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Title:
STEERING SYSTEM FOR VEHICLES, IN PARTICULAR MUSCLE-POWER-DRIVEN TOY VEHICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/029939
Kind Code:
A1
Abstract:
The steering system proposed includes two stub axles (20) each of which is mounted so that it can pivot in a bearing (14) and so that it can be moved along its longitudinal axis. Passing between the two bearings (14) is the steering axis (E) about which a centrally located rotating element (30) turns. The rotating element (30) has two hinge point (32) disposed diametrically opposite each other with respect to the steering axis (E). Each of the two stub axles (20) is hinged to the rotating element (30) at the point (32) on the element (30) which is furthest from the stub-axle bearing (14) when the wheels are in the straight-ahead position, so that each stub axle (20) forms a bent lever arrangement with the rotating element (30). As a result, the steered wheels move away from the steering axis (E) as the steering angle increases, i.e. the further the wheels are turned, the wider the track width becomes. A vehicle with this kind of steering system therefore tips over less easily in curves than does a vehicle fitted with a normal stub-axle steering system.

Inventors:
AUGENSTEIN LEONHARD (DE)
THIE ULRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP1997/000565
Publication Date:
August 21, 1997
Filing Date:
February 07, 1997
Export Citation:
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Assignee:
AUGENSTEIN LEONHARD (DE)
THIE ULRICH (DE)
International Classes:
A63H17/36; B62K5/08; (IPC1-7): B62K5/08; A63H17/36
Foreign References:
DE136312C
DE671255C1939-02-03
DE961956C1957-04-11
DE7829533U11979-02-08
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Claims:
Patentansprüche
1. Lenkung für Fahrzeuge, insbes. muskelkraftbetriebene Spiel¬ fahrzeuge, mit zwei Achsschenkeln (20) , die in je einem Schwenklager (14) gelagert sind und je eine Radachse (A) definieren, und einem zentralen Drehkörper (30) , der um eine Lenkachse (E) drehbar gelagert ist und zwei Anlenkstellen (32) aufweist, die in bezug auf die Lenkachse (E) gegeneinander versetzt und mit je einem der beiden Achsschenkel (20) gelenkig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Achsschenkel (20) in seinem Schwenklager (14) axial verschiebbar geführt und an der von diesem Schwenklager (14) bei Geradeausfahrt am weitesten entfernten Anlenkstelle (32) des Drehkörpers (30) derart ange¬ lenkt ist, daß jeder Achsschenkel (20) mit dem Drehkörper (30) eine Kniehebelanordnung bildet.
2. Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anlenkstellen (32) einander ungefähr diametral gegenüberliegen.
3. Lenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anlenkstellen (32) bei Geradeausfahrt ungefähr in einer gemeinsamen Ebene mit den beiden Radachsen (A) und der Lenkachse (E) angeordnet sind.
4. Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Achsschenkel (20) angrenzend an die zugehörige Anlenkstelle (32) je eine Kröpfung (24) aufweisen, wobei die Kröpfung (24) eines Achsschenkels (20) nach vorne, und diejenige des anderen nach hinten weist.
5. Lenkung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kröpfungen (24) Vförmig sind.
6. Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Achsschenkel (20) je einen Lagerzapfen (28) aufweisen, der rechtwinklig zur zuge¬ hörigen Radachse (A) angeordnet und in einem die zugehörige Anlenkstelle (32) bildenden Loch des Drehkörpers (30) aufge¬ nommen ist.
7. Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (30) vom unteren Ende einer Lenkwelle gebildet ist.
8. Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenklager (14) in je einer Seitenwand (12) einer Karosserie (10) ausgebildet sind.
Description:
LENKUNG FÜR FAHRZEUGE, INSBES. MUSKELKRAFTBETRIEBENE SPIELFAHRZEUGE

Die Erfindung betrifft eine Lenkung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einfachen Fahrzeugen wie z.B. Leiterwagen und für Klein¬ kinder im Alter von etwa einem bis drei Jahren vorgesehenen Spielfahrzeugen mit lenkbarer Vorderachse ist diese üblicher¬ weise als Ganzes um eine senkrechte Lenkachse drehbar gelagert. Bei dieser Art der Lagerung entspricht der Lenkrollradius der halben Achslänge; dies bedeutet, daß jeder Widerstand, auf den eines der gelenkten Räder trifft, ein großes Einschlagmoment erzeugt, so daß es dem Benutzer schwerfällt, die gewählte Fahrt¬ richtung beizubehalten. Eine weitere Folge des großen Lenkroll¬ radius ist ein großer Platzbedarf der gelenkten Räder; dement¬ sprechend sind große Radkästen erforderlich, wenn die gelenkten Räder geschützt untergebracht werden sollen. Vor allem aber hat der große Lenkrollradius der auf einer durchgehenden Achse ge¬ lagerten Räder den Nachteil, daß die Aufstandspunkte der Räder sich beim Einschlagen der Längsmittelebene des Fahrzeugs umso- mehr nähern je stärker der Einschlag ist. Die bei gegebener Fahrtgeschwindigkeit mit zunehmendem Radeinschlag ebenfalls zunehmenden Zentrifugalkräfte, die auf das Fahrzeug und dessen Benutzer einwirken, führen deshalb leicht zum Umkippen des Fahr¬ zeugs.

Diese Nachteile werden bei einer Lenkung gemäß DE 78 29 533 Ul weitgehend vermieden. Bei dieser Lenkung sind die beiden lenkbaren Vorderräder eines Fahrzeugs auf je einem Achsschenkel gelagert, der mit einem rechtwinklig von ihm wegragenden Spur¬ hebel fest verbunden oder einstückig ausgebildet ist. Die bei-

den Spurhebel sind gelenkig mit einer Spurstange verbunden, die ihrerseits mit einem zentralen Drehkörper durch ein Schiebege¬ lenk verbunden ist. Dieses Schiebegelenk besteht aus einer an der Spurstange befestigten Platte mit einem in Fahrzeuglängs¬ richtung verlaufenden Langloch und einem darin geführten, ab¬ gebogenen Ende einer Lenkwelle. Bei solchen Lenkungen lassen sich die Lenkrollradien gering halten; bei schräger Anordnung von Achsschenkelbolzen, um welche die Achsschenkel schwenkbar sind, lassen sich sogar Lenkrollradien vom Betrag Null er¬ reichen. Solche komplexen Lenkungen erfordern aber einen er¬ heblichen Herstellungs- und oft auch Wartungsaufwand, der einfache Fahrzeuge, insbesondere muskelkraftbetriebene Spiel¬ fahrzeuge, erheblich verteuert.

Eine Lenkung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die ohne Spurstange auskommt, ist aus der DE PS 671 255, insbesondere Abb. 3 und 4, bekannt. Dort ist als Träger der Lenkung ein Spielzeugboden vorgesehen, der an seinen beiden längsgerich¬ teten Rändern je einen aufgebogenen Rand mit je einem Aus¬ schnitt aufweist. In die beiden Ausschnitte ist je ein Achs¬ schenkel eingelegt, der zu diesem Zweck einen in den Aus¬ schnitt passenden Hals aufweist, welcher zwischen einem Kragen und einem in der Art einer Lanzenspitze ausgebildeten Kopf des betreffenden Achsschenkels derart ausgebildet ist, daß der Achs¬ schenkel in einer zum Spielzeugboden parallelen Ebene schwenk¬ bar, jedoch nicht aus dem Ausschnitt axial herausziehbar ist. An der Unterseite des Spielzeugbodens ist mittig ein zentraler Drehkörper gelagert, der mit zwei an ihm ausgebildeten, hoch¬ gekanteten Führungslappen durch je einen zur Lagerstelle kon¬ zentrischen, kreisbogenförmigen Schlitz im Spielzeugboden hin¬ durchgreift. Jeder der Lappen weist oberhalb des Spielzeug¬ bodens eine Führung auf, in die der Kopf des benachbarten Achs¬ schenkels eingreift, so daß jeder der Achsschenkel mit dem zen¬ tralen Drehkörper ein Schiebegelenk bildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkung für ins¬ besondere mulskelkraftbetriebene Fahrzeuge zu schaffen, die

sich mit noch geringerem Aufwand herstellen läßt und die Gefahr noch geringer hält, daß das Fahrzeug bei schneller Fahrt mit stark eingeschlagenen Rädern umkippt.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung entfernen sich die gelenk¬ ten Räder mit zunehmendem Radeinschlag von der Lenkachse. Mit anderen Worten verbreitert sich die Spur der gelenkten Radan¬ ordnung umsomehr, je weiter die Räder eingeschlagen werden. Dies hat in erster Linie den Vorteil, daß ein mit der erfin¬ dungsgemäßen Lenkung ausgestattetes Fahrzeug in Kurven weni¬ ger leicht umkippt als Fahrzeuge mit einer bekannten Lenkung. Die mit zunehmendem Radeinschlag zunehmende Spur der erfindungs¬ gemäß gelenkten Räder hat ferner zur Folge, daß diese Räder verhältnismäßig stark eingeschlagen werden können, auch wenn sie bei Geradeausfahrt in ungefähr gleicher Weise wie nicht- gelenkte Räder in geringem Abstand außerhalb je einer Längssei¬ tenwand des Fahrzeugs angeordnet sind. Schließlich werden die Herstellungskosten durch die Erfindung gering gehalten, da die beiden Achsschenkel sich als solche, ohne zwischengeschaltete Lenker od.dgl. bis zum zentralen Drehkörper, mit dem sie ge¬ lenkig verbunden sind, erstrecken können. Eine Wartung ist entweder überhaupt nicht erforderlich oder sie kann auf ge¬ legentliches Schmieren der beiden Schwenklager der Achsschenkel sowie der Anlenkstellen am zentralen Drehkörper beschränkt wer¬ den.

Die in den Ansprüchen 2 und 3 betriebenen Weiterbildungen der Erfindung haben den zusätzlichen Vorteil, daß ausgehend von Ge¬ radeausfahrt ein bestimmter Lenkradeinschlag einen verhält¬ nismäßig großen Radeinschlag bei noch verhältnismäßig kleiner Spurvergrößerung des gelenkten Radpaars hervorruft, während ein gleichgroßer zusätzlicher Lenkradeinschlag bei schon eingeschla¬ genen Rädern einen kleineren zusätzlichen Radeinschlag, jedoch

eine größere zusätzliche Spurvergrößerung hervorruft. Dadurch wird die Sicherheit gegen Umkippen des Fahrzeugs bei besonders starkem Radeinschlag in besonderem Maß erhöht.

Mit den Merkmalen der übrigen Unteransprüche lassen sich Her¬ stellung und Montage der erfindungsgemäßen Lenkung besonders weitgehend erleichtern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:

Fig.l die Untersicht einer erfindungsgemäßen Lenkung bei Ge¬ radeausfahrt, Fig.2 den Schnitt II-II in Fig.l,

Fig.3 die Untersicht der Lenkung bei Einschlag nach rechts und Fig.4 die Untersicht der Lenkung bei Einschlag nach links.

In den Zeichnungen ist die Karosserie 10 eines Fahrzeugs nur teilweise angedeutet; sie hat zwei Seitenwände 12, in denen je ein Schwenklager 14 ausgebildet ist. Außenbords der Schwenkla¬ ger 14 ist je ein Radkasten 16 für ein Rad 18 angeordnet. Die Räder 18 sind auf je einem Achsschenkel 20 gelagert, der zu diesem Zweck je einen geraden Abschnitt 22 aufweist. Dieser definiert die Radachse A des zugehörigen Rades 18 und ist im zugehörigen Schwenklager 14 in einer die Radachse A enthal¬ tenden, zur Zeichnungsebene der Fig.l, 3 und 4 parallelen Ebene schwenkbar sowie längs der Radachse A verschiebbar gelagert. Innerhalb des Fahrzeugs, also im Bereich zwischen den beiden Seitenwänden 12, hat jeder der beiden Achsschenkel 20 eine sich an seinen geraden Abschnitt 22 anschließende, in Draufsicht V-förmige Kröpfung 24, von deren innerem, vom zugehörigen Schwenklager 14 weiter entferntem Abschnitt 26 sich ein La¬ gerzapfen 28 nach oben erstreckt. Im dargestellten Beispiel ist jeder der beiden Lagerzapfen 28 mit dem zugehörigen Achsschen¬ kel 20 einstückig ausgebildet und so angeordnet, daß seine geometrische Achse die zugehörige Radachse A rechtwinklig schneidet.

Die Räder 18 sowie deren Aufstandspunkte B und die Achsschenkel 20 sind bei Geradeausfahrt symmetrisch zu einer senkrechten Mittelebene C angeordnet, die zugleich Längsmittelebene des Fahrzeugs ist. Im dargestellten Beispiel liegen die beiden Achs¬ schenkel 20 mit Ausnahme ihrer Lagerzapfen 28 ständig in einer gemeinsamen, zur Mittelebene C normalen Ebene. Von dieser Mit¬ telebene C haben die beiden Aufstandspunkte B immer den glei¬ chen Abstand D, der bei Geradeausfahrt gemäß Fig.l und 2 seinen kleinsten Betrag hat.

Zur Lenkung gehört ferner ein zentraler Drehkörper 30, der um eine in der Mittelebene C liegende, zur gemeinsamen Ebene der beiden Achsschenkel 20 normale Lenkachse E drehbar ist und zwei in bezug zur Lenkachse E einander diametral gegenüberliegende Anlenkstellen 32 aufweist. Jeder der beiden Achsschenkel 20 ist mit seinem Lagerzapfen 28 an derjenigen der beiden Anlenkstel¬ len 32 angelenkt, die bei der Stellung für Geradeausfahrt gemäß Fig.l und 2 vom Schwenklager 14 des betreffenden Achsschenkels 20 am weitesten entfernt ist. Deshalb überlappen sich die bei¬ den Achsschenkel 20 im Bereich ihrer Kröpfungen 24.

Der Drehbereich des Drehkörpers 30 ist, ausgehend von seiner Stellung für Geradeausfahrt gemäß Fig.l und 2, in beiden Dreh¬ richtungen auf je 60 bis 75°, im dargestellten Beispiel auf ungefähr je 67°, begrenzt. Zu diesem Zweck kann am zentralen Drehkörper 30 ein Anschlag 34 ausgebildet sein, der mit zwei Anschlägen 36 an der Karosserie 10 zusammenwirkt. Alternativ oder zusätzlich können an der Karosserie 10 Anschläge 38 vorgesehen sein, die zum Begrenzen des Einschlags nach rechts mit je einem der beiden Achsschenkel 20 zusammenwirken, und der Einschlag nach links kann gemäß Fig.4 dadurch begrenzt sein, daß die beiden inneren Abschnitte 26 der Achsschenkel 20 sich aneinanderlegen.

Bei Geradeausfahrt sind die beiden Räder 18 in verhältnismäßig geringem Abstand außerhalb je einer der beiden Seitenwände 12 angeordnet. Dabei hat der Aufstandspunkt B jedes Rades 10 sei-

nen kleinstmöglichen Abstand D von der Mittelebene C, und die Anlenkstellen 32 beider Achsschenkel 20 haben ihren größtmög¬ lichen Abstand F vom zugehörigen Schwenklager 14. Dies bedeutet zugleich, daß der Lenkrollradius R jedes Rades 18, das ist der Abstand des Aufstandspunktes B vom zugehörigen Schwenklager 14, seinen kleinstmöglichen Betrag hat.

Wenn der Drehkörper 30, ausgehend von seiner in Fig.l und 2 abgebildeten Stellung für Geradeausfahrt, nach rechts oder links gedreht wird, so werden die beiden Räder 18, bezogen auf die in Fig.l, 3 und 4 mit einem Pfeil bezeichnete Fahrtrich¬ tung, nach rechts bzw. nach links eingeschlagen. Gleichzeitig werden die beiden Achsschenkel 20 in ihren Schwenklagern 14 axial nach außen verschoben, so daß sich der Abstand D jedes der beiden Aufstandspunkte B von der Mittelebene C, und dem¬ entsprechend auch der Lenkrollradius R jedes Rades 18 in dem Maß vergrößert, in dem sich der Abstand F jeder der beiden An¬ lenkstellen 32 vom zugehörigen Schwenklager 14 vermindert. Da¬ durch, daß sich die Aufstandspunkte B nach außen verschieben, wenn die Räder 18 eingeschlagen werden, berühren diese auch in eingeschlagenem Zustand die benachbarte Seitenwand 12 der Ka¬ rosserie 10 nicht, obwohl der Abstand jedes Rades 18 von der benachbarten Seitenwand 12 schon bei Geradeausfahrt verhält¬ nismäßig knapp bemessen ist.