DE1115596B

DE1115596B - Selbsttaetige Lenkvorrichtung fuer Strassenfahrzeuge

Info

Publication number: DE1115596B
Application number: DEC12991A
Authority: DE
Inventors: Marcel Bourdon Pierre
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1955-05-12
Filing date: 1956-05-09
Publication date: 1961-10-19
Also published as: DE1093682B; CH333391A; GB832742A; CH331395A; NL207077A; FR69558E; US2925875A; NL207076A; FR1133683A; BE547675A; BE547674A; US2952842A; NL92971C; GB832741A; NL100939C

Description

Es sind selbsttätige Lenkvorrichtungen für Straßenfahrzeuge mit einem an der Unterseite des Fahrgestells kardanisch angelenkten Lenkhebel bekannt, der über eine an seinem freien Ende angeordnete, in einer Führungsschiene laufende Rollenvorrichtung um seine senkrechte Kardanachse schwenkbar ist und seine Bewegung über eine vom Fahrer ausrückbare Kupplung auf die zu lenkenden Räder überträgt, wenn der Fahrer von der selbsttätigen Lenkung auf die Handlenkung übergehen will oder umgekehrt. Eine derartige Ausführung bedient sich dabei einer einzigen am vorderen Ende eines Gabelstückes angeordneten, um eine waagerechte Achse drehbaren Rolle, wobei die Gefahr besteht, daß der Angriffswinkel, wie er durch die Länge der Führungsgabel und den Radius der durchfahrenen Kurve gegeben ist, zu groß wird, so daß die Rolle aus ihrer in der Straßenoberfläohe verlegten Führungsrille herausspringt und das Fahrzeug führungslos wird. Andererseits ist es bekannt, an der Unterseite eines Straßenfahrzeuges einen Lenkhebel anzuordnen, der lediglich um eine Achse gegenüber dem Fahrgestell schwenkbar ist und an seinem freien Ende ein Lenkfahrgestell trägt, das aus vier Rädern mit waagerechter Achse besteht. Hierbei läuft dieses Lenkfahrgestell in zwei an der Straßenoberfläohe angeordneten Schienen, welche den übrigen Fahrverkehr behindern. Diese Anordnung ist auch nachteilig, weil sie schwer ist, so daß sie sich nicht dazu eignet, von der selbsttätigen Lenkung auf die Handlenkung dadurch überzugehen, daß der kardanisch angelenkte Lenkhebel in die Hochlage genommen wird, zumal es beim darauffolgenden Absenken schwierig ist, die vier Räder des Lenkfahrgestells zuverlässig wieder in die Schienen hineinzubringen.

Weiter ist eine Lenkvorrichtung bekannt, welche den vorstehend beschriebenen Nachteil nicht aufweist. Bei dieser ist am Ende des Lenkhebels eine waagerecht liegende, um ihre senkrechte Achse drehbare Rolle angeordnet, so daß eine leichte und demgemäß auch leicht aushebbare Vorrichtung entsteht. Diese Anordnung hat hingegen den Nachteil, daß sie praktisch nur Kurven in einer Richtung durchfahren kann, weil bei Wechsel der Kurvenrichtung die Rolle von der einen Seitenwandung der Führungsrille auf die andere übergeht und damit ihren Drehsinn ändert. Hierdurch entstehen Stöße und Abnutzungen.

Alle diese Konstruktionen von selbsttätigen Lenkungen haben sich daher nicht bewährt, weil von einer solchen Lenkung unbedingte Betriebssicherheit verlangt werden muß.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und besteht darin, daß die Rollenvorrichtung in an sich be-Selbsttätige Lenkvorrichtung
für Straßenfahrzeuge

Anmelder:

Compagnie Generale des ^Etablissements

Michelin,

Clermont-Ferrand, Puy-de-Döme
(Frankreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Maxton, Patentanwalt,
Köln, Bismarckstr. 31

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 12. Mai 1955 (Nr. 691 567),

14. Oktober 1955 (Nr. 700 780),
26. April 1956 (Nr. 57 022 und 57 023)

Pierre Marcel Bourdon, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

kannter Weise durch ein Lenkfahrgestell gebildet ist, das kardanisch am freien Ende des Lenkhebels angelenkt ist, sowie daß die Kupplung zum Verbinden des Lenkhebels mit den zu lenkenden Rädern am Lenkhebel selbst angreift und schließlich der Lenkhebel über eine bei Geradeausfahrt senkrecht nahe seinem freien Ende gelenkig angreifende Hubstange um seine waagerechte Kardanachse schwenkbar ist. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 und 2 zeigen schaubildliche Darstellungen des Lenksystems in Führungsstellung bzw. in angehobener Stellung im Teilausschnitt;

Fig. 3 und 4 geben in Ansicht und in Draufsicht eine Ausführungsform des Lenkfahrgestells wieder; Fig. 5 und 6 sind entsprechendeDarstellungen einer zweiten Ausführungsform des Lenkfahrgestells.

In den Fig. 1 und 2 hat die Führungsschiene 1 die Form einer schmalen, in den Boden eingelassenen U-Schiene, so daß der Verkehr von üblichen Landfahrzeugen aller.Art möglich ist. Die Schiene behindert ebenfalls nicht einen eventuellen Straßenbahnverkehr, deren Schienen beidseits der Führungsschiene angeordnet sein können.

109 709/244

Ill5 596

Die Lenkvorrichtung ist unter dem Fahrgestell des Fahrzeuges angeordnet. In den Fig. 1 und 2 sind Längsträger des Fahrgestells mit 24 und Querträger mit 25 wiedergegeben.

Die selbsttätige Lenkvorrichtung besteht aus einem Lenkfahrgestell 2, das zwei Rollen 3 trägt, die um ihre Achsen 4 drehbar sind. Diese Rollen weisen einen mittigen Führungsspurkranz 3 α auf, der sich in die Rille der Führungsschiene 1 hineinlegt. Das Lenkfahrgestell 2 ist kardanisch am Ende eines Lenkhebels 5 über eine waagerechte Achse 22 und eine senkrechte Achse 23 angelenkt und kann demgemäß in jeder Richtung gegenüber dem Lenkhebel 5 geneigt werden. Die Rollen 3 befinden sich stets in einer tagentialen Lage gegenüber der Führungsschiene. Hierdurch wird ein Entgleisen des Lenkfahrgestells vermieden.

Der Lenkhebel 5 ist seinerseits ebenfalls kardanisch am Fahrzeug in der folgenden Weise angelenkt: Unter dem Fahrzeug ist am Querträger 25 eine senkrechte Achse 7 angeordnet, um die sich ein Gelenkstück S drehen kann. Dieses hat an seinem unteren Teil eine Gabel, die von einer waagerechten Achse 9 durchsetzt wird, an welcher der Lenkhebel 5 angelenkt ist.

Um die Achse 7 ist weiterhin ein Hebelstück 10 schwenkbar, das einen Zwischenhebel 11 trägt, der mit der Lenkvorrichtung für die Laufräder 26 des Fahrzeuges über ein Gelenk 29, 30 verbunden ist. Die Lenkvorrichtung für die Räder 26 besteht aus einer Schubstange 27, die mit der Lenkspindel 31 des Fahrzeuges in einer weiter unten beschriebenen Art verbunden ist. Das Hebelstück 10 trägt weiterhin einen Übertragungshebel 12, der in einen Schlitz 13 eingreifen kann, der an dem Ende des Lenkhebels 5 vorgesehen ist, das dem Lenkfahrgestell 2 abgelegen ist.

Wenn das Lenkfahrgestell in der Tieflage steht, wie dies in Fig. 1 wiedergegeben ist, und demgemäß das Fahrzeug durch die Führungsschiene 1 selbsttätig gelenkt wird, umgreift der Lenkhebel 5 mit seinem Schlitz 13 den Übertragungshebel 12 des Hebelstücks 10 so, daß jede Schwenkbewegung des Lenkhebels 5 um die senkrechte Achse 7 eine entsprechende Schwenkbewegung des Hebelstückes 10 und des Zwischenhebels 11 zur Folge hat, die entsprechend auf die zu lenkenden Laufräder 26 über die Schubstange 27 und eine Servosteuerung übertragen wird, die durch die Lenkspindel 31 der Lenkvorrichtung betätigt wird. Bei Handlenkung bewirkt die Verstellung des Lenkrades 28 und der Lenkspindel 31, die den nicht dargestellten Boden des Fahrzeuges durchsetzt, eine entsprechende Verstellung der Lauf räder 26 über ein Ritzel 32, das auf der Lenkspindel 31 verkeilt ist und mit einem Zahnsegment 33 kämmt, das seinerseits mit den Spurstangen 35 der Laufräder verbunden ist.

Die Servolenkung ist an sich bekannt und besteht im dargestellten Beispiel aus einem Verteiler 34, der durch die Drehbewegung des Lenkrades 28 gesteuert wird und durch Leitungen 51 ein Druckmittel, das von einem nicht dargestellten Druckbehälter über eine Leitung 42 entnommen wird, auf die eine oder die andere Seite eines Kolbens 53 leitet, der in einem Zylinder 54 bewegbar ist. Die Druckwirkung des Druckmittels auf den Kolben wird auf die Spurstangen 35 für die Räder 26 übertragen, und zwar über eine Schubstange 52, die mit dem Kolben 53 verbunden ist, und über ein Gelenk 69,70 auf einen senkrecht zur Zahnstange 33 verlaufenden Arm 63 einwirkt. Die Spurstangen 35 sind auf bekannte Weise an die Räder

26 über Radachsen 58 angeschlossen, die ihrerseits an je einer Aufhängung 43 in ebenfalls bekannter Weise befestigt sind. Die Aufhängungen sind um einen senkrechten Drehzapfen 61 verschwenkbar und einerseits an Verlängerungen 44 der Längsträger 24 angelenkt, andererseits mit den Spurstangen 35 über ein Gelenk 45, 55 verbunden, wobei mit den Aufhängungen die Spurhebel 57 fest verbunden sind.

Um die selbsttätige Lenkung an die beschriebene Servolenkung anzupassen, genügt es, die Bewegung der Schubstange 27 auf die Lenkspindel 31 des Lenkrades 28 zu übertragen. Die Handbetätigung seitens des Fahrers wird auf diese Weise durch diejenige des selbsttätigen Lenksystems ersetzt, und die Servolenkung wirkt in der gleichen Weise wie bei Handlenkung.

Die Verbindung zwischen der Schubstange 27 und der Lenkspindel 31 kann auf folgende Weise hergestellt werden: Am freien Ende der Schubstange 27 ist ein Gelenk 56, 64 vorgesehen, das die Schubstange

27 mit einem innen verzahnten Sektor 65 verbindet. Dieser dreht sich um eine am Querträger 25 angeordnete Achse 66 und kämmt mit einem Ritzel 68, das auf der Lenkspindel 31 verkeilt ist.

Wenn der Lenkhebel 5 sich verschwenkt und die Schubstange 27 im Sinne des Pfeiles F verschiebt, dreht diese den Zahnsektor 65 und auch die Lenkspindel 31 im Sinne des Pfeiles F¹. Hierbei drehen sich die Räder 26 im Sinne der Pfeile F² und F^s, während die Zahnstange 33 sich im Sinne des Pfeiles F⁴ verschiebt.

Die Verbindung der Zahnstange 33 und der Spurstangen 35 geschieht durch Gelenk 59, 67 (Fig. 1 und 2). Das Verhältnis des Schwenkwinkels des Zwischenhebels 11 und der Laufräder 26 hängt von dem Übersetzungsverhältnis der Verzahnungen ab, so daß man die Anordnung stets so einrichten kann, daß dieses Verhältnis einen gegebenen Wert einnimmt, so z. B. den Wert 1.

Um von selbsttätiger auf Handlenkung überzugehen, hebt man den Lenkhebel 5 mittels einer Hubstange 14 an, die über ein Gelenk 60, 62 mit dem Lenkhebel 5 verbunden ist und den Boden des Fahrzeuges (der in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellt ist) durchsetzt. Der Schlitz 13 senkt sich dann und gibt den Übertragungshebel 12 frei. Damit ist es möglich, die Laufräder 26 zu verstellen, ohne gleichzeitig den Lenkhebel 5 und das Lenkfahrgestell verstellen zu müssen, die unbeweglich in einer nicht dargestellten Ausnehmung an der Unterseite des Fahrzeuges untergebracht sind. Zu diesem Zweck weist die Hubstange 14 in bekannter Weise z. B. eine Federraste auf, die mit einem ortsfest angeordneten Einschnitt zusammenarbeiten kann, um die Hubstange 14 und den Lenkhebel in der Hochlage zu halten.

Die Kupplungsanordnung zwischen dem Lenkhebel 5 und dem Hebelstück 10 läßt sich auch auf andere Weise verwirklichen. So kann der Schlitz am Hebelstück 10 vorgesehen und der Lenkhebel 5 entsprechend anders ausgebildet werden.

Zwei Zugfedern 15 greifen am Lenkhebel 5 einerseits und am Gelenkstück 8 andererseits an und dienen zur Erhöhung des Druckes der Laufrollen 3 gegenüber den Führungsschienen.

Man kann der Führungsschiene die Form einer genügend breiten Rille geben, um in dieser Rollen mit

senkrechter Achse laufen zu lassen. Dieser Fall ist z. B. dann gegeben, wenn man in sinngemäßer Anwendung der Erfindung einen Straßenbahnoberbau mit einer mittigen Rille und einer unterirdischen Stromschiene benutzen will. In diesem Fall bietet die Stromschienenrinne im Boden einen verhältnismäßig großen Querschnitt mit einem nur sehr engen Schlitz in Höhe der Erdoberfläche, um die Aufhängung für den Stromabnehmer zu tragen. Es genügt dabei, an den Enden des Oberbauabschnittes, der für Kraftfahrzeuge verwendet werden soll, welche den Straßenbahnoberbau benutzen, Verschlußklappen vorzusehen, die denen entsprechen, welche den Ein- bzw. Austritt der Stromabnehmerteile ermöglichen, wenn von der Stromentnahme durch eine Oberleitung auf eine solche durch die Unterschiene übergegangen werden soll. Auf diese Weise werden das Ausheben und Absenken des selbsttätigen Lenksystems gemäß der Erfindung ermöglicht, wobei nur der Lenkhebel 5 (Fig. 3) bzw. die Achse 21 (Fig. 5 und 6) durch die enge Spaltrille in den Boden hineinragt. In diesem Fall kann der Lenkhebel 5 entsprechend den Fig. 3 bis 6 ausgebildet sein.

Bei der Konstruktion gemäß den Fig. 3 und 4 ist das Lenkfahrgestell 16 am Lenkhebel 5 über eine Achse 17 angelenkt. Das Lenkfahrgestell trägt zwei Rollen 18 mit waagerechten Achsen 46, die auf dem Grund der Rille rollen. Zwei weitere waagerechte Rollen 19 mit senkrechten Achsen 36 sind ebenfalls im Lenkfahrgestell 16 gelagert und rollen an den Seitenwänden 50 der Schiene (Fig. 4). Es ist im gegebenen Fall ohne Bedeutung, daß bei einer solchen Lenkanordnung die Rollen 19 unter Umständen an den Stromleitern einer Straßenbahn abrollen, die auf demselben Oberbau verkehrt. In diesem Fall genügt es, die Rollen mit Luftreifen oder isolierenden Bandagen auszustatten und gegebenenfalls die Gesamtanordnung des Lenkfahrgestells aus isolierendem Werkstoff herzustellen.

Die Achsen 36 der Rollen 19 (Fig. 3) werden ihrerseits von Armen 37 getragen, die mit dem Lenkfahrgestell vereint sind (Fig. 4). Jede der Rollen 19 bewegt sich immer im gleichen Drehsinn, wodurch Stöße und Abnutzungen vermieden werden.

Bei dieser Konstruktion behält das Lenkfahrgestell 16 die Längsrichtung des Lenkhebels 5 bei, und es kann sich deshalb ein gewisser Winkel gegenüber der Tangentenrichtung der Führungsschiene einstellen. Diesen Nachteil kann man beseitigen, indem man die Anordnung gemäß den Fig. 5 und 6 benutzt, d. h. also, indem man das Lenkfahrgestell 38 am Lenkhebel 5 über zwei Achsen, nämlich eine Horizontalachse 20 und eine Vertikalachse 21 (Fig. 5) anlenkt. Die Zuverlässigkeit des Lenkfahrgestells wird dann in senkrechter Ebene durch vier waagerechte Rollen 39 mit senkrechten Achsen 47 gewährleistet, die an den senkrechten Wänden 50 der Führungsschiene abrollen, während in der waagerechten Ebene zwei senkrechte Rollen 40 mit waagerechten Achsen 49 die Lage sichern. Die Anordnung der Rollen 39 und 40 ist entsprechend derjenigen der Rollen 18 und 19 nach Fig. 3 und 4.

Die Ausführungsbeispiele können zahlreiche Abänderungen in den Einzelheiten erfahren, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. So können beispielsweise die Ritzel 32 und 68 durch Zahnsegmente ersetzt werden, da sie einen Drehwinkel von weniger als 360° aufweisen. Andererseits kann die Lenkvor

richtung nach einem anderen System arbeiten als dargestellt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Selbsttätige Lenkvorrichtung für Straßenfahrzeuge mit einem an der Unterseite des Fahrgestells kardanisch angelenkten Lenkhebel, der über eine an seinem freien Ende angeordnete, in einer Führungsschiene laufende Rollenvorrichtung um seine senkrechte Kardanachse schwenkbar ist und seine Bewegung über eine vom Fahrer ausrückbare Kupplung auf die zu lenkenden Räder überträgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenvorrichtung in an sich bekannter Weise durch ein Lenkfahrgestell (2,16, 38) gebildet ist, das kardanisch am freien Ende des Lenkhebels (5) angelenkt ist, sowie daß die Kupplung zum Verbinden des Lenkhebels (5) mit den zu lenkenden Rädern (26) am Lenkhebel selbst angreift und schließlich der Lenkhebel über eine bei Geradeausfahrt senkrecht nahe seinem freien Ende gelenkig angreifende Hubstange (14) um seine waagerechte Kardanachse (9) schwenkbar ist.

2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein aus zwei Rollen (3) mit waagerechten Achsen (4) bestehendes Lenkfahrgestell (2).

3. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsorgan (10,11) vom Lenkhebel (5) zur Lenkspindel (31) einen Übertragungshebel (12) enthält, der in der senkrechten Achse (7) der kardanischen Aufhängung für den Lenkhebel gelagert ist und mit seinem freien, zum Lenkhebel abgewinkelten Ende in abgesenkter (Lenk-) Stellung des Lenkhebels in eine Aussparung (13) dieses Lenkhebels eingreift, während in angehobener (Bereitschafts-) Stellung des Lenkhebels der Übertragungshebel (12) außerhalb des Bereiches des Lenkhebels liegt.

4. Lenkvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungshebel (12) oberhalb des Lenkhebels (5) angeordnet und der Lenkhebel als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, der an seinem kürzeren, rückwärtigen Ende die Aussparung (13) für den Übertragungshebel aufweist.

5. Lenkvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Federn (15), die das Lenkfahrgestell (2) nach unten gegen die Führungsschiene (1) drücken.

6. Lenkvorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zwei Zugfedern (15), die einerseits an beiden Seiten des Lenkhebels (5) und andererseits kurz unterhalb des Lenkhebels an dessen kardanischem Lagerstück (Gabel 8) angreifen.

7. Lenkvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsorgane (10 bis 12, 27, 29 und 30) in an sich bekannter Weise über einen Zahnsektor (65) und ein auf der Lenkspindel (31) befestigtes Zahnritzel (68) auf die Lenkung einwirken.

8. Lenkvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, in Anwendung auf eine kanalartige Führungsschiene für Straßenbahnen mit unter der Bodenhöhe liegender Stromabnahme,

dadurch gekennzeichnet, daß am Lenkfahrgestell (38) zusätzlich zumindest zwei einander gegenüberliegende Rollen (39) mit senkrechter Achse (47) vorgesehen sind, die an den vertikalen Seitenwänden (50) des Stromkanals kufen, wobei lediglich der Vertikalteil (21) der Kardanverbindung (20, 21) des Lenkfahrgestelles (38) die enge Spaltrille des Kanals durchsetzt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 510 991, 438 164, 269, 221586;

österreichische Patentschriften Nr. 78 683, 20 606; schweizerische Patentschrift Nr. 177 788;
französische Patentschrift Nr. 514 718;
britische Patentschriften Nr. 299 756, 276 038; USA.-Patentschriften Nr. 1972 333, 1602066.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen