DE1184663B

DE1184663B - Steerable front wheel and front wheel axle assembly

Info

Publication number: DE1184663B
Application number: DER24078A
Authority: DE
Inventors: Walther F Scheel
Original assignee: Rockwell-Standard Corp
Current assignee: Rockwell-Standard Corp
Priority date: 1957-09-25
Filing date: 1958-09-23
Publication date: 1964-12-31

Description

Lenkbare Vorderrad- und Vorderradachsen-Die Erfindung betrifft eine lenkbare Vorderrad- anordnung , und Vorderradachsenanordnung, insbesondere für schwere Fahrzeuge, mit einer starren Querachse, an den Enden der Querachse angebrachten, im wesentlichen vertikal und parallel angeordneten Achszapfen, auf den Achszapfen schwenkbaren Achsschenkeln, an den Achsschenkeln starr befestigten, sich von diesen unter rechtem Winkel zu den Ach#szapfen nach außen erstreckenden Radzapfen, auf den Radzapfen im Abstand voneinander angeordneten Vorderradlagern, von denen die inneren nahe bei den Achszapfen angeordnet sind, auf den Radlagern gelagerten Radnaben, die einen sich radial nach außen erstreckenden Montageflansch für die Radscheibe aufweisen, und mit an den Radscheiben befestigten Radfelgen, die sich von den Radscheiben im wesentlichen seitlich nach innen erstrecken und die Achszapfen und die Achsschenkel umgeben, wobei die vertikale Mittelebene der Radfelgen im wesentlichen mit der die Längsmittelachse der Achszapfen enthaltenden parallelen Achszapfenebene zusammenfällt.Steerable front wheel and front wheel axles - The invention relates to a steerable front wheel arrangement and front wheel axle arrangement, especially for heavy vehicles, with a rigid transverse axis, stub axles mounted essentially vertically and parallel to the ends of the transverse axis, and stub axles pivotable on the stub axles rigidly attached to the steering knuckles, from these wheel journals extending outwards at right angles to the axial journals, on the wheel journals spaced apart front wheel bearings, of which the inner wheel hubs are arranged close to the axial journals, on the wheel bearings mounted wheel hubs, which have a have radially outwardly extending mounting flange for the wheel disk, and with wheel rims attached to the wheel disks, which extend laterally inward from the wheel disks and surround the stub axles and the steering knuckle, the vertical center plane of the wheel rims essentially with that of the longitudinal mit central axis of the stub axle containing parallel stub axle plane coincides.

Es ist bekannt, daß eine derartige Anordnung eine leichte Lenkung mit geringem Kraftaufwand auch bei schweren Fahrzeugen gewährleistet. Dies kann darauf zurückgeführt werden, daß bei einer derartigen bekannten Anordnung infolge der Tatsache, daß die vertikale Mittelebene der Radfelgen, mit der die Längsmittelachse des Achszapfens enthaltenden paraUelen Achszapfenebene zusammenfällt, die Räder beim Lenken nicht wandern. Ein optimaler Betriebszustand bezüglich der leichten Lenkbarkeit wird bei solchen bekannt-en Anordnungen dann erreicht, wenn die Mittelebene der Radfelge genau mit der Achszapfenebene zusammenfällt.It is known that such an arrangement provides easy steering guaranteed with little effort even with heavy vehicles. This can be attributed to the fact that in such a known arrangement as a result the fact that the vertical median plane of the wheel rims, with that of the longitudinal central axis of the axle journal containing the parallel axle journal plane coincides with the wheels do not hike while steering. An optimal operating condition in terms of the light With such known arrangements, steerability is achieved when the central plane the wheel rim coincides exactly with the axle journal plane.

Eine derartige Anordnung bringt aber einen großen Nachteil in bestimmter Hinsicht mit sich: Ein gewisses, wenn auch kleines Spiel ist auch bei sorgfältigster Fertigung in den Gelenkverbindungen und in den Gelenken des Lenkgestänges unvermeidbar. Wenn die vertikale Mittelebene der Felge mit der die Längsmittelachse des Achszapfens enthaltenden parallelen Achszapfenebene genau zusammenfällt, dann sind die Gelenkverbindungen und Lager im Lenksystem bei der Fahrt im wesentlichen unbelastet und werden nur durch seitlich auf die Räder ausgeübte Stöße beansprucht. Infolge der zwar geringen, aber doch vorhandenen freien Beweglichkeit der Verbindungs- und Lagerteile gegeneinander, können diese Teile durch die andauernden Stöße ausgeschlagen werden, wodurch zunächst die Zuverlässigkeit der Lenkung leidet. Im Laufe der Zeit können die Verbindungen und Lager schließlich so weit beschädigt werden, daß sich die Schubstangen, Hebelarme u. dgl. des 1-,--nkgestänges voneinander lösen und die Lenkung ausfällt. Durch die im vorstehenden beschriebene freie Beweglichkeit der Ge- lenk- und Lagerteile werden auf das Rad beim Fahren ausgeübte Stöße auch verhältnismäßig stark am Lenkrad fühlbar, und die Räder können zum Flattern neigen.Such an arrangement, however, has a major disadvantage in certain respects: a certain, albeit small, play is unavoidable in the articulated connections and in the joints of the steering linkage, even with the most careful manufacture. If the vertical center plane of the rim coincides exactly with the parallel axle journal plane containing the longitudinal center axis of the axle journal, then the articulated connections and bearings in the steering system are essentially unloaded when driving and are only stressed by lateral impacts on the wheels. As a result of the fact that the connecting and bearing parts can move freely with respect to one another, these parts can be knocked out by the constant impacts, which initially affects the reliability of the steering. In the course of time, the connections and bearings can be damaged to such an extent that the push rods, lever arms and the like of the 1 -, - nk linkage separate from each other and the steering fails. By the described in the preceding free mobility of the overall driving and bearing parts are applied to the wheel when driving force exerted shocks also comparatively strongly felt on the steering wheel, and the wheels may tend to flutter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im vorstehenden dargelegten Nachteile auszuschalten. Erfind,ungsgemäß sind die Felgen so angeordnet, daß ihre vertikale Mittelebene gegen die Längsmittelachse des Achszapfens seitlich um höchstens etwa 12 mm versetzt ist.The invention is based on the object of eliminating the disadvantages set out above. According to the invention, the rims are arranged so that their vertical center plane is laterally offset from the longitudinal center axis of the journal by a maximum of about 12 mm .

Die im wesentlichen vertikale Ausrichtung der Felgenmittelebene und der Achszapfenebene wird bei der erfindungsgemäß aufgebauten Anordnung aufrechterhalten. Hierdurch bleibt die leichte Lenkbarkeit erhalten. Durch die Maßnahme nach der Erfindung stellt sich darüber hinaus die Wirkung ein, daß die Gelenke und Lager des Lenkgestänges durch den dynamischen Fahrwiderstand der Räder in Fahrrichtung unter einen kontinuierlich wirkenden Druck oder Zug gesetzt werden, je nachdem in welcher Richtung die Mittelebene gegen die Achszapfenebene seitlich versetzt ist. Dieser dynamische Fahrwiderstand der Räder erzeugt nämlich ein kleines Moment um den Achszapfen. Durch diese kontinuierliche Belastung der Lager und Gelenke wird die freie Beweglichkeit der Lager- und Gelenkteile gegeneinander beseitigt und damit das Flattern der Räder und zumindest zu einem großen Teil die Obertragung von seitlichen Radstößen auf das Lenkrad. Die Gelenke und Lager des Lenkgestänges werden auch nicht mehr so stark beansprucht, wie dies bei der bekannten Anordnung der Fall ist, bei welcher die Radfelgenmittelebene mit der Achszapfenebene genau zusammenfällt. Dadurch wird die Lebensdauer wesentlich erhöht und die Zuverlässigkeit der Lenkung auf lange Sicht hin gewährleistet.The essentially vertical alignment of the rim center plane and the axle journal plane is maintained in the arrangement constructed according to the invention. This means that it is easy to steer. The measure according to the invention also has the effect that the joints and bearings of the steering linkage are set by the dynamic resistance of the wheels in the direction of travel under a continuously acting pressure or train, depending on the direction in which the center plane is laterally against the axle journal plane is offset. This dynamic driving resistance of the wheels creates a small moment around the axle journal. This continuous load on the bearings and joints eliminates the free mobility of the bearing and joint parts against each other and thus the fluttering of the wheels and, at least to a large extent, the transmission of lateral wheel shocks to the steering wheel. The joints and bearings of the steering linkage are also no longer stressed as much as is the case with the known arrangement in which the wheel rim center plane coincides exactly with the axle journal plane. This significantly increases the service life and ensures the reliability of the steering in the long term.

Durch die Erfindung wird eine kompakt aufgebaute, leicht lenkbare Vorderrad- und Vorderradachsenanordnung für schwere Fahrzeuge geschaffen, die sich durch eine hohe Lebensdauer auszeichnet und eine zuverlässige Radlenkung ohne Radflattern gewährleistet. Nur wenn alle diese Bedingungen erfüllt sind, ist die Vorderrad- und Vorderradachsenanordnung praktisch wirklich brauchbar.The invention provides a compact, easily steerable one Front wheel and front wheel axle assembly created for heavy vehicles that are characterized by a long service life and reliable wheel steering without wheel flutter guaranteed. Only when all of these conditions are met is the front wheel and front axle arrangement really useful in practice.

Zur Erzielung eines kompakten Aufbaues kann zweckmäßig das innere Radlager, wie bekannt, so nahe wie möglich beim Achszapfen angeordnet sein, und der Abstand des äußeren Radlagers vom inneren Radlager kann etwa 8% des Raddurchmessers betragen, wobei der Radzapfen als kurzer dicker Zapfen von großer Festigkeit ausgebildet ist, und die Radscheibe kann, wie, bekannt, die Form eines im wesentlichen ebenen, zu dem Radzapfen senkrechten, ringförmigen Felgenflansches haben, der von der Außenseite der Felge radial nach innen verläuft, und der Montageflansch der Radnabe kann in an sich bekannter Weise etwa in Höhe zwischen den Radlagern angeordnet sein. Wenn Achsschenkel mit einem vertikalen Jochflansch vorgesehen sind, an dessen einer Seite im Abstand befindliche, horizontale obere und untere Gabelarme angebracht sind, die von dem Jochflansch seitlich hervorragen und nahe bei diesem mit vertikal ausgerichteten Bohrungen zur Aufnahme des Achszapfens versehen sind und an dessen anderer Seite der Radzapfen starr befestigt ist, und wenn ein Lenkarrn und ein Spurstangenschubarm vorgesehen sind, die starr mit dem Achsschenkel verbunden sind, können vorteilhaft die Gabelanne, der Lenkarm und, der Spurstangenschubarm ebenfalls in dem Raum innerhalb der nach innen überhängenden Felge untergebracht sein, und es kann, wie bekannt, am Jochflansch und an der Radnabe eine Bremsvorrichtung befestigt sein, die zwischen der vertikalen Radfelgenmittelebene und dem Radnabenflansch liegt. Dabei kann zweckmäßig eine an der den Gabelarmen benachbarten Seite an dem Jochflansch befestigte an sich bekannte ringförmige Bremsentragplatte zur Halterung der Brernsbacken und der Bremsbackenbetätigungsvorrichtung vorgesehen sein sowie eine in bekannter Weise an der inneren Seite des Radnabenflansches starr angebrachte Bremstrommel.To achieve a compact structure, the inner Wheel bearings, as is known, be arranged as close as possible to the stub axle, and the distance between the outer wheel bearing and the inner wheel bearing can be around 8% of the wheel diameter amount, the wheel journal being designed as a short, thick journal of great strength is, and the wheel disc can, as is known, the shape of an essentially flat, have a ring-shaped rim flange perpendicular to the wheel journal, which is exposed from the outside the rim extends radially inward, and the mounting flange of the wheel hub can be in be arranged in a known manner approximately at the height between the wheel bearings. if Stub axles are provided with a vertical yoke flange, on one side of which spaced, horizontal upper and lower fork arms are attached, which protrude laterally from the yoke flange and close to it with vertically aligned Holes for receiving the journal are provided and on the other side the wheel journal is rigidly attached, and if a steering arm and a tie rod push arm are provided, which are rigidly connected to the steering knuckle, can be advantageous the fork pan, the steering arm and the tie rod push arm also in the space inside the inwardly overhanging rim, and it can, as is known, be attached to the yoke flange and the wheel hub, a braking device between the vertical wheel rim center plane and the wheel hub flange. It can be useful one attached to the yoke flange on the side adjacent to the fork arms known annular brake support plate for holding the brake shoes and the brake shoe actuation device be provided as well as one in a known manner on the inner side of the wheel hub flange rigidly attached brake drum.

In den Figuren der Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt . F i g. 1 ein Verdrehungsschema einer herkörnmliehen, bekannten Lenkvorrichtung für Fahrzeugräder in Draufsicht, bei dem die mittlere diametrale Ebene des Rades gegen den Achszapfen in einem Abstand nach außen versetzt ist, F i g. 2 ein Verdrehungsschema der Lenkvorrichtung für Fahrzeugräder nach der Erfindung, bei dem jeder lotrecht angeordnete Achszapfen der Lenkachse in unmittelbarer Nähe der mittleren diametralen Ebene des zugeordneten Rades liegt, in Draufsieht, F i g. 3 ein Vertikalschnitt der LenkvorrichtuAg für das linke Fahrzeugrad der F i g. 2 nach der Ei% findung, mit gegenüber der AchszapfenmitteNime Y-Y seitlich nach innen versetzter Felgenmittelebene X-X, F i g. 3 A --in Vertikalschnitt einer gegenüber der Ausführung nach F i g. 3 etwas abgeänderten Lenkvorrichtung für das linke Fahrzeugrad der F i g. 2, mit gegenüber der Achszapfenmittellinie Y-Y nach außen versetzter Felgenmittelebene X-X, F i g. 4 eine Draufsicht auf einen Teil der Lenkvorrichtung nach F i g. 3 oder 3 A, F i g. 5 eine Ansicht der Vorrichtung nach F i g. 3 oder 3 A von hinten gesehen, wobei Teile der Nabe, der Brernsbacken und der Betätigungseinrichture zur Darstellung von Konstruktionseinzelheiten fortgelassen sind und wobei der Bremsbackenschwenkpunkt und die Betätigungseinrichtung gegen ihre aus F i g. 6 ersichtliche richtige Lage verschoben dargestellt sind, und F i g. 6 eine Seitenansicht der Lenkvorrichtung nach F i g. 3 oder 3 A, teilweise im Schnitt.In the figures of the drawings, an embodiment of the invention is shown schematically. It shows . F i g. 1 shows a rotation diagram of a conventional, known steering device for vehicle wheels in plan view, in which the central diametrical plane of the wheel is offset outwardly at a distance from the axle journal, FIG . 2 shows a rotation scheme of the steering device for vehicle wheels according to the invention, in which each vertically arranged axle journal of the steering axle is in the immediate vicinity of the central diametrical plane of the assigned wheel, in plan, FIG . 3 shows a vertical section of the steering device for the left vehicle wheel of FIG . 2 after finding, with the center plane of the rim XX, Fig . 3 A - a vertical section of an opposite of the version according to F i g. 3 somewhat modified steering device for the left vehicle wheel of FIG . 2, with the center plane of the rim XX, F i g, which is offset to the outside in relation to the axle journal center line YY. 4 is a plan view of part of the steering device according to FIG . 3 or 3 A, F i g. 5 shows a view of the device according to FIG. 3 or 3 A seen from the rear, with parts of the hub, the brake shoes and the actuation devices being omitted to illustrate construction details and with the brake shoe pivot point and the actuation device against their from FIG . 6 apparent correct position are shown shifted, and F i g. 6 is a side view of the steering device according to FIG . 3 or 3 A, partly in section.

F i g. 1 und 2 veranschaulichen vergleichsweise die Lenkschemata einer Lenkvorrichtung herkömmlicher Art für Fahrzeugräder bzw. einer Lenkverrichtung für Fahrzeugräder nach der Erfindung.F i g. 1 and 2 illustrate comparatively the steering schemes of a steering device of the conventional type for vehicle wheels and a steering device for vehicle wheels according to the invention.

Ein Vorteil dieser Zentralpunktlenkvorrichtung beim Lenken ergibt sich aus einem Vergleich der Schemata nach F i g. 1 und 2, in denen 6 bzw. 6' einen Fahrzeugrahmen, 7 bzw. 7' die vordere, lenkbare Achse und 8 bzw. 8' die Hinterachse des Fahrzeugs, 9 bzw. 9' die Hinterräder und 10 bzw. 10' die Vorderräder bezeichnen. Nach der bekannten Ackermanschen Lenkgetriebetheorie wird eine einwandfreie Lenkkinematik erzielt, wenn der Schnittpunkt der beiden lenkbaren Vorderradmittellinieen d, d bzw. d, d beim Schwenken der Räder um die zugeordneten Achszapfen in eine vertikale Ebene durch die Nfittellinie e bzw. d der Hinterachse 8 bzw. 8' fällt, so daß alle Räder des Fahrzeugs einen Bogen um einen gemeinsamen Punkt beschreiben, durch den die Radmittellinien jeweils hindurchgehen, wenn das Fahrzeug einer Kurvenbahn folgt. Das herkömmliche Lenkgestänge besteht aus zwei Lenkarmen von gleicher Länge, die an den Lenkschenkeln befestigt sind, die mittels einer Verbindungsstange zu einer Trapezanordnung verbunden sind, und die Beziehung zwischen diesen in Trapezform angeordneten Teilen erfüllte annähernd die Forderung der Ackermanschen Theorie. Die Erfindung schafft demgegenüber verbesserte Lenkeigenschaften unter Beibehaltung einer Lenkkinematik, die der Ackermanschen Theorie mit der gleichen An- näherung folgt wie die Lenkaufhängungen herkömmlicher Art.An advantage of this central point steering device when steering results from a comparison of the schemes according to FIG. 1 and 2, in which 6 or 6 ' a vehicle frame, 7 or 7' the front, steerable axle and 8 or 8 ' the rear axle of the vehicle, 9 or 9' the rear wheels and 10 or 10 ' the front wheels describe. According to the well-known Ackerman steering gear theory, perfect steering kinematics is achieved when the point of intersection of the two steerable front wheel center lines d, d or d, d when pivoting the wheels about the assigned axle journals in a vertical plane through the center line e or d of the rear axle 8 or 8 ' falls so that all the wheels of the vehicle describe an arc around a common point through which the wheel center lines pass when the vehicle follows a curved path. The conventional steering linkage consists of two steering arms of equal length attached to the steering legs which are connected by a connecting rod to form a trapezoidal arrangement, and the relationship between these trapezoidal parts approximated the requirement of Ackerman's theory. The invention provides improved contrast steering capabilities while maintaining a steering kinematics of Ackermanschen theory with the same arrival approximation follows as the steering suspensions conventional.

Nach der Darstellung sind die Verderräder 10 in herkömmlicher Weise an Lenkschenkeln montiert, die an der Achse 7 des Fahrzeugrahmens 6 gelenkig gelagert sind. Die Punkte a stellen die Schwenkachsen dar, um die die Lenkschenkel schwenkbar sind, und die Punkte b stellen die mittlere vertikale diametrale MttelEnie je eines Rades 10 dar, die gegen die Punkte a z. B. nach außen versetzt ist. Um eine Richtungsänderung herbeizuführen oder die Räder 10 z. B. in der dargestellten Weise nach links zu drehen, werden die Lenkschenkel entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn geschwenkt, was zur Folge hat, daß die Punkte b der diametralen Radmittellinien sich ebenfalls entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn be- wegen und aus der Flucht der Längsnüttellinie der Achse 7 gelangen. Die verlängerten Mittellinien der beiden Räder 10 sollten einen gemeinsamen Schnittpunkt mit der Vertikalebenee durch die Hinterachse haben. Es ist aus dem Schema deutlich ersichtlich, daß die Räder 10 einen Bogen um die Mittellinie a des Achszapfens beschreiben und sich dabei um einen Betrag über den Boden bewegen müssen, der dem Verschwenkungswinkel während dieses Schwenkvorganges proportional ist, und daß das an der Innenseite der zu fahrenden Kurvenbahn liegende Rad um einen größeren Betrag verschwenkt werden muß als das andere Rad, was zur Folge hat, daß der Aufwand an Lenkkraft unausgeglichen ist.According to the illustration, the verder wheels 10 are mounted in a conventional manner on steering arms which are articulated on the axle 7 of the vehicle frame 6. The points a represent the pivot axes about which the steering arms can be pivoted, and the points b represent the mean vertical diametrical MttelEnie each of a wheel 10 , which against the points a z. B. is offset to the outside. To bring about a change of direction or the wheels 10 z. To rotate as in the manner shown to the left, the steering arm are pivoted in the counterclockwise direction, with the result that the points b of the diametrical Radmittellinien to reach also loading in the counterclockwise direction because of and out of alignment with the axis of the Längsnüttellinie. 7 The extended center lines of the two wheels 10 should have a common point of intersection with the vertical plane through the rear axle. It can be clearly seen from the diagram that the wheels 10 describe an arc around the center line a of the axle journal and have to move over the ground by an amount that is proportional to the pivoting angle during this pivoting process, and that on the inside of the to The wheel lying on the curved path must be pivoted by a greater amount than the other wheel, with the result that the expenditure on steering force is unbalanced.

F i g. 2 veranschaulicht ein Lenkscherna für die Radlenkvorrichtung nach der Erfindung, und entsprechende Teile bzw. Punkte sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1, jedoch unter Hinzufügung eines Apostrophs (') bezeichnet. Die Punkte a' und b' sind gegen die mittlere diametrale Ebene der Räder 10' um ein geringes Maß z. B. nach außen versetzt, jedoch zu dieser parallel. Wenn also die Räder 10' geschwenkt werden, findet nur eine geringe oder gar keine Bewegung des Punktes b', die ein Drehen der Räder 10' um ihre eigene Drehachse d' zur Folge haben könnte, statt.F i g. Fig. 2 illustrates a steering arm for the wheel steering device according to the invention, and corresponding parts or points are denoted by the same reference numerals as in Fig. 1, but with the addition of an apostrophe ('). The points a 'and b' are against the mean diametrical plane of the wheels 10 ' by a small amount z. B. offset to the outside, but parallel to this. Thus, when the wheels 10 'are pivoted, there is little or no movement of the point b', which could result in the wheels 10 ' rotating about their own axis of rotation d'.

Dadurch erfordert die Betätigung der Radschwenkvorrichtung nach der Erfindung entsprechend dem Schema nach Fig. 2 einen bedeutend geringeren Kraftaufwand als das Betätigen einer herkömmlichen Radschwenkvorrichtung entsprechend dem Schema nach Fig. 1. Obwohl das innere Rad um einen größeren Winkel geschwenkt werden muß als das äußere Rad, um die Forderungen der Ackermanschen Theorie zu erfüllen, ist die Unausgeglichenheit der Schwenkkraft zwischen den Rädern vernachlässigbar klein.As a result, the actuation of the wheel swivel device according to the invention according to the scheme of FIG. 2 requires significantly less effort than the operation of a conventional wheel swivel device according to the scheme of FIG. 1. Although the inner wheel must be pivoted through a larger angle than the outer wheel, in order to meet the requirements of Ackerman theory, the imbalance of the pivoting force between the wheels is negligibly small.

. In F i g. 3 bis 6, insbesondere F i g. 3, 3 A und 5 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar mit einer starren Vorderachse 20 von I-förmigem Querschnitt mit einem Ansatz 22 am Ende, der mit einer vertikalen durchgehenden Bohrang 24 versehen ist. Durch diese durchgehende Bohrung 24 ist ein vertikaler zylindrischer Achszapfen 26 hindurchgeführt, der im Verein mit dem Ansatz 22 an der Achse zum Auflagern und Tragen des Lenkschenkels 28 dient. Der Achszapfen 26 ist undrehbar mittels Querstifte 29 am Achsansatz 22 verstiftet. Der Lenkschenkel 28 hat einen vertikalen Gabelflansch 30, von dem, im Abstand voneinander, ein oberer und ein unterer Gabelarm 32 bzw. 34 sitzt. Jeder dieser Gabelarine hat Schrniernippel 35 (F i g. 5) und in vertikaler Richtung fluchtende durchgehende Bohrungen 36 und 38, die in unmittelbarer Nähe des Gabelfiansches 30 vorgesehen sind. Die vom Achsansatz 22 vorspringenden Enden des Achszapfens 26 sind in Lagerbuchsen 37 und 39 gelagert, mit denen die Bohrungen 36 bzw. 38 ausgekleidet sind, so daß der Lenkschenkel 28 am Ende der Achse 20 gelenkig gelagert ist. Zwischen der unteren Fläche des Ansatzes 22 und der oberen Fläche des unteren Gabelarins 34 ist zum übertragen der Last von der Achse 20 auf den Lenksbhenkel ein Axiallager 40 vorgesehen, das als Kegelrollenlager ausgebildet sein kann. Das untere Ende des Achszapfens 26 liegt stumpf gegen eine federnde Scheibe 42 an, die auch das untere Ende der Bohrung 38 verschließt und mittels eines Federklemmringes 43 im ulteren Ende der Bohrung 38 festgehalten ist. Das offene Ende der B * ohrung 36 im oberen Gabelarm 32 ist mittels einer Platte 44 verschlossen, die mit mehreren Schrauben 45 am oberen Gabelarm 32'befestigt ist. Der Gabelflansch 30 hat eine Aussparung 46, die zwischeu den Armen 32 und 34 in solcher Weise gebildet ist, daß sie einen freien Raum für den Ansatz 22 am Ende der Achse verfügbar macht, wodurch es ermöglicht wird, den Achszapfen 26 sehr nahe beim Flahsch 30 anzuordnen. Dadurch wird erreicht, daß der überstand der Radfelge über das innere Lager, wie im folgenden noch erläutert wird, möglichst vermindert wird. . In Fig. 3 to 6, in particular FIG. 3, 3A and 5 , an embodiment of the invention is shown, namely with a rigid front axle 20 of I-shaped cross-section with an extension 22 at the end, which is provided with a vertical, continuous boring 24. A vertical cylindrical axle journal 26 is passed through this through hole 24, which, in conjunction with the extension 22 on the axle, serves to support and support the steering arm 28. The axle journal 26 is non-rotatably pinned to the axle shoulder 22 by means of transverse pins 29. The steering arm 28 has a vertical fork flange 30 from which, at a distance from one another, an upper and a lower fork arm 32 and 34, respectively, are seated. Each of these fork lines has screw nipples 35 ( FIG. 5) and vertically aligned through bores 36 and 38 which are provided in the immediate vicinity of the fork flange 30 . The ends of the journal 26 protruding from the axle extension 22 are mounted in bearing bushes 37 and 39 with which the bores 36 and 38 are lined, so that the steering arm 28 is articulated at the end of the axle 20. Between the lower surface of the extension 22 and the upper surface of the lower fork pin 34, a thrust bearing 40 is provided for transferring the load from the axle 20 to the steering arm, which thrust bearing can be designed as a tapered roller bearing. The lower end of the journal 26 is butt against a resilient washer 42, which also closes the lower end of the bore 38 and is held in place in the upper end of the bore 38 by means of a spring clamping ring 43. The open end of B * ohrung 36 in the upper fork arm 32 is closed by a plate 44 which is 32'befestigt with a plurality of screws 45 to the upper fork arm. The fork flange 30 has a recess 46 which is formed between the arms 32 and 34 in such a way that it makes a free space available for the projection 22 at the end of the axle, which enables the axle journal 26 to be very close to the flange 30 to arrange. This ensures that the protrusion of the wheel rim over the inner bearing, as will be explained below, is reduced as much as possible.

An der Außenseite des Gabelflansches 30 springt ein mit diesem aus einem Stück bestehender kurzer Radmontagezapfen 48 in axialer Richtung vor, der eine Auflagefläche 47 für eine Dichtung aufweist. Eine ringförmige Tragplafte- SÖ für eine Bremsvorrichtung ist, z. B. mittels einer Anzahl von Schrauben 52 (F i g. 4), starr am Gäbelflansch 30 befestigt.On the outside of the fork flange 30 , a short wheel mounting pin 48 consisting of one piece with this protrudes in the axial direction, which has a bearing surface 47 for a seal. An annular Tragplafte- SÖ for a braking device is, for. B. rigidly attached to the fork flange 30 by means of a number of screws 52 ( FIG. 4).

Eine in axialer Richtung kurze Radnabe 54 ist am Zapfen 48 mittels eines inneren KogelroHenlagers 56 drehbar gelagert, dessen Innenring gegen die Dichtungsfläche 47 gelegt ist, so daß das Lager möglichst nahe am Achszapfen'26 angeordnet ist. Ein äußeres Lager 57 ist in der Nähe des äußeren Endes des kurzen Radzapfens 48 montiert und dem inneren Lager 56 nahe benachbart angeordnet. Ein ringförnüger Spalt 58 zwischen dem inneren Ende der Radnabe 54 und dem Gabelflansch 30 ist mittels eines öldichtenden Ringes 60 verseblossen, so daß die Radlager gegen Schmutz und andere Fremdkörper geschützt sind. An der äußeren Fläche der ringförmigen Radnabe 54 zwischen-den Lagern 56 und 57 und in der Nähe des inneren Lagers 56 ist ein ringförniiger, radial nach außen vorspringender Radmontageflansch 62 gebildet, an dessen Innenseite eine Brernstrommel 64 getragen ist. Die Brenistrommel 64 hat ein-en Montagefiansch 67, der an der Innenseite des Nabenflansches 62 mittels einer Anzahl von Bolzen 66 befestigt ist, die sich durch den Trommelmentageflansch 67 und den Nabenflansch 62 mit Preßsitz hindurch erstrecken und von der äußeren Fläche des Nabenffansches nach außen vorspringen. Die Enden der Bolzen 66 sind zu Ansätzen 68 ausgebildet, die, dazu dienen ein Rad 70 zu trag-en und die sich in herkömmlicher Weise durch entsprech-ende Löcher in einem Radmontageflansch 71 erstrecken, wobei das Rad mit entsprechenden Muttern an der Nabe festgehalten ist.A wheel hub 54, which is short in the axial direction, is rotatably mounted on the journal 48 by means of an inner KogelroHenlager 56 , the inner ring of which is placed against the sealing surface 47 so that the bearing is arranged as close as possible to the journal 26. An outer bearing 57 is mounted near the outer end of the short wheel journal 48 and is disposed in close proximity to the inner bearing 56 . An annular gap 58 between the inner end of the wheel hub 54 and the fork flange 30 is closed by means of an oil-sealing ring 60 , so that the wheel bearings are protected against dirt and other foreign bodies. On the outer surface of the annular wheel hub 54 between the bearings 56 and 57 and in the vicinity of the inner bearing 56 , an annular, radially outwardly projecting wheel mounting flange 62 is formed, on the inside of which a brake drum 64 is carried. The Brenistrommel 64 extending inwardly and 62 extend through the Trommelmentageflansch 67 the hub flange with a press fit therethrough and projecting a-en Montagefiansch 67 which is fixed to the inside of the hub flange 62 by means of a number of bolts 66 from the outer surface of the Nabenffansches outwardly . The ends of the bolts 66 are formed into lugs 68 which serve to support a wheel 70 and which extend in a conventional manner through corresponding holes in a wheel mounting flange 71 , the wheel being held in place on the hub with corresponding nuts .

Das Rad 70 hat einen Fälgenteil 72 für die, Montage eines Reifens. Dieser Felgenteil 72 ist gegen den Montageflansch 71 seitlich einwärts versetzt, und der Betrag dieses Vorsprunges ist ausreichend bemessen, daß die vertikale Mittellinie Y-Y des Achszapfens 26 im wesentlichen in der mittleren diametralen Ebene, der Folge 72 kegt. Diese Ebene, ist in F i g. 3 und 3 A mit X-X bezeichnet. Infolge dieses überhanges nimm das innere Lager 56 einen hohen Prozentsatz der das Rad belastenden Beanspruchungen auf und ist daher von massiverer Bauart als das äußere Lager 57, das das belastende Kräftepaar um. das innere Lager aufnimmt. Die Bremstrommel 64 umgibt eine Bremse von herkömmlicher Art, die, wie aus Fig. 6 am besten ersichtlich, entsprechend der besonderen Bauart des Rad- und Lenkmechanismus abgewandelt ist. Die Bremse hat gegenüberliegende Bremsbacken 74 (von denen nur einer gezeigt ist). Diese Bremsbacken 74 haben je einen vertikalen tragenden Steg 76, der mit dem einen Ende am Schwenkpunktstützkopf 77 eines Bolzens 78 montiert ist, der in einem Durchgangsloch in der Tragplatte 50 (Fig. 6) befestigt ist. Das gegenüberliegende Ende des Brernsbackensteges 76 ist mit einer frei drehbaren Rolle 80 ausgestattet, die an einem Betätigungsnocken 82 anliegt, der in solcher Weise betätigbar ist, daß er den Bremsbacken 74 gegen die Innenfläche der Bremstrommel 64 andrückt, wenn die Bremse betätigt wird. Da der Käfig und die Haltekonstruktion des inneren Radlagers 56 zum Teil innerhalb der Bremse angeordnet und von verhältnismäßig großem Durchmesser ist, haben die Bremsbacken schmale Stege, die sich in einem großen Bogen um die Radnabe herum erstrecken. Der Bremsnocken 82 ist an einer Welle 83 befestigt, die mittels eines Hebels 84 drehbar ist, der von einer Kolbenstange 86 betätigbar ist, die ihrerseits betriebsmäßig mit einem Membran-Luft-Motor 88 verbunden ist. Dieser Membranmotor 88 ist in der Nähe der Innenseite der Felge 72 und oberhalb der Achse 20 an der Bremstragplatte 50 montiert. Die Bremsbacken 74 sind mittels einer Feder 89 in Ruhelage gehalten. Die Bremsbacken-und die Betätigungsvorrichtung sind, was ihre Grundbestandteile betrifft, im wesentlichen von herkömmlicher Art, jedoch sind einige ihrer Teile in der oben beschriebenen Weise anders ausgebildet und in besonderer Art angeordnet, so daß ausreichend Raum geschaffen wird, um eine Behinderung durch die innerhalb des von der Radfelge begrenzten Raumes in gedrungener Weise untergebrachten Radbestandteile zu vermeiden.The wheel 70 has a rim part 72 for mounting a tire. This rim part 72 is offset laterally inwardly relative to the mounting flange 71 , and the amount of this projection is dimensioned sufficient that the vertical center line YY of the journal 26 essentially in the central diametrical plane, the sequence 72 turns. This level is shown in FIG. 3 and 3 A denoted by XX. Because of this overhang, the inner bearing 56 take a high percentage of the wheel burdensome stresses and is therefore more massive design than the outer bearing 57 to the pair of forces onerous. the inner camp accommodates. The brake drum 64 surrounds a brake of a conventional type which, as best seen in FIG. 6 , is modified according to the particular design of the wheel and steering mechanism. The brake has opposing brake shoes 74 (only one of which is shown). These brake shoes 74 each have a vertical supporting web 76, one end of which is mounted on the pivot point support head 77 of a bolt 78 which is fastened in a through hole in the support plate 50 (FIG. 6). The opposite end of the brake shoe web 76 is provided with a freely rotatable roller 80 which rests against an actuating cam 82 which is actuatable in such a way that it presses the brake shoe 74 against the inner surface of the brake drum 64 when the brake is actuated. Since the cage and the retaining structure of the inner wheel bearing 56 are arranged in part within the brake and are of relatively large diameter, the brake shoes have narrow webs which extend in a large arc around the wheel hub. The brake cam 82 is attached to a shaft 83 which is rotatable by means of a lever 84 which can be actuated by a piston rod 86 which in turn is operatively connected to a diaphragm-air motor 88 . This membrane motor 88 is mounted on the brake support plate 50 in the vicinity of the inside of the rim 72 and above the axle 20. The brake shoes 74 are held in the rest position by means of a spring 89. The brake shoe and actuator are essentially conventional in their basic components, but some of their parts are differently designed and specially arranged in the manner described above so that sufficient space is provided for obstruction by the inside of the space bounded by the wheel rim to avoid compactly accommodated wheel components.

Ein Schwenken (Lenken) des Rades 70 erfolgt durch ein im allgemeinen L-förmiges Lenkglied oder einen Lenkarm 90 (Fig. 4 und 5), dessen eines Ende in einer horizontalen Bohrung 92 durch einen Ansatz 94 am Ende des oberen Gabelarms 32 schwenkbar einstellbar montiert ist. Auf das Ende des Lenkanns 90, das durch die Bohrung 92 hindurchgeführt ist, ist eine Mutter 96 aufgeschraubt und hält den Lenkarm 90 starr in der eingestellten Stellung. Das andere, Ende des Lenkarmes 90 ist mit einem Kugelkopfbolzen 98 ausgestattet, der in einer Bohrung 100 im Armende befestigt ist und mittels einer Mutter 102 festgehalten ist. An dem Kugelkopf des Bolzens 98 kann ein beliebiges (nicht daxgestelltes) Lenkgestänge angeschlossen sein.Pivoting (steering) of the wheel 70 is provided by a generally L-shaped steering member or steering arm 90 (Figs. 4 and 5), one end of which is pivotally adjustably mounted in a horizontal bore 92 through a shoulder 94 at the end of the upper fork arm 32 is. A nut 96 is screwed onto the end of the steering arm 90 which is passed through the bore 92 and holds the steering arm 90 rigidly in the set position. The other end of the steering arm 90 is equipped with a spherical head bolt 98 which is secured in a bore 100 in the arm end and is held by a nut 102nd Any steering linkage (not shown) can be connected to the ball head of the bolt 98.

Am Ende des unteren Gabelarmes 34 ist ein Ansatz 104 mit einer horizontalen Bohrung 106 vorgesehen. Ein kurzes, horizontales Schubglied 108 ist mittels einer nicht dargestellten Mutter in der gleichen Weise befestigt und starr in der Bohrung 106 des unteren Armes festgehalten, wie der Lenkarm 90 am oberen Gabelarm 32 befestigt ist. Die Schubstange 108 erstreckt sich unter einem geringen Winkel von der Längsachse des Fahrzeugs gegen das Rad zu nach hinten. Ihre, Länge ist geringer als der Innenhalbmesser des Radfelgenteils 72, damit der i Ansatz 110 am Ende des Armes sich in den R2u zwischen dem Lenkschenkel 28 und der Radfelge 72 hinein erstrecken kann. Der Endansatz 110 ist in solcher Weise versetzt, daß er etwas auf die Horizontalebene durch die Radachse hin liegt. In dem Ansatz 110 der Schubstange ist eine vertikale Bohrang 112 vorgesehen, in der der Verbindungsstift 114 für die Verbindungsstange 116 befestigt ist. Der Kopf des Stiftes 114 ragt nach oben gegen die Horizontalebene durch die Radachse, und der Stift ist mittels einer Mutter 118 festgeschraubt. Die über den Lenkarm 90 auf das Rad 70 übertragene Schwenkbewegung wird auf diese Weise über * die Verbindungsstange 116 auf das gegenüberliegende Rad übertragen, da die Verbindungsstange mit einer ähnlichen Anordnung am gegenüberliegenden Rad der Achse 20 verbunden ist. Wegen der leichten Neigung der Schubstangen 108 nach außen ist die Lenkkinernatik im wesentlichen im Einklang mit der Ackermanschen 'Iheorie. Natürlich muß das gegenüberliegende Rad am Ende der Achse 20 in der gleichen Weise montiert sein wie das Rad 70, obwohl allerdings ein Lenkann 90 an der rechten Seite nicht erforderlich ist.At the end of the lower fork arm 34, an extension 104 with a horizontal bore 106 is provided. A short, horizontal push member 108 is fastened by means of a nut (not shown) in the same way and is held rigidly in the bore 106 of the lower arm as the steering arm 90 is fastened to the upper fork arm 32. The push rod 108 extends rearward at a slight angle from the longitudinal axis of the vehicle towards the wheel. Their length is less than the inner radius of the wheel rim part 72 so that the extension 110 at the end of the arm can extend into the R2u between the steering arm 28 and the wheel rim 72 . The end projection 110 is offset in such a way that it lies somewhat on the horizontal plane through the wheel axle. In the extension 110 of the push rod, a vertical drill bit 112 is provided, in which the connecting pin 114 for the connecting rod 116 is fastened. The head of the pin 114 protrudes upwards against the horizontal plane through the wheel axle, and the pin is screwed tight by means of a nut 118. Transmitted via the steering arm 90 to the wheel 70 pivot movement is thus transmitted via the connecting rod 116 * to the opposite wheel, since the connecting rod is connected to a similar arrangement on the opposite wheel of the axle 20th Because of the slight outward inclination of the push rods 108 , the steering kinematics is essentially in accordance with Ackerman's theory. Of course, the opposite wheel at the end of the axle 20 must be mounted in the same way as the wheel 70, although a steering bar 90 on the right hand side is not required.

Zwei Anschläge 120 (Fig. 4), die aus einem Stück mit dem Ende der Achse 20 gebildet sind, wirken mit den Köpfen der beiden horizontal angeordneten Schrauben 52 (Fig. 4) zusammen und dienen dazu, die Schwenkbewegung der Räder auf einen Schwenkwinkel von ungefähr 401 zu beschränken.Two stops 120 (Fig. 4), which are formed in one piece with the end of the axis 20, cooperate with the heads of the two horizontally arranged screws 52 (Fig. 4) and serve to the pivoting movement of the wheels to a pivot angle of about 401 limit.

Obwohl die Mittellinie Y-Y des Achszapfens in Fig. 3 parallel zur Mittelebene X-X der Radnabe 72 ist und annähernd in dieser Ebene liegt# wird es in der Praxis vorzuziehen sein, daß die Mittellinie Y-Y des Achszapfens gegen die Mittelebene X-X der Felge um ein geringes Stück versetzt ist, um auf die Achszapfenbuchsen 39 und auf die Gelenke der Verbindungsstangen ein Moment au-,üben, damit ein Flattem der Räder sowie Rückwirkungen auf das Lpenkrad vernüe&n werden. Es hat sich gezeigt, daß ein Abstand der Achszapfenmittellinie Y-Y von der Mittelebene X-X der Felge von etwa 13 mm nach außen (F i g. 3) odernach innen (F i g. 3 A) zufriedenstellende Zugbeanspruchungen bzw. Druckbeansprachungen auf die Verbindungsstangen und> die Gelenke ergibt und die Mittellinie des Achszapfens bei großen Lastwagenreifen sich trotzdem noch ungefähr in der Mitte der Radspur befindet. Der Beanspruchung der Verbindungsstangen und Gelenke auf Druck entsprechend der Ausführung nach F i g. 3 A wird in der Praxis im allgemeinen der Vorzug zu geben sein.Although the center line YY of the axle journal in Fig. 3 is parallel to the center plane XX of the wheel hub 72 and lies approximately in this plane, it will in practice be preferred that the center line YY of the axle journal offset from the center plane XX of the rim by a small amount is a moment Au, exert on the Achszapfenbuchsen 39 and to the joints of the connecting rods, so that a Flattem of the wheels, as well as reactions to the n & Lpenkrad vernüe. It has been shown that a distance of the journal center line YY from the center plane XX of the rim of about 13 mm to the outside ( Fig. 3) or to the inside (Fig . 3 A) satisfactory tensile stresses or compressive stresses on the connecting rods and> results in the joints and the center line of the axle journal on large truck tires is still approximately in the middle of the wheel track. The stress on the connecting rods and joints under pressure according to the design according to FIG. 3 A will generally be preferred in practice.

Claims

Patent claims: 1. Steerable front wheel and front wheel axle arrangement, especially for heavy vehicles, with a rigid transverse axis, axles arranged essentially vertically, horizontally and parallel to the ends of the transverse axis, axles pivotable on the axles, rigidly attached to the axles, from these at right angles to the axle journals extending outwardly on the wheel journals at a distance vc> nested front wheel bearings, of which the inner are arranged close to the axle journals, on the wheel bearings mounted wheel hubs that have a radially outwardly extending mounting flange for the wheel disc, and with wheel rims attached to the wheel discs, which extend laterally inward from the wheel discs and surround the stub axles and the stub axles, the vertical center plane of the wheel rims essentially coinciding with the parallel stub axle containing the longitudinal center axis of the stub axles next side coincides, characterized in that the rims (72) are arranged so that their vertical center plane (XX) is laterally offset from the longitudinal center axis (YY) of the journal by a maximum of about 12 mm.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the inner wheel bearing (56), as known, is arranged as close as possible to the axle journal (26) , and that the distance of the outer wheel bearing (57) from the inner wheel bearing (56) is approximately 8 % of the wheel diameter, the wheel journal being designed as a short, thick journal of great strength, so that the wheel disc (71), as is known, has the shape of an essentially flat, annular rim flange (71) perpendicular to the wheel journal (48) , which extends radially inward from the outside of the rim (72) , and that the mounting flange (62) of the wheel hub (54) is arranged in a manner known per se approximately at the level between the wheel bearings (56, 57) . 3. Arrangement according to claim 1, with steering knuckles with a vertical yoke flange, on one side of which spaced, horizontal upper and lower fork arms are attached, which protrude laterally from the yoke flange and are provided with vertically aligned bores for receiving the axle journal close to it , and on the other side of which the wheel journal is rigidly attached and with a steering arm and a tie rod push arm, which are rigidly connected to the steering knuckle, characterized in that the fork arms, the steering arm and the tie rod push arm are also in the space within the inwardly overhanging sequence (72) are accommodated and that, as is known, a braking device (50, 64, 74, 82 to 88) is fastened to the yoke flange (30) and to the wheel hub (54), which between the vertical wheel rim center plane (XX) and the wheel hub flange (62) . 4. Arrangement according to claim 3, characterized by a side on the yoke adjacent to the fork arms (32, 34): flange (30) fastened per se known, annular brake support plate (50) for holding the brake shoes and the brake shoe actuation device and by a brake drum (64) rigidly attached in a known manner to the inner side of the wheel hub flange (62). 5. Arrangement according to one of claims 2 to 4, characterized in that the inner wheel bearing (56) is designed as a heavy bearing which absorbs the main part, the wheel load, while the outer wheel bearing (57) is made lighter and smaller and is used to balance the load torque around the inner wheel bearing (56). Documents considered: German Patent No. 659 264; French Patent Nos. 382 673, 634 478; U.S. Patent Nos. 1623 554, 1895 499, 1926 550, 1982 377, 2 143 950, 2 363 183, 2388403.