DE577990C - Steering device for motor vehicles - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge;, die ein geometrisch einwandfreies Lenken gestattet.The invention relates to a steering device for motor vehicles; which has a geometrical perfect steering permitted.

Bekanntlich müssen zur Erzielung einer geometrisch einwandfreien Lenkbewegung die Räder so, gesteuert werden, daß die Verlängerungen ihrer Drehachsen stets in einem Punkte zusammentreffen. Es ist bekannt, zu diesem Zweck eine horizontale Stange quer zur Wagenlängsachse anzuordnen., die durch Drehen des Lenkhandrades in ihrer Längsrichtung verschoben wird und an deren Enden Führungssteine drehbar angebracht sind; in denen am Lenkzapfen der Lenkräder befestigte Arme gleitend geführt sind. Diese Anordnung hat den Nachteil·, daß die Führungssteine und die in ihnen gleitenden Arme sehr leicht verschmutzen. Ferner macht die Bewegungsübertragung vom Lenkhandrad auf die verschiebbare Stange Schwierigkeiten, da bei der bekannten Anordnung die querverschiebbare Stange die Bewegung der Lenk-' räder beim Durchfedern mitmacht. Für Lenkvorrichtungen, die kein geometrisch einwandfreies Lenken gestatten, ist deshalb schon vorgeschlagen worden, die querverschiebbare Stange in einer mit dem Fahrgestell in unveränderlicher Lage verbundenen! Hohlachse anzuordnen und jedes Lenkrad auf einem um diese Hohlachse schwingenden Träger zu befestigen. It is well known that in order to achieve a geometrically correct steering movement the Wheels are controlled so that the extensions their axes of rotation always meet at one point. It is known to use a horizontal bar for this purpose to be arranged transversely to the longitudinal axis of the car Is shifted longitudinally and rotatably attached to the ends guide blocks are; in those on the steering pin of the steering wheels attached arms are slidably guided. This arrangement has the disadvantage that the guide stones and very easily contaminate the arms sliding in them. Furthermore, the transmission of movement from the steering wheel makes on the displaceable rod difficulties, since in the known arrangement the transversely displaceable Rod joins the movement of the steering wheels during the spring deflection. For steering devices that are not geometrically flawless Allow steering, has therefore already been proposed, the transversely displaceable rod in one with the chassis in unchangeable Location associated! To arrange hollow axle and each steering wheel on one around to attach this hollow axle swinging beam.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine ■ Lenkvorrichtung für geometrisch einwandfreies Lenken, bei der das Gestänge zur Übertragung der Lenkbewegung von der querverschiebbaren Stange, um deren Achse die die Räder tragenden Arme schwingen, auf den Lenkzapfen des Lenkrades zwei teleskopartig ineinanderverschiebbare Arme enthält, deren einer an der querverschiebbaren Stange angelenkt ist und deren anderer mit dem Lenkzapfen verbunden ist. Es ist gleichgültig, ob dieser zweite Arm unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines an sich bekannten Parallelogrammgestänges am Lenkzapfen angreift. Die Anordnung nach der Erfindung gestattet also ein geometrisch einwandfreies Lenken eines Kraftwagens mit unabhängig schwingenden Rädern. Das Teleskopgestänge hat den Vorteil, daß die gleitenden Teile gegen Verschmutzen geschützt sind.The subject of the invention is now a ■ steering device for geometrically perfect Steering, in which the linkage is used to transfer the steering movement from the transversely displaceable Rod around the axis of which swing the arms carrying the wheels the steering pin of the steering wheel contains two telescoping arms, one of which is hinged to the transversely displaceable rod and the other with the Steering pivot is connected. It does not matter whether this second arm is immediately or under Interposition of a known parallelogram linkage engages the steering pin. The arrangement according to the invention thus allows a geometrically correct steering of a motor vehicle with independently swinging wheels. The telescopic linkage has the advantage that the sliding parts are protected against contamination.

Abb. ι zeigt ein Diagramm einer Lenkvorrichtung für einwandfreies Lenken.Fig. Ι shows a diagram of a steering device for perfect steering.

Abb. 2 stellt eine erste Ausführungsfοrm der Erfindung in Aufsicht dar.Fig. 2 shows a first embodiment of the invention in plan view.

Abb. 3 zeigt eine Hälfte des vorderen Endes des Wagens in vergrößertem Maßstab.Fig. 3 shows one half of the front end of the cart on an enlarged scale.

Abb. 4 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung.Fig. 4 is a second embodiment of the invention.

In Abb. ι sind die bekannten Bedingungen für einwandfreies Lenken nochmals dargestellt. Das Lenken der Lenkräder jedes Räderpaares erfolgt unter Benutzung der geometrischen Eigenschaften eines Gelenk-. Viereckes MNPQ. Dasselbe besitzt zwei ungleichlange Seiten, die in Richtung der AchseIn Fig. Ι the known conditions for perfect steering are shown again. The steering of the steering wheels of each pair of wheels is carried out using the geometric properties of an articulated joint. Square MNPQ. It has two sides of unequal length, which are in the direction of the axis

des Wagens verlaufen, wovon die Seite MN gleich dem Radabstand V des Wagens ist und die Seite P Q so bestimmt wird, daß, wenn PM und Q₁V zu MN symmetrisch geneigt stehen, ihre Verlängerungen sich in dem Punkt/? schneiden, der in einem AbstandD von MN liegt. Da SM senkrecht zu MN steht, ist der Winkel α bestimmt durchof the car, of which the side MN is equal to the wheel spacing V of the car and the side PQ is determined in such a way that when PM and Q ₁ V are symmetrically inclined to MN , their extensions are at the point /? cut, which is at a distance D from MN . Since SM is perpendicular to MN , the angle α is determined by

γ tga — —R-. In diesem Gelenkviereck besitzen γ tga - —R-. Own in this joint square

^öö 2 D2 D

die Seiten MN und PQ unveränderliche Längen; dagegen sind die Seiten PM und QN ausziehbar und bilden teleskopierende Rohre. Verstellt man das Gelenkviereck durch Verschieben von PQ bei konstantem Abstand von PQ von der Achse MN in seiner Längsrichtung, während MN feststeht, so schneiden, sich die Verlängerungen der Geraden P'M und Q¹N im Punkt R', welcher auf der ParallelenS/? liegt; PM dreht sich um den Winkel/?^/?' und QN um den Winkel RNR'. Befestigt man an den Seiten PM und QN die Ebenen der Vorderräder bei M und ^V in der Weise, daß deren Achsen nach MN gerichtet sind, wenn PM und QN sich in R schneiden, so drehen sich, wenn das Gelenkviereck, wie in Abb. 1 dargestellt, verstellt wird, die Lenkräder um die Winkel b, c, und die Verlängerungen der Achsen schneiden sich im Punkt LJ, der entsprechend der geometrischen Eigenschaften eines derartigen Vierecks auf der Geraden 5' U liegt, welche parallel zu MN und symmetrisch zur Geraden/?S in bezug auf MN steht. Werden lediglich die beiden Vorderräder als Lenkräder benutzt, so nimmt man den Wert D gleich der Länge des Achsstandes E des Kraftwagens. In diesem Falle schneiden sich die Senkrechten zu den Vorderradebenen auf einer Linie,the sides MN and PQ fixed lengths; on the other hand, the sides PM and QN can be pulled out and form telescopic tubes. If you adjust the quadrangle by moving PQ at a constant distance of PQ from the axis MN in its longitudinal direction, while MN is fixed, then the extensions of the straight lines P'M and Q ¹ N intersect at the point R ', which is on the parallels S / ? lies; PM rotates by the angle /? ^ /? ' and QN by the angle RNR '. If the planes of the front wheels at M and ^ V are attached to the sides PM and QN in such a way that their axes are directed to MN , when PM and QN intersect in R , then when the quadrangle of the joint rotates, as in Fig. 1, is adjusted, the steering wheels by the angles b, c, and the extensions of the axes intersect at point LJ, which, according to the geometric properties of such a square, lies on the straight line 5 'U , which is parallel to MN and symmetrical to the straight line /? S stands in relation to MN . If only the two front wheels are used as steering wheels, the value D is taken to be equal to the length of the wheelbase E of the motor vehicle. In this case, the perpendiculars to the front wheel planes intersect on a line,

4.0 welche die Hinterachsen verbindet, und4.0 which connects the rear axles, and

V tga ISt=Yg- . V tga ISt = Yg-.

Bringt man auch an den Hinterrädern ein derartiges Gelenkviereck an, welches aber zur mittleren Querachse des Wagens symmetrisch liegt, und verstellt man die beiden (PQ) entsprechenden Geraden in ihrer Richtung, so schneiden sich die Senkrechten zu den vier Rädern in ein und demselben Punkt, der auf der Mittelsenkrechten des Achsabstan-If one also attaches such a four-bar linkage to the rear wheels, but which is symmetrical to the central transverse axis of the car, and if the two (PQ) corresponding straight lines are adjusted in their direction, the perpendiculars to the four wheels intersect at one and the same point, which is on the center perpendicular of the center distance

E des liegt. Es ist dann D = -^-, oder in E of lies. It is then D = - ^ -, or in

V
anderen Worten tga = ψ . Die vier Räder haben in diesem Augenblick dasselbe Drehzentrum. V
other words tga = ψ. At this moment the four wheels have the same center of rotation.

In bestimmten Fällen, z. B. wenn der Motor vorn liegt und demgemäß der Oberbau des Wagens nach hinten verschoben ist, kann es erwünscht sein, das einheitliche Drehzentrum von der Mitte- des Achsabstandes nach hinten zu verlegen. Dies erreicht man dadurch, daß man zwei Gelenkvierecke benutzt, ein vorderes und ein hinteres, die unter sich nicht vollkommen gleich sind.In certain cases, e.g. B. if the engine is in front and accordingly the superstructure of the car is shifted to the rear, it may be desirable to move the uniform center of rotation from the center of the center distance to the rear. This is achieved by using two quadrilateral joints, a front and a rear, which are not exactly the same among themselves.

Das Viereck MNPQ kann ebenfalls in der Weise benutzt werden, daß man PQ festlegt, dagegen MN in seiner Richtung verschiebt. In diesem Falle müssen die Radnaben bei P und Q befestigt werden.The square MNPQ can also be used in such a way that PQ is fixed, while MN is shifted in its direction. In this case the wheel hubs at P and Q must be attached.

In der Praxis ist nicht stets möglich, ein Gelenkviereck, dessen Basis gleich dem Radabstand ist, zu benutzen. Man stellt deshalb ein kleines, geometrisch ähnliches Gelenkviereck MN P Q her und überträgt auf die Lenkräder die Drehung der teleskopischen Seiten unter Benutzung von Gelenkparallelo-. grammen.In practice, it is not always possible to use a quadrangle with a base equal to the wheel spacing. Therefore, a small, geometrically similar joint square MN PQ is produced and the rotation of the telescopic sides is transmitted to the steering wheels using parallel joints. gram.

In der Ausführungsform nach Abb. 2 und 3 ist der Rahmen des Wagens durch einen höhlen Längsbalken 1 ersetzt, durch welchen die Übertragungswelle hindurchgeht. Ein Querträger 3 am vorderen Teil des Balkens 1 dient als Träger für die Halbachsen und für das Lenkgestänge der Vorderräder. Ein Querträger 4 am hinteren Ende des Balkens 1 trägt die hinteren Halbachsen und das Lenkgestänge für die Hinterräder. Auf eine Tragplatte 5 dieses Querträgers ist der Motor 6 aufgesetzt.In the embodiment according to Fig. 2 and 3, the frame of the car is through a hollow Replaced longitudinal beam 1 through which the transmission shaft passes. A cross member 3 on the front part of the beam 1 serves as a carrier for the semi-axes and for the Steering linkage of the front wheels. A cross member 4 at the rear end of the beam 1 carries the rear half-axles and the steering linkage for the rear wheels. On a support plate 5 of this cross member, the engine 6 is placed.

Es wird nachstehend die Aufhängung für die Vorderräder beschrieben, die auch für die Hinterräder benutzt werden kann. Der Querträger 3 trägt beiderseitig Lager 40, die in derselben Achse liegen. Ein hohles, dreieckiges Gußstück 12 trägt zwei Drehzapfen, die in den Lagern 40 so gelagert sind, daß das Dreieck 12 sich um die Achsen der Drehzapfen drehen kann. Die Nabe des Lenkrades 11 sitzt drehbar auf dem gabelförmigen Ende eines Armes 10 auf, der mit dem Gußstück 12 aus einem Stück besteht. Eine Strebe 8, welche- starr an dem Arm 10 befestigt ist, ist bei 7 mit dem Gußstück 12 vernietet. Zu diesem Zweck verlängert man dasselbe über das Lager 40 hinaus. Die Strebe 8 legt sich mit ihrem freien Ende auf das Ende der Querfeder 9 auf.Below is the suspension for describes the front wheels, which can also be used for the rear wheels. Of the Cross member 3 carries bearings 40 on both sides, which lie in the same axis. A hollow, triangular one Casting 12 carries two pivot pins which are mounted in the bearings 40 so that the triangle 12 revolves around the axes of the pivot pins can turn. The hub of the steering wheel 11 is rotatably seated on the fork-shaped End of an arm 10, which consists of the casting 12 in one piece. One Strut 8, which is rigidly attached to the arm 10 is riveted to the casting 12 at 7. For this purpose one extends the same beyond camp 40. The strut 8 rests with its free end the end of the transverse spring 9.

Jedes Lenkrad wird durch ein Gelenkparallelogramm verstellt, welches auf einer seiner Seiten angelenkt ist. Das Parallelogramm besteht aus einem Arm 10 und einem Gelenkarm 21, der an dem Drehzapfen des Lenkrades befestigt und durch die Gelenkstange 22 mit dem Hilfshebel 23 verbunden ist, der um den Drehpunkt 23' auf dem Gußstück 12 drehbar ist.Each steering wheel is adjusted by a joint parallelogram, which is on a is hinged on its sides. The parallelogram consists of an arm 10 and one Articulated arm 21, which is attached to the pivot of the Fixed to the steering wheel and connected to the auxiliary lever 23 by the toggle rod 22 which is rotatable about the pivot point 23 'on the casting 12.

Das Lenkhandrad 24 (Abb. 3) treibt mittels iner Kette 25 eine Welle 26, welche oberhalb des Längsbalkens liegt. Diese Welle endet an ihrem vorderen Ende in ein Zahnrad 27, welches· in eine Zahnstange 28 greift, aufThe steering handwheel 24 (Fig. 3) drives a shaft 26 by means of a chain 25, which above of the longitudinal bar lies. This shaft ends at its front end in a gear 27, which engages in a rack 28

welcher eine teleskopische Stange 23" angelenkt ist. Das Verschieben der Zahnstange nach rechts oder links bewirkt die Drehung des Hebels 23 und den gewünschten Ausschlag des Lenkrades 11. Die Zahnstange liegt in der Drehachse selbst, so daß der Drehwinkel des Rades niemals durch die Stöße der Halbachsen beeinflußt werden kann.which is hinged to a telescopic rod 23 ". The shifting of the rack to the right or left causes the rotation of the lever 23 and the desired deflection of the steering wheel 11. The rack lies in the axis of rotation itself, so that the The angle of rotation of the wheel can never be influenced by the impact of the semi-axes.

Die Verbindung· des Hebels 23 mit der Zahnstange 28 kann in verschiedenster Weise geschehen, beispielsweise mittels der in Abb. 3 gezeigten Einrichtung. Der Hebel 23 ist über den Drehpunkt am hohlen Gußstück 12 als Rohr 29 verlängert. In diesem gleitet eine Stange 23", die an der Zahnstange 28 angelenkt ist. Die Lenkvorrichtung der Hinterräder ist in ähnlicher Weise ausgebildet. Die Verstellung der Räder erfolgt durch ein Zahn-The connection between the lever 23 and the toothed rack 28 can be carried out in the most varied of ways happen, for example by means of the device shown in Fig. 3. The lever 23 is over the pivot point on the hollow casting 12 as Extended tube 29. A rod 23 ″, which is hinged to the toothed rack 28, slides in this is. The steering device of the rear wheels is designed in a similar manner. the The wheels are adjusted using a toothed

ao rad, welches auf das Hinterende der Welle 26 aufgesetzt ist, die durch das Lenkhandrad 24 gedreht wird. Wenn die Lenkräder gerade stehen, so gibt man den einzelnen- Teilen Abmessungen, derart, daß der Winkel, den der Hebel 23 mit der Längsachse des Wagens bildet, als trigonometrische Tangente den Quotienten der Spurweite und des Achsenabstandes besitzt, falls alle vier Räder als Lenkräder ausgebildet sind. Diese Vorrichtung entspricht dem Diagramm der Abb. 1 und gestattet daher die Vornahme korrekter Wendungen.ao wheel, which is placed on the rear end of the shaft 26, which is controlled by the steering handwheel 24 is rotated. When the steering wheels are straight, the individual parts are given dimensions, such that the angle that the lever 23 forms with the longitudinal axis of the carriage, as a trigonometric tangent Has the quotient of the track width and the center distance, if all four wheels as Steering wheels are formed. This device corresponds to the diagram in Fig. 1 and therefore allows correct expressions to be made.

Bei der Vorrichtung nach Abb. 4 ist der Balken 1 der Abb. 2 durch zwei Längsstangen 46, 47 ersetzt. Der Querträger 3 ist röhrenförmig und die Steuerstange 28 innerhalb des Querträgers 3 in der Längsrichtung verstellbar. Das Dreieck 12 ist so angebracht, daß es um die Achse des Querträgers 3 drehbar ist und besitzt zu diesem Zweck Lager 49, 50.In the device according to Fig. 4, the beam 1 of Fig. 2 is supported by two longitudinal rods 46, 47 replaced. The cross member 3 is tubular and the control rod 28 within the Cross member 3 adjustable in the longitudinal direction. The triangle 12 is attached so that it is rotatable about the axis of the cross member 3 and has bearings 49, 50 for this purpose.

Das Dreieck trägt einen Arm 10, der als Traggabel für das Rad ausgebildet ist. Der Lenkzapfen des Lenkrades ist durch, das teleskopierende Gestänge 51, 51' mit dem Ende der Zahnstange 28 verbunden. Zur Ausführung einer korrekten Wandung, falls lediglich die Vorderräder Lenkräder sind, ist die trigonometrische Tangente des Winkels, den der Arm 51 in gerader Stellung mit der Achse des Wagens bildet, gleich dem Halbquotienten der Spurbreite und des Achsenabstandes. Diese Vorrichtung entspricht gleichfalls dem Diagramm der Abb. 1.The triangle carries an arm 10 which is designed as a support fork for the wheel. Of the The steering pin of the steering wheel is through, the telescopic linkage 51, 51 'with the End of the rack 28 connected. To carry out a correct wall, if only the front wheels are steering wheels, is the trigonometric tangent of the angle, that the arm 51 forms in a straight position with the axis of the carriage, equal to the half quotient the track width and the center distance. This device also corresponds to the diagram in Fig. 1.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Lenkvorrichtung zwecks Erzielung eines geometrisch einwandfreien Lenkens eines Kraftwagens, bei dem sich jedes Rad auf dem einen Ende eines selbständigen, um eine mit dem Fahrgestell in unveränderlicher Lage verbundene Querachse schwingenden Trägers befindet, und bei dem die Träger eines jeden Räderpaares die gleiche Schwingungsachse besitzen und jeder Träger mit einer am Fahrgestell befestigten Feder verbunden ist, wobei die Lenkvorrichtung eine mit der gemeinsamen Schwingungsachse der Radträger zusammenfallende und in deren Längsrichtung durch Drehen des Lenkhandrades verschiebbare Stange aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge zum Drehen des Lenkzapfens der Lenkräder aus zwei teleskopartig ineinanderverschiebbaren Armen (51, 51') besteht, deren _ einer (51) an der vom Lenkhandrad aus querverschiebbaren Stange (28) aiigelenkt und deren anderer (51) mit dem Lenkzapfen der Lenkräder verbunden ist.Steering device for the purpose of achieving a geometrically correct steering of a Motor vehicle in which each wheel is on one end of an independent to a swinging transverse axis connected to the chassis in an unchangeable position Carrier is located, and in which the carrier of each pair of wheels have the same axis of oscillation and each carrier is connected to a spring attached to the chassis, the Steering device coinciding with the common axis of oscillation of the wheel carriers and in their longitudinal direction has displaceable rod by turning the steering wheel, thereby characterized in that the linkage for rotating the steering pin of the steering wheels consists of two telescopically telescopic Poor (51, 51 ') whose _ one (51) on the rod (28) which can be moved transversely from the steering handwheel and the other (51) of which is connected to the steering pin of the steering wheels. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings