DE2952087A1

DE2952087A1 - Lenkungsanordnung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2952087A1
Application number: DE19792952087
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Richter; Helmut 7057 Winnenden Struck; Henning Dipl.-Ing. 7307 Schanbach Wallentowitz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1979-12-22
Filing date: 1979-12-22
Publication date: 1981-07-02
Also published as: FR2472997A1; GB2066184B; FR2472997B1; US4423883A; GB2066184A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft -3- Daim 12 09 3/4

Stuttgart-Untertürkheim

Lenkungsanordnung für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Lenkungsanordnung für Kraftfahrzeuge, bei der beide zu lenkende Räder über Lenkstangen mit einem Lenkstockhebel gekoppelt sind, der mit einer Lenksäule in Verbindung steht.

Die bekannten Fahrzeuglenkungen der eingangs genannten Art weisen ein Lenkgetriebe auf, welches über einen Lenkstockhebel gleichzeitig den Radeinschlag des rechten und linken Vorderrades bewirkt. Die bekannten Lenkungen werden abhängig von den Erfordernissen der schnellen Geradeausfahrt und der Kurvenfahrt sowie abhängig von dem Ziel, einen möglichst kleinen Wendekreis zu ermöglichen, konzipiert. Mithin treten sich gegenseitig beeinflussende Faktoren auf, die beispielsweise in einem sogenannten "Reinfallen" der Lenkung, d.h. einem Einschlagen des Lenkrades ohne einem Zutun des Fahrers, oder in großen Wendekreisen resultieren.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Lenkung zu schaffen, welche die vorstehend angegebenen Nachteile vermeidet, die Vorteile im normalen Fahrbetrieb beibehält und dennoch einen sehr kleinen Wendekreis ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Lenkstockhebel geteilt ist, daß jeweils ein Lenkstockhebelteil einem Rad zugeordnet ist, daß an der Lenksäule wenigstens ein Sonnenrad angeordnet ist, welches mit Planetenrädern eines Planetenträgerpaares kämmt, daß das Planetenrad jedes Planetenträgers mit einem

130027/0519

2952Q87

-ι- Daim 12 093/4

Außenrad kämmt, welches den Antrieb zu einem Lenkstockhebelteil bildet, und daß eine Sperrvorrichtung vorgesehen ist, um den Planetenträger einerseits und das Außenrad andererseits des zugeordneten Rades alternativ zu sperren.

Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, daß mit der erfindungsgemäßen, geteilten Lenkung die beiden Lenkstockhebelteile im normalen Fahrbetrieb gleichzeitig und um gleiche Einschlagwinkel bewegt werden. Daher kann die Auslegung nach den Erfordernissen für schnelle Geradeausfahrt erfolgen. Bei großen Radeinschlägen ist jedoch eine getrennte Steuerung der beiden Lenkstockhebelteile ausführbar, dadurch, daß bei Erreichen eines vorbestimmbaren Maximaleinschlages des kurveninneren Rades ein Anschlag wirksam wird und da durch die Sperrvorrichtung den betreffenden Lenkstockhebelteil arretiert und den zugeordneten Planetenträger freigibt. Das kurvenäußere Rad läßt sich dann jedoch durch Drehung der Lenksäule weiter einschlagen, da der zugeordnete Planetenträger gesperrt bleibt und damit die Drehung der Lenksäule nur noch auf den Lenkstockhebelteil des kurvenäußeren Rades überträgt. Der Maximaleinschlag des kurvenäußeren Rades kann so festgelegt werden, daß ein minimaler Wendekreis erreichbar ist.

Erfindungsgemäß wird das herkömmliche Lenkgetriebe durch zwei Planetenträger mit einem oder zwei zugehörigen Sonnenrädern ersetzt, wodurch die vom Lenkrad über die Lenksäule übertragene Drehbewegung verzweigt wird und je nach Drehrichtung das Einschlagen des einen oder anderen Vorderrades begrenzt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Sperrvorrichtung kann vorzugsweise ein Sperrglied aufweisen, welches alternativ in zwei Positionen verstellbar ist, so daß in einer ersten Position der zugeordnete Planetenträger arretierbar ist und eine Einschlagbewegung des zugehörigen Rades ausgeführt

130027/0519

-5- Daim 12 093/4

werden kann, während in der zweiten Sperrposition des Sperrglieds das Außenrad bei Freigabe des betreffenden Planetenträgers arretiert werden kann und somit das betreffende Rad in der jeweiligen Endstellung arretiert wird.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lenkung anhand der Zeichnung zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschema der erfindungsgemäßen Lenkung,

Fig. 2 eine Darstellung der Lagerung der Lenkstockhebelteile,

Fig. 3 eine Ausführungsform der Sperrvorrichtung und

Fig. 4 eine Darstellung von zwei möglichen Positionen eines Sperrglieds der Sperrvorrichtung.

Fig. 1 zeigt das Prinzip der erfindungsgemäßen geteilten Lenkung. Die Drehbewegung des Lenkrades wird über eine Lenksäule 1 auf zwei Sonnenräder 2, 3 übertragen. Jedes Sonnenrad 2 bzw. 3 kämmt mit Planetenrädern, die mit den Bezugszeichen 4, 5 und 6, 7 angedeutet sind. Die Planetenräder 4, 5 und 6, 7 sind auf jeweils einem zugeordneten Planetenträger 8 bzw. 9 angeordnet und kämmen mit einem zugeordneten Außenrad 10 bzw. 11. Jedes Außenrad 10 bzw. 11, welches die Form eines halben Hohlrades haben kann, steht mit einem Abtrieb 12 bzw. 13 in fester Verbindung, welcher einen im folgenden noch beschriebenen Lenkstockhebelteil 14 bzw. 15 antreibt.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Drehbewegung von der Lenksäule auf zwei Lenkgetriebe übertragen wird, von denen jedes Getriebe aus dem Sonnenrad 2 bzw. 3, dem zugeordneten Planetenträger 4 bzw. 6 mit seinen Planetenrädern und dem Außenrad 10 bzw. 11 besteht. Erfindungsgemäß werden somit zwei Räder, insbesondere die Vorderräder eines Kraftfahrzeuges durch jeweils eine Getriebeeinheit in die ge-

130027/0519 -6-

-6- Daim 12 093/4

wünschte Einschlagstell.ung gebracht. Die Drehbewegung von der Lenksäule 1 wird auf die beiden Getriebeeinheiten 2, 4, 5, 10 und 3, 6, 7, 11 verzweigt. Einen wesentlichen Bestandteil der erfindungsgemäßen Lenkung bildet eine Sperrvorrichtung 16, 17, wobei die Sperrvorrichtung 16 der ersten Getriebeeinheit und die Sperrvorrichtung 17 der zweiten Getriebeeinheit zugeordnet ist.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Lagerung 4O der Lenkstockhebelteile 14, 15. Eine die Lenkstockhebelteile 14, 15 tragende Lenkstockhebelwelle ist in Abschnitte 18, 19 geteilt, wobei der Wellenabschnitt 18 den Lenkstockhebelteil 14 und der Wellenabschnitt 19 den Lenkstockhebelteil 15 drehfest lagert. Die Lenkstockhebelwellenabschnitte 18, 19 selbst sind in Kugellagern gelagert. Der Wellenabschnitt 19 ist mit einem zylindrischen Vorsprung 19a versehen, der in eine entsprechende zylindrische Ausnehmung 18a des Wellenabschnittes 18 greift, wodurch die beiden Wellenabschnitte 18, 19 relativ zueinander drehfähig und zugleich in Axialrichtung definiert sind. Die Lenkstockhebelabschnitte 18, 19 stehen jeweils mit einem der Abtriebe 12 bzw. 13 nach Fig. 1 in fester Verbindung und bewirken eine Verstellung der Lenkstockhebelteile 14 bzw. 15 abhängig von der ausgeführten Drehung des Abtriebes 12 bzw. 13. An dem Wellenabschnitt 18 bzw. 19 angedeutete Zahnräder 18' bzw. 19' stehen mit dem zugehörigen Abtriebsrad 12 oder 13 in Eingriff.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Lenkung anhand von Fig. 1 und 2 näher erläutert, wobei vorerst auf die Getriebeeinheit 2, 4, 5, 10 Bezug genommen wird. Im normalen Fahrbetrieb wird der Planetenträger 8 durch die Sperrvorrichtung 16 gesperrt, so daß die Drehung vom Lenkrad 1 über das Sonnenrad 2 und das Planetenrad 4, 5 auf das Außenrad 10 übertragen wird. Analog verhält sich die zweite Getriebeeinheit 3, 6, 7, 9. Dadurch werden die beiden Lenkstockhebelteile 14, 15 um gleiche Einschlagwinkel abhängig von der Drehung des nicht gezeigten Lenkrades bewegt. ₇_

130027/05 1 Ö

Daim 12 09 3/4

Der Maximaleinschlag der Räder in beiden Richtungen ist derart festgelegt, daß das jeweils kurvenäußere Vorderrad einen minimal möglichen Wendekreis sicherstellt. Wird die Lenksäule soweit gedreht, daß das kurveninnere Vorderrad, beispielsweise das zum Abtrieb 12, d.h. das zur Getriebeeinheit 2, 4, 5, 10 gehörige Vorderrad seinen Maximaleinschlag erreicht, wird ein nicht gezeigter Anschlag wirksam und steuert die zugehörige Sperrvorrichtung 16 so in die gestrichelt dargestellte Lage um, daß diese den Planetenträger 8 freigibt und das Außenrad 10 arretiert. Das andere kurvenäußere Vorderrad, welches von der Getriebeeinheit 3, 6, 7, 9 betätigt wird, dessen Planetenträger 9 in diesem Fall weiter arretiert ist, (ausgezogene dargestellte Lage der Sperrvorrichtung 17), wird durch das Weiterdrehen des Lenkrades über die Lenksäule 1 und den gesperrten Planetenträger 9 soweit - bis zu einem Innenanschlag - eingeschlagen, daß der gewünschte minimale Wendekreis erreicht wird. Bei einem Einschlag der Vorderräder in entgegengesetzter Richtung wird bei Erreichen des Maximaleinschlages (Außenanschlag) des dann kurveninneren Rades in diesem Fall der Planetenträger 9 freigegeben und das Außenrad 11 arretiert, während der Planetenträger 8 weiterhin arretiert bleibt, so daß bei arretiertem Abtrieb 13 der Abtrieb 12 für den zugehörigen Lenkstockhebelteil bis zum Erreichen eines Innen-Anschlages o.dgl., welcher den minimalen Wendekreis festlegt, bewegbar ist.

Fig. 3 zeigt eine mögliche Ausführung der Lenkungsanordnung nach der Erfindung, bei der auch eine Realisierung der Sperrvorrichtung vorliegt, die in Fig. 1 mit 16 bzw. 17 angedeutet ist.

Das in Fig. 1 mit 2 bezeichnete Sonnenrad, das hier mit 20 bezeichnet ist, sitzt drehfest auf der Lenksäule 1 und kämmt mit einem Planetenrad 21, das z.B. dem Planetenrad 4 der Fig. 1 entspricht. Das Planetenrad 21 kämmt seinerseits mit einem Außenrad 22, welches dem Außenrad 10 der Fig. 1 entspricht und die jeweils erforderliche Form hat, um entweder den Abtrieb zum zugehörigen Lenkstockhebelteil zu bilden oder indirekt mit dem Lenkstockhebelteil in Verbindung zu stehen. Der Planetenträger ist in Fig. 3

130027/0619 _₈_

-8- Daim 12 093/4

ein Hebel 23 (entspricht Teil 8 in Fig. 1), der durch einen bogenförmigen Schlitz 24 gebildete Gleitflächen 25 und 26 aufweist, während an dem dem Außenrad entsprechende Teil 22 eine mindestens zum Teil ,senkrecht zu dem Schlitz 24 verlaufende Aussparung 27 ausgebildet ist. Die Schlitze 24 und 27 sind zur Aufnahme einer ein Sperrglied bildenden Sperrstange 28 konzipiert, die auf einer Seite in einer Lagereinheit 29 gelagert ist, die eine Bewegung in einer durch einen Pfeil χ gekennzeichneten Richtung ermöglicht. Die das gegenüberliegende Ende der Stange 28 lagernde Einheit ist nicht dargestellt. Der Verlauf der Schlitze 24 und 27 ist drehrichtungsabhängig derart zu wählen, daß die Stange 28, beispielsweise infolge ihres Eigengewichtes, im normalen Fahrbetrieb ein Sperren der Schwenkbewe-gung des Hebels 23 bewirkt und dessen Bewegung um die durch die Lenksäule festgelegte Achse verhindert, während gleichzeitig eine Bewegung des Teiles 22 zum Abtrieb des zugehörigen Lenkstockhebelteiles möglich ist. Diese Bewegung des Teiles 22 erfolgt in Pfeilrichtung 22', wenn der Hebel 23 arretiert ist.

Wenn das zugehörige Vorderrad als kurveninneres Vorderrad seinen Maximaleinschlag erreicht, muß die Stange 28 den Hebel 23 freigeben. Das geschieht dadurch, daß das Außen-rad in seiner Bewegung in Richtung 22' festgehalten wird, weil das zugeordnete Rad an dem nicht gezeigten Außenanschlag angelaufen ist. Bei weiterer Drehung des Lenkrades und der Lenksäule 1 läuft die Sperrstange 28 daher an den Führungsflächen 25 des Hebels 23 auf und wird, bezogen auf die Lenksäule 1, radial nach außen gedrückt. Die Stange 28 gelangt so in den Bereich des Schlitzes und sperrt nun den Teil 22. Der Schwenkhebel 23 dagegen ist in seiner Bewegung im Gegenuhrzeigersinn frei. Das kurvenäußere Rad kann daher durch Drehen der Lenksäule 1 weiter eingeschlagen werden. Die Drehrichtung des Planetenrades 21 ist durch einen Pfeil gekennzeichnet.

130027/0519

-9- Daim 12 09 3/4

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die das Sperrglied bildende Stange 28 durch ihr Eigengewicht und eine entsprechende Kontur der Gleitflächen beidseitig der Schlitze 24 und 27 in den beiden möglichen Sperrpositionen gehalten. Gemäß einer Abwandlung der in Fig. 4 dargestellten Sperrvorrichtung kann eine einseitig gelagerte Stange 28 als Sperrglied vorgesehen werden, die an ihrem freien Ende über eine Feder 29 mit einem festen Bezugspunkt in Verbindung steht. Die Lage der Stange 28 bei Arretierung des Hebels 23 ist voll ausgezeichnet, während die Sperrposition der Stange 28 für den Fall, daß der Hebel 23 freigegeben ist und der Teil 22 blockiert ist, gestrichelt eingetragen und durch das Bezugs zeichen 30 angedeutet ist. Bei dieser Ausführungsform wird eine Feder 29 eingesetzt, die beim Umschalten - durch das Anlaufen des kurveninneren Rades am Außenanschlag - von einer Sperrposition in die andere eine Totpunktlage durchläuft und damit eine einseitige Lagerung der Stange 28 ausreicht.

Die wesentliche Funktion der Sperrvorrichtung 16 bzw. 17, welche die in Fig. 4 gezeigte Form haben kann, besteht darin, daß entweder der zugehörige Planetenträger festgehalten wird, wenn die Drehung des Lenkrades eine entsprechende Drehung des zugehörigen Vorderrades in eine eingeschlagene Stellung hervorrufen soll, oder der Planetenträger von der Stange 28 freigegeben wird und die Stange 28 das Außenrad 22 festhält, wenn bei einer Weiterdrehung des Lenkrades das betreffende Vorderrad nicht bewegt werden soll. In letzterem Fall rollt das Planetenrad auf dem Außenrad ab.

Die unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 dargestellte Lenkung kann auch dahingehend abgewandelt v/erden, daß anstelle von zwei Sonnenrädern ein einziges Sonnenrad verwendet wird, auf dem die Planetenräder der beiden Planetensätze bzw. Planetenträger 8 und 9 umlaufen können.

-10-

130027/0519

-10- Daim 12 093/4

Bei der unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 3 erläuterten Ausführungsform weist jeder Planetenträger 4 bzw. 9 oder 23 nur jeweils ein Planetenrad auf, welches mit den Bezugszeichen 4, 5 bzw. 6, 7 und 21 bezeichnet ist. Abhängig von der Form des Aussenrades 10 bzw. 11 oder 22 kann jeder Planetenträger gewünschtenfalls auch mehr als ein Planetenrad lagern.

Anstelle der unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 beschriebenen Sperrvorrichtung können auch andere Konstruktionsarten mit dem gleichen Zweck eingesetzt werden.

13Q027/0S1S

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Lenkungsanordnung für Kraftfahrzeuge, bei der beide zu lenkende Räder über Lenkstangen mit einem Lenkstockhebel gekoppelt sind, der mit einer Lenksäule in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkstockhebel (14, bzw. 18, 15, 19) geteilt und jeweils ein Lenkstockhebelteil (14, 18 oder 15, 19) einem Rad zugeordnet ist, daß an der Lenksäule (1) wenigstens ein Sonnenrad (2, 3) angebracht ist, welches mit den Planetenrädern (4, 5, 6, 7) eines Planetenträgerpaares (8, 9) kämmt, daß das Planetenrad (4, 5 bzw. 6, 7) jedes Planetenträgers mit einem Außenrad (10 bzw. 11) kämmt, welches an Abtrieb (12 bzw. 13) zu einem Lenkstockhebelteil (14 bzw. 15) bildet, und daß eine Sperrvorrichtung (16 bzw. 17) vorgesehen ist, um den Planetenträger (8 bzw. 9) einerseits und das Außenrad (10 bzw. 11) andererseits alternativ zu sperren.
2. Lenkungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtungen (16, 17) durch einen den Rädern zugeordneten und deren Maximaleinschlag begrenzenden Anschlag auslösbar sind.
3. Lenkungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung (16 bzw. 17) ein Sperrglied (28) aufweist, welches in eine erste Position zum Arretieren des zugeordneten Planetenträgers (8 bzw. 9; 23) zur Ausführung einer Einschlagbewegung des betreffenden Rades und in eine zweite Position zum Arretieren des zugeordneten AußemXades (10 bzw. 11; 22) bei Freigabe des Planetenträgers vorgesehen ist.

-2-

130027/0519

ORIGINAL INSPECTED

-2- Daim 12 093/4
4. Lenkungsanordnung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrad (22) und/oder der Planetenträger (23) Gleitbahnen (24, 25, 26 bzw. 27) zur Steuerung des Sperrglieds (28) aufweist.
5. Lenkungsanordnung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (28) eine einseitig gelagerte Stange ist, an deren freiem Ende eine Feder (29) befestigt ist.
6. Lenkungsanordnung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Planetenträger- und Außenrad-Einheit (8, 10 bzw. 9, 11) eine Sperrvorrichtung (16 bzw. 17) vorgesehen ist.
7. Lenkungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einheit zur Steuerung des Sperrglieds (28) der Sperrvorrichtung in eine von zwei SperrStellungen vorgesehen ist.
8. Lenkungsanordnung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkstockhebelteile (14, 15) jeweils auf einem Abschnitt (18, 19) einer Lenkstockhebelwelle befestigt sind.
9. Lenkungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Planetenträger (8 bzw. 9; 23) mehrere Planetenräder aufweist.
10. Lenkungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Lenksäule (1) zwei Sonnenräder (2, 3) angebracht sind, welchen die Planetenräder (4, 5 bzw. 6, 7) eines der beiden Planetenträger (8 bzw. 9) zugeordnet sind.

130027/05 1 9 -3-