DE2837230C2

DE2837230C2 - Lenkgetriebe für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2837230C2
Application number: DE2837230A
Authority: DE
Inventors: Suwaji Urawa Saitama Takano; Toshio Kawagoe Saitama Tsuchiya
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1977-08-26
Filing date: 1978-08-25
Publication date: 1983-02-03
Also published as: US4205860A; FR2401052B1; DE2837230A1; FR2401052A1; JPS5822387B2; JPS5442729A

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Durch die DE-PS 3 90 114 ist bereits ein Lenkgetriebe eingangs genannter Art bekannt, bei dem die beiden Kurven durch einen einseitig aus der Fläche einer Platte vorstehenden Bund gebildet werden, an dessen Seitenflächen jeweils eine von zwei gemeinsam an den einen Arm eines zweiarmigen Hebels angeordneten Rollen abläuft. Die Kurvenbahnen müssen daher parallel zueinander verlaufen. Der dabei notwendig spiralförmige Verlauf der Kurvenbahnen könnte zwar so festgelegt werden, daß ein mit der Lenkbewegung variables Steuerverhältnis erreicht wird, wie es etwa aus der FR-PS 10 73 808 bekannt ist Da aber beide Kurvenbahnen parallel zueinander verlaufen und die Geradeausfahrstellung des Lenkgetriebes im mittleren Bereich der Länge der Kurvenbahnen liegt, ergeben sich je nach so Lenkrichtung unterschiedliche Lenkkräfte, was zu unannehmbaren Verschlechterungen des Fahrkomforts und der Sicherheit führt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik ein Lenkgetriebe anzugeben, das in jeder der beiden Lenkrichtungen gleichartige Eigenschaften hat, dabei einfach aufgebaut ist, einen geringen Raumbedarf aufweist und billig hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch Einrichtungen nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind im Patentanspruch 2 angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt

Fig. I eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Eigenschaften eines Lenkgetriebes nach der Erfindung;

F i g. 2 eine Draufsicht auf ein mit einem Lenkgetriebe

nach der Erfindung ausgerüstetes Fahrzeug;

F i g. 3 eine Seitenansicht des Fahrzeugs nach F i g, 2;

Fig,4 eine vergrößerte Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;

F i g, 5 den Schnitt 5-5 aus F i g. 4;

Fig,G eine Draufsicht auf die Nackenscheiben und die Rollen und

Fig.7 eine Draufsicht auf den mit den Spurstangen verbundenen Arm des zweiarmigen Hebels.

Der Körper 2 eines Fahrzeugs 1 hat einen schräg aufwärts verlaufenden Hinterteil 3, einen flachen Zwischenteil und einen schwach aufwärts geneigten Vorderteil 5. Eine Hinterradachse 6 ist unter dem Hinterteil 3 angeordnet Hinterräder 7 und 8, die die Antriebsräder sind, laufen auf den beiden Enden der Hinterradachse 6. Blattfedern 9 sind mit ihren einen Enden an den Seiten des Hinterteils 3 befestigt und tragen mit ihren anderen Enden die Hinterradadise6.

Gekrümmte Rohre 10 sind auf der rechten und linken Seite des Hinterteils 3 angeordnet, und ein Sitz 11 ist auf den Rohren 10 befestigt Darunter ist ein Kraftstofftank 12 angeordnet

Ein Querträger 13 ist am Vorderteil 5 vorgesehen. Er trägt lenkbare Vorderräder 15 und 16 an seinen beiden Enden. Am Lenkhebel 14 sind Spurstangen 17 und 18 angelenkt

Eine Lenksäule 2<Hst nach hinten ansteigend an einer Halterung 19 befestigt die auch den Querträger 13 trägt In der Lenksäule 20 ist eine Lenkspindel 21 angeordnet die an ihrem unteren Ende mit einem Lenkgetriebe zur Erzeugung eines variablen Steuerverhältnisses gekoppelt ist und mit ihrem oberen Ende aus der Lenksäule 20 herausragt Eine Lenkstange 22, die mit ihren beiden Enden nach hinten abgebogen und mit Handgriffen 23 versehen ist, ist am oberen Ende der Lenkspindel 21 befestigt. Ein Gashebel oder andere Betätigungselemente können an den Handgriffen vorgesehen sein. Die Lenksäule 20 ist durch eine Strebe 24 stabilisiert, deren untere Enden /<m Vorderende des Fahrzeugs befestigt sind.

Ein Fahrer M (Fig.3) sitzt auf dem Sitz 11 und ergreift die Handgriffe 23 der Lenkstange 22 mit beiden Händen. Er fährt das Fahrzeug und stützt gleichzeitig seine Füße auf dem Mittelteil 4 des Fahrzeugs ab.

Der Lenkwinkel der Lenkstange ist im Hinblick auf die Handhabung des Fahrzeugs etwas unter 90° gehalten.

Der Einschlagwinkel θ 1 der Vorderräder 15 und 16 liegt zwischen der geraden Normalstellung a und etwa 50° für den kleinsten Kurvenradius.

Gemäß der Erfindung ist ein variables Steuerverhältnis zwischen dem Einschlagwinkel der gelenkten Räder 15 und 16 und dem Lenkstangensteuerwinkel vorgesehen. Es ist derart bemessen, daß bis zu ca. 20° Lenkstangensteuerwinkel, was allgemein dem Hochgeschwindigkeitsbereich entspricht, sein Wert kleiner als 1 :3 ist.

Zwischen ca. 20 und 45° Lenkstangensteuerwinkel, was einer üblichen Kurvenfahrt entspricht, beträgt das Steuerverhältnis 1 :2 bis 4 :5, so daß der Lenk-Widerstand der Reifen nicht zu einem merkbaren Unterschied der Steuerempfindlichkeit oder zu dem Eindruck führt, daß das Fahrzeug ausgehend von einem Lenkstangensteuerwinkel von ca. 20° eine zu schnelle Drehung beginnt.

Bei dem maximalen Lenkstangensteuerwinkel von über 45° ist das Steuerverhältnis so bemessen, daß der Steuerwinkel der gesteuerten Räder dem minimal

möglichen Kurvenradius entspricht

Die Variation des Steuerverhältnisses erfolgt glatt und kontinuierlich, wie sich der graphischen Darstellung in F i g, 1 entnehmen läßt. Hierbei zeigt die Abszisse den Lenkstangensteuerwinkel und die Ordinate den Steuerwinkel eines gelenkten Rades.

Wenn der Lenkstangensteuerwinkel im Bereich von 0 bis 20° liegt, so liegt das Steuerverhältnis in der schraffierten Zone Q d.h. zwischen 1 :6 entsprechend der Linie A und 1 :3 entsprechend der Linie B. Wenn das Steuerverhältnis kleiner als 1:6 ist, so ist der Drehwinkel der Lenkstange im Verhältnis zum Lenkwinkel der Lenkräder zu groß, und es wird eine Fahrunsicherheit erzeugt. Ist das Steuerverhältnis größer als 1 :3, so ist die Steuerung zu empfindlich für eine hohe Fahrgeschwindigkeit

In einem Lenkstangensteuerwinkelbereich von 20 bis 45° liegt das Steuerverhältnis in dem schraffierten Bereich F,d.h. zwischen 1 :2 entsprechend der Linie D und 4:5 entsprechend der Linie £

Im Bereich eines Lenkstangensteuerwinkels von 45° bis zum maximalen Winkel liegt das Steuerve-hältnis in dem schraffierten Bereich H, d.h. zwischen 1 :2 entsprechend der Verlängerung der Linie D und 5 :7 entsprechend der Linie G, so daß der Steuerwinkel der gesteuerten Räder dem minimal möglichen Kurvenradius entspricht

Im Bereich von 0° bis zum maximalen Lenkstangensteuerwinkel ist also der Steuerwinkel der gelenkten Räder relativ zum Lenkstangensteuerwinkel kontinuierlich variabel entsprechend der Variation des Steuervefhältnisses. F i g. 1 zeigt die optimale Charakteristik mit der gestrichelten Linie I.

Die Lenkspindel 21 ragt aus der Lenksäule 20 mit ihrem unteren Ende 100 heraus, wie in F i g. 5 dargestellt ist Eine Hülse 101 hat die Funktion eines Nockenscheibenträgers und ist am unteren Teil 100 der Lenkspindel 21 mit einem Stift 103 befestigt der die Steuerwelle 21 gleichzeitig gegen eine Verschiebung nach oben sichert

Ein Flans-h 102 ist etwa in der Mitte der Hülse 101 vorgesehen. Zwei Nockenscheiben 104 und 105 sind durch Schweißen o. ä. an der Außenseite der Hülse 101 auf den beiden Seiten eines Bundes 102 befestigt Sie haben somit einen vorbestimmten Winkel in vertikaler Richtung zueinander. Wie aus F i g. 4 hervorgeht haben die beiden Nocken&cheiben 104 und 105 ebenensymmetrische Profile und sind so angeordnet daß sie bezüglich einer Mittellinie Nsymmetrisch zueinander liegen. Dies bedeutet, daß das gesamte Profil der jeweiligen Nockenscheibe symmetrisch zum Profil der jeweils anderen Nockenscheibe bezüglich der Symmetrielinie N liegt

Eine Achse 106 ist an der Halterung 19 vorgesehen und ragt nach unten, wobei sie einen seitlichen Abstand zu dem unteren Ende 100 der Lenkspindel 21 hat Eine Hülse 108 eines Antriebselements 107 ist auf der Achse 106 drehbar gelagert und auf ihr durch eine Mutter 109 gesichert. Zwei Seitenarme 110 und 111 sind an der Außenseite der Hülse 108 vorgesehen. Der obere Seitenarm 110 liegt etwas über der oberen Nockenscheibe 104. Der untere Seitenarm ili liegt etwas unter der unteren Nockenscheibe 105. Auf der Hülse 108 ist zwischen den beiden Seitenarmen 110 und 111 eine Halteplatte 112 angeordnet. Sie hat zu den beiden Nockenscheiben 104 und 105 jeweils einen geringen Abstand.

Rollen 113 und 114 sind an den freien Enden d?r Seitenarme 110 und Ul angeordnet Sie stehen jeweils

mit der Kurvenbahn einer Nockenscheibe 104 bzw. 105 in Berührung,

Ein Spurstangenarm 115 ist mit einem Ende an der Außenseite des unteren Endes der Hülse 108 befestigt und an seinem anderen Ende über einen durch eine

ίο Mutter 520 gesicherten Schraubbolzen 116 mit Kugelgelenken 117,118 bzw. 117, 119 verbunden, die oberhalb und unterhalb des Spurstangenärms 115 sitzen und in die die Enden der Spurstangen 17 bzw. 18 eingeschraubt sind. Die anderen Enden der Spurstangen 17 bzw. 18

is sind über Gelenke 121 jeweils mit einem Lenkhebel 14 für das rechte bzw. linke Vorderrad 15 und 16 gekoppelt Das vorstehend beschriebene Lenkgetriebe hat die folgende Funktion. Wenn die Lenkstange 22 geschwenkt wird, so dreht sich die Lenkspindel 21 in der Lenksäule 20, und gleichzeitig damit dreht sich die mit dem Stift 103 an ihrem unteren L&de 1OU befestigte Hülse 101 in derselben Richtung. Die Mockenscheiben

104 und 105, die an der Hülse 101 befestigt sind, drehen sich ebenfalls und die Rollen 113 und 114 folgen deren Außenumfang. Da die Rollen 113 und 114 mit den symmea-ischen Kurvenbahnen der Nockenscheiben 104 und 105 an symmetrischen Positionen in Berührung stehen, folgt die eine Rolle der Bewegung der anderen. Da die Rollen 113 und 114 an den Seitenarmen 110 und 111 gehalten sind, die wiederum an der Hülse 108 befestigt sind, wird die Hülse 108 um die Lagerachse 106 gedreht Mit der Drehbewegung der Hülse 108 bewegt sich der Spurstangenarm 115, der an ihr befestigt ist um die Lagerachse 106. Mit der Bewegung des Spurstangenarms 115 wird eine der Spürstangen 17 und 18 über das ihr zugeordnete Kugelgelenk gezogen und die andere gedrückt so daß der jeweilige Lenkhebel 14 um seine Lagerachse 24 am jeweiligen Ende des Querträgers 13 geschwenkt wird.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die mit den Nockenscheiben 104 und 105 versehene Hülse 101 mit der Lenkspindel 21 über den Stift 103 verbunden, und die Nockenscheiben 104 und

105 können somit verstellt oder ausgewechselt werden, « um der Änderung des Steuerverhältnisses eine andere Charakteristik zu geben. Die Hülse 101 kann jedoch auch beispielsweise durch Schweißung am unteren Ende 100 der Lenkspindel 21 befestigt sein. Die beiden Nockenscheiben 104 und 105 sind im beschriebenen

so Falle getrennte Elemente, sie können jedoch auch einstückig hergestellt sein. Ferner sind beim beschriebenen Ausführungsbeispiel die Nockenscheiben 104 und 105 direkt auf dem unteren Ende der Lenkspindel 21 angeordnet. Sie können jedoch auch auf einer separaten Welle vorgesehen sein, die durch die Lenkspindel über Zahnräder oder ähnliche Elemente angetrieben wird.

Beim Betrieb des beschriebenen Lenkgetriebes wird das variable Steuerverhältnis in einfacher Weise verwirklicht Da die Spurstangen durch einfache Nockenscheiben betätigt werden, kann das gesamte Lenkgetriebe mit wenigen Teilen in einfacher Konstruktion hergestellt werden und verursacht einen minimalen Raumbedarf. Es eignet sich deshalb besonders für einfache, kleine und leichte Fahrzeuge.

Hierzu 5 Bla..t Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1, Lenkgetriebe für Fahrzeuge, mit zwei am unteren Ende einer vorn Fahrzeuglenker drehbaren Lenkspindel festgelegten Kurvenbahnen, die jeweils annähernd eine Spirale darstellen und an denen eine Rolle anliegt, die sich in Geradeausfahrtstellung des Lenkgetriebes im mittleren Bereich der Länge der zugehörigen Kurvenbahn befindet und die auf dem einen Arm eines zweiarmigen Hebels drehbar sitzt, der um eine zur Lenkspindelachse parallele Achse schwenkbar gelagert ist und mit dessen anderem Arm über Kugelgelenke zu den Fahrzeuglenkrädern führende Spurstangen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Kurvenbahnen durch die Stirnfläche einer Nockenscheibe (104,105) gebildet wird, die hintereinander und spiegelbildlich zu einer die Achse (106) des zweiarmigen Hebels sowie die Achse der Lenkspindel (21) enthaltenden Ebene auf «scr Lenkspindel (21) angeordnet sind und daß jede der Rollen (113, 114) auf einem eigenen Seitenarm (110,111) des zweiarmigen Hebels sitzt, wobei die Seitenarme (110,111) miteinander einen zur Lenkspindelachse hin offenen Winkel einschließen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheiben (104, 105) am unteren Ende der Lenkspindel (21) auswechselbar befestigt sind.

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