DE3338387A1

DE3338387A1 - Steuervorrichtung fuer ein fahrzeug

Info

Publication number: DE3338387A1
Application number: DE19833338387
Authority: DE
Inventors: Yoshimi Asaka Saitama Furukawa; Shoichi Arakawa Tokyo Sano
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1982-10-22
Filing date: 1983-10-21
Publication date: 1984-04-26
Also published as: US4538824A; DE3338387C2; GB2130539B; GB8328261D0; GB2130539A

Description

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Beschreibung Steuervorrichtung für ein Fahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung, durch die bei einem Fahrzeug die Vorderräder zusammen mit den Hinterrädern bei einer steuernden Betätigung des Steuerrades gedreht werden.

In den Japanischen Patentanmeldungen 56-118698 und 57-47743 ist eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug beschrieben, bei der eine gleichzeitige Drehung der Vorderräder und der Hinterräder durch ein Verfahren bewirkt wird, gemäß dem eine zur Drehung der Hinterräder geforderte Drehung in der Form einer Drehung eines schwingenden Gliederwerkes und eines exzentrischen Zapfens usw. eines Drehsystemes für die Vorderräder über ein Verbindungsteil· bewirkt wird.

Die obengenannte Steuervorrichtung ermöglicht! es, daß die Hinterräder bei einem Betrieb des Steuerrades mit einem kieinen steuernden Winkel in dieselbe Richtung wie die Richtung der Vorderräder und bei einem Betrieb mit einem großen steuernden Winkel in eine entgegengesetzte Richtung bewegt werden. Dies führt dazu, daß eine Betriebscharakteristik während des Fahrens des Fahrzeuges mit einer hohen Geschwindigkeit verbessert werden kann und daß die Manövrierbarkeit des Fahrzeuges infolge der Tatsache weiter verbessert werden kann, daß ein kleiner Krümmungsradius mit einem großen Steuerwinkel im Falle einer Kehrtwendung oder beim Einfahren oder Verlassen eines Parkplatzes

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-ΑΙ usw. erreicht werden kann.

Eine Drehung der Hinterräder wurde jedoch über ein Drehmoment des schwingenden Gliederwerkes oder über einen exzentrischen Zapfen usw. ausgeführt. Dies führt dazu, daß ein Drehwinkel der Hinterräder von einer relativ einfachen Funktion abhängig war.

Dies bedeutet, daß bei der obengenannten Steuervorrichtung der Drehwinkel der Hinterräder in Bezug auf den steuernden Winkel des Steuerrades durch eine Sinusfunktion gegeben war, was dazu führte, daß ein maximaler Drehwinkel der Hinterräder, wenn diese in derselben Richtung gedreht werden wie die Vorderräder, und der andere maxima-Ie Drehwinkel der Hinterräder, wenn diese in eine entgegengesetzte Richtung zu den Vorderrädern gedreht wurden, gleich waren.

Dies" führte daher zu einer Tendenz, daß einige Faktoren, wie die am häufigsten auftretenden Bereiche der beim Betrieb eines Fahrzeuges bewirkten Fahrgeschwindigkeit nicht betrachtet wurden, wenn die obenbeschriebene Steuervorrichtung im Zusammenhang mit verschiedenen Fahrzeugarten angewendet wurde.

Bei einem derartigen Fahrzeug erscheint es beispielsweise wünschenswert zu sein, wenn es nur in einem Bereich einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, einen maximalen Drehwinkel der Hinterräder in derselben Richtung wie derjenige der Vorderräder zu haben, der kleiner ist als der andere maximale Drehwinkel der Hinterräder in einer entgegengesetzten Richtung zu derjenigen der Vorderräder, um ein praktisches Fahren mit dem Fahrzeug zu verbessern, anstatt daß die beiden obenbeschriebenen maximalen Drehwinkel der Hinterräder gleich eingestellt sind,,

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Eine Einstellung einer Charakteristik der Änderung des Drehwinkels der Hinterräder in Bezug auf eine Änderung des steuernden Winkels des Steuerrades kann unter dem Gesichtspunkt der Verwendbarkeit des Fahrzeuges, die durch die obenerwähnte herkömmliche Steuervorrichtung per se erreicht wird, dramatisch verbessert werden.

Die vorliegende Erfindung wurde geschaffen, um die obenbeschriebene herkömmliche Steuervorrichtung im Hinblick auf die obengenannten Gesichtspunkte weiter zu verbessern.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug mit Vorderrädern und Hinterrädern, die eine Einrichtung zum Drehen der Vorderräder, die wirksam mit einem Steuerrad verbunden ist, um die Vorderräder bei einer Betätigung des Steuerrades mit einem drehenden Winkel zu drehen, der proportional zum steuernden Winkel des Steuerrades ist, eine Einrichtung zum Drehen der Hinterräder, die wirksam mit dem Steuerrad verbunden ist, um eine Drehung der Hinterräder in derselben Richtung wie diejenige der Vorderräder und in der entgegengesetzten Richtung dazu und mit einem Drehwinkel bei einer Betätigung des Steuerrades zu bewirken, der einem steuernden Winkel des Steuerrades entspricht, aufweist. Die Einrichtung zum Drehen der Hinterräder weist eine Spurstange zum Drehen der Hinterräder, ein Teil zum Drehen der Hinterräder, das mit der Spurstange verbunden ist, um die Hinterräder durch seine Bewegung zu drehen, ein Eingangsteil, das proportional zum steuernden Winkel des Steuer- rades gedreht wird, eine erste übertragungseinrichtung, die zwischen dem Eingangsteil und der Einrichtung zum Drehen der Hinterräder vorgesehen ist, um die Einrichtung zum Drehen der Hinterräder mit einer ersten Geschwindigkeit zu bewegen, die einem Betrag der Bewegung des Ein-

gg gangsteiles entspricht, und eine zweite übertragungseinrichtung auf, die zwischen dem Eingangsteil und der

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Einrichtung zum Drehen der Hinterräder vorgesehen ist, um die Einrichtung zum Drehen der Hinterräder mit einer zweiten Geschwindigkeit zu drehen, die einem Betrag der Drehung des Eingangsteiles entspricht.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, durch die die Hinterräder zusammen mit den Vorderrädern mit einem Steuerwinkelverhältnis gedreht werden können, das für einen praktischen Gebrauch des Fahrzeuges angemessen ist.

Im folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den Figuren ausführlich erläutert. Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung zur Erläuerung einer schematischen Anordnung eines Steuersystemes für ein Fahrzeug mit vier Rädern, das mit einer Steuervorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausgerüstet Ist;

Fig. 2 eine vergrößerte Aufsicht zur Darstellung

eines wesentlichen Teiles der Steuervorrichtung der Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der

Fig. 2;

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung einer Be-Ziehung zwischen einem steuernden Winkel

des Steuerrades und einem drehenden Win-

— —

kel der Hinterräder bei der ersten Aus

führ ungsform;

Fig. 5 eine Darstellung zur Erläuterung einer Bewegung der wesentlichen Teile der in

der Fig. 2 dargestellten Steuervorrichtung ;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung einer schematischen Anordnung eines Steuersystemes für ein Fahrzeug mit vier Rädern, das mit einer Steuervorrichtung ausgerüstet ist, die entsprechend einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung zur Erläuterung eines wesentlichen Teiles der Steuervorrichtung der Fig. 6;

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 der

Fig. 7; und

Fig. 9 ein Diagramm zur Erläuterung einer Beziehung zwischen einem steuernden Winkel

eines Steuerrades und einem drehenden Winkel der Hinterräder bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung.

In der Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Steuerrad. Eine Steuerwelle 2, die integral mit dem Steuerrad 1 verbunden ist und mit diesem gedreht wird, ist wirksam mit einem Zahnstangengetriebe 3 verbunden, das fest auf einem Körper eines Fahrzeuges gehalten wird.

Jede der Spurstangen 4,4 wird bei einer Drehung des Steuerrades 1 nach rechts oder nach links bewegt, was

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dazu führt, daß die Vorderräder 7 durch die mit dem Endbereich der Spurstange 4 und eine mit dem Gelenkarm verbundene Vorderradwelle 6 gedreht werden.

Eine Zahnstange 8 des Zahnstangengetriebes 3 greift an dem Bereich ihrer rechten Hälfte an einem nicht dargestellten Ritzel an, das an einem äußersten Ende der ■ Steuerwelle 2 befestigt ist. Außerdem greift die Zahnstange 8 an einem nicht dargestellten Ritzelteil einer angetriebenen Welle 9 an, die sich im Bereich ihrer linken Hälfte nach hinten erstreckt. Die angetriebene Welle 9 ist mit dem vorderen Ende über ein Universal- bzw. Kardangelenk 10 mit einem in Längsrichtung verlaufenden Zwischenstück 11 verbunden. Ein hinteres Ende des Zwischenstückes 11 ist an eine Eingangswelle 14 eines Mechanismus 13 zum Drehen der Hinterräder über ein Universal- bzw. Kardangelenk 12 verbunden.

Die Eingangswelle 14 ist in einem nicht dargestellten Getriebegehäuse zur Drehur-.g der Hinterräder eingebaut, wobei das Gehäuse fest an der linken hinteren Seite des Körpers des Fahrzeuges angeordnet ist. Um einen äußeren Umfang der Eingangswelle 14 ist ein Ritzel 15 fest angepaßt, das konzentrisch zur Eingangswelle 14 angeordnet ist, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist. Das hintere Ende der Eingangswelle 14 ist mit einem Kurbelarm 16 verbunden. Dar Kurbelarm 16 ist derart an der Welle 14 befestigt, daß er bei einer Drehung der Eingangswelle 14 in einer Ebene, die die Eingangswelle gO 14 unter einem rechten Winkel kreuzt, bewegt werden kann« Außerdem weist der Kurbelarm einen Kurbelzapfen (nicht dargestellt) auf? der sich an seiner hinteren Fläche horizontal und nach hinten zum Körper des Fahrzeugs erstreckt=

Die Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Aufsicht zur Dar-

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stellung eines wesentlichen Teiles des Mechanismus zum Drehen der Hinterräder, wie er in der Fig. 1 dargestellt ist. Dabei sind ein auf die Eingangswelle 14 aufgepaßtes ' und ein damit verbundenes Teil, das Ritzel 15 und der Kurbelarm 16,so dargestellt, daß sie von einer linken Seite des in der Figur 1 dargestellten Fahrzeuges aus gesehi

sind.

gesehen um 90 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht

Wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist, greift das Ritzel 15 an einer Zahnstange 17 an, die lateral in einem Fahrzeugkörper angeordnet ist. Der Kurbelarm 16 ist mit einer Verbindungsstange 20 verbunden, die sich im wesentlichen in einer lateralen bzw. seitlichen Richtung des Fahrzeugkörpers erstreckt und im wesentlichen parallel zur Zahnstangenwelle 19 der Zahnstange 17 verläuft. Dabei erfolgt die Kopplung über ein Kugellager 18, das an dem nicht dargestellten Kurbelzapfen des Armes 16 angreift.

Wie dies in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ist jedes rechte Ende der Zahnstangenwelle 19 und der Verbindungsstange 20 verschwenkbar in einem schwingenden Armteil 23 über einen Zapfen 21 und ein Kugellager 22 angeordnet. Das Armteil 23 weist, wie dies aus den Fig.1 und 2 ersichtlich ist, eine völlig rechtwinklige Platte auf. Eine Längsachse des Armteiles 23 ist in Längsrichtung in einem Fahrzeugkörper angeordnet, wenn das Steuerrad 1 sich in seiner neutralen Position befindet. Der Zapfen 21 ist zwischen den vorderen Gabelteilen 23a und 23b des Armteiles 23 vertikal festgelegt und das Kugellager 22 ist an einem im wesentlichen mittleren Bereich in der oberen Oberfläche des Armteiles 23 befestigt. Das Armteil 23 wird durch einen nicht dargestellten Haltemechanismus derart gehalten, daß es nur in einer horizontalen Ebene bewegt werden kann. Wie dies bereits beschrieben

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wurde, ist der Kurbelarm 1 Γι so angeordnet, daß er einesenkrechte Position einnimmt, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist, wenn das Steuerrad 1 sich in seiner neutralen Position befindet oder wenn der Steuerwinkel einen Null-Wert besitzt.

Beide hinteren Endteile des Armteiles 23 sind jeweils' schwenkbar mit einem Ende von Spurstangen 25 über Kugel-,

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gelenke 24, 24 verbunden, die jeweils auf einem Endteil befestigt sind. Das andere Ende jeweils einer Spurstange 25 ist schwenkbar mit einem Gelenkarm bzw. Achsschenkel 28 verbunden, der mit der Welle 27 eines Hinterrades 26 gekoppelt ist. Auf diese Weise werden die Hinterräder bei einer Bewegung des horizontalen schwingenden Armteiles 23 in einer horizontalen Ebene gedreht, wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist.

Wenn das Steuerrad 1 betätigt wird, bewegt sich die Zahnstangenwelle 8 des Zahnstangengetriebes 3 zur Drehung der Vorderräder nach rechts und nach links und eine für die Drehung der Hinterräder erforderliche Drehung wird an der angetriebenen Ritzelwelle 9 erzeugt, die an der linken halben Seite der Zahnstangenwelle 8 angreift. Die Drehung wird auf die Eingangswelle 14 des Systems zum Drehen des Hinterrades über ein Zwischenstück 11 übertragen und dann wird die Eingangswelle 14 entweder nach rechts oder nach links gedreht.

Eine Drehung der Eingangswelle 14 bewirkt, daß die Zahn-Stangenwelle 19, die an dem Ritzel 15 angreift, das an einem vorderen Außendurchmesser der Welle 14 befestigt und aufgepaßt ist, und die Verbindungsstange 20, die an den nicht dargestellten Kurbelzapfen gekoppelt ist, der an seinem hinteren Ende durch den Kurbelarm 16 vorsteht, in einer im wesentlichen linearen Beziehung in einer lateralen Richtung mit einer relativ verschiedenen

Geschwindigkeit jeweils bewegt werden. Außerdem wird die Verbindungsstange 20 in Antwort auf eine Drehung der Kurbel des Kurbelzapfens hin- und herbewegt.

Ein Hub der Zahnstangenwelle 19 aufgrund des Eingreifens zwischen dem Ritzel 15 und der Zahnstange 17 ist proportio nal und wenn angenommen wird, daß ein hinterer Drehpunkt 22 für die Stange 20 ein nicht bewegbarer Punkt ist, wird das Armteil 23, das schwenkbar am rechten Ende der Zahn-Stangenwelle 19 gehalten wird, horizontal derart in Schwingung versetzt, daß die Hinterräder 26, 26 in einer linearen Form durch die Bewegung nach rechts und nach links der rechten und der linken Spurstangen 25, 25, die am hinteren Ende des Armteiles 23 verbunden sind und gehalten werden, gedreht werden, wie dies in der Fig. 4 durch eine gerade Linie dargestellt ist.

Das Armteil 23, das schwenkbar am rechten Ende der Verbindungsstange 20 befestigt ist, deren linkes Ende schwenk bar am Kugelzapfen (nicht dargestellt) gehalten wird, wird horizontal bei einer Drehung der Hinterräder unter einer Bewegung der Stange 20 derart in Schwingungen versetzt, wie dies durch eine sinusförmige Kurvenlinie B der Fig. 4 dargestellt ist, wenn angenommen wird, daß der durch die Zahnstangenwelle 19 gebildete Drehpunkt 21 ein nicht-bewegbarer Punkt ist.

Positive und negative Werte auf der X-Achse der Darstellung der Fig. 4 zeigen jeweils die Eingangswerte der Rechts- und Links-Steuerung des Steuerrades 1 an. Die positiven und negativen Werte der Y-Achse zeigen die Werte der nach rechts und links gesteuerten Winkel der Hinterräder jeweils an.

Wie dies aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht, werden die Abmessungen des Ritzels 15 und der Zahnstange

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17 in der ersten Ausführungsform und die Größen des Kurbelarmes 16 und der Verbindungsstange 20 derart eingestellt bzw. gewählt, daß der Betrag der Bewegung der Drehpunkte 21 und 22 in einer lateralen Richtung des Fahrzeugkörpers einen im wesentlichen gleichen Wert aufweist, wenn die Eingangswelle 14 im Uhrzeigersinn (oder entgegen dem Uhrzeigersinn) um 90° gedreht wird.

Im Zusammenhang mit den Fig. 2, 4 und 5 wird nun ein Drehvorgang der Hinterräder 26 mit dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Mechanismus 13 zum Drehen der Hinterräder ausführlich erläutert.

Die Fig. 5 zeigt schematisch die in der Fig. 2 dargestellten Teile 15, 17 bis 24, wobei eine Bewegung dieser Teile dargestellt ist, wenn das Steuerrad 1 gesteuert wird.

Bei der in der Fig. 2 oder in der Fig. 5 dargestellten Anordnung wird, wie dies aus der obigen Beschreibung hervorgeht, in dem Fall, in dem das Ritzel 15 und der Kurbelarm 16 bei einem Steuervorgang des Steuerrades 1 gedreht werden und wenn das Ritzel und der Arm 16 im Uhrzeigersinn gedreht werden (Fig.5), die Zahnstangenwelle 19 im Verhältnis zu einem Betrag der Drehung des Ritzels 15 in Bezug auf den Fahrzeugkörper nach rechts bewegt. Von oben auf den Fahrzeugkörper gesehen, führt die Verbindungsstange 20 eine im wesentlichen lineare Bergung in derselben Richtung wie die Zahnstangenwelle 19 aus, während ihre Geschwindigkeit allmählich von der neutralen Position des Kurbelarmes 16 bis zur 90°-Drehung verringert und allmählich von der 90°-Drehung des Kurbelarmes 16 bis zur 180"-Drehung vergrößert wird. In ähnlicher Weise führt sie eine lineare Bewegung in einer entgegengesetzten Richtung aus, während die Geschwindigkeit allmählich von der 180°-Drehung bis zur 270°-Drehung verringert wird. Als Ergebnis wird das

Armteil 23 in Antwort auf die Bewegungen der Zahnstangenwelle 19 und der Verbindungsstange 20 in Schwingung versetzt, so daß die Hinterräder 26 gedreht werden, wie dies durch eine aus den geraden Linien A und B der Fig. 4 kombinierte gebogene Linie dargestellt ist.

In der Fig. 5 bezeichnen A₀, A₁ und A₂ Positionen des- nicht dargestellten Kurbelzapfens oder Kugelgelenkes 18, wenn ein Betrag der Drehung des Kurbelarmes 16 im Uhrzeigersinn in der Figur jeweils 0°, 90° und 270° beträgt.

P_Q bis P„, Q_n bis Q₂ und R_n bis R₂ stellen jeweils einen Drehpunkt 21, einen Drehpunkt 22 und einen mittleren Punkt zwischen den Kugelgelenken 24 und 24 dar. In der Fig. 5 stellt Y₁ einen maximalen Betrag der Bewegung des Punktes R dar, wenn die Hinterräder 26 in derselben Richtung wie die der Vorderräder 7 bewegt werden, y« stellt einen maximalen Betrag der Bewegung des Punktes R in einer lateralen Richtung zum Fahrzeugkörper nach links dar. Wie dies in der Fig. 4 gezeigt ist, werden der maximale Betrag d^er Drehungen Y₁ und Y„ in dieselbe Richtung wie die der Vorderräder und in die entgegengesetzte Richtung wie die der Vorderräder in Antwort auf y.. und y~ bewirkt.

Wie dies in der Fig. 4 durch die Kurve C dargestellt ist, werden bis zu einer 90°-Umdrehung der Eingangswelle 14 die Hinterräder 26 in dieselbe Richtung wie die der Vorderräder 7 mit einem positiven Gradienten gedreht. Wenn eine Drehung über 90° erfolgt, zeigt der Gradient einen negativen Wert und die Hinterräder 26 werden sogleich in ihre neutrale Position zwischen der 90°-Umdrehung und der 180°- Umdrehung zurückgedreht. Dann werden die Hinterräder in eine entgegengesetzte Richtung zu der der Vorderräder 7 bis zu einer Umdrehung von 270° gedreht. Wenn die Eingangswelle 14 bis zu 270° gedreht wird, wird ein maximaler Betrag Y₂ der Drehbewegung der Hinterräder in eine Richtung entgegengesetzt zu der Richtung der Vorderräder gedreht.

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Wie dies aus der Fig. 5 im Zusammenhang mit der obigen Beschreibung hervorgeht, können die Beziehungen y₂> y^ und Y₂ ^: Yi ^{= Y}2 ^{: Y}1 ^erhalten werden.

Die Steuervorrichtung der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann daher eine in der Fig. 4 durch die Kurvenlinie C gezeigte Drehung der Hinterräder bewirken, die gleichzeitig mit der Drehung der Vorderräder bei einer Betätigung des Steuerrades erfolgen. Die Steuervorrichtung, die so beschaffen ist, daß die Hinterräder in Antwort auf die Wendekurve der Hinterräder gedreht werden, wird vorzugsweise im Zusammenhang mit Fahrzeugen angewendet, die normalerweise in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich betrieben werden, wie dies bereits beschrieben wurde.

Dies führt dazu, daß die Manövrierbarkeit des Fahrzeuges verbessert wird. Dies bedeutet, daß die erste Ausführungsform der Erfindung hauptsächlich beim Fahren des Fahrzeuges mit einer kleinen Fahrgeschwindigkeit angewendet wird.

Fig. 6 zeigt eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der Betrieb der Vorrichtung, bevor das Zwischenstück 111 gedreht wird, ähnlich mit derselben Anordnung wie der der ersten bevorzugten Ausführungsform ausgeführt wird. Eine Beschreibung des Mechanismus zum Drehen der Vorderräder wird daher weggelassen.

Wie in der Figur dargestellt ist, stehen bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform zwei Arten von Zahnstangen 117 und 120 an der Stelle von der linearen Zahnstange und dem drehbaren Kurbelarm der ersten bevorzugten Ausführungsform in Eingriff, wenn die Teile, die an der Eingangswelle 114 angreifen sollen, die durch das Universal- bzw. Kardangelenk 112 mit dem Zwischenstück

111 verbunden ist, bei einem Betrieb der Hinterräder gedreht werden. Die Zahnstangen 119 und 120 werden daher bei einer Drehung der Eingangswelle 114, wenn das Steuerrad betätigt wird, gedreht, wodurch ein Armteil 123, das schwenkbar mit den rechten Enden der beiden Zahnstangen verbunden ist und in einer horizontalen Ebene bewegt wird, den Gelenkarm 128 über die Spurstange 125 antreibt. Die Hinterräder 126 werden daher auch über die Radwelle 127 gedreht.

Die Fig. 7 zeigt, ähnlich wia die Fig. 2, einen Mechanismus zum Drehen der Hinterräder zwischen der Eingangswelle 114 und der Spurstange 125.

Eine Drehung der beiden Zahnstangen wird über den Stift 121, der in vertikaler Richtung zwischen den gegabelten Bereichen 123a und 123b des Armteiles befestigt ist und ein Kugelgelenk 122, das an einen im wesentlichen mittleren Punkt des Armteiles 123 befestigt ist, auf das Armteil 123 übertragen. Beide hinteren Enden des Armteiles 123 sind verschwenkbar jeweils mit einem Ende der rechten und linken Spurstange 125, 125 über Kugelgelenke 124 verbunden, die an dem Endbereich befestigt sind. Das Armteil 123 wird durch einen Trägermechanismus (nicht dargestellt) derart gehalten, daß es nur in einer horizontalen Ebene bewegt werden kann.

Wie dies in der Figur dargestellt ist, sind am Außenumfang der Eingangswelle 114 ein hinteres normales Ritzel gO 115 und ein vorderes exzentrisches Ritzel 130 fest aufgepaßt, die axial voneinander beabstandet sind.

An den Zahnstangen 120 und 117 greifen daher die beiden Ritzel 115 und 130 derart an, daß sie unter einem rechten Winkel von der Eingangswelle gekreuzt werden können.

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' Die Zahnstange 117, die an dem vorderen exzentrischen Ritzel 130 angreift, weist gewellte bzw. wellenförmige ununterbrochene Zähne mit einem Spitzenbereich 117a und einem Bodenbereich 117b auf. Die Zahnstangenwelle 119 ist am rechten Ende verschwenkbar mit dem Armteil 123 über einen Zapfen 121 verbunden, wie dies zuvor bereits beschrieben wurde. Die Fig. 7 zeigt einen Zu-" stand um die Eingangswelle in dem Fall, in dem die Steuerwelle in ihrer neutralen Position angeordnet ist, wobei das exzentrische. Ritzel 130 derart auf die Eingangs- - welle 114 aufgepaßt ist, daß es, wie dies dargestellt ist, an dem Bodenbereich 117b der Zahnstange 117 angreifen kann. Dies bedeutet, daß das Ritzel 130 auf seine höchste Position eingestellt ist und daß ein Abstand zwischen einer Mitte der Eingangswelle 114 und einer Mitte des Ritzels 130 auf eine Hälfte einer Höhendifferenz zwischen dem Spitzenbereich 117a und dem Bodenbereich Tl7b eingestellt ist, wobei der Abstand einem exzentrischen Abstand des Ritzels 130 entspricht.

Die Zahnstange 120, die an dem normalen hinteren Ritzel 115 angreift, weist normale Zahnstangenzähne auf. Das rechte Ende der Zahnstangenwelle 140 ist verschwenkbar mit der Stange 150 über ein Kugelgelenk 141 verbunden. Das rechte Ende der Stange 150 ist verschwenkbar an einen im wesentlichen mittleren Bereich der oberen Oberfläche des Armteiles 123 über das zuvor bereits beschriebene Kugelgelenk 122 gekoppelt. Die Anordnung der Stange 150 ermöglicht eine glatte horizontale Schwingung des Armteiles 123.

Wenn das Steuerrad daher betätigt wird, wird die Eingangswelle 114 des Steuersystemes für die Vorderräder entweder in die rechte oder linke Richtung über ein Zwischenstück 111 gedreht, wie dies bei der ersten Ausführungsform ähnlich erfolgt.

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Die vordere und die hintere Zahnstangenwelle 119 und 140, die an dem vorderen bzw. an dem hinteren Ritzel 130 bzw. 115 angreifen, die am Außenumfang der Eingangswelle 114 befestigt sind, führen eine im wesentlichen lineare Bewegung entweder nach rechts oder nach links mit einer relativ unterschiedlichen Geschwindigkeit bei einer Drehung der Eingangswelle 114 aus. In diesem Fall wird, wenn beispielsweise die Eingangswelle 114 in der Fig. 7 im Uhrzeigersinn gedreht wird, die Zahnstangenwelle 119 der Zahnstange 117, die an dem exzentrischen Ritzel 130 angreift, durch eine Drehung des Ritzels 130 nach rechts, d.h. in eine laterale Richtung zum Fahrzeugkörper bewegt, wie dies aus der Figur ersichtlich ist, während das Verhältnis der Bewegung der Zahnstangenwelle in Bezug auf den Betrag der Drehung des Ritzels 130 geändert wird.

Dies bedeutet, daß, wenn das exzentrische Ritzel 130 und die Zahnstange 117 so eingestellt und angeordnet sind, wie dies in der Fig. 7 dargestellt ist, ein Durchmesser des Teil- bzw. Rollkreises des Ritzels 130, dessen Mitte der axialen Mitte der Eingangswelle 114 entspricht, allmählich im Falle einer Rechtsdrehung der Eingangswelle 114 bis auf 180° verringert wird, wie dies aus der Figur ersichtlich ist, so daß eine schrittweise Bewegung der Zahnstangenwelle 119 nach rechts sich während einer Drehung des Ritzels 130 in einem Bereich von 0° bis 180° ebenfalls allmählich verringert.

Wenn daher angenommen wird, daß ein hinterer Drehpunkt 122 des Armteils 123, das am rechten Ende der Zahnstangen 119 verschwenkt wird, ein nicht-bewegbarer Punkt ist, wird der Arm 123 nach rechts oder nach links in einer horizontalen Ebene bei einer Bewegung der Zahnstangenwelle 119 derart in Schwingungen versetzt, daß die Hinterräder 126, 126 durch eine Rechts- oder Links-bewegung der rechten und linken Spurstange

125, 125, die am hinteren Ende des Armteiles 123 verbunden sind und gehalten werden, mit einem variablen Drehwinkelverhältnis gedrehtwerden, wie dies durch die Kurve D in der , Fig. 9 dargestellt ist.

Bei einem Hub der hinteren Zahnstangenwelle 130, der durch das Eingreifen zwischen dem hinteren normalen Ritzel 115 und der Zahnstange 120 bewirkt wird, und der proportional zum Betrag der Drehung der Welle 114 ist, wird das Armteil 123, das verschwenkbar mit dem rechten Ende der Verbindungsstange 150 verbunden ist, horizontal in Schwingungen versetzt, um zu bewirken, daß die Hinterräder in einer linearen Form gedreht werden, wie dies in der Fig. 9 durch eine gerade Linie E dargestellt ist, wenn angenommen wird, daß der vordere Drehzapfen 121 ein nichtbewegbarer Punkt ist.

Positive und negative Werte der X-Achse der Zeichnung der Fig. 9 stellen jeweils Eingangsbeträge der Rechts- und Links-Steuerung des Steuerrades dar. Positive und negative Werte der Y-Achse stellen jeweils die gesteuerten Beträge der Hinterräder 126 nach rechts und nach links dar.

Bei der zuvor beschriebenen Anordnung der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine praktische Wendekurve für die Hinterräder in der Form einer aus einer Kurve D und einer geraden Linie E kombinierten Kurve F geschaffen.

gO Aus der Fig. 9 geht klar hervor, daß nur ein Anfangszustand der Betätigung des Steuerrades angezeigt ist.

Bei der Steuervorrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung soll das Fahrzeug vorzugsweise eine normale niedrige Betriebsgeschwindigkeit aufweisen, weil die Hinterräder in der durch eine

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Kurve F der Fig. 9 dargestellten Weise gedreht werden, d.h. weil die Hinterräder in dieselbe Richtung wie die Richtung der Vorderräder nur in einem Anfangszustand des Steuerbetriebes des Steuerrades gedreht werden. 5

Obwohl bei den zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen zwischen der Eingangswelle zum Drehen der Hinterräder eines Drehteiles und einem horizontal schwingenden Armteil zum Antreiben vonSpurstangen, um die Hinterräder zu drehen, ein normales Ritzel, das die Funktion einer linearen Übertragung ausführt, ein Kurbelarm, der eine Funktion einer nicht-linearen Übertragung ausführt oder ein exzentrisches Ritzel, das eine Funktion einer nichtlinearen Übertragung ausführt und ein normales Ritzel, das eine Funktion einer linearen Übertragung ausführt, angeordnet sind, können an der Stelle der zuvor genannten Elemente irgendwelche zwei Teile vorgesehen werden, die beide Funktionen einer nicht-linearen Übertragung erfüllen. Es ist außerdem möglich, in der Fig. 2 eine umgekehrte Anordnung des Kurbelarmes und des normalen Ritzels vorzusehen, um eine gewünschte Wendekurve der Hinterräder zu bewirken, obwohl es in diesem Fall erforderlich ist, daß die Eingangswelle wie eine Kurbel geformt ist.

Ein Mechanismus zur übertragung einer steuernden Drehung auf die Eingangswelle kann beliebiger Art sein. Beispielsweise können eine Kette und ein Riemen an der Stelle des in Längsrichtung verlaufenden Zwischenstückes angewendet werden.

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Claims

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Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weicilmani-;, Di^L. Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska , Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel

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8000 MÜNCHEN 86 -, *. '■> ■' ■"- 2:\ POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22

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Steuervorrichtung für ein Fahrzeug

Patentansprüche

Steuervorrichtung für ein Fahrzeug mit Vorderrädern id Hinterrädern, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung zum Drehen der Vorderräder wirksam mit einem Steuerrad verbunden ist, um die Vorderräder bei einer Betätigung des Steuerrades mit einem Drehwinkel zu drehen, der proportional zu einem steuernden Winkel des Steuerrades ist, daß eine Einrichtung zum Drehen der Hinterräder wirksam mit dem Steuerrad verbunden ist, um bei einer Betätigung des Steuerrades eine Drehung der Hinterräder in derselben Richtung wie die Richtung der Vorderräder und in die entgegengesetzte Richtung dazu und mit einem Drehwinkel zu bewirken, der einem steuernden Winkel des Steuerrades entspricht, und daß die Einrichtung

zum Drehen der Hinterräder eine Spurstange zum Drehen der Hinterräder, ein die Hinterräder drehendes Teil, das mit der Spurstange verbunden ist, um die Hinterräder durch seine Bewegung zu drehen, ein Eingangsteil, das porportional zu einem steuernden Winkel des Steuerrades gedreht wird, eine erste Übertragungseinrichtung, die zwischen dem Eingangsteil und dem die Hinterräder drehenden Teil angeordnet ist, um das die Hinterräder drehende Teil mit einer ersten Geschwindigkeit zu drehen,

IQ die einem Betrag der.Bewegung des Eingangsteiles entspricht, und eine zweite Übertragungseinrichtung aufweist, die zwischen dem Eingangsteil und dem die Hinterräder drehenden Teil angeordnet ist, um das die Hinterräder drehende Teil mit einer zweiten Geschwindigkeit

■Lg zu drehen, die einem Betrag der Drehung des Eingangsteiles entspricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Eingangsteil ein in Längs- richtung verlaufendes Zwischenstück, das in Längsrichtung des Fahrzeugkörpers angeordnet ist und proportional zu einem Steuerwinkel des Steuerrades gedreht wird, und eine Eingangswelle aufweist, die mit einem hinteren Ende des Zwischenstückes über ein Universalgelenk derart verbunden ist, daß sie im wesentlichen mit dem Zwischenstück axial übereinstimmt, und daß das die Hinterräder drehende Teil ein im wesentlichen rechtwinkliges plattenförmiges Teil aufweist, das im wesentlichen in einer horizontalen Ebene angeordnet ist, so daß es in der die Eingangswelle enthaltenden horizontalen Ebene bewegbar ist und daß seine Längsachse im wesentlichen parallel zur Eingangswelle und in einer vertikalen Ebene angeordnet ist, die eine in Längsrichtung verlaufende Mittelachse des Fahrzeuges umfaßt.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die übertragungseinrichtung ein normales auf die Eingangswelle aufgepaßtes Ritzel und eine Zahnstangenwelle umfaßt, die in einer lateralen Richtung des Fahrzeugkörpers so angeordnet ist, daß sie an dem Ritzel angreift und daß ein Ende mit einem vorderen mittleren Bereich des plattenförmigen Teiles schwenkbar verbunden ist, daß die zweite Übertragungseinrichtung einen an der Eingangswelle befestigten Kurbelarm und eine Stange aufweist, die im wesentlichen in einer lateralen Richtung des Fahrzeugkörpers angeordnet ist, deren eines Ende verschwenkbar mit dem Kurbelarm verbunden ist und deren anderes Ende verschwenkbar mit einem im wesentlichen mittleren Bereich des plattenförmigen Teiles verbunden ist, und daß ein Endbereich der Spurstange schwenkbar mit dem hinteren Bereich des plattenförmigen Teiles verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die erste Übertragungseinrichtung ein exzentrisch auf die Eingangswelle aufgepaßtes Ritzel und eine Zahnstangenwelle aufweist, die in Querrichtung des Fahrzeugkörpers so angeordnet ist, daß sie an dem Ritzel angreift und daß ein Ende der Zahnstangenwelle verschwenkbar mit einem vorderen mittleren Bereich des plattenförmigen Teiles verbunden ist, daß die zweite Übertragungseinrichtung ein auf die Eingangswelle aufgepaßtes Ritzel und eine Zahnstangenwelle aufweist, die sich in lateraler Richtung des Fahrzeugkörpers so erstreckt, daß

gO sie" an dem Ritzel angreift und daß ein Ende verschwenkbar mit dem anderen Ende einer Stange verbunden ist, deren eines Ende verschwenkbar mit einem im wesentlichen mittleren Bereich des plattenförmigen Teiles verbunden ist, und daß ein Endbereich der Spurstange verschwenkbar mit einem hinteren Bereich des plattenförmigen Teiles verbunden ist.