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Lenkeinrichtung für Kraftwagen und ähnliche Fahrzeuge Bei Kraftfahrzeugen
besteht, seitdem diese in immer größeren Abmessungen gebaut werden, eine Schwierigkeit
in der Betätigung der Lenkung. Verstärkt wird diese Schwierigkeit noch durch die
immer weiter um -sich greifende Anwendung der Ballonluftbereifung: Die großen Wagen
erfordern eine sehr große Kraft zur Bewegung der Steuerung. Man hat durch Einschalten
einer möglichst großen Übersetzung versucht, Abhilfe zu schaffen. Abgesehen davon,
daß hierdurch der Energieaufwand nicht herabgesetzt wurde, gibt es praktisch eine
Grenze für die Höhe der Übersetzung im Steuerungsgetriebe. Es sind ferner elektromotorische
oder durch die Druckmittel betätigte Steuerungen bekannt, um die Lenkung der großen
Fahrzeuge zu erleichtern.
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Die Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung für Kraftwagen und ähnliche
Fahrzeuge, deren schwenkbare Haupträder durch vom Steuerorgan des Fahrzeuges gesteuerte
Hilfsräder geschwenkt werden. Gemäß der Erfindung sind das Hilfsrad oder die Hilfsräder
durch das Fahrzeuggewicht belastet und verstellen ein oder mehrere Haupträder. Sobald
die Hilfsräder verstellt sind und in der Verstellrichtung ausfahren, nehmen sie
durch eine Hebelwirkung die Haupträder, mit denen sie beispielsweise durch Hebel
verbunden sind, mit. Die Hilfsräder sitzen an einem Verbindungsgestell, welches
sie mit dem Hauptsteuerrad verbindet. Auf diesem Verbindungsgestell ruht zweckmäßig
die Wagenlast, und zwar greift die Wagenlast zweckmäßig wieder an einem Punkt an,
der näher zum Mittelpunkt des Hauptrades als zum Mittelpunkt des Hilfsrades liegt,
so daß das Hilfsrad nur einen kleineren Teil des Wagengewichtes trägt und hierdurch
besonders leicht steuerbar ist. Die vertikale Drehachse liegt am Verbindungsgestell
so, da.ß sie ebenfalls mehr zur Mitte des Hauptrades als zur Mitte des Hilfsrades
liegt, so daß beim Steuervorgang das Hilfsrad an einem längeren Hebelarm angreift
als das Hauptrad. In der Beschreibung ist als Hilfsrad immer das Rad bezeichnet,
das von dein Steuernden betätigt wird. Als Hauptrad ist das Rad bezeichnet, welches
seinerseits durch das Hilfsrad über ein Verbindungsgestell mitgenommen wird.
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Die nachstehenden Abbildungen zeigen einige Ausführungsbeispiele der
Erfindung.
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Abb. i zeigt eine schematische Skizze eines Wagens, bei dem beispielsweise
die Vorderräder durch Hilfsräder gesteuert werden. Es sind vorhanden ein Hauptrad
18 und ein Hilfsrad =g. Das Wagengewicht ruht im Punkt 2o auf -der Hinterachse des
Wagens und im Punkt 21 auf dem Verbindungsgestell 22, welches das Hauptrad 18 und
das Hilfsrad =g verbindet. Der Punkt 21 ist von dem Mittelpunkt des Hilfsrades =g
weiter entfernt als von dem Mittelpunkt des Hauptrades 18, so daß das Hilfsrad =g
einen kleineren Teil des Wagengewichts trägt als das Hauptrad 18. Aus diesem Grunde
ist es besonders leicht zu verstellen. Zweckmäßig ist es, die Konstruktion so auszuführen,
daß das Hilfsrad =g an einem im Verhältnis zum Lastarm mpglichst großen Kraftarm
angreift, damit es trotz seiner geringeren Anpressung
an der Erde
in der Lage ist, die in der Regel größere Anpressung und Reibung des Hauptrades
18, welche die Steuerbewegung hindern, zu überwinden.
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Abb. 2 zeigt die Art und Weise, wie man beispielsweise die erforderliche
Hebelwirkung für die Verstellkraft der Hilfsräder erreichen kann. Die Abbildung
zeigt eine Steueranordnung, bei der zwei Hilfsräder 23, 24 vor den Haupträdern 25,
26 angeordnet sind: Das Hilfsrad 23 ist mit dem Hauptrad 25 durch das Verbindungsgestell
27 verbunden. Die Achse des Hauptrades ist starr am Verbindungsgestell
27 angeordnet. Das Hilfsrad 23 ist mit einem Achsstummel am Verbindungsgestell
27 um die vertikale Achse 28 schwenkbar angeordnet. Der Steuernde betätigt über
die Stange 29, den Hebel 30, die Stange 31
und den Hebel 32 das Hilfsrad 23.
Durch die Querstange 33 wird das Hilfsrad 24 auf der anderen Seite durch ein gleichartiges
Gestänge. im gleichen Sinne betätigt. Auf der festen Drehachse 34 ruht, zweckmäßig
federnd, das Gewicht des Vorderwagens. Die Verbindungsgestelle 27 und 35 sind an
den Lagerstellen 36 und 37 auf der Querachse 34 um diese selbst schwenkbar angeordnet.
Die Verbindungsgestelle drehen sich außerdem um die vertikalen Achsen 38 und 39.
Die Achse 38 ist von dem Mittelpunkt des Hilfsrades 23 weiter entfernt als von dem
Mittelpunkt des Hauptrades 25. Dasselbe gilt für die Achse 39 bezüglich des Hilfsrades
24 und des Hauptrades 26. Das Hilfsrad greift also an einem längeren Kraftarm an
als das Hauptrad. Der Steuervorgang geht folgenderweise vor sich:-Sobald das Hilfsrad
23 vom Steuernden verstellt ist, nimmt es im gleichen Sinne das Verbindungsgestell
27 und damit auch das Hauptrad 25 in der Verstellrichtung mit. Das Hauptrad 25 steuert
nun den Wagen in bekannter Weise. Die beiden Verbindungsstangen 40 und 41 verbinden
die Verbindungsgestelle 27 und 35 in der Weise, daß sie immer eine gleich große
Verstellung erreichen. Die Drehpunkte der Achsen 28, 38, 39, 42, 43 und 44 müssen
bei 'Stellung auf Geradeausfahrt, also in der Nulllage, auf einem Rechteck liegen,
damit Parallelverschiebung, und zwar symmetrisch nach beiden Seiten, auftritt. Hierdurch
wird erreicht, da.ß die Verbindungsgestelle immer eine gleich große Verstellung
erhalten. Zweckmäßig ist es, um den unbeabsichtigten Ausschlag der Haupträder bzw.
der Verbindungsgestelle zu begrenzen, besondere Anschläge 45 und 46 anzubringen,
die den Ausschlag der Verbindungsgestelle begrenzen. Unter Umständen wird es zweckmäßig
sein, diese Anschläge federnd anzuordnen oder mit irgendeinem elastischen Mittel
an der An-, schlagstelle zu versehen, Gummi, Feder o. dgl.
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Die Abb. 3 und 4 zeigen, in welcher Weise unbeabsichtigte Ausschläge
der Haupträder bzw. der Verbindungsgestelle durch die zweckmäßige Anordnung, beispielsweise
eines Parallel gestänges, korrigiert werden. Bei Abb. 3 ist die Stellung des Hauptrades,
des Hilfsrades und des gesamten Steuergestänges für die Geradeausfahrt dargestellt.
Der Hilfssteuerhebel47 und der Steuerhebel 48 stehen in Nullage. Durch den Steuernden
bzw. durch ein selbstsperrendes Getriebe wird der Hilfssteuerhebe147 festgehalten.
Das Verbindungsgestell 49 kann. durch irgendwelche äußere Einwirkungen, z. B. bei
schlüpfrigemBoden, sich um dieAchse 5o drehen. In welcher Weise in einem solchen
Falle eine automatische Korrektur erfolgt, zeigt die Abb. 4. In dieser Abbildung
sind für die entsprechenden Elemente der größeren Deutlichkeit halber gleiche Bezugszeichen
gewählt wie bei Abb. 3. Durch unbeabsichtigte Drehung des Verbindungsgestelles 49
bzw. des Hauptrades ist automatisch eine Stellung des Hilfsrades erfolgt, welche
eine Korrektur der unbeabsichtigten Stellen des Häuptrades herbeiführt. Hierdurch
wird wieder die vom Steuernden erwünschte Nullage erreicht. Diese Korrektur findet
jedoch nicht für die Nullage, sondern auch für jede beliebige vom Steuernden erwünschte
Steuerlage statt. Je größer das Längenverhältnis des Hilfssteuerhebels zu dem Steuerhebel
ist, desto größer ist die Korrektur. Wenn eine starke Korrektur erwünscht ist, wird
es daher zweckmäßig sein, den Hilfssteuerhebel länger zu machen als den Steuerhebel
bzw., falls eine geringe Korrekturwirkung erwünscht ist, wird man den Hilfssteuerhebel
kleiner als den gteuerhebel ausführen. Der Hilfssteuerhebel über-nimmt die
gleiche Funktion wie der sogenannte Richtungsweiser beim Flettner-Schiffsrüder.
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Abb. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem die
Hilfsräder 51, 52 hinter den Haupträdern 53, 54 angeordnet sind. Die Verstellung
der Hilfsräder erfolgt, ähnlich wie bei Abb. 2, vermittels der Stange 55 über den
Hilfssteuerhebel 56, die Stange 57 und den Steuerhebel 58. Das Hilfsrad 5= verstellt
seinerseits das Hauptrad 54 vermittels des Verbindungsgestelles 59, welches sich
in der vertikalen Achse 6o dreht. Entsprechend der Abb.2 sind zur Vermeidung ungleicher
Verstellungen der beiden Verbindungsgestelle die beiden Querstangen 6=, 62 angeordnet.
Die Stange 63 dient zur Übertragung der Steuerung auf das Hilfsrad 52. Auch hier
liegt die Wagenlast durch die Federn 65 und 66 auf der Querachse 64. Die Verbindungsgestelle
sind um diese waagerechte Achse schwenkbar angeordnet.
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Der Hilfssteuerhebe156 und der Steuerhebel 58 sind so zueinander angeordnet,
daß sie bei der Betätigung durch die Stange 57 sich "in entgegengesetztem Sinne
um ihre Achse drehen. Da bei einer Steuerung des nach hinten liegenden Hilfsrades
das Hauptrad immer in entgegengesetztem
Drehsinne verstellt wird,
ist eine derartige Anordnung der Hebel notwendig, da sonst bei unbeabsichtigtem
Ausschlagen des Verbindungsgestelles bzw. des Hauptrades keine Korrektur, sondern
eine Vergrößerung des unbeabsichtigten Verstellwinkels erfolgen würde. Es wird zweckmäßig
sein, den Drehpunkt des Hilfssteuerhebels (Richtungsweiser beim Flettner-Schiffsruder)
mit dem vertikalen Drehpunkt des Verbindungsgestelles zusammenfallen zu lassen,
da auf diese Art die Korrekturwirkung einfach zu erreichen ist.
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Abb.2 zeigt eine schematische Skizze des Hauptrades 67 und des Hilfsrades
68, welche durch das Verbindungsgestell 69 miteinander in Verbindung stehen.
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Abb. 7 zeigt eine Ansicht von oben. Der vertikale Drehpunkt 7o des
Verbindungsgestelles 69
liegt in diesem Falle nahe dem Mittelpunkt des Hauptrades
67. Um trotzdem eine Verteilung des Wagengewichtes zu erreichen, die dem Hilfsrad
68 eine genügende Anpressung erteilt, ist ein besonderes Hilfsstück 71 angeordnet,
welches zu der Achse 72 drehbar im Lager 73 angeordnet ist und welches über die
vertikale Welle 7o die Wagenlast auf das Verbindungsgestell 79 überträgt:
Die feste Querachse 72 trägt, zweckmäßig federnd, -das Wagengewicht. In Abb. 7 ist
nur das linke Vorderrad 67 mit seinem Hilfsrad 68 gezeichnet.
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Abb. 8 zeigt das Beispiel eines unstarren Verbindungsgestelles, welches
aus zwei in einer vertikalen Achse 74 zueinander drehbaren Teilen besteht. Das Hilfsrad
75 ist zu dem vorderen Teil des Drehgestelles 76 in der vertikalen Achse 77drehbar
angeordnet: DasWagengewicht liegt federnd auf der Achse 8o. Der Teil 79 des Verbindungsgestelles
ist zu der Achse 8o in dem Lager 81 drehbar angeordnet. Der Teil 79 des Verbindungsgestelles
trägt die vertikale Achse 82, um die das Hauptrad 78 drehbar angeordnet ist. Durch
die Verstellung des Hilfsrades 75 wird der Teil 76 des Verbindungsgestelles
verstellt, und über die Stange 83 und den Hebel 84 erfolgt die entsprechende Verstellung
den Hauptrades 78.
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In Abb. g ist die Anordnung eines nicht starren Verbindungsgestelles
bei Verwendung eines Hilfsrades 85 und zweier Haupträder 86, 87 dargestellt. Das
Verbindungsgestell besteht aus dem hinteren Teil 88 und aus dem vorderen Teil 89.
Der vordereTeil 89 ist um eine vertikale Achse go drehbar angeordnet und trägt an
seinem vorderen Ende das Hilfsrad 85, welches in der Achse gi drehbar angeordnet
ist und über die Stange 92, den Hilfssteuerhebel 93, die Stange 94 und den
Steuerhebel 95 verstellt wird. Das Gewicht des Wagens liegt federnd auf der festen
Querachse 96. Der Teil 88 des Verbindungsgestelles ist zu dieser Querachse
96 in den Lagern 97 drehbar angeordnet. Das Hilfsrad 85 verstellt vermittels
des Vorderteils 89 des Verbindungsgestelles über die Stange 98, den
Kniehebel 99, die Stange ioo und die beiden Hebel zoi und 1oz die beiden
Haupträder 86 und 87.
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Eine besondere Art der Übertragung der Last auf das Hilfsrad zeigen
beispielsweise die Abb. io und ii. Abb. io zeigt schematisch ein Hilfsrad io3 und
ein Hauptrad io4. Durch die Feder 105
über das Winkelstück io6 und das Verbindungsgestell
io7 wird ein Teil des Wagengewichtes auf das Hilfsrad 103 übertragen. Abb. ii zeigt
eine Ansicht von oben. Das Verbindungsgestell io7 trägt sich in der vertikalen Achse
io8. Die Verstellung des Hilfsrades 103 erfolgt über die Stange iog, den
Hilfssteuerhebel iio, die Stange iii und den Steuerb,ebel ii2. Das Hilfsrad verstellt
seinerseits das Hauptrad 104 über das Verbindungsgestell 107, die Stange 113 den
Hebel 114. Das gegenüberliegende, nicht gezeichnete Rad wird vermittels der Querstange
115 ebenfalls im gleichen Sinne verstellt.
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Die Abb. 12 und 13 zeigen als Beispiel das linke Vorderrad 116,. welches
durch ein Hilfsrad 117 gesteuert wird. Das Hauptrad 116 wird durch Vorderradantrieb
vom Motor 118 über Differential iig, Kardangelenk i2o, Welle 121, Kardangelenk 122,
Welle 123 und Kardangelenk 124 angetrieben. Der vertikale Dre$-punkt 125' des Verbindungsgestelles
126 liegt im. Mittelpunkt des Hauptrades 116. Das Verbindungsgestell 126 ist starr
verbunden mit dem Lager 127 der Laufachse des Hauptrades 116, so daß das Hauptrad
116 jede Verstellung des Verbindungsgestelles i26 mitmacht. DasWagengewicht ruht
auf der festen Querachse 128. Das Hilfsstück 129 ist in dem Lager 130 zu
der Querachse 128 drehbar angeordnet. Das- Hilfsstück überträgt das Gewicht durch
die Zapfen 131 und 132 auf das Verbindungsgestell 126.
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Die Verstellung des Hilfsrades z17 erfolgt über die Stange 133, den
Hilfssteuerhebel 134, die Stange 135 und den Steuerhebel 136. Das Hilfsrad 117 verstellt
seinerseits das Hauptrad 116 über das Verbindungsgestell 126.
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Um zu ermöglichen, daß die Verbindungsgestelle und sämtliche Querstangen
und Hebel für die Hilfssteuerung unter dem Wagen bzw. unter dem Motorgehäuse usw.
sich bewegen können, ist es zweckmäßig, die Teile in geeigneter Weise nach, unten
abzukröpfen und je nach Zweckmäßigkeit im einzelnen Fälle an den Rädern wieder hocbzukröpfen.
Abb. 14 zeigt dies beispielsweise bei dem Verbindungsgestell 137, welches das Hilfsrad
138 und das Hauptrad 139 verbindet. In dieser Abbildung sind nur das rechte Vorderrad
und das rechte Hilfsrad eines Wagens dargestellt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel sind, soweit mehrere Hilfsräder angeordnet
waren, für Hilfsräder und Haupträder gleiche Spurenweite
angenommen
worden. Man kann selbstverständlich auch verschiedene Spurenweiten vorsehen.
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Es können selbstverständlich auch Steuerungen im Sinne der Erfindung
so angeordnet werden, daß das Hilfsrad vorn am Wagen liegt und die Hinterräder steuert
oder daß das Hilfsrad weiter hinten am Wagen liegt und die Vorderräder steuert,
wobei man die Belastung durch das Wagengewicht ganz beliebig verteilen kann.