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Einrichtung zur Betätigung der Vorderradlenkung von selbstfahrenden,
elektrisch gesteuerten Modellfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine besonders
zweckmäßig und genau funktionierende Einrichtung zur Betätigung .der Vorderradlenkung
von selbstfahrenden, elektrisch gesteuerten Modellfahrzeugen, wobei die beiden Vorderräder
über Spurhebel und Spurstange geführt sind, und wobei die Steuerung von in Solenoidspulen
beweglich angeordneten Eisenkernen betätigt wird.
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Bei derartigen sehr kleinen Modellfahrzeugen können für den Aufbau
der Lenkung nicht ohne weiteres die üblichen Konstruktionsmerkmale der normalen
Kraftfahrzeuge übernommen werden. Vor allem müssen. die bewegten Massen der Einzelteile
gering und der Aufbau sehr einfach sein, wobei auch die Fertigungsmöglichkeiten
und der Zusammenbau berücksichtigt werden müssen.
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Es: ist bekannt, zur Lenkung von Spielfahrzeugen deren Vorderräder
durch ein Trapezgestänge, d. h. Winkelhebel und Spurstange, zu verbinden und den
Lenkausschlag nach links und rechts durch je einen Elektromagneten zu bewirken.
Dabei befindet sich die senkrechte Schwenkachse jedes Lenkrades außerhalb der Radebene
zur Fahrzeugmitte hin verschoben. Infolgedessen ist zur Betätigung der Lenkung eine
gewisse Arbeit notwendig, deren Größe von dem Abstand zwischen der Radebene und
der zugehörigen Schwenkachse abhängt.
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Sofern bei diesen Lenkungen überhaupt eine in die Mittelstellung rückführende
Kraft vorgesehen ist, sind zu diesem Zweck Federn am Lenkgestänge angeordnet, die
eine von der Mittelstellung aus nach beiden Seiten hin linear ansteigende Rückstellkraft
eroehen. Das heißt in der Mittelstellung ist die Rückstellkraft verhältnismäßig
gering, so daß es schwierig ist, das Fahrzeug genau geradeaus fahren zu lassen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einerseits die für die Lenkung notwendige
Arbeit möglichst gering zu halten, andererseits auf einfachste Weise eine einwandfreie
Geradeausfabrt zu gewährleisten. Zu diesem Zweck sind mach der Erfindung zwei Soleno-idspulen
in der Längsachse des Fahrzeuges nebeneinander angeordnet und, deren bewegliche
Eisenkerne je mit einem Lenkhebel eines Rades gelenkig verbunden. Um die in der
Radebene liegenden, die Schwenkachse bildenden Schwenkzapfen der Räder ist unabhängig
drehbar je ein Anschlaghebel angeordnet, der je durch eine am Rahmen aufgehängte,
vorgespannte Zugfeder gegen einen Anschlag am Rahmen gedrückt wird, und der bei
einem Lenkausschlag durch den jeweils zugehörigen Lenkhebel unter Überwindung der
Federkraft von diesem Anschlag weg geschwenkt wird, während der gegenüberliegende
Lenkhebel, der Zugkraft der zugehörigen Solenoidspule folgend, frei ausschlägt und
der zugehörige Anschlaghebel in der durch den Anschlag bestimmten Mittelstellung
stehenbleibt.
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Durch den in der Erfindung vorgeschlagenen Aufbau des Lenkmechanismus
ergeben sich gegenüber dem Bekannten. wesentliche Verbesserungen. Die Verlegung
der Schwenkachsen in die Radebene vermindert die zur Lenkung notwendige Arbeit auf
ein Minimum. Außerdem wird die jeweils eingestellte Spur sicher eingehalten.
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Ferner ist erreicht, daß bei Unwirksamwerden der Spulen bzw. bei Gleichgewicht
der elektromagnetischen Kräfte der Spulen die Geradeausstellung der Räder selbständig
erfolgt. Dadurch, daß die Bewegung jeder der beiden Anschlaghebel in einer Richtung
durch einen festen Anschlag am Rahmen begrenzt ist, kann die Vorspannung jeder Feder
beliebig hoch, d. h. der Zugkraft der zugehörigen Solenoidspule angepaßt, gewählt
werden. Bei einem Lenkausschlag ist jeweils nur eine der beiden Federn wirksam,
und. zwar, von der Mittelstellung ausgehend, sofort mit dem ganzen Wert der Vorspannung.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die beiden Solenoidspulen
mit einem Regelwiderstand kreisförmig hinterein.andergeschaltet, wobei der Strom
einerseits dem Verbindungspunkt der beiden Solenoidspulen, andererseits über einen
Schleifkontakt dem Regelwiderstand zugeführt wird.
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Diese brückenähnliche Schaltung hat den Vorteil, daß die Lenkkraft
sich aus der Differenz der beiden von den Solenoidspulen gelieferten, elektromagnetischen
Kräfte ergibt und damit eine sehr feinfühlige, annähernd stetige Lenkbarkeit ermöglicht
ist.
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Die Zeichnung zeigt ein Beispiel der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung
in vergrößertem Maßstab.
Abb. 1 zeigt den Aufriß, teilweise geschnitten
nach der Linie A-A der Abb. 2, die den Grundriß zeigt. Dabei sind die vor der Schnittebene
liegenden Teile in Abb.1 der Deutlichkeit halber in ausgezogenen Linien gezeichnet.
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Auf einem einfachen Rahmen 1 sind zwei Solenoidspulen 2, 3
befestigt; deren Kerne 4, 5 sind in den Spulen leicht beweglich zentral geführt.
Mit diesen Kernen über Zwischengelenke 6, 7 sind die Lenkhebel n, 9 verbunden. Diese
endigen in Lagerzapfen 10, 11, auf denen die Laufräder 12, 13 drehbar gelagert sind.
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Die Lenkhel>el 8, 9 tragen die Achsschenkel 14, 15 mit den oberen
Schwenkzapfen 16, 17 und den unteren Schwenkzapfen 18, 19. Diese sind in Lagern
30, 31 des zum Rahmen gehörigen Querträgers 20 geführt. An den unteren Schwenkzapfen
18, 19 sitzen die Spurhebel 22, 23, die über die Spurstange 24 gelenkig verbunden
sind und den Lenkausschlag der Räder 12, 13 in bekannter Weise ermöglichen.
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An den oberen Schwenkzapfen 16, 17 sind winkelförmige Anschlaghebel
26, 27 unabhängig drehbar gelagert. Zugfedern 28, 29 drücken mit leichter Vorspannung
die Anschlaghebel gegen den Querträger 20 des Rahmens. Bei der Auswärtsbewegung
des Kernes 4 bzw. 5 wird der Lenkhebeln bzw. 9 nach vorn geschwenkt, wobei er den
jeweils zugehörigen Anschlaghebel 26 bzw. 27 nach vorn mitnimmt. Im entgegengesetzten
Sinne wird die Schwenkbewegung des Hebels 26 bzw. 27 durch das Anschlagen am Querträger
20 begrenzt, wobei die in Abb. 2 sichtbare Geradeausstellung der Räder erreicht
ist. Die Solenoidspulen2, 3 sind einerseits durch den Verbinder39 miteinander verbunden,
andererseits durch die Leitungen 32, 33 an einen ortsfesten Widerstand 37 angeschlossen.
Die Stromversorgung für diese brückenähnliche Schaltung erfolgt einerseits über
diie Leitung 34 zum Verbinder 39, andererseits über die Leitung 36 und den Schleifkontakt
38 zur Mitte des Widerstandes 37. In der Mittelstellung werden beide Solenoidspulen
von geringen, gleich großen Strömen durchflossen, so daß sich ihre Kraftwirkung
auf die Kerne 4, 5 gegeneinander aufhebt. Bei Verschiebung des Schleifkontaktes
38 aus der Mittelstellung wird das Gleichgewicht der Ströme und damit der Kräfte
der beiden Solenoid,spulen verschoben.
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Die Wirkungsweise der gezeigten Einrichtung ist folgende: Soll von
der gezeigten Stellung (Geradeausfahrt) z. B. nach links eingeschlagen werden (Pfeil
L), so wird der Schieber 38 am Regelwiderstand 37 in Richtung M verschoben. Entsprechend
dem Grad der Verschiebung erhält die Spule 2 mehr Strom als die Spule 3. Kern 4
wird nach innen gezogen. Dadurch wird der Lenlc'hebel 8 mitgezogen und schwenkt
über den Zapfen 10 das Rad 12. Diese Schwenkbewegung wird von dem Spur'hebel 22
über die Spurstange 24 auf den Spurhebel 23 und damit auf das Rad, 13 übertragen.
Bei der Verschwenkung des Rades 13 wird der Kern 5 durch den Lenkhebel 9 aus der
Spule 3 gezogen. Dabei wird auch der Anschlaghebel 27 mitgenommen und die
Feder 29 entsprechend gespannt, bis zwischen der aus den beiden Spulen 2 und 3 resultierenden
elektromagnetischen Kraft und der Kraft der Feder 29 Gleichgewicht erreicht ist.
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Der Lenkeinschlag in dieser Richtung kann durch entsprechendes Weiterverschieben
des Schiebers 38 in Richtung _1l vergrößert werden. Bei Zurücknahme des Schiebers
38 überwiegt die Kraft der gespannten Feder 29, so daß nunmehr der Kern 5 durch
den Anschlaghebel27 und damit der Lenkhebel 9 mit dem Rad 13 die umgekehrte Bewegung
ausführen, die über die Spurstange 24 auch auf das Rad 12 übertragen wird. Diese
Bewegung erfolgt unter dem Einfluß der Feder 29 bis zur Mittelstellung des Schiebers
38 und bis zum Anschlag des Lenkhel)els 27 an der Querverbindung 20, womit dann
die Geradeausstellung wieder erreicht ist.
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Analog vollzieht sich der Rechtseinschlag bei Bewegung des Schiebers
38 in Richtung K.