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Fahrzeugsteuerung Die Erfindung bezielht sich auf eine Fahrzeugsteuerung,
bei der sämtliche an Lenkachsen, Drehschemeln oder Drehachsen aufgehängten Räder
oder Radsätze über den gesamten Drehbereich von 36o° derart gesteuert werden, daß
sämtliche Achsverlängerungen sich ständig in einem gemeinsamen Lenkmittelpunkt schneiden,
wobei das Steuergetriebe auf .einen durch die besondere Radstellung jeweils gegebenen
dimensionslosen LenIkkoeffizienten gemäß der Formel ctg ß = ctg a -I- 2 L einstellbar
ist.
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Es sind bereits die Lösungsmöglichkeiten vorgeschlagen worden, die
für eine strenge Erfüllung der Ledkformel über den gesamten Kreisumfang maßgebend
sind. Diese Lösungen gehen im allgemeinen davon aus, daß sie für zwei Lenkzapfen
in beliebiger Anordnung über den gesamten Kreü-sumfang die Ausrichtung auf einen
Lenkmittelpunkt ermöglichen. Soweit diese Lenkzapfen symmetrisch zur Fahrzeuglängs
und Querachse angeordnet sind, umfassen diese Lösungen auch, die spiegelgleichen
Punkte, so daß auf diese Weise mit einem Steuergetriebe vierRäder, mit zweiSteuergetrieben
acht Räder gesteuert werden können.
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Die mechanischen Ausführungen solcher Steuerungen können verschieden
sein, beispielsweise kann eine auf Grund des Inversionskreises und der Polarentheorie
entwickelte geometrische Steuerung -verwendet werden.
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Wie Fig. r zeigt, kann hierbei die Lenkformel für zwei Lenlkzapfen
A und
B aufgestellt werden, we@ldhe ,symmetrisch zur Fahrzeugachse
im Abstand von jeweils
angeordnet sind und den Abstand b von der Mittelsenkrechten p 'haben, welche der
geometrische Ort aller Lenkmittelpunkte P1
... P"
sein soll.
Für diesen Fall besteht zwischen den beiden Einschlagwinkeln a und ß :und den Größen
a und b die Beziehung
Die Größe
= 2 List ein dimensionAoser Faktor. Die Lenkmittelpunkte A und
B werden zu
Kreisschnittpunkten einer Geraden, mit dem Inversionskreis, welche als innere Polare
p' durch dien inneren Pol P' geht. Die äußere Pdlare p ist dann der geom-etrisc'he
Ort alller Lenkmittelpunkte P1 . .
. Pn. Rückt der Lenkmittelpunkt in die
Fahrzeugmitte, so fällt er mit dem äußeren Pdl P zusammen. Wenn der Abstand des
inneren Poles P' vom Mittelpunkt Mk des Inversionskreises mit e und der Radius des
Inversionskreises mit r bezeichnet wird, ergibt sich die Beziehung:
womit der Zusammenhang zwischen den beiden für die geometrische Steuerung wesentlichen
dimensionslosen Größen gegeben ist.
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In die Ausgangsformel für den einfachsten Fall eingeführt, ergibt
sich: ctg ß = ctg a -I- 2L.
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Gemäß Fig. 2 ergibt sich bei vier Lenkzapfen von vier gelenkten Rädern
oder Radsätzen
Betrachtet man nunmehir die Fig.3, so ergibt sich folgendes: Der Satz der Kreisgeometrie,
daß sich die beiden Verbindungslinien h und 12 der Kreisschnittpunkte Al, A2, B1,
B2 zweier von einem Pol P' ausstrahlenden Geraden g", g2 auf einer Polaren p .schneiden,
kann :duirch Festhalten ein=er Polgeraden bei Rotation der zweiten Geraden um den
Pol ebenso zur Steuerung von zwei schräg oder senkrecht hintereinanderliegenden
Radlenkzapfen A-B benutzt werden, d. h., die festgehaltene Polgerade kann sich gemäß
Fig. q. mit der inneren Polaren p' decken, also im inneren Pol P' senkrecht auf
der die Pole verbindenden Durchmessersekante S stehen, oder sie kann gemäß Fig.
5 schräg zu dieser Durchmesseirsekante durch den inneren Pol laufen, oder sie kann
sich gemäß Fig. 6 mit der Durchmessersekante decken, so daß die beiden Lenkzapfen
A-B mit den harmonisch den inneren und äußeren Pol zugeordneten Kreisschnittpurdcten
U, Tl zusammenfa#h.en.
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Erfindungsgemäß können die beiden Steuergetriebe, die für die Steuerung
von acht Rädern erforderlich sind, so überlagert werden, daß die gewünschte Koppelung
aller acht Lenkachsen hergestellt wird. Diese Koppelung 'bann in der versc'hiedensten
Weise verwirklicht werden. So zeigt Fig. 7 beispielsweise zwei Steuergetriebe i
und 2, also zwei Polargetriebe erster Art, übemeinander angeordnet, wobei das Steuergetriebe
i die beiden Lenkzapfen A und B, das Steuergetriebe 2 die beiden Lenkzapfen C und
D steuert. Einschiließli ih der spiegelbildlichen Lenkachsen werden auf diese Weise
acht Räder eines. Fahrzeuges. gesteuert. Die Koppelung dieser beiden Steuergetriebe
erfolgt dadurch, daß über dien Lenkzapfen A der Fig. i und den Lenkzapfen C der
Fig. 2 .ein drittes gleichartiges Steuergetriebe 3 überlagert wird, das sich von
den anderen Steuergetrieben dadurch unterscheidet, daß die festgehaltene Polgerade
A-B (gemäß Eig. 6) senkrecht steht, während sie bei den anderen beiden Stenergetriehen
waagerecht liegt. Die drei Steuergetriebe haben die Kreisschnittpunkte A1 und C1
gemeinsam, ebenso wie sie zwei Richtungen h und i nach dem Lenkmittelpunkt
gemeinsam haben. Hierdurch ist die Koppelung gegeben. Die beiden für die Steuerung
von acht Rädern erforderlichen Steuergetriebe ikönnen erfindungsgemäß auch so überlagert
werden, daß die gewünschte Koppelung aller ach Lenkachsen (Gruppe I und I' der Fig.
7 a) hergestellt wird.
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Eine Kombination kann auch beispielsweise für zwei nebeneinanderliegende
Getriebe na-oh. Fig.8 erfolgen, wobei die zwei inneren Len.'kzapfen B1 und Cl der
nebeneinandierfiegenden Steuergetriebe i und 2 (Fug. 7c) in Deckung gebracht werden.
Es entsteht also auf diese Weise ein kombiniertes Steuergetriebe, welches drei Punkte
nach einem Lenkmittelpunkt ausrichtet. Dar mittlere Punkt Bi und C1 kann beispielsweise
das Steuerzentrum für zwei Lenkzapfen Al und D1 sein. Die gekoppelten Steuergetriebe
'haben in diesem Fall die Verbindungs!l.i'nie der Kreisschnittpunkte C2 Cl-Bi- B2-P2
gemeinsam. Über diese übertragungsl:i.nie werden die banden zu einem Getriebe zusammengewachsenen,
Steuergetriebe gesteuert.
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Wie die Fi;g. 8a zeigt, lassen sieh die Steuergetriebe (Pirimärgetri,ebe
P) in einfacher Weise, und zwar ohne Einschaltung von Zwischengliedern, deraArt
koppeln, daß beispielsweise die Gruppe I der Lenkaohsanordnung (Fig.7a) durch ein
Steuerzentrum (Sekundärgetriiebe S), auf der Figur mit SZ I bezeichnet, die Gruppe
II von einem Steuerzentrum SZ II aus steuern. Durch Überlagerung im; der gleichen
Form !können dhe beiden, die Steuerzentren bildenden Getriebe (Sekun:därgetrnebe
S) wiederum durch ein weiteres Steuergetriebe
(TertiärgetriebeSZ,
das eigentliche Steuerzentrum) überlagert werden, wobei die gesamte Steuerung beispielsweise
in dem Lenkrad q. ihren Ausgangspunkt trat. Die Steuerung der spiegellsi!ld'lich,
angeordneten Lenkachsen (Fig. 7a) :erfolgt dann in der bereits erwähnten Weise durch
Umkehrung der Steuerdrdhbewegungen.
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In ähnlicher Form kann beispielsweise eineKombirnation von zwei übereinander
angeordneten Steuergetrieben gemäß Fi;g.7 auch mit anderen Getriebelösungen, z.
B. mit Exzentergetriebe oder dem Polargetriebe zweiter Art, auf Grund der Transformation
reziproker Radien erfolgen. Auf diese Weise. können auch Getriebe verschied'ens'ter
Art kombiniert werden.
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Fljg.9 zeigt die Kombination von zwei übereinander angeordneten Polargetrieben
zweiter Art und einem überlagerten Polargetriebe erster Art. Die beiden Getriebe
zweiter Art (Bildkreis zwischen Pol und Mittelpunkt dies Inve!rs,ionskre-ises) sind
derart miteinander gekoppelt, daß die Mittelpunkte der beiden zugehörigen Inversions'kreise
Mk i und Mk 2 als, die beiden Lenk:radachsen A und B eines
Getriebes erster Art (Geradenbüsdhel durch inneren Pol) aufgefaßlt werden können.
Die Lenkradachsen A und B stehen in diesem Fall nicht quer zur Fahrzeugmittellinie
und auch nicht schräg zu dieser, sondern sie liegen übereinander wie beim Beispiel
der Fig. 7, aber in diesem Fall unmittelbar auf der Fahrzeugmittellinie. Die um
den inneren PolP3 rotierende innere Polare p3 in Fi.g. 9 steuert die durch die Mittelpunkte
,der Inversionskrei,se Mk i und Mk2 gehenden Geria.d@en so, daß der Schnittpunkt
dieser Geraden Pi-Mki und P1-342 immer im äußeren Pol P1 . . . P" auf der
äußeren Polare p liegt, d. h.. in den Lenkmittelpunkten P1 . . . P, auf dem geometrischen
Ort der Lenkmittelpunkte p.
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Weiterhin !können in diesen durch die Kreismittelpunkte Mk i und Mk
2 der Inversionskreise sowie durch den äußeren Pol P, die inneren PolePi'
und: P2, die BiLd'k@reis,eKBi und KB2 festgelegten beiden Getriebe zweiter Art beliebige
Lenkaohsen A, B, C, D als auch die in Eig. 9 beispielsweise eingetragenen
Punkte A und B auf dem In@-versionskreis K1 und, die Punkte C und D auf .dem
Inversionskreis K2 angenommen werden. Die Punkte A, B, C, D können also den
vier oberhalb der Mittelsenkrechten p liegenden Lernkradachisen eines achträdrigen
Fahrzeuges mit symmetrischer Radanordnung entsprechen. Da die Punkte A und B bzw.
C und D beiliebig innerhalb der Fläche des Inversions'kreises angenommen werden
können, so sind.' auch Lösungen möglich, bei welchen beispie.lsweise der Radstand
.der beiden vorderen Räder ein anderer ist als,de,rj eni:ge der 'hinteren Räder.