DE1530525A1 - Starre Antriebsachse fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents
Starre Antriebsachse fuer KraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine starre Antriebsachse für Kraftfahrzeuge,
insbesondere geländegängige Nutzfahrzeuge oder Omnibusse, wobei ein Achsgetriebe beiderseits über je eine
Antriebswelle mit einem Ead in Verbindung steht und wobei die Radmittellinien gegenüber den Abtriebsmittellinien des Achsgetriebes
versetzt und gegebenenfalls noch geneigt sind.
Derartige Achsen sollen dazu dienen, bei geländegängigen Fahrzeugen
eine größere Bodenfreiheit zu schaffen. Bei einer bekannten, üblicherweise als Portalachse bezeichneten Starrachse
der eingangs beschriebenen Art wird die Versetzung der Radmitten gegenüber den Abtriebsmitten des Achsgetriebes durch
Anordnung eines Stirnrad-Vorgelegegetriebes zwischen den Radlagerzapfen und den Abtriebswellen des Achsgetriebes erreicht.
Dies führt zu einer im wesentlichen rechteckförmigen G-esamtgestaltung
der Achse und hat jedoch u.a. zwei wesentliche Nachteile: Einerseits treten zwischen den untereinander in Eingriff
stehenden Stirnrädern des Vorgelegegetriebes hohe Trennkräfte auf, was zu einer hohen Beanspruchung der Lager führt.
Andererseits muß wegen des Achsabstandes der Vorgelegewellen ein hochliegender Fahrzeugrahmen Torgesehen werden. Letzteres
iat insbesondere für eine Doppelachsanordnung ungeeignet, weil
man für die Durchführung des Antriebes wenig Bewegungsfreiheit am Rahmen hat.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, diese vorstehend geschilderten Nachteile zu vermeiden und darüber hinaus
weitere, später noch zu beschreibende Vorteile zu erreichen,
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Die Erfindung löst diese Aufgäbe bei den eingangs genannten Achsen dadurch, daß die Antriebswellen in an sich bekannter
Weise innerhalb rohrförmiger Aqhsträger angeordnet sind und daß diese rohrförmigen Achsträger zwischen den Radmitten
und dem Achsgetriebe geneigt verlaufen.
Die erfindungsgemäße Achse wird gegenüber der bekannten Portal· achse eine bogenartige form aufweisen. Da die Bodenfreiheit im
allgemeinen als ein zwischen den Rädern über der Fahrbahn verlaufendes Kreisbogenstück definiert, ist, wird dadurch eine
wesentlich bessere Anpassung der Aciase erreicht. Ferner ist man nun vom Prinzip her nicht mehr an ein Vorgelege-Getriebe
gebunden, d.h. die schädlichen Trennkräfte können wegfallen.
Ferner kann der Rahmen -bei gleicher Bodenfreiheit- niedrigem liegen, da infolge der geneigten Achsrohrträger die Rahmenauflager
tiefer angeordnet sind.
Dabei wird eine derartige Neigung der rohrförmigen Achsträger bevorzugt, daß Radmitten und Abtriebsmitten des Achsgetriebes
in einer im wesentlichen senkrechten Fahrζeugquerebene übereinai
der liegen. Für den Normalfall geländegängiger Hutzfahrzeuge wird dies am besten sein. Wenn es jedoch die konstruktive Ausbildung
des Fahrzeuges erfordert, liegt es noch durchaus im Rahmen der Erfindung, daß die oben beschriebene ?ahrzeugquerebene
eine geneigte bzw. sogar eine waagerechte Lage einnimmt. So wäre es z.B. ohne weiteres denkbar, daß man auf die zuletzt
angegebene Weise die Achse um ein anderes Konstruktionselement des Fahrzeuges, z.B. die Ölwanne des Motors, herumlegen kann.
Insgesamt kann man damit eine bessere Raumausnutzung erreichen.
Bei der Ausführungsform wird man bei Butzfahrzeugen zur Erreichung
einer guten Bodenfreiheit nach der Erfindung so vorgehen, daß man die rohrförmigen Aciisträger von beiden Rädern
aus schräg aufwärts nach dem Achsgetriebe verlaufen läßt. Umgekehrt -zwecks Erlangung eines großen Innenraumes oder tiefliegenden
Rahmens, z.B. bei Omnibussen- kann aber das Achsgetriebe auch unterhalb der Radachse angeordnet sein, sodaß
die rohrförmigen Achsträger nunmehr schräg abwärts zu demselben verlaufen.
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Pur die Kraftübertragung auf die Räder gibt es mehrere Möglichkeiten.
Am einfachsten kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Antriebswelle über mindestens ein Gelenk
unmittelbar mit dem Rad in Verbindung stehen.
•Eine Weiterbildung der Erfindung sieht jedoch vor, die Antriebswelle
über mindestens ein Gelenk mit einem Zwischengetriebe zu verbinden, welches seinerseits das Rad antreibt.
Dabei kann prinzipiell jedes an sich bekannte Getriebe, also z.B. ein Stirnrad-Vorgelegegetriebe oder ein Planetengetriebe,
verwendet werden, und zwar letzteres vorzugsweise mit gegenüber dem Abtrieb versetztem Antrieb.
Ein Planetengetriebe der zuletzt genannten Art oder ein anderes Getriebe mit gegenüber dem Antrieb versetztem Abtrieb kann
in vorteilhafter Weise zur Ergänzung des Hauptgedankens der Erfindung dienen. Dies erfolgt gemäß der Erfindung durch eine
derartige Anordnung und Ausbildung des Zwischengetriebes, daß sich die Achsversetzung im Zwischengetriebe zu der durch
die Neigung der Achsträger erzielten Versetzung zwischen Radmitte und Abtriebsmitte des Achsgetriebes addiert. Dadurch
wird die bogenartige Krümmung der Achse verstärkt. Pur Lagerung
und Schutz der geneigten Antriebswellen und außerdem für die Aufnahme der vom Rad hervorgerufenen Antriebs- und Bremsmomente
sowie zur Aufnahme des durch die Traglast eingeleiteten Biegemoments ist pro Antriebswelle gemäß der Erfindung je
ein rohxförmiger Achsträger vorgesehen und derart angeordnet, daß derselbe am Gehäuse des Achsgetriebes in an sich bekannter
Weise angeflanscht ist, wobei der Plansch in der Querebene eines Teils liegt und am anderen Teil entsprechend geneigt
ist. Die Plansche der rohrförmigen Achsträger können in verschiedenen
-jeweils einander zugeordneten- Winkelstellungen zur Rohrachse angeordnet werden, so daß bei sonst ungeänderten
Achsteilen durch Austausch lediglich der Achsträger Achsen mit verschiedenem Liittenversatz zwischen Rad und Achsgehäuse
darges oeilt v/erden kennen. Andererseits kann nach einer besonderen
Ausfiüirun^sform der Erfindung zwischen dem rohr-
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förmigen Achsträger und dem Aohsgetriebegehäuse ein gegebenen- "
falls nach Art eines Rohrkrümmers ausgebildetes Zwischenstück .angeordnet sein, wobei die Verbindungsflansche jeweils in
Querebenen des rohrförmigen Achsträgers bzw. des Achsgetriebe-»
gehäuses liegen. Prinzipiell gilt das oben Gesagte auch für die Befestigung des rohrförmigen Achsträgers am Radträger bzw.
am Zwischengetriebegehäuse.
Die Anordnung eines rohrkrümmerartigen Zwischenstückes -einerseits
zwischen rohrförmigen! Achsträger und Achsgetriebegehäuse, andererseits zwischen ersterem und Radträger bzw.
Zwischengetriebegehäuse- hat den großen Vorteil, daß für verschiedene Ausbildungsformen der Achse, beispielsweise hinsieht-"
lieh des Neigungswinkels der Antriebswellen, die gleichen rohrförmigen Achsträger und Achsgetriebegehäuse sowie Radträger
bzw. Zwischengetriebegehäuse verwendet werden können.
Das Achsgetriebegehäuse, welches üblicherweise in der Mitte der Achse symmetrisch angeordnet ist, kann unter Umständen
-wenn es die Konstruktion erfordert- seitlich versetzt werden. Dies führt zu unterschiedlichen Neigungswinkeln der Antriebswellen
und damit auch zu unterschiedliehen Beugungswinkeln an den beteiligten Gelenken. Dabei besteht die Gefahr, daß auf
der einen Seite des Achsgetriebes der großtzulässige, Beugungswinkel der Gelenke erreicht bzw. sogar überschritten wird,
während auf der anderen Seite des Achsgetriebes im Gegenteil die Gelenke verhältnismäßig gering hinsichtlich der Beugung
beansprucht werden. Um diesem Mißstand abzuhelfen, d.h. um die Beugungswinkel einander weitgehend anzunähern, schlägt die Erfindung
vor, daß das Achsgetriebegehäuse derart gegenüber einer Waagerechten geneigt ist, daß seine Abtriebsmittellinien etwa
senkrecht auf der Winkelhalbierenden des von den rohrförmigen Achsträgern gebildeten Winkels steht.
Die Erfindung ist prinzipiell bei gelenkten und ungelenkten Achsen anwendbar. Bei ersteren sieht die Erfindung vor, daß der
rohrförmige Achsträger unmittelbar in den den lenkzapfen aufnehmenden
Gabelarm übergeht bzw. mit ihm verbunden ist und der
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Mittelpunkt des Gelenkes zwischen Antriebswelle und Rad in an
sich bekannter Weise auf der Lenkzapfenachse liegt. Zahl, Anordnung
und Ausbildung der Gelenke selbst ist an sich beliebig, wobei lediglich auf die Erhaltung des Gleichlaufes Wert zu
legen ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigen:
die Fig. 1 bis 4 Teilansichten verschiedener Achsen
im Schema,
11 » 5 einen Teilschnitt durch eine ungelenkte
Achse in der Ausführungsform gemäß ]?ig.1,
" " 6 einen Teilschnitt durch eine gelenkte Achse
mit dem Antrieb nach Fig.2,
" " 7 im Schnitt eine Ausführungsform für die
Befestigung des rohrförmigen Achsträgers am Achsgetriebegehäuse.
In der Ausfüiirungsform nach ]?ig.1 ist die Achse 10 bogenartig
ausgebildet und paßt sich damit der als Kreisbogen 11 definierten Bodenfreiheit gut an. Diese Ausbildung der Achse kommt dadurch
zustande, daß der einerseits mit dem Achsgetriebegehäuse 12, andererseits mit dem Radträger 13 verbundene rohrförmige
Aciisträger H gegen das Rad 15 nach unten geneigt verläuft.
Eine entsprechende Neigung hat die innerhalb des rohrförmigen Aciisträgers 14 angeordnete Antriebswelle 16, die durch Gelenke
17,18 einerseits mit der Abtriebswelle 21 im Achsgetriebe und andererseits durch den Racllagerzapfen 22 direkt mit dem Rad
verbunden ist. Eine erhöhte Bodenfreiheit ergibt sich demnach in dieser Auaführungsform dadurch, daß die Mittellinie 19 der
Abtriebswellen 21 des Achsgetriebegehäuses 12 gegenüber der
Radmittellinie 20 eine erhöhte lage einnimmt. Diese erhöhte Bodenfreiheit bedeutet jedoch trotzdem keine oder keine
wesentliche Erhöhung der Rahmenauflage, die sich üblicherweise
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an der Stelle A befindet, d.h. sie kann also bei gleichliegendem Rahmen und praktisch ohne Verzicht auf Federwege erreicht
werden.
In der Ausführungsform nach Pig.2 verläuft der rohrförmige
Achsträger 14 und die Antriebswelle 16 in Richtung des Rades nach oben geneigt. Dadurch kommt die Mittellinie 19 der Abtriebswellen
des Achsgetriebegehäuses 12 unterhalb der Radmittellinien
20 zu liegen und die gesamte Achse verläuft nach unten gebogen, d.h. wannenartig. Diese Ausführungsform kann
beispielsweise bei Omnibussen Anwendung finden, wo durch das tiefliegende Achsgetriebe eine größere Ausbildung und tieferliegende
Anordnung des Inne-nraumes in der Pahrzeugmitte ermöglicht
wird. Der Antrieb erfolgt bei dieser Ausführungsform vom Radlagerzapfen 22 über ein später noch zu beschreibendes
Planetengetriebe 23 auf das Rad 15.
In der Ausführungsform nach Pig.3 ist die Achse 10 wiederum
nach oben bogenförmig ausgebildet. Der Antrieb des Radlagerzapfens 22 erfolgt hier über ein aus der Radebene nach innen
verlegtes Stirnrad-Yorgelegegetriebe 24, dessen Antriebsritzel 25 oberhalb des Abtriebszahnrades 26 angeordnet ist. Dadurch
erreicht man eine weitere Erhöhung der Bodenfreiheit, da sich zweckmäßigerweise der Achsabstand des Getriebes 24 noch zu der
durch die Neigung des Achsträgers 14 gewonnenen Achsversetzung addiert. Im übrigen entspricht diese Ausführungsform derjenigen
nach Pig.1·
Bei der Ausführungsform gemäß Pig.4 befindet sich das Achsgetriebe
12 der prinzipiell entsprechend Pig.1 bogenförmig ausgebildeten Achse 10 außerhalb der Pahrzeugmitte 27. Es ist um den
Punkt 28 derart gedreht, daß die Mittelachse 29 seiner Abtriebs- ^5wellen etwa senkrecht auf der Halbierenden 30 des Winkels 31
ο steht, welche von den Mittellinien 32,33 der in diesem Pail
co
cd verschieden langen und verschieden schräg verlaufenden Antriebs-Q
wellen 16 gebildet wird. Durch eine derartige Schiefstellung **» des Achsgetriebes 12 wird zwecks gleichmäßiger Beanspruchung
•^3 der Kreuzgelenke eine Annäherung der Winkel 34 und 35 bzw.
P0 36 und 37 erreicht, d.h. es wird der größere V/inkel kleiner und
der kleinere größer. Pur den Antrieb des Rades 15 ist gemäß
Btriebe 23 ν
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der Ausfülirungaform nach Pig.2 ein Planetengetriebe 23 vor- „
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gesehen.
In yig.5 ist eine Ausführungsform einer Achse gemäß dem Schema
von Pig.1 dargestellt. Der rohrförmige Achsträger 14 ist einerseits
am Achsgetriebegehäuse 12, andererseits am Radträger 13
angeflanscht und gegen das Rad 15 hin nach unten geneigt angeordnet.
Die Neigung des Aohsträgers 14 wird durch entsprechende
Ausbildung der Plansche 38 und 39 an den Enden derselben hervorgerufen.
Diese sind gegenüber der Querebene desselben genigt, während die Gegenflahsche 4-0 bzw. 41 am Achsgetriebegehäuse
12 bzw. am Radträger 13 innerhalb der Querebenen der entsprechenden Teile liegen. Am Nabenkörper 42 sind mittels
nicht dargestellter Schrauben die Bremstrommel 43» die Radfelge 44 und eine Scheibe 45 befestigt. Er ist mittels der
Kegelrollenlager 46 und 47 auf dem zylinderförmigen Radträger 13 gelagert. In einer Bohrung 48 innerhalb des Radträgers 13
ist der Radlager-apfen 22 mittels eines Rollenlagers 49 gelagert
und zwecks direkten Antriebes des Rades 15 mit einem Ende an der Scheibe 45» mit dem anderen, in das Kreuzgelenk
übergehenden Ende, an der Antriebswelle 16 befestigt.
Bei der in Pig.6 gezeigten Ausführungsform handelt es sich um
eine gelenkte Achse. Zu diesem Zweck ist der Radträger 13a an
seinem dem Gelenk 18a zugewandten Ende gabelförmig ausgebildet und trägt an den Gabelarmen 50,51 Kugelgelenke 52. Mit diesen
Kugelgelenken 52 ist er an dem in der Zeichnung nicht dargestellten rohrförmigen Achsträger angelenkt, der an seinem dem
Rad 15 zugewandten Ende ebenfalls gabelförmig ausgebildet ist. Die Zuordnung der Gelenke 52 zum Gelenk 18a ist dabei derart,
daß die Liittelpunkte der drei Gelenke 52, 18a in einer geraden
Linie liegen. Das Gelenk 18a ist in dieser Ausführungsform als Doppelgelenk oder Gleichlaufgelenk ausgeführt, um ungleichmäßige
Drehbewegungen des Radlagerζa^fens 22a -hervorgerufen
durch Lenkbewegung und neigung der Antriebswelle 16- auszugleichen.
Dementsprechend muß auch das in Pig.6 nicht dargestellte
Gelenk zwischen Antriebswelle 16 und Achsgetriebewelle 21 als Doppel-Kreuzgelenk oder Gleichiaufgelenk ausgebildet
sein.
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Der Antrieb vom Radlagerzapfen 22a auf das Rad 15 erfolgt hier"
über ein Planetengetriebe. Auf dem Radlagerzapfen ist ein als .Antriebsritzel dienendes Sonnenrad 53 aufgekeilt· Dieses treibt
über Planetenräder 54 den Planetenradträger 55» welcher seinerseits durch den Scheibenteil 45a mit dem Nabenkörper 42 fest
verbunden ist und damit für den Radantrieb Borgt. Die Planetenräder
54 rollen am Hohlrad 56 ab, welches durch eine Scheibe
mittels Keilverzahnungen 58,59 starr mit dem Radträger 13a verbunden
ist. Dadurch wird das Rad 15 mit einer gegenüber dem Radlagerzapfen
ins Langsame übersetzten Drehzahl angetrieben.
Die Fig.7 zeigt eine speziell auf die Verbindungsstellen am
rohrförmigen Achsträger bezogene Ausführungsfirm, die im übrigen'
alle besonderen Merkmale der oben beschriebenen anderen Ausführungsformen aufweisen kann. Zwischen Achsgetriebegehäuse
und Achsträger 14b ist ein Zwischenteil 60 eingefügt· Das Zwischenteil besteht aus einem rohrförmigen Stück 61, an dessen
Enden Flansche 62 und 63 angeordnet sind, welche entsprechend den Querebenen der Anschlußteile geneigt sind. Bei Verwendung
des Zwischenteile 60 ist es möglich, eine Neigung des Achsträgers 14b zu erreichen, ohne dessen Flansch 39a geneigt zu
seiner Querebene ausbilden zu müssen, wie dies in den übrigen Ausführungsformen der Fall war. Bei Verwendung eines entsprechenden
Zwischenteils zwischen Achsträger 14b und Radträger 13,13a gilt ebenfalls das oben Gesagte.
Durch Anordnung verschiedener Zwischenteile 60 ist es demnach
möglich, gegebenenfalls verschiedene Spurweiten sowie verschiedene Achsneigungen zu erreichen, letzteres unter Verwendung
gleicher Achsträger 14b und Antriebswellen 16b· Die letzteren sind jedoch bei dieser Ausführungsform geteilt ausgebildet·
Ein hülsenförmiger, mit Keilverzahnung 64 versehener äußerer Teil 65 ist mittels eines Kugellagers 66 in einer Büchse 67
gelagert. Ein an der Büchse angeordneter Bund 68 dient gleichzeitig als axiale Sicherung derselben und als Zentriervorricnturg
für die Teile 14b und 60. Innerhalb des hülsenfcrmigen äußeren
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Teils 65 ist -axial verschiebbar, aber undrehbar- ein ebenfalls mit Keilverzahnung ausgerüsteter innerer Teil 69 angeordnet.
Durch, diese Maßnahme können eventuelle längenänderungen
der Antriebswelle 16b, welche bei Terwendung unterschiedlicher Zwischenteile 60 anfallen wurden, ausgeglichen
werden.
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Claims (10)
1. Starre Antriebsachse für Kraftfahrzeuge, insbesondere geländegängige
Nutzfahrzeuge oder Omnibusse, wobei ein Achsgetriebe beiderseits über je eine Antriebswelle mit einem Rad in Verbindung
steht und wobei die Radmittellinien gegenüber den Abfcriebsmittellinien des Achsgetriebes versetzt und gegebenenfalls
noch geneigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswellen (16,16b) in an sich bekannter Weise innerhalb
rohrförmiger Achsträget (14,14b) verlaufen und daß diese
Achsträger (14,14b) zwischen den Radmitten (20) und dem Achsgetriebe (12) geneigt verlaufen.
2. Antriebsachse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige
Neigung der rohrförmigen Achsträger (14,14b), daß Radmitten (20) und Abtriebsmitten (19) des Achsgetriebes (12) in
einer im wesentlichen senkrechten Fahrzeugquerebene übereinander liegen.
3. Antriebsachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,, daß die
rohrförmigen Achsträger von beiden Rädern (15) aus schräg aufwärts nach dem Achsgetriebe (12) verlaufen.
4. Antriebsachse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (16,16b) über
mindestens ein Gelenk (18,18a) unmittelbar mit dem Rad (15) in Verbindung steht.
5. Antriebsachse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (1b,16b) über
mindestens ein Gelenk (18,18a) mit einem Zwischengetriebe (23,24) verbunden ist, welches seinerseits das Rad (15)
antreibt.
6. Antriebsachse nach Anspruch 5 und mit einem Zwischengetriebe,
bei dem Antriebs- und Abtriebsachse gegeneinander versetzt sind, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung und Ausbildung
des Zwischengetriebes (24), daß sich die Achsversetzung im Zwischengetriebe (24) zu der durch die Neigung
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des Achsträgers (I4,14"b) erzielten Versetzung zwischen
Radmitte (20) und Abtriebsmitte (19) des Aclisge trieb es (12) addiert.
7· Antriebsachse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Achsträger (14) am Gehäuse des Achsgetriebes (12) in an sich bekannter Weise
angeflanscht ist, wobei der Plansch (39) in der Querebene
eines Teils liegt und am anderen Teil entsprechend geneigt ist.
8. Antriebsachse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem rohrförmigen Achsträger (14b) und dem Achsgetriebegehäuse (12) ein nach Art
eines Rohrkrümmers ausgebildetes Zwischenstück (60) angeordnet ist, wobei die Verbindungsflansche (62,63) jeweils in
Querebenen des rohrförmigen Achsträgers (14b) bzw. des Achsgetriebegehäuses (12) liegen.
9· Antriebsachse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
und mit einem unsymmetrisch angeordneten Achsgetriebegehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß das Achsgetriebegehäuse (12) derart
gegenüber einer Waagerechten geneigt ist, daß seine Abtriebsmittellinie
(yf) etwa senkrecht auf der Winkelhalbierenden
(30) des von den roiirf örmigen Achsträgern (14) gebildeten Winkels (31) steht.
10. Gelenkte Antriebsachse nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9f dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Achsträger
(14) unmittelbar in die die Gelenke (52) für die Lenkung aufnehmenden Gabelarme (50,51) übergeht bzw. mit
ihnen verbunden ist und die Hittelpunkte der Gelenke (18a,52)
in an sich bekannter Weise in einer geraden linie liegen.
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