DE577990C - Lenkvorrichtung fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge;, die ein geometrisch einwandfreies Lenken gestattet.

Bekanntlich müssen zur Erzielung einer geometrisch einwandfreien Lenkbewegung die Räder so, gesteuert werden, daß die Verlängerungen ihrer Drehachsen stets in einem Punkte zusammentreffen. Es ist bekannt, zu diesem Zweck eine horizontale Stange quer zur Wagenlängsachse anzuordnen., die durch Drehen des Lenkhandrades in ihrer Längsrichtung verschoben wird und an deren Enden Führungssteine drehbar angebracht sind; in denen am Lenkzapfen der Lenkräder befestigte Arme gleitend geführt sind. Diese Anordnung hat den Nachteil·, daß die Führungssteine und die in ihnen gleitenden Arme sehr leicht verschmutzen. Ferner macht die Bewegungsübertragung vom Lenkhandrad auf die verschiebbare Stange Schwierigkeiten, da bei der bekannten Anordnung die querverschiebbare Stange die Bewegung der Lenk-' räder beim Durchfedern mitmacht. Für Lenkvorrichtungen, die kein geometrisch einwandfreies Lenken gestatten, ist deshalb schon vorgeschlagen worden, die querverschiebbare Stange in einer mit dem Fahrgestell in unveränderlicher Lage verbundenen! Hohlachse anzuordnen und jedes Lenkrad auf einem um diese Hohlachse schwingenden Träger zu befestigen.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine ■ Lenkvorrichtung für geometrisch einwandfreies Lenken, bei der das Gestänge zur Übertragung der Lenkbewegung von der querverschiebbaren Stange, um deren Achse die die Räder tragenden Arme schwingen, auf den Lenkzapfen des Lenkrades zwei teleskopartig ineinanderverschiebbare Arme enthält, deren einer an der querverschiebbaren Stange angelenkt ist und deren anderer mit dem Lenkzapfen verbunden ist. Es ist gleichgültig, ob dieser zweite Arm unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines an sich bekannten Parallelogrammgestänges am Lenkzapfen angreift. Die Anordnung nach der Erfindung gestattet also ein geometrisch einwandfreies Lenken eines Kraftwagens mit unabhängig schwingenden Rädern. Das Teleskopgestänge hat den Vorteil, daß die gleitenden Teile gegen Verschmutzen geschützt sind.

Abb. ι zeigt ein Diagramm einer Lenkvorrichtung für einwandfreies Lenken.

Abb. 2 stellt eine erste Ausführungsfοrm der Erfindung in Aufsicht dar.

Abb. 3 zeigt eine Hälfte des vorderen Endes des Wagens in vergrößertem Maßstab.

Abb. 4 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

In Abb. ι sind die bekannten Bedingungen für einwandfreies Lenken nochmals dargestellt. Das Lenken der Lenkräder jedes Räderpaares erfolgt unter Benutzung der geometrischen Eigenschaften eines Gelenk-. Viereckes MNPQ. Dasselbe besitzt zwei ungleichlange Seiten, die in Richtung der Achse

des Wagens verlaufen, wovon die Seite MN gleich dem Radabstand V des Wagens ist und die Seite P Q so bestimmt wird, daß, wenn PM und Q₁V zu MN symmetrisch geneigt stehen, ihre Verlängerungen sich in dem Punkt/? schneiden, der in einem AbstandD von MN liegt. Da SM senkrecht zu MN steht, ist der Winkel α bestimmt durch

γ tga — —R-. In diesem Gelenkviereck besitzen

^ö 2 D

die Seiten MN und PQ unveränderliche Längen; dagegen sind die Seiten PM und QN ausziehbar und bilden teleskopierende Rohre. Verstellt man das Gelenkviereck durch Verschieben von PQ bei konstantem Abstand von PQ von der Achse MN in seiner Längsrichtung, während MN feststeht, so schneiden, sich die Verlängerungen der Geraden P'M und Q¹N im Punkt R', welcher auf der ParallelenS/? liegt; PM dreht sich um den Winkel/?^/?' und QN um den Winkel RNR'. Befestigt man an den Seiten PM und QN die Ebenen der Vorderräder bei M und ^V in der Weise, daß deren Achsen nach MN gerichtet sind, wenn PM und QN sich in R schneiden, so drehen sich, wenn das Gelenkviereck, wie in Abb. 1 dargestellt, verstellt wird, die Lenkräder um die Winkel b, c, und die Verlängerungen der Achsen schneiden sich im Punkt LJ, der entsprechend der geometrischen Eigenschaften eines derartigen Vierecks auf der Geraden 5' U liegt, welche parallel zu MN und symmetrisch zur Geraden/?S in bezug auf MN steht. Werden lediglich die beiden Vorderräder als Lenkräder benutzt, so nimmt man den Wert D gleich der Länge des Achsstandes E des Kraftwagens. In diesem Falle schneiden sich die Senkrechten zu den Vorderradebenen auf einer Linie,

4.0 welche die Hinterachsen verbindet, und

V tga ISt=Yg- .

Bringt man auch an den Hinterrädern ein derartiges Gelenkviereck an, welches aber zur mittleren Querachse des Wagens symmetrisch liegt, und verstellt man die beiden (PQ) entsprechenden Geraden in ihrer Richtung, so schneiden sich die Senkrechten zu den vier Rädern in ein und demselben Punkt, der auf der Mittelsenkrechten des Achsabstan-

E des liegt. Es ist dann D = -^-, oder in

V
anderen Worten tga = ψ . Die vier Räder haben in diesem Augenblick dasselbe Drehzentrum.

In bestimmten Fällen, z. B. wenn der Motor vorn liegt und demgemäß der Oberbau des Wagens nach hinten verschoben ist, kann es erwünscht sein, das einheitliche Drehzentrum von der Mitte- des Achsabstandes nach hinten zu verlegen. Dies erreicht man dadurch, daß man zwei Gelenkvierecke benutzt, ein vorderes und ein hinteres, die unter sich nicht vollkommen gleich sind.

Das Viereck MNPQ kann ebenfalls in der Weise benutzt werden, daß man PQ festlegt, dagegen MN in seiner Richtung verschiebt. In diesem Falle müssen die Radnaben bei P und Q befestigt werden.

In der Praxis ist nicht stets möglich, ein Gelenkviereck, dessen Basis gleich dem Radabstand ist, zu benutzen. Man stellt deshalb ein kleines, geometrisch ähnliches Gelenkviereck MN P Q her und überträgt auf die Lenkräder die Drehung der teleskopischen Seiten unter Benutzung von Gelenkparallelo-. grammen.

In der Ausführungsform nach Abb. 2 und 3 ist der Rahmen des Wagens durch einen höhlen Längsbalken 1 ersetzt, durch welchen die Übertragungswelle hindurchgeht. Ein Querträger 3 am vorderen Teil des Balkens 1 dient als Träger für die Halbachsen und für das Lenkgestänge der Vorderräder. Ein Querträger 4 am hinteren Ende des Balkens 1 trägt die hinteren Halbachsen und das Lenkgestänge für die Hinterräder. Auf eine Tragplatte 5 dieses Querträgers ist der Motor 6 aufgesetzt.

Es wird nachstehend die Aufhängung für die Vorderräder beschrieben, die auch für die Hinterräder benutzt werden kann. Der Querträger 3 trägt beiderseitig Lager 40, die in derselben Achse liegen. Ein hohles, dreieckiges Gußstück 12 trägt zwei Drehzapfen, die in den Lagern 40 so gelagert sind, daß das Dreieck 12 sich um die Achsen der Drehzapfen drehen kann. Die Nabe des Lenkrades 11 sitzt drehbar auf dem gabelförmigen Ende eines Armes 10 auf, der mit dem Gußstück 12 aus einem Stück besteht. Eine Strebe 8, welche- starr an dem Arm 10 befestigt ist, ist bei 7 mit dem Gußstück 12 vernietet. Zu diesem Zweck verlängert man dasselbe über das Lager 40 hinaus. Die Strebe 8 legt sich mit ihrem freien Ende auf das Ende der Querfeder 9 auf.

Jedes Lenkrad wird durch ein Gelenkparallelogramm verstellt, welches auf einer seiner Seiten angelenkt ist. Das Parallelogramm besteht aus einem Arm 10 und einem Gelenkarm 21, der an dem Drehzapfen des Lenkrades befestigt und durch die Gelenkstange 22 mit dem Hilfshebel 23 verbunden ist, der um den Drehpunkt 23' auf dem Gußstück 12 drehbar ist.

Das Lenkhandrad 24 (Abb. 3) treibt mittels iner Kette 25 eine Welle 26, welche oberhalb des Längsbalkens liegt. Diese Welle endet an ihrem vorderen Ende in ein Zahnrad 27, welches· in eine Zahnstange 28 greift, auf

welcher eine teleskopische Stange 23" angelenkt ist. Das Verschieben der Zahnstange nach rechts oder links bewirkt die Drehung des Hebels 23 und den gewünschten Ausschlag des Lenkrades 11. Die Zahnstange liegt in der Drehachse selbst, so daß der Drehwinkel des Rades niemals durch die Stöße der Halbachsen beeinflußt werden kann.

Die Verbindung· des Hebels 23 mit der Zahnstange 28 kann in verschiedenster Weise geschehen, beispielsweise mittels der in Abb. 3 gezeigten Einrichtung. Der Hebel 23 ist über den Drehpunkt am hohlen Gußstück 12 als Rohr 29 verlängert. In diesem gleitet eine Stange 23", die an der Zahnstange 28 angelenkt ist. Die Lenkvorrichtung der Hinterräder ist in ähnlicher Weise ausgebildet. Die Verstellung der Räder erfolgt durch ein Zahn-

ao rad, welches auf das Hinterende der Welle 26 aufgesetzt ist, die durch das Lenkhandrad 24 gedreht wird. Wenn die Lenkräder gerade stehen, so gibt man den einzelnen- Teilen Abmessungen, derart, daß der Winkel, den der Hebel 23 mit der Längsachse des Wagens bildet, als trigonometrische Tangente den Quotienten der Spurweite und des Achsenabstandes besitzt, falls alle vier Räder als Lenkräder ausgebildet sind. Diese Vorrichtung entspricht dem Diagramm der Abb. 1 und gestattet daher die Vornahme korrekter Wendungen.

Bei der Vorrichtung nach Abb. 4 ist der Balken 1 der Abb. 2 durch zwei Längsstangen 46, 47 ersetzt. Der Querträger 3 ist röhrenförmig und die Steuerstange 28 innerhalb des Querträgers 3 in der Längsrichtung verstellbar. Das Dreieck 12 ist so angebracht, daß es um die Achse des Querträgers 3 drehbar ist und besitzt zu diesem Zweck Lager 49, 50.

Das Dreieck trägt einen Arm 10, der als Traggabel für das Rad ausgebildet ist. Der Lenkzapfen des Lenkrades ist durch, das teleskopierende Gestänge 51, 51' mit dem Ende der Zahnstange 28 verbunden. Zur Ausführung einer korrekten Wandung, falls lediglich die Vorderräder Lenkräder sind, ist die trigonometrische Tangente des Winkels, den der Arm 51 in gerader Stellung mit der Achse des Wagens bildet, gleich dem Halbquotienten der Spurbreite und des Achsenabstandes. Diese Vorrichtung entspricht gleichfalls dem Diagramm der Abb. 1.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Lenkvorrichtung zwecks Erzielung eines geometrisch einwandfreien Lenkens eines Kraftwagens, bei dem sich jedes Rad auf dem einen Ende eines selbständigen, um eine mit dem Fahrgestell in unveränderlicher Lage verbundene Querachse schwingenden Trägers befindet, und bei dem die Träger eines jeden Räderpaares die gleiche Schwingungsachse besitzen und jeder Träger mit einer am Fahrgestell befestigten Feder verbunden ist, wobei die Lenkvorrichtung eine mit der gemeinsamen Schwingungsachse der Radträger zusammenfallende und in deren Längsrichtung durch Drehen des Lenkhandrades verschiebbare Stange aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge zum Drehen des Lenkzapfens der Lenkräder aus zwei teleskopartig ineinanderverschiebbaren Armen (51, 51') besteht, deren _ einer (51) an der vom Lenkhandrad aus querverschiebbaren Stange (28) aiigelenkt und deren anderer (51) mit dem Lenkzapfen der Lenkräder verbunden ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen