DE3509450A1

DE3509450A1 - Fahrzeug-lenkmechanismus

Info

Publication number: DE3509450A1
Application number: DE19853509450
Authority: DE
Inventors: Juhani Tapio Helsinki Venetjoki
Original assignee: LOKARI TUOTE Oy; AUTO LOKARI Oy
Current assignee: LOKARI TUOTE Oy; AUTO LOKARI Oy
Priority date: 1984-04-06
Filing date: 1985-03-15
Publication date: 1985-10-17
Also published as: FI77191B; NL8500868A; GB8506722D0; IT1184372B; FI77191C; FI841372A0; IT8520206A0; FI841372A; BE902057A; US4630701A; JPS60226358A; GB2156753B; GB2156753A; LU85820A1

Description

Patentanwälte Dipl.i-Ins. H. Wei'ckmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel

PrelL

1) LOKARI-TUOTE OY Metallitie 4 SF-26130 RAUMA Finnland

2) AUTO-LOKARI OY Metallitie 8 SF-26130 RAUMA Finnland

2-

8000 MÜNCHEN 86 POSTFACH 860 820

MDHLSTRASSE 22

TELEfON (089) 980352 TELEX 522621

TELEGRAMM PATENTWEICKMANN MÜNCHEN

15. März 1985

Fahrzeug - Lenkmechanismus

Fahr ζ eug-L enkm e chan i sinus

Diese Erfindung "betrifft einen Fahrzeug-Lenkmechanismus, "bei dem die Achsschenkel zwecks Verstellens der Spurweite in verschiedenen gegenseitigen Abständen verriegelt werden können, und "bei dem die die Achsschenkel miteinander verbindende Spurstange in ihrer effektiven länge entsprechend geändert werden kann.

Vielfach wäre es von Vorteil und wünschenswert, dass die Spurweite eines Fahrzeugs verstellt werden könnte. Besonders vorteilhaft gestaltete es sich bei Ackerschleppern und G-ar ten traktor en, wenn ihre Spurweite so verstellt werden könnte, dass die Räder des Fahrzeugs in den Furchen des gepflügten Feldes bzw. Gartenlandes laufen. Beim Fahren auf ungleichmässigem Gelände wäre es ausserdem von Vorteil, wenn die Spurweite auf einen möglichst grossen Wert eingestellt werden könnte, andererseits aber auch die Möglichkeit gegeben wäre, die Spurweite für die Dauer der Überführung des Fahrzeugs, z.B. beim Transport eines Gartentraktors auf einem Pkw-Anhänger, auf einen möglichst schmalen Wert einzustellen. Auch ansonsten ware es wünschenswert, wenn die Spurweite z.B. beim Befahren enger Stellen oder beim Parken vorübergehend reduziert werden könnte.

Bei dem Versuch, einen spurweitenverstellbaren Fahrzeug-Lenkmechanismus zu schaffen, sah man sich bisher zahlreichen Problemen konfrontiert. Veränderte man zwecks Verstellens der Spurweite den gegenseitigen Abstand der Achsschenkel, so musste man gleichzeitig die Spurstange in ihrer Länge verstellen; ausserdem mussten die Lenkwinkel einer erneuten Prüfung unterzogen werden. Um eine in ihrer effektiven Länge verstellbare Spurstange zu schaffen musste diese aus zwei teleskopartig ineinander greifenden Teilen gebildet werden, die sich aneinander verriegeln lassen. Eine solche Konstruktion ist jedoch relativ schwach und verkrümmt sich leicht unter der Wirkung der auf sie einwirkenden mechanischen Belastungen und Stösse. Ausserdem kann sich das Einstellen schwierig gestalten, da ja die Spurstange Verschmutzung ausgesetzt ist, weshalb sich die teleskopartig ineinander geführten Teile häufig aneinander verfangen, so dass es schwierig oder gar unmöglich ist, sie voneinander zu lösen. Bei Einsatz eines Lenkgetriebes muss beim Verstellen der

effektiven Spurstangenlänge die Befestigungsstelle des ienkstockhebsls an der Spurstange geändert v/erden. Verwendet man direkt auf den einen Achsschenkel v/irkende Schnecken- und Hebellenkung, so entstehen, wird eine grosse Spurweite eingestellt und gelangt der lenkstoclzhebel auf gleiche oder auf nahezu gleiche Gerade mit der Radachse, leicht tote oder nahezu tote Winkel.

Die oben dargelegten früher vorgeschlagenen lösungen erfordern ausseräem viel Platz, sind kompliziert und funktionieren in der Praxis unzuverlässig. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeug-Lenkmechanismus zu schaffen, bei dem sich zwecks Verstellens der Spurweite die Achsschenkel in unterschiedlich grossen gegenseitigen Abständen verriegeln lassen, und bei dem sich die effektive länge der die Achsschenkel miteinander verbindenden Spurstange entsprechend ändert ohne dass nach erfolgtem Verstellen der Spurweite ein Prüfen von lenkwinkeln erforderlich ist. Weiter wird mit der vorliegenden Erfindung die Schaffung eines Fahrzeug-lenkmechanismus bezweckt, der gegenüber den bisherigen lösungen betriebssicherer, leichter zu betätigen und in der Konstruktion weniger kompliziert ist. Die wesentlichen Merkmale der Erfindung gehen aus den beigefügten Patentansprüchen hervor.

Anders als bei den bisher bekannten lösungen sind beim erfindungsgemässen lenkmechanismus die Spurstangenenden an entgegengesetzten Seiten der Achsschenkel angelenkt,· wobei sich die effektive länge der Spurstange nicht nur beim Verstellen der Spurweite, sondern auch beim Einschlagen der Räder ändert. Die Spurstange ist in zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Zahnstangen geteilt, welche sich in einem geringen Abstand voneinander befinden und durch ein zwischen ihnen gelagertes Zahnrad, das vorzugsweise mit der JTahrzeug-lenkung gekoppelt ist, funktionell miteinander verbunden sind. Abweichend von der normalen Zahnstangenlenkung verteilen sich beim erfindungsgemässen Mechanismus die lenkkräfte gleichmässig auf die beiden Zahnstangen, die beim Bewegen des Zahnrades in einander entgegengesetzten Richtungen verschoben werden und dabei aber beide Räder in gleicher Richtung einschlagen, fia ja beide Zahnstangen mit je einem Ende auf einander entgegengesetzten Seiten der Achsschenkel gelenkig am Spurstangen-Schaft befestigt sind. Die Achsschenkel haben also zueinander entgegengesetzt gerichtete Spurstangen-Schäfte. Beim Verstellen

der Spurv/eite wird die Bewegung der einen Zahnstange über das Zahnrad automatisch in gleicher Grosse, aber entgegengesetzter Richtung auf die andere Zahnstange übertragen, weshalb nach erfolgter Spurweiten-Verstellung kein Prüfen von Lenkwinkeln erforderlich ist.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wurde ausserdem eine einheitliche, in einen sehr kleinen Raum passende, vor Verschmutzung geschützte Konstruktion geschaffen, und zwar durch Einsetzen der Zahnstangen in eine rohrförmige Achse, in der auch das Zahnrad gelagert ist, und an deren einander entgegengesetzten Enden sich innen- oder aussenseitig, an der rohrförmigen Achse verriegelbare, Schäfte teleskopartig erstrecken, an deren Enden die Achsschenkel gelagert sind. Die an der rohrförmigen Achse verriegelbaren Schäfte sind vorzugsweise als Hohlschäfte ausgeführt, so dass die Zahnstangen in sie eingeführt werden können. Die Schäfte und entsprechend die rohrförmige Achse sind dabei mit länglichen Öffnungen versehen, über welche die beiden Zahnstangen gelenkig mit dem ihnen jeweils zugeordneten Achsschenkel verbunden sind.

Der erfindungsgemässe Lenkmechanismus wurde bevorzugt in Verbindung mit der Fahrzeug-Vorderachse angewendet, kann aber zur Verwirklichung von Vierrad-Lenkung auch auf die Fahrzeug-Hinterachse angewendet werden. Ganz besonders vorteilhaft hat sich der erfindungsgemässe Lenkmechanismus bei Traktoren mit Zwei- oder Vierradantrieb, z.B. bei Gartentraktoren, gemacht, die mit hydraulischer Kraftübertragung arbeiten.

Im folgenden soll die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben v/erden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung im Prinzip, von oben betrachtet, und

Fig. 2 die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Aufriss.

Wie aus der Prinzipzeichnung in Fig. 1 ersichtlich ist, unterscheidet sich der erfindungsgemässe Lenkmechanismus vom herkömmlichen Zahnstangen-Lenkmechanismus darin, dass die Spurstange in zwei zueinander parallele, in dem in Fig. 1 gezeigten Falle hintereinander liegende Zahnstangen 3¹ und 3" geteilt ist, deren jede über ein Gelenk 7 und den Schaft 6' bzw. 6" mit Hilfe des Gelenkes 5

am Spurstangen-Schaft 4 des ihr zugeordneten Achsschenkels 2 befestigt ist. In diesem Zusammenhang ist unter dem Begriff Spurstange eine Gesamtheit zu verstehen, die gebildet wird von den Zahnstangen 3' und 3" sowie den an diesen über das Gelenk 7 befestigten Schäften 6' und 6", welche wiederum mit Hilfe des Gelenks 5 an den Spurstangen-Schaft 4 des der einzelnen Zahnstange zugeordneten Achsschenkels 2 angeschlossen sind. Mit dem Achsschenkel 2 ist hier allgemein der Achsschenkelbolzen oder das Achsschenkelgelenk gemeint.

Wie aus Pig. 1 näher hervorgeht, ist zwischen den zueinander parallelen, hintereinander liegenden Zahnstangen 3¹ und 3" ein Zahnrad 8 gelagert, das entweder an die lenkstange angeschlossen ist oder frei rotiert. In letzterem Falle ist die Lenkstange auf an sich bekannte Weise, zum Beispiel über ein Lenkgetriebe, an eine der beiden Zahnstangen 3', 3" angeschlossen. Das zwischen den Zahnstangen 3¹ und 3" angeordnete Zahnrad 8 bewirkt, wird es in Drehung versetzt, dass sich beide Zahnstangen 3' und 3" um die gleiche Strecke, aber in einander entgegengesetzten Richtungen bewegen oder dass die Bewegung der einen Zahnstange 3' bzw. 3" von diesem Zahnrad 8 in gleicher Grosse, aber entgegengesetzter Richtung auf die andere Zahnstange 3" bzw. V übertragen wird. Aus diesem Grunde und weil die Spurstangen-Schäfte 4 der Achsschenkel 2 zueinander entgegengesetzt gerichtet sind, werden die Räder 1 bei Betätigung des Lenkrades in gleiche Richtung und um den* gleichen Winkel eingeschlagen (gekrümmte Pfeile in Pig. l).

Zur Verstellung der Spurweite werden die Achsschenkel 2 aus ihrer Befestigung gelöst und axial um die gleiche Strecke entweder voneinander weg oder aufeinander zu verschoben, Das Fahrzeug ist dabei so angehoben, dass die Räder 1 frei hängen, d.h. den Boden nicht berühren. Die Lenk winkel bleiben trotz Spurweitenverstellung unverändert. Die Befestigung der Achsschenkel 2 ist vorzugsweise gestuft, und zwar vorzugsweise so, dass sich die Stufen auf beiden Seiten des Fahrzeugs in gleichem Abstand von dessen Mittelachse befinden.

Bei der in Fig. 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist der Lenkmechanismus in einer im Querschnitt viereckigen rohrförmigen Achse 9 verkapselt, an deren beiden Enden die im wesentlichen gleiche Querschnittform aufweisenden Schäfte 10' und 10" teleskopartig angeordnet und durch die Bolzen 11 an der rohrförmigen

Achse 9 verriegelt sind. Die Achsschenkel 2 sind an den freien Enden dieser Schäfte 10' und 10" gelagert. Auch die Schäfte 10' und 10" sind hohl. Das im wesentlichen um eine Horizontalachse drehbare Schneckenrad 8 ist in der Mitte der rohrförmigen Achse 9 gelagert, und die mit entsprechender Zähnung versehenen Zahnstangen 3¹ und 3" sind so im Inneren der rohrförmigen Achse 9 angeordnet, dass sie sich gleichzeitig ins Innere der hohlen Schäfte 10' und 10" erstrecken. Die Achsschenkel 2 sind mit Hilfe der Schäfte 6¹ und 6" gelenkig mit der im Inneren der rohrförmigen Achse 9 und der Schäfte 10' und 10" "befindlichen Zahnstange 3' "bzw. 3" verbunden, wobei das Gelenk 7 der Zahnstange 3¹ und 3" in einer am Schaft 10' bzw. 10" ausgebildeten länglichen Öse 12 und einem an der entsprechenden Stelle an der rohrförmigen Achse 9 befindlichen Ausschnitt 13 in seitlicher "Vertikalebene hin und her bewegt werden kann.

Bei der in I¹Ig. 2 gezeigten Ausführungsform sind die Zahnstangen 3' und 3" übereinander angeordnet, jedoch so eingerichtet, dass sie auf die auf der Yorder- und Rückseite der rohrförmigen Achse 9 befindlichen, in einander entgegengesetzte Richtungen weisenden Spurstangen-Schäfte 4 der Achsschenkel 2 wirken. Die länge des Schaftes 6" und möglicherweise auch die des Schaftes 6' kann zur Einstellung der Lenkwinkel im Zusammenhang mit der Montage auf an sich bekannte Weise reguliert v/erden. Das Verstellen der Spurweite macht jedoch bei der erfindungsgemässen lösung kein Prüfen von Lenkwinkeln erforderlich wenn beide Achsschenkel 2 um die gleiche Strecke in einander entgegengesetzten Richtungen versetzt werden, v/ob ei dann entsprechend die Zahnstangen 3' und 3" durch Vermittlung des zwischen ihnen frei rotierenden Zahnrads 8 um ebensoviel in einander entgegengesetzte Richtungen verschoben werden. Palis die Achsschenkel 2 nicht um die gleiche Strecke entgegengesetzt zueinander verschoben werden, lassen sich die Lenkwinkel trotzdem beibehalten indem man die Räder 1 in die eine Extremstellung bringt und sie in dieser Stallung hält bis die Achsschenkel 2 wieder verriegelt sind.

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Claims

Patentansprüche

1. Fahrzeug-lenkmechanismus, bei dem die Achsschenkel (2) zwecks Versteilens der Spurweite in unterschiedlichen gegenseitigen Abständen verriegelt werden können, und bei dem die die Achsschenkel (2) verbindende Spurstange {y_t 3", 6', 6")in ihrer effektiven Länge entsprechend verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spurstangen-Köpfe auf einander entgegengesetzten. Seiten der Achsschenkel (2) angelenkt (5) sind, und dass die Spurstange in zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Zahnstangen (3', 3") geteilt ist, welche durch ein zwischen ihnen gelagertes Zahnrad (8) funktionell miteinander verbunden sind.

2. Lenkmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (8) mit der Fahrzeuglenkung gekoppelt ist.

3. Lenkmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine rohrförmige Achse (9), in der die Zahnstangen (3', 3") angeordnet sind und das Zahnrad (8) gelagert ist, und an deren einander entgegengesetzten Enden sich teleskopartig in oder über diese Enden erstreckende, an der rohrförmigen Achse (9) zu verriegelnde (ll) Schäfte (1O^!, 10") vorhanden sind, an deren Enden die Achsschenkel (2) gelagert sind.

4. Lenkmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auch die an der rohrförmigen Achse (9) zu verriegelnden Schäfte (10¹, 10") hohl sind, und dass sich die Zahnstangen (3¹, 3") in diese hinein erstrecken, wobei an den Schäften (10·, 10") und entsprechend an der rohrförmigen Achse (9) längliche Öffnungen oder Ösen (12, 13) vorhanden sind, über welche jede der beiden Zahnstangen (3¹, 3") gelenkig mit dem ihm zugeordneten Achsschenkel (2) verbunden (4, 5, 6', 6", 7) ist.

5. Lenkmechanismus nach irgendeinem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Vorder- als auch die Hinterachse des Fahrzeugs mit diesem Mechanismus ausgerüstet ist.

6. Lenkmechanismus nach irgendeinem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er auf einen zwei- oder vierradangetriebenen Traktor mit hydraulischer Kraftübertragung angewendet ist.