DE2513453A1

DE2513453A1 - Lenkgestaenge

Info

Publication number: DE2513453A1
Application number: DE19752513453
Authority: DE
Inventors: Mitsuharu Hamada; Hiromichi Uchiyama
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1974-04-23
Filing date: 1975-03-26
Publication date: 1975-10-30
Also published as: FR2268676A1; FR2268676B1; US3945455A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DlPL-ING

H. KINKELDEY

DR-ING.

W. STOCKMAIR

DR-ING - AeE (CALTECH)

K. SCHUMANN

DR HER NAT. DIPU-PHYS

P. H. JAKOB

DlPL-ING.

G. BEZOLD

DR HER NAt' DU=LOCM

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DR BEH OEC ING

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

LINDAU

26. März 1975

Nissan Motor Co., Ltd.

ITo. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan

Lenkgestänge

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenkgestänge für ein Radfahrzeug, welches neben den Laufrädern wenigstens ein Paar einziehbarer Führungsräder zum Führen des Fahrzeugs entlang einer Fahrbahn mit in Kurven verlaufenden Führungsschienen aufweist.

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TELEFON (Ο8Ο)22 2ββ2 TELEX OO-2Θ38Ο TELEGRAMME MONAPAT

Derzeit gebräuchliche Landverkehrssysteme lassen sich in zwei wesentliche Arten aufteilen, nämlich in Schie— nenverkehrssysteme wie Eisenbahnen und Einschienenbahnen und in hauptsächlich durch Kraftwagen vertretene Straßenverkehrssysteme. Die erstere Art der Verkehrssysteme eignet sich insbesondere für einen planmäßigen Betrieb ohne nennenswerte Verkehrsbehinderungen, andererseits jedoch auch nur für den Verkehr zwischen vorbestimmten Punkten entlang vorbestimmten Strecken. Straßenverkehrssysteme ermöglichen demgegenüber einen direkten Haus-zu-Hausverkehr, unterliegen jedoch zwangsläufig erheblichen Behinderungen, insbesondere in dicht besiedelten Stadtgebieten.

In jüngster Zeit wurde eine besondere Art von Landfahrzeugen vorgeschlagen, welche die Vorteile der beiden vorstehend angeführten Verkehrssysteme miteinander kombinieren soll. Ein Fahrzeug dieser Art hat neben den gewöhnlichen Laufrädern wenigstens ein Paar Führungsräder, welche es dem Fahrzeug ermöglichen, sowohl auf offenen Straßen zu fahren, als auch auf festgelegten Fahrbahnen mit Führungsschienen, an denen die Führungsräder abrollen. Derartige Fahrbahnen mit Führungsschienen können beispielsweise in Stadtgebieten vorhanden sein, während das Fahrzeug in offenen Bereichen nach Art eines gewöhnlichen Kraftfahrzeugs betrieben werden kann. Aus praktischen Gründen müssen die Führungsräder eines solchen Fahrzeugs einziehbar sein, damit sie bei der Fahrt auf offenen Straßen und Autobahnen kein Hindernis darstellen. Aus der Einziehbarkeit der Führungsräder ergeben sich jedoch gewisse Schwierigkeiten bezüglich der Lenkung des Fahrzeugs. Auf der festgelegten Fahrbahn muß das Fahrzeug automatischen entlang den Kurven der Führungsschienen gelenkt werden. Die dazu erforderlichen Lenkeinrichtungen dürfen jedoch die Lenkung des Fahrzeugs bei normaler Straßenfahrt in keiner Weise beeinflussen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenkgestänge für ein Fahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, welches einen möglichst einfachen Aufbau hat und im ausgefahrenen Zustand der Führungsräder durch Abrollen derselben an den Führungsschienen lenkbar ist und in eingezogenem Zustand der Führungsräder die Lenkung des Fahrzeugs in herkömmlicher Weise ohne jegliche Behinderung ermöglicht.

Diese Aufgabe ist bei einem Lenkgestänge der genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch eine mit einem Ende an einem Lenkhebel eines lenkbaren Laufrads des Fahrzeugs angelenkte Lenkstange, durch einen an einem feststehenden Teil des Fahrzeugs schwenkbar angebrachten Winkelhebel mit einem ersten Schenkel, welcher mit seinem freien Ende am anderen Ende der Lenkstange angelenkt ist, und einem in festem Winkel zum ersten angeordneten zweiten Schenkel, durch eine mit einem Ende am freien Ende des zweiten Schenkels angelenkte und die gleiche Länge wie dieser aufweisende Verbindungsstange und durch, eine gegenüber feststehenden Teilen des Fahrzeugs beweglich angeordnete, an ihren beiden Endstücken jeweils mit einem eines der Führungsräder tragenden Tragarm beweglich verbundene Spurstange, an deren mittlerem Teil das andere Ende der Verbindungsstange um eine zur Längsachse der Spurstange lotrechte Achse schwenkbar angelenkt ist, so daß die Verbindungsstange im ausgefahrenen Zustand der Führungsräder einen bestimmten Winkel mit dem zweiten Schenkel des Winkelhebels einschließt und dieser Winkel im eingezogenen Zustand der Führungsräder und bei zum Winkelhebel hin verschobener Spurstange gleich Null ist.

Wird die Spurstange im ausgefahrenen Zustand der Führungsräder durch eine an einem derselben angreifende Kraft in ihrer Längsrichtung, also quer zu den übrigen Teilen des Lenkgestänges bzw. des Fahrzeugs verschoben, so wird

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der Winkelhebel über die Verbindungsstange verdreht und damit die Lenkstange in ihrer "Längsrichtung verschoben. Im eingezogenen Zustand der Führungsräder ist der Winkel zwischen der Verbindungsstange und dem zweiten Schenkel des Winkelhebels gleich Null, d.h. die Verbindungsstange verläuft dann im wesentlichen parallel zu dem Schaukel. Irgendwelche durch das Einschlagen der Laufräder mittels der gewöhnlichen Lenkung für Straßenfahrt hervorgerufenen Längsbewegungen der Lenkstange bewirken nun lediglich eine Verdrehung des Winkelhebels und der Verbindungsstange, ohne daß dabei irgendwelche Kräfte auf die Spurstange übertragen werden.

Neben seinem besonders einfachen Aufbau bietet das erfindungsgemäße Lenkgestänge den Vorteil, daß es ohne nennenswerte Veränderungen des herkömmlichen Lenkgestanges für Straßenfahrt eingebaut werden kann, daß es eine automatische Lenkung des Fahrzeugs bei der Fahrt entlang mit Führungen versehenen Fahrbahnen ermöglicht und daß es die herkömmliche Lenkung des Fahrzeugs im eingezogenen Zustand der Führungsräder in keiner Weise beeinträchtigt.

Im folgenden ist ein Äusführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Vorderansicht eines mit Führungsrädern ausgerüsteten Fahrzeugs bei der Fahrt entlang einer mit Führungen versehenen Fahrbahn,

Fig. 2 eine Schrägansicht eines Lenkgestänges für ein Fahrzeug der in Fig. 1 gezeigten Art mit ausgefahrenen Führungsrädern,

Fig. 3 eine vergrößerte, teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Teils des Lenkgestänges und

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Pig. 4 eine Draufsicht auf ein Teil des Lenkgestänges im eingezogenen Zustand der Stunning sr ader.

Ein in Fig. 1 gezeigtes Fahrzeug 10 hat neben einem Paar Lauf räder 14, 14' an seinem vorderen Teil ein Paar Führungsräder 12, 12¹. Das Fahrzeug 10 bewegt sich entlang einer Fahrbahn 16, welche von zwei parallelen Führungswänden oder -schienen 18, 18' eingefaßt ist. Die, Führungsräder 12, 12' stehen seitlich am Fahrzeug 10 hervor und rollen an den Führungsschienen 18 bzw. 18' ab. An seinem hinteren Teil kann das Fahrzeug 10 ein weiteres Paar Führungsräder haben.

V/ie man in Fig. 2 erkennt, sind die Vorderräder 14, 14' des Fahrzeugs in bekannter Weise an einer Vorderachse angelenkt Die üblichen, an der Vorderachse 20 angreifenden Teile für die Aufhängung des Fahrzeugs, wie Federn und dergl., sind im Interesse einer übersichtlichen Darstellung in Fig. 2 nicht gezeigt.

Die Lenkung der Vorderräder 14, 14' geschieht über eine mit einem (nicht gezeigten) Lenkstockhebel verbundene und an einem mit einem Achsschenkelbolzen 28 an der Achse 20 angelenkten Lenkhebel 24 angreifende Lenkstange 22 und eine die Lenkhebel 24, 24¹ der beiden Räder 14, verbindende Spurstange 26. Ein solches Lenkgestänge ist allgemein bekannt und braucht deshalb nicht weiter beschrieben zu werden. In der dargestellten Anordnung greift die Lenkstange 22 am -Lenkhebel 24' des rechten Vorderrads 14' an.

Am Lenkhebel 24 des linken Vorderrads 14 ist eine weitere Lenkstange 30 so angelenkt, daß eine Längsbewegung derselben in gleicherweise eine Querbewegung der Spurstange 26 bewirkt wie eine Längsbewegung der ersten Lenkstange 22. Das andere Ende der zweiten Lenkstange 30 ist mit-

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tels eines Bolzens 34 am freien Ende eines ersten Schenkels 32a eines Winkelhebels 32 angelenkt. Der Winkelhebel 32 hat einen mit dem ersten einen bestimmten Winkel einschließenden zweiten Schenkel 32b und ist am Verbindungspunkt der beiden Schenkel mittels eines Bolzens 36 schwenkbar an einem feststehenden Teil 10a des Fahrzeugs gelagert. Die Schenkel 32a, 32b des Winkelhebels können, wie in Fig. 4 dargestellt, einen rechten, gegebenenfalls jedoch auch einen spitzen oder stumpfen Winkel einschließen. Am freien Ende des zweiten Schenkels 32b ist eine gerade Verbindungsstange 38 mittels eines Bolzens 40 angelenkt. Ein wesentliches Merkmal der Verbindungsstange 38 besteht darin, daß sie die gleiche Länge hat wie der zweite Schenkel 32b. Im ausgefahrenen Zustand der Führungsräder 12, 12', wenn diese also an den Führungsschienen 18, 18' abrollen, schließt die Verbindungsstange 38 mit dem zweiten Schenkel 32b einen Winkel ein, welcher größer als Null ist. Das andere Ende des Verbindungsstange 38 ist mittels eines Bolzens 46 an einem Anschlußteil 42 angelenkt, welches an einer zylindrischen zweiten Spurstange 44 angebracht ist.

Die zweite Spurstange verläuft waagerecht und in Querrichtung des Fahrzeugs 10 parallel sur Vorderachse 20 und hat an den beiden Endstücken 44a, 44b gegenläufige Gewinde. So hat beispielsweise das rechte Ende 44a Rechts- und das linke Ende 44b Linksgewinde. Die Endstücke 44a und 44b befinden sich in Gewindeeingriff mit jeweils einer Gewindebuchse 48. Jeweils eine die Spurstange 44 mit einem feststehenden Teil 10b des Fahrzeugs verbindende Strebe 50 sowie jeweils ein an seinem freien Ende eines der Führungsräder 12, 12' tragender Tragarm sind an den beiden Gewindebuchsen 48 angelenkt. Die freien Enden der Streben 50 sind mittels jeweils eines Bolzens 54 so an den feststehenden Teilen 10b des Fahrzeugs angelenkt, daß die zweite Spurstange 44 immer im wesentlichen parallel zur Vorderachse 20 verläuft.

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Das an der Spurstange 44 sitzende Anschlußteil 42 ist in Fig. 3 im Schnitt dargestellt. Es hat etwa die Form einer Muffe, deren Bohrung die Spurstange 44 lose aufnimmt, und ist axial in zwei Teile unterteilt. Im mittleren Teil des Anschlußteils 42 ist die Bohrung erweitert und nimmt hier einen fest auf der Spurstange 44 sitzenden Ring 56 auf. Die Spurstange 44 läßt sich also gegenüber dem Anschlußteil 42 nicht axial verschieben, kann sich jedoch ohne Verdrehung des Anschlußteils 42 frei darin drehen.

Nahe dem Anschlußteil 42 trägt die Spurstange 44 ein Zahnrad 58, und das Anschlußteil 42 selbst trägt einen Drehantrieb, etwa einen Elektromotor 60. Dieser hat ein mit dem Zahnrad 58 der Spurstange 44 in Eingriff befindliches Ritzel 62 und treibt dieses mit umsteuerbarem Drehsinn an.

Das vorstehend beschriebene Lenkgestänge hat die folgende Wirkungsweise: Während der Fahrt entlang der in Fig. 1 gezeigten Fahrbahn 16 befindet sich das Gestänge in der in Fig. 2 gezeigten Stellung. Die Führungsräder 12, 12' sind vorwärts und seitlich ausgefahren und rollen an den Führungsschienen 18 bzw. 18' ab. Das Fahrzeug bewegt sich in der in Fig. 2 mit einem Pfeil X angegebenen Richtung. Beschreiben die Führungsschienen, vom Fahrersitz aus betrachtet, eine Rechtskurve oder, wie in Fig. von vorne gesehen, eine Linkskurve, dann ist das Fahrzeug 10 zunächst bestrebt,.,weiter geradeaus zu fahren, wodurch das linke Führungsrad 12 von der betreffenden Führungsschiene 18 einwärts gedrückt wird. Dadurch werden die Streben 50 in Fig. 2 im Uhrzeigersinn um die Bolzen 54 herum verschwenkt und die Spurstange 44 bewegt sich in Richtung des Pfeils A in Fig. 2 nach rechts. Damit bewegt sich auch das Anschlußteil 42 nach rechts, so daß die Verbindungsstange 38 in Richtung des Pfeils B verschwenkt wird. Dies bewirkt wiederum eine Verdrehung

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des Winkelhebels 32 um den Bolzen 36 herum in Richtung des Pfeils C, so daß sich die Lenkstange 30 in Richtung des Pfeils D zum linken Vorderrad 14 hin bewegt, um den Lenkhebel 24 und damit die beiden Räder 14, 14-' nach rechts zu verdrehen. Auf diese Weise wird das Fahrzeug ohne Eingriff des Fahrers entlang den Führungsschienen 18, 18* gelenkt.

Für die Fahrt auf offenen Straßen ohne Führungsschienen können die Führungsräder 12, 12' in folgender Weise seitlich in das Fahrzeug 10 eingezogen werden. Dies erfolgt bei stillstehendem Fahrzeug, da die Laufräder 14, 14-' dann durch die Bodenreibung am Einschlagen gehindert sind. Damit sind auch die Lenkstange 30 sowie der Winkelhebel im wesentlichen unbeweglich festgehalten. Mittels des Drehantriebs 60 wird nun die zweite Spurstange 44· über das Ritzel 62 und das Zahnrad 58 in Drehung versetzt, so daß sich die in Gewindeeingriff mit den Endstücken 44a, 44b der Spurstange befindlichen Gewindebuchsen 48 zur Mitte der Spurstange ,44 hin aufeinander zu bewegen. Dabei werden die beiden Streben 50 um die Zapfen 54 herum stetig einwärts verschwenkt, und die Spurstange 44 bewegt sich in Querrichtung rückwärts zum Fahrzeug hin, so daß die Verbindungsstange 38 in Richtung des Pfeils E in Fig. 2, also im Gegenzeigersinn, um den Bolzen 40 herum verdreht wird. Die Einwärtsbewegung der Gewindebuchsen 48 und die Rückwärtsbewegung der Spurstange 44 bewirken gemeinsam ein Einschwenken der Tragarme 52 mit den Führungsrädern 12, 12'. "-

Der Drehantrieb 60 wird so lange in Gang gesetzt, bis die Verbindungsstange 38, wie in Fig. 4 dargestellt, in Deckung mit bzw. in parallele Stellung zu dem zweiten Schenkel 32b des Winkelhebels 32 kommt. Da die Verbindungsstange 38 die gleiche Länge hat wie der zweite Schenkel 32b des Winkelhebels 32, fluchtet nun der sie

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mit dem Anschloßt eil 42 verbindende Bolzen 46 mit dem den Winkelhebel 32 mit dem feststehenden Teil 10a verbindenden Bolzen 56« In dieser in Fig. 4 gezeigten Stellung des Lenkgestänges lassen sich die Vorderräder 14, 14* bei der Fahrt des Fahrzeugs in gewohnter Weise über die Lenkstange 22 lenken. Dabei bewirkt das Einschlagen des linken Vorderrads 14 eine Bewegung der zweiten Lenkstange und des Winkelhebels 30 bzw. 32, wobei die Verbindungsstange 38 der Bewegung des Winkelhebels 32 folgt. In der in Fig. 4 gezeigten Stellung bewirkt jedoch eine solche Bewegung weder das Auftreten irgendwelcher Kräfte an der zweiten Spurstange 44 noch eine Behinderung der Drehbewegung des Winkelhebels 32- Da nämlich die Verbindungsstange 38 mit dem zweiten Schenkel 32a des Winkelhebels 32 in Deckung ist und die beiden Anschlußbolzen 36 und 46 miteinander fluchten, bewirkt eine Drehung des Winkelhebels 32 um den Bolzen 36 lediglich eine entsprechende Verdrehung der Verbindungsstange 38 um den Bolzen 46. Der den zweiten Schenkel 32b mit der Verbindungs stange 38 verbindende Bolzen 40 bildet dabei keinen Drehpunkt oder Angriffspunkt für die Übertragung irgendwelcher Kräfte. In der eingezogenen Stellung der Führungsräder 12, 12' bleibt also das Einschlagen der Vorderräder 14, 14' über die Lenkstange 22 und die erste Spurstange 26 ohne jeden Einfluß auf die zweite Spurstange 44 und damit auf die Führungsräder 12, 12¹. Andererseits hat somit das erfindungsgemäße Lenkgestänge bei eingezogenen Führungsrädern 12, 12' in der in Fig. gezeigten Stellung keinerlei Einfluß auf die normale Lenkung der Vorderräder 14, 14".

Zum Ausfahren der Führungsräder 12, 12' wird der Drehantrieb 60 bei stillstehendem Fahrzeug 10 in der Einziehrichtung entgegengesetztem Drehsinn in Gang gesetzt.

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Claims

Patentansprüche:

_ Lenkgestänge für ein Eadfahrzeug, welches neben den Laufrädern wenigstens ein Paar einziehbarer Führungsräder zum Führen des Fahrzeugs entlang einer Fahrbahn mit in Kurven verlaufenden Führungsschienen aufweist, gekennzeichnet durch eine mit einem Ende an einem Lenkhebel (24) eines lenkbaren Laufrads (14-)

des Fahrzeugs (10) angelenkte Lenkstange (30), durch einen an einem feststehenden Teil (10a) des Fahrzeugs schwenkbar angebrachten Winkelhebel (32) mit einem ersten Schenkel (32a) welcher mit seinem freien Ende am anderen Ende der Lenkstange angelenkt ist, und einem in festem Winkel zum ersten angeordneten zweiten Schenkel (32b), durch eine mit einem Ende am freien Ende des zweiten Schenkels angelenkte und die gleiche Länge wie dieser aufweisende Verbindungsstange (38) und durch eine gegenüber feststehenden Teilen (10b) des Fahrzeugs beweglich angeordnete, an ihren beiden Endstücken (44a, 44b) jeweils mit einem eines der Führungsräder (12, 12') tragenden Tragarm (52) beweglich verbundene Spurstange (44), an deren mittlerem Teil das andere Ende der Verbxndungsstange um eine zur Längsachse der Spurstange lotrachte Achse schwenkbar angelenkt ist, so daß die Verbindungsstange im ausgefahrenen Zustand der Führungsräder einen bestimmten Winkel mit dem zweiten Schenkel des Winkelhebels einschließt und dieser Winkel im eingezogenen Zustand der Führungsräder und bei zum Winkelhebel hin verschobener Spurstange gleich Mull ist.
2. Lenkgestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schenkel (32a, 32b) des Winkelhebels (32) einen rechten Winkel einschließen.

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3. Lenkgestänge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurstange (44) zylindrisch ist und waagerecht in Querrichtung des Fahrzeugs verläuft, daß sich die Endstücke &44a, 44b) der Spurstange in Gewindeeingriff jeweils mit einer Gewindebuchse (48) befinden, daß die Gewindebuchsen jeweils an Streben (50) angelenkt sind, welche in gewissem Abstand parallel zur Längsachse des Fahrzeugs (10)" von der Spurstange an den feststehenden Teilen (1Ob) des Fahrzeugs gelagert sind, daß das eine Endstück der Spurstange ein Rechts- und das andere ein Linksgewinde hat und daß das mittlere Teil der Spurstange frei drehbar von einem Anschlußteil (42) umgeben ist, an welchem die Verbindungsstange (38) mit dem anderen Ende angelenkt ist.
4. Lenkgestänge nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß am mittleren Teil der Spurstange (44) ein Ring (56) befestigt ist, daß das Anschlußteil (42) eine entsprechend den Außendurchmessern der Spurstange und des Ringes dimensionierte Bohrung verschiedener Weite aufweist, so daß die Spurstange ohne Verdrehung des Anschlußteils frei um ihre Achse drehbar ist, und daß die Verbindungsstange (38) mit ihrem anderen Ende an der Außenseite des Anschlußteils angelenkt ist.
5- Lenkgestänge nach wenigstens einem der Ansprüche bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurstange (44) mittels Übertragungseinrichtungen (58, 62) bewegungsübertragend mit einem am Anschlußteil (42) befestigten, umsteuerbaren Drehantrieb (60) verbunden "und von diesem in zwei Drehrichtungen um ihre Achse antreibbar ist.

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6. Lenkgestänge nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5ι dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Strebe (50) und der jeweilige Tragarm (52) an einem gemeinsamen Anlenkpunkt mit der jeweiligen Gewindebuchse (48) verbunden sind.

?. Lenkgestänge nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb ein Elektromotor (60) und daß die Übertragungseinrichtung ein Zahnradgetriebe (58, 62) ist·.

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