DE1755633A1

DE1755633A1 - Steering device for vehicles

Info

Publication number: DE1755633A1
Application number: DE19681755633
Authority: DE
Inventors: Roman Gloetzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-06-01
Filing date: 1968-06-01
Publication date: 1971-08-26

Description

lenkvorrichtung für Fahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeugeg mit wenigstens einemt vorzugsweise zwei gelenkten vorderen Rädern, die mit Achsschenkeln an Achezapfen gelagert sindv Die bisher bei Kraftfahrzeugen üblichen verschiedenen Lenkungen sind im allgemeinen im Prinzip so aufgebaut# das die lenkbaren Räder auf Acheschenkeln gelagert sind, Diese wiederum sind mittels Hülsen# Muffen und dergleichen auf Achszapfen gelagert# die ihrerseits mit der gegebenenfalls starren Achse verbunden sinde Die Lenkung erfolgt von einer Lenkstange übe'r lankJ2ebel, die mit dem auf dem Achszapfen drehbar gelagerten Hülseng Muffen oder dergleichen der Achsschenkel verbunden sind* Bei Betätigung der lenkstange wird der lenkhebel-versohwenkt 9 mit der Polge, daß die Hülseh, Muffen oder dergleichen auf dem Achszapfenverschwenkt werden und damit auch die über die Acheschenkel an den Muffen und dergleichen gelagerten Räder, Die Lenkung wird dabei auf ein Rad unmittelbar ausgeübt und-Yon diesem beziehungsweise dessen 4cheschenkel über Spurstangenhebel und Spurstange auf das andere gelenkte Rad übertragen. Diese bisher üblichen Lenkungen sind durchweg so ausgestaltet.9 daß die einen lenkausachlag der Räder ermöglichen, der beträchtlich unter einem Winkel von 90 0 liegt* Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Aufbau einfache und wirksame Lenkvorrichtung für Fahrzeugeg insbesondere Kraftfahrzeuge vorzuschlagen, die einerseits im Aufbau einfacher ist als die bisher üblichen Lenkvorrichtunges; zum anderen aber auch auf einfache Weise einen Lenkausschlag der Räder bis zu 90 0 gestattee-4 Die Erfindung besteht daring daß die Achazapfen um wenigstens 900 drehbar und die Achssehenkel starr mit diesen verbunden sind, Bei der Erfindung wird zur Durchführung von Lenkbewegungen der lenkbaren Räder der jedem lenkba:qen Rad zugeordnete Achezapfen entsprechend um seine Längsachse gedreht, Diese Drehung wird unmittelbar auf die Räder dadurch übertrageng daß diese an starr mit dem Achszapfen verbundenen Achssehenkelngelagert sind» Der Achszapfen kann dabei mit geeigneten Lagern an der.Karosserie, an einer eventuellen Achse beziehungsweise gemäß der Erfindung an besonderen Schwenkhebeln drehbar gelagert sein, Die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung ist in ihrem Aufbau besonders einfach und in der Arbeitsweise zuverlässig, weil die Lenkbewegungen auf die Achszapfen übertragen und von diesen über die Achsachenkel unmittelbar auf die Räder weitergeleitet werden, Durch die Drehbarkeit der Achszapfen um wenigstens 90 0 sind Lenkausschläge der Räder in diesem Bereich möglich» mit dem gegenüber bisher üblichen und bekannten Fahrzeugen erheblichen Vorteil, dass durch die Erfindung auf extrem kleinem Raum das Fahrzeug gewendet werden kann.. Dies erfeichtert vor allem das Ein- und Ausscheren in beziehungsweise aus ne kleinem Rarklücken, Hierzu ist nacvwe.-11/iterem Merkmal der Erfindung eine besondere Ausgestaltung des bei Kraftfahrzeugen üblichen Differentialgetriebes der angetriebenen, vorzugsweise rückwärtigen Räder vorgesehen, derart, daßa diese rückwärtigen angetriebenen Räder in entgegengesetzten Richtungen` antreibbar sind und.-dadurch auf emgstem Raum eineSchwenkbewegung des Fahrzeugs bei Querstellung der lenkbaren Räder um 90 0 zur Fahrtrichtung zu ermöglichen.Steering device for vehicles The invention relates to a steering device for vehicles, in particular motor vehicles, with at least one, preferably two, steered front wheels, which are mounted with steering knuckles on axle journals These in turn are supported by means of sleeves # sleeves and the like on axle journals which in turn are connected to the possibly rigid axle are connected * When the handlebar is operated, the steering lever is swiveled 9 with the pole, so that the sleeves, sleeves or the like are pivoted on the stub axle and thus also the wheels mounted on the axle legs on the sleeves and the like, the steering is on e exercised directly in the wheel and -Yon this or its 4cheschenkel transferred via tie rod lever and tie rod to the other steered wheel. These previously common steering systems are consistently designed in such a way that they enable a steering angle of the wheels that is considerably below an angle of 90 ° is simpler in structure than the previously common steering device; on the other hand in a simple manner a steering lock of the wheels up to 90 0 gestattee-4 The invention is daring the Achazapfen at least 900 rotatably and Achssehenkel are rigidly connected with these, in the invention is used to perform steering movements of the steerable wheels of the The axle journals assigned to each steerable wheel are rotated around its longitudinal axis accordingly. This rotation is transmitted directly to the wheels by the fact that they are mounted on axles that are rigidly connected to the axle journals be rotatably mounted according to the invention on special pivot levers, the steering device according to the invention is particularly simple in its structure and reliable in its operation, because the steering movements are transmitted to the stub axles and passed on from them via the stub axles directly to the wheels, due to the rotatability of the Achsza steering wheel deflections of at least 90 ° are possible in this area »with the considerable advantage compared to previously common and known vehicles that the vehicle can be turned in an extremely small space or from ne small rare gaps. For this purpose, a special embodiment of the differential gear of the driven, preferably rear wheels, which is common in motor vehicles, is provided such that these rear driven wheels can be driven in opposite directions and thereby To enable the vehicle to swivel in the tightest of spaces when the steerable wheels are in a transverse position by 90 ° to the direction of travel.

Nachfol##end werden weitere Linzelheiten anhand eines in den Zeichnungen dargestellten AusführunUsbeispiels nU,her erläutert. Es zeigt: Fig. 1 die die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung betreffenden Linzelheiten am Vorderteil eines Kraftfahrzeugs in Seitenansicht, 2ig. 2 einen Grundriss mit den für die Erfindung wesentlichen Teilen zu Fig. 1, Fig. 3 ein DifZerentialgetriebe gemäß der Erfindung in schernatischer Darstellung.In the following, further details are explained using an exemplary embodiment shown in the drawings. It shows: FIG. 1 the details relating to the steering device according to the invention on the front part of a motor vehicle in a side view, 2ig. FIG. 2 shows a plan view with the parts of FIG. 1 essential for the invention, FIG. 3 shows a differential gear according to the invention in a schematic representation.

In gig. 1 und 2 werden lediglich scheinatisch die für-die Erfindung wesentlichen Teile der LenkvorrieLtung eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die häder lo und 11, vorzugsweise Vorderr#;-,"der eines Kraftfalirzeugsq sollen durch die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung lenkbar sein, Zu, diesem Zweck ist jedes der Räder 10 und 11 mit einem-Achssehenkel 12 an einem drehbaren Achszapfen 13 angebracht. Der Achsschenkel 12 ist starr mit dem unteren Ende des Achszapfens 13 verbunden, so dass Drehbewegungen des Achszapfens 13 um dessen Längsachse unmittelbar in Schwenk- beziehungsweise Lenkbewegungen der Räder 10 und 11 übertragen werden. Die Lenkung der Räder 10 und 11 erfolgt also in der Weise, dass entsprechend den gewünschten Lenkausschlag der Achszapfen 13 um einen entsprechenden-Winkel um seine Längsachse gedreht wird. Die Drehungen des Achszapfens 13 werden durch eine Lenkwelle 14 übertragen , die wiederum von einer üblichen Lenkstange 15 aus angetrieben wird.In gig. 1 and 2, the parts of the steering device of a motor vehicle that are essential for the invention are only shown in a schematic manner. The Häder lo and 11, preferably front wheels # -, "that of a Kraftfalirzeugsq are to be steerable by the inventive steering device, For, this purpose, each of the wheels mounted 10 and 11 with a-Achssehenkel 12 on a rotatable axle journal 13 of the steering knuckle 12th is rigidly connected to the lower end of the journal 13 , so that rotational movements of the journal 13 about its longitudinal axis are directly transferred to pivoting or steering movements of the wheels 10 and 11. The steering of the wheels 10 and 11 is therefore carried out in such a way that according to the desired steering deflection of the axle journal is rotated about its longitudinal axis by an appropriate angle 13. the rotations of the spindle 13 is transmitted through a steering shaft 14 which is driven in turn by a usual handlebar 15 from.

Die Lenkstange 15 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel an einem Ende mit einem Ritzel 16 versehen, das mit einem Kegelrad 17 in Eingriff steht. Jas Kekelrad 17 wiederum ist auf einem etwa vertikal verlaufendeng drehbar gelagerten Teil der Lenkwelle 14 angeordnet . Durch das Ritzel 16 und das Kegelrad 17 werden somit die Drehbewegungen der Lenkstange 15 auf die Lenkwelle 14 und von dieser auf den Achszapfenn13 übertragen, Die Lenkwelle 14 ist in zweierlei Hinsicht besonders ausgebildet. Einerseits ist sie längenveränderlich, zum Beispiel durch eine Keilnutkupplung 18, Dadurch können Längenänderungen infolge von Auf- und Abbewegungen der Räder 10 beziehungsweise 11 ausgeglichen werden, zum Bi-eispiel beim Durchfedern der Räder 10 beziehungsweise 11 . Des weiteren ist die Lenkwelle 14 mit einem ersten Kardangelenk 19 versehen und mit einem zweiten Kardangelenk 20 an das obere Ende des Achszapfens 13 angeschlossen. Durch diese beiden Kardangelenke 19 und 20 ist eine versetzte Anordnung des antriebsseitigen Endes der Lenkwelle 14 gegenüber dem Achszapfen 13 möglich. Der untere Teil der Lenkwelle 14 verläuft dadurch schräg (Fig. 1), wodurch Zwängungen bei den Auf- und Abbewegungen der Räder 10 beziehungsweise 11 in Bezug auf das Fahrgestell vermieden werden.In the exemplary embodiment shown, the handlebar 15 is provided at one end with a pinion 16 which meshes with a bevel gear 17 . Jas Kekelrad 17 is in turn arranged on an approximately vertically running, rotatably mounted part of the steering shaft 14 . Through the pinion 16 and the bevel gear 17 , the rotational movements of the steering rod 15 are thus transmitted to the steering shaft 14 and from this to the axle journal 13. The steering shaft 14 is specially designed in two ways. On the one hand, it is variable in length, for example by means of a keyway coupling 18. This means that changes in length due to up and down movements of the wheels 10 and 11 can be compensated for, for example when the wheels 10 and 11 are deflected. Furthermore, the steering shaft 14 is provided with a first universal joint 19 and is connected to the upper end of the journal 13 with a second universal joint 20. By means of these two universal joints 19 and 20, an offset arrangement of the drive-side end of the steering shaft 14 with respect to the axle journal 13 is possible. The lower part of the steering shaft 14 thus runs obliquely (FIG. 1), whereby constraints in the up and down movements of the wheels 10 and 11 with respect to the chassis are avoided.

Wie bei Kraftfahrzeugen üblichp wird auch bei der Lenkvorrichtung gemäß der Erfindung die Lenkung durch die Lenkstange 15 auf die eine Fahrzeugseite, zum Beispiel auf das Lenkrad 10 unmittelbar übertragen und von diesem auf die andere 2ahrzeugseiteg nämlich auf das Rad 11 durch ein besonderes Getriebeglied übertragen. Zu diesem Zweck ist auf dein oberen Teil der Lenkwelle 14 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein mit dieser Lenkwelle 14 drehbares Kettenrad 21 angeordnet, dessen bei Lenkausschlägen erfolgende Drehungen Über eine endlose Kette 22 auf die andere Fahrzeugseitel nämlich auf ein dort in gleicher Weise auf einer Lenkwelle 14 gelagertes Kettenrad 23 übertragen werden. Auf der zur Lenkstange 15 gegenüberliegenden Seite des Fahrzeugs, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 alsp auf der Seite des Rades 11 fehlt das Kegelrad 17 auf der Lenkwelle 14 sowie die Lenkstange 15 mit Ritzel 16v Im übrigen ist aber die Lenkvorrichtung auf beiden Fahrzeu-seiten gleich ausgebildet.As is customary in motor vehicles, the steering device according to the invention also transfers the steering through the handlebar 15 to one side of the vehicle, for example to the steering wheel 10 , and from this to the other side of the vehicle, namely to the wheel 11 through a special transmission element. For this purpose, a sprocket 21 rotatable with this steering shaft 14 is arranged on the upper part of the steering shaft 14 in the illustrated embodiment, its rotations occurring during steering deflections via an endless chain 22 to the other side of the vehicle, namely on a steering shaft 14 there in the same way mounted sprocket 23 are transmitted. On the side opposite to the handlebar 15 of the vehicle, in the illustrated embodiment of FIG. 1 alsp on the side of the wheel 11 is missing, the bevel gear 17 on the steering shaft 14 and the handlebar 15 with pinion 16v Otherwise, however, the steering device on both Fahrzeu- Pages formed the same.

Die erfindungsgeinäße Lenkvorrichtung ermöglicht, wie in Fig. 2 dargestellt, mühelos Lenkausschläge der Räder 10 und Iltis zu einer um 900 , also quer zür Fahrtrichtung weisenden Stellung der Räder 10 und 11. The steering device according to the invention, as shown in FIG. 2, effortlessly enables steering deflections of the wheels 10 and polecat to a position of the wheels 10 and 11 pointing around 900, that is to say transversely to the direction of travel.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der obere, etwa senkrecht gefÜhtte Teil der Lenkwelle 14 in einem Lager 24 gefÜhrt, das auf einem oberen Karosserieboden 25 befestigt ist. Dieser Karosserieboden 25 ist im Bereich des Lagers 24 durch Verstärkung-en 26 erheblich verstärkt, so daEs -5#-ic Puf tretc.nC-en Lel e#""-,i;un"en E#uf genommen und an den V-rosserie.boder, 25 verteilt DljUeg-eben werden körnen.In the exemplary embodiment shown, the upper, approximately perpendicularly guided part of the steering shaft 14 is guided in a bearing 24 which is fastened to an upper body floor 25. This body floor 25 is considerably reinforced in the area of the bearing 24 by reinforcements 26 , so that it is taken up and attached to the V- rosseries.boder, 25 distributed DljUeg-evenly be able to.

Die häder lo iuid. 11 s-Jnd. in einem besonderen, entsprechej,d diipersionierteri h.-*dkasten 27 bezichungsweise 28 neben einer durch die l"arosserie in Fedirzeug-1.i#Mi,smitte gebildet-en 29 aii#",eordnet. Die Radkästen 27 und 28 Hind so di.inei.rioniert, dess die el--tremen Lenkau-sschläge gemäß 2 durchführber sind. Die Wanne 29 kann beispielsweise zur Aufnahme des h':otors (nicht dargestellt) dienen, w-obei die endlose Kette 22 Uber den 1,#iotor hin@weggefUhrt wird.The houses lo iuid. 11 s-jnd. in a special, corresponding, divergent box 27 and 28 respectively next to one formed by the exterior in Fedirzeug-1.i # Mi, smitte-en 29 aii # ", arranged. The wheel arches 27 and 28 are designed in such a way that the electric steering locks according to FIG. 2 can be carried out. The trough 29 can, for example, serve to accommodate the motor (not shown), while the endless chain 22 is led away over the motor.

Die Achszapfen 13 sind bei dem dargestellten Ausjührungsbeispiel in Lagerbuchsen 3.o drehbar gelagert, die an den Enden von Schwenkhebeln 31 und 32 angeordnet sind. Diese Schwenkhebel 31 und 32 sind mit Hülsen 33 und 34 auf einer an der 1,arosserie, n.imlich beispielsweise an der Wanne f'-'lg angebrachten Achse 35 drehbar. Die Schwenkhebel 71 und 32 sind mit Stürzarmen 36 und 37 über die Achse 35 hinaus verlängert und mittels Federn 38 an der Karosserie abgefederto Dadurch ist jedes Rad 10 beziehungsweise 11 für sich abgefedert und bei Bodenunebenheiten und dergleichen für sich bewegbar.In the exemplary embodiment shown, the axle journals 13 are rotatably mounted in bearing bushings 3.o, which are arranged at the ends of pivot levers 31 and 32 . These pivot levers 31 and 32 can be rotated with sleeves 33 and 34 on an axle 35 attached to the 1, arosserie, namely, for example, to the tub f'-lg. The pivot levers 71 and 32 are extended with camber arms 36 and 37 beyond the axis 35 and cushioned on the body by means of springs 38. As a result, each wheel 10 or 11 is individually cushioned and can be moved independently in the event of uneven floors and the like.

Im Zusammenhang mit der Erfindung ist eine Besonderheit des bei Kraftfahrzeugen mit vorderen gelenkten Rädern 10 und 11 sowie rückwärtigen Triebrädern (nicht dargestellt) Üblichen Differentialgetriebes (Figo 3) von Bedeutung. Das in Fig- 3 dargestellte Differentialgetriebe besitzt in Üblicher Weise auf einer Kardanwelle 39 ein Antriebskegelrad 401 das in Normalstellung mit einem Kegelrad 41 auf einer einem Triebrad (nicht dargestellt) zugeordneten Triebwelle 42 in Eingriff steht. Gemäß der Erfindung itt auch auf der dem anderen Triebrad (nicht dargestellt) zugeordneten Triebwelle 43 ein Kegelrad 44 angeordnet, welches auf der Triebwelle 43 verschiebbar ist. In Normalstellung ist das Kegelrad 44 außser Eingriff, wie dargestellt. Zur Durchführung eines Wendemanövers des Fahrzeugs auf engstem Raum kann das Kegelrad 44 durch Verschi(bung auf der Triebwelle 43 mit dem Antriebskegelrad 40 in Eingriff 'kebracht werden, Nunmehr wird der Antrieb von der Kardanwelle 39 unmittelbar auf die beiden Kegelräder 41 und 44 I übertragen und zwar in gegenläufigem Sinne. Die beiden Triebräder des Fahrzeugs werden somit in entgegengesetzter Richtung angetriebent wodurch das Fahrzeug eine Schwenkbewegung auf engstem Raum durchführt, bei Stellung der vorderen gelenkten Räder 10 und 11 etwa quer zur Längsahseo Die Verstellungen des Kegelrades 44 werden in geeigneter Weise vom Fahrzeuginnern aus vorgenommenoIn connection with the invention, a special feature of the differential gear (FIG. 3) customary in motor vehicles with front steered wheels 10 and 11 and rear drive wheels (not shown) is of importance. The differential gear shown in FIG. 3 usually has a drive bevel gear 401 on a cardan shaft 39 which, in the normal position, meshes with a bevel gear 41 on a drive shaft 42 associated with a drive gear (not shown). According to the invention, a bevel gear 44, which is displaceable on the drive shaft 43, is also arranged on the drive shaft 43 assigned to the other drive wheel (not shown). In the normal position, the bevel gear 44 is out of engagement, as shown. To carry out a turning maneuver of the vehicle in the smallest of spaces, the bevel gear 44 can be brought into engagement with the drive bevel gear 40 by shifting on the drive shaft 43. The drive from the cardan shaft 39 is now transmitted directly to the two bevel gears 41 and 44 I and The two drive wheels of the vehicle are thus driven in opposite directions, whereby the vehicle performs a pivoting movement in a very small space, with the front steered wheels 10 and 11 positioned approximately transversely to the longitudinal axis made o

Claims

A ns p r ü che steering apparatus sondere in particular-for Fahrzeugeg force .fahrzeuge are mounted with at least one, preferably two steered front wheels 9 dfe with knuckles on axle journals, characterized in that the axle journal (13) about weriigsten-s 90 0 rotatable and the stub axles (12) are rigidly connected to the axle journals (13) . 2.) Device in particular according to claim 1, characterized in that the axle journal (13) is rotatably mounted in a bearing of the chassis or a vehicle axle. 3.) Device in particular according to claim 1 and / or 2, characterized in that the axle journal (13) is rotatable by a steering shaft (14) rotatable by a steering rod (15). 4.) Device according to claim 3 and optionally one or more of the further claims, characterized in that the steering shaft (14) is designed to be variable in length4 5.) Device according to claim 3 and / or 4 and optionally one or more of the further claims, characterized 'that the steering shaft (14) from the -.t., ( "rikstange (15) via a pinion (16) s owie a bevel gear (17) drivable, 6.) device according to claim 3 and optionally one or more of the further claims, characterized in that the particular längenveränderliehe steering shaft (14) is provided with a first universal joint (19) and is connected to a further universal joint (20) with the Achszap-fen (13). 7J device in particular according to Ans.Pruch 6 and optionally one or more of the further claims, characterized in that an upper bearing (24) of the steering shaft (14) is arranged offset in the vehicle longitudinal direction with respect to the axle journal (13), d Erart that the Lenlwelle (14) between the universal joints (19, 20) runs obliquely " 8,) Device in particular according to one or more of claims 1 to 79, characterized in that the steering drive of the steering shaft (14) of one side of the vehicle on the - Steering shaft (14) on the other side of the vehicle can be transmitted by drive means, in particular by an endless chain (22) which runs over chain wheels (21) arranged on the truck shafts (14) on both sides of the vehicle, device in particular according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that each wheel is mounted on a separately pivotable pivot lever (31, 32) , each pivot lever being pivotably arranged on the body and cushioned for itself. 10,) Device according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the wheels (109 11) of the vehicle are arranged next to a trough (29) formed by the body and located in the longitudinal center of the vehicle, in particular to accommodate an engine are, wherein the endless chain (22) 9 is preferably passed over the motor. 119) Differential gear in connection with a steering device according to one or more of claims 1 to 10 with a drive bevel gear arranged on a cardan shaft and a bevel gear mounted on one of the drive shafts assigned to each drive wheel of the vehicle, which is in engagement therewith, characterized by a further Bevel gear (44) on the drive shaft (43) assigned to the other drive wheel, the further bevel gear (44) being displaceable on the drive shaft (43) and being able to be brought into or out of engagement with the drive key (40) on the cardan shaft (39) is.