt, ist die Aufnahme 20 am zweiten Ende 4 der teleskopierbaren Be- wegungseinrichtung 2 ausgebildet.
Des Weiteren hat die Lenkkraftübertragungswelle 32 zwei Gelenkgabeln, von denen die eine an dem Lenkgetriebe 31 und die andere an der Lenkkrafteinrichtung 33 ange- ordnet ist. Beide Gelenksgabeln sind so ausgebildet, dass diese in einer Ebene lie gen.
Wie bereits angedeutet, ist das Lenkgetriebe 31 als Kegelradgetriebe ausgebildet, wo bei die Kegelräder 34, 35 eine Palloid-Verzahnung aufweisen.
Ferner ist an dem Kegelrad 35, dessen Drehachse L die Drehachse des Fahrzeugra- des R bildet, ein Sensor 36 (nur als Bezugszeichen angedeutet) zur Erfassung der Raddrehung angeordnet.
Abschließend sei noch erwähnt, dass es alternativ zu der Kraftübertragungsvorrich- tung 30 auch möglich ist, dass die Radaufhängung 50 einen Lenkkraftaktuator (nicht dargestellt) hat.
In einem solchen Falle ist der Lenkkraftaktuator an dem Radträger 51 angeordnet und relativ drehbar gegenüber dem Radträger 51 ausgebildet, sodass der Lenkkraftaktua- tor mithilfe der Relativführungsvorrichtung 1 stets räumlich gleichorientiert zu einer Fahrzeugkarosserie 40 führbar ist. Im Endeffekt unterscheidet sich also der Lenkkraftaktuator in Alternative zu einem Lenkgetriebe dadurch, dass die Lenkkraft direkt am Radträger erzeugt wird und nicht hin zum Radträger transferiert werden muss.
Nachstehend werden die Figuren 1 bis 3 nochmals, jedoch mit anderen Worten, be- schrieben.
In den Figuren 1 bis 3 ist das Konzept eines Lenksystems bzw. Radaufhängung 50 für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, dargestellt.
Auf der rechten Seite (vergleiche insbesondere Figuren 2 und 3) ist die Lenkkraftein- richtung 33 rahmenfest am Fahrzeug bzw. an der Karosserie 40 angebracht.
Ausgehend von diesem Aktor bzw. der Lenkkrafteinrichtung 33 wird zur Übertragung der Momente eine Doppelkreuzgelenkwelle, kurz Kardanwelle, mit integriertem Län- genausgleich verwendet.
Des Weiteren ist es günstig, wenn die beiden inneren Gelenkgabeln in einer Ebene liegen.
Sind diese Voraussetzungen konstruktiv erfüllt, wird der Winkelfehler ausgeglichen und das Moment kann ohne Schwankungen an den Radträger 51 weitergeleitet wer- den.
Für die direkte Einleitung des Drehmoments in den Radträger 51 ist das dargestellte Lenkgetriebe 31 inklusive Kegelradstufe verantwortlich.
Die Kegelradstufe ist in der vorliegenden Konstruktion notwendig, damit das Moment um 90° in seiner Wirkrichtung umgelenkt werden kann.
Die vollständige Lagerung des Lenkgetriebes 31 erfolgt mittels geeigneter Komponen- ten. Insbesondere in den Figuren 2 und 3 dargestellt, befindet sich am linken Ende des Gehäuseteils 19 eine Aufnahme 20 für die Relativführungsvorrichtung 1.
Durch das Zylindergelenk, realisiert von der Aufnahme 20 und dem Verbindungsteil 18, wird sichergestellt, dass das ganze System die Ein- und Ausfederbewegung aus- gleichen kann.
Ein weiterer Ausgleich einer Winkelbewegung (Sturz am Rad R beim Lenkvorgang) kann entfallen, da durch die Kinematik der Radaufhängung 50 eine über den Lenkvor- gang sturzfreie Bewegung vorherrscht. Als Verzahnung der Kegelräder wurde eine Verzahnung gewählt, welche sich durch hohen Überdeckungsgrad und hohe Laufruhe auszeichnet.
Die Verwendung von zwei doppelreihigen Schrägkugellagern (nicht dargestellt) als La- gerung für die Kegelräder 34, 35 lässt sich bestens mit dem verfügbaren Bauraum vereinbaren.
Der Lagersitz befindet sich direkt auf dem Wellenzapfen des Radträgers 51 , an wel- chem die Momenteneinleitung stattfindet.
Ein weiterer Aspekt bei der Umsetzung des Lenksystems bzw. der Radaufhängung 50 ist die Führung des Lenkgetriebes 31 zum Rahmen bzw. zu Fahrzeugkarosserie 40. Diese muss sicherstellen, dass die Gehäuserückwand bzw. das Gehäuseteil 19 paral- lel zur Rahmenanbindung / zur Fahrzeugkarosserie 40 geführt wird. Eine derartige Führung wird, wie bereits mehrfach in der vorliegenden Beschreibung erwähnt, von der Relativführungsvorrichtung 1 realisiert.
Aufgrund der gleichbleibenden räumlichen Orientierung des Gehäuseteils 19 wird ge- währleistet, dass der Lenkwinkel direkt über den Wellenzapfen des Radträgers 51 be- stimmt werden kann.
Nachstehend wird Figur 1 nochmals kurz beschrieben.
Figur 1 zeigt die Komponenten der Radaufhängung 50, der Relativführungsvorrich- tung 1 sowie der Lenkkraftübertragungsvorrichtung 30.
Hierbei besteht die Relativführungsvorrichtung 1 aus einer Führungseinrichtung 5, welche im Nachgang eine längenvariable bzw. telekopierbare Bewegungseinrichtung 2 führt, was zum Ausgleich der Lenkachsenbewegung beiträgt.
Durch die Anbindung an das Getriebegehäuse bzw. an das Gehäuseteil 19 des Lenk- getriebes über ein Zylindergelenk ist zusätzlich die Radhubbewegung mit abgesichert. Des Weiteren ist die Längenvariabilität über zwei Stäbe bzw. ausziehbare Elemente 21 realisiert, die an der Parallelführung bzw. an der Führungseinrichtung 5 über Gleit- buchsen bzw. Gleitlagerungseinrichtungen 22 angebracht sind.
Die Parallelführung bzw. die Relativführungsvorrichtung 1 besitzt zur Realisierung der Radhubbewegung zwei Kugelgelenke. Zum Radträger 51 hin, werden Zylindergelenke verwendet, da an dieser Stelle noch kein Ausgleich der Radhubbewegung erfolgen soll.
Die Lenkkraftübertragungswelle 32 an sich verfügt über ein Keilwellenprofil zur Über- tragung der Drehmomente und über zwei Kreuzgelenke, welche es erlauben, die Mo- mente um einen bestimmt Winkel umzuleiten.
Die benötigte Längenvariabilität der Lenkkraftübertragungswelle 32 resultiert aus der Kinematik der Lenkachse, und somit aus der Kinematik der Radaufhängung 50.
Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Relativführungsvorrichtung 1 , die Lenkkraftübertragungsvorrichtung 30 und die Radaufhängung 50 bei einem ersten Lenkeinschlag.
Figur 5 hingegen zeigt eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Relativführungsvor- richtung 1 , die Lenkkraftübertragungsvorrichtung 30 und die Radaufhängung 50 bei einem zweiten Lenkeinschlag.
Und Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Relativführungsvorrich- tung 1 , Lenkkraftübertragungsvorrichtung 30 und Radaufhängung 50 bei einem dritten Lenkeinschlag.
Ausgehend von Figur 5 wird das Rad R im Uhrzeigersinn gedreht, um dieses in die Position dargestellt in Figur 4 zu bringen, wohingegen eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn das Rad R in die Position nach Figur 6 bringt.
Mithilfe der vorgestellten Relativführungsvorrichtung 1 , Lenkkraftübertragungsvorrich- tung 30 und Radaufhängung 50 ist es möglich, ein Fahrzeug auf einfache Weise senkrecht zu einer vorhandenen Parklücke einzuparken.
Ferner ist es auch möglich, ein Fahrzeug, insbesondere ein Automobil, auf der Stelle zu wenden.
Mithilfe der vorgestellten Erfindung ist es des Weiteren möglich, den Lenkeinschlag eines Rades R nach links und/oder rechts kontinuierlich zu gestalten, sodass aus der normalen Fahrt eines Fahrzeuges heraus die Radpositionen, wie den Figuren 4, 5 und 6 gezeigt, eingenommen werden können. Auf diese Weise der Straßenverkehr mit ei- nem Minimum gestört beziehungsweise beeinträchtigt. Abschließend sei noch erwähnt, dass Figur 7 eine Draufsicht auf eine Radaufhängung aus dem Stand der Technik, Figur 8 ein Diagramm zur Darstellung des Lenkmoments der Radaufhängung bzw. des Rades aus Figur 7 gegenüber dem Lenkwinkel, und Fi- gur 9 ein Diagramm zur Darstellung des Aktorwinkels der Radaufhängung bzw. des Rades aus Figur 7 gegenüber dem Lenkwinkel zeigt.
Figuren 7, 8 und 9 wurden bereits eingangs der Beschreibung erläutert.
Bezuqszeichenliste
1 Relativführungsvorrichtung
2 teleskopierbare Bewegungseinrichtung
3 erstes Ende der Bewegungseinrichtung
4 zweites Ende der Bewegungseinrichtung
5 Führungseinrichtung
6 Führelement
7 Führelement
8 erstes Ende des Führelements
9 erstes Ende des Führelements
10 zweites Ende des Führelements
11 zweites Ende des Führelements
12 Verbindungselement
13 Verbindungselement
14 Drehgelenk
15 Drehgelenk
16 Kugelgelenk
17 Kugelgelenk
18 Verbindungsteil
19 Gehäuseteil des Lenkgetriebes / Lenkanordnung
20 Aufnahme
21 ausziehbares Element
22 Gleitlagerungseinrichtung
30 Lenkkraftübertragungsvorrichtung
31 Lenkanordnung / Lenkgetriebe
32 Lenkkraftübertragungswelle / Kardanwelle
33 Lenkkrafteinrichtung
34 Kegelrad
35 Kegelrad
36 Sensor
40 Fahrzeugkarosserie
50 Radaufhängung
51 Radträger
L Lenkachse
R Fahrzeugrad

Claims

Patentansprüche
1. Relativführungsvorrichtung (1 ) für eine radträgerseitig angeordnete Lenkanordnung (31 ) sowie für das räumliche Führen und die Beibehaltung der relativen räumlichen
Orientierung der Lenkanordnung (31 ) zu einer Fahrzeugkarosserie (40) aufweisend:
- wenigstens eine teleskopierbare Bewegungseinrichtung (2) zum bewegbaren Verbinden der radträgerseitig angeordneten Lenkanordnung (31 ) mit der Fahr- zeugkarosserie (40).
2. Relativführungsvorrichtung nach Anspruch 1 ,
- wobei die teleskopierbare Bewegungseinrichtung (2) mit ihrem ersten Ende (3) an einer Führungseinrichtung (5) der Relativführungsvorrichtung (1 ) befestigbar ist,
- wobei das erste Ende (3) der Bewegungseinrichtung (2) kraft- und/oder form- schlüssig an der Führungseinrichtung (5) der Relativführungsvorrichtung (1 ) be- festigbar ist.
3. Relativführungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
- wobei die teleskopierbare Bewegungseinrichtung (2) mit ihrem zweiten Ende
(4) an der Lenkanordnung (31 ) bewegbar befestigbar ist,
- wobei am zweiten Ende (4) der Bewegungseinrichtung (2) ein Verbindungsteil (18) zur Bildung eines Zylindergelenks angeordnet ist,
- wobei die teleskopierbare Bewegungseinrichtung (2) mindestens ein auszieh- bares Element (21 ) und mindestens eine Gleitlagerungseinrichtung (22) um fasst, wobei das mindestens eine ausziehbare Element (21 ) in der mindestens einen Gleitlagerungseinrichtung (22) linear bewegbar geführt wird.
4. Relativführungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, - wobei die Relativführungsvorrichtung (1 ) ferner eine Führungseinrichtung (5) zum räumlichen Führen der Bewegungseinrichtung (2) aufweist,
- wobei die Führungseinrichtung (5) als Parallelogrammführung ausgebildet ist.
5. Relativführungsvorrichtung nach Anspruch 4,
- wobei die Bewegungseinrichtung (2) an der Führungseinrichtung (5) angeord- net ist,
- wobei die Führungseinrichtung (5) mindestens ein Führelement (6, 7) umfasst, das die teleskopierbare Bewegungseinrichtung (2) mit einer Fahrzeugkarosse- rie (40) bewegbar verbindet,
- wobei die Führungseinrichtung (5) mindestens ein Gelenk (16, 17) zum Aus- gleich einer relativen Bewegung der teleskopierbaren Bewegungseinrichtung (2) gegenüber einer Fahrzeugkarosserie (40) umfasst,
- wobei das mindestens eine Gelenk (16, 17) als Kugelgelenk ausgebildet ist,
- wobei das mindestens eine Gelenk (16, 17) an dem ersten Ende (8, 9) des min- destens einen Führelements (6, 7) angeordnet ist.
6. Relativführungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
- wobei ein zweites Ende (10, 11 ) des mindestens einen Führelements (6, 7) der Führungseinrichtung (5) mit der teleskopierbaren Bewegungseinrichtung (2) verbunden ist, ,
- wobei die Führungseinrichtung (5) wenigstens ein Verbindungselement (12, 13) zur Befestigung der teleskopierbaren Bewegungseinrichtung (2) an dem min- destens einen Führelement (6, 7) umfasst,
- wobei das wenigstens eine Verbindungselement (12, 13) an dem zweiten Ende (10, 11 ) des mindestens einen Führelements (6, 7) angeordnet ist,
- wobei das wenigstens eine Verbindungselement (12, 13) mit dem mindestens einen Führelement (6, 7) über ein Drehgelenk (14, 15) verbunden ist.
7. Relativführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, - wobei die Führungseinrichtung (5) zwei Führelemente (6, 7) und zwei Verbin- dungselemente (12, 13) umfasst,
- wobei die Verbindungselemente (12, 13) die zweiten Enden (10, 11 ) der zwei Führelemente (6, 7) miteinander drehbar verbinden,
- wobei jeweils ein Kugelgelenk (16, 17) am ersten Ende (8, 9) der Führelemente (6, 7) und jeweils ein Drehgelenk (14, 15) am zweiten Ende (10, 11 ) der Führelemente (6, 7) angeordnet ist,
- wobei die Verbindungselemente (12, 13) die beiden Führelemente (6, 7) an de- ren zweiten Ende (10, 11 ) derart miteinander verbinden, dass mithilfe der Dreh- gelenke (14, 15) die Verbindungselemente (12, 13) relativ zu den Führelemen- ten (6, 7) drehbar sind.
8. Lenkkraftübertragungsvorrichtung (30) zur Übertragung einer Lenkkraft auf ein
Rad (R) eines Fahrzeuges aufweisend:
- eine radträgerseitig angeordnete Lenkanordnung (31 ), die an der Lenkachse (L) eines Fahrzeugrades (R) anordenbar ist,
- eine Lenkkraftübertragungswelle (32) zur Übertragung der Lenkkraft von einer an der Fahrzeugkarosserie (40) angeordneten Lenkkrafteinrichtung (33) hin zur Lenkanordnung (31 ),
- wobei die Lenkkraftübertragungswelle (32) teleskopierbar ausgebildet ist, um eine Übertragung der Lenkkraft bei sich verändernder Lage der Lenkachse und somit der Lenkanordnung (31 ) relativ zur Fahrzeugkarosserie (40) kontinuier- lich zu gewährleisten
- wobei die Lenkkraftübertragungswelle (32) als Kardanwelle ausgebildet ist,
- wobei zum Ausgleich von Ungleichförmigkeiten der Kardanwelle (32) die bei- den Kardangelenke gleiche Beugungswinkel aufweisen,
- wobei ein Gehäuseteil (19) der Lenkanordnung (31 ) eine Aufnahme (20) um fasst, in die ein Verbindungsteil (18) der Bewegungseinrichtung (2), am zweiten Ende (4) der teleskopierbaren Bewegungseinrichtung (2) ausgebildet, einge- setzt ist, um ein Zylindergelenk zu bilden, - wobei die Lenkkraftübertragungswelle (32) zwei Gelenkgabeln umfasst, von de- nen die eine an der Lenkanordnung (31 ) und die andere an der Lenkkraftein- richtung (33) angeordnet sind,
- wobei liegen die Gelenkgabeln in einer Ebene,
- wobei die Lenkanordnung (31 ) als Lenkgetriebe ausgebildet ist,
- wobei das Lenkgetriebe (31 ) als Kegelradgetriebe ausgebildet ist,
- wobei an dem Kegelrad (35), dessen Drehachse (L) die Drehachse des Fahr- zeugrades (R) bildet, ein Sensor (36) zur Erfassung der Raddrehung angeord- net ist.
9. Radaufhängung (50) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, aufwei- send:
- einen Radträger (51 ),
- eine Relativführungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, und
- entweder mindestens einen Lenkkraftaktuator oder eine Lenkkraftübertra- gungsvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 8,
- wobei - im Falle einer Lenkkraftübertragungsvorrichtung (30) - die Lenkanord- nung (31 ) als Lenkgetriebe ausgebildet ist und die radträgerseitig angeordnete Lenkanordnung (31 ) der Lenkkraftübertragungsvorrichtung (30), die mit dem Radträger (51 ) verbunden ist, relativ drehbar gegenüber dem Radträger (51 ) ausgebildet ist, sodass die Lenkanordnung (31 ) mithilfe der Relativführungsvor- richtung (1 ) stets räumlich gleichorientiert zu einer Fahrzeugkarosserie (40) führbar ist,
- wobei - im Falle eines mindestens einen Lenkkraftaktuators als Lenkanord- nung (31 ) - der Lenkkraftaktuator an dem Radträger (51 ) angeordnet und rela- tiv drehbar gegenüber dem Radträger (51 ) ausgebildet ist, sodass der mindes- tens eine Lenkkraftaktuator mithilfe der Relativführungsvorrichtung (1 ) stets räumlich gleichorientiert zu einer Fahrzeugkarosserie (40) führbar ist.
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