DE1025739B - Getriebe zur Einzellenkung der Raeder von Fahrzeugen und Fahrzeugen mit Anhaenger - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Fahrzeuge für Straße, Gelände und Schiene, z. B. Transport- und Arbeitsfahrzeuge, auch selbstfahrende und gezogene Landmaschinen, haben bezüglich ihrer Lenkung, insbesondere Achsschenkellenkung, entsprechend den Genauigkeitsanforderungen und dem Verwendungszweck verschiedene Bedingungen zu erfüllen. Eine besonders wichtige Voraussetzung ist vor allem bei Kurvenfahrt die getriebliche Verwirklichung des reinen Rollens der Räder auf der Fahrbahn. Das dieser Forderung entsprechende mathematische Gesetz zwischen den sogenannten Radeinschlagwinkeln, den Fahrgestellabmessungen, wie Radstand, Abstände der Lenkzapfenmitten von der Fahrzeuglängsmittellinie, bereitete nach dem bekannten Stand der Technik seiner kinematisch-getrieblichen Verwirklichung erhebliche Schwierigkeiten und führte zu Lösungen, die entweder nur eine angenäherte Erfüllung der Lenkbedingungen anstrebten oder bei geometrisch genauer Einhaltung der Bedingung für alle Kurvenhalbmesser praktisch unbrauchbare Lenkeinrichtungen ergaben.

Die Erfindung ermöglicht durch eine neue Ergänzung der geometrischen Grundfigur, durch Auswertung neuer geometrischer Erkenntnisse und Einführung neuer Umformungsprinzipien der Lenkgrundgetriebe die mathematisch genaue Einhaltung der Bedingung des reinen Rollens sämtlicher Räder für alle während der Kurvenfahrt auftretenden Halbmesser.

Die Erfindung betrifft dabei nicht nur Lenkgetriebe für selbstfahrende Fahrzeuge jeder Art, sondern sie umfaßt auch Lenkgetriebe für Anhängerlenkung, gesteuert vom Transportfahrzeug. Sie liefert auch Lenkgetriebe für Geländefahrt, d. h. solche räumlicher Art.

Die Forderung, daß sämtliche Radachsen eines Fahrzeuges bzw. deren Verlängerungen sich ständig in einem gemeinsamen Lenkmittelpunkt schneiden sollen, ist bekannt. Bei einem ebenfalls bekannten Lösungsversuch dieser Aufgabe ist eine getriebliche Kopplung von vier Gelenkgetrieben mit drei Drehgelenken und einem Schubgelenk (Schubkurbelgetriebe) vorgesehen, deren Zusammenwirken in Form von schwingenden und umlaufenden Kurbelschleifen geschieht, wobei die schwingenden Kurbelschleifen gleichschenklig ausgebildet sind. Demgegenüber beruht das Lenkgrundgetriebe bei dem Gegenstand der Erfindung auf einer getrieblichen Kopplung von vier Gelenkgetrieben mit zwei Dreh- und zwei Schubgelenken in abwechselnder Aufeinanderfolge (Winkelschleifengetriebe). Es handelt sich also um einen grundsätzlich verschiedenen Aufbau der Lenkgrundgetriebe, was unter anderem darin seinen Ausdruck findet, daß bei der bekannten Bauart die Polkurven Kardankreise, die Koppelkurven Ellipsen bzw.Pascalsche Kurven und die Mitnehmer im Gestell drehbar gelagert sind. Dagegen sind bei dem Gegenstand der Erfindung die Polkurven Parabeln bzw. Kurven vierter Ordnung,

Getriebe zur Einzellenkung

der Räder von Fahrzeugen

und Fahrzeugen mit Anhänger

Anmelder:
Yoshichiro Yasuda, Tokio

Vertreter: Dr.-Ing. E. Hoffmann, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 34

Yoshichiro Yasuda, Tokio,
ist als Erfinder genannt worden

die Koppelkurven Konchoiden und die Mitnehmer als Schubglied bzw. Schieber ausgebildet.

Daraus ergibt sich, daß das bekannte Lenkgetriebe ausschließlich für eine symmetrische Lenkung zu gebrauchen ist, da es wegen der zugrunde liegenden polaren Theorie stets auf einen Kreis zurückgreifen muß, dessen Mittelpunkt auf der Fahrzeugachse liegt und der durch die Lenkzapfenmitten geht. Dagegen ist das nach der Erfindung ausgebildete Lenkgrundgetriebe in gleich einfacher Weise sowohl für die symmetrische als auch für die unsymmetrische Lenkung brauchbar. Die Kopplung zwischen diesen einfachen getrieblichen Anordnungen beruht auf einfachsten geometrischen Zusammenhängen, welche daher getrieblich sehr leicht verwirklicht werden können.

Ein weiterer wichtiger Vorteil gegenüber der bekannten Bauart besteht darin, daß die sogenannte Festachse als Senkrechte zur Fahrzeugmittellinie beliebig gewählt werden kann, was erhebliche konstruktive Vorteile bietet.

Ferner ist darauf hinzuweisen, daß bei der bekannten Bauart bei Vierradlenkung zwischen den einzelnen auf der polaren Theorie beruhenden Lenkgrundgetrieben für die Vorder- und Hinterräder Umkehrgetriebe vorgesehen sind. Die Übertragung dieser Kopplung auf Sechsradlenkung, Achtradlenkung usw. führt zu Konstruktionen, die wirtschaftlich bzw. für die Praxis untragbar sind. Demgegenüber bieten die nach der Erfindung ausgebildeten Lenkgetriebeanordnungen den Vorteil, daß für alle Räder bei beliebigen Mehrradlenkungen, beispielsweise Zehnradlenkungen, Zwölfradlenkungen usw. nur eine einzige und obendrein beliebig wählbare Festachse benutzt wird.

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Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß gekoppelt mit kleinem Kardankreiszahnrad des erst-

längs einer zur Fahrzeug-Längsmittellinie und durch die genannten Planetengetriebes,

Lenkzapfenmitte gehenden Gleitbahn ein vom Lenkrad Fig. 6 a eine weitere Abwandlung des Lenkgetriebes

angetriebenes Gleitstück als Mitnehmer verschoben wird von Fig. 1,

und dieser Mitnehmer eine zur genannten Gleitbahn 5 Fig. 7 eine getriebliche Teilanordnung des Lenksenkrechte Gleitführung für die Verschiebung einer mit getriebes von Fig. 6 zur Erzeugung der richtigen Eineinem zentrisch angeordneten Zapfen versehenen Gleit- schlagwinkel der Radachsen mittels des Zentralrades 63, hülse besitzt, die zwei weitere, um ihren Zapfen gegen- wenn Zapfen 59 längs der Geraden 60 geführt wird,
seitig drehbar angeordnete Gleithülsen aufweist, von Fig. 8 ein Lenkgrundgetriebe gemäß Fig. 1, zu prodenen die eine längs der als Gleitstange ausgebildeten ¹⁰ portional verkleinertem Lenkaggregat abgewandelt, mit Radachse, die andere längs einer mit dem Fahrzeug- winkeltreuer Übertragung der richtigen Einschlagwinkel rahmen fest verbundenen Gleitbahn geführt wird, deren durch Parallelkurbelgetriebe,

Mittellinie einerseits durch den Fußpunkt des von der Fig. 9 eine Achsschenkellenkung mittels Gleitstangen-Lenkzapfenmitte auf die Längsmittellinie gefällten Lotes führung der abgewinkelten Radachsen und Schubgelenke und andererseits durch einen Punkt geht, der sich als 15 bei geradegeführter Zapfenmitte der Gleithülsen im Schnittpunkt einer ideellen zur Längsmittellinie senk- doppelten Radstand,

rechten Geraden, der sogenannten Festachse, mit einer Fig. 9 a die geometrische Ableitung für das Lenk-

Geraden ergibt, die durch den Spiegelpunkt der Lenk- getriebe nach Fig. 9,

zapfenmitte bezüglich der Längsmittellinie geht und auf Fig. 10 ein Spindelantrieb für ein Vorderradlenkder Festachse senkrecht steht, wobei sich im Falle 20 aggregat eines Vierradfahrzeuges gemäß Fig. I₁ entunsymmetrischer Anordnung eines Räderpaares die von standen durch proportionale Verkleinerung nach vorander Längsmittellinie des Fahrzeugrahmens gemessenen gegangener Drehung von geometrischen Teilanordnungen seitlichen Abweichungen der Mitnehmer dieser Lenk- des Lenkgrundgetriebes nach Fig. 9,
grandgetriebe wie die Quadrate der dazugehörigen Lenk- Fig. 10 a die geometrische Erläuterung möglicher prozapfenmittenabstände von der Längsmittellinie verhal- 25 portionierter Verkleinerungen zu dem Lenkaggregat ten, oder daß unter Wegfall dieser Bedingung bei spiegel- nach Fig. 4,

symmetrischer Anordnung der Lenkzapfenmitten eines Fig. 11 eine Vorderradlenkung eines Vierradfahrzeuges Räderpaares bezüglich der Längsmittellinie die beiden bei Berücksichtigung des Nachlaufes der Vorderräder Mitnehmer zu einem einzigen Mitnehmer vereinigt durch eine zusätzlich angeordnete umlaufende Kurbelwerden und die beiden gestellfesten Gleitbahnen zur 30 schleife in Verbindung mit der Anordnung gemäß Fig. 9, Längsmittellinie spiegelsymmetrisch angeordnet sind und Fig. 12 ein Lenkgrundgetriebe für Dreiradfahrzeuge sich auf der Verbindungsgeraden der beiden Längs- bei mit der Hinterachse zusammenfallender Festachse zapfenmitten schneiden, wobei die in diesen Lenkgrund- und Zahnstangenführung der Gleithülsenzapfen,
getrieben vorgesehenen Geradschubbewegungen mittels Fig. 13 ein Lenkaggregat für Dreiradfahrzeug, entüblicher Schubgelenke auch durch andere getrieblich 35 standen aus dem Lenkgrundgetriebe von Fig. 12 durch erzeugbare Geradführungen ersetzbar sind. proportionale Verkleinerung und bei vorher durch-

Kurz zusammengefaßt stellt das Lenkgrundgetriebe geführter Drehung einer geometrischen Teilanordnung, nach der Erfindung also eine getriebliche Kopplung von Fig. 14 eine Vierradlenkung mittels proportional ver-Winkelschleifengetrieben dar, das sind Viergelenkgetriebe kleinerter Lenkaggregate gemäß Fig. 4 für Vorder- und mit zwei Dreh- und zwei Schubgelenken in abwechselnder 40 Hinterräder und Parallelkurbelanordnung zur winkel-Aufeinanderfolge, wobei die verschiedensten Abwand- treuen Übertragung der Einschlagwinkel nach den Lenklungen möglich sind. zapfen, Koppelung durch Kegelradgetriebe,

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin- Fig. 15 eine Vierradlenkung mit Lenkaggregat, ent-

dung schematisch dargestellt und die für die Erfindung standen durch Zusammenfassung zweier Lenkaggregate

grundlegenden Ableitungen angegeben. Es zeigt 45 gemäß Fig. 10 zu einem einzigen Lenkaggregat bei

Fig. 1 ein Lenkgetriebe für geometrisch genaue Vorder- proportionaler Abstimmung gegeneinander und voran-

radlenkung eines Vierradfahrzeuges mit der Hinterachse gegangener Drehung einzelner Teilanordnungen,

als Festachse, Fig. 16 Lenkaggregate für eine Anhängerlenkung mit

Fig. 1 a bis 1 c aus Fig. 1 zur besseren Übersicht gegenseitiger Kopplung der einzelnen Lenkgetriebe von

herausgezeichnete geometrische Anordnungen, 50 Schleppern und Anhängern,

Fig. 2 ein Lenkgetriebe für Einzellenkung sämtlicher Fig. 17 ein Lenkgrundgetriebe für unsymmetrische

Räder eines Vierradfahrzeuges bei beliebig außerhalb des Vierradlenkung,

Fahrzeuges gewählter Festachse senkrecht zur Fahrzeug- Fig. 17a die geometrische Ableitung zu der unsym-

Längsmittellinie, metrischen Lenkung nach Fig. 17,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für Kopplung der 55 Fig. 17b eine getriebliche Verwirklichung zu der beiden Lenkgetriebe von Fig. 2 mittels am Gleitstück- geometrischen Darstellung in Fig. 17 a,
mitnehmer angeordneter Zahnstangen und Zahnritzels Fig. 18 eine federnde bzw. teleskopfedernde Hülsenauf gemeinsamer Welle in Richtung der Fahrzeug- führung der Radachse mittels prismatischer Gleitstange Längsmittellinie, im gegenüber dem Fahrzeugrahmen drehbar angeord-

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel des Lenkgrundgetriebes 60 neten Achsschenkel.

von Fig. 1 mittels in ihrer Längsrichtung verschiebbarer Die getriebeschematisch dargestellte Fig. 1 zeigt die

Zahnstangen und Antriebs vom Lenkrad durch schräg geometrischen Grundlagen für gemäß der Erfindung

verzahntes Ritzel, entwickelte ebene Lenkgrundgetriebe und die daraus

Fig. 5 die Führung der Gleitsteinzapfen 24 und 25 als nach neuem Verfahren ableitbaren Lenkaggregate. Die

Zapfen 54' bzw. 53' auf Geraden 9 und 10 durch Stirn- 65 Achsen 4 und 5 der in den Lenkzapfen 2 und 3 des

rad-Planetengetriebe in der Ausführung von Kardan- Fahrzeugrahmens 1 gelagerten Vorderräder des där-

kreisräderpaaren mit gemeinsam angetriebenem Steg, gestellten Vierradfahrzeuges müssen sich bei Kurven-

Fig. 6 eine Abwandlung des Lenkgetriebes von Fig. 1 fahrt beliebigen Halbmessers nach der kinematischen

mittels Geradführung durch Kardankreisräderpaar und Bedingung stets in einem Punkt 20 der hier durch die

zwei Stirnrad-Planetengetriebe besonderer Abmessungen, 70 Achse der Hinterräder gelegten Festachse 6 schneiden.

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Gemäß der Erfindung wird dies nach dem Getriebe- Für die Bestimmungsgrößen p, q der Fig. 1 a und P₁, schema der Fig. 1 dadurch erreicht, daß in einer Gleit- q_x der Fig. 1 b läßt sich, wie Fig. 1 c erkennen läßt, nachbahn 19 in Richtung der Lenkzapfenmitten 2 und 3 weisen, daß P₁ = p, q_x = q ist; außerdem lassen sich mittels eines Schubgelenks 18 das Gleitstück 17 als Mit- weitere metrische Beziehungen zwischen den Grundnehmer — im folgenden nur als Mitnehmer bezeichnet — 5 größen m, /, r, p, q ableiten, einschließlich der aus den schiebend bewegt wird, z. B. vom Lenkrad21 (Fig. 10) Fig. la, Ib, Ic und Fig. 1 ersichtlichen Radeinschlagüber ein Kegelradgetriebe 22 durch eine Schrauben- winkel β und cc. Aus Fig. 1 a folgen mit Hilfe ähnlicher spindel 23 (Fig. 10). Dreiecke die Beziehungen:

Längs der mit dem Fahrzeugrahmen 1 fest verbun- IaI

denen Gleitbahnen 9 und 10 gleiten Hülsen 12 und 15, io —i—- = ; J- — — (la, Ib)

die mit weiteren Gleithülsen 11 und 13 bzw. 14 und 16 m — p _r~_m ρ m

durch Zapfen 24 bzw. 25 gelenkig verbunden sind, wobei und aus beiden Gleichungen

die Gleithülsen 11 und 14 längs der als Achsschenkel ₂ . .;

dienenden Gleitstangen 7 und 8, dagegen die Gleithülsen p = , q = . (2a, 2b)

13 und 16 längs Führungen des Mitnehmers 17 ver- 15 r r

schiebbar sind, die zur Schubrichtung des Mitnehmers Entsprechend liefert Anwendung der Ähnlichkeitssätze

senkrecht stehen. in Fig. 1 b

Gemäß der Erfindung fallen die Gleitbahnen 9 und 10 , ,

in die Geraden 26 bzw. 27 durch den Mittelpunkt 28 der —=-— = ; ^ = — (l'a, l'b)

Verbindungsstrecke der Lenkzapfenmitten 2 und 3 und 20 ^m + Pi ^r + ^m Pi ^m

durch die Festpunkte 29 und 30 des Fahrzeugrahmens 1, und aus beiden Gleichungen wiederum

wobei 29 und 30 auf der Festachse 6 liegen und 2, 3, 30, 29 ^_{2 m}^

ein Rechteck bilden bzw. 29 und 30 die Fußpunkte der von P₁ = ; q_l = —— . (2' a, 2' b)

den Lenkzapfenmitten 2 und 3 auf die Festachse gefällten ^{r r}

Lote bedeuten und als Festachse eine beliebige Senkrechte 25 Der Vergleich der Gleichungen (2a, 2b) und (2'a, 2'b)

zur Fahrzeugrahmen-Längsmittellinie — im folgenden beweist die Richtigkeit der Behauptung P₁ = p; ^₁ = q,

nur als Längsmittellinie bezeichnet — gewählt werden damit die geometrische Gesetzmäßigkeit nach Fig. 1 c

kann. Im angezogenen Beispiel ist die Festachse als mit und gleichzeitig die Möglichkeit der baulichen Aus-

der Achse der Hinterräder zusammenfallend angenommen führung des Lenkgrundgetriebes der symmetrischen

worden. 3° Lenkung eines bei Geradeausfahrt koaxialen Räderpaares

Für die Ableitung der metrischen Beziehungen des nach Fig. 1, d. h. die geometrisch genaue Verwirklichung

gemäß der Erfindung vorliegenden Lenkproblems, des- des Radeinschlages mit Schnittpunkt 20 der Radachsen 4

gleichen für das an späterer Stelle beschriebene Um- und 5 der beiden Vorderräder auf der Festachse 6 der

formungsprinzip der proportionalen Verkleinerung in Hinterräder.

Verbindung mit gewissen Drehungen von geometrischen 35 Die Einhaltung der Bedingung P₁ = p und q_x — q Teilanordnungen der Grundfigur, für die dazu gehörigen wird in Fig. 1 durch das Gleitstück 17 als Mitnehmer Verkleinerungsfaktoren usw. sind die nachstehenden (Mitnehmer 17), durch die Gleitbahnen 9, 10, die dazu-Bestimmungsgrößen von besonderer Wichtigkeit. Es gehörigen Gleithülsen 12, 15, ferner durch die Gleitbedeutet : hülsen 13, 16 am Mitnehmer 17 und durch die Gleit-

m = Abstand des Lenkzapfens des Achsschenkels von ⁴° hülsen 11 und 14 an den Radachsen 7,8 bzw. 4, 5 erreicht,

der Längsmittellinie des Fahrzeuges, in Fig. 1 .^{Für dle} Rademschlagwmkel α und β der Fig. 1 a, 1 b, 1 c

„„ Längsmittellinie des Fahrzeuges, in Fig. ^

also der Abstand der Punkte 2 und 28 bzw. 3 S^{nt we}S^en

und 28, ₌ tn + r ₌ r

■ m

I = Abstand der Lenkzapfenmitten von der ge- I ' I

wählten Festachse,

r = Halbmesser der zu durchfahrenden Kurve, in ^{noch die bekannte} Cxleichung

Fig. 1 beispielsweise dargestellt durch die , _ . ο __ ~^m t-<\

Strecke von 20 bis 31, dem Schnittpunkt der ^{8 8P} ~ ; ' ^{ '
Festachse mit der Längsmittellinie,

ρ = Abstand des Mitnehmers 17 von der Längsmittel- ⁵° ^Die übertragung des Erfindungsgedankens auf die

linie bzw. der Gleithülsenzapfen 24 und 25 von sogenannte »unsymmetrische Lenkung«·, für den allge-

der Längsmittellinie meinen Fall, dargestellt m Fig. 17, für Sonderfälle m

q = Abstand des Gleithülsenzapfens 24 bzw. 25 von ^FiS- ^^{2 und 13}> ^{ist aus den Fi}S- }⁷* ^{und 1}J^ ersichtlich,

dem Lot, gefällt von der Lenkzapfenmitte auf ?er Unterschied gegenüber Fig. 1 bzw 1 a 1 b 1 c besteht

die Längsmittellinie des Fahrzeuges. ^{55 darm}' ^da? ^die Lenkzapfen 161 und 174 der Vorderrader

von der Längsmittelhnie 32 (Fig. 17, 17b) verschiedene

In den Fig. 1 a, 1 b und 1 c sind zur besseren Übersicht Abstände M₁ bzw. m_a und auch verschiedene Abstände h

die geometrischen Anordnungen der Fig. 1 getrennt her- bzw. Z₁₁ von der Achse der Hinterräder haben, hier als

ausgezeichnet. Festachse 159, entsprechend der Festachse 6 der Lenk-

Fig. 1 a zeigt die geometrischen Bestimmungsgrößen 60 anordnung von Fig. 1 gewählt.

m, I, r, p, q für das linke Vorderrad. Die Anwendung der Gleichungen (2 a, 2 b) auf das linke

Fig. Ib erläutert die geometrischen Bestimmungs- Vorderrad (Lenkzapfen 161) und der Gleichungen (2'a,

größen m, I, r, P₁, q₁ für das rechte Vorderrad, wobei den 2'b) auf das rechte Vorderrad (Lenkzapfen 174) ergibt

Bestimmungsgrößen p, q zur Erleichterung der Beweis- ohne weiteres

führung der Index 1 beigefügt ist. 65 ni\ ni^l _n

Fig. Ic ist durch Vereinigung der Fig. la und Ib zu Pi ~ ~~> Pn~ ~ (^4a< ^4b)
einer einzigen Figur entstanden, die bis auf Weglassung

getrieblicher Bauteile — wie Gleithülsen 11, 12, 13 sowie ^{und damlt}

14, 15, 16 und Gleitstück 17 als Mitnehmer — mit Fig. 1 A ₌ ^L (5)

übereinstimmt. 70 Pu ^mn

und damit die Richtigkeit der später angegebenen Bedingung. Nach dieser müssen sich die von der Längsmittellinie gemessenen senkrechten Abweichungen (Schubwege) der Mitnehmer 165 und 178 (Fig. 17 bzw. 17b) wie die Quadrate der dazugehörigen Lenkzapfenabstände von der Längsmittellinie verhalten.

Entsprechend folgt aus den Gleichungen (2 b) und (2'b) für die unsymmetrische Lenkung die Bedingung

q₁ Iq₁₁ = M₁I₁: M₁₁I_1x (6)

Für den Sonderfall der Fig. 1 bzw. la, Ib, Ic mit M₁ — Tn_n = m und I₁ = I₁₁= I gehen die Gleichungen (5) und (6) wieder in die Bedingung

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Dagegen liefert die proportionale Verkleinerung des Dreiecks 2, 3, 77 in 2', 3', 77' der Fig. 10 a die praktisch sehr brauchbare Lösung von Fig. 10, in der durch die Spindel 23 der Gleithülsenzapfen 77' längs der Geraden 82' und die abgewinkelten Gleitstangen 80', 81' mittels Gleithülsen durch 77' geführt werden.

Erfindungsgemäß sind die Geraden 26, 27 als Mittellinien der Gleitbahnen 9 bzw. 10 spiegelsymmetrisch zur Längsmittellinie 32 angeordnet und schneiden sich im Falle der symmetrischen Lenkung eines bei Geradeausfahrt koaxialen Räderpaares im Mittelpunkt 28 der Verbindungsstrecke der dazugehörigen Lenkzapfenmitten 2 und 3. Außerdem haben die Gleithülsenzapfenmitten 24 und 25 von der Verbindungsstrecke der Lenkzapfenmitten 2 und 3 gleiche Abstände q.

Die beschriebene Lenkeinrichtung, die nachstehend als vLenkgrundgetriebe« der symmetrischen Lenkung eines bei Geradeausfahrt koaxialen Räderpaares bezeichnet werden soll, zerfällt, wie bei Fig. 17 noch gezeigt wird, im

Fig. 17b, gegenüber Fig. 17a im doppelt so großen
Maßstab gezeichnet, erläutert für das linke Vorderrad
(Fig. 17b, oben) und das rechte Vorderrad (Fig. 17b,
unten) die dazugehörigen und voneinander verschiedenen 20 Falle der unsymmetrischen Lenkung, bei der zwei Räder Lenkgrundgetriebe der hier \⁷'orhegenden unsymme- in der Geradeausfahrt parallelachsig angeordnet sind, in trischen Vorderradlenkung. Beim Übergang zur symmetrischen Vorderradlenkung können die beiden Mitnehmer
165 und 178 zu einem einzigen Mitnehmer entsprechend
Mitnehmer 17 von Fig. 1 vereinigt werden, so daß dann 25 liebige Senkrechte 33 zur Längsmittellinie des Fahrzeuges die spiegelsymmetrische Anordnung des Lenkgrund- als Festachse gewählt wird, wobei den Punkten 29 und 30 getriebes der Fig. 1 entsteht.

Das ferner bereits erwähnte Umformungsprinzip der proportionalen Verkleinerung, erstmalig in Fig. 8 erzwei «Lenkgrundgetriebe der unsymmetrischen Lenkung«.

Die Übertragung des Erfmdungsgedankens auf die

Vierradlenkung der Fig. 2 beruht darauf, daß eine be-

der Fig. 1 für die Vorderradlenkung die Punkte 34 und 35 und für die Lenkung der beiden Hinterräder um die Lenkzapfen 38,39 die Punkte 36, 37 entsprechen. Letztere sind

läutert, bezweckt, die sperrige Anordnung eines Lenk- 3° die Fußpunkte der Lote von den Lenkzapfenmitten 38

grundgetriebes nach Fig. 1 durch eine proportional (ähnlich) verkleinerte getriebliche Anordnung zu ersetzen, gekennzeichnet durch mit' versehene Ziffern; die Einhaltung der geometrischen Bedingungen für die Radeinschlagwinkel und die Bestimmungsgrößen ist auch nach der proportionalen Verkleinerung gewährleistet. Die durch das Lenkaggregat erzeugten und der geometrisch genauen Lenkbedingung entsprechenden Radeinschlagwinkel sind dann nur noch mittels bekannter Parallel- und 39 der Hinterräder auf die Festachse 33. Die Radachsen 4, 5, 42, 43 schneiden sich jeweils in einem Punkt 20 der Festachse, eine Bedingung, die für alle Kurvenhalbmesser, dargestellt durch die Strecke von 20 nach 40, entsprechend der Lenkgeometrie des »Lenkgrundgetriebes« gemäß der Erfindung erfüllt wird.

Die Kopplung zwischen den Lenkgrundgetrieben der Vorder- und Hinterräder ist in Fig. 2 weggelassen, diese wird an Hand der Fig. 3 beschrieben. Die Mitnehmer 17

kurbelgetriebeanordnungen nach den Lenkzapfen 2 und 3 40 und 41 werden hierbei in ihrer Gleitbahn längs der Lenkwinkeltreu zu übertragen, beispielsweise durch Parallel- zapfenmitten-Verbindungsgeraden mittels an ihnen angeordneter Zahnstangen 44 und 45 durch auf gemeinsamer Welle 51 sitzende Zahnräder 46 und 47 verschoben, deren

Übersetzungsverhältnis durch die Abmessungen des Vier-

kurbelgetriebe mit den Lagern 2', 2 und der Koppel 74 (Fig. 8).

Der Erfindungsgedanke der »proportionalen Verkleinerung«, d. h. der Gestaltung von »Lenkaggregaten«, 45 radfahrzeuges und die Lage der Festachse bestimmt ist. die im Fahrzeugrahmen leicht und an beliebiger Stelle Eine andere bauliche Ausführung des Lenkgrundge

triebes von Fig. 1 ist durch Fig. 4 erläutert; sie zeigt eine getriebliche Abwandlung der Schubbewegungen der Gleithülsen 12 und 15 längs der Gleitbahnen 9 und 10.

achsen starr verbundenen und gegen diese abgewinkelten Gleitstangen 80 und 81, daß sich diese stets auf einer Parallelen 82 im Abstand I von der Geraden 23 schneiden. Für das in Fig. 9 a eingezeichnete Achsenkreuz lauten die Gleichungen der Gleitstangenmittellinien 80, 81

eingebaut werden können, sei noch kurz an Hand der Ergänzungsfiguren 7 a und 10 a erläutert, die den Fig. 9 und 10 zuzuordnen sind.

Mit den in Fig. 9 a eingetragenen Bezeichnungen folgt 50 Längs dieser Gleitbahnen 9 und 10 gleiten hier Zahnfür die in 2 und 3 drehbar gelagerten und mit den Rad- stangen 48 bzw. 49, in deren Zapfen 24 und 25 die Gleithülsen 11 und 14 drehbar angeordnet sind, die ihrerseits längs der axialen Gleitstangen 7 und 8 gleiten und so die geometrisch genauen Einschlagwinkel erzeugen, wenn die 55 schräg verzahnten Zahnstangen 48 und 49 mit dem Ritzel 50 kämmen und mittels dieses Ritzels über die Kegelradanordnung 22 durch das Lenkrad 21 in der Richtung der Geraden 26 bzw. 27 verschoben werden. Bei doppelter Anwendung der so abgewandelten Bau-60 art des Lenkgetriebes von Fig. 4 auf die Vierradlenkung von Fig. 2 sind beide Lenkgetriebe — ähnlich Fig. 3 — durch eine der Welle 51 entsprechende Welle mit dazugehörigem, aus den Abmessungen folgendem Übersetzungsverhältnis getrieblich zu koppeln.

65 Gemäß der Erfindung, beruhend auf den geometrischen Eigenschaften des Lenkgrundgetriebes der Fig. 1, wird (9) in Fig. 5 die Führung der Gleitsteinzapfenmitten 24 und

längs der Gleitbahnmittellinien 9, 10 bzw. längs der Geraden 26, 27 durch auf den Teilkreisen von Planetenrrädern 53, 54 angeordnete Zapfen 53', 54' erzwungen,

Ihr Schnittpunkt 77 hat unter Beachtung von I

die Koordinaten

tga =

r — M

tg/3 =

r -\- m

Ein Lenkgetriebe dieser an sich bekannten Gesätzmäßigkeit wäre praktisch unmöglich.

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wenn diese Räder 53, 54 in dem mit dem Fahrzeug- Der Vorteil des Verfahrens der proportionalen Verkleinerahmen 1 fest verbundenen innenverzahnten Rad 52 von rung besteht unter anderem darin, daß diese »Lenkdoppeltem Durchmesser rollen, dabei geführt durch den aggregate« an behebiger Stelle des Fahrzeugrahmens 1 gemeinsamen Steg 58 und angetrieben durch das Zahn- untergebracht werden können. Die Übertragung der Radrad 57 über mit den Zahnrädern 53 und 54 fest ver- 5 einschlagwinkel geschieht dann in bekannter Weise durch bundene Zahnräder 55, 56. Parallelkurbelgetriebe.

In den Zapfen 53', 54', die den Zapfen 25 bzw. 24 der Fig. 8 zeigt das proportional verkleinerte Getriebe der Fig. 1 entsprechen, sind dann wiederum die Gleithülsen 14 Fig. 1, anders ausgedrückt, das aus dem Lenkgrundbzw. 11 drehbar gelagert, die durch Gleiten längs der getriebe der Fig. 1 ableitbare Lenkaggregat, bei dem die axialen Gleitstangen 8 bzw. 7 die richtigen Einschlag- i° Einschlaghebel 8', 7' über die Parallelkurbelgetriebe 3', winkel erzeugen. 70, 72, 3 bzw. 2', 73, 75, 2 mittels der Koppeln 71 bzw. 74

Werden in dem Lenkgrtindgetriebe der Fig. 1 gemäß die Einschlagwinkel nach den Achsschenkeln der Lenkder Ergänzungsfigur 6 a die Dreiecksanordnungen 28, 24, zapfen 3 bzw. 2 winkeltreu weiterleiten. In Fig. 8 ist 2 und 28, 25, 3 um den Punkt 28 im Gegensinn des Uhr- zwecks größerer Deutlichkeit die zur Verschiebung des zeigers um den Winkel 24, 28, 2 mit Scheitel 28 bzw. im 15 Mitnehmers 17' erforderliche Schraubenspindel nebst Uhrzeigersinn um den Winkel 25, 28, 2 mit Scheitel 28 Kegelrädern und Lenkrad weggelassen,
gedreht, so gelangen diese Dreiecke in die Lagen 28, 59, Fig. 9 zeigt ein in dieser Form praktisch unbrauchbares, 2 bzw. 28, 59, 3 der Fig. 6 a. Die Gleitstangen-Mittellinien an sich bekanntes Getriebeschema, bei dem mit den Radvon 7 und 8 gehen bei diesen Drehungen in die gedrehten achsen starr verbundene, abgewinkelte und um 3 bzw. 2 Gleitstangen 7 bzw. 8 über, die durch die Festpunkte 2 20 drehbare Gleitstangen 80,81 ihren geometrischen Schnittbzw. 3 gehen und sich außerdem stets in einem Punkt 59 punkt 77 mittels um einen Zapfen drehbarer Gleithülsen der Lenkzapfermittellime 2-3 schneiden, wobei außerdem 78, 79, 80 längs einer Gleitbahn 82 im doppelten Radabdie Strecken 28+3 und 28+2 gleich groß und gleich m stand parallel zur Festachse 6 führen,
sind. An Stelle der Gleitstangen 7 und 8 können also die Neu, fortschrittlich und erfinderisch ist dagegen die gedrehten Gleitstangen 7" und J5 in der Weise getrieblich 25 Auswertung dieser geometrischen Erkenntnis bei der ausgewertet werden, daß sie, einerseits durch die Fest- Vorradlenkung des Vierradfahrzeuges nach Fig. 10 durch punkte 2 und 3 drehend gelagert, auch die richtigen ihre Kombination mit dem Verfahren der proportionalen Radeinschlagwinkel bzw. die Änderungen dieser Radein- Verkleinerung und in Verbindung mit der Parallelkurbelschlagwinkel ergeben, wenn sie stets durch einen Punkt 59 Anordnung gemäß Fig. 8.

längs 2-3 geführt werden. Die Geradführung des Schnitt- 30 Eine Ähnlichkeit des Dreiecks 2', 3', 83' mit dem Dreipunktes 59 wird in Fig. 6 dadurch erreicht, daß das eck 29, 30, 28 von Fig. 10 bzw. mit dem Dreieck 2, 3, 83 Planetenrad 61 im innenverzahnten und im Fahrzeug- von Fig. 9 beweist die Richtigkeit der Lenkgeometrie, und rahmen fest angeordneten Rad 62 doppelten Durchmessers das Lenkaggregat gemäß Fig. 10 stellt so gegenüber der rollt. Es wird hierbei eine bekannte Eigenschaft des söge- praktisch unbrauchbaren Form von Fig. 9 eine Lenkeinnannten Kardankreisräderpaares benutzt. Das Hohlrad62 35 richtung gemäß der Erfindung dar.
hat den Durchmesser von der Größe des Lenkzapfenab- Die sinngemäße Übertragung dieses Lenkverfahrens Standes 2-3; Punkt 59, d.h. die Mitte eines Zapfens, von Fig. 10 auf das Lenkgetriebe von Fig. 11 gestattet angeordnet auf dem Planetenrad 61 (Teilkreisumfang), auch geometrisch genaue Lenkung bei Fahrzeugen mit durchläuft die Gerade durch die Lenkzapfenmitten 2, 3. sogenanntem »Nachlauf« der Räder, in welchem Falle die

Unter Auswertung der durch die getriebliche An- 40 verlängerten Radachsen 4", 5" die Mittellinie der Lenkordnung von Fig. 7 bestimmten Winkelanordnungen zapfen 2 bzw. 3 nicht schneiden. Um die Zapfen 84 und 2' mittels des hier dargestellten Stirnrad-Planetengetriebes, des Fahrzeugrahmens 1 schwingen die Hebel 88 und 89, d. h. des im Fahrzeugrahmen 1 drehbar gelagerten gekoppelt durch die Gleithülse 87 mit dem Zapfen 85 Zentralrades 63, der Planetenräder 64 und 65, die im von 87, wobei der Zapfenabstand von 84 und 85 gleich Steg 66 drehbar gelagert sind, wird erreicht, daß der 45 ist dem Abstand der Zapfen 2 und 86 und außerdem die Zapfen 59 relativ zum Zentralrad 63 längs einer Geraden Koppel 90 dieselbe Länge wie der Abstand der Zapfen 2 durch die Lagermitte 67 von Steg 66 bzw. Zentralrad 63 und 84 besitzt. Die Lagerung der Zapfen 84 und 84' außergeführt wird, wie es gemäß der Erfindung sein muß. Die halb der Lenkzapfenmitten-Verbindungsgeraden 2 nach Lagermitten 67 und 67' der Sonnenräder 63 bzw. 63' von 3 ist durch den der Figur zugrunde liegenden Verkleine-Fig. 6 haben dabei die festen Abstände 28 bis 67' = 28 50 rungsfaktor festgelegt. Für das rechte Vorderrad gelten bis 2 = 28 bis 3. Das Planetenrad 65 ist dabei über einen die entsprechenden Anordnungen. Man beachte auch die mit ihm fest verbundenem Hebel 68 an den Zapfen 59 Ähnlichkeit der Dreiecke 2, 91, 85' und 84, 2', 85, wobei des Rades 61 angelenkt, wobei die Wellenmitte 69 des die Strecke 2-91 gleich ist dem Nachlauf, dargestellt durch Planetenrades 65 von den Punkten 59 und 67 gleichen die Strecke 2-91'.

Abstand hat und außerdem die Räder 65 und 63 das 55 Fig. 12 zeigt als typisches Beispiel einer unsym-

Durchmesserverhältnis 1: 2 besitzen, das Zwischenrad 64 metrischen Lenkung die Lenkgrundgetriebe für ein

dagegen beliebig wählbar ist. Für das linksseitig ange- Dreiradfahrzeug, z. B. Motorrad mit Beiwagen, wobei die

ordnete Planetengetriebe liegen die gleichen Abmessungs- Achse 92 des Beiwagenrades 93 nicht mit der Achse des

Verhältnisse vor. Die geometrisch richtigen Radeinschlag- Hinterrades zusammenfällt, die hier als Festachse 94

winkel werden durch die Zentralräder 63 und 63' bewirkt, 60 gewählt ist. Der Zusammenhang der durch Fig. 12

deren Drehbewegungen gegen den Fahrzeugrahmen 1 auf gegebenenLösungmitdenLenkgrundgetriebeanordnungen

die Achsschenkel der Lenkzapfen 3 bzw. 2 winkeltreu der Fig. 4 für das Seitenrad und einer entsprechenden

durch Parallelkurbelgetriebe übertragen werden. Lenkung für das Vorderrad ist ohne weiteres ersichtlich.

Der Erfindungsgedanke umfaßt auch bauliche Ände- Wesentliche Bauelemente und Bauanordnungen der

rangen des Lenkgrundgetriebes der Fig. 1 oder der durch 65 bereits behandelten Lenkgrundgetriebe sind erkennbar,

die Lenkeinrichtungen der Fig. 3,4,5 oder 6 abgewandelten wie beispielsweise die gegen den Fahrzeugrahmen 1 in

Getriebe, indem deren Abmessungen proportional ver- vorgeschriebener Richtung verschiebbaren Zahnstangen

kleinert werden und dadurch, z. B. gemäß Fig. 8, Bau- 100 und 104, angetrieben vom Lenkrad durch auf gleicher

einheiten 76 erhalten werden, die bei der weiteren Be- Welle sitzende, schräg verzahnte Ritzel 105, 106, die an

Schreibung als »Lenkaggregate« bezeichnet werden sollen. 70 die Zahnstangen bei 98 und 101 angelenkten Gleit-

11 12

hülsen 99 und 102, die mit den Gleitstangen 92 der näher beziffert, da sie in ihrer getrieblichen Wirkungs-Seitenradachse bzw. 103 des Vorderrades Schubgelenke weise ohne weiteres verständlich sit. bilden, wobei die geometrischen Abmessungen bzw. die Fig. 16 erläutert die Kornbinationsmöglichkeit des

funktionellen Zusammenhänge zwischen den auftretenden Erfindungsgedankens gemäß Fig. 10 in Verbindung mit Schubwegen so festgelegt sind, daß sich die Achsen 94, 5 angeordneten umlaufenden Kurbelschleifen für die Gleich-92, 107 des Hinter-, Seiten- und Vorderrades im Krüm- bahnlenkung von Schlepper und Anhänger. Gemäß der mungsmittelpunkt 108 der zu durchfahrenden Kurven Erfindung wird bei einer derartigen Ausführung die schneiden. Eine dieser zu erfüllenden Bedingungen Lenkung von Schlepper und Anhänger nach Art der besteht darin, daß die Schubwege der Zahnstangen 100 Fig. 10 und 11 benutzt; die Hinterradachsen 128 und 129 und 104 gleich groß sein müssen, d. h. die Überein- io von Schlepper und Anhänger schneiden sich hierbei im Stimmung der Strecken von 101 bis 109 bzw. von 98 Krümmungsmittelpunkt 130 gleichen Krümmungshalbbis 110. In die Erfindung sollen auch Ausführungen messers (Gleichbahnlenkung). Die Kopplung der Lenkmittels Kardankreisräderpaar-Anordnungen nach Art aggregate von Schlepper und Anhänger geschieht über das der Fig. 5 einbezogen sein, bei denen die Zapfenmitten 98 Parallelkurbelgetriebe 131, 132, 133, 134, dessen Kurbel und 101 längs Geraden geführt werden, die sich in 111 i5 135, durch eine im Zapfen 136 angelenkte Gleithülse geschneiden. führt, ihre Bewegung auf die Kurbel 137 überträgt, deren

Erfindungsgemäß sind für die Dreiradlenkung auch Arm 138 die Gleithülse 139 führt; diese überträgt die bauliche Ausführungen nach Art der Fig. 13 einge- Bewegung auf den bei 142 angelenkten Hebel 141 mittels schlossen, bei der das Lenkgetriebe aus Fig. 12 durch des an der Gleithülse 139 angeordneten Zapfens 140. Der Drehung geometrischer Teilfiguren mit nachfolgender 20 Hebel 141 dient als Kurbel des Parallelkurbelgetriebes proportionaler Verkleinerung zu einem Lenkaggregat 142,143,144,145, das durch den Gleithebel 146 im Zapfen abgewandelt ist, dessen Einschlagwinkel mit Hilfe von 147 an den Fahrzeugrahmen des Anhängers und im Parallelkurbelgetrieben nach den Lenkzapfen des Vorder- Zapfen 145 an den Fahrzeugrahmen des Schleppers ange- und Seitenrades übertragen werden. Man beachte in lenkt ist. Die Gleitstangen 149,150 und der Gleithebel 146 Fig. 13 die gedrehten Dreiecke 110, 97, 98 und 110, 97', 25 werden über durch Zapfen 148 angelenkte Gleithülsen 98' und das dazu ähnlich verkleinerte Dreieck 110, 97", längs der Gleitschiene 151 geführt, die mit dem Rahmen 98", ferner die proportionale Verkleinerung von Drei- 152 des Anhängers fest verbunden und parallel zur Vereck 96', 101, 96 in das Dreieck 110, 101', 96', so daß die bindungsgeraden der Lenkzapfenmitten 153, 154 ange-Punkte 98" und 101' zusammenfallen und die neue ordnet ist. Die Kurbel 137 und der Arm 138 sind um 132 getriebliche Anordnung mittels der um 96' bzw. 97" 30 gegenseitig so drehbar angeordnet, daß sie — durch Eindrehenden Gleitstangen 103' und 92" entsteht und der wirkung des Fahrers —■ auch zu einem einzigen Getriebe-Gleithülsenzapfen 101' in Richtung 97-110 bewegt glied zusammengefaßt werden können, wird. Die Erfindung betrifft auch die sogenannte unsym-

Nachstehend werden noch einige weitere Ausführungs- metrische Lenkung, die bereits durch die Sonderbeispiele angegeben, denen der Erfindungsgedanke der 35 fälle der Dreiradlenkung der Fig. 12 und 13 gestreift Fig. 3 bzw. 4 in Verbindung mit proportionaler Ver- wurde.

kleinerung bei vorangegangener Drehung von Teil- - Bei einer solchen Lenkungsaufgabe sind für Geradeanordnungen zugrunde liegt. ausfahrt die Achsen der Einzelräder einander parallel So veranschaulicht Fig. 14 eine Vierradlenkung bei bzw. senkrecht zur Längsmittellinie 32, während bei beliebig außerhalb gewählter Festachse 112 mit Krüm- 4° symmetrischer Lenkung im Falle der Geradeausfahrt die mungsmittelpunkt 113 und den sich in ihm schneidenden Achsen je eines Räderpaares koaxial sind, wie die AusAchsen 114 bis 117. Eingebaut ist für die beiden Vorder- führungsbeispiele der Fig. 1 bis 6, 8 bis 11 und 14 bis 16 räder 118 und 119 und die Hinterräder 120, 121 je ein zeigen.

Lenkaggregat, das mit den abgewinkelten Radachsen Das Lenkgrundgetriebe für unsymmetrische Lenkung ist

(Achsschenkeln) 116, 117 bzw. 114, 115 durch Parallel- 45 aus Fig. 17 ersichtlich, es sei für das linke Vorderrad 170 kurbelgetriebe gekoppelt ist und nach der Erfindung näher beschrieben. Die Senkrechte von der Lenkzapfenmittels der Zahnstangenanordnung gemäß Fig. 4 die mitte 161 auf die Längsmittellinie 32 schneidet diese in geometrisch genauen Einschlagwinkel liefert (vgl. die zu 164 und ergibt den Punkt 162 als Spiegelpunkt von 161 den Achsen 112,114,115,116,117 gezeichneten Parallelen bezüglich der Längsmittellinie. Es ist also Strecke 161-164 112', 112", 114', 115', 116', 117', die den Zusammenhang 50 gleich der Strecke 164-162. Der Fußpunkt 163 der vom mit der Grundfigur erkennen lassen). Die Kopplung Spiegelpunkt 162 auf die beliebig gewählte, jedoch zur zwischen den beiden Lenkaggregaten geschieht durch die Längsmittellinie senkrechte Festachse 159 wird mit dem Welle 51 mit den nicht näher bezeichneten Kegelrad- Punkt 164 verbunden und liefert mit dieser Verbindungsanordnungen, geraden die im Fahrzeugrahmen 1 fest angeordnete Gleit-Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Vierrad- 55 bahn 172, der in der Fig. 1 die Gleitbahn 9 entsprechen lenkung sind in Fig. 15 die beiden für die Lenkung der würde.

Vorderräder 118, 119 und der Hinterräder 120, 121 er- Gemäß der Erfindung ist weiterhin ein Gleitstück 165

forderlichen Lenkaggregate zu einem einzigen Lenk- als Mitnehmer vorgesehen, der mittels Schubgelenks 173 aggregat baulich vereinigt. Die beiden Lenkaggregate in Richtung der Verbindungsgeraden von 161 nach 162 sind dabei nach Art derer von Fig. 10 ausgebildet und 60 verschiebbar ist, eine zur vorgenannten Schubrichtung mittels Verkleinerungsfaktoren so abgewandelt, daß die senkrechte Gleitführung 165 besitzt, längs der sich die die Lenkung bewirkenden Gleitstangen 122,123,124,125 Gleithülse 167 verschiebt. Diese hat in der Gleitführungsdurch einen Mitnehmer mittels Zapfen 126 und in ihm mittellinie einen Zapfen 166, um den zwei weitere Gleitangelenkter Gleithülsen längs der Gleitbahn 127 geführt hülsen 168, 169 gegeneinander drehbar angeordnet sind, werden, beispielsweise durch eine Schraubenspindel. Auf 65 In der Gleithülse 168 ist der als Gleitstange 171 ausgediese Weise der Zusammenlegung von Lenkaggregaten bildete Achsschenkel verschiebbar, während sich gleichgelingt die Einsparung von Bauteilen und eine Verein- zeitig die Gleithülse 169 längs der gestellfesten Gleitbahn fachung der Gesamtlenkeinrichtung. Die Übertragung der 172 ebenfalls verschieben kann.

Radeinschlagwinkel mittels der eingezeichneten Parallel- Fig. 17 zeigt noch das Lenkgrundgetriebe unsymme-

kurbelgetriebe auf die Achsschenkel ist in Fig. 15 nicht 70 trischer Lenkung des linken Vorderrades für das Durch

laufen einer Rechtskurve, wobei der Mitnehmer 165 in die Lage 165' und der Gleithülsenzapfen 166 nach 166' gelangt sind. Ferner sind auch für Linkseinschlag das Lenkgrundgetriebe des rechten Vorderrades 188 mit Lenkzapfen 174, der Spiegelpunkt 175 von 174 bezüglich der Längsmittellinie, die Gleitbahngerade 176 nach 177, der Mitnehmer 178, Gleithülsenzapfen 179 und die Gleitstange 180 des Achsschenkels eingezeichnet, um den Übergang von der unsymmetrischen zur symmetrischen Lenkung besser veranschaulichen zu können. Damit bei unsymmetrischer Lenkung eines Räderpaares, beispielsweise des linken und des rechten Vorderrades von Fig. 17, die Lenkbedingung des Sichschneidens der Radachsen im gleichen Punkt der Festachse für alle Kurvenhalbmesser erfüllt ist, müssen sich die von der Längsmittel- ¹S linie gemessenen senkrechten Abweichungen (Schubwege) der Mitnehmer wie die Quadrate der dazugehörigen Lenkzapfenmitten-Abstände von der Längsmittellinie verhalten. Für die unsymmetrische Lenkung zweier Räder I, II bzw. für die dazugehörigen Lenkgrundgetriebe unsymmetrischer Lenkung muß — formelmäßig ausgedrückt — also die Bedingung

ti ■ Pn = ^m* ^{: m}l
erfüllt sein.

Bei symmetrischer Lenkung wird aus den Mitnehmern 165 und 178 nur ein einziger Mitnehmer nach Art des Mitnehmers 17 der Fig. 1, auch fallen dann die beiden Schubrichtungen 161 nach 162 und 174 nach 175 in eine einzige zusammen, und zwar in die Verbindungsgerade der beiden Lenkzapfenmitten (ebenfalls entsprechend dem Lenkgrundgetriebe der Fig. 1). Das Lenkgrundgetriebe der symmetrischen Lenkung entsteht so durch Vereinigung zweier Lenkgrundgetriebe unsymmetrischer Einzelradlenkung.

Für das Lenkgrundgetriebe der unsymmetrischen Lenkung gelten dieselben Abwandlungsmöglichkeiten, wie sie bei symmetrischer Lenkung ausführlich erörtert wurden, beispielsweise das Verfahren der proportionalen Verkleinerung zu Lenkaggregaten, die winkeltreue Übertragung der Radeinschlagwinkel nach den Achsschenkelzapfenmitten (Lenkzapfenmitten) usw. Die Lenkeinrichtungen der Fig. 12 und 13 sowie die nur im Prinzip angedeutete unsymmetrische Vierradlenkung der Fig. 17 kennzeichnen das weite Anwendungsgebiet unsymmetrie scher Lenkung, eingeschlossen solcher mit Nachlauf (gemäß Fig. 11) oder solcher mit Anhängerlenkung (Fig. 16).

Die unmittelbare Einbaumöglichkeit der zunächst nur für »ebene Lenkung« entwickelten Lenkgrundgetriebe bzw. Lenkaggregate in Fahrzeuge mit »räumlichen«· Lenkaufgaben, z. B. bei Fahrt im Gelände, auf Straßen mit Schlaglöchern u. dgl., ist an Hand der Fig. 18 näher erläutert.

Die hier dargestellte Hülsenführung des Vorderrades

181 eines Vierradfahrzeuges, beispielsweise Kraftfahrzeuges, zeigt am Vorderrad 181 das mit seiner Radachse

182 fest verbundene, senkrecht dazu abgewinkelte Gleitstück 183 mit der z. B. vierkantig ausgebildeten Gleitstange 184, die in einem dazugehörigen Hohlprisma 185 des Zapfens 186 vom Achsschenkel 187 federnd, z. B. auch teleskopfedernd, verschiebbar ist und dadurch Gelände-Höhenunterschiede senkrecht zu der Fahrbahn überwinden kann, ohne daß hierdurch das im Fahrzeugrahmen 1 angeordnete »ebenecc Lenkgrundgetriebe oder Lenkaggregat beeinflußt wird. Der Unterschied gegenüber der reinen ebenen Lenkung besteht lediglich darin, daß die Verlängerung der Verbindungsgeraden durch den Bodenberührungspunkt des zu lenkenden Rades und den Durchstoßpunkt der Lenkachsenmittellinie 3 mit der Fahrbahn immer die im Krümmungsmittelpunkt der Festachse zur Fahrbahn errichtete Senkrechte in verschiedener Höhenlage statt in demselben Punkt schneidet.

Auf Fahrzeuge, die für ihre Lenkung entweder eine Pendelachse oder Parallelogrammaufhängung der Vorderräder vorsehen, sind die Lenkgrundgetriebe oder Lenkaggregate gemäß der Erfindung ebenfalls anwendbar, und zwar in der Weise, daß sie eine Teileinrichtung der gesamten Lenkanordnung bilden und die geometrisch genau erzeugten und dabei auf gewisse geneigte oder projizierte Ebenen bezogenen Radeinschlagwinkel mittels raumgetrieblicher Bauelemente und räumlicher Gelenke (z. B. Kreuzgelenke) nach den Lenkzapfen winkeltreu zu übertragen sind.

So treffen sich bei Verwendung einer Pendelachse, deren zu lenkende Vorderräder auf einer Ebene laufen, welche die von den nicht gelenkten Hinterrädern belaufene Ebene in der Längsmittellinie des Fahrzeugrahmens unter einem bestimmten Winkel schneiden, die bei der teleskopfedernden Hülsenführung bereits genannten Verbindungsgeraden durch den Bodenberührungspunkt des zu lenkenden Rades mit dem Durchstoßpunkt der Lenkzapfenachse mit der Fahrbahn die im Krümmungsmittelpunkt zur Fahrebene der Hinterräder errichtete Senkrechte dann in einem Punkt, wenn die geometrische Lenkbedingung der ebenen Lenkung so abgeändert wird, daß der ideelle Kurvenhalbmesser außer von dem wirklichen Kurvenhalbmesser noch vom obengenannten Neigungswinkel der beiden Ebenen und vom Raddurchmesser abhängt und diese Abhängigkeit getrieblich verwirklicht wird.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Getriebe zur Einzellenkung der Räder von Fahrzeugen für Straße, Gelände und Schiene, einschließlich der Anhängerlenkung, zur Erzielung eines in allen Radstellungen geometrisch genauen Radeinschlages unter Schwenken der Achsschenkel einzelner Räder, mindestens zweier Räder, um eine jedem einzelnen Rad zugeordnete Schwenkachse, dadurch gekennzeichnet, daß längs einer zur Fahrzeug-Längsmittellinie (32) und durch die Lenkzapfenmitte (2) gehenden Gleitbahn (19) ein vom Lenkrad angetriebenes Gleitstück (17) als Mitnehmer verschoben wird und dieser Mitnehmer (17) eine zur genannten Gleitbahn (19) senkrechte Gleitführung für die Verschiebung einer mit einem zentrisch angeordneten Zapfen (24) versehenen Gleithülse (13) besitzt, die zwei weitere um ihren Zapfen (24) gegenseitig drehbar angeordnete Gleithülsen (11,12) aufweist, von denen die eine (11) längs der als Gleitstange (7) ausgebildeten Radachse (4), die andere (12) längs einer mit dem Fahrzeugrahmen fest verbundenen Gleitbahn (9) geführt wird, deren Mittellinie einerseits durch den Fußpunkt (28) des von der Lenkzapfenmitte (2) auf die Längsmittellinie (32) gefällten Lotes und andererseits durch einen Punkt (30) geht, der sich als Schnittpunkt einer ideellen zur Längsmittellinie senkrechten Geraden, der sogenannten Festachse (6), mit einer Geraden ergibt, die durch den Spiegelpunkt (3) der Lenkzapfenmitte (2) bezüglich der Längsmittellinie (32) geht und auf der Festachse (6) senkrecht steht, wobei sich im Falle unsymmetrischer Anordnung eines Räderpaares die von der Längsmittellinie des Fahrzeugrahmens gemessenen seitlichen Abweichungen der Mitnehmer (17) dieser Lenkgrundgetriebe \vie die Quadrate der dazugehörigen Lenkzapfenmittenabstände von der Längsmittellinie verhalten, oder daß unter Wegfall dieser Bedingung bei spiegelsymmetrischer Anordnung der Lenkzapfenmitten (2, 3) eines Räderpaares bezüglich der Längsmittellinie (32) die

beiden Mitnehmer zu einem einzigen Mitnehmer (17) vereinigt werden und die beiden gestellfesten Gleitbahnen (9,10) zur Längsmittellinie (32) spiegelsymmetrisch angeordnet sind und sich auf der Verbindungsgeraden der beiden Längszapfenmitten (2, 3) schneiden, wobei die in diesen Lenkgrundgetrieben vorgesehenen Geradschubbewegungen mittels üblicher Schubgelenke auch durch andere getrieblich erzeugbare Geradführungen ersetzbar sind.

2. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß die gemäß Anspruch 1 auf Winkelschleifengetriebe, auf Kombinationen solcher Winkelschleifengetriebe und deren getriebliche Abwandlungen zurückführbaren und auch auf Nachlauf der Räder und Anhängerlenkung anwendbaren Lenkgrundgetriebe durch proportionale Verkleinerung ihrer Getriebeglieder zu Lenkaggregaten zusammengefaßt sind (z. B. mit Strich versehene arabische Bezugsziffern in Fig. 8), welche die geometrisch genauen Radeinschlagwinkel erzeugen, diese über Parallelkurbel- ao getriebe oder sonstige bekannte Übertragungsmittel winkeltreu nach den Achsschenkeln übertragen (2, 3 bei symmetrischer Lenkung in Fig. 8, 10 bzw. 96,97 der unsymmetrischen Lenkung in Fig. 13) und untereinander in der dieser Lenkgeometrie entsprechenden Weise zu koppeln sind, eingeschlossen die getrieblichen Abwandlungsmöglichkeiten, die sich durch Drehung und Zusammenlegung von Teilen der Lenkgrundgetriebeanordnungen oder auch in den Lenk-Aggregaten ergeben.

3. Lenkgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, angewandt auf räumliche Lenkung mittels teleskopfedernder Hülsenführung der senkrecht abgewinkelten Radachsen in den Achsschenkeln, dadurch gekennzeichnet, daß bei Änderung der Höhenlage der einzelnen Lenkräder für jede Radlage geometrisch genaue Radeinschlagwinkel dadurch erzeugt werden, daß die Verlängerung der Verbindungsgeraden durch den Bodenberührungspunkt des zu lenkenden Rades (181) und den Durchstoßpunkt der Lenkzapfenachse (3) mit der vom Rad belaufenen Fahrbahn immer die im Krümmungsmittelpunkt zur Fahrbahn und Festachse errichtete Senkrechte in verschiedener Höhenlage schneidet.

4. Lenkgetriebe für Fahrzeuge mit Pendelachse oder Parallelogrammaufhängung der Räder, dadurch gekennzeichnet, daß bei ihnen Lenkgrundgetriebe oder Lenkaggregate nach Anspruch 1 oder 2 als Teil-Lenkeinrichtungen eingebaut sind und die von ihnen erzeugten, den abgeänderten räumlichen Bedingungen entsprechenden geometrisch genauen Einschlagwinkel mittels bekannter raumgetrieblicher Bauteile winkeltreu über räumliche Gelenke so nach den Lenkzapfen übertragen werden, daß sich die im Anspruch 3 genannten Verbindungsgeraden entweder (bei Pendelachse) in einem Punkt, bei Parallelogrammaufhängung in verschiedener Höhenlage der im Krümmungsmittelpunkt zur Festachse und der dort vorhandenen Fahrbahn errichteten Senkrechten schneiden.

5. Lenkgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, gegebenenfalls in Verbindung mit einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gestellfesten Gleitbahnen (9, 10) durch gegen den Fahrzeugrahmen in ihrer Längsrichtung verschiebbare schräg verzahnte Zahnstangen (48, 49) ersetzt werden, die durch ein schräg verzahntes und im Gestell gelagertes Ritzel (50) vom Lenkrad angetrieben werden und über auf ihnen drehbar angeordnete Gleithülsen (11,14) die für jede Radlage geometrisch genauen Einschlagwinkel erzeugen.

6. Lenkgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, gegebenenfalls in Verbindung mit Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubbewegung der Mitnehmer (17) längs der Verbindungsgeraden der Lenkzapfenmitten (2,3) durch die Geradführung eines Punktes (59) des Teilkreises (61) eines Planetenrades ersetzt wird, das, von einer Kurbel vom Lenkrad angetrieben, mit einem Innenzahnrad (62) doppelten Durchmessers kämmt (Kardankreisräderpaar) und daß je ein weiteres Stirnrad-Planetengetriebe mit seinem Zentralrad (63, 63') die getriebliche Erzeugung der genauen Radeinschlagwinkel bewirkt, indem auf diesem, getrennt durch ein Zwischenrad (64, 64') ein zweites (äußeres) Planetenrad (65, 65') halben Teilkreisdurchmessers des Zentralrades (63,63') angeordnet ist und mittels eines mit ihm fest verbundenen Hebels (68, 68') an den Zapfen (59) des erstgenannten Planetenrades (61) so angelenkt ist, daß dieser Zapfen relativ zu dem betreffenden Zentralrad (63, 63') des zweitgenannten Planetengetriebes längs einer Geraden (67-59, 67'-59) durch die Wellenmitte (67, 67') des Zentralrades (63, 63') geführt wird und die Hebellänge (68, 68') des zweiten Planetenrades (65,65') mit der Steglänge (67-69 = 67'-69') des Planeten-Zwischenradgetriebes übereinstimmt.

7. Lenkgetriebe für unsymmetrische Lenkung nach Anspruch 1 oder 2, eventuell in Verbindung mit einem der Ansprüche 3 und 4 oder gestaltet nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Räderpaar die Koppelung so geschieht, daß die von der Längsmittellinie (32) gemessenen seitlichen Abweichungen (J)₁ und ^_n) der Mitnehmer (17_: und 17_n) sich wie die Quadrate der dazugehörigen Lenkzapfenmittenabstände (M₁ und m„) von der Längsmittellinie (32) verhalten (P₁: p_n = mf: m„), die Lenkantriebe in der gleichen Weise gegenseitig übersetzt sind, ferner daß bei Mehrradlenkung (beispielsweise Fig. 14) die proportional verkleinerten Lenkaggregate der einzelnen Räderpaare entweder einzeln miteinander gekoppelt und \'on einer Zentralstelle mittels eines Lenkrades angetrieben werden oder (nach einem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 15) zwei oder mehrere Lenkaggregate unter Beachtung der metrischen Zusammenhänge zwischen den dazugehörigen Verkleinerungsfaktoren unter Einsparung von Bauteilen zu einem einzigen Lenkaggregat vereinigt werden.

8. Lenkgetriebe für Dreirad- und Mehrradlenkung von Fahrzeugen nach Anspruch 1 oder 2, eventuell in Verbindung mit einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß (nach Art eines Ausführungsbeispiels von Fig. 10) das geometrische Schema des Grundgetriebes durch Drehung einzelner geometrischer Teilanordnungen um geeignete Winkel, eventuell mit nachfolgender Verkleinerung der gedrehten Teilfigur entweder zu einem neuen Lenkgrundgetriebe abgewandelt oder nach dem Verfahren der proportionalen Verkleinerung zu einem neuen Lenkaggregat zusammengefaßt wird.

9. Lenkgrundgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, gegebenenfalls in Verbindung mit einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleithülsenzapfen (24 und 25 der Fig. 1) als Zapfen (54' bzw. 53') der Teilkreise eines Planetenräderpaares (nach Fig. 5) angetrieben durch einen gemeinsamen Steg (58) und kämmend mit einem Innenzahnrad (52) doppelten Teilkreisdurchmesser, längs der Geraden (9 bzw. 10), also in Richtung der Verbindungsgeraden (26 bzw. 27), geführt werden oder daß diese Planetenradführung nach Anspruch 2 zu einem proportional verkleinerten Lenkaggregat umgeformt wird.

10. Lenkgrundgetriebe oder Lenkaggregat nach Anspruch 1 und 2 in Verbindung mit Anspruch 8, insbesondere für Dreiradlenkung als Beispiel unsymmetrischer Lenkung, dadurch gekennzeichnet, daß (gemäß Ausführungsbeispiel der Fig. 12) das Seitenrad (93) und das Vorderrad durch Lenkgrundgetriebe für Einzelradlenkung nach Anspruch 1 in Verbindung mit Anspruch 5 gelenkt werden, wobei das Lenkgrundgetriebe des Vorderrades zu 90° gedreht und so abgewandelt ist, daß gemäß der Lenkbedingung das Verhältnis der Strecken 97'-1IO und 96-109) gleich ist dem Verhältnis der Strecken (96-31) und (97-110) und daß die Gleitwege (98 bis 110 und 101 bis 109) der Gleithülsenzapfen (98 bzw. 101) stets gleich groß sind, veranlaßt durch mit den Zahnstangen (104 und 100) kämmende Ritzel (109 und 106) entsprechender Übersetzung, oder daß die gesamte Lenkanordnung in Verbindung mit Anspruch 8 nach Art des Ausführungsbeispiels der Fig. 13 zu einem Lenkaggregat proportional verkleinert die Radeinschlagwinkel von Vorder- und Seitenrad durch Parallelkurbelgetriebe nach dem Achsschenkel (97) des Seitenrades bzw. der Achse (96) des Vorderrades überträgt.

11. Lenkeinrichtung für selbstfahrende Fahrzeuge mit Achsschenkellenkung der im sogenannten Nachlauf angeordneten Einzelräder, deren Radachsen also die Lenkzapfenmitten nicht schneiden, dadurch gekennzeichnet, daß (in einem Ausführungsbeispiel etwa nach Fig. 11) das Lenkgrundgetriebe oder Lenkaggregat nach Anspruch 1 und2 in Verbindung mit den Ansprüchen 3 bis 7 zur Berücksichtigung des Nachlaufes für jedes Rad mit einer umlaufenden Kurbelschleife getrieblich kombiniert wird, deren Kurbeln (89' und 88') im Lenkzapfen (2 bzw. 91) vom Abstand (2-91) gleich der Größe des Nachlaufes (2-91') gelagert sind und deren Kurbel (88') von der Länge (91-29 = 91-85') an den Zapfen (85') der längs der Kurbel (89') verschiebbaren Gleithülse (87') angelenkt ist oder daß durch proportionale Verkleinerung die Kurbelschleifenanordnung in eine solche mit den gestellten Punkten (84,2'), den Kurbeln (89, 88), der Gleithülse (87) mit Zapfen (85) so übergeführt wird, daß sie mit einem Lenkaggregat der nachlauffreien Lenkung zu einem einzigen Lenkaggregat vereinigt wird.

12. Lenkgetriebe für Gleichbahnlenkung selbstfahrender Fahrzeuge mit Anhänger bei Vorderradlenkung beider Fahrzeuge und Lenkerkopplung zwischen ihnen nach Anspruch 1, 2 oder 3, eventuell in Verbindung mit Anspruch 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei beiden Fahrzeugen (in einem Ausführungsbeispiel nach Art der Fig. 16) die Vorderradlenkung durch Lenkaggragete (nach Art der Fig. 10) bewirkt wird und die Kopplung zwischen Fahrzeug und Anhänger mittels zweier im Gestell des selbstfahrenden Fahrzeuges gelagerter Parallelkurbelgetriebe geschieht, wobei die Kurbel (135) mittels einer im Zapfen (136) gelagerten Gleithülse die Kurbel (137 bzw. 138) antreibt, die ihrerseits als Kurbel einer umlaufenden Kurbelschleife die Kurbel (141) über die Gleithülse (139) antreibt, die Lenkbewegung mittels eines Parallelkurbelgetriebes (142,143,144,145) auf die im Anhänger (bei 147) gelagerte Kurbel (146) weiterleitet und so über die im Zapfen (148) gelagerten Gleithülsen die Lenkung der Anhängervorderräder bewirkt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung ρ 13798 II/63c.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

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