DE1430301A1 - Lenkdifferential fuer Fahrzeuge - Google Patents

Description

15. Jan. 1969 Sch/ls

P 14 30 30I.6

S.A. Glaverbel, 79* avenue Louise, Brüssel, Belgien

Lenkdifferential für Fahrzeuge

Die Erfindung betrifft ein Lenkdifferential für geschleppte oder selbstfahrende Fahrzeuge.

Die derzeitigen Lenkeinrichtungen dieser Fahrzeuge basieren im allgemeinen auf dem bekannten Prinzip des verformbaren Trapezes, das eine Reihe von Nachteilen aufweist, weil es nur eine angenäherte und begrenzte Lösung des Problems des Wendens der Fahrzeuge ergibt. Die Anwendung dieses Prinzips ermöglicht nur sehr begrenzte Einschlagwinkel der gelenkten Räder, ist verantwortlich für das Gleiten der Luftreifen, das deren vorzeitige Abnützung verursacht, und ist auch die Ursache der Verwindungen, die auf den Fahrzeugrahmen und die Steuereinrichtung einwirken. Da das verformbare

909818/0202

U30301

Trapez in halber Höhe der Räder angeordnet werden muß, macht es die Lagerung der Räder auf Achsschenke1-zapfen erforderlich, die außerhalb der Radmitte zentriert sind, was eine Reihe von unvollkommenen Korrekturen mit sich bringt, wie z.B. den Radsturz und das Verklemmen der Räder, woraus sich eine Bremsung bei der Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges ergibt und die Verschiebung desselben während des Einschiagens der Räder beim Anhalten. Daraus ergibt sich auch das Anheben des Fahrzeuges, das auf Veränderungen der Neigung der Achsschenke Iz apf en zurückzuführen ist, was insbesondere bei schweren Fahrzeugen ein großer Nachteil ist, der eine übermäßige Übersetzung der Steuerung erforderlich macht, welche die verschiedenen Widerstände überwinden muß.

Die derzeitige Unzulänglichkeit des Einschlagwinkels der Räder hat eine Reihe bekannter Kompromißvorschläge veranlaßt, von denen der hauptsächliche die Annäherung der Achsen der Vorder- und Hinterräder ist. Es wird daher die Stabilität des Fahrzeuges und seine Bequemlichkeit für eine geringe zusätzliche Beweglichkeit geopfert, die überdies unzureichend ist. Dies ist besonders bedauerlich für Fahrzeuge, wie z.B. lange Luxusfahrzeuge, Lastkraftwagen und Autobusse, bei welchen die Länge dieser Fahrzeuge nicht in entsprechender Weise ausgenutzt werden kann, um die Bequemlichkeit und die Stabilität zu gewährleisten. Man sucht dann diese Bequemlichkeit in einer Erhöhung des Gewichtes des Fahrzeuges, was sich jedoch im Bedarf an zusätzlicher Kraft, in einem höheren Brennstoffverbrauch und in den Kosten des Fahrzeuges ausdrückt.

Bei einer bekannten Vorrichtung wird die Winkelverschiebung und die Veränderung der Länge der als Achsschenkel dienenden Arme durch die Verschiebung eines Schiebers

903818/0202 " ³ ~

U30301

längs einer geradlinigen Führung erhalten. Der Schieber nimmt beispielsweise für das linke Rad miteinander verbundene Muffen mit, die auf dem Arm und auf einer mit dem Fahrzeugrahmen fest verbundenen geradlinigen Stange bzw. auf der geradlinigen Stange des Schiebers gleiten. Der gleiche Mechanismus ist für das rechte Rad vorgesehen. Das Einschlagen der Räder ist daher durch den Weg des Schiebers auf seiner Führung sowie durch den Weg der Muffen auf ihrer zugehörigen Stange begrenzt .

Die Erfindung hat ein Lenkdifferential für Fahrzeuge zum Gegenstand, durch welches jedes gelenkte Rad des geschleppten oder selbstfahrenden Fahrzeuges mittels Kurbelarmen von verschiedener Länge mit unbegrenztem Winkel um einen Schwenkzapfen eingeschlagen wird, dessen Achse in der Ebene des Rades liegt und durch dessen Mittelpunkt hindurchgeht, so daß die Ebene jedes gelenkten Rades stets zu der Geraden senkrecht steht, welche den Radmittelpunkt mit dem Kurvenmittelpunkt des Fahrzeuges verbindet.

Das kennzeichnende Merkmal des Lenkdifferentials gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Länge des Kurbelarmes des Schwenkzapfens jedes gelenkten Rades durch einen Kurbelzapfen veränderlich gemacht wird, der einerseits längs des zugehörigen Kurbelarmes und andererseits auf einer Kurve verschiebbar ist, welche sich durch die affine Umformung eines Kreises ergibt, dessen Mittelpunkt auf der Achse des Schwenkzapfens des betreffenden gelenkten Rades liegt, und daß der Kurbelzapfen zu diesem Zweck gleichzeitig einerseits einem geradlinigen Führungsweg unterworfen ist, der mit der mittleren Längsachse des Fahrzeuges einen Winkel einschließt und der abwechselnd parallel zu sich selbst auf einer gerad-

- 4 909818/0202

linigen Bahn oder auf geradlinigen Bahnen verschiebbar ist, die zur mittleren Längsachse senkrecht stehen und durch den Kurvenmittelpunkt der betreffenden gelenkten Räder hindurchgehen, sowie andererseits einem geradlinigen FUhrungsweg, welcher den ersten Führungsweg kreuzt und welcher parallel zu sich selbst oder im wesentlichen parallel zu sich selbst auf einem Kreis verschiebbar ist.

Das derart ausgebildete Lenkdifferential ermöglicht das unbegrenzte Einschlagen der gelenkten Räder und die Anordnung der Räder an der äußeren Begrenzung des Fahrzeuges, woraus sich ein nutzbarer Raum, eine Stabilität und eine erhöhte Beweglichkeit des Fahrzeuges ergeben.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung.

In den Zeichnungen sind mehrere beispielsweise Ausftihrungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines gelenkten Rades.

Fig. 2 zeigt schematisch das Einschlagen der gelenkten Räder eines Fahrzeuges, das mit einem Lenkdifferential gemäß der Erfindung versehen ist.

Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen schematisch mehrere Möglichkeiten des Einschiagens der Räder eines Fahrzeuges mit vier gelenkten Rädern.

Fig. 6 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit sechs Rädern, von denen vier gelenkte Räder sind, während zwei An-

- 5 909818/0202

trlebsräder sein können.

Die Flg. 7 und 8 zeigen schematisch Fahrzeuge, welche auf der linken und rechten Seite verschiedene Achsabstände der Räder aufweisen.

Fig. 9 zeigt ein Lenkdifferential im Grundriß.

Fig. Io ist ein Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 9, Fig. 11 ein Schnitt nach der Linie XI-XI der Fig. 9.

Die Fig. 12, 14 und 15 zeigen im Grundriß eine andere Ausführungsform des Lenkdifferentials in verschiedenen Stellungen.

Fig. 13 ist ein Schnitt nach der gebrochenen Linie XIII-XIII der Fig. 12.

Fig. 16 zeigt schematisch eine Vorderansicht und

Fig. 17 schematisch einen Grundriß der Kegelradübertragung der Steuerung der gelenkten Räder durch ein Gehäuse des Lenkdifferentials.

Fig. 18 zeigt ein der Fig. 17 analoges Schema für ein Fahrzeug mit vier gelenkten Rädern.

Fig. 19 zeigt einen Längsschnitt durch das Gehäuse des Lenkdifferentials.

Fig. 2o ist ein Schnitt nach der Linie XX-XX der Fig. und Fig. 21 ein Schnitt nach der Linie XXi-XXi der Fig.

- 6 909818/0202

Ein Fahrzeug, das gemäß der Erfindung mit einem Lenkdifferential verseilen ist, besitzt entweder zwei gelenkte Räder 1 und 2 (Fig. 2) oder vier gelenkte Räder Ij 2, 3, 4 (Fig. 3) und außerdem, aber nicht notwendigerweise, nicht gelenkte Räder 5 und 6 (Fig. 6), die Antriebsräder sein können.

Die Räder sind vorzugsweise in einer' geraden Gabel 7 (Fig. 1) angeordnet, die mit einem senkrechten Schwenkzapfen 8 fest verbunden ist, welcher im Spritzbrett 9 des Fahrzeuges oder in einem am Spritzbrett befestigten Lager frei drehbar ist, so daß das Rad um einen beliebigen Winkel eingeschlagen werden kann, der bis zu 360⁰ betragen kann. Zwischen der Gabel 7 und dem Spritzbrett 9 kann irgendein elastisches Aufhängeelement Io eingeschaltet sein. Die Gabel 7 kann zwei Gabelzinken aufweisen, die an ihren Enden durch eine waagerechte Welle 11 miteinander verbunden sind, um die sich die Nabe des Rades dreht. Die Gabel kann aber auch nur eine einzige Zinke aufweisen, in welche das eine Ende der Welle 11 eingelassen ist.

Das Einschlagen des Rades wird durch einen Schwenkarm von veränderlicher Länge gesteuert und bei der dargestellten Ausführungsform durch eine Kurbel 12, die auf dem Schwenkzapfen 8 aufgekeilt ist. Die Kurbel 12 ist mit einer Nut 13 versehen, in welcher sich ein Gleitstück 14 (Fig. 9) verschieben kann, das einen Kurbelzapfen 15 trägt, um dem Arm der Kurbel in Jedem Augenblick die erforderliche Länge zu geben.

Durch den Kurbelzapfen 15 ist die Kurbel 12 und mit dieser der Schwenkzapfen 8 mit dem Lenkdifferential verbunden, von welchem nachstehend mehrere Ausführungsforn/ Beschrieben werden. Im Prinzip hat das Lenkdifferential die Auf-

- 7 909818/0202

gäbe« der Kurbel 12 Jedes gelenkten Rades die erforderliehe Länge zu verleihen, damit für einen vorherbestimmten Drehungswinkel des Lenkorgans - Deichsel eines gesohleppten Fahrzeuges oder Steuerrad eines Kraftfahrzeuges - der Einschlagwinkel Jedes gelenkten Rades differenziert wird und damit für alle Räder die Radebene zu einer Geraden senkrecht steht, welche den Radmittelpunkt mit dem Kurvenmittelpunkt des Fahrzeuges verbindet. Für ein Fahrzeug mit vier Rädern, bei welchem die Räder 1 und 2 (Fig. 2) gelenkte Räder sind, schneiden sich daher die Senkrechte a zur Ebene des Rades und die Senkrechte b zur Ebene des Rades 2 im Kurvenmittelpunkt c, der auf der Senkrechten d zu den parallelen Ebenen der nicht gelenkten Räder j5 und 4 liegt. Die Räder bewegen sich auf den Kreisbogen Ie, 2e, ^e und 4e. Da der Einschlag der Räder 1 und 2 unbegrenzt ist, kann man den Kurvenmittelpunkt sehr nahe dem Fahrzeug anordnen, was demselben eine außerordentliche Manövrierbeweglichkeit verleiht, die z.B. ermöglicht, das Fahrzeug mit einem einzigen Manöver aus einer Reihe freizumachen, selbst wenn der Abstand zwischen dem vorhergehenden und dem folgenden Fahrzeug nicht viel größer als die Länge des freizumachenden Fahrzeuges ist. Wenn der Kurvenmittelpunkt ο mit dem ortsfesten Schwenkzapfen 8 des Rades 3 zusammenfiele, wäre die Ebene des Rades 1 parallel zur Geraden d, die Ebene des Rades 2 wäre senkrecht zur Diagonalen zwischen den Mittelpunkten der Räder 2, 3 und die Räder 1, 2 und 4 würden Kreisbogen um den ortsfesten Schwenkzapfen des Rades 3 beschreiben. Es wäre jedoch auch möglich, den Kurvenmittelpunkt c mit dem ortsfesten Schwenkzapfen des Rades 4 zusammenfallen zu lassen, so daß die Ebene des Rades 2 parallel zur Geraden d würde. Das Rad 3 würde dann zurücklaufen, wenn sich die Räder 1 und vorwärtsbewegen.

— 8 —

909818/0202

Wenn die Räder 3 und 4 eines Fahrzeuges gemäß Fig. 2 Antriebsräder sind, ist es zweckmäßig, das Fahrzeug mit einem die Kraft auf die Räder übertragenden Differential auszurüsten, welches ermöglicht, eines der Räder zu blockieren, während das andere Rad in der einen oder anderen Richtung angetrieben wird, oder Jedes der Räder 3 oder 4 in einer verschiedenen Richtung anzutreiben, damit der Kurvenmittelpunkt zwischen den Schwenkzapfen 8 der Räder 3 und 4 angeordnet werden kann. Es ist offensichtlich, daß sich das Fahrzeug in gerader Richtung vorwärtsbewegt, wenn der Kurvenmittelpunkt links oder rechts von der mittleren Längsachse f des Fahrzeuges auf der Geraden d im Unendlichen liegt.

Das Lenkdifferential gemäß der Erfindung ermöglicht es, Fahrzeuge mit vier gelenkten Rädern, von denen Jedes um einen unbegrenzten Winkel eingeschlagen werden kann, derart auszubilden, daß die Geraden a, a¹, b und b*, die zu den Ebenen der Räder 1, 2, 3 und 4 senkrecht stehen, sich auf der Geraden g schneiden, welche die mittlere Querachse des Fahrzeuges bildet. In diesem Fall kann der Kurvenmittelpunkt c an irgendeiner Stelle der Geraden g angeordnet werden, vom Unendlichen links vom Fahrzeug bis zum Unendlichen rechts vom Fahrzeug. Die Räder 2 und 4 bewegen sich auf dem gleichen Kreisbogen 2e und die Räder 1 und 3 auf dem gleichen Kreisbogen Ie.

Fig. 4 zeigt den besonderen Fall, daß der Kurvenmittelpunkt c im Schnittpunkt der Geraden g und a liegt, wobei die Gerade a mit den Geraden a und a¹ der Fig. 3 zusammenfällt und die Ebenen der Räder 1 und~3 zur Geraden g parallel sind.

Ein anderer besonderer Fall ist in Fig. 5 dargestellt. Der Kurvenmittelpunkt c liegt im Schnittpunkt der mittleren

- 9 9 09818/0202

Längsachse f und der mittleren Querachse g. Das Fahrzeug dreht sich daher um seinen eigenen Mittelpunkt und alle Räder bewegen sich auf Bogen des gleichen Kreises e. Diese Anordnung kann für Spezialfahrzeuge interessant sein, die beispielsweise Windwerke tragen oder Waffen, wie z.B. Kanonen, und die sich mit gleicher Leichtigkeit in gerader Richtung vorwärtsbewegen, auf einem beliebigen Kreisbogen wjienden und um ihren eigenen Mittelpunkt drehen sollen.

Bei Fahrzeugen mit vier gelenkten Rädern stellt die Frage des Antriebs der Räder ein besonderes Problem dar.

Obwohl dieses Problem neben der Erfindung liegt, soll angegeben werden, daß es für einen Einzelantrieb bestimmter oder aller Räder beispielsweise durch Elektromotoren gelöst werden könnte, die auf den Gabeln 7 angeordnet sind und von einem auf dem Fahrzeug angebrachten Stromerzeuger gespeist werden. Eine klassische Lösung würde darin bestehen, auf der mittleren Querachse g zwei Räder 5 und 6 (Fig. 6) anzuordnen, die durch ein Differential zur Kraftübertragung angetrieben werden, welches ermöglicht, die Räder in entgegengesetzter Richtung zu drehen. Um dem Spritzbrett 9 gleiche Stabilität in allen Richtungen zu verleihen, kann es vorteilhaft sein, die Schwenkzapfen 8 der Räder 5 und 6 auf verschiebbaren Trägern 16 (Fig. 6) anzuordnen, welche ermöglichen, den Abstand dieser beiden Räder zu vergrößern, bis diese sich in der Stellung 5¹ und 6¹ auf Bogen eines Kreises e bewegen, auf dem sicn auch aie gelenkten Räder 1 bis 4 bewegen. Für die normale Bewegung des Fahrzeuges in gerader Richtung oder in Kurven befinden sich die Räder 5,6 daher unterhalb des Fahrzeugrahmens und für die an Ort und Stelle auszuführenden Manöver in den Stellungen 5¹ und 6¹.

- Io -

909818/0202

Das Lenkdifferential gemäß der Erfindung ermöglicht jedoch auch noch andere Anpassungen von Fahrzeugen mit zwei oder vier gelenkten Rädern an besondere Benützungsbedingungen» Es kann beispielsweise der Fall eintreten, daß das Fahrzeug schwere Lasten aufnehmen soll, die sehr langj£ und breit, aber von geringer Dicke sind., und die auf der Ladefläche hochkant und gegen einen geneigten Rahmen gelehnt angeordnet werden sollen, oder der Fall, daß das Fahrzeug ein Arbeitswerkzeug von bestimmter Länge aufnehmen soll, das nur auf einer Seite des Fahrzeuges arbeitet, z.B. ein Windwerk. In allen diesen Fällen wäre ein Fahrzeug mit rechteckiger Ladefläche infolge seiner Länge wenig handlich und könnte in Werkstätten und Lagerräumen mit engen und winkligen Durchfahrten nicht verwendet werden. Die Bedienbarkeit eines solchen Fahrzeuges wird wesentlich verbessert, wenn man den Rädern auf einer Seite des Fahrzeuges einen Abstand gibt, der von jenen der Räder auf der anderen Seite verschieden ist, wie z.B. in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist, um die Länge des Fahrzeuges auf jeher Seite zu verringern, auf welcher dasselbe nicht den Abmessungen des Werkzeuges oder der Belastung unterworfen ist.

Wenn das Fahrzeug zwei gelenkte Räder 1 und 2 (Fig. 7) aufweist, deren Gerade h und i, die zur mittleren Längsachse f senkrecht stehen und durch den Mittelpunkt der Räder hindurchgehen, relativ zueinander versetzt sind, ist der Einschlag der Räder durch die Lenkvorrichtung derart, daß die Geraden a und b, die zu den Ebenen der Räder 1 und 2 senkrecht stehen, durch den Kurvenmittelpunkt c hindurchgehen, obwohl der Abstand zwischen den Rädern 1 und 3 größer ist als jener zwischen den Rädern 2 und 4. Das gleiche gilt für den Fall, daß die Räder 1 bis 4 gelenkte Räder sind (Fig. 8) und die Geraden a, b, a¹ und b¹ ihren gemeinsamen Schnittpunkt auf der Ge-

- 11 909818/020 2

raden g Im Kurvenmittelpunkt c haben. Im letzteren Fall kann man ebenfalls zwei Räder 5 und 6 anordnen, die vor» zugßvreis· Antriebsräder sind, oder nur ein Stützrad 5 zwischen den Rädern 1 und j5.

Ein wesentlicher Unterschied zwischen den Ausführungsformen, bei welchen der Abstand der Räder auf beiden Seiten des Fahrzeuges gleich ist (Fig. 2 bis 6) und jenen, bei welchen zwischen den Rädern auf der rechten und linken Seite des Fahrzeuges verschiedene Abstände vorgesehen sind (Fig. 7 und 8) besteht darin, daß der charakteristische Winkel in ersten Fall überall gleich ist, während derselbe im zweiten Fall auf der rechten und linken Seite des Fahrzeuges verschieden ist. Als charakteristischer Winkel, der in der Beschreibung Jeder der verschiedenen AusfUhrungsformen des Lenkdifferentials erscheint, wird der Winkel bezeichnet, der von den durch den Mittelpunkt der gelenkten Räder hindurchgehenden Geraden eingeschlossen wird, von denen die Gerade j parallel zur mittleren Längsachse f ist und von denen die Gerade k (Fig. 2, 7, 8) oder die Gerade 1 (Fig. 7 und 8) den Schnittpunkt der Achse f mit der Senkrechten zu derselben schneidet, in welcher der Kurvenmittelpunkt c liegt. Bei dem in Fig. dargestellten Fall ist der charakteristische Winkel m für die Räder 1 und 2 identisch, während die Anordnung gemäß Fig. 3 (€uch gemäß den Fig. 4 bis 6) vier identische charakteristische Winkel m^f aufweist. Bei dem Fahrzeug gemäß Fig. 7 ist der charakteristische Winkel für das Rad 2 gleich m und derselbe entspricht dem Winkel η für das Rad 1. Das Fahrzeug gemäß Fig. 8 weist für die Räder 2 und 4 zwei identische charakteristische Winkel m* und für die Räder 1 und 3 zwei identische charakteristische Winkel n¹ auf. Es ist zu bemerken, daß der charakterist Sache Winkel vom Abstand der gelenkten Räder abhängig ist. Der Einfachheit halber ist dies jedoch in cba Fig. 2 bis 8

- 12 -

909818/0202

143Ό301

nicht berücksichtigt worden.

Selbstverständlich kann das Lenkdifferential gemäß der Erfindung auch bei anderen Fahrzeugen Anwendung finden, die anders ausgebildet sind als jene, die den Fig. 2 bis 8 entsprechen, z.B. auf Fahrzeuge mit drei Rädern, von denen zwei oder alle drei gelenkte Räder sind.

Gemäß einer ersten Ausführungsform weist das Lenkdifferential zwei übereinanderliegende bewegliche Platten 17 und 18 auf (Fig. 9 bis 11). Die Platte 17 kann sich in seitlicher Richtung längs einer Parallelen zur mittleren Querachse g (Fig. 3) verschieben und wird durch Rollen 19 mit waagerechter Achse und Rollen 2o mit senkrechter Achse geführt, die sich in U-Eisen 21 und 21* drehen, welche auf einem ihrer Schenkel gelagert und~mit dem Fahrzeugrahmen 22 fest verbunden sind. Die Platte l8, die in Kreuzform ausgeschnitten ist, kann sich auf der Platte 17 in der Richtung der mittleren Längsachse f verschieben und wird zu diesem Zweck von Anschlägen 23 geführt, welche in die Platte 17 eingesetzt sind und den Arm 24 des Kreuzes der Platte 18 einschließen.

Die Platte 17 weist einen mittleren Langschlitz 25 auf, der zur mittleren Längsachse f parallel ist, und zwei geneigte Führungswege 26 und 26*> die relativ zu den zur Achse f parallelen Geraden j eine solche Neigung aufweisen, daß die Achsen k dieser Führungswege mit den Geraden j reziproke charakteristische Winkel m einschließen, wenn der Abstand der Räder 1 und 3 (Fig. 2) mit Jenem der Räder 2 und 4 identisch ist, oder charakteristische Winkel m und n, wenn der Abstand der Räder auf der linken oder rechten Seite des Fahrzeuges verschieden ist (Fig. 7 und 8).

- 13 909818/0202

Die Platte l8 1st an jedem Ende der Arme 27 mit einem Führungsweg 28 bzw. 28' versehen. Diese FUhrungswege sind zur mittleren Querachse g (Fig. 3) parallel und kreuzen die geneigten FUhrungswege 26, 26' der Platte 17. Am Schnittpunkt der Arme 24 und 27 ist die Platte 18 mit einer Ausnehmung versehen, in welcher ein Kugellager 29 angeordnet ist, dessen Mittelpunkt mit der Achse des mittleren Langschlitzes 23 der Platte 17 zusammenfällt.

Die Lenkeinrichtung besteht aus einem Wellenstumpf 30, welcher im Schnittpunkt der mittleren Längsachse f und der Geraden angeordnet ist, welche die Achsen der Schwenkzapfen 8 der Räder 1 und 2 miteinander verbindet. Der Wellenstumpf 30 dreht sich in senkrechter Richtung in einem Träger 3I (Fig. Io) des Fahrzeugrahmens. Am oberen Ende ist entweder ein Steuerrad 32 oder eine (in den Fig. 9 und Io nicht dargestellte) Deichsel angeordnet und am unteren Ende eine Kurbel 33 von feststehender Länge, welche mit einem Kurbelzapfen 34 versehen ist, der durch das Kugellager 29 der Platte l8 und durch den mittleren Langschlitz 25 der Platte 17 hindurchgeht.

Die Kurbelzapfen I5 und 15¹ der Kurbeln 12 und 12', die auf den Schwenkzapfen 8 der Räder 1 und 2 angeordnet sind, greifen in den Führungsweg 26 der Platte 17 und in den Führungsweg 28 der Platte l8 bzw. in den Führungsweg 26* der Platte 17 und in den Führungsweg 28* der Platte l8 ~ ein, und zwar am Schnittpunkt der Übereinanderliegenden Führungswege.

Wie bereits erwähnt, weisen die Arme der Kurbeln 12 und 12' eine veränderliche Länge auf, da die Kurbelzapfen 15 und I5¹ in Oleitsteine 14 eingesetzt sind, die sich in den Nuten I3 verschieben (Fig. lo).

- 14 909818/0202

Wenn das Steuerrad 32 beispielsweise im Uhrzeigersinn betätigt wird, erteilt d©r Kurbelzapfen 34 der Kurbel d@n Platten gleichzeitig verschiedene Verschiebungen. Die unter© Platte 1? wird durch das Zusammenwirken zwischen dem Kurbel2apfen 3¹J- und dem mittleren Langsohlitz 25 quer zur mittleren Längsachse f verschoben. Wenn die Kurbel 33 einen Kreisbogen von l8o° beschrieben hat, befindet sich die Platte 1? in der Stellung 17¹ und die geneigten PUhrungswege 26 und 26^s werden parallel zu sich selbst um die gleiche Strecke verschoben. Eine zvreite Drehung des Steuerrades um l8o° in der gleichen Richtung oder in entgegengesetzter Richtung führt die Platte 17 in ihre Ausgangsstellung zurück. Die obere Platte 18 wird durch die Bewegung der Platte 17 mitgenommen und führt gleichzeitig mit der letzteren eine Verschiebung in der Richtung der mittleren Längsachse t aus, und zwar durch das Zusammenwirken zwischen dom Kurbelzapfen 34, der sich im Kugellager 29 dreht, mit den Ansehlägen 23· Nach einer Viertelumdrehung der Kurbel 33 im Uhrzeigersinn befindet sich daher die Platte l8 in der Stellung l8⁸ und nach 3/4 einer Umdrehung in der entgegengesetzten Stellung l8".

Während dieser koordinierten Bewegungen der Platten 17 und 18 bestreichen die Führungsweg© 23, 28⁹ der oberen Platte die FUhrungswege 26, 26^s d©3? unteren Platte und die Kurbelzapfen 15, 15° der Kurbeln 12, 12^s müssen sich in den Führungswegen 26; 26' verschieben, woBei sich der Kurbelzapfen 15 anders verschiebt als der Kurbelzapfen 15^f. Die sich daraus ergebende differenzierte Länge der Kurbeln 12, 12· hat zur Folge _s daß die Schwenkzapfen 8 der Räder 1 und 2 Drehungen um ©inen für das Rad 1 und das Rad 2 verschiedenen Winkel ausführen. Das Einschlagen der Räder ist derart differenziert, daß die Senkrechten zu den Radebenen, die durch den Radisittelpunkt hindurchgehen, ihren Schnittpunkt im Kurvenmittelpunkt haben, und zwar

- 15 909818/0202

H30301

infolge der Neigung der Führungswege 26 und 26¹, die ständig dem charakteristischen Winkel entsprießt.

Die in den Fig. 12 bis 13 dargestellte abgeänderte AusfUhrungsfonn des Lenkdifferentials unterscheidet sich von jener gemäß den Fig. 9 bis 11 dadurch, daß die Platte durch zwei Winkelhebel 35, 35* ersetzt ist, die auf den in die Platte 17 eingesetzten'Zapfen 36* 36* gelagert und an den Enden mit Führungswegen 37, yj^l und Langschlitzen 38, 38¹ versehen sind. Der Hebel 35 ist bei (Fig. 13) gekröpft, so daß die Langschlitze 38, 38· übereinanderliegen und der Kurbelzapfen 34 der durch das Steuerrad 32 gesteuerten Kurbel 33 in dieselben eingreifen kann. Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform schließen die Achsen k der geneigten Führungswege 26, 26* mit der zur mittleren Längsachse f parallelen Geraden 3 reziproke charakteristische Winkel m (Fig. 12) oder die Winkel m und η ein, wenn die Abstände der Räder auf der rechten und linken Seite des Fahrzeuges nicht Identisch sind. Die Hebel 35, 35* sind vorteilhaft an der Stelle der Zapfen 36, 36* abgezogen, damit die geneigten Führungswege 26, von den Führungswegen 37, 37* unter einem Winkel bestrichen werden, der die Verschiebung der Kurbelzapfen 15* 15* erleichtert, welche in diese FUhrungswege eingreifen. Wenn die Rädei^L und 2 zur mittleren Längsachse f parallel sind und das Fahrzeug sich in gerader Richtung vorwärtsbewegt (Fig. 12), nähert sich der Winkel zwischen den äußeren Führungswegen im wesentlichen einem rechten Winkel. Aber auch wenn die Räder stark eingeschlagen sind (Fig. 14 und 15), bleibt dieser Winkel noch günstig für eine leichte Verschiebung der Kurbelzapfen.

Die Fig. 12, 14 und 15 zeigen die Stellungen der Platte 17, der Hebel 35 und 35¹, der Kurbeln 12 und 12* und der Räder 1 und 2, sowie die wirksame Länge der Kurbeln 12 und 12'

- 16 909818/0202

für drei verschiedene Stellungen der Kurbel 33, die durch Betätigung des Steuerrades 32 erhalten werden.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 12, in welcher die Kurbel 33 zu den Kurbeln 12, 12^f parallel ist, wobei alle Kurbeln die gleiche Richtung senkrecht zur mittleren Längsachse f aufweisen, ist die wirksame Länge der Kurbeln 12, 12* identisch, die Kurbelzapfen 15, 15^f befinden sich ungefähr in der Mitte der FUhrungswege 26 und 26*, die inneren Arme der Hebel 35, 35* sind ausgerichtet und die Platte I? ist vollständig na6h rechte verschoben.

Siae Winkeldrehung der Kurbel 33 um ungefähr 45° (Fig. 14) bt die Platte 17 nach links, die inneren Arme der

a 35^f sind nicht mehr ausgerichtet, die Kurbelzapfen 15s 15^s verschieben sieh gegen das Ende der Fitaiagswege 26, 2β⁸ hin, die wirksame Länge der Kurbel 12 wird v©rriBigerfc und" jene der Kurbel 12^s vergrößert _s so dai Kurbeln verschieden© Wisakeldrshüngen erteilt

wslehe die Räder einsehlagen, damit das Fateseug ©is,© W@3ad.img ausführt, deren Mittelpunkt sich außerhalb d@r Xfoa demselben bedeckten FlgcJa© befindet, wie bf&spiels« w©i@© FIg₀ S oder 3 zeigt.

UtQ Wlsteldretaing der Kurbel 33 relativ zur Anordnung gQiiEI Figo 12 ®ia©n rechten Winkel erreicht (Fig. 15)a wird dl® Platt© 17 noch mehr aaofa links verschoben^, d@r

apf®!! 3^ befindet sicä an d@a äußeren Enden der k5?®ng®jad@a Lasigsofalit ^e 58 und j5ß^S5 wMJirend er sieh @2> ÄnoMniasig g©mäl Figo 12 ia d@r~Mifet© dieser Laiagehlitse tefiadeti ti© Kurb©lgapf®n 15^ 15⁸ toefinö,©3a ±©h asfl lad© dor FÜJärungsweg© 26_s gö^s und flie Achsen d@r 12_s 12° fallen mit d@a Achsen dieser

Es liegt daher ein© besondere Stellring toE^ in di© Räd@r in den %u ümn g@n@igten

1 "7

A. I

909818/0202

wegen senkrechten Ebenen befinden und so eingestellt sind« daß sich das Fahrzeug um seinen eigenen Mittelpunkt dreht, wie die Pig. 5 und 6 zeigen.

Selbstverständlich ermöglicht auch die Ausführungsform gemäß Flg. 9, alle Einschläge der gelenkten Räder auszuführen, die für das Lenkdifferential gemäß den Fig. 12 bis 15 beschrieben worden sind.

Bei einer dritten Ausführungsform ist das Lenkdifferential kompakter als bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen und kann in einem Gehäuse von verringerten Abmessungen eingeschlossen werden, das an irgendeiner Stelle des Fahrzeuges angebracht werden kann. Im Prinzip wird eine vorherbestimmte Winkeldrehung der Welle Jo des Steuerrades, die in das Gehäuse 4o (Fig. 16 bis l8) eintritt, in demselben differenziert und auf die austretenden Wellen 41, 41' übertragen, welche diese differenzierten Winkeldrehungen auf die Schwenkzapfen 8 der Gabeln 7 jedes Rades 1 und 2 mittels der Kegelräder 42, 43 bzw. 42j, 4j5^f übertragen. Bei der Aus führungs form gemäß den Fig. l6~und 17 ist das Gehäuse 4o in der Ebene angeordnet, die durch die Achsen der Schwenkzapfen 8 und der austretenden Wellen 41, 41¹ hindurchgeht, wobei das Gehäuse an einer beliebigen Stäle dieser Wellen angeordnet werden kann. Es ist Jedoch leicht, das Gehäuse außerhalb dieser Ebene anzubringen, indem zwischen die Kegelräder 42, bzw. 42^f, 43* Wellen 44, 44¹ eingeschaltet werden, die an ihren Enden mit Kegelrädern 45, 46 bzw. 45*, 46» versehen sind (mit vollen Linien dargestellter Teil der Fig. l8). Es ist auch leicht, diese Übertragung der differenzierten Winkeldrehungen bei Fahrzeugen mit vier gelenkten Rädern anzuwenden. Zu diesem Zweck werden die Wellen 44, 44^f durch Wellen 47, 47* verlängert, welche an ihrem Ende'ein Kegelrad 48 oder"48* tragen, das mit

- 18 909818/0202

dem auf d©a Schwenkzapfen 8 ö©r Räder 3 und 4 angeordneten Kegelrad 43 oder 43 ^s in Kingriff steht (mit unterbrochenen Linien dargestellter Teil der" Figo l8). 'Die Kegelräder 45, 45^e. köramn selbstverständlich an einer beliebigen Stellender Wellen 44, 47_bsw. 44«, 47« befestigt werden.

Das in das Uehluse 4o eingeschlossene Lenkdifferential ist von jenem gemäß den Figo 9 bis 11 abgeleitet und weist ein Schneckenrad 49 (Fig. 19) auf, das durch eine Schnecke 50 angetrieben wird* welche auf der durch das Steuerrad 32 betätigten, inäas Gehäuse eintretenden Welle Jo befestigt ist. Zu beiden Seiten des Schneckenrades 49 sind Kurbeln 33, j5j3^f von feststehender Länge angeordnet, deren Kurbelzapfen 34, 3^⁸ J© ©in© aus koordinierten Platten bestehende Vorrichtung steuern* Diese Vorrichtungen regeln die wirksame Länge der Kurbeln 12 und 12¹, welche auf die austretenden Wellen 41, 41* eine Winkeldrehung übertragen, die relativ zu dar der"eintretenden Welle 3o erteiltan Winkeldrehung differenziert ist.

Während das Lenkdifferential gemäß dan Fig. 9 bis 11. eine einzige'aus koordinierten Platten 17 und 18 bestehend© Vorrichtung aufweist, weloh© sich praktisch über die ganze Breite des Fahrzeuges erstreckt und das differenzierte Einschlagen der beiden gelenkten Räder regelt, weist das Lenkdiff©rential gemäß "den Figo 19 bis 21asr©i aus koordinierten Platten bestehend© Vorrichtungen auf , wie nachstehend beschrieben, wird«. Di©s® beiden .Vorrichtungen weiaen sehr stark verringert© Abmessungen auf und sind parallel zueinander im Gehäuse 4o angeordnet. Jede Vorrichtung regpLt das Einschlagen ©ines einzigen gelenkten Rades, und zwar der gelenkten Radar auf einer Seite eines Fahrzeuges mit vier gelenkten Rädern, welche durch Kegelradübertragungen nach dem Schema der Fig. 18 gesteuert werden»

- 19 909818/0202

Jede der aus koordinierten Platten bestehende Vorrichtungen* die in das Gehäuse 4o eingeschlossen sind, besteht aus einem Hohlkörper 51 von rechteckigem Querschnitt (Fig. 19)f der zwischen den Führungen 21 und 21* vojrfn der einen zur anderen Wand des Gehäuses verschoben werden kann, und aus einem Gleitstein 52, der sich im Inneren des Hohlkörpers 51 senkrecht zur Verschieberichtung desselben verschieben kann (Fig* 19 bis 21).

Die Seite 53 des Hohlkörpers 51 ist mit einem Führungsweg 5^- (Fig. 21) versehen, der relativ zu den Führungen 21, 21' geneigt ist* Die entgegengesetzte Seite 55 des Hohlkörpers* 51 ist mit einem FUhrungsweg 56 (Fig. 2o) versehen, der relativ zum Führungsweg 54 derart geneigt ist, daß diese PUhrungswege zwischen sich einen charakteristischen Wlnelcel m einschließen (Flg. 21). Wenn das Gehäuse des Lenkdifferentials für ein Fahrzeug bestimmt ist* bei welchem die Bäder auf der linken Seite einen Abstand aufweisen, der von Jenem der Räder auf der rechten Seite verschieden ist, werden die Führungswege des Hohlkörpers 5I₅ der auf der einen Seite des Schneckenrades 49 liegt, den Winkel m einschließen, während die Führungswege des Hohlkörpers 51* der auf der anderen Seite des Schneckenrades 49 liegt, den Winkel η einschließen werden, und zwar aus den oben angegebenen Gründen.

Der Gleitstein 52 ist mit einem Langschlitz 57 versehen, der zu den Führungen 21, 21* parallel ist. Die Kurbelzapfen 34, 34* der Kurbeln 33, 33* gehen durch je einen Führungsweg 54 hindurch und treten in den Langsehlitz 57 ein. Die Kurbelzapfen 15, 15* der Kurbeln 12, 12^s mit veränderlicher Wirksamer Länge gehen durch je einen~Führungsweg 56 hindurch und treten ebenfalls in den Langschlitz 57 ein. Die Länge der Kurbelzapfen und die Dicke des Gleitsteins 52 sind selbstverständlich so bemessen,daß die

- 2o 909818/0202

H3030T

- 2ο -

Kurbelzapfen 15j 3^ bzw. 15S 3^·^! im Inneren des Langschlitzes 57 aneinander vorbeigehen können, ohne sich mit ihren Enden zu berühren, d.h. ohne sich bei ihren gegenseitigen Verschiebungen zu behindern.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 19 nehmen die Kurbeln 33* 33¹ entgegengesetzte Stellungen ein, die um l8o° voneinander entfernt sind, was den Vorteil besitzt, daß die im Gehäuse in Bewegung befindlichen Massen ausgeglichen werden, nämlich die Hohlkörper 51 und in denselben die Gleitsteine 52, die sich in entgegengesetzten Richtungen verschieben. Die Wirkung.dieser Verschiebungen auf die austretenden Wellen 41, 4l' wäre jedoch die gleiche, wenn die Kurbeln 33* 33^! nach der gleichen Seite gerichtet wären und wenn die aus koordinierten Platten bestehenden Vorrichtungen daher in der gleichen Richtung verschoben würden. Pig. 19 zeigt überdies Kurbeln 12, 12 * von veränderlicher wirksamer Länge, die aus einer Hülse 58 oder 58* bestehen, in welcher eine Stange 59 oder 59 * verschiebbar ist, welche den Kurbelzapfen I5 oder 15· trägt. Schließlich kann die eintretende Welle jk> eine'beliebige Neigung relativ zum Gehäuse 4o aufweisen.

Die konjugierten''Verschiebungen der Hohlkörper 51 und der Gleitsteine 52, die durch eine vorherbestimmte Winkeldrehung der Kurbeln 33 und 33¹ erzeugt werden, differenzieren die Winkeldrehungen der austretenden Wellen 41 und 41¹, indem die wirksame Länge der Kurbeln 12, 12^f verändert wird und haben indirekt auf die Schwenkzapfen 8 öer gelenkten Räder eine ähnliche Wirkung, wie jene, die durch die einzige Kurbel 33 der Ausführungsfprm gemäß den Pig. 9 bis 11 auf die koordinierten.Platten 17 und l8 ausgeübt wird, welche unmittelbar auf die Kurbeln 12, 12' mit ver- ' anderIieher wirksamer Länge und über diese auf äie Schwenkzapf en ,8 einwirken. , . . _; .,'..

. - 21 -

9098 18/0202

Claims (3)

1. Ansprüche

   Lenkdifferential für einen unbegrenzten Einschlag eines Teils oder aller Räder in selbstfahrenden oder geschleppten Fahrzeugen, in dem eine antreibende Lenkradwelle und eine angetriebene Welleiinter Zwischenschalten von Stangen und eine Kurbelbewegung ausführenden Zapfen vorgesehen sind, die mit Hilfe von Übertragungseinrichtungen mit dem oder den einzuschlagenden Rädern verbunden sind, wobei der Schwenkzapfen eines jeden Lenkrades mit einem Kurbelarm versehen ist, dessen Kurbelzapfen längs des Kurbelarmes verschiebbar ist und um die Schwenkachse nach Ellipsen bzw. ellipsenähnlichen Kurven geführt wird, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   a) Ein erster Gleitkörper (17)# der zwischen ortsfesten Führungen (21, 21¹) geradlinig hin- und herbewegbar ist und Führungen (23 bzw. 25) aufweist, die quer zu den Führungen (21, 21*) liegen und von denen die Führung (25) mit dem Kurbelzapfen (34) eines um einen ortsfesten Mittelpunkt (Jo, 31) drehbaren Kurbelantriebs (5o, 331 3^·) zusammenwirkt;

   b) ein zweiter Gleitkörper (l8), der durch die Führungen (23) des ersten Gleitkörpers (17) geführt wird, eine mit dem Kurbelzapfen (34) in Eingriff stehende öffnung (29) aufweist und durch den Kurbelantrieb (3o, 33, 34) gleichzeitig einerseits auf dem ersten Gleitkörper (17) transversal zu dessen Bewegungsrichtung

   - 22 909818/0202

   ■_ U30301

   und andererseits mit dem ersten Gleitkörper (17) in dessen Bewegungsrichtung hin- und her-• bewegbar ist;

   c) derart, daß die Doppelbewegung des zweiten Gleitkörpers (18), in Bezug auf den ersten Gleit-.körper (17) und mit demselben eine translatorische Kreisbewegung des zweiten Gleitkörpers (18). um den festen Drehpunkt (30) ergibt;

   d) je eine geradlinige Führung (26 bzw. 26¹), die im ersten Gleitkörper (17) auf beiden Seiten des Kurbelantriebes (25* 30* 35, 34) vorgesehen ist und mit der Führung (25) den die Einschlagstellung der Lenkräder bestimmenden Winkel (m bzw. η bzw. Qi) bildet j

   e) je eine geradlinige Führung (28, 28*), die im zweiten Gleitkörper (l8) auf beiden'Seiten des Kurbelantriebes (25* 3o, 33* 3¹O vorgesehen ist, sich parallel zur Bewegungsrichtung des ersten Gleitkörpers (17) erstreckt und die Führung (26 bzw. 26¹) im ersten Gleitkörper (17)überkreuzt;

   f) sowie die differenzierte Drehbewegung ausführende Achsen (8, 8^f), die in ihrer Ebene der entsprechenden Lenkräder (1,2...) liegen und in ihrer Verlängerung durch den Mittelpunkt der durch den Kreuzungspunkt der entsprechenden Führungen (26, 28; 26*, 28*) beschriebenen Kurve gehen; "

   g) während der am Kurbelarm (12, 12*) der be-

   - 23 909818/0202 ——

   treffenden Schwenkachse (δ, 8¹) gleitbare Kurbelzapfen (15, 15^!) sich durch den Kreuzpunkt der entsprechenden Führungen (26 - 28 bzw. 26', 28*) erstreckt.
2. 2. Lenkdifferential nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Abänderung, daß auf dem ersten Gleitkörper (17)* anstatt des zweiten, zwischen den Führungen (23) hin- und her bewegbaren Gleitkörpers (18), zwei doppelarmige Hebelarme (35, 35¹) mittels Drehzapfen (36, 36¹) schwenkbar angeordnet sind, deren zueinander gekehrten Arme mit Führungen bzw. Schlitzen (38, 38¹) versehen sind, die sich überkreuzen und in deren Kreuzungspunkt der Kurbelzapfen (34) des Kurbelantriebs eingreift, während deren voneinander abgekehrten Arme mit Führungen bzw. Schlitzen (37, 37') versehen sind, welche die entsprechenden Führungen bzw. Schlitze (26, 26*) des ersten Gleitkörpers (17) überkreuzen und die durch die Führungen bzw. Schlitze (26, 26¹) ragenden gleitbaren Schwenkkurbelzapfen (15, 15') aufnehmen.
3. 3. Lenkdifferential nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Abänderung, daß sowohl der erste Gleitkörper (17) als auch der zweite Gleitkörper (18) in je zwei Gleitkörper (51, 53, 55; 51, 53, 55) bzw. (52, 52) aufgeteilt sind, von denen die zwei ersten Gleitkörper durch je einen Hohlkörper (51, 53, 55) gebildet werden,die längs je einem von zwei ortsfesten, geradlinigen, in seitlichem Abstand voneinander angeordneten Führungswegen (21, 21'; 21, 21*) in entgegengesetzter Richtung aneinander vorbei hin-'und her verschiebbar sind und durch ein zwischen den Führungswegen angeordnetes Paar von um l8o° zueinander versetzten^ mittels einer ortsfesten Achse (30) drehbaren Kurbelarmen (33,

   9 0 9 8 T 8 / 0 2 Ü 2

   33*) betätigt werden, deren Kurbelzapf en (34, 34') in quer zur Bewegungsrichtung der ersten Gleitkörper (51, 53* 55: 51, 55, 55) sich erstreckende geradlinige Führungen (54) derselben eingreifen, von denen je eine in den einander zugekehrten Seiten (53a 53) der zwei ersten Gleitkörper (51* 53.» 55* 51* 53* 55) vorgesehen ist, während die entgegengesetzte Seite (55) eines jeden ersten Gleitkörpers (51, 53, 55; 51, 53, 55) eine geradlinige Führung (56) aufweist, die mit der Führung (54) den Winkel (m bzw. η bzw. £) einschließt und den auf der entsprechenden Schwenkkurbel (12, 4l bzw. 12*, 4l^J) verschiebbaren Kurbelzapfen (15* 59; 15¹* 59*) aufnimmt; und daß jeder der zwei zweiten Gleitkörper (52, 52) aus einem Gleitstein (52) besteht, der im entsprechenden ersten Gleitkörper (51* 53* 55) quer bzw. senkrecht zur Bewegungsrichtung des letzteren hin- und her verschiebbar ist und hierfür eine parallel zur Bewegungsrichtung der ersten Gleitkörper verlaufende Führung (57) aufweist, in die sich die Enden der Kurbelzapfen (15* 34 bzw. 15'* 34*) durch die Führungen (54 bzw. 56) erstrecken, ohne einander zu berühren.

   Lenkdifferential nach den Ansprüchen 1 bis 3* d a ct-u roh gekennzeichnet , daß es in einem Gehäuse (4o) untergebracht ist, in das einerseits die Lenkspindel (30) eintritt und aus dem andererseits die die differenzierte Drehbewegung ausführenden Achsen (8, 8¹ bzw. 4l, 4l^f) austreten, welche durch Ubertragungsgetriebe (42, 42¹J 43* 43¹J 44, 44»; 45* 45¹; 46, 46»; 47, 47«; 48, 48*) mit den"Schwenkzapfen (8,~8') der Lenkräder" (1, 2 "...) verbunden sind,

   9 0 9 8 18/0202