DE3041259C2 - Mechanisch spurführbares oder manuell lenkbares Fahrzeug - Google Patents

Description

Kio)

worin //die Anzahl der möglichen Umdrehungen des Lenkhandrades (24) zwischen dem rechten und iiom linken Anschlag und χ den Winkclbereich. über den _4i sich der wirksame Teil des Nockens (Arbeitsflanken 34) erstreckt, bedeuten.

4. Fahrzeug nach Anspruch I. 2 oder J. dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzung zwischen L.enkwelle (27) und Nockenrad (32) spielfrei jo ausgebildet ist.

5. Fahrzeug nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzung als evolventenverzahnter Stirnzahntrieb mit einem auf der Lenkwelle (27) angebrachten Ritzel (31) und dem als größeren Zahnrad ausgebildeten Nockenrad (32) gestaltet ist. daß das Nockenrad (32) quer /um Zabneingriffsbereiih (48) beweglich gelagert (Wippe 49. Lager 51) und der Zahneingriffsbcreich (48) di;rch wenigstens mittelbar am Lager (51) des Nockenrades (32) angreifende Kraftspeicher (52) vorspannbar ist.

Die Erfindung betrifft ein wahlweise selbsttätig von außen mechanisch spurführbares oder manuell lenkbares Fahrzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie es beispielsweise aus der DE OS 27 4b4b2 als bekannt hervorgeht.

Die dort ge/eigie Lenk/entnerung ist im Bereich der vorderen Fahrzeugachse angebracht und wirkt unmittelbar auf die Spurhebel der einsehlagbaren Fahrzeugräder ein. Als Kraftspeicher für die Geradeauszentrierung der einsehlagbaren Fahrzcjgräder ist entweder eine Schraubenfeder oder ein hydropneumatischer Druckspeicher vorgesehen. Nachteilig an einer solchen Anordnung und Ausgestaltung einer Lenk; intrierung ist, daß die Kraftspeicher sehr kräftig ausgelegt werden müssen, weil sie die nicht unerheblichen Lenkbetätigungskräfte der einschlagbaren Fahrzeugräder überwinden können müssen. Dadurch baut die ganze Lenk/entrierung seh: schwer. Wegen der Anordnung an der Fahrzeugachse, also an den ungefederten Fahrzeugmassen, wird durch ein solches erhebliches Zusatzgewicht auch der Federungskomfort des Fahrzeuges beeinträchtigt. Im übrigen müssen teure Sonderteile für derartige wahlweise spurgebunden als auch spurungebunden einsetzbare Fahrzeuge verwendet werden: eine Verwendung von üblichen Teilen von ansonsten baugleichen Fahrzeugen ist nicht möglich Außerdem kann durch den bekannten Kraftspeicher in der Lenkzentrierung nicht eine bestimmte Kraftkennlinie realisiert werden: man ist an die vorgegebene Kennlinie des gewählten Kraftspeichers gebunden.

Aufgabe der Trfindung ist es. diese Nachteile /u überwinden, d. h. eine Lenkzentrierung anzugeben, die leichter baut, die die ungefederten Massen des Fahrzeuges nicht belastet, die es erlaubt. Serienteile von ansonsten baugteichen rein spurungebunden einsetzbaren Fahrzeugen zu verwenden und mit denen es möglich ist. beliebigen Kraftkennlinien für die Rückstellkraft zu realisieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch I gelöst. Dank der Kinwirkung der im Bereich der l.enkwelle angeordneten Lenkzcnirierung auf die l.enkwelle kann die Servouniersiützung innerhalb des Lenkgetriebes, die für derartige Fahrzeuge im Regelfall ohnehin vorgesehen ist. ausgenützt worden, wodurch der Kraftspeicher für die Lenkzentrierung nur klein ausgelegt zu werden braucht, nämlich etwa auf die Größe der Lenkhandkräfte, wodurch die Lenkzentrierung sehr leicht baui. Im Bereich der Achse «.clber entfallen dadurch Zusatzgewichle: .niUerdem können normale Scrienteile dort verwendet werden. Die im Bereich der l.enkwelle erforderlichen .Sonderteile sind nur von geringe! Anzahl und von einfacher Bauform. Dank der Einwirkung des Kraftspeichers auf einen Nocken kann aufgrund einer Gestaltung des w irksamen Teils des Nockens jede beliebige Kennlinienform realisiert werden, so daß der Konstnikteur in der Beziehung große Gestaltlingsfreiheit hat.

Weitere Ausgcsiahungen und Vorteile der Erfindung können den Unteransprüchcn entnommen werden. Nachfolgend wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführiingsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine GrundriUdarsieHiing eines spurgefühn durch eine enge Kurve sich bewegenden Fahrzeuges.

Fig. 2 die Anordnung der Lenkung an einem Fahrzeug nach der Erfindung in Grtindrißdarsiellung und

F i g. 3 bis 5 die Einrichtung zur Lenkzentrierung selber in drei verschiedenen Schnittdarstellungcn.

Das in Fig. I gezeigte Fahrzeug 1 mit Vorderachse 2 und Hinterachse 3 (Fahrtrichtung 4) weist einschlagbarc

Räder 5 und unlenkbas,_ R jder 6 auf. B-im dargestellten Auafühningsbeispiel sind lediglich >m Bereich der Vorderachse rechts und links Qucrführiingsrollen 8 vorgesehen, die über Haliearme 7 in konstanter Relativ lage zu den einschlagbaren Fahrzeugrädern geballert sind. Die I lalteanne 7 erstrecken sich bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel einseitig nach vorne, so daß je cinschlagbarem Fahrzeugrad lediglich eine einzige Querfiihrungsrolle 8 ·η Fahrtrichtung vor dem entsprechenden Fahrzeugrad angeordnet ist. Bei dieser Art der Anordnung von Querführungsrollen kann sich das einschlagbare Fahrzeugrad in Querrichtung noch zu dem entsprechenden Querführungssteg der Fahrbahn bewegen und der Radlaufwinkel kann sich entsprechend der aufzunehmenden Que.kraft und entsprechend der Oberflächenbeschaffenheit der Fahrbahn frei einstellen. Es handelt sich also bei dieser Anordnung der Qucrfühningsrollen um einen Regelvorgang.

Neben dieser Art der Anordnung von Querführungsrollen kennt man auch noch diejenige, bei der je einschlagbarem Fahrzeugrad jeweils zwei Querfühningsrollen über Hallearme angeordnet sind, und zwar in Fahrtrichtung vor und hinter dem Fah' 'eugrad. Hierdurch wird dem Fahrzeugrad die Richtung des Qucrführungssteges zwangsweise aufgeprägt; eine freie Einstellbarkeit des Radlaufwinkcis ist nicht mehr möglich; dieser ist vielmehr stets gleich Null.

Im Bereich der Hinterachse können ebenfalls Querführungsrollen angeordnet sein. Diese können als Drängelrollen vorgesehen sein, die lediglich die Aufgabe haben, das Fahrzeugheck abzudrängen, so daß der Seitenversatz in engen Kurven weniger stark ausfällt. Es kann aber auch die Hinterachse einschlagbar ausgestaltet sein, so daß über paarweise den Hinterrädern zugeordnete Querführungsrollen dieser ebenfalls genau die Richtung der Querführungsstege aufgeprägt werden kann. Das Fahrzeug folgt in einem solchen Fall zwanglos und spurtreu dem durch die Querführungsstege vorgegebenen Kurs; ein Seitenversatz des Hecks gegenüber dem Fahrzeugbug in Kurven kann dadurch völlig ausgeschaltet werden.

Die hier angesprochenen Möglichkeiten einer Anord nung von Querführungsrollen sind in dem in F i g. I dargestellten Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen. Die Erfindung wäre jedoch auch für solche Fahrzeuge durchaus sinnvoll. Die Erfindung bzw. der /weck einer Lenkzentricring läßt sich jedoch an um dargestellten Fahrzeug mit nur jeweils einer Querführungsrolle vor jedem einschlagbaren Fahrzeugrad besonders deutlich zeigen.

Eine elastische Vorspan; 'ing der lenkbaren Falirzeugräder in die Geradeausnchtung wird vor allen Dingen beim Herau-fahren aus eirzr Kurve in eine Gerade erforderlich. Die in F i g. I gezeigte Fahrbahn 11. bestehend aus einer relativ engen Kreisbogenkurvc 14. einer Gerade 15 und einem dazwischen liegenden Übergangsstück in Form einer Klothoidc 16. weist beiderseits Querfühningsstege. nämlich einen kurvenau Deren Querführungssteg 12 und einen kurveninneren Qucrfiihrungssteg 13 auf. die mil den Qiieifuhrungsrol len 8 zusammenarbeiten. Wegen des kurveninneren Seitenversalz.es 20 des lahrzeuges kann lediglich der kurvenäußere Querführungssteg 12 genau dem erforderlichen Kurven verlauf folgen, wohingegen der kurveninnere Querführungssteg 13 gegenüber der mit einer strichpunktierten Linie angcdeuicten Äquidistante 17 zum Querführungssteg 12 je nach Größe des Krümmungsradius der Kurve "jincn mehr oder weniger großen Versatz zum Kurveninneren aufweisen muli. Spurbestimmend kann deshalb nur die kurvenäußere Querführungsrolle sein, die mit einer gewissen Vor· Spannkraft, die größer ist als die auftretenden

'" Lenkkräfte, an den kurveniuißcren Querführungssteg 12 angepreßt werden muß. Dank einer solchen seitlichen Vorspannung der ausgelenkten QuetführungsroIIe an den entsprechenden Querführungssteg kann das Fahrzeug auch einseitig entlang nur an einem einzigen

'" Querführungssieg sicher auf Spur gehalten werden. Eine solche einseitige Querführung des Fahrzeuges tritt nicht nur in engen Kurven, sondern auch im Bereich von Weichen auf, wo aufgrund von Fahrbahnüberschneidun gen vorübergehend einseitig ein Querführungssteg fehlt.

¹' Zur manuellen Lenkung des Fahrzeuges bei spurungebundcnem Einsatz ist am Fahrzeug ein Lenkhandrad 24 vorgesehen, welches über eine Lenkwelle 27 mit einem Lenkgetriebe 25 verbunden ist, welches mit einer Servounterslützung versehen ist und die Lcnkhandbe-

*" wegungcn kraftunterstützt an die einschlagbaren Fahrzeugräder 5 weiterleitet. Die LeP¹ welle 27 ist von einem feststehenden Mantelrohr 28 eingeben Dieses Mantelrohr trägt das Gehäuse 29 der Lenkzentrierungsvorrichtung 26.

'' Die l.enkzentricrungsvorriehtung 26 bestehi im wesentlichen aus einem mit der Lenkwelle verdrehfest verbundenen Ritzel 31 sowie mit einem damit im Zahneingriff (Zahneingriffsstrecke 48) stehenden Nokkenrad 32. welches eine im wesentlichen kreisförmigen

"' Nockenbahn 33 mit einem Paar von etwa V-förmig nach innen gerichteten Arbeitsflanken 34 trägt Die Arbeitsflanken 34 erstrecken sich über einen Winkelbereich >\. Radial zum Nockenrad 32 ist auf einem Fühmngsglied

37 ein Nockenabtastorgan 35 geführt, welches eine in '' die Nockenbahn bzw. die Arbeitsflanken eingreifende Nockenrolle 36 trägt. Das Nockenabtastorgan 35 mit der Nockenrolle 36 seinerseits wird durch Arbeitsfedern

38 radial nach innen vorgespannt. Die in den F i g. 4 und 5 dargestellte Stellung, in der die Nockenrollr 36 an der tiefsten Stelle der Arbeitsflanken 34 sich befindet, markiert diejenige Stellung des Nockenrades 32 bzw. — über ias Ritzel 31 — des Lenkhandrades 24. die der Geradeausstellung der einschlagbarcn Fahrzeugräder 5 entspricht. Das Übersetzungsverhältnis zwischen Ritzel

'' 31 und Nockenrad 32 ist so gewählt, daß beim Durchdrehen des Lenkhandrades bis zu den Etidanschlägen die Arbeilsflanken 34 gerade nicht mehr in den Bereich des Nockenabtastorganes 35 bzw. der Nockenrolle 36 gelangen. Diese Bedingung ist erfüllt, wenn das

'" Untersetzungsverhältnis /zwischen der l.enkwclle und dem Nockenrad großer ist als der Ausdruck

(² " 36o)

worin η die Anzahl der möglichen Umdrehung des I.cnkhandradcs zwischen dem rechten und dem linken Anschlag bedeutet.

^MI Um die I.enkzen"ierung von einem toten Gang /u befreien, ist die Übersetzung /wischen Lenkwelle und Nockehrad spielfrei ausgcstalict. Dazu ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die formsehlüssigc Triebverbindung zwischen Ritzel und Nockenrad als

·'' Evolventen-Verzahnung ausgebildet, die innerhalb gewisser i^ciizcri ui ubhänpig vom Achsabstand ler beiden Zahnräder ist. Das Nockenrad ist quer zur Zahncingriffssirecke 48 beweglich gelagert, indem das

Nockenradlager 51 in einer Wippe49 angebracht ist. die ihrerseits um ein Wippenlager 50 schwenkbar gelagert ist und mittels einer Spannfeder 52 in Richtung auf die Zahneingriffsstrecke vorgespannt werden kann. Aufgrund der beschriebenen Konstruktion wird das > Nockenrad stets quer zur Zahneingriffsstrecke in den Zahneingriff gedrückt, wodurch jegliches Zahnspiel vermieden wird.

Bei spurungebundenem Finsaiz des Fahrzeuges, bei welchem es manuell gelenkt werden muß. ist es ■" wünschenswert, die Wirkung der Lenkzentricrung aufzuheben, um in dem wesentlichen Bereich um die Geradeausstcllung herum die Betätigung des Lenkhandrades nicht unnötig /u erschweren. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck eine Aufhc- '' bung der Wirkung der Arbeitsfedern 38 vorgesehen. Ein Federlager 43 für ein Paar von Gegenfedern 41 ist an dem Führungsglied 37 für das Nockenabtastorgan 35 ebenfalls längsbeweglich geführt. Die Gegenfedern 41 sind als Druckfedern ausgebildet, ihnen ist jeweils eine -'■' Führungsstangc 42 zugeordnet, die ein seitliches Ausknicken der Gegenfedern bei Belastung verhindern. Mittels eines manuell betätigbaren ebenfalls in dem Wippenlager 50 schwenkbar gelagerten Spannhebels 44 kann über eine Lasche 45 das Fedcrlager 43 in Richtung auf das Nockenabtastorgan 35 hin angehoben werden, wobei die (iegenfedern 41 komprimiert werden und die Wirkung der Arbeitsfedern 38 teilweise aufheben. Der Handhebel 44 geht dabei in die strich-punktiert dargestellte Stellung über. Die Lasche 45 gelangt dabei in eine gegenüber der Strecklage zwischen den beiden Lagern 51 und 50 leichte Übertotpunktkge. die diese ausgeschaltete Stellung sichert. Anstelle der geschilderten Ausschalimöglichkeit der Wirkung der l.enkzentrierung wäre es auch denkbar, die Arbeitsfeder 38 an ihrem vom Nockenabtastorgan 35 abgekehrten finde jeweils zu lockern, so daO eine Krafteinwirkung auf das Nockcr.abtastoigan entfällt. Des weiteren wäre es denkbar, das Nockenabtastorgan gegen die Kraft der Arbeiisfedern aus dem Bereich der Arbeitsflankcn in eine wirkungslose Position herauszuheben und don zu arretieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Wahlweise selbsttätig von außen mechanisch spurführbares oder manuell lenkbares Fahrzeug mit , einer lenkbaren mit einschlagbaren Rädern vcr.ehenen Fahrzeugachse und mit über Haltcarme in konstanter Relativlage m den einschlagbaren Rädern gehalterten Querführungsrollen zur selbsttätigen fahrbahnseitigen Beeinflussung des Einschlag- κι winkeis der einschlagbaren Räder, lerner mit einem auf die einschlagbaren Räder einwirkenden von einem Lenkhandrad aus über eine Lenkwelle antreibbaren Lenkgetriebe /.um manuellen Lenken des Fahrzeuges, ferner mit einer die einschlagbaren ι -, Räder von beiden Auslcnkrichtungen her elastisch in Richtung auf die Geradeausstellung drückenden Lenkzcntrierungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkzentricrungsvorrichtung (26) im Bereich der Lenkwelle (27) >„ angebracht ist. auf diese einwirkt und in Form eines zwangsläufig mit der l.enkvvelle (27) milbewegten Nockens (Ji, 34) ausgebildet ist. der gegen ein durch Federn (38) belastetes Nockenabtastorgun (3.5, 36) arbeitet. .,

2. fahrzeug nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Belastung der Federn (38) des Nocfcenabtastorgancs (35, j&) aufhebbar oder das Nockenabtastorgan (35, 36) in einen sicheren Absland von dem Nocken (33, 34) abhebbar ist. κ ι

3. Fahrzeug nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufend ausgebildete Nocken (3-», 34) an einem von der l.enkwelle (27) aus uniei setzend aber fcrnischl ssig antreibbaren Nokkenrad (32) angebrarht ist. wobei das Unterset- r, Zungsverhältnis / /wischen Lenkwelle (27) und Nockenrad (32) größer ist als der Ausdruck