DE822480C - Lenkvorrichtung fuer Motorfahrzeuge - Google Patents

Description

(WiGBI. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 26. NOVEMBER 1951

A 3650III63C

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für Motorstraßenfahrzeuge. Ihr Ziel ist es, ein verbessertes Verfahren zum Lenken mechanisch angetriebener Räderfahrzeuge zu schaffen. Die Erfindung bezweckt ferner ein Motorfahrzeug mit einer solchen Lenkvorrichtung zu versehen, daß ein Paar auf derselben Achse befestigter Räder mit verschiedener Geschwindigkeit angetrieben wird, wenn das Fahrzeug durch eine Kurve fahren muß. Das Fahrzeug kann ohne Schwierigkeit so gelenkt werden, daß es auf einer kleinen Fläche wendet, und ist infolgedessen äußerst beweglich. Die Zuverlässigkeit des Lenkvorganges ist unabhängig davon, ob der Motor die Räder antreibt oder umgekehrt, wenn ein Fahrzeug z. B. bergab fährt.

Es handelt sich bei der Erfindung insbesondere um ein Motorstraßenfahrzeug, in welchem der Antrieb für zwei auf derselben Achse angebrachte Räder regulierbar gestaltet ist, so daß die angetriebenen Räder sich mit verschiedener Umlaufgeschwindigkeit drehen, wenn das Fahrzeug durch eine Kurve fahren muß. Hierbei bleiben die Achsen der Räder im rechten Winkel zur Längsachse des Fahrzeuges. Das Fahrzeug ruht mit seinem nicht über den Antriebsrädern gelegenen Teil auf einem oder mehreren Rädern, deren Wirkung sich auf ein reines Mitrollen beschränkt. Hierbei liegt das Wesen der Erfindung im wesentlichen darin, daß die Lenkvorrichtung aus einem Paar ausrückbarer Hauptkupplungen besteht, die zwischen den beiden

angetriebenen Rädern und dem Motor o. dgl. liegen, wobei zwei Teile des Ausgleichsgetriebes mit den entsprechenden angetriebenen Rädern verbunden sind und eine im Normalzustand ausgerückte Hilfskupplung den Motor mit dem dritten Element des Differentials verbindet. Die Steuerung ist vorzugsweise so angeordnet, daß sie beide Hauptkupplungen ausrückt und gleichzeitig die Hilfskupplung einrückt. Am besten wählt man Reibungskupplungen als Hauptkupplungen und bringt sie so an, daß sie allmählich angreifen, so daß der Schlupf der Kupplung mit der zunehmenden Differenz der Umlaufgeschwindigkeit der angetriebenen Räder steigt. Falls erwünscht, können auch zwei Hilfskupplungen zur Verbindung des Antriebsmotors mit dem dritten Teil des Ausgleichsgetriebes dienen. Die Achsen der zwei nicht angetriebenen Räder können in Zapfen gelagert werden, um die Rolhvirkung hervorzubringen. Sie können durch ein Gelenk miteinander verbunden werden, um eine parallele Stellung der Räder zu gewährleisten.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigt

Fig. ι eine Lenkung für einen Wagen mit Vor-

_aj derradantrieb,

Fig. 2 eine ähnliche Grundrißzeichnung für ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb und

Fig. 3 eine Kombination von Radantrieb und Lenkvorrichtung.

In Fig. ι ist der Rahmen des Fahrzeuges mit 10 bezeichnet, an dem zwei Vorderrädern und 12 und zwei Hinterräder 13 und 14 angebracht sind. Eine nicht dargestellte Aufhängevorrichtung überträgt hierbei das Gewicht der Masse des Fahrzeuges und des Rahmens 10 auf die Räder. Die Vorderräder 11 und 12 sind so angebracht, daß ihre Laufebenen stets mit der Längsachse des Fahrzeuges, die in Fig. ι durch die gestrichelte Linie 15 dargestellt ist, parallel laufen. Die Räder 11 und 12 werden durch voneinander unabhängige Wellen 16 und 17 mit einer Übersetzung 18 verbunden, die ebenfalls auf dem Rahmen 10 ruht und die zweckmäßigerweise unmittelbar neben dem Motor 19 liegt.

Die Hinterräder 13 und 14 rotieren frei auf den Teilwellen 20 und 21, die wiederum auf Vertikalzapfen 22 und 23 ruhen. Diese sind so angebracht, daß sie während der Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges eine rollende Bewegung der Räder 13 und 14 zulassen. Um die Räder 13 und 14 in parallelen Ebenen zu halten, sind die Teilachsen 20 und 21 mit nach vorn gerichteten Armen 24 und 25 versehen, die durch eine Spurstange 26 verbunden sind. Falls erwünscht, können diese Arme 24 und 25 so angebracht werden, daß sie auf einen am vorderen Ende des Fahrzeuges befindlichen Punkt weisen, so daß die Räder 13 und 14 ein wenig von der genauen Parallelität abweichen, wenn das Fahrzeug durch eine Kurve fährt, wodurch die Differenz zwisehen den Radien der Fahrstrecken der beiden Räder 13 und 14 ausgeglichen wird. j

Die Lenkung des Fahrzeuges erfolgt durch eine Vorrichtung in dem Getriebe 18 in der Weise, daß j die Welle 16 mit einer anderen Geschwindigkeit getrieben wird als die Welle 17. Wenn z. B. die Welle 16 sich schneller als die YVeIIe 17 dreht, hat das Rad 11 die größere Umlaufgeschwindigkeit, und das \^orderteil des Fahrzeuges wird infolgedessen gezwungen, eine Rechtskurve zu fahren. Der hintere Teil des Fahrzeuges muß folgen, und die Hinterräder 13 und 14 müssen sich daher automatisch durch die Art, in der sie montiert sind, der Bewegungsrichtung der Vorderräder anpassen.

Erforderlichenfalls kann das Fahrzeug auch dadurch gelenkt werden, daß die Hinterräder mit verschiedener Geschwindigkeit angetrieben werden. Zur Erläuterung einer derartigen Vorrichtung dient Fig. 2. Der Motor 19 liegt am vorderen Ende des Fahrzeuges und ist mit dem regulierbaren Getriebe 18 durch eine Längswelle 27 verbunden. Der Motor kann jedoch auch direkt an dem Antrieb 18 angebracht werden, wie es Fig. 2 mit gestrichelten Linien 19" zeigt. Die Wellen 16 und 17 führen von dem Getriebe 18 zu den Hinterrädern ii^a und I2^a, wobei das Getriebe 18 die Hinterräder mit gleicher Geschwindigkeit antreibt, wenn das Fahrzeug geradeaus fahren soll, hingegen mit verschiedener Geschwindigkeit, wenn das Fahrzeug nach rechts oder links einbiegen soll. Die Vorderräder 13" und 14" sind wiederum so angebracht, daß sie eine Rolhvirkung ausüben, und werden durch die Arme 24" und 25⁰ sowie die Spurstange 26" in parallelen Ebenen gehalten. Wenn das Fahrzeug nach rechts einbiegen soll, wird das Rad 11" schneller angetrieben als das an der anderen Seite befindliche Rad 12", und hierdurch wird das Vorderteil des Fahrzeuges gezwungen, sich seitlich zu verlagern, wobei die frei rollenden Vorderräder 13" und 14^s zwangsläufig die von den Hinterrädern vorgeschriebene Richtung einschlagen müssen.

Eine zweckmäßige Ausführungsform des Getriebes wird in Fig. 3 wiedergegeben. Die Antriebsbewegung des mit 28 bezeichneten Motors geht weiter über ein Schaltgetriebe 29 mit wechselbarer Geschwindigkeit von üblicher Bauart, und die aus diesem Getriebe herausführende Welle 30 ist durch eine Kegelradübersetzung 31 und 32 mit der Querantriebswelle 33 verbunden. Diese Antriebswelle 33 ist wiederum mit den Radwellen 16 und 17 durch zwei Hauptreibungskupplungen 34 und 35 verbunden, die im Normalzustand durch die Federn 36 in eingerückter Stellung gehalten werden und so konstruiert sind, daß sie durch die Bewegung der Auslösehebel 37 und 38 allmählich ausgerückt werden, wenn man eine komprimierte Flüssigkeit einer der beiden aus Kolben und Zylinder bestehenden Vorrichtung 39 bzw. 40 zuführt, die sich auf beiden Seiten befinden.

Diese Antriebsvorrichtung umfaßt ferner ein Ausgleichsgetriebe 41, zweckmäßigerweise ein Stirnradgetriebe, dessen freie Teile aus zwei auf derselben Achse angebrachten YVellen 42 und 43 und einem Differentialgehäuse 44 bestehen. Das zuletzt genannte Differentialgehäuse rotiert frei auf den Wellen 42 und 43 und besitzt zwei röhrenförmige Ausweitungen 45 und 46. Diese führen

zu zwei Hilfskupplungen 47 und 48, die dazu dienen, das Differentialgehäuse 44 mit den Antriebswellen 32 und 33 durch zwei Zahnradgetriebe 49 und 50 sowie 51 und 52 zu verbinden. Die Kupplungen 47 und 48 werden normalerweise durch die Federn 53 in ihren ausgerückten Stellungen gehalten und werden gleichzeitig eingerückt, wenn der Zylinder 54 unter hydraulischen Druck gesetzt wird. Dieser Zylinder hat zwei Kolben 55 und 56, die so auf die beiden Hebel 57 und 58 wirken, daß sie den Druck der Federn 53 überwinden und die Kupplungen 47 und 48 zum Einrücken zwingen. Die Differentialwelle 42 ist durch die Zahnräder 59 und 60 mit der Außenradwelle 16 verbunden.

Ebenso ist die Differentialwelle 43 durch die Zahnräder 61 und 62 mit der Außenradwelle 17 verbunden.

Die Betätigung der verschiedenen Kupplungen des Antriebs erfolgt durch Drehung des Steuerrades, das Fig. 3 mit den gestrichelten Linien 63 wiedergibt. Das Steuerrad 63 teilt einem ungefähr herzförmig ausgebildeten Nocken 64 und einem röhrenförmigen Ventil 65 eine schräge Bewegung mit, und dieses Ventil paßt wiederum wasserdicht in ein festes Gehäuse 66. Das Ventil 65 hat eine einzige öffnung, die durch das Gehäuse 66 geschlossen wird, wenn das Steuerrad 63 auf Geradeausfahrt steht, während eine seitliche Bewegung des Steuerrades 63 dazu führt, daß sich die öffnung 67 niit einer der beiden in dem Gehäuse 66 angebrachten Austrittsöffnungen 68 oder 69 deckt. Die öffnungen 68 und 69 sind mit den Zylindern 39 und 40 durch die Rohre 77 und 78 verbunden. Infolgedessen wird durch eine Drehung des Steuerrades 63 nach rechts oder links der Kolben des Hauptzylinders 70 durch den Nocken 64 nach vorne geschoben; dieser Vorgang drückt komprimierte Flüssigkeit durch das Rohr 71 in den Zylinder 72 eines Servomotors J2>- Durch die Betätigung des Zylinders 72 wirkt das Getriebe 29 auf den Hauptzylinder 74 ein, und dieser führt komprimierte Flüssigkeit durch ein Rohr 75 in das Innere des Ventils 65 und durch das Rohr 76 zu dem Zylinder 54 der Hilfskupplungen.

Der Antrieb arbeitet folgendermaßen: Wenn das Fahrzeug geradeaus fahren soll, steht das Steuerrad 63 in Mittelstellung, und das hydraulische System ist frei von Druck, so daß die Hauptkupplungen 34 und 35 voll eingerückt und die Hilfs-

r₀ kupplungen 47 und 48 ausgerückt sind. Die beiden Radwellen 16 und 17 werden infolgedessen über die Kegelradgetriebe 31 und 32 normal angetrieben, wogegen das Gehäuse 44 des Ausgleichsgetriebes mit den beiden Differentialwellen 42 und 43 leer läuft. Wird das Steuerrad 63 nach links gedreht, so betätigt der Nocken 64 den Hauptzylinder 70. Hierdurch wird der Servomotor 73 betätigt, und die von dem Hauptzylinder 74 kommende komprimierte Flüssigkeit fließt teilweise durch das Verbindungsrohr 76, betätigt den Zylinder 54 und rückt allmählich die Hilfskupplungen 47 und 48 ein, teilweise fließt sie durch das Verbindungsrohr 75 zu dem Ventil 65, weiter durch die Auslaßöffnung 68 und das Verbindungsrohr 77 zu dem Zylinder 39, der seinerseits die Hauptkupplung 34 ausrückt. Bei diesem Vorgang rotiert die Radwelle 17 mittels der Hauptkupplung 35 weiter, und da das Gehäuse 44 des Ausgleichsgetriebes jetzt von der Welle 33 durch die Hilfskupplungen 47 und 48 direkt angetrieben wird, wird die Radwelle 16 von der Differentiahvelle 42 durch die Übersetzungsräder 59 und 60 angetrieben. Da hierdurch die Welle 16 langsamer gedreht wird als die Welle 17, muß das Fahrzeug nach links fahren. Ähnlich bewirkt ein Drehen des Steuerrades 63 nach rechts ein Einrücken der Hauptkupplung 34 und ein Ausrücken der Hauptkupplung 35, wodurch das Fahrzeug nach rechts drehen muß, da die Radwelle 17 durch das Ausgleichsgetriebe 41 mit geringerer Geschwindigkeit angetrieben wird.

Die Hilfskupplungen 47 und 48, die während des Lenkvorganges als Bremsen wirken, müssen bei höherer Geschwindigkeit mehr Arbeit verrichten, um das Fahrzeug durch eine Kurve von einem bestimmten Radius zu steuern als bei niedriger Fahrgeschwindigkeit. Die Empfindlichkeit der Steuerung nimmt also bei zunehmender Geschwindigkeit ab, was zu einer sicheren Lenkung bei hohen Geschwindigkeiten beiträgt. Falls erwünscht, kann die übliche Fußbremse so angebracht werden, daß sie den Hauptzylinder 70 betätigt, womit die Hilfskupplungen 47 und 48 eingeschaltet werden, während auch die beiden Hauptkupplungen 34 und 35 eingerückt bleiben; hierdurch wirken die Hilfskupplungen 47 und 48 auch dann als Bremsen, wenn das Fahrzeug normal in gerader Richtung fährt.

Das beschriebene Schema ist lediglich ein Beispiel und kann beliebig verändert werden. So können insbesondere bei schweren Fahrzeugen zur Erleichterung der Steuerung auf beiden Seiten zwei oder mehrere Antriebsräder angebracht werden; in der Regel sitzen diese Räder auf einer Achse. Weiterhin können alle Typen von mehrgängigen Schaltgetrieben zum Antrieb der Räder verwandt werden, wobei es sich empfiehlt, das Getriebe so einzurichten, daß für jede Einstellung des Steuerrades oder eines entsprechenden Organs ein vorher bestimmtes Geschwindigkeitsverhältnis zu den Rädern gegeben ist. Auf diese Weise wird die Steuervorrichtung unabhängig von den jeweiligen Verhältnissen, z.B. dem Zustand der Straßendecke; ebensowenig spielt es eine Rolle, ob die Räder von dem Motor angetrieben werden oder umgekehrt. Falls man es wünscht, läßt sich auch eine Verriegelung der ohne eigenen Antrieb frei laufenden Räder des Fahrzeuges vorsehen, oder es kann eine Hilfssteuerung angebracht werden, die die Laufebenen dieser Räder reguliert; auf diese Weise läßt sich das Fahrzeug leicht wenden oder anderweitig manövrieren.

Die Erfindung ermöglicht eine Lenkvorrichtung, die sich der Vorteile des normalen Vorderradantriebs bedient und gleichzeitig doch auf die Übertragung der Antriebskraft durch Universalgelenke verzichten kann, da die Laufebenen der Räder sich

nicht verändern, wenn die Lenkvorrichtung betätigt wird und daher starre Achsen verwendet werden können.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Lenkvorrichtung für Motorfahrzeuge, bei denen der Antrieb für zwei auf derselben Achse angebrachte Räder derart regulierbar gestaltet ist, daß die Räder sich mit verschiedener Umlaufgeschwindigkeit drehen, wenn das Fahrzeug durch eine Kurve fahren muß und die Achsen der Räder im rechten Winkel zur Längsachse des Fahrzeuges bleiben, während das Fahrzeug mit seinem nicht über den Antriebsrädern gelegenen Teil auf einem oder mehreren Rädern ruht, die ohne eigenen Antrieb frei rollen, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkgetriebe aus einem Paar ausrückbarer Hauptkupplungen (34, 35) besteht, die zwischen den beiden angetriebenen Rädern und dem Motor o. dgl. liegen und die angetriebenen Räder über eine im Normalzustand ausgerückte Hilfskupplung (47, 48) derart mit einem Differentialgetriebe (41) verbunden sind, daß beim Ausrücken einer Hauptkupplung (34, 35) die Hilfskupplung (47, 48) eingerückt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkupplungen (34,35) Reibungskupplungen sind und so gesteuert werden, daß sie allmählich in Tätigkeit treten, so daß der Schlupf der Kupplung mit der zunehmenden Differenz der Umlaufgeschwindigkeit der angetriebenen Räder steigt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor o. dgl. über zwei Hilfskupplungen (47, 48) und zwei mit den angetriebenen Rädern verbundene Halbwellen mit dem Differentialgetriebe (41) kuppelbar ist.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (20,21) von zwei nicht angetriebenen Rädern (19, 14) in Zapfen (22, 23) gelagert sind und frei rollen und durch einen Gelenkmechanismus (24,25,26) so miteinander verbunden sind, daß die Räder stets parallel stehen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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