DE1205400B

DE1205400B - Steering for vehicles with non-pivoting wheels, wheel groups or wheel groups enclosed by chains

Info

Publication number: DE1205400B
Application number: DEH48896A
Authority: DE
Inventors: Karl Schindler
Original assignee: Henschel Werke AG
Current assignee: Henschel Werke AG
Priority date: 1963-04-20
Filing date: 1963-04-20
Publication date: 1965-11-18

Description

Lenkung für Fahrzeuge mit nicht schwenkbar angeordneten Rädern, Radgruppen oder von Ketten umschlossenen Radgruppen Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkung für Fahrzeuge mit nicht schwenkbar angeordneten Rädern, Radgruppen oder von Ketten umschlossenen Radgruppen. Die Räder oder Radgruppen können nur in Vertikalrichtung nachgiebig federnd angelenkt sein.Steering for vehicles with non-swiveling wheels, wheel groups or groups of wheels enclosed by chains. The invention relates to a steering system for vehicles with non-swiveling wheels, wheel groups or chains enclosed bike groups. The wheels or wheel groups can only be vertical be resiliently hinged.

Es ist bereits bekannt, an Radgruppen, insbesondere von Ketten umschlossenen Radgruppen, mittels verschiedener Geschwindigkeiten der einzelnen Räder oder Achsen bzw. mittels einfacher Abbremsung der Antriebsräder an einer Seite des Fahrzeuges Lenkeffekte zu bewirken. Dabei wurde aber dem Umstand nicht Rechnung getragen, daß beim Lenken von Kettenfahrzeugen oder Radfahrzeugen mit nicht schwenkbaren Rädern nur eine Komponente der überlagerten Lenkgeschwindigkeit oder Lenkdrehzahl wirksam wird und daß diese von der geometrischen Lage der Räder zum Drehmittelpunkt des Fahrzeuges abhängt, so daß also sehr hohe Leistungsverluste bei der Lenkung auftreten, die so groß werden können, daß ein ordnungsgemäßes Funktionieren der Lenkung häufig nicht gewährleistet ist und auch der Verschleiß an den Rädern Ausmaße annimmt, welche die Vorteile auf diesem Gebiet gegenüber Kettenfahrzeugen praktisch wieder in Fortfall kommen lassen würde.It is already known on groups of wheels, especially those enclosed by chains Wheel groups, using different speeds of the individual wheels or axles or by simply braking the drive wheels on one side of the vehicle To bring about steering effects. But the fact was not taken into account that when steering tracked vehicles or wheeled vehicles with non-swiveling wheels only one component of the superimposed steering speed or steering speed is effective and that this depends on the geometric position of the wheels to the center of rotation of the Vehicle depends, so that very high power losses occur in the steering, which can become so large that the steering often works properly is not guaranteed and the wear on the wheels assumes proportions, which the advantages in this area compared to tracked vehicles practically no longer apply would let come.

Aus diesem Grunde konnten auch Radfahrzeuge mit mehr als zwei Achsen, die sich gegenüber Kettenfahrzeugen durch wesentlich längere Haltbarkeit der Fortbewegungsorgane auszeichnen, nicht einigermaßen zufriedenstellend gelenkt werden, so daß derartige z. B. für militärische Zwecke besonders interessante Fahrzeuge bisher nicht gebaut wurden. Die der Erfindung zugrunde liegendeAufgabe besteht darin, eine Lenkung für Fahrzeuge der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein möglichst verlustfreies Abrollen der Räder gewährleisten soll.For this reason, wheeled vehicles with more than two axles, compared to tracked vehicles due to the significantly longer durability of the locomotion organs distinguish, can not be steered reasonably satisfactorily, so that such z. B. not built for military purposes particularly interesting vehicles became. The object of the invention is to provide a steering system for To create vehicles of the type mentioned, which are as loss-free as possible To ensure rolling of the wheels.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß die Lenkung durch Anordnung und Auslegung der Lenkantriebe derart, daß den einheitlich großen Fahrantriebsdrehzahlen der Räder oder Rädergruppen unterschiedlich große Plus- oder Minuslenkdrehzahlen überlagert werden, deren Größe von der durch Spurweiten und den Abstandslängen bestimmten geometrischen Lage der einzelnen Rad-oder Kettenauflage-Druckmittelpunkte zum Lenkzentrum abhängt und der Gleichung entsprechen. In dieser Gleichung bedeuten nLo, nLl, nLZ, nLx die jeweils den Radpaaren 0, 1, 2, x überlagerte Lenkdrehzahl, Bo, B1, B2, B" die Spur und 11, 12,-1x der Radstand der Radpaare oder Rädergruppen, wobei gleich weit von der durch den Lenkdrehmittelpunkt A querlaufenden Achse entfernte Radpaare jeweils eine Radgruppe mit gleichem Index 0, 1, 2 bis x bilden.The solution to this problem is, according to the invention, that the steering by the arrangement and design of the steering drives such that the uniformly large drive speeds of the wheels or groups of wheels of different sizes plus or minus steering speeds are superimposed, the size of the geometric determined by track widths and the distance lengths The position of the individual wheel or chain support pressure centers relative to the steering center depends on the equation correspond. In this equation, nLo, nLl, nLZ, nLx mean the steering speed superimposed on the wheel pairs 0, 1, 2, x, Bo, B1, B2, B "the track and 11, 12, -1x the wheelbase of the wheel pairs or groups of wheels, where pairs of wheels equidistant from the axis running transversely through the steering center of rotation A each form a wheel group with the same index 0, 1, 2 to x.

Das vorstehend abgeleitete Lenkdrehzahlverhältnis gilt für Fahrzeuge mit symmetrischer Anordnung der Achsen in Längsrichtung zum Lenkzentrum A (vertikale Achse durch den Schwerpunkt) des Fahrzeuges.The steering speed ratio derived above applies to vehicles with symmetrical arrangement of the axles in the longitudinal direction to the steering center A (vertical Axis through the center of gravity) of the vehicle.

Sinngemäß gilt diese Gleichung auch bei unsymmetrischer Anordnung der Achsen in bezug auf das Lenkzentrum A.This equation also applies analogously to an asymmetrical arrangement of the axles in relation to the steering center A.

Die Ausführung des Lenkantriebes kann mit an sich bekannten mechanischen Getrieben erfolgen, oder auch mittels bekannter hydraulischer Vorrichtungen über Mengenregelventile bewirkt werden. Auch können elektrische Einrichtungen (etwa Getriebemotoren) Verwendung finden. Die Steuerung der Antriebsorgane kann elektronisch vorgenommen werden.The execution of the steering drive can be made with mechanical ones known per se Geared, or by means of known hydraulic devices via Volume control valves are effected. Electrical equipment (e.g. gear motors) Find use. The drive mechanisms can be controlled electronically will.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine vereinfachte Seitenansicht eines Räderfahrzeuges mit fünf Achsen bzw. Radpaaren, welche unterschiedliche Spurweiten aufweisen, F i g. 2 in gleichfalls schematischer Weise eine Ansicht der Unterseite bzw. des Inneren dieses Räderfahrzeuges; F i g. 3 und 4 dienen als Erläuterung der nachstehenden, sich auf die Gleichung in Patentanspruch 1 beziehenden Ausführungen. Damit die gesamte Adhäsion des Fahrzeuges für das Lenken wirksam wird, muß jedes Rad (oder Radgruppe) die Lenkdrehzahl erhalten, deren Tangentialkomponente dem Fahrzeug eine einheitliche Lenkgeschwindigkeit coL [1/sec] erteilt.In the drawing is an embodiment of the invention Arrangement shown schematically. It shows F i g. 1 is a simplified side view a wheeled vehicle with five axles or pairs of wheels, which have different track widths have, F i g. 2 is a view of the underside, likewise schematically or the interior of this wheeled vehicle; F i g. 3 and 4 serve as an explanation of the the following statements relating to the equation in claim 1. In order to the entire adhesion of the vehicle for steering is effective, each wheel (or Wheel group) receive the steering speed, the tangential component of which gives the vehicle a uniform steering speed coL [1 / sec] granted.

In der Zeichnung ist mit 0 die durch den Lenkdrehrnittelpunkt A des Fahrzeuges laufende Achse bezeichnet. Diese Achse bzw. das entsprechende Radpaar muß nicht unbedingt in der Mitte des Fahrzeuges -wie beim Ausführungsbeispiel-angeordnet werden, sie wird jedoch zweckmäßigerweise meist so gelegt, daß sie mit der querliegenden Achse durch den Fahrzeugschwerpunkt zusammenfällt. Gleich weit von obengenannter 0-Achse nach beiden Fahrzeugenden hin sind Radpaare 1 und 2 angeordnet. Ein Motor 3 ist mit einem Schaltgetriebe 4 und einem Fahrantrieb 5 mit gleicher Übersetzung auf alle Räder versehen. Ein Lenkgetriebe in bekannter Bauart ist mit dem Schaltgetriebe 4 verbunden und treibt über eine Abtriebswelle 7 die Rad- oder Radgruppenantriebe 0, 1, 2 ... x mit unterschiedlichen der Fahrantriebsdrehzahl überlagerten Lenkdrehzahlen an, die der Forderung gleicher Lenkwinkelgeschwindigkeit der im Patentanspruch 1 beschriebenen Drehzahlverhältnisse entsprechen.In the drawing, 0 denotes the axis running through the steering rotation center point A of the vehicle. This axis or the corresponding pair of wheels does not necessarily have to be arranged in the middle of the vehicle - as in the exemplary embodiment - but it is expediently usually placed so that it coincides with the transverse axis through the vehicle's center of gravity. Pairs of wheels 1 and 2 are arranged at the same distance from the above-mentioned 0-axis to both ends of the vehicle. A motor 3 is provided with a gearbox 4 and a travel drive 5 with the same translation on all wheels. A steering gear of known design is connected to the gearbox 4 and drives the wheel or wheel group drives 0, 1, 2 ... x via an output shaft 7 with different steering speeds superimposed on the travel drive speed, which meet the requirement of the same steering angle speed of the speed ratios described in claim 1 correspond.

Ferner sind die Spur BO, B,, BZ der jeweiligen Radpaare und die Radstände 1, und 12 der jeweiligen Radgruppen mit gleichem Index eingetragen.Furthermore, the track BO, B ,, BZ of the respective wheel pairs and the wheelbases are 1 and 12 of the respective wheel groups with the same index.

In den Figuren sind Summierungs-Planetentriebwerke für den Fahrantrieb und den Lenkantrieb dargestellt. Über Gelenkwellen werden die Räder oder Radgruppen angetrieben.In the figures are summing planetary drives for the travel drive and the steering drive shown. The wheels or wheel groups are connected via cardan shafts driven.

Das Verhältnis der überlagerten Drehzahlen ist unabhängig von der Größe des jeweiligen Lenkradius. Die zu überlagernde Drehzahl nLO an der Radgruppe oder Achse 0 errechnet sich in üblicher Weise aus der verlangten Wendegeschwindigkeit der Spurweite BO und dem Durchmesser des Triebrades d. Auf dieser Drehzahl nLO aufbauend lassen sich dann die zu überlagernden Drehzahlen für die weiteren Radpaare nL,, nL2 . . . nLx leicht ermitteln nach der Beziehung, die der erfindungsgemäßen Anordnung des Antriebes zugrunde liegt.The ratio of the superimposed speeds is independent of the size of the respective steering radius. The superimposed speed nLO on the wheel group or axis 0 is calculated in the usual way from the required turning speed the track width BO and the diameter of the drive wheel d. Building on this speed nLO, the speeds to be superimposed for the further wheel pairs nL ,, nL2 . . . Easily determine nLx according to the relationship on which the drive arrangement according to the invention is based.

Das Prinzip dieser Lenkung, die theoretischen Zusammenhänge der Vorgänge des Lenkens beim Fahren und auch beim Wenden im Stand sind in F i g. 3 und 4 dargestellt und werden nachstehend erläutert. Es bezeichnet Aus F i g. 3 und 4 geht hervor, daß nur bei den Rädern auf der Achse 0, die durch das Lenkzentrum (Schwerpunkt) geht, die volle Lenkgeschwindigkeit oder Lenkdrehzahl für das Lenken oder Wenden des Fahrzeuges aufgebraucht wird. Die Abwälzrichtung der Räder der Mittelachse 0 tangiert den Lenkkreis B, um den Lenkmittelpunkt A.The principle of this steering, the theoretical relationships between the processes of steering while driving and also when turning while stationary are shown in FIG. 3 and 4 and are explained below. It denotes From Fig. 3 and 4 it can be seen that only the wheels on axis 0, which goes through the steering center (center of gravity), the full steering speed or steering speed is used for steering or turning the vehicle. The rolling direction of the wheels of the center axis 0 is tangent to the steering circle B, around the steering center point A.

Die durch die Radauflagepunkte der Räder der Achsen 1, 2 bzw. x an die Lenkkreise gelegten Tangenten schließen mit den Abwälzrichtungen der zugehörigen Räder die Winkel x,, a2 bzw. xx ein. Somit müssen die Räder der Achsen 1, 2 bzw. x mit entsprechend höheren Lenkdrehzahlen als das Radpaar der Achse 0 angetrieben werden, um den gleich großen Lenkausschlag oder die gleich große Lenkwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeuges zu bewirken. Die erforderlichen unterschiedlich großen Lenkdrehzahlen sind durch die geometrische Lage der einzelnen Räder zum Lenkzentrum A bestimmt.The through the wheel support points of the wheels of axles 1, 2 or x the steering circles placed tangents close with the rolling directions of the associated Wheels in the angles x ,, a2 or xx. Thus, the wheels of the Axles 1, 2 or x with correspondingly higher steering speeds than the axle's pair of wheels 0 are driven to the same large steering deflection or the same large steering angle speed of the vehicle. The different steering speeds required are determined by the geometric position of the individual wheels in relation to the steering center A.

Sie verhalten sich zueinander wie: Ausgehend von einer gewählten Wendegeschwindigkeit, Wenden im Stand, 360° in t Sekunden ist die maximale Lenkgeschwindigkeit gegeben. Daraus ergibt sich die Lenkdrehzahl der Laufräder oder Kettenantriebsräder mit dem Durchmesser d, auf der Mittelachse mit: In F i g. 4 sind die Lenkdrehzahlen der einzelnen Räder graphisch dargestellt, der Umfang der Kreise mit den Durchmessern stellen die Längen der Wälzbahnen dar, auf denen die Laufräder bei einer Wendung um 360° abrollen. Es ist dabei gleichgültig, ob das Fahrzeug am Stand wendet oder ob das Wenden auf einer beliebigen Kurvenbahn mit großen oder kleinen Radien erfolgt.They relate to one another as: Based on a selected turning speed, turning while standing, 360 ° in t seconds is the maximum steering speed given. This results in the steering speed of the running wheels or chain drive wheels with the diameter d, on the central axis with: In Fig. 4 the steering speeds of the individual wheels are shown graphically, the circumference of the circles with the diameters represent the lengths of the rolling tracks on which the running wheels roll when turning through 360 °. It does not matter whether the vehicle is turning at the stand or whether it is turning on any curved path with large or small radii.

nLp ist im allgemeinen mit der konstruktiv festgelegten Lenkwinkelgeschwindigkeit (360° Wenden in t sec) gegeben und bildet den Ausgangspunkt für die Berechnung der übrigen Lenkantriebsdrehzahlen der Räder oder Radgruppen 1 bis x. Wenn der Rad- oder Kettenraddurchmesser d ist, dann ist und sinngemäß, siehe weiter bis Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die wirkliche Radachse B, durch das Lenkzentrum geht. Für die Berechnung ist es zweckmäßig, wenn keine wirkliche Antriebsachse BO vorhanden (der Fahrzeugschwerpunkt = Lenkzentrum A zwischen zwei Achsen liegt) ist, eine ideelle Achse mit Spur BO angenommen und so bei der Berechnung verfahren wird, als wäre sie effektiv vorhanden.nLp is generally with the steering angle speed determined by the design (360 ° turning in t sec) and forms the starting point for calculating the remaining steering drive speeds of the wheels or wheel groups 1 to x. If the wheel or sprocket diameter is d then is and analogously, see further to It is not absolutely necessary that the real wheel axis B, goes through the steering center. For the calculation, it is useful if there is no real drive axle BO (the vehicle's center of gravity = steering center A lies between two axles), an ideal axle with track BO is assumed and the calculation proceeds as if it were actually available.

Dann ergeben sich statt nLh nL2,. . . nLx je zwei Werte nLi und nzi, nL2 und nL,, nLx und nLx. Es ist für alle Fälle vorteilhaft, wenn konstruktiv möglich, eine Radachse durch das Lenkzentrum zu legen, da nur der Lenkantrieb bzw. die überlagerte Lenkdrehzahl der Räder der »0«-Achse ohne Schlupfverlust wirksam sind und damit den Wirkungsgrad der Lenkung günstig beeinflussen.Then nL2, instead of nLh result. . . nLx two values each nLi and nzi, nL2 and nL ,, nLx and nLx. It is advantageous in all cases, if structurally possible, to put a wheel axle through the steering center, since only the steering drive or the superimposed steering speed of the wheels of the "0" axis are effective without loss of slip and thus have a favorable effect on the efficiency of the steering.

Je größer der Achsabstand Ix bzw. 1x vom Lenkzentrum ist, desto größer ist der funktionsbedingte Lenkschlupf.The greater the center distance Ix or 1x from the steering center, the greater the function-related steering slip.

Claims

Claims:. 1. Steering for vehicles with non-pivoting wheels, wheel groups or wheel groups enclosed by chains, marked -zei chnet durch arrangement and design of the steering drives in such a way that the uniformly large travel drive speeds of the wheels or wheel groups differently large plus or minus steering speeds are superimposed, the size of the geometric position of the individual wheel or chain support pressure centers (C ... C ") to the steering center (A) determined by the track widths (B, ... Bz) and the distance lengths (1o ... 1x) and the equation correspond.

2. Steering for vehicles according to claim 1, characterized by execution of the steering drive by means of known mechanical gears.

3. Steering for Vehicles according to claim 1, characterized by the execution of the steering drive by means of known hydraulic devices.

4. Steering for vehicles according to claim 1, characterized by the execution of the steering drive by means of known electrical ones Devices.

5. Steering for vehicles according to one of the preceding claims, characterized by electronic control of the drive units. Considered publications: German Patent Specifications No. 767 544, 871 564, German Auslegeschrift No. 1084 580; U.S. Patent Nos. 2,748,879, 3,052,311.