DE3337311C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der Japanischen Patentanmeldung 56-118698 geht eine Lenkvorrichtung hervor, bei der ein Untersystem zur Lenkung der Hinterräder eine rechte und eine linke Spurstange für die Hinterradsteuerung aufweist, die direkt oder indirekt derart verbunden sind, daß sie von einem außermittigen Zapfen gehalten werden, der so angeordnet ist, daß er durch eine von einem vorderen Untersystem zur Lenkung der Vorderräder abgeleitete Drehung drehbar ist. Dadurch wird ermöglicht, daß das rechte und das linke Hinterrad sowohl gleichsinnig als auch gegensinnig zu dem rechten und linken Vorderrad in Übereinstimmung mit einem Lenkwinkel des Lenkrades drehbar sind. Die Drehung wird von dem vorderen Untersystem zur Lenkung der Vorderräder über ein Gliederwerk abgeleitet, das ein drehbares Element mit einem außermittigen Zapfen aufweist, der sich wie ein Kurbelzapfen dreht, um die Hinterräder in der oben beschriebenen Weise zu lenken. Dadurch wird ermöglicht, daß die Hinterräder bei relativ kleinen Lenkwinkeln des Lenkrades gleichsinnig zu den Vorderrädern und bei relativ großen Lenkwinkeln des Lenkrades gegensinnig zu den Vorderrädern gedreht werden. Es werden dadurch eine günstigere Manövrierbarkeit des Fahrzeuges beim Fahren mit relativ hohen Geschwindigkeiten sowie eine günstigere Wendemöglichkeit für das Fahrzeug infolge relativ kleiner Wenderadien geschaffen, die für eine 180°-Wende und beim Parken oder Abstellen in einer Garage wünschenswert sind.

Bei derartigen Lenkvorrichtungen für Fahrzeuge ist es wünschenswert, die Entwurfsfreiheit bei der Einstellung der Beziehung zwischen dem Lenkwinkel des Lenkrades und dem Wenderadius des Fahrzeuges in einem Ausmaß zu maximieren, das für unterschiedliche Fahrer geeignet ist, die an die Lenkung bei Kurven oder bei hohen Geschwindigkeiten individuelle Ansprüche stellen.

Aus der DE-OS 29 52 565 geht eine Lenkvorrichtung für Fahrzeuge hervor, die ein vorderes Untersystem zur Lenkung der Vorderräder proportional zum Lenkwinkel des Lenkrades und ein hinteres Untersystem zur Lenkung der Hinterräder proportional zum Lenkwinkel des Lenkrades aufweist. Dabei können die Hinterräder sowohl gleichsinnig als auch gegensinnig zu den Vorderrädern verstellt werden. Es ist ferner ein Zahnstangengetriebe vorgesehen, das eine Eingangs- bzw. Ausgangswelle mit einem Ritzel und eine Eingangs- bzw. Ausgangszahnstange aufweist. Dieses Zahnstangengetriebe dient zur Veränderung des Verhältnisses des Lenkwinkels wenigstens der Vorder- und/oder der Hinterräder zum Lenkwinkel des Lenkrades.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine derartige Lenkvorrichtung für Fahrzeuge dahingehend zu verbessern, daß die Manövrierbarkeit des Fahrzeuges verbessert und ein größerer Freiheitsgrad beim Entwurf der Lenkvorrichtung gewonnen wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Lenkvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die durch die in dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung besteht darin, daß die Krümmung des Wendekreises eines Fahrzeugs im Verhältnis zum Drehwinkel des Lenkrades auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann, ohne daß dadurch der maximale Lenkwinkel der Hinterräder beeinflußt wird. Dadurch wird vorteilhafterweise die Manövrierbarkeit des Fahrzeuges verbessert und es wird ein Freiheitsgrad beim Entwurf der Lenkvorrichtung gewonnen.

Vorteilhafterweise kann durch die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung der Freiheitsgrad beim Entwurf dadurch maximiert werden, daß eine funktionelle Beziehung zwischen dem Lenkwinkel des Lenkrades und der Krümmung des Wendekreises des Fahrzeuges eingestellt wird, wobei die Krümmung des Wendekreises im wesentlichen proportional zum gesteuerten Lenkwinkel der Vorderräder ist, wenn das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit fährt.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung besteht darin, daß beim Einstellen einer Funktion zwischen dem Lenkwinkel des Lenkrades und der Krümmung des Wendekreises des Fahrzeuges eine willkürliche Einstellung zur Änderung des Verhältnisses des gesteuerten Lenkwinkels der Hinterräder zum Lenkwinkel in der Nähe der Anfangsposition des Lenkrades möglich ist. Auf diese Weise wird ein optimaler Aufbau für das Lenkgefühl, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, erreicht.

Vorteilhafterweise kann eine willkürliche Einstellung zur Änderung des Verhältnisses des gesteuerten Lenkwinkels der Hinterräder zum Lenkwinkel des Lenkrades ermöglicht werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 zur Erläuterung ein Diagramm, das Beziehungen zwischen den Lenkwinkeln des Straßenrades und dem Lenkwinkel des Lenkrades zeigt;

Fig. 2 zur Erläuterung ein Diagramm, das Beziehungen zwischen der Krümmung des Wendekreises des Fahrzeuges und dem Lenkwinkel des Lenkrades zeigt;

Fig. 3 Kurven zur Erläuterung von Beziehungen zwischen dem Lenkwinkel der Vorderräder und dem Lenkwinkel des Lenkrades bei einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Lenkvorrichtung;

Fig. 4 Kurven zur Erläuterung von Beziehungen zwischen der Krümmung des Wendekreises des Fahrzeuges und dem Lenkwinkel des Lenkrades bei der Lenkvorrichtung der Fig. 3;

Fig. 5 ein Blockschaltbild der Lenkvorrichtung der Fig. 3;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der Lenkvorrichtung der Fig. 5;

Fig. 7 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Zahnstangengetriebes der Lenkvorrichtung der Fig. 6;

Fig. 8 eine Seitenansicht des Zahnstangengetriebes der Fig. 7;

Fig. 9 eine vergrößerte Seitenansicht eines Elements zwischen dem vorderen Untersystem und dem hinteren Untersystem der Lenkvorrichtung der Fig. 6;

Fig. 10 einen vergrößerten Längsschnitt eines Teiles der Lenkvorrichtung der Fig. 6, das einen Kurbelzapfen-Mechanismus zur Lenkung der Hinterräder aufweist;

Fig. 11 Kurven zur Erläuterung einer Auswirkung des Zahnstangengetriebes der Fig. 7 auf die Veränderung des Verhältnisses zwischen dem Lenkwinkel der Hinterräder und dem Lenkwinkel des Lenkrades der Fig. 3;

Fig. 12 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Lenkvorrichtung für Fahrzeuge;

Fig. 13 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Zahnstangengetriebes der Lenkvorrichtung der Fig. 12;

Fig. 14 eine Seitenansicht des Zahnstangengetriebes der Fig. 13;

Fig. 15 Kurven zur Erläuterung einer Beziehung zwischen dem Lenkwinkel eines angetriebenen Ritzels und dem Hub einer Zahnstange des Zahnstangengetriebes der Fig. 13;

Fig. 16 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines wesentlichen Teiles der Lenkvorrichtung der Fig. 12, die einen Kupferzapfen-Mechanismus zur Lenkung der Hinterräder aufweist;

Fig. 17 Kurven, die typische, allgemeine Auswirkungen zeigen, die verfügbare Fahrzeugdimensionen auf die Änderung des Verhältnisses zwischen dem Lenkwinkel der Hinterräder und dem Lenkwinkel des Lenkrades haben;

Fig. 18 Kurven typischer Lenkwinkel für die Hinterräder für verschiedene Lenkwinkel eines Lenkrades in einer vorliegenden Lenkvorrichtung;

Fig. 19 ein Blockschaltbild der Lenkvorrichtung der Fig. 18; und

Fig. 20 Kurven typischer Lenkwinkel der Hinterräder für verschiedene Lenkwinkel eines Lenkrades in einer Lenkvorrichtung gemäß einem geänderten Beispiel der dritten Ausführungsform der Fig. 18.

Im allgemeinen ist der Wenderadius eines Kraftfahrzeuges mit vier Rädern, das mit einer konstanten Geschwindigkeit fährt, in der Form eines Lenkwinkels δ f, um den die Vorderräder aus ursprünglichen Positionen gesteuert werden, und durch einen weiteren Lenkwinkel δ r darstellbar, durch den die Hinterräder aus den ursprünglichen Positionen gesteuert werden. Insbesondere kann der Wenderadius R in der Form einer Funktion des Lenkwinkels δ f der Vorderräder weniger dem Lenkwinkel δ r der Hinterräder ausgedrückt werden.

Angenommen, daß das Kraftfahrzeug beim Wenden eine nicht allzu große Querbeschleunigung und eine erzeugte Winkelkraft aufweist, die für die Gleitwinkel der Vorder- und Hinterräder als linear angenommen werden kann, kann der Wenderadius R folgendermaßen ausgedrückt werden:

Dabei bedeutet L der Radstand bzw. Achsabstand des Fahrzeuges.
V bezeichnet die Geschwindigkeit des Fahrzeuges, K bezeichnet einen Stabilitätsfaktor, der durch die folgende Gleichung gegeben ist.

Cf und Cr bezeichnen entsprechende Winkelkräfte der Vorder- und Hinterräder. Lf und Lr bezeichnen entsprechende Abstände von dem Schwerpunkt des Fahrzeuges zur Vorder- und Hinterachse des Fahrzeuges. M bezeichnet schließlich die Masse des Fahrzeuges.

Aus der Gleichung (1) ist ersichtlich, daß der Wenderadius R umgekehrt proportional zu der Differenz aus dem Lenkwinkel δ f der Vorderräder und dem Lenkwinkel δ r der Hinterräder ist.

In der Fig. 1 stellen die Ordinate einen Lenkwinkel des Straßenrades und die Abszisse einen Lenkwinkel des Lenkrades dar. Mit Bezugszeichen C 1 und C 2 sind Kurven bezeichnet, die den Lenkwinkel w f der Vorderräder und den Lenkwinkel δ r der Hinterräder eines Fahrzeuges bezeichnen, bei dem die Hinterräder sowohl gleichsinnig als auch gegensinnig zu den Vorderrädern in Übereinstimmung mit dem Lenkwinkel eines Lenkrades steuerbar sind, wobei beide Vorderräder linear oder proportional zur Drehung des Lenkrades durch ein bekanntes Zahnstangengetriebe gelenkt werden. C 3 bezeichnet eine Kurve, die die Differenz zwischen dem Lenkwinkel δ f der Vorderräder und dem Lenkwinkel δ r der Hinterräder darstellt. Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, steigt die Kurve C 3 krummlinig an und schneidet die Kurve C 1 bei einem Abszissenwert, bei dem die Hinterräder zu ihrer ursprünglichen Position zurückkehren.

Wenn p gleich der Krümmung des Wenderadius des Fahrzeuges ist, ergibt sich aus der Gleichung (1):

Es ergibt sich daher, daß die Krümmung ρ des Wendekreises proportional zu (δ f - δ r) ist. Entsprechend der Beziehung dieser Krümmung des Wendekreises zum Lenkwinkel eines Lenkrades kann jeder Fahrer entscheiden, wie stark das Lenkrad gedreht werden muß, wenn verschiedene Kurven auf üblichen Straßen durchfahren werden.

In der Fig. 2 ist auf der Ordinate die Krümmung des Wendekreises des Fahrzeuges aufgetragen. Auf der Abszisse sind die Lenkwinkel des Lenkrades aufgetragen. Das Bezugszeichen C 4 bezeichnet eine Kurve, die die Krümmung ρ des Wendekreises des Fahrzeuges der Fig. 1 darstellt und daher der Kurve C 3 entspricht. Wie sich aus der Gleichung (2) und der Kurve C 3 ergibt, ist die Kurve C 4 in einem gewissen Ausmaß nicht-linear. Manche Fahrer können eine derartige funktionelle Beziehung zwischen der Krümmung des Wendekreises und dem Lenkwinkel des Lenkrades als günstig empfinden. Eine derartige Steuerfunktion kann jedoch dem Geschmack anderer Fahrer nicht entsprechen, die eher eine mehr lineare Beziehung, d. h. die durch die Kurve C 5 dargestellte Beziehung, wünschen. Im Gegensatz dazu gibt es andere Fahrer, die eine Beziehung, d. h. eine wie durch die Kurve C 6 dargestellte Beziehung, für günstig halten, die noch stärker nicht-linear ist. Mit anderen Worten wünschen verschiedene Fahrer individuell verschiedene Funktionen der Beziehung zwischen der Krümmung des Wendekreises und dem Lenkwinkel.

Im folgenden wird angenommen, daß δ s der Lenkwinkel eines Lenkrades ist, und es wird angenommen, daß der Lenkwinkel δ r der Hinterräder zu dem Lenkwinkel δ s in einer nicht-linearen funktionellen Beziehung steht, wie dies aus der folgenden Gleichung hervorgeht:

δ r = f (δ s) (3)

Im herkömmlichen Falle ist der gesteuerte Lenkwinkel w f der Vorderräder proportional zum Lenkwinkel δ s des Lenkrades.

Dabei bezeichnet N eine Konstante, die als Lenk-Übersetzungsverhältnis eines bekannten vorderen Untersystems zur Lenkung der Vorderräder bezeichnet wird. Im vorliegenden Fall ergibt sich dafür die Differenz der Lenkwinkel δ f und δ r:

In der Fig. 3 bezeichnet die Ordinate einen Lenkwinkel des Straßenrades. Auf der Abszisse ist ein Lenkwinkel des Lenkrades aufgetragen. In der Fig. 4 ist auf der Ordinate eine Krümmung des Wendekreises des Fahrzeuges aufgetragen. Auf der Abszisse ist der Lenkwinkel des Lenkrades der Fig. 3 aufgetragen. Mit dem Bezugszeichen C 7 und C 11 sind Kurven bezeichnet, die im obigen herkömmlichen Falle dem Lenkwinkel δ f des Vorderrades und der Krümmung ρ des Wendekreises, die proportional zur Differenz der Lenkwinkel δ f - δ r ist, jeweils entsprechen.

Abweichend vom herkömmlichen Fall wird nun zusätzlich zur Gleichung (3) angenommen, daß der Lenkwinkel δ f der Vorderräder in einer funktionalen Beziehung zum Lenkwinkel δ s des Lenkrades steht, wie dies aus der Gleichung (4) hervorgeht.

δ f = g (w s) + f (δ s) (4)

Dabei bezeichnet g (δ s) eine willkürliche Funktion. Aus dieser Gleichung (4) ergibt sich:

δ f - δ r = g (δ s) (5)

Durch Einsetzen der Gleichung (5) in die Gleichung (2) ergibt sich:

Die Beziehung zwischen der Krümmung ρ des Wendekreises und dem Lenkwinkel des Lenkrades kann daher, wenn die Geschwindigkeit V des Fahrzeuges konstant ist, dadurch willkürlich eingestellt werden, daß der Funktion g (δ s) eine geeignete Form gegeben wird.

Aus den Fig. 3 und 4 ist beispielsweise ersichtlich, daß für die Krümmung ρ des Wendekreises eine im wesentlichen lineare Kurve C 12 als eine Funktion des Lenkwinkels δ s des Lenkrades dadurch erhalten werden kann, daß der Funktion g (δ s) eine lineare Form derart gegeben wird, daß g (δ s) = k δ s gilt. Dabei handelt es sich bei k um eine Konstante. Dies bedeutet, daß eine entsprechende Kurve C 8 des Lenkwinkels δ f der Vorderräder in einer geeigneten Weise gleich der linearen Funktion g (δ s) plus dem Lenkwinkel der Hinterräder eingestellt wird, der in der Form einer Kurve C 10 gegeben ist. Es kann darüber hinaus selbst eine Kurve C 13 mit einer stärkeren Nicht-Linearität leicht dadurch hergestellt werden, daß der Lenkwinkel δ f der Vorderräder entlang einer geeigneten Kurve C 8 geändert wird, die gemäß der Fig. 3 nach unten gebogen ist.

Die Fig. 5 zeigt funktionell eine erste Ausführungsform der vorliegenden Lenkvorrichtung. Diese Lenkvorrichtung umfaßt ein vorderes Untersystem zur Lenkung der Vorderräder entsprechend der Drehung eines Lenkrades und ein hinteres Untersystem zur Lenkung der Hinterräder. Das vordere Untersystem weist einen Mechanismus für ein variables Verhältnis auf, der in beispielsweise einem vorderen Lenkgetriebegehäuse vorgesehen ist. Dieser Mechanismus verändert das Verhältnis des Lenkwinkels der Vorderräder zum Lenkwinkel des Lenkrades in Übereinstimmung mit der Größe des Lenkwinkels des Lenkrades. Die für die Hinterradlenkung geforderte Drehung wird von dem vorderen Untersystem in einem Lenkungsmechanismus für die Hinterräder entnommen, der das hintere Untersystem bildet. Der Lenkungsmechanismus für die Hinterräder besteht aus einem Gliederwerk mit einem außermittigen Kurbelzapfen, die so angeordnet sind, daß sie die Hinterräder relativ zu den Vorderrädern gleichsinnig oder gegensinnig in Übereinstimmung mit dem Lenkwinkel des Lenkrades steuern.

Im Zusammenhang mit den Fig. 6 bis 10 wird nun die Lenkvorrichtung entsprechend einer ersten Ausführungsform ausführlich erläutert.

In der Fig. 6 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Lenkrad bezeichnet. Das Lenkrad 1 weist eine Lenkspindel 2 auf, die an ihrem körperfernen Ende mit einem vorderen Zahnstangengetriebe 20 verbunden ist.

Wie dies in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, weist die Lenkspindel 2 in dem Zahnstangengetriebe 20 an ihrem körperfernen Ende ein Ritzel 22 auf, das zusammen mit Zähnen 24, die auf einer Zahnstange 23 ausgebildet sind, einen Mechanismus für ein variables Verhältnis bildet. Das Ritzel 22 ist als Antriebselement in dem Zahnstangengetriebe 21 für das variable Verhältnis um eine Entfernung ε 1 in bezug auf die Mittelachse 01 der Lenkspindel 2 außermittig angeordnet. Andererseits ist die Zahnstange 23, die als ein angetriebenes Element an dem Ritzel 22 angreift, mit einem in Längsrichtung der Zahnstange wellenförmig verlaufenden Zahnprofil 25, 26 versehen, wobei die Hälfte des Höhenunterschiedes zwischen einer Spitze 25 a des Zahnprofiles 25, 26 und dem Boden 26 a des Zahnprofiles 25, 26 so vorgegeben ist, daß er der die Exzentrizität bestimmenden Entfernung ε 1 gleich ist. Die Zähne 24 sind so bemessen, daß die Wellenteilung zwischen den Spitzen 25 a des Zahnprofiles 25, 26 einer einzigen Umdrehung des Ritzels 22 entspricht. Außerdem weist das Ritzel 22 eine Anfangsposition oder neutrale Position auf, die am Boden 26 a des Zahnprofiles 25, 26 angeordnet ist, an dem seine Drehachse auf eine Linie gelangt, die den Mittelpunkt 01 der Lenkspindel 2 und den Mittelpunkt des Bodens 26 a verbindet. Als Ergebnis weist das Ritzel 22 einen Durchmesser eines Teilkreises auf, der variabel ist, wenn es sich mit der Lenkspindel 2 um den Mittelpunkt 01 dreht. Der Vorschub der deformierten Zahnstange 23 ändert sich daher dementsprechend, d. h. in Übereinstimmung mit der Größe des Lenkwinkels des Lenkrades 1. Bei der oben beschriebenen Anordnung, bei der die Anfangsposition des Ritzels 22 auf den Boden 26 a des Zahnprofiles 25, 26 voreingestellt ist, wird der scheinbare Durchmesser des Teilkreises des Ritzels 22 kürzer, wenn sich die Lenkspindel 22 bis zu einer halben Umdrehung dreht, wodurch der Hub der Zahnstange 23 fortschreitend verringert wird.

In diesem Zusammenhang kann auch eine modifizierte Anordnung angewendet werden, bei der die Anfangsposition eines außermittigen Ritzels auf die Spitze des Zahnprofiles einer Zahnstange eingestellt wird. In diesem Fall wird der Vorschub der Zahnstange schrittweise vergrößert, wenn sich das Ritzel bis zu einer halben Umdrehung dreht.

Wie dies in der Fig. 6 dargestellt ist, steht die Zahnstangenwelle an ihren beiden Enden über beide Seiten des vorderen Zahnstangengetriebes 20 hinaus. Sie ist mit den jeweiligen inneren Enden eines Paares von Spurstangen 2, 3 verbunden, von denen jede mit ihrem äußeren Ende mit einem Gelenkarm 4 verbunden ist, deren Radachsen 5,5 nach außen vorstehen und jeweils ein Vorderrad 6 eines Vorderradpaares 6,6 tragen.

Die Lenkung der Vorderräder 6,6 wird durch Betätigung des Lenkrades 1 gleichzeitig ausgeführt. Wenn sich die Lenkspindel 2 mit dem Lenkrad 1 dreht, wird die Drehung dadurch, daß das außermittige Ritzel 22 an der Zahnstange 23 angreift, in eine nicht-lineare Querverschiebung der Zahnstange 23 in bezug auf das Zahnstangengetriebe 20 umgewandelt. Gleichzeitig bewirkt diese Verschiebung über die Spurstangen 3,3, daß sich die Gelenkarme 4,4 in einer nicht-linearen Winkeländerung in Querrichtung drehen. Dementsprechend werden die Vorderräder 6,6, die durch die Gelenkarme 4,4 gehalten werden, nicht-linear in Übereinstimmung mit dem Lenkwinkel des Lenkrades 1 gelenkt.

Wie dies in der Fig. 6 dargestellt ist, weist die Lenkspindel 2 außerdem an ihrem mittleren Bereich ein auf sie aufgesetztes Getriebe 30 auf, durch das eine Drehung für den Lenkwinkel zur Lenkung der Hinterräder 16,16 ausgangsseitig erzeugt wird.

Wie dies in der Fig. 9 dargestellt ist, ist in dem Getriebe 30 ein kleines Kegelrad 31 auf die Lenkspindel 2 aufgesetzt und daran befestigt. Außerdem greift ein großes Kegelrad 32 in das kleine Kegelrad 31 ein, wobei das große Kegelrad 32 an dem vorderen Ende einer angetriebenen Welle 33 befestigt ist, die sich nach unten und nach hinten erstreckt. Die angetriebene Welle 33 ist an ihrem hinteren Ende über ein Kardangelenk 34 mit dem vorderen Ende einer Gelenkwelle 35 verbunden, die horizontal angeordnet ist, wie dies in der Fig. 6 dargestellt ist. Diese Gelenkwelle 35 ist an ihrem hinteren Ende über ein aus der Fig. 10 ersichtliches Kardangelenk 36 mit dem vorderen Ende einer Kurbelwelle 37 verbunden, die in Querrichtung mittig angeordnet und durch eine Lagerstütze 41 drehbar gehalten wird. An ihrem hinteren Ende weist die Kurbelwelle 37 einen Kurbelarm 38 auf, der an seiner Rückseite einen außermittigen Kurbelzapfen 39 aufweist, der vom Kurbelarm 38 nach hinten vorsteht, um eine rechte und eine linke Spurstange 13,13, die gemeinsam auf ihm lose aufgesetzt sind, zu verbinden und zu halten.

Aus der Fig. 6 geht außerdem hervor, daß jede der Spurstangen 13,13 an ihrem äußeren Ende mit einem Gelenkarm 14 eines Paares von Gelenkarmen 14,14 verbunden ist, deren Radachsen 15,15 nach außen vorstehen. Jede Seitenwelle 15 trägt ein Hinterrad 16 eines Hinterradpaares 16,16.

Die Getriebe 20 und 30 und die Lagerstütze 41 sind außerdem mit dem nicht dargestellten Körper des Fahrzeuges verbunden.

Wenn bei der obigen Anordnung das Lenkrad 1 gedreht wird, wird die Drehung über die ineinandergreifenden Kegelräder 31, 32 in dem Getriebe 30 auf die angetriebene Welle 33 übertragen und von dort über die Gelenkwelle 35 auf die Kurbelwelle 37 übertragen. Die Kurbelwelle 37, die so angeordnet ist, daß sie im Verhältnis zum Lenkwinkel des Lenkrades 1 drehbar ist, dreht sich zusammen mit dem Kurbelzapfen 39. Bei dieser Kurbelbewegung bewegen sich die linke und die rechte Spurstange 13,13 in Querrichtung, wodurch die Gelenkarme 14,14 und in ähnlicher Weise auch die Hinterräder 16,16 in Querrichtung bewegt werden. Der außermittige Kurbelzapfen 39, dessen unterste Position seine Anfangsposition oder neutrale Position ist, bewirkt, daß die Hinterräder 16,16 in derselben Richtung wie die Vorderräder 6,6 bei relativ kleinen Lenkwinkeln des Lenkrades 1 und in die entgegengesetzte Richtung gelenkt werden, wenn der Lenkwinkel des Lenkrades 1 groß genug ist, um den Kurbelzapfen 39 um mehr als eine halbe Umdrehung zu drehen.

Bei der obigen ersten Ausführung der vorliegenden Lenkvorrichtung wird ein Mechanismus mit einem variablen Verhältnis mit einem außermittig angordneten Antriebsritzel und einer verformten angetriebenen Zahnstange gebildet. Es können jedoch auch modifizierte Mechanismen für variable Verhältnisse angewendet werden, die ein Antriebsritzel mit Zahnteilungen, die sich fortschreitend entlang des Umfanges verändern, und eine angetriebene Zahnstange mit Zahnteilungen umfassen, die in Längsrichtung von der Mitte aus zu beiden Enden hin sich passend ändern. Außerdem kann das obige hintere Untersystem zur Lenkung der Hinterräder auch irgendeine andere geeignete Form aufweisen.

Es kann in diesem Zusammenhang ein hinteres Untersystem angewendet werden, das ein angetriebenes Ritzel als ein Eingangselement aufweist, das mit einer angetriebenen Zahnstange in einem Zahnstangengetriebe bzw. einem Mechanismus mit einem variablen Verhältnis eines vorderen Untersystemes eingreift. Das hintere Untersystem weist außerdem als ein Ausgangselement einen außermittigen Kurbelzapfen auf, der ähnlich angeordnet ist, wie derjenige der ersten Ausführungsform, um zu bewirken, daß die Hinterräder in dieselbe und in die entgegengesetzte Richtung in bezug auf die Vorderräder gesteuert werden.

Bei einer derartigen Anordnung wird dann jedoch die Nicht-Linearität in einem Mechanismus für ein variables Verhältnis eines vorderen Untersystems direkt einem angetriebenen Ritzel eingegeben und auf einen Kurbelzapfen übertragen. Dadurch wird dem Änderungsverhältnis des Lenkwinkels der Hinterräder zum Lenkwinkel des Lenkrades insbesondere in der Nähe der Anfangsposition oder der neutralen Position der Hinterräder eine bestimmte Wirkung gegeben.

In der Fig. 11 ist auf der Ordinate ein Lenkwinkel des Straßenrades aufgetragen. Auf der Abszisse ist ein Lenkwinkel des Lenkrades 1 aufgetragen. Wenn eine Kurve C 14, die den Lenkwinkel δ f der Vorderräder einer herkömmlichen Lenkvorrichtung zeigt, zu einer Kurve C 15 geändert wird, die eine Lenkvorrichtung entsprechend der ersten Ausführungsform zeigt, wird der Lenkwinkel δ r der Hinterräder der ersten Lenkvorrichtung, die durch eine Kurve C 16 dargestellt ist, in der durch die Kurve C 17 dargestellten Weise geändert. Als Ergebnis wird ein Lenkwinkel α, der zwischen der Abzissenachse und der Tangente der Steuerkurve des Hinterrades ausgebildet ist, von α 1 zu α 2 verändert. Die Lenkbarkeit des Fahrzeuges beim Fahren mit hohen Geschwindigkeiten hängt bis zu einem beträchtlichen Grad vom Lenkwinkel α ab.

Im Zusammenhang mit den Fig. 12 bis 16 wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Lenkvorrichtung, die in bezug auf die obengenannten Punkte günstig ist, beschrieben.

In Fig. 12 ist mit dem Bezugszeichen 101 ein Lenkrad bezeichnet. Das Lenkrad 101 weist eine Lenkspindel 102 auf, deren körperfernes Ende in ein Zahnstangengetriebe 120 eingreift.

Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform weist die Lenkspindel 102 in dem Zahnstangengetriebe 120 an ihrem körperfernen Ende ein außermittiges Antriebsritzel (nicht dargestellt) auf, das zusammen mit einem wellenförmigen Zahnprofil (nicht dargestellt) einer Zahnstange 123 einen ersten Mechanismus 121 mit einem variablen Verhältnis bildet.

Die Zahnstange 123 ragt außerdem an ihren beiden Enden über beide Seiten des Zahnstangengetriebes 120 hinaus. Sie ist mit den entsprechenden inneren Enden eines Paares von Spurstangen 103,103 verbunden, die an ihren äußeren Enden mit Gelenkarmen 104,104 verbunden sind, deren Radachsen 105,105 nach außen vorstehen und ein Paar von Vorderrädern 106,106 halten.

Wie dies in den Fig. 13 und 14 dargestellt ist, ist auf dem linken halben Bereich der Zahnstange 123 ein zweiter Mechanismus 140 für ein variables Verhältnis angeordnet, der verformte Zähne 144 und ein angetriebenes Ritzel 151 umfaßt, das in die Zähne 144 eingreift und eine Ritzelwelle 152 aufweist, die um eine Strecke ε 2 von der Drehachse des angetriebenen Ritzels 151 außermittig angeordnet ist.

Die Zähne 144 bilden in der Längsrichtung der Zahnstange 123 ein wellenförmig verlaufendes Zahnprofil 145, 146, wobei eine Hälfte des Höhenunterschiedes zwischen einer Spitze 145 a eines Bodens 146 a des Zahnprofils 145, 146 so bestimmt ist, daß sie gleich der die Außermittigkeit bestimmenden Strecke ε 2 ist. Die Zähne 144 sind so bemessen, daß die Wellenteilung zwischen den Spitzen 145 a einer Umdrehung des angetriebenen Ritzels 151 entspricht. Die Anfangsposition oder neutrale Position der Ritzelwelle 152 ist am Boden 146 a des Zahnprofils 145, 146 angeordnet, wobei ihr Mittelpunkt 02 auf eine Linie gelangt, die durch die Drehachse des angetriebenen Ritzels 151 und den Mittelpunkt des Bodens 146 a verläuft. An jeder Seite der Anfangsposition weist die verformte Zahnstange 123 eine Länge von drei Viertel Wellenteilungen auf. Infolge der Außermittigkeit der Ritzelwelle 152 weist das angetriebene Ritzel 151 einen scheinbaren Durchmesser eines Teilkreises um die Achse 02 auf, der mit dem Vorschub der vorformten Zahnstange 123 variabel ist. Daher ändert sich auch der Lenkwinkel der Ritzelwelle 152 entsprechend.

Bei der obigen Ausführungsform, bei der die Anfangsposition der Ritzelwelle 152 auf den Boden 146 a des Zahnprofiles 145, 146 voreingestellt ist, wird der scheinbare Durchmesser des Teilkreises des angetriebenen Ritzels 151 kleiner, wenn der Hub der verformten Zähne 144 der Zahnstange 123 sich bis zu einer halben Umdrehung des angetriebenen Ritzels 151 vergrößert, wie dies in der Fig. 15 durch die Kurve C 18 dargestellt ist. In der Fig. 15 stellt die Ordinate einen Lenkwinkel des angetriebenen Ritzels 141 dar. Die Abszisse stellt den Hub der Zahnstange 143 dar.

In diesem Zusammenhang kann eine modifizierte Anordnung angewendet werden, bei der die Anfangsposition einer außermittigen Ritzelwelle auf die Spitze eines wellenförmigen Zahnprofils auf einer verformten Zahnstange voreingestellt ist. In diesem Fall wird der scheinbare Durchmesser eines Teilkreises eines angetriebenen Ritzels größer, wenn sich der Hub der Zahnstange bis zu einer halben Umdrehung des angetriebenen Ritzels vergrößert. Dadurch wird der angetriebene Winkel des Antriebsritzels in der in der Fig. 15 durch eine Kurve C 19 dargestellten Weise ebenso vergrößert.

Wie dies in der Fig. 12 dargestellt ist, ragt die Ritzelwelle 152 nach hinten aus dem Zahnstangengetriebe 120 hervor. Sie ist über ein Kardangelenk 153 mit dem vorderen Ende einer langen Gelenkwelle 154 verbunden, die an ihrem hinteren Ende über ein Kardangelenk 155 mit dem vorderen Ende einer Kurbelwelle 156 verbunden ist, das in Querrichtung mittig angeordnet ist. Die Kurbelwelle 156 wird durch eine Lagerstütze 159 drehbar gehalten und weist an ihrem hinteren Ende ein angeflanschtes Teil 157 (Fig. 16) auf, das an seiner Rückseite einen Kurbelzapfen 158 aufweist, der nach hinten vorsteht.

Wie dies in der Fig. 16 dargestellt ist, ist der Kurbelzapfen 158 lose in ein Verbindungsteil 161 eingesetzt, das eine linke und eine rechte Spurstange 113,113 durch ein linkes und ein rechtes Kugelgelenk 162,162 hält und miteinander verbindet. Das Verbindungsteil 161 wird an dem nicht dargestellten Körper des Fahrzeuges durch eine Gelenkstütze bzw. ein Kulissenlager 165, ein Gelenkteil 164 und einen Arm 163 so gelagert, daß es schwingen kann.

Wie dies die Fig. 12 zeigt, sind die Spurstangen 113,113 an ihren Außenenden außerdem mit einem Paar von Gelenkarmen 114,114 verbunden, deren Radachsen 115,115 nach außen vorstehen und ein Paar von Hinterrädern 116,116 halten.

Die Getriebe 120 und 121 und die Stützen 159 und 165 sind an dem Körper des Fahrzeuges befestigt.

Bei der obigen Ausführungsform wird, wenn das Lenkrad 101 zur Steuerung betätigt wird, der Betrag des Hubes der Zahnstange 123 durch den ersten Mechanismus 121 für ein variables Verhältnis in Übereinstimmung mit dem Lenkwinkel des Lenkrades 101 verändert, wie dies im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde.

Bei dieser zweiten Ausführungsform ermöglicht die Zahnstange 123, die den zweiten Mechanismus 140 für ein variables Verhältnis in ihrem linken Teil aufweist, abgesehen von der Änderung des Steuerverhältnisse für die Vorderräder 106,106, eine Änderung des Steuerverhältnisses für die Hinterräder 116,116, wie dies nachfolgend erläutert wird.

Wenn die Zahnstange 123 in Querrichtung mit einem Hub bewegt wird, der durch den ersten Mechanismus 121 für ein variables Verhältnis variiert wird, werden in dem zweiten Mechanismus 140 für ein variables Verhältnis, in dem das angetriebene Ritzel 151 in die Zähne 144 eingreift, die in dem linken Teil der Zahnstange 123 ausgebildet sind, die folgenden Änderungen des scheinbaren Durchmessers des Teilkreises des angetriebenen Ritzels 151 bewirkt, von dem angenommen wird, daß es an der Drehachse 02 der außermittigen Ritzelwelle 152 mittig angeordnet ist.

Unter der Annahme, daß der Boden 146 a des Zahnprofils 145, 146 die Anfangsposition des angetriebenen Ritzels 151 ist, wie in der zweiten Ausführungsform, wird der scheinbare Teilkreis des angetriebenen Ritzels 151 kleiner, wenn sich die Ritzelwelle 152 dreht, bis sie eine halbe Umdrehung ausgeführt hat oder bevor sie zu jeder Spitze 145 a des Zahnprofils 145, 146 gelangt. Auf diese Weise wird der Lenkwinkel der Ritzelwelle 152 fortschreitend vergrößert, wie dies ersichtlich ist, wenn man die Beziehung zwischen dem Mittelwinkel und dem Radius verschiedener Krümmungen betrachtet, von denen vorausgesetzt wird, daß sie dieselbe Länge aufweisen.

Wenn die Ritzelwelle 152 sich durch einen sich schrittweise vergrößernden Winkel bis zu einer halben Umdrehung dreht, dreht sich die Gelenkwelle 154 in einer ähnlichen Weise zusammen mit der Kurbelwelle 156. Dadurch wird bewirkt, daß der Kurbelzapfen 158, der an der Kurbelwelle 156 außermittig befestigt ist und dessen Anfangsposition auf die tiefste Position voreingestellt ist, von hinten gesehen wie eine Kurbel entweder nach links oder nach rechts durch eine ähnliche Vergrößerung des Winkels bis zu einer halben Umdrehung dreht.

Bei der nachfolgenden Drehung der Ritzelwelle 152 nach einer der Spitzen 145 a, d. h. zwischen einer halben bis zu einer dreivierteil Umdrehung der Welle, wird der angetriebene Winkel der Welle weitervergrößert, jedoch mit einer fortschreitend verringerten Geschwindigkeit. Dadurch wird bewirkt, daß der Kurbelzapfen 158 sich um einen ähnlichen ansteigenden Winkel bis zu einer dreiviertel Umdrehung dreht.

Während der Kurbelzapfen 158 von der Anfangsposition bis zu einer dreiviertel Umdrehung gedreht wird, werden andererseits die linke und die rechte Spurstange 113,113, die von dem Verbindungsteil 161 gehalten werden, das lose auf den Kurbelzapfen 158 aufgesetzt ist und auf die Schwingbewegung zusammen mit dem Kurbelzapfen beschränkt ist, an ihren inneren Enden kreisförmig mit dem Kurbelzapfen 158 und an ihren äußeren Enden in Querrichtung des Fahrzeuges bewegt. Dadurch werden die Gelenkarme 114,114 um ihre vertikale Achse in Übereinstimmung mit den Bewegungen der äußeren Enden der Spurstangen 113,113 gedreht. Als Ergebnis werden die Hinterräder 116,116 in dieselbe Richtung wie die Vorderräder 106,106 während einer halben Umdrehung des Kurbelzapfens 158 und in die entgegengesetzte Richtung gedreht, während sich der Kurbelzapfen 158 zwischen einer halben Umdrehung bis zu einer dreiviertel Umdrehung bewegt.

Es ist ersichtlich, daß bei der obigen zweiten Ausführungsform ein modifizierter zweiter Mechanismus für ein variables Verhältnis verwendet werden kann, der ein angetriebenes Ritzel mit Zahnteilungen, die entlang des Umfanges schrittweise verändert sind und eine Antriebszahnstange mit Zahnteilungen enthält, die sich in Längsrichtung von der Mitte aus zu beiden Enden in einer passenden Weise ändern. Um ähnliche Wirkungen zu erzielen, kann eine modifizierte Anordnung verwendet werden, bei der ein der zweiten Ausführungsform ähnlicher zweiter Mechanismus für ein variables Verhältnis oder ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel davon zwischen einer Gelenkwelle und einem außermittigen Kurbelzapfen vorgesehen ist.

Bei der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Lenkvorrichtung ist ein vorderes Untersystem zur Lenkung der Vorderräder mit einem Mechanismus für ein variables Verhältnis vorgesehen, um willkürliche Einstellungen der Beziehung der Krümmung des Wendekreises des Fahrzeuges mit dem Lenkwinkel eines Lenkrades zu ermöglichen, während ein hinteres Untersystem zur Lenkung der Hinterräder mit einem außermittigen Kurbelzapfenmechanismus vorgesehen ist, um zu bewirken, daß die Hinterräder sowohl gleichsinnig als auch gegensinnig zu den Vorderrädern gesteuert werden können. Insbesondere bei der zweiten Ausführungsform weist das hintere Untersystem einen anderen Mechanismus mit einem variablen Verhältnis auf, bei dem der Tangentialwinkel α oder die Veränderungen des Verhältnisses des Lenkwinkels der Hinterräder an den Lenkwinkel des Lenkrades in der Nähe der Anfangsposition der Hinterräder oder genauer gesagt der Differentialkoeffizient des Lenkwinkels δ r der Hinterräder in bezug auf den Lenkwinkel δ s des Lenkrades in der Nähe des Ursprunges, d. h. der Wert einer abgeleiteten Funktion f′ (δ s) = dδ r/dδ s in der Nähe δ s = 0, angepaßt werden kann.

In diesem Zusammenhang wird nun eine einfache Lenkvorrichtung angenommen, die ein vorderes Untersystem mit einem konstanten Steuerverhältnis und ein hinteres Untersystem mit einem Mechanismus mit einem außermittigen Kurbelzapfen aufweist. Bei einer derartigen herkömmlichen Lenkvorrichtung muß beim Aufbau gewöhnlich besondere Aufmerksamkeit auf den Differentialkoeffizienten dδ r/dδ s gerichtet werden, wie dies nachfolgend erläutert wird.

Bei der obengenannten einfachen Lenkvorrichtung wird, wenn der Lenkwinkel der Hinterräder für verschiedene Lenkwinkel eines Lenkrades aufgezeichnet wird, eine charakteristische Steuerkurve für die Hinterräder erzeugt, die im wesentlichen die Form einer Sinus-Kurve infolge der kreisförmigen Bewegung eines Kurbelzapfens aufweist, wie dies in der Fig. 17 dargestellt ist. In dieser Figur ist mit dem Bezugszeichen C 20 eine derartige charakteristische Kurve bezeichnet, die durch die folgende Gleichung darstellbar ist:

δ r = f (δ s) = B sin w s

In der Gleichung bedeutet B den maximalen Lenkwinkel der Hinterräder, der allgemeinen dem Lenkwinkel δ r der Hinterräder an der Grenze des Bereiches des Lenkwinkels δ s des Lenkrades entspricht und der durch die für die Lenkvorrichtung verfügbaren Fahrzeugdimensionen begrenzt ist. Im allgemeinen wird für einen derartigen extremen Wert gewünscht, daß er so groß wie möglich ist, weil er den minimalen Radius der Krümmung des Wendekreises eines Fahrzeuges bewirkt, der für die Lenkung beim Parken und Einfahren in eine Garage oder beim Fahren um eine Ecke mit sehr kleinen Geschwindigkeiten wesentlich ist. Wie dies bekannt ist, wird eine derartige Sinus-Funktion leicht bestimmt, wenn B gegeben ist. Der Tangentialwinkel α der Kurve C 20 ergibt sich aus dem Differentialkoeffizienten dieser Funktion.

tan α = f′ (δ s) = B cos δ s

α = Tan^-1 f′ (δ s) ist durch Vorgabe der Konstanten B leicht bestimmbar. Aus diesem Grunde steht der Tangentialwinkel α für verschiedene Lenkwinkel des Lenkrades im Verhältnis 1 : 1 in bezug auf den maximalen Lenkwinkel B. Daher muß der Differentialkoeffizient dδ r/dw s oder der Tangentialwinkel α insbesondere in der Nähe der Anfangsposition der Hinterräder oder in der Nähe des Ursprunges δ s = 0, bei dem das Fahrzeug im allgemeinen mit relativ hohen Geschwindigkeiten betrieben wird, besonders betrachtet werden. Um beispielsweise die Steuerempfindlichkeit im Hochgeschwindigkeitsbereich zu vergrößern, wenn die charakteristische Kurve C 20 in eine empfindlichere Kurve C 21 der Fig. 17 umgewandelt werden soll, wird ein solcher Wunsch aus dem obengenannten Grund zurückgewiesen.

Nachfolgend wird unter Beachtung der obengenannten Punkte eine Lenkvorrichtung für Fahrzeuge gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die ein vorderes Untersystem mit einem konstanten Steuerverhältnis und ein hinteres Untersystem aufweist, das einen Mechanismus mit einem variablen Verhältnis und einen Mechanismus mit einem außermittigen Kurbelzapfen besitzt, wobei der Mechanismus mit dem variablen Verhältnis ähnlich ist wie der Mechanismus der ersten oder zweiten Ausführungsform.

Bei der dritten Ausführungsform kann infolge des Mechanismus mit dem variablen Verhältnis der Tangentialwinkel α, dessen Tangente dem Verhältnis des Lenkwinkels δ r der Hinterräder zum Lenkwinkel δ s des Lenkrades entspricht, willkürlich eingestellt werden, wie die Umstände dies erfordern. Wie dies in der Fig. 18 dargestellt ist, in der auf der Ordinate ein Lenkwinkel der Hinterräder aufgetragen ist und in der auf der Abszisse ein Lenkwinkel des Lenkrades aufgetragen ist, kann die charakteristische Steuerkurve für die Hinterräder von einer sinusförmigen Grundkurve C 22 mit einem Tangentialwinkel α′ am Ursprung in verschiedene charakteristische Kurven geändert werden, wie dies durch die Kurve C 23, die in der Nähe des Ursprungs weniger empfindlich ist, und eine weitere Kurve C 24, die dort empfindlicher ist, dargestellt ist. Dabei erfolgt die Änderung im wesentlichen unabhängig von einem maximalen Lenkwinkel B′, der für die Hinterräder verfügbar ist.

Gemäß der Fig. 19 wird bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Lenkvorrichtung der Lenkwinkel des Lenkrades zuerst auf ein vorderes Zahnstangengetriebe übertragen. Der Ausgang dieses Zahnstangengetriebes ist im wesentlichen proportional zu dem Eingang. Dadurch wird der Lenkwinkel δ f der Vorderräder gesteuert. Ein Teil des Ausganges des vorderen Zahnstangengetriebes wird über einen Mechanismus mit einem variablen Verhältnis, dessen Ausgang eine willkürliche Funktion des Einganges ist, und einen Mechanismus mit einem Kurbelzapfen; dessen Ausgang im wesentlichen eine Sinus-Funktion des Einganges ist, auf die Hinterräder übertragen, die durch den obengenannten Lenkwinkel δ r für die Hinterräder gesteuert werden sollen.

Es ist leicht einzusehen, daß bei der in der Fig. 18 dargestellten Lenkvorrichtung der Mechanismus mit dem variablen Verhältnis eine verformte Antriebszahnstange mit einem in Längsrichtung der Zahnstange wellenförmig verlaufenden Zahnprofil und ein angetriebenes Ritzel mit einer außermittigen angetriebenen Welle aufweisen kann. In diesem Fall schneiden die charakteristischen Steuerkurven der Hinterräder sich am Ursprung und an einem Paar von Knoten auf der Achse von δ s.

Es ist auch ersichtlich, daß bei der dritten Ausführungsform an der Stelle des eben genannten Mechanismus mit dem variablen Verhältnis ein modifizierter Mechanismus mit einem variablen Verhältnis angewendet werden kann, der ein angetriebenes Ritzel mit sich fortschreitend entlang des Umfanges ändernden Zahnteilungen und eine Antriebszahnstange mit Zahnteilungen aufweisen kann, die sich in der richtigen Weise in Längsrichtung von der Mitte zu beiden Enden ändern. In diesem Fall ist, wie dies in der Fig. 20 dargestellt ist, bei der auf der Ordinate der Lenkwinkel des Straßenrades und auf der Abszisse der Lenkwinkel des Lenkrades aufgetragen sind, die charakteristische Steuerkurve für die Hinterräder von einer sinusförmigen Grundkurve C 26 aus in verschiedene charakteristische Kurven mit einer verlängerten oder verkürzten Phase änderbar, wie dies durch eine Kurve C 27, die in der Nähe des Ursprunges weniger empfindlich ist, oder durch eine Kurve C 28, die dort empfindlicher ist, dargestellt ist. Dabei erfolgt die Änderung im wesentlichen unabhängig von einem maximalen Lenkwinkel B′, der für die Hinterräder verfügbar ist, während die charakteristische Steuerkurve für die Vorderräder im wesentlichen geradlinig verläuft, wie dies durch die Kurve C 25 dargestellt ist.

Claims (7)

1. Lenkvorrichtung für Fahrzeuge mit einem Lenkrad, einer drehfest mit dem Lenkrad verbundenen Lenkspindel, mit Vorder- und Hinterrädern, einem vorderen Untersystem zur Lenkung der Vorderräder proportional zum Lenkwinkel des Lenkrades und einem hinteren Untersystem zur Lenkung der Hinterräder proportional zum Lenkwinkel des Lenkrades, wobei die Hinterräder sowohl gleichsinnig als auch gegensinnig zu den Vorderrädern verstellt werden können, mit einem eine Eingangs- bzw. Ausgangswelle mit einem Ritzel und eine Eingangs- bzw. Abtriebszahnstange aufweisenden Zahnstangengetriebe zur Veränderung des Verhältnisses des Lenkwinkels wenigstens der Vorderräder und/oder der Hinterräder zum Lenkwinkel des Lenkrades, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs- bzw. Abtriebszahnstange (123; 23) mit einem in Längsrichtung der Zahnstange (123; 23) wellenförmig verlaufenden Zahnprofil (25 und 26; 145 und 146) versehen ist, und daß das Ritzel (22; 151) exzentrisch auf der Eingangs- bzw. Ausgangswelle (2; 152) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnstangengetriebe (21; 121; 140) in dem vorderen Untersystem zur Lenkung der Vorderräder angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnstangengetriebe (140) in dem hinteren Untersystem zur Lenkung der Hinterräder vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem vorderen Untersystem zur Lenkung der Vorderräder und in dem hinteren Untersystem zur Lenkung der Hinterräder jeweils ein Zahnstangengetriebe (21, 121 bzw. 140) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das hintere Untersystem (30, 33, 34, 35, 36, 41, 38, 39, 13, 14) zur Lenkung der Hinterräder (16) ein Kurbelgetriebe (41, 38, 39) zum Lenken der Hinterräder (16) gleichsinnig oder gegensinnig zu den Vorderrädern (6) in Abhängigkeit von der Größe des Lenkwinkels des Lenkrades (1) entsprechend einer im wesentlichen sinusförmigen Lenkcharakteristik der Hinterräder (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnstangengetriebe (20, 21) in dem vorderen Untersystem (2, 3, 4) das Verhältnis des Lenkwinkels der Vorderräder (6) zum Lenkwinkel des Lenkrades (1) derart ändert, daß eine Krümmung des Wendekreises des Fahrzeuges zum Lenkwinkel des Lenkrades (1) im Bereich der Anfangs-Stellung der Hinterräder (16) vorgebbar einzustellen ist, dabei jedoch der maximale Lenkwinkel (B) der Hinterräder (16) unverändert bleibt (Fig. 6, 7).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, bei dem das hintere Untersystem (153, 154, 155, 159, 156, 157, 158, 161, 163, 164, 165, 162, 113, 114) ein Kurbelgetriebe (157, 158, 161) zur Lenkung der Hinterräder (116) gleichsinnig oder gegensinnig zu den Vorderrädern (106) in Abhängigkeit von der Größe des Lenkwinkels des Lenkrads (101) entsprechend einer im wesentlichen sinusförmigen Lenkcharakteristik der Hinterräder (116) aufweist, dadurch gkennzeichnet, daß ein Zahnstangengetriebe (121 bzw. 140) sowohl in dem vorderen Untersystem (102, 103, 104) zur Lenkung der Vorderräder als auch in dem hinteren Untersystem (153, 154, 155, 159, 156, 157, 158, 161, 163, 164, 165, 162, 113, 114) zur Lenkung der Hinterräder vorgesehen ist und das Verhältnis des Lenkwinkels der Vorderräder (106) sowie des Lenkwinkels der Hinterräder (116) zum Lenkwinkel des Lenkrades (101) derart ändert, daß eine Krümmung des Wendekreises des Fahrzeuges zum Lenkwinkel des Lenkrades (101) im Bereich der Anfangs-Stellung der Hinterräder (116) vorgebbar einzustellen ist, jedoch der maximale Lenkwinkel (B) der Hinterräder (116) unverändert bleibt (Fig. 12).

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, bei dem das hintere Untersystem ein Kurbelgetriebe zum Lenken der Hinterräder gleichsinnig oder gegensinnig zu den Vorderrädern in Abhängigkeit von der Größe des Lenkwinkels des Lenkrades entsprechend einer im wesentlichen sinusförmigen Lenkcharakteristik der Hinterräder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnstangengetriebe in dem hinteren Untersystem zur Lenkung der Hinterräder das Lenkverhältnis des Lenkwinkels der Hinterräder zum Lenkwinkel des Lenkrades derart ändert, daß eine Krümmung des Wendekreises des Fahrzeuges zum Lenkwinkel des Lenkrades im Bereich der Anfangs-Stellung der Hinterräder vorgebbar einzustellen ist, jedoch der maximale Lenkwinkel (B) der Hinterräder unverändert bleibt (Fig. 19).