DE1058858B

DE1058858B - Lenkgetriebe fuer die Vorderraeder von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1058858B
Application number: DES50959A
Authority: DE
Original assignee: Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Citroen SA
Priority date: 1956-02-18
Filing date: 1956-10-22
Publication date: 1959-06-04
Also published as: US2884258A

Description

DEUTSCHES

Die steigende Verwendung von Niederdruckbereifungen und die von Jahr zu Jahr zunehmenden Fahrgeschwindigkeiten haben einen funktionellen Fehler im Janteaudschen Diagramm aufgezeigt.

Diese graphische Konstruktion, die für die Vorder- und die Hinterachse ein und denselben momentanen Drehmittelpunkt bestimmen soll, verliert ihre Gültigkeit durch die Verformung, die die Luftreifen beim raschen Befahren einer scharfen Kurve erleiden.

Wie noch näher dargelegt werden soll, hat nämlich der Unterschied in der Abflachung der Luftreifen an den beiden Vorderrädern eine Veränderung der Rückwirkung des Rades auf die Fahrbahn und folglich des Janteaudschen Diagramms zur Folge.

Die Janteaudsche Konstruktion entspricht also nicht mehr der Kinematik der Fahrbahnkurve, die mit großer Geschwindigkeit befahren wird. Sollen zugleich die unter diesen Verhältnissen durch die Rutschbewegung bedingte Abnutzung der Luftreifen und die hieraus für die Straßenlage möglichen Folgen vermieden werden, dann muß die übliche Arbeitsweise des Lenkgestänges korrigiert werden.

Der Erfindung, mit der dieser Nachteil beseitigt werden soll, liegt hauptsächlich die Aufgabe zugrunde, den mit einem gewöhnlichen Lenkgetriebe erreichbaren Ausschlagwinkel jedes lenkbaren Rades durch einen je nach der Größe des Lenkausschlages und je nach der Lage des Rades (Innen- oder Außenrad) veränderlichen Korrektionswinkel zu vergrößern oder zu verkleinern.

Demgemäß besteht die Erfindung bei einem Lenkgetriebe für die Vorderräder von Kraftfahrzeugen mit Lenkelementen, die den Rädern einen dem Janteaudschen Diagramm folgenden Einschlag erteilen, darin, daß Organe vorgesehen sind, die dem durch die Lenkelemente erzeugten Einschlagwinkel eine sich mit diesem Einschlagwinkel ändernde verschiedene Berichtigung vermitteln.

Es sind zwar bereits Lenkvorrichtungen für schienenlose Motorfahrzeuge bekannt, die beispielsweise durch Anwendung von ellipsenförmigen Scheiben an jedem der beiden Lenkschenkel derart ausgebildet sind, daß beim Einschlag der Lenkräder stets das in der durchfahrenen Krümmung innen laufende Rad einen stärkeren Einschlag erfährt, als das außen laufende Rad. Dies entspricht aber nicht der gemäß der Erfindung erreichten Einschlagkorrektur, durch die für Lenkgetriebe, die einen Einschlag nach dem Janteaudschen Diagramm liefern, d. h. einen Lenkeinschläg, bei dem sich die Richtungen der Achsen der Lenkräder in einem Punkt treffen, der auf der Achse der Hinterräder liegt, der Lenkeinschlag je nach dem Einschlagwinkel der Räder in der Weise geändert wird, daß die Abnutzung der Luft-

Lenkgetriebe für die Vorderräder
von Kraftfahrzeugen

Anmelder:
Societe Anonyme Andre Citroen, Paris

. , ". Vertreter:
Dipl.-Ing. W. Paap und Dipl.-Ing. H. Mitscherlich_r
Patentanwälte, München 22, Mariannenplatz 4

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 18. Februar 1956

■ ^ .

reifen beim schnellen Durchfahren einer schärfen Kurve auf ein Mindestmaiß zurückgeführt wird.

Es ist weiterhin ein achsschenkelgelenktes Straßenfahrzeug bekannt, bei dem durch das Profil eines Nockens od. dgl. die innere oder die äußere Verschiebung der Räder der Vorderachse bestimmt wird. Im Gegensatz zu der Erfindung erfolgt dies aber immer nach der genauen Regel des Janteaudschen Diagramms. -

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn bei einem Lenkgetriebe mit gesonderten Spurstangenhebeln für die Räder; bei dem die SpurstangenheDel durch Zwillings-Kupplungslaschen mit einem auf der Querstange der Lenkung bzw. der Spurstange sitzenden Anschlußstück verbunden sind, zwischen den am Anschlußstück angebrachten Kupplungslaschen und den Spurstangenhebeln Exzenter angeordnet sind, die je ein Zahnrad tragen, das mit einer fest angeordneten Zahnstange in der Weise zusammenarbeitet, daß jeder Exzenter während seiner Translationsbewegung eine Drehbewegung ausführt, durch die eine berichtigende Verstellung des an dem jeweiligen Rad angreifenden Spurstangenhebels hervorgerufen wird. -> Vorzugsweise ist dabei der einem Lenkrad zugeord¹ riete Exzenter symmetrisch zu dem dem anderen Lenkrad zugeordneten Lenkrad angeordnet derart, daß bei den Lenkrädern jeweils einander entgegengerichtete Berichtigungen erfolgen.

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Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die teilweise im Schnitt gehaltene Draufsicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 den Schnitt nach .der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 ein Schema der Kräfte, die auf ein Rad beim Befahren einer Kurve einwirken,

Fig. 4 die Stellung der Räder bei einem dem Abstand I entsprechenden Einschlag sowie die entsprechende Stellung der Exzenter in schematischer Darstellung und

Fig. 5 die Stellung der Räder bei einem dem Maß L entsprechenden Einschlag L sowie die entsprechende Stellung der Exzenter.

Die Erfindung geht davon. aus, daß große Lenkeinschläge im allgemeinen nur beim Parken eines Fahrzeuges oder ähnlichen" Bewegungen angewendet werden, die nur bei geringen Fahrgeschwindigkeiten durchgeführt werden. Dabei tritt keine oder nur eine sehr geringe Zentrifugalkraft und damit auch keine oder nur eine unbedeutende Verformung des Querschnittes der Luftreifen auf. Die Vorderräder müssen daher geometrisch derart orientiert sein, daß sich ihre Achsen auf einem in der Nähe der Hinterachse liegenden Punkt schneiden. Daraus ergibt sich, daß die Ebenen der Lenkräder selbst einen sich nach vorn öffnenden Winkel einschließen.

Im Gegensatz hierzu werden die mittleren Einschläge im allgemeinen bei Kurven angewendet, die mit beträchtlicher Geschwindigkeit befahren werden. Bei solchen mittleren Einschlägen treten daher infolge der scharfen Kurven und der großen Geschwindigkeit große Zentrifugalkräfte auf, die bewirken, daß das äußere Vorderrad stärker als das innere Vorderrad belastet wird. Sein Luftreifen ist mithin stärker abgeplattet und liegt auf der Fahrbahn mit breiterer Berührungsfläche als beim Innenrad auf.

Ferner bleibt diese Berührungsfläche nicht genau unter der Radfelge. Die Rückwirkung der Fahrstraße auf den Reifen setzt sich nämlich bei einem frontangetriebenen Fahrzeug, wie in Fig. 3 gezeigt ist, aus folgenden Kräften zusammen:

1. aus einer Kraft M, die der vom Rad übertragenen Antriebskraft gleich, aber entgegengesetzt ist,

2. aus einer Kraft C, die die zentripetale Rückwirkung ist, dank welcher die Kurve befahren werden kann.

Bei den großen Geschwindigkeiten und Haftkräften kann C von derselben Größenordnung wie M sein. Infolgedessen bildet die Resultierende R einen bedeutenden Winkel a mit der Radebene, und der Luftreifen verformt sich in schräger Richtung. In diesem Fall muß also der Lenkausschlag des äußeren Vorderrades in dem Sinn korrigiert werden, daß er vergrößert wird.

Ähnliches gilt für das innere Vorderrad. Da dieses aber weniger belastet ist als das äußere Vorderrad, weist auch die Bodenrückwirkung eine kleinere Winkelabweichung α auf, die folglich eine geringe Korrektur des Lenkausschlages erfordert.

In Wirklichkeit kommt es auf den Winkel an, den die Räder in Bezug aufeinander bilden; denn der Fahrer befährt die Kurve nicht nach der genauen Stellung des Lenkrades, sondern nach der tatsächlichen Bahn, die das Fahrzeug beschreibt.

Nun erfährt das Außenrad, wie erwähnt, eine Mehrbelastung durch die auf das Fahrzeug einwirkende Fliehkraft, seine Bodenhaftigkeit nimmt dementsprechend zu. Diese Bodenhaftigkeit zwingt dem Fahrzeug die von ihm befahrene Kurve auf. Infolgedessen erfolgt die obenerwähnte Berichtigung des Lenkausschlages selbsttätig durch das Außenrad, ist aber für das Innenrad zu groß, da die Bodenrückwirkung des letzteren einen kleineren Winkel a bildet. -■·■'-

Das Innenrad paßt sich also schlecht an, und es ■ ergibt sich dadurch eine größere Abnutzung sowie eine weniger gute Straßenlage des Fahrzeuges in der ίο Kurve.

Die Vorrichtung nach der Erfindung gestattet eine Berichtigung des Janteaudschen Diagramms durch Änderung des Winkels der beiden Räder bei den mittleren Lenkausschlägen, bei denen praktisch die größten Fliehkraftwerte im Spiele sind.

Auf diese Weise wird für das Innenrad die zu weitgehende Berichtigung des Lenkausschlages am Lenkrad durch einen kleineren Winkelabstand zwischen den Rädern ausgeglichen und dadurch die korrekte Bewegungsbahn wiederhergestellt.

Fig. 1 und 2 veranschaulichen ein Anwendungsbeispiel bei Zahnstangenlenkung für Antriebsräder; doch ist die Erfindung durch einfache Änderung der Lenkungsverhältnisse auch bei anderen Lenkungsarten anwendbar.

Bei der dargestellten Ausführungsform sitzt auf der Spurstangel ein Anschluß stück 2, das die Kupplungslaschen 3 und 3' trägt, an welchen die Spurstangenhebel 4 und 5 angelenkt sind. Zwischen den Kupplungslaschen 3 und 3' sowie den Augen der Spurstangenhebel 4 und 5 sind Exzenter 6 bzw. 7 vorgesehen. Die in den Laschen 3 und 3' lose gelagerten Exzenter bestehen aus in die Flansche 9 der Laschen eingreifenden Endstücken 8 und aus exzentrierten Mittelstücken 10, auf die die Augen der Spurstangenhebel 4 und 5 unter Zwischenschaltung von Ringen 14 aufgeschoben sind. Die Exzenter tragen ferner ein Zahnrad 11, das mit einer am Gehäuse 13 der Spurstange 1 vorgesehenen festen Zahnstange 12 kämmt.

Die Exzenter sind in Bezug aufeinander symmetrisch orientiert, so daß die Berichtigungen an jedem Rad mit entgegengesetzten Vorzeichen erfolgen, d. h. daß sich also der Berichtigungswinkel beim Außenrad addiert, beim Innenrad wiederum subtrahiert, was in beiden Fällen einer Wiederherstellung des Räderwinkels entspricht.

Beim Betätigen der Lenkvorrichtung wirkt das Anschlußstück 2, wie üblich, auf die Spurstangenhebel 4 und 5 unmittelbar ein. Außerdem sind die Exzenter 6 und 7 gezwungen, eine Drehbewegung in der Achse der Laschen anzunehmen, weil das Zahnrad 11 über die feste Zahnstange 12 rollt. Diese Bewegung hat zur Folge, daß die Spurstangenhebel 4 und 5 gegenüber den Kupplungslaschen eine leichte Translationsbewegung ausführen und dadurch an dem durch die übliche Lenksteuerung gegebenen Ausschlag der Räder eine Ausgleichsberichtigung gewährleisten.

Die Exzenter drehen sich bei einem halben Hub um 180° und bewirken eine maximale Berichtigung. Bei vollem Hub L von der Mittelstellung des Lenkgetriebes aus vollführen die Exzenter eine ganze Umdrehung und ändern die Spur nicht.

DieVorrichtung kann beispielsweise so ausgebildet sein, daß die Räder bei halber Umdrehung der Exzenter eine Vorspur von 5° (Fig. 4), bei einer vollen Umdrehung aber wieder eine solche Stellung zueinander erhalten, daß sie einen sich nach vorn öffnenden Winkel von ebenfalls 5° einschließen (Fig. 5).

Claims

Versuche haben erwiesen, daß unter diesen Verhältnissen bei scharfen Kurven sehr gute Ergebnisse erzielt werden. Im Bereich von Kurven mit großem Radius sind dabei die Radachsen ähnlich wie bei großen Einschlägen geometrisch so gerichtet, daß sich ihre Verlängerungen auf einem auf der Verlängerung der Hinterachse liegenden Punkt schneiden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind das jedem Exzenter zugeordnete Zahnrad und die Zahnstange demgemäß so ausgebildet, daß sie die Angriffspunkte für die Spurstangenhebel für den Einschlag Null und den größten Einschlag in dieselbe Relativstellung sowie demgegenüber bei mittleren Einschlägen in eine solche Relativstellung bringen, daß der bei großen Einschlägen sich nach vorn öffnende Winkel der Radebenen verringert oder sogar so geändert wird, daß sich eine Vorspur ergibt. Bei einem Lenkgetriebe Gemmerscher Bauart wäre die Korrektionsvorrichtung auf der Verbindungsstange der Räder anzubringen, um die Länge derselben bei den Ausschlagwinkeln, die eine Kurvenfahrt bei größeren Geschwindigkeiten gestatten, zu verkürzen. Patentansprüche:

1. Lenkgetriebe für die Vorderräder von Kraftfahrzeugen mit Lenkelementen, die den Rädern einen dem Janteaudschen Diagramm folgenden Einschlag erteilen, gekennzeichnet durch Organe, die dem durch die Lenkelemente erzeugten Einschlagwinkel eine sich mit diesem Einschlag-

winkel ändernde, verschiedene Berichtigung vermitteln.

2. Lenkgetriebe nach Anspruch 1 mit gesonderten Spurstangenhebeln für die Räder, die durch Zwillings-Kupplungslaschen mit einem auf der Querstange der Lenkung sitzenden Anschlußstück verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den am Anschluß stück (2) angebrachten Kupplungslaschen (3 und 3') und den

ίο Spurstangenhebeln (4 und 5) Exzenter (6 und 7) angeordnet sind, die je ein Zahnrad (11) tragen, das mit einer fest angeordneten Zahnstange (12) in der Weise zusammenarbeitet, daß jeder Exzenter während seiner Translationsbewegung eine Drehbewegung ausführt, durch die eine berichtigende Verstellung des an dem jeweiligen Rad angreifenden Spurstangenhebels (4 bzw. 5) hervorgerufen wird.

3. Lenkgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der einem Lenkrad zugeordnete Exzenter (6 bzw. 7) symmetrisch zu dem dem anderen Lenkrad zugeordneten Exzenter angeordnet ist, derart, daß bei den Lenkrädern jeweils einander entgegengerichtete Berichtigungen erfolgen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 855 659, 692 063, 046, 623 310;
deutsche Patentanmeldung St 5819 H/63 c (bekanntgemacht am 13. 5. 1954).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen