DEP0002772MA - Kraftwagen mit Vierradlenkung - Google Patents

Description

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine neuartige Vierradlenkung, die ein Einschlagen aller vier Räder eines Fahrzeuges bis zu 90° gegen die Längsachse des Wagens ermöglicht.

Dadurch wird der Fahrer instandgesetzt, bei festgelegter Hinterradlenkung, sowie bei automatisch eingreifendem Zusatzantrieb der Vorderräder eine Drehung des Wagens um seine Hinterachse vorzunehmen. Ferner wird bei eingeschalteter Vierradlenkung eine Fahrt des Wagens in der Querrichtung ermöglicht.

In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der neuen Vierradlenkung beispielsweise veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Grundriß der gesamten Vierradlenkung mit der Umschaltvorrichtung.

Fig. 2 zeigt die Umschaltvorrichtung in Seitenansicht im eingerückten Zustande.

Fig. 3 ist ein Schnitt durch die Kupplungshülse nach Linie A - B der Fig. 2.

Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Auto mit Vierradlenkung und vollautomatischer Zusatzkraft- übertragung für das linke Vorderrad.

Fig. 5 zeigt einen senkrechten Schnitt nach Linie C - D in Fig. 6 durch das Schwenkgetriebe am linken Hinterrad.

Fig. 6 ist ein Schnitt nach Linie E - F in Fig. 5.

Fig. 7 zeigt eine Draufsicht der vollautomatischen Zusatzkraftübertragung für das linke Vorderrad in schematischer Darstellung bei Geradeausfahrt (punktiert gezeichnet, mit stark eingeschlagenem Vorderrad und eingeschalteter Zusatzkraftübertragung).

Fig. 8 zeigt die Stellung der Schalthebel bei stark eingeschlagenem linken Vorderrad aber ausgeschalteter Zusatzkraftübertragung.

Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht von Fig. 8.

Fig. 10 zeigt die Führung der Metallbögen für die vollautomatische Ein- und Ausschaltvorrichtung der zusätzlichen Vorderradantriebes.

Fig. 11 ist ein Schnitt nach Linie G - H in Fig. 10.

Fig. 12 ist eine Draufsicht von Fig. 10.

Fig. 13 zeigt einen senkrechten Schnitt durch das linke Vorderrad mit einem Teil der Zusatzkraftübertragung.

Fig. 14 ist eine Draufsicht dieser Zusatzübertragung.

Gemäss Fig. 1 wird die Drehung des Lenkrades 1 durch die Steuersäule 2 auf die Lenkschnecke 3 und von dieser mittels Schneckensektors 4 auf den Lenkstockhebel 5 übertragen.

Dieser betätigt einerseits ein Hebelgestänge 6, 7, durch welches die Lenkstange 8 gesteuert wird, die am Lenkhebel 9 des Achsschenkelzapfens 10 angreift und die vordere Spurstange 11 und damit die Vorderräder einstellt, von denen nur das linke Vorderrad 12 angedeutet ist. Andererseits wird durch den Hebel 7 die vordere Schubstange 13 betätigt, in deren Kupplungshülse 14 die hintere Schubstange 15 verschiebbar gelagert ist. Die Hülse 14, sowie die hintere Schubstange 15 sind mit trapezartigen Ausnehmungen versehen, die, wenn sie in der Querrichtung der Schubstangen hintereinander liegen, die in Fig. 1 bei 16 und 17 punktiert angedeutete Stellung einnehmen.

An der hinteren Schubstange 15 ist ein Lagerkörper 18, z.B. schellenartig angebracht, an welchem um eine Achse 19 schwenkbar ein Schalthebel 20 angeordnet ist, dessen Vorderteil mehrere den Einschnitten 16, 17 entsprechende Zungen 21, 22 trägt, sowie auf der anderen Seite ebenfalls mit ähnlichen Zungen 23, 24 versehen ist, die in entsprechende Ausschnitte eines fest mit dem Fahrgestell verbundenen Lagerkörper eingreifen können.

Der Schalthebel 20 ist mit einer seitlichen Führungsleiste 26 (vgl. Fig. 3) versehen, die in eine kulissenartige Verlängerung 27 des Hebels 28 eingreift, welch letzterer schwenkbar um einen Zapfen 29 angeordnet ist. Der Lagerkörper 30 dieses Schwenkhebels steht ebenfalls mit dem Fahrgestell in fester Verbindung. Der Hebel 28 hat einen über seinen Drehpunkt hinausragenden zweiten Arm 31, in dessen Kulisse 32 der Führungszapfen 33 des Armes 34 einer Mutter eingreift, welch letzterer durch die Schraubenspindel 36, sowie durch ein Handrad 37 verstellt werden kann. Das Handrad, das in der schematischen Darstellung der Fig.1 verhältnismäßig weit von dem Lenkrad 1 entfernt liegt, befindet sich in der prak- tischen Ausführung in dessen Nähe, so daß es vom Fahrersitz des Wagens aus betätigt werden kann.

Die hintere Schubstange 15 wirkt auf einen Winkelhebel 38 mit Drehpunkt 39. Der Winkelhebel wiederum greift mit einer Gelenkverbindung 40 an der hinteren Spurstange 41 an, so daß bei der Drehung des Winkelhebels 38 diese hintere Spurstange in waagerechter Richtung verschoben wird und damit die Hinterräder verstellt.

Wird nun durch Drehung des Handrads 37 die Mutter 35 derart verstellt, daß durch kinematische Verbindung der Teile 34, 33; 31, 28, 27 und 20 der letztgenannte Hebel derart geschwenkt wird, daß seine Zungen 21, 22 in die Oeffnungen 16 und 17 eingreifen und damit die vordere Schubstange 13 und die hintere Schubstange 15 starr miteinander kuppeln, so ist nunmehr auch eine Verbindung zwischen dem Lenkrad 1 und der hinteren Spurstange hergestellt. Wird nach Kupplung der vorderen Schubstange 13 mit der hinteren Schubstange 15 also das Lenkrad 1 gedreht, so wird nunmehr diese Lenkbewegung nicht nur auf die Vorderräder sondern gleichzeitig auch auf die Hinterräder des Wagens übertragen. Die Verbindungen gemäß Fig. 1 sind in kleinerem Maßstab und in weitgehender Schematisierung nochmals in Fig. 4 dargestellt. Gleich Bezugszeichen zeigen hier gleiche teile wie in Fig. 1.

Zunächst ist aus Fig. 4 schematisch die Uebertragung der horizontalen Bewegung der hinteren Spurstange 41 auf die Hinterräder zu entnehmen. Diese Uebertragung erfolgt (siehe Fig. 5 u. 6) über einen Winkelhebel 50, welcher an der unteren Seite des Kugelgehäuses der Schwenkgetriebe drehbar gelagert ist. Der zweite Arm 51 des Winkelhebels ist bei 52 mit der Bremstrommel 53 des Hinterrades starr verbunden. Bei der Drehung des Winkelhebels 50 wird als die Bremstrommel samt dem Hinterrad mitgeschwenkt oder eingeschlagen.

Um dabei den Kraftantrieb auch in der eingeschlagenen Stellung der Hinterräder auf diese weiterzuleiten, ist zwischen die vom Motor angetriebene Hinterachse 54 und den Achsschenkel 55 des Hinterrads ein aus den Kegelrädern 46, 47, sowie 56 und 57 bestehendes Getriebe geschaltet. Dieses Getriebe bleibt in jeder Schwenkstellung der Achse 45 im Eingriff, so daß der Antrieb der Hinterräder auch in eingeschlagener Stellung aufrecht erhalten bleibt. Vorteilhaft läßt man das Getriebe in Oel laufen, zu welchem Zweck das Gehäuse 44 als doppelte Kugelschale ausgebildet und mit den erforderlichen Durchbrüchen für die Achsen usw. versehen wird.

Diese Schwenkgetriebe sind in Fig. 5 und 6 in größerem Maßstab dargestellt. Es bezeichnet hier das Bezugszeichen 44 das Gehäuse des Getriebes. In dem Getriebegehäuse ist die Getriebehauptachse 45 mit dem auf der Achse befestigten Doppel-Kegelrad 46, 47 zweckmäßig in Kugellagern 48, 49 gelagert.

Mit oder ohne Vierradlenkung ist es bei stark eingeschlagenen Vorderrädern schwierig, den Wagen in Fahrt zu halten. Diese Schwierigkeit wird erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß die Vorderräder einen zusätzlichen Antrieb vom Motor aus erhalten, der im eingeschlagenen Zustand der Räder in Wirkung tritt. Dabei genügt es, daß dieser zusätzliche Antrieb auf nur ein Vorderrad wirkt.

In der Praxis zeigt sich, daß bei einem Einschlagen der Vorderräder über 60° der hintere Antrieb nicht mehr genügt, um den Wagen in der nunmehr gegebenen Richtung vorwärts zu bewegen. Je größer der Winkel der Vorderräder zur Wagenachse ist, desto größer ist die von dem hinteren Antrieb zu überwindende Bremswirkung.

Um auch in diesem Falle die Weiterbewegung des Wagens zu ermöglichen, wird eine zusätzliche Kraftübertragung des Motors auf zumindest ein Vorderrad, z.B. auf das linke Vorderrad, angeordnet, die automatisch in Wirkung tritt, sobald beim Einschlagen der Vorderräder ein bestimmter Winkel zur Wagenachse überschritten wird.

Nach Fig. 7 wird von einer auf der Motorwelle 58 aufgesetzten Keilscheibe 59 mit Hilfe eines Keilriemens 60 die Keilscheibe 61 und mit ihr die Welle 62 angetrieben, deren Bewegung über eine Kupplung 63 auf die unter der Wirkung der Zugfeder 64 stehenden Welle 65 übertragen wird.

Die für gewöhnlich ausgeschaltete Kupplung wird eingeschaltet, sobald das Vorderrad 66 einen bestimmten Einschlagwinkel überschritten hat.

Mit dem Vorderrad 66 sind zwei Metallbögen 67 und 68 mit je einem Ende mit der Bremstrommel fest verbunden. Die anderen Enden dieser Metallbögen, die frei enden, tragen abgefederte, gegen die Federwirkung verschiebbare Anschläge 69, 70. Die Metallbögen gehen durch die Führungsköpfe 71, 72, die beide durch den Hebel 73 bewegt werden, z.B. derart, daß der Kopf 71 mit diesem Hebel fest verbunden ist, und daß der Kopf 72 mit Hilfe einer Büchse, durch welche der Hebel 73 gleitet, von letzterem mitgenommen wird.

Der Kopf 72 ist an einem zweiarmigen Hebel 75 mit Drehpunkt 76 befestigt, dessen Zapfen 77 in eine Kulisse 78 des Zwischenhebels 79 eingreift. Mit dem Hebelarm 79 ist ein weiterer Hebel 80 durch ein Gelenk 81 verbunden.

Für gewöhnlich sind die beiden Hebel 79 und 80 durch die beide Hebel übergreifende Falle 82, die durch die Zugfeder 83 an den Hebel 80 herangezogen wird, starr miteinander verbunden. In besondere Fällen, wenn bei eingeschlagenen Rädern der Motor ohne zusätzlichen Kraftantrieb auf die Vorderräder laufen soll, kann die starre Verbindung der Hebel 79 und 80 durch Wegziehen der Falle 82, z.B. mittels eines Bowdenzugs 84, gelöst werden.

Der Hebel 80 ist durch ein Gelenk 85 mit einem Winkelhebel 86, 87 verbunden, der am Wagenrahmen mit seiner Drehachse 88 gelagert ist. Der Arm 87 greift zwischen die Bunde 89, 90 der Welle 65 ein, so daß bei einer Drehung des Winkelhebels 86, 87 die Welle 65 verschoben und die Kupplung 63 geschlossen bzw. geöffnet wird.

Bei Schließung der Kupplung kommt das am Ende der Welle 65 befindliche Kegelrad 91 zum Eingriff mit dem Kegelrad 92, dessen Achse 93 den zusätzlichen Antrieb auf das linke Vorderrad 66 überträgt.

Die Einzelheiten dieser Uebertragung sind aus Fig. 13 und 14 ersichtlich. Die Welle 93 wirkt mit seinem konischen Endtriebling 94 auf das große Uebertragungskegelrad 95, das seinerseits das konische Rad 96 der Welle 97 antreibt, dessen Ritzel 98 in einen Zahnkranz 99 eingreift, der mit der Radscheibe bzw. Folge 100 des Rades 66 fest verbunden ist.

Für gewöhnlich wird das Kegelrad 96 durch den Druck der Feder 101, die auf den Bund 102 wirkt, außer Eingriff mit dem großen Uebertragungsrad 95 gehalten. Wird indessen das Rad 66 stark eingeschlagen, so drückt der Kopf 103 der Welle 97 gegen die Kurvenscheibe 104, welch letzterer auf der feststehenden Achse 105 des Uebertragungsrades 95 angeordnet ist. Durch diesen Druck wird nunmehr das Kegelrad 96 zum Eingriff mit dem Uebertragungsrad 95 gebracht, so daß nunmehr der Antrieb auf den Zahnkranz 99 des Rades 66 übertragen wird.

Das Uebertragungsrad 95, nebst dem ganzen Schwenkgetriebe kann zweckmäßig z.B. mit Hilfe einer Stütze 106 auf der Vorderachse 107 des Wagens befestigt sein, die im übrigen in an sich bekannter Weise z.B. mit Hilfe eines gabelförmigen Achsschenkels 108 mit der Vorderachse in Verbindung stehen kann. An dem Achsschenkel ist in ebenfalls bekannter Weise der Spurstangenhebel 109 die Spurstange 110, sowie die Bremstrommel 111 angeordnet.

Die normale Lenkung der Vorderräder erfolgt in ebenfalls bekannter Weise, z.B. mit Hilfe eines vom Lenkrad 1 betätigten Lenkhebels 9 (vgl. auch Fig. 1).

Die Anordnung gemäß Figuren 7 bis 14, ist auch in der Gesamtübersicht der Fig. 4 im verkleinerten Maßstanb schematisch unter Benutzung der gleichen Bezugszeichen zu ersehen. Die be- schriebene Anordnung und Ausbildung einer Vierradlenkung ist nur ein Ausführungsbeispiel, das mannigfach im Sinne der wesentlichen Merkmale abgeändert und ausgestaltet werden kann.

Ein Vorteil der neuen Anordnung besteht darin, daß die Beweglichkeit des Wagens vergrößert und eine beliebige Drehung um das hintere Drehgestell ermöglicht wird. Mit Hilfe des zusätzlichen Kraftantriebs auf die Vorderräder kann der Wagen in jeder beliebigen Richtung, z.B. auch in Querrichtung fahren.

Die Erfindung läßt sich bei Kraftwagen beliebiger Art, insbesondere bie Personenwagen aber auch bei Lastwagen verwenden.

Claims (6)

1. Kraftwagen mit Vierradlenkung, dadurch gekennzeichnet, daß in zwangsläufiger Verbindung mit dem Lenkgestänge für die Vorderräder ein die Hinterräder z.B. durch seitliche Verschiebung der Spurstange lenkendes Gestänge angeordnet ist.

2. Kraftwagen mit Vierradlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkgestänge für die Hinterräder ausschaltbar angeordnet ist, so daß nach Bedarf nur die Vorderräder oder alle vier Räder gleichzeitig gelenkt werden können.

3. Kraftwagen mit Vierradlenkung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkung und die Kraftübertragung für die Hinterräder durch besondere Schwenkgetriebe an den Hinterachshälften bewerkstelligt wird.

4. Kraftwagen mit Vierradlenkung nach Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkgetriebe in einem Doppelkugelgehäuse mit Oelfüllung eingebaut sind und ein Einschlagen der Hinterräder bis 90° gestatten.

5. Kraftwagen mit Vierradlenkung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Schwenkung der Vorderräder über 60° eine zusätzliche Kraftübertragung vom Motor aus, automatisch eingeschaltet wird und z.B. dem linken Vorderrad einen zusätzlichen Antrieb gibt.

6. Kraftwagen mit Vierradlenkung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese automatische Schaltvorrichtung durch einen Bowdenzug ausgeschaltet werden kann, um bei laufendem Motor die zusätzliche Kraftübertragung auf das z.B. linke Vorderrad unwirksam zu machen.