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Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit an einer mittleren Tragachse angelenkten Schwingarmen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer mittleren, mit einem Differential versehenen Tragachse und daran angelenkten, durch eine Hubvorrichtung höhenver- stellbaren, Vorder- und Hinterräder tragenden hohlen Schwingarmen, in denen je ein Kettenantrieb an- geordnet ist, sowie mit einem an den Schwingarmen abgestützten Fahrzeugrahmen.
Ein solches Kraftfahrzeug ist sowohl zum Fahren auf Strassen als auch vor allem in unebenem Ge- lande brauchbar, kann aber auch zusätzlich als Schwimmfahrzeug ausgebildet sein. Infolge der grossen
Gelenkigkeit eines solchen Fahrzeuges verursacht es jedoch grosse Schwierigkeiten, eine Lenkeinrichtung für das Fahrzeug zu finden, welche die an sich vorhandene, sehr gute Geländefähigkeit nicht beeinträch- tigt.
Gemäss der Erfindung wird diese Schwierigkeit bei einem solchen Kraftfahrzeug in der Weise über- wunden, dass in der Nahe des Differentials ein um eine vertikale Achse schwenkbarer, doppelarmiger Übertragungshebel gelagert ist, von welchem jeder Arm durch eine Spurstange mit Lenkhebeln der steu- erbaren Räder verbunden ist und von welchem ein Arm über eine Schubstange mit einer als Lenkstockgetriebe ausgebildeten, am Fahrzeugrahmen gelagerten Lenkeinrichtung in Verbindung steht. Durch eine solche Massnahme wird die Lenkung der Räder ermöglicht, ohne dass deren freie Beweglichkeit gegenüber dem Fahrzeugrahmen beeinträchtigt wird.
Die gelenkten Räder sind dabei nicht am Fahrzeugrahmen gelagert, vielmehr kann auch jedes Rad für sich auf Grund der Anordnung an einem Schwingarm sich in einer bisher unbekannten Freizügigkeit einstellen, aber auch ungeachtet der augenblicklichen Einstellung ohne Abfälschung gelenkt werden.
Eine besonders günstige Weiterbildung einer solchen Lenkeinrichtung ergibt sich dadurch, dass der Übertragungshebel dem vorderen Schwingarmpaar zugeordnet und ein weiterer, dem hinteren Schwingarmpaar zugeordneter und deren Schwenkbewegungen im wesentlichen mitmachender Übertragungshebel im Abstand vom ersten Übertragungshebel um eine vertikale Achse schwenkbar angeordnet ist, welche Übertragungshebel jeweils mit einem inFahrzeuglängsrichtung weisenden, starr an ihnen befestigtenho- rizontalen Arm versehen sind, wobei die Enden der Arme mittels eines vertikalen Gelenkbolzens miteinander verbunden sind und mindestens ein Arm längenveränderlich und flexibel, z. B. in Form von Laschenkettengliedern, ausgebildet ist.
Durch eine solche Massnahme ist es möglich, sowohl die Vorderräder als auch die Hinterräder von einer einzigen Stelle aus zu lenken, ungeachtet dessen, ob mittels der Hubvorrichtung beispielsweise die Vorderräder angehoben sind und mit dem Erdboden nicht in Berührung stehen. Auch ein Gegeneinander-Schwingen der vorderen gegenüber den hinteren Schwingarmen macht sich beim Lenken nicht abfälschend bemerkbar, so dass die Lenkung in jedem befahrbaren Gelände wirksam bleibt.
Weiterhin kann gemäss der Erfindung die Steuerung der Lenkeinrichtung mit der Steuerungseinrichtung der Hubvorrichtung für die höhenverstellbaren Schwingarme zum gleichzeitigen Anheben eines Schwingarmpaares verbindbar sein. So kann auf eine einfache Weise in Kurvenfahrten eine Achse des dreiachsigen Fahrzeuges vom Boden abgehoben und eine gute Kurvengängigkeit erzielt werden.
Für eine besonders rasch wirkende Lenkung im Gelände ist es günstig, wenn die Lenkeinrichtung
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durch eine auf jeweils eine Getriebehälfte des Differentials wahlweise wirkende Lenkbremse ergänzt ist.
Durch eine solche Massnahme wird gleichzeitig die Möglichkeit gegeben, dass das Fahrzeug auch im schwimmenden Zustand gelenkt werden kann, u. zw. dergestalt, dass die Lenkeinrichtung durch an den hinteren Schwingarmen gegenüber den Fahrzeugrädern angeflanschte Wasserpropeller ergänzt ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Dabei zeigen Fig. 1 ein mehrachsiges, mit der Lenkeinrichtung versehenes Fahrzeug in Seitenansicht, wobei die Lenkeinrichtung mit ausgezogenen Linien gezeichnet ist, während die Umrisse des Fahrzeuges strichpunktiert eingetragen sind, Fig. 2 in derselben Darstellung eine Ansicht von oben, Fig. 3 ebenfalls eine Ansicht der Lenkeinrichtung von oben, Fig. 4 eine Einzelheit zur Fig. 3 und Fig. 5 eine weitere Einzelheit.
Das Fahrzeug weist eine Mittelachse 1 auf, die mit einem Differential 2 versehen ist. An der Achse 1 sind in entgegengesetzte Richtung weisende Schwingarme 3, 3' bzw. 4, 4' schwenkbar gelagert. Zu diesem Zweck tragen die Schwingarme 3 an ihrem einen Ende Ringlager 5, die auf einem mit der Achse 1 eine Einheit bildenden kreisrunden Kettenradgehäuse nebeneinander gelagert sind. In denhohlen Schwingarmen 3, 3' und 4,4' ist jeweils ein Kettentrieb angeordnet, welcher die Übertragung des Drehmomentes vom Differential über im Kettenradgehäuse 5 angeordnete Kettenräder zu den vorderen Fahrzeugrädern 6 bzw. den hinterenFahrzeugrädern 7 übernimmt. Der Fahrzeuggestellrahmen ist in einen vorderen Teilrahmen 8 und einen hinteren Teilrahmen 9 unterteilt.
Der vordere Teilrahmen 8 ist mit einem Ende am Differential 2 starr befestigt, während der hintere Teilrahmen 9 mittels Lager 10 an der Mittelachse 1 schwenkbar gelagert ist.
Jeder Teilrahmen ist mit einem Paar benachbart angeordneter Traversen 11 ausgerüstet, die als Stütze für jeweils einen Drehzapfen 12 dienen. Auf diesem Drehzapfen 12 ist eine quer zur Fahrtrichtung angeordnete Blattfeder 13 waagebalkenartig gelagert.
Die Blattfeder 13 greift mit ihren Enden in Widerlager 14 ein, die seitlich an den Schwingarmen befestigt sind (Fig. 2).
Durch die geschilderten Massnahmen wird erreicht, dass sich die Räder 6 der Vorderachse und die Räder 7 der Hinterachse völlig frei und unabhängig voneinander heben und senken und sich so allen Ge-
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einem Ladeaufbau 16 versehen.
Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist am Teilrahmen 8 ein Lenkstockgetriebe 17 befestigt, das mittels des Steuerrades 18 betätigt werden kann. Mit dem Lenkstock 19 des Getriebes 17 ist eine Schubstange 20 gelenkig verbunden, die zu einem Arm eines doppelarmigen Lenkjoches 21 führt (Fig. 2). Dieses Lenkjoch ist in der Nähe der mittleren Achse 1 am Differentialgehäuse 2 um einen vertikalen Bolzen 22 horizontal schwenkbar gelagert. Von den freien Enden des Lenkjoches 21 zweigen Spurstangen 23 gelenkig ab, welche zu der Achsschenkellenkung 24 der Vorderräder führen. Die Angriffspunkte der Sput- stangen 23 und der Schubstange 20 am Lenkjoch bzw. an der Achsschenkellenkung sind vorteilhaft als Kugelgelenke ausgebildet.
Auf diese Weise wird eine Lenkung der Vorderräder 6 erzielt, welche die Geländegängigkeit der Räder unabhängig voneinander nicht behindert.
In den Fig. 3 und 4 ist ein Beispiel gezeigt, wie auch die Hinterräder 7 durch Betätigung des Steuerrades 18 gemeinsam mit den Vorderrädern 6 gelenkt werden können. Zu diesem Zweck ist am hinteren Teilrahmen 9 ein weiteres Lenkjoch 25 ebenfalls um einen vertikalen Bolzen 26 horizontal schwenkbar
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kung 28 der Hinterräder 7 ab. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist mit dem vorderen Lenkjoch 21 ein in Fahr- zeuglängsrichtung weisender Arm 29, mit dem hinteren Lenkjoch 25 ein ebensolcher Arm 30 fest verbunden. An die Arme 29 und 30 schliessen sich jeweils zwei in Art eines Kniegelenkes ausgebildete Laschen 31 bzw. 31'an, von welchen jeweils ein Arm 32 bzw. 32'gelenkig abzweigt. Die Gelenke sind dabei alle durch Gelenkbolzen gebildet.
Die beiden Arme 32 und 32'sind an ihren Enden mittels eines vertikalen Gelenkbolzens 33 miteinander verbunden. Der Gelenkbolzen weist einen Bund 34 auf, der in einer quer zur Fahrtrichtung verlaufenden, im Differentialgehäuse 2 angeordneten Kulisse 35 geführt ist. Die Arme 29 und 32 bilden mit dem Kniegelenk 31 also einen Hebel, der in vertikaler Richtung flexibel und in seiner Länge veränderlich ist, der jedoch, von oben gesehen, seitlich nicht ausknicken kann, weil das Kniegelenk 31 mit horizontal angeordneten Gelenkbolzen ausgerüstet und mit den Armen 29 und 32 verbunden ist.
Die gleiche Ausbildung weisen die Arme 30, 32' mit dem Kniegelenk 31'auf. Es ist auch denkbar, die Arme 32 und 32'in vertikaler Richtung biegsam zu gestalten ; dann bräuchten keine Kniegelenke 31 verwendet werden, sondern es'würde jeweils eine am Arm 29 bzw. 30 einerseits und am Arm 32 bzw. 32'anderseits angelenkte La-
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sehe genügen.
Für schwere Fahrzeuge kann die Drehung vom Joch 21 auf das Joch 25 vorteilhaft hydraulisch erfol- gen. Dies ist besonders günstig, wenn an sich schon eine hydraulische Servolenkung vorgesehen ist. Um schädliche Schwingungen zu vermeiden, können für jedes Lenkjoch zwei Druckzylinder vorgesehen sein, deren Druckräume mit denen der Druckzylinder des gegenüberliegenden Joches verbunden sind.
Es ist zu berücksichtigen, dass nicht nur die beiden Teilrahmen 8 und 9 gegeneinander verschwin- gen können, ebenso natürlich die Schwingarme 3, 3' und 4, 4', sondern dass auch der Teilrahmen 8 auf
Grund der Blattfeder 13 Relativbewegungen gegenüber den Vorderrädern 6 und die dort angebrachte Achs- schenkellenkung 24 vollziehen kann. Wenn mit Hilfe des Steuerrades 18 beispielsweise das Lenkjoch 21 in Pfeilrichtung gemäss Fig. 3 verschwenkt wird, wobei die Durchfederung der Vorderräder 6 keinerlei
Rolle spielt, so werden die Vorderräder 6 über die Spurstangen 23 in eine eine Linkskurve erzwingende
Stellung gebracht. Gleichzeitig wird der Arm 29 sowie der daran angelenkte Arm 32 in Fahrtrichtung gesehen nach links verschwenkt, wobei das Kniegelenk 31 die Längenänderung ausgleicht.
Über den Gelenkbolzen 33 nimmt der Arm 32 den Arm 32'mit und schwenkt auf diese Weise das
Lenkjoch 25 von oben gesehen gegen den Uhrzeigersinn, wie ebenfalls in Fig. 3 durch Pfeil angedeutet. ist. Die Hinterräder 7 werden somit über die Spurstangen 27 und die Achsschenkellenkung 28 ebenfalls in eine eine Linkskurve erzwingende Stellung gesteuert.
Wenn während dieses Lenkvorganges das Fahrzeug der Höhe nach abknickt, wie beispielsweise in
Fig. 1 dargestellt, so wird trotzdem dabei die Lenkung der Hinterräder nicht abgefälscht, vielmehr nimmt das Kniegelenk 31'eine solche Abknickung auf, wobei es sich auch nicht schädlich auf die Lenkung der
Hinterräder 7 auswirkt, wenn die Schwingarme 3'und 4'gleichzeitig verschiedene Relativbewegungen zum Teilrahmen 9 ausführen.
Man kann unter Umständen mit einer nur auf die Vorderräder wirkenden Lenkeinrichtung auskommen, wenn man die Schwingarme 3, 3' bzw. 4, 4' jeweils einer Fahrzeugseite durch hydraulische Böcke miteinander verbindet, die doppelt wirken, so dass man durch Zusammenziehen der hydraulischen Bökke entweder den hinteren oder vorderen Teilrahmen anheben oder durch Auseinanderdrücken der hydraulischen Böcke die Mittelachse 1 anheben kann.
In einem solchen Falle ist es also möglich, entweder die Räder 7 oder die Mittelachse 1 anzuheben, wenn scharfe Kurven gefahren werden sollen. Dies kann auch in der Weise erfolgen, dass die Steuerung der Lenkeinrichtung mit der Steuerungseinrichtung der hydraulischen Böcke zum gleichzeitigen Anheben eines Teilrahmens oder der Mittelachse 1 verbindbar ist. Damit dieser Vorgang sich nur beim Durchfahren scharfer Kurven abspielt, kann in der Lenkeinrichtung eine entsprechende Verzögerungsvorrichtung eingebaut sein.
Nun ist es beim Fahren im Gelände in manchen Fällen nicht zu vermeiden, dass beim Überwinden von Höckerhindernissen der vordere Teilrahmen 8 angehoben werden muss. In einem solchen Falle wäre das Fahrzeug dann ohne Lenkung, wenn nur die Vorderräder 6 mit einer Steuerungseinrichtung versehen sind. Damit nun in diesem Fall trotzdem das Fahrzeug gelenkt werden kann, ist die Lenkeinrichtung durch eine auf jeweils eine Getriebehälfte des Differentials wahlweise wirkende Lenkbremse bekannter Bauart ergänzt. Eine solche Lenkung bedingt selbstverständlich ein seitliches Gleiten der Räder über dem Boden ; dies spielt jedoch beim Fahren im Gelände keine Rolle.
Der Einbau solcher an sich bekannter Lenkbremsen bringt den Vorteil mit sich, dass das Fahrzeug auf einfache Art und Weise auch dann gelenkt werden kann, wenn es-schwimmtüchtig ausgebildet- im Wasser schwimmt. Zu diesem Zweck brauchen nur, wie in Fig. 5 schematisch dargestellt, an den hinteren Schwingarmen 3', 4' gegenüber den Fahrzeugrädern 7 Wasserschrauben 36 angeflanscht werden, die ihren Antrieb beispielsweise von der Triebachse 37 des Hinterrades 7 erfahren.
Die Aufbauten 15 und 16 können ohne Schwierigkeiten als Wannen ausgebildet sein, die gegenüber Wassereintritt vollkommen abgedichtet sind. Die Schwingarme 3, 3' und 4, 4' können ebenfalls wasserdicht gestaltet sein, so dass lediglich noch seitlich an den Aufbauten 15 und 16 aufblasbare Luftschläuche od. dgl. angebracht werden müssen, um das Fahrzeug schwimmtüchtig zu gestalten.
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