DE68902517T2 - Vorder- und hinterradlenkung fuer ein fahrzeug mit vierradlenkung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorder-und Hinterlenkungssteuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit vier Leiträdern.
• Bei den Kraftfahrzeugen mit vier Leiträdern bedingt das Gesetz des Ausschlages der Vorderräder, welches in den meisten Fällen durch eine mechanische Vorrichtung gegeben wird, derjenigen Gattung mit einem mit der durch das Lenkrad betätigten Lenksäule fest verbundenen Ritzel, das gemäss einem linearen Gesetz auf eine mit ihren Enden an Lenkspindelschubstangen verbundene Zahnstange einwirkt, welche jeweils das Drehen eines Hebels um den Schwenkbolzen des Radträgers betätigen und somit die lineare Bewegung der Stange in eine Drehbewegung des Radschwenkzapfens umwandeln, an der Vorderachse eine grosse Abweichung E1 des vorderen Untersetzungsverhältnisses α/β zwischen der Stellung auf gerader Linie der Vorderräder und der Stellung des Höchstausschlags der letzteren, wie auf Figur 1A dargestellt, wo α der Lenkradbetätigungswinkel und β der Ausschlagwinkel der Vorderräder ist.
• Ferner weiss man, dass, um das beste Strassenverhalten eines Fahrzeugs mit vier Leiträdern unter den hier oben bestimmten Bedienungen zu erzielen, es notwendig ist, die Hinterräder in der selben Richtung wie die Vorderräder bei einem Ausschlagwinkel der Vorderräder kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert und in der den Vorderrädern entgegensetzten Richtung, wenn der Wert des Ausschlagwinkels der Vorderräder den Schwellenwert überschreitet, auszuschlagen.
• Unter diesen Bedingungen gibt dem Fahrzeug das zum dem Ausschlagsgesetz der Vorderräder hinzukommende Ausschlagsgesetz der Hinterräder ein demjenigen, das auf Figur 1B dargestellt ist, ähnliches einziges allgemeines Ausschlagsgesetz bei welchem die Abweichung E2 des Untersetzungsverhältnisses R zwischen der Stellung des Kraftfahrzeugs in gerader Linie und der Stellung des Vollausschlags der Räder das Verhältnis 1/2 erreicht.
• Diese Veränderung des Untersetzungsverhältnisses verringert beträchtlich die Wendigkeit und die Stabilität des Fahrzeugs beim Fahren auf einer Strasse mit Haarnadelkurven. Der Fahrer muss dann sich an das Verhalten und an die Führung seines Fahrzeugs gewöhnen. Ausserdem werden die Anstrenungen des Fahrers, um sein Lenkrad zu betätigen, sehr gross, insbesondere während den Manövern zum Parken des Fahrzeugs.
• Um den obigen Nachteilen abzuhelfen sind verschiedene Lösungen möglich.
• Die eine besteht darin, das Ausschlagsgesetz der Hinterräder in Abhängigkeit der Ausschlagrichtung der Vorderräder, wie hieroben bestimmt, unverändert zu lassen und in das Ausschlagsgesetz der Vorderräder einzugreifen, um die Untersetzungskurve des Ausschlags der Vorderräder der Figur 1A zu ändern.
• Dafür ist es möglich, eine Zahnstange mit einem veränderlichen Zahneingriffeverhältnis zu verwenden. Gemäss diesem an sich bekannten System hat das Ritzel eine normale Zahnung, während die Zahnstange eine Zahnung hat, deren Zahnmodul und Eingriffswinkel sich in einer vorbestimmten Weise beiderseits einer Stellung der Berührung mit der Zahnung des der Stellung des Fahrzeugs auf gerader Strecke entsprechenden Ritzels verändern. Dieses System gestattet es, eine Vorderuntersetzungsverhältniskurve α, β, wie auf Figur 2A dargestellt, zu erhalten. Die Figur 2B stellt die resultierende allgemeine Untersetzungskurve dar, wo die Abweichung E3 des Untersetzungsverhältnisses R zwischen der Stellung des Fahrzeugs auf gerader Strecke und der Stellung am Ende des Auschlags der Räder noch sehr bedeutend bleibt.
• JP-A-63-53179 beschreibt eine Vorrichtung zum Steuern der Vorder-und Hinterlenkung für ein Kraftfahrzeug der in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dargelegten Gattung. Jedoch gestatten die mechanischen Mittel mit veränderlicher Untersetzung dieser bekannten Vorrichtung es nicht, die Veränderung des allgemeinen Untersetzungsverhältnisses in zufriedenstellender Weise zu korrigieren.
• Die vorliegende Erfindung schlägt eine Vorder-und Hinterlenkungssteuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit vier Leiträdern vor, die es gestattet, eine resultierende allgemeine Untersetzungskurve des Ausschlages der Hinterräder und der Vorderräder zu erhalten, deren Abweichung des Untersetzungsverhältnisses zwischen der Stellung des Fahrzeugs auf gerader Strecke und der Stellung am Ende des Ausschlags sehr vermindert und derjenigen, die sich aus einen Untersetzungverhältnisskurve eines Fahrzeugs mit zwei Vorderleiträdern ergibt, ähnlich ist.
• Dafür ist die Vorrichtung der Erfindung, derjenigen Gattung mit einer durch eine Lenkssäule an derem einen Ende ein Lenkrad befestigt ist betätigten und Hebel zum Verschwenken der Vorderräder antreibenden vorderen Lenkspindelschubstange ; einer in Lenksrichtung des Fahrzeugs angeordneten Übertragungswelle, die mit Mitteln zum Drehen derselben um ihre Achse herum in Antwort auf eine Einwirkung zum Lenkungseinschlag der Vorderräder versehen und mit einem Mechanismus zur Steuerung des Lenkungseinchlags der Hinterräder des Fahrzeugs verbunden ist, welcher die Hinterräder in derselben Richtung, wie die Vorderräder für einen Einschlagswinkelwert der Vorderräder kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert und in der entgegengesetzten Richtung der Vorderräder, wenn der Einschlagswinkelwert der Vorderräder den Schwellenwert überschreitet, einschlägt ; und zwischen der Lenksäule und der vorderen Lenkspindelschubstange zwischengeschalteten mechanischen Mitteln mit veränderlicher Untersetzung, um den Einschlag der Vorderräder und der Hinterräder derart in Abhängigkeit des Betätigungswinkels des Lenkrades zu modulieren, dass das vordere Untersetzungsverhältnis zwischen der Stellung auf gerader Strecke der Vorderräder und der Stellung beim vollständigen Einschlag derselben erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten mechanischen Mittel ebenfalls zur Verschiebung der vorderen Lenkspindelschubstange gemäss einem derartigen vorbestimmten Veränderungsgesetz angepasst sind, dass das allgemeine Untersetzungsverhältnis zwischen dem Betätigungswinkel des Lenkrades und dem sich aus dem Einschlag der Vorderräder und der Hinterräder bei einer geeigneten Geschwindigkeit des Fahrzeugs ergebenden Schwenkwinkel des Fahrzeugs eine Abweichung praktisch gleich null zwischen einer der Stellung der Räder auf gerader Strecke entsprechenden ursprünglichen Stellung und einer dem vollständigen Einschlag der Vorderräder in einer oder der anderen Richtung entsprechenden Endstellung zulässt, wodurch die Wendigkeit des auf insbesondere einer Strasse mit Haarnadelkurven fahrenden Fahrzeugs verbessert wird.
• Gemäss einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung umfassen die mechanischen Mittel ein mit dem anderen Ende der Lenksäule fest verbundenes Ritzel mit normaler Zahnung ; einen mit dem Ritzel kämmenden und an einer senkrecht zur Längsachse der vorderen Lenkspindelschubstange verlaufenden Welle drehbar angeordneten kreisförmigen Sektor mit Verzahnung veränderlicher Zahnteilung ; und einen den Sektor mit der vorderen Lenkspindelschubstange verbindenden Mechanismus, um die Drehbewegung des Sektors in eine Bewegung zum Antrieb der Lenkspindelschubstange entlang ihrer Längsachse umzuwandeln.
• Gemäss einem anderen zusätzlichen Merkmal der Erfindung weist der Umwandlungsmechanismus einen mit dem Sektor fest verbundenen Arm auf, dessen freies Ende einen mit wenigstens einer Rolle versehenen Finger trägt und wenigstens eine mit der vorderen Lenkspindelschubstange fest verbundene und ein senkrecht zur Längsachse der vorderen Lenkspindelschubstange verlaufendes geradliniges Langloch aufweisende Platte, in welchem sich die Rolle bewegt, aufweist.
• Gemäss noch einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Erfindung nimmt der vorgenannte Arm eine zur Längsachse der vorderen Lenkspindelschubstange in der vorgenannten ursprünglichen Stellung etwa senkrechte Stellung ein und in dieser Stellung liegt der Punkt des Eingriffs des Ritzels in den Sektor auf der Halbierenden des den Sektor enthaltenden Mittelpunktwinkels.
• Stets gemäss einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung trägt der vorgenannte Finger zwei Rollen und der Umwandlungsmechanismus umfasst zwei mit der vorderen Lenkspindelschubstange fest verbundene und jeweils zwei gerade, parallele und senkrecht zur vorderen Lenkspindelschubstange verlaufende Langlöcher, in welchen sich jeweils die beiden Rollen bewegen, aufweisende über einander angeordnete Platten, wobei die beiden Platten derart in Bezug aufeinander angeordnet sind, dass die Seitenwandung des einen Langloches zur Abstützung and der entsprechenden Rolle kommt, und das die entgegengesetzte Seitenwandung des anderen Langloches zur Abstützung an der anderen Rolle kommt.
• Gemäss einem vorteilhaften Merkmal weist die Vorrichtung der Erfindung ausserdem Mittel, um die Zahnung des Sektors an dem Ritzel zur Abstützung zu bringen, auf, welche vorzugsweise durch ein mit dem Ritzel kämmendes, parallel und koaxial zum Sektor angeordnetes Zahnrad mit normaler Geradverzahnung und ein in Bezug auf den Sektor und auf das Zahnrad zum Drehen des Sektors gegenüber dem Zahnrad angeordnetes elastisches Glied gebildet werden.
• Vorzugsweise wird das elastische Glied durch eine in zwei übereinander liegenden kreisförmigen Langlöchern jeweils des Sektors und des Zahrades mit Vorspannung angeordnete und sich einerseits an dem Ende des einen Langloches und andererseits an dem entgegengesetzten Ende des anderen Langloches abstützende Druckfeder gebildet.
• Gemäss einem anderen zusätzlichen Merkmal der Erfindung umfassen die Mittel zur Verschwenkung der Übertragungswelle eine von einem Teil der Länge der vorderen Lenkspindelschubstange getragene Zahnstange mit normaler Geradverzahnung und ein mit der Übertragungswelle fest verbundenes und mit der Zahnstange kämmendes Ritzel mit normaler Geradverzahnung.
• Gemäss einer anderen Ausführungsform weisen die vorgenannten mechanischen Mittel ein mit dem anderen Ende der Lenksäule fest verbundenes und mit einer Zahnstange mit normaler Zahnung kämmendes Ritzel mit normaler Zahnung ; eine mit der Zahnstange mit normaler Zahnung fest verbundene Primärzahnstange mit Zahnung veränderlicher Zahnteilung ; eine von der vorderen Lenkspindelschubstange getragene und mit der Primärzahnstange über Zwischenritzel verbundene Sekundärzahnstange mit Zahnung veränderlicher Zahnteilung auf.
• Gemäss einem vorteilhaften Merkmal dieser Ausführungsform weisen die Mittel zur Verschwenkung der Übertragungswelle eine von der vorderen Lenkspindelschubstange getragene Zahnstange mit normaler Zahnung und ein mit der Übertragungswelle fest verbundenes und mit der Zahnstange kämmendes Ritzel mit normaler Zahnung auf.
• Die Erfindung wird besser verstanden werden und weitere Ziele, Merkmale, Einzelheiten und Vorteile derselben werden deutlicher im Laufe der erläuternden Beschreibung, die folgt und an Hand der zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschlaulichenden, nur beispielsweise angegebenen beigefügten schematischen Zeichnungen gemacht worden ist, erscheinen, in welchen :
• -die Figuren 1A, 1B und 2A, 2B die Vorderuntersetzungskurve und die allgemeinen Untersetzungskurve eines jeweils mit einer herkömmlichen mechanischen Zahnstangenlenkung und einer Lenkung mit Zahnstange veränderlicher Zahnteilung versehenen Fahrzeugs mit vier Leiträdern darstellen;
• -die Figur 3 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen Steuervorrichtung darstellt;
• -die Figur 4 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie IV-IV der Figur 3 ist;
• -die Figur 5 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie V-V der Figur 3 ist;
• -die Figuren 6a und 6b jeweils die mit der Vorrichtung der Erfindung erhaltenen Untersetzungskurve der Vorderachse und resultierende allgemeine Untersetzungskurve darstellen ; und
• -die Figur 7 eine zweite Ausführungsform der Steuervorrichtung nach der Erfindung darstellt.
• Bezugnehmend auf die Figuren 3 bis 5 umfasst die Vorrichtung 1 zur Steuerung der Vorder-und Hinterlenkung der Erfindung, die in ihre Gesamtheit in einer mit einer herkömmlichen Steuervorrichtung identischen Weise vorliegt und in Bezug auf die (nicht dargestellten) Vorderräder an Ort und Stelle untergebracht ist, eine Lenkwelle bzw. -säule 2, die über ein Kugellager 3 in einem werkstoffsmässig mit einem einen Deckel bildenden und durch Befestigungsschrauben 6 am Körper 7 des die verschiedenen Bestandteile der Vorrichtung enthaltenden Gehäuses befestigten Teile 5 gebildeten längslichen Teil 4 drehbar angeordnet ist. Die Lenksäule 2 hat ihr äusseres Ende mit dem Lenkrad 8 über eine quer zur Lenksachse der Säule 2 verlaufende Schraube 9a starr verbunden, welche zwei Endbacken 8a und 8b des Lenkrades 8 und eine Nut 2a des äusseren Endes der Säule 2 durchsetzt, um die Backen 8a, 8b auf dieses Ende einzuklemmen, welches ebenfalls jedes relative Drehen zwischen dem Lenkrad 8 und der Säule 2 verhindernde geradlinige Zacken aufweist. Das entgegengesetzte innere Ende der Säule 2 weist, eingearbeitet auf ein Teil ihrer Länge, ein Ritzel mit normaler Geradverzahnung 9 auf und endet mit einer durch eine mit dem Körper 7 fest verbundene Buchse 10 drehbar getragene Welle kleineren Durchmessers 2b. Das Ritzel 9 wird somit durch das Kugellager 3 und die Buchse 10, die Lager bilden, zentriert und achsial gehalten. Ausserdem kämmt das Ritzel 9 mit einem kreisförmigen gezahnten Sektor 11, der durch eine mit dem Sektor fest verbundene Welle 12 drehbar angeordnet und durch eine ein Lager bildende, mit dem Körper 7 fest verbunden Buchse 13 getragen wird, wobei die Drehachse Y-Y der Welle 12 senkrecht zu dem Zahnsektor 11 ist. Die Zahnung des Sektors 11, in Bezug auf eine der Stellung der Räder auf gerader Strecke entsprechende, auf Figur 3 dargestellte Mitellstellung G hat ein Verzahnungsverhältnis, das gemäss einem vorbestimmten Gesetz von der Stellung G bis zur Stellung G1 für Ausschläge der Vorderräder nach rechts und von G bis G2 für Ausschläge der Vorderräder nach links veränderlich ist, wobei der Punkt G1 ein Ende des gezahnten Teiles des Sektors 11 und der Punkt G2 das engegengesetzte Ende des gezahnten Teiles des Sektors 11 symbolisiert, wobei die Punkte G1 und G2 in Bezug auf die durch den Punkt G verlaufende Halbachse, dessen Anfangspunkt sich auf der Achse Y-Y befindet, symmetrisch angeordnet sind. Anders gesagt, liegt der Punkt G,den man ebenfalls als den Eingriffspunkt zwischen dem Ritzel 9 und dem Zahnsektor 11 in der Stellung der Fahrzeugräder auf gerader Strecke angleichen kann, auf der Halbicrenden eines Winkels, dessen Spitze sich auf der Achse Y-Y befindet und dessen beide Seiten jeweils durch die Punkte G1 und G2 verlaufen. Um dem obigen Gesetz zu genügen, verändern sich allmählich die Teilungen der Zahnung des Sektors 11 von G bis G1 und von G bis G2. Der Zahnsektor 11 wird durch den Deckelteil 5 über einen koaxial zur Achse Y-Y angeordneten Stift 14 axial gehalten, dessen Fuss 14a mit Gewalt in den Zahnsektor 11 eingesteckt ist und dessen äussere gewölbte Kopf 14b zur Abstützung an die entsprechende Innenfläche des Deckels 5, wenn der letztere am Körper 7 befestigt ist, kommt.
• Den Zahnsektor 11 sind Mittel, um die veränderliche Zahnung des Sektors 11 an dem Ritzel 9 zur Abstützung zu bringen, zugeordnet. Diese Mittel werden vorzugsweise durch ein mit dem Ritzel 9 kämmendes, parallel zum Sektor 11 und koaxial zur Achse Y-Y angeordnetes Zahnrad 15 mit normaler Geradzahnung und durch ein zwischen dem Sektor 11 und dem Zahnrad 15 zwischengefügtes elastisches Glied 16 derart gebildet, um den Sektor 11 in Bezug auf das Zahnrad 15 zu drehen. Das Zahnrad 15 ist an einer mit dem Zahnsektor 11 auf der der Welle 12 abgewandten Seite fest verbundenen und koaxial zu dieser letzteren angeordneten Welle 17 angeordnet. Ein Sprengring 18, wie ein Sicherungsring ist am freien Ende der Welle 17 angeordnet, um das Zahnrad 15 an der Welle 17 zurückzuhalten und es im wesentlichen in Abstützung an der entsprechenden flachen Fläche des Zahnsektors 11 zu halten. Es ist zu bemerken, dass der kegelförmige Teil zur Verbindung des Kopfes 14b mit dem Fuss 14a des Stiftes 14 in der Welle 17 eingesenkt ist.
• Des elastische Glied 16 wird vorteilhaft durch eine mit Vorspannung in einer Kammer angordnete Druckfeder gebildet, welche Kammer zwischen zwei jeweils in dem Sektor 11 und in dem Zahnrad 15 gebildete, übereinandergeordnete kreisförmige Langlöcher mit identischen sich ab der Achse Y-Y erstreckenden Krümmungsradien 19 und 20 begrenzt wird. Das Langloch 19 ist in dem Sektor 11 eingearbeitet, während das Langloch 20 erhalten wird, indem man einem kuppelförmigen Teil 21 an dem Zahnrad 15 bildet, welche Kuppel der ganze Länge ihres oberen Teiles nachgespalten ist. Die Feder 16 hat eines ihrer Enden in Abstützung an einem der Enden zum Beispiel 19a des Langloches 19 und ihr anderes entgegengesetztes Ende in Abstützung an dem dem Ende 19a entgegengesetzten Ende 20a des Langloches 20. Die Feder 16 übt somit eine vorbestimmte Kraft aus, die bestrebt ist, das Rad 15 gegenüber dem Sektor 11 zu drehen, um ein konstantes Klemmen der Zahnung des Sektors 11 mit der Zahnung des Ritzels 9 zu erzielen.
• Das Bezugszeichen 15a stellt eine Aufnahme eines nach dem Aufbau herausgezogenen, die feste Verbindung des Rades 15 und des Sektors 11 trotz dem Zusammendrücken der Feder 16 während dem Aufbau gestattenden Stiftes dar.
• Der Sektor 11 ist mit der vorderen Lenkspindelschubstange 22 des Fahrzeugs über einen Mechanismus 23 mechanisch verbunden, welcher die kreisförmige Verschiebung des Sektors 11 um die Achse Y-Y herum in eine geradlinige Antriebsbewegung der Lenkspindelschubstange 22 entlang ihrer zur Achse Y-Y orthogonalen Längsachse X-X umwandelt.
• Der Mechanismus 23 weist einen mit dem Sektor 11 fest verbundenen und diesen letzteren derart verlängernden Arm 24 auf, dass seine Längsachse senkrecht zur Achse X-X der vorderen Lenkspindelschubstange 22 in der der Stellung der Fahrzeugräder auf gerader Strecke entsprechenden Ausgangsstellung verläuft. Der Arm 24 trägt an seinem Ende einen senkrecht zum Arm 24, also parallel zur Achse Y-Y verlaufenden und mit zwei Schubrollen 26 und 27 versehenen Finger 25, welche jeweils in zwei senkrecht zur Längsachse X-X der vorderen Lenkspindelschubstange 22 verlaufende gerade Langlöcher 28 und 29 eingeführt sind. Die Langlöcher 28 und 29 sind jeweils in zwei übereinander angeordneten, an der Lenkspindelschubstange 22 über Befestigungsschrauben 32 befestigte Platten ausgebildet. Vor der Befestigung der Platten 30 und 31 an der Lenkspindelschubstange 22 werden diese gegeneinander mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges verschoben bzw. versetzt, so dass die Seitenwandung eines der Langlöcher, zum Beispiel des Langloches 28 zur Abstützung an der Rolle 26 kommt und dass die entgegengesetzte Seitenwandung des Langloches 29 an der Rolle 27 zur Abstützung kommt. Diese Anordnung hat den Vorteil, jedes Arbeitsspiel in Bezug auf die Verwendung einer durch den Finger 25 getragenen und in einem entsprechenden einzigen Langloch eingeführten Rolle zu beseitigen. Die Aussendurchmesser der Rollen 26 und 27 sind selbstverständlich jeweils etwas kleiner als die identischen Breiten der Langlöchern 29 und 28, während deren Innendurchmesser etwas grösser als die Durchmesser des Fingers 25 sind.
• Der Arm 24 wird einstückig mit dem Sektor 11 gebildet und erstreckt sich von dem letzteren ab in derselben den Sektor enthaltenden Ebene.
• Die Vorderlenkschubstange 22 ist in gelenkiger Weise mit ihren beiden Enden jeweils mit zwei Hebeln 33 zum Verschwenken der Vorderräder verbunden. Die Stange 22, indem sie sich entlang ihrer Achse X-X bewegt, dreht die teilweise dargestellte und in Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnete Übertragungswelle 34. An der Übertragungswelle 34 ist ein (nicht dargestellter) Mechanismus zur Steuerung des Ausschlags der Hinterräder des Fahrzeugs angeschlossen. Um das Umlaufen der Welle 34 zu gestatten, weist die Stange 22 einen eine Zahnstange 35 mit normaler Geradverzahnung bildenden Teil auf, der mit einem, mit einer über nicht dargestellte Lager mit dem Körper 7 drehbar angeordneten Welle 37 fest verbundenen Ritzel mit normaler Geradverzahnung kämmt. Die Welle 37 ist mit der Übertragungswelle 34 über eine Übertragung mit Kardangelenk 38 mechanisch verbunden.
• Das Bezugszeichen 39 bezeichnet eine Vorrichtung mit Stössel 39a mit einer diesen letzteren in eine geradlinige Nut der Stange 22 rückstellenden Feder 39b, um jede Drehung der Stange zu verhindern und ihre axiale Führung zu gewährleisten.
• Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach der Erfindung ergibt sich bereits zum Teil aus der Beschreibung die von derselben hier oben gemacht worden ist und wird jetzt im einzelnen beschrieben.
• Die Betätigung des Lenkrades des Fahrzeugs in der einen oder in der anderen Richtung treibt das Ritzel 9 zum Drehen an, welches den Zahnsektor 11 antreibt, um auf die Stange 22 eine geradlinige Translationsbewegung entlang der Achse X-X zu übertragen, welche Stange 22 einerseits die Hebel 33 zur Steuerung des Ausschlags der Vorderräder und andererseits das Ritzel 36 betätigt, welches über die Welle 37 die Übertragungswelle 34 zum Steuern des Lenkmechanismus der Hinterräder des Fahrzeugs antreibt. Die Winkelverschiebung des Sektors 11 veranlasst die Rollen 26 und 27, sich entlang eines Kreisbogens von der auf Figur 3 dargestellten Ausgangsstellung zur der Endwinkelstellung A1 oder A2 gemäss der an das Lenkrad angewandten und jeweils dem vollen Ausschlag der Vorderräder nach rechts oder nach links entsprechenden Drehrichtung zu verschieben. Die Rollen 26 und 27 wirken durch Radialschub jeweils in den Langlöchern 28 und 29 und bewegen sich entlang derselben, um diese zu den jeweiligen auf Figur 3 gestrichelt dargestellten Endstellungen zu bringen. Bei einem selben Verschiebungswinkelwert des Fingers 25 um die Achse Y-Y herum stellt man fest, dass die entsprechende Verschiebung der Lenkspindelschubstange 22 ihren Höchstwert im Bereich der Ausgangsstellung A0 hat und sich im abnehmender Weise entlang einer annähernd sinusförmigen Kurve beiderseits von A0 bis zur Erreichung der Endtwinkelstellungen A1 oder A2 verändert.
• Somit ausgehend von der an das Ritzel 9 und an die beiden durch den Sektor 11 und den Arm 24 gebildeten, veränderlichen inneren Untersetzungsvorrichtungen übertragenen Betätigung des Lenkrades erhält man eine den ersuchten Kurven gemäss den Figuren 6A und 6B genügende Bewegung der den Ausschlag der Vorderräder steuernden vorderen Lenkspindelschubstange 22 sowie der Hinterräder.
• Die Figur 7 veranschaulicht in schematischer Form die zur Steuerung des Ausschlags der Vorderräder und der Hinterräder gemäss den Kurven der Figuren 6A und 6B angepasste zweite Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung.
• Die, das Modulieren des Ausschlags der Vorderräder in Abhängigkeit des Betätigungswinkels des Lenkrades des Fahrzeugs gestattenden Mittel umfassen ein, mit demjenigen Ende der Lenksäule 41, die dem das Lenkrad 42 tragenden Ende entgegengesetzt ist, fest verbundenes Ritzel 40 mit normaler Geradverzahnung, welches mit einer Zahnstange 43 mit normaler Geradverzahnung kämmt, die mit einer Primärzahnstange 44 mit Geradverzahnung mit veränderbaren Zahnteilung kämmt. Die einstückig hergestellten Zahnstangen 43 und 44 bewgen sich axial in einem Teil des Kastens 45 des Gehäuses 46 der Steuervorrichtung.
• Die mechanischen Mittel umfassen ausserdem eine von der vorderen Lenkspindelschubstange 48 getragene und parallel zur Primärzahnstange 44 angeordnete Sekundärzahnstange 47 mit Geradverzahnung mit veränderlicher Zahnteilung. Die Sekundärzahnstange 47 ist mit der Primärzahnstange 44 über zwei Zwischenritzel 49 verbunden. Die vordere Lenkspindelschubstange 48 trägt ebenfalls eine mit einem Ritzel 51 mit normaler Geradverzahnung kämmende Zahnstange 50 mit normaler Geradverzahnung, welches mit einer, mit einem hinteren Lenksteuerungsmechanismus 53 mechanisch verbundenen Übertragungswelle 52 fest verbunden ist, welcher mit hinteren Lenkspindelschubstangen 54 mechanisch verbunden ist, die über Lenker 55 Hebel, von denen ein einziger 56 dargestellt ist, zum Verschwenken der an (nicht dargestellten) Schwenkzapfen angeordneten Hinterräder betätigen, wobei die Figur 7 die Achse R-R eines Hinterrades darstellt.
• Die vordere Lenkspindelschubstange 48 und die Zahnstangen 47 und 50 sind einstückig herstellt und axial gleitend verschiebbar in dem Gehäuse 46 angeordnet.
• Die Betätigung des Lenkrades 42 in der einen oder der anderen Richtung betätigt das Ritzel 40, das, über die Zahnstange 43, auf die Primärzahnstange 44 einwirkt, welche, durch ihre axiale Verschiebung, das Drehen der ihrerseits auf die Sekundärzahnstange 47 einwirkenden Zwischenritzel veranlasst, wobei die Axialverschiebungen der Sekundärzahnstange einem vorbestimmten Gesetz der auf Figur 6A dargestellten Gettung gehorchen. Die Sekundärzahnstange 47 betätigt also durch die vordere Lenkspindelschubstange 48 den Ausschlag der Vorderräder, deren Achse A-A eines derselben auf Figur 7 dargestellt ist und das Drehen der Übertragungswelle 52 über die Zahnstange 50 und das Ritzel 51, so dass der Mechanismus 53 die Hinterräder in der selben Richtung, wie die Vorderräder, bei einem Ausschlagswinkelwert des Lenkrades, der kleiner als ein Schwellenwert ist und in der entgegengesetzten Richtung der Vorderräder, wenn der Ausschlagswinkelwert des Lenkrades den Schwellenwert überschreitet, einschlägt.
• Der innere Untersetzungsmechanismus dieser zweiten Ausführungsform gestattet es also, den Ausschlag der Vorderräder und der Hinterräder derart zu steuern, um den Kurven der Figuren 6A und 6B zu genügen.
• Die erfindungsgemässe Steuervorrichtung gestattet somit die Erzielung der Führung von Fahrzeugen mit vier Leiträdern ohne Angewöhnung des Fahrers und vor allem einer besseren Wendigkeit und Stabilität des Fahrzeugs. Schliesslich haben die zu der einen oder zu der anderen der beiden obigen Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung gehörenden Mechanismen einen einfachen und zuverlässigen Aufbau.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Steuern der Vorder- und Hinterlenkung für ein Kraftfahrzeug mit vier Leiträdern, derjenigen Gattung mit einer durch eine Lenksäule, an derem einen Ende ein Lenkrad (8) befestigt ist, betätigten und Hebel zum Verschwenken der Vorderräder antreibenden vorderen Lenkspindelschubstange (22; 48) ; einer in Längsrichtung des Fahrzeugs angeordneten Übertragungswelle, die mit Mitteln zum Drehen derselben um ihre Achse herum in Antwort auf eine Einwirkung zum Lenkungseinschlag der Vorderräder versehen und mit einem Mechanismus zur Steuerung des Lenkungseinschlags der Hinterräder des Fahrzeugs verbunden ist, welcher die Hinterräder in derselben Richtung wie die Vorderräder für einen Einschlagswinkelwert der Vorderräder kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert und in der entgegengesetzten Richtung der Vorderräder, wenn der Einschlagswinkelwert der Vorderräder den Schwellenwert überschreitet, einschlägt ; und zwischen der Lenksäule (2 ; 41) und der vorderen Lenkspindelschubstange (22 ; 48) zwischengeschalteten mechanischen Mitteln mit veränderlicher Untersetzung (9, 11, 23; 40; 43, 44, 47, 49), um den Einschlag der Vorderräder und der Hinterräder derart in Abhängigkeit des Betätigungswinkels des Lenkrades (8 ;42) zu modulieren, dass das vordere Untersetzungsverhältnis zwischen der Stellung auf gerader Strecke der Vorderräder und der Stellung beim vollständigen Einschlag derselben erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten mechanischen Mittel (9, 11, 23 ; 40, 43, 44, 47, 49) ebenfalls zur Verschiebung der vorderen Lenkspindelschubstange (22 ; 48) gemäss einem derartigen vorbestimmten Veränderungsgesetz angepasst sind, dass das allgemeine Untersetzungsverhältnis zwischen dem Betätigungswinkel des Lenkrades und dem sich aus dem Einschlag der Vorderräder und der Hinterräder bei einer geeigneten Geschwindigkeit des Fahrzeugs ergebenden Schwenkwinkel des Fahrzeugs eine Abweichung (E4) praktisch gleich nul zwischen einer der Stellung der Räder auf gerader Strecke entsprechenden ursprünglichen Stellung und einer dem vollständigen Einschlag der Vorderräder in einer oder der anderen Richtung entsprechenden Entstellung zulässt, wodurch die Wendigkeit des auf einer Landstrasse mit haarnadelförmigen Biegungen fahrenden Fahrzeugs verbessert wird.

2. Vorrichtung nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannten mechanischen Mittel ein mit dem anderen Ende der Lenksäule (2) fest verbundenes Ritzel (9) mit normaler Verzahnung ; einen mit dem Ritzel (9) kämmenden und an einer senkrecht zur Längsachse der vorderen Lenkspindelschubstange (22) verlaufenden Welle drehbar angeordneten kreisförmigen Sektor mit Verzahnung mit veränderlicher Zahnteilung ; und einen den Sektor (11) mit der vorderen Lenkspindelschubstange (22) verbindenden Mechanismus (23), um die Drehbewegung des Sektors (11) in eine Bewegung zum Antrieb der Lenkspindelschubstange (22) entlang ihre Längsachse umzuwandeln, umfassen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Umwandlungsmechanismus (23) einen mit dem Sektor (11) fest verbundenen Arm (24) aufweist, dessen freies Ende einen mit wenigstens einer Rolle (26 ; 27) versehenen Finger (25) trägt und wenigstens eine mit der vorderen Lenkspindelschubstange (22) fest verbundene und ein senkrecht zur Längsachse der vorderen Lenkspindelschubstange (22) versehenes geradliniges Langloch (28 ; 29) aufweisende Platte (30 ; 31) in welchem sich die Rolle (26 ; 27) bewegt, aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Arm (24) in der vorgenannten ursprünglichen Stellung eine etwa senkrecht zur Längsachse der vorderen Lenkspindelschubstange (22) verlaufende Stellung einnimmt und dass in dieser Stellung der Punkt (G) des Eingriffs des Ritzels (9) mit dem Sektor (11) auf der Halbierenden des den Sektor (11) enthaltenden Mittelpunktwinkels liegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Finger (25) zwei Rollen (26, 27) trägt und dass der vorgenannte Umwandlungsmechanismus zwei mit der vorderen Lenkspindelschubstange (22) fest verbundene und jeweils zwei gerade, parallele und senkrecht zur vorderen Lenkspindelschubstange (22) verlaufende Langlöcher (28, 29) in welchen sind jeweils die beiden Rollen (26, 27) bewegen, aufweisende übereinander angeordnete Platten (30, 31) umfasst, wobei die beiden Platten (30, 31) derart in Bezug zueinander angeordnet sind, dass die Seitenwandung des einen Langloches (28) zur Abstützung an der entsprechenden Rolle (26) kommt und dass die entgegengesetzte Seitenwandung des anderen Langloches (29) zur Abstützung an der anderen Rolle (27) kommt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Finger (25) senkrecht zum vorgenannten Arm (24) verläuft.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Arm (24) einstückig mit dem Sektor (11) hergestellt ist und sich von diesem letzteren ab in der den Sektor (11) enthaltenen selben Ebene erstreckt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich Mittel (15, 16) zur Abstützung der veränderlichen Verzahnung des Sektors (11) an dem vorgenannten Ritzel (9) aufweist, wobei diese Mittel vorzugsweise ein mit dem Ritzel (9) kämmendes, parallel und koaxial zum Sektor (11) angeordnetes Zahnrad (15) mit Geradverzahnung und ein in Bezug zum Sektor (11) und zum Zahnrad (15) zum Zweck der Verdrehung des Sektors (11) gegenüber dem Zahnrad (15) angeordnetes elastisches Glied (16) umfasst.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgenannte elastische Glied durch eine in zwei übereinander liegenden kreisförmigen Langlöchern (19, 20) jeweils des Sektors (11) und des Zahnrades (15) mit Vorspannung angeordnete und sich einerseits an dem Ende des einen Langloches (19) und andererseits an dem entgegengesetzten Ende des anderen Langloches (20) abstützende Druckfeder (16) gebildet wird.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (45, 36) zur Verschwenkung der Übertragungswelle (34) eine von einem Teile der Länge der vorderen Lenkspindelschubstange (22) getragene Zahnstange mit normaler Geradeverzahnung und ein mit der Übertragungswelle fest verbundenes und mit der Zahnstange (35) kämmendes Ritzel mit normaler Geradverzahnung (36) umfassen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannten mechanischen Mittel ein mit dem anderen Ende der Lenksäule (41) fest verbundenes und mit einer Zahnstange mit normaler Verzahnung (43) kämmendes Ritzel (40) mit normaler Verzahnung ; eine mit der Zahnstange mit normaler Verzahnung (43) fest verbundene Primärzahnstange (44) mit Verzahnung mit veränderlicher Zahnteilung;eine von der vorderen Lenkspindelschubstange (48) getragene und mit der Primärzahnstange (44) über Ritzel (49) verbundene Sekundärzahnstange mit Verzahnung mit veränderlicher Zahnteilung (47) aufweisen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (50, 51) zur Verschwenkung der Übertragungswelle (52) eine von der vorderen Lenkspindelschubstange (48) getragene Zahnstange mit normaler Verzahnung (50) und ein mit der Übertragungswelle (52) fest verbundenes und mit der Zahnstange (50) kämmendes Ritzel mit normaler Verzahnung (51) aufweisen.