Chimmys Lenkung

Lenkung

Jedes Fahrzeug, das nicht auf Schienen fährt, benötigt eine Lenkung. Diese Mechanik kann sehr kompliziert sein. Besonders dann, wenn Parameter wie Federung, Lagerspiel, Reifenverformung und dergleichen dazu kommen. Chimmy ist da sehr genügsam, denn es fährt langsam. So kann ein großer Teil der Komponenten und Kompromisse entfallen. Das vereinfacht die Konstruktion und sorgt zudem für leichteren Lauf. Anders als Fahrzeuge, die auf hohe Geschwindigkeit optimiert sind, denn die können nicht auch noch ökonomisch sein. Da geht Beschleunigung und Kurvenverhalten vor. Deshalb ändern sich Dinge wie Reifen, Räder, Lenkung, Aufhängung und Federung auch je nach Fahrzeug und natürlich auch mit der Zeit. Und je weniger Energie wir haben, um ein Fahrzeug anzutreiben, umso mehr wird der Energieverbrauch die Konstruktion dominieren. Aber mit nur etwas weniger Motorleistung und Maximalgeschwindigkeit lässt sich da bereits viel machen.

Die Komplizierte aber interessante

Für Chimmy würde vielleicht eine Lenkung nach dem Ackermann Prinzip passen. Erfunden wurde sie von einem Dr. Darwin, nicht dem Darwin.

Was kann an der Lenkung denn schon so kompliziert sein? Wer sich die folgende Zeichnung ansieht, hat es schnell verstanden. Der ganze Wagen dreht sich um einen sogenannten Lenkpol. Da auch dieser ständig unterwegs ist, heißt er auch manchmal Momentanpol. Damit jedes Rad auf einem Kreis fährt, dessen Mittelpunkt für alle der Lenkpol ist, muss jedes Rad auch einen bestimmten Winkel haben. Passt das nicht, dann rutscht das Rad seitlich weg, wodurch der ganze Wagen nur noch schwer gezogen werden kann. Bei schneller Kurvenfahrt würde er sofort ins Rutschen geraten und unkontrollierbar schlingern.

 

Bei der Lenkung nach Ackermann wurde die ideale Lenkgeometrie etwas vereinfacht. Vier Gelenke, die beiden der Räder und die beiden der Spurstange müssen auf einer gedachten Linie liegen, die sie mit dem Mittelpunkt der Hinterachse verbindet. Zeichnet man alle Dreiecke auf, die mit der Lenkung einher gehen und hat die ähnlichen Dreiecke erkannt und somit die Winkel entsprechend definiert, kommt man in etwa auf dieses Resultat. Die Details erspare ich mir hier.

Aber das ist alles kompliziert und die Räder mit immerhin 54 cm Durchmesser nehmen, wenn auch nur zu 30° ausgeschlagen, bereits fast 50 cm von Chimmys Breite ein, so dass bei 70 cm Gesamtbreite in der Mitte nur noch so ein Steg von 20 cm bleiben würde. Das wäre dann etwa so:

Diesen Steg in der Mitte kann man zudem nur schlecht erreichen, da man immer über die Räder greifen muss. Für kleine Fahrzeuge mit großen Rädern ist diese Lenkung also nicht optimal. Dazu kommt, dass das Ackermann Prinzip genau eingestellt sein muss, wenn man Chimmy als Anhänger einmal an ein Zugfahrzeug kuppeln möchte. Ansonsten wird die Lenkung bei Kurvenfahrt instabil. Also noch ein Problem dazu anstatt mal ausnahmsweise mal eines weniger.

Die Einfachere

Dann bliebe noch die, wesentlich einfachere, Lenkung mit Drehschemel. Diese Art der Lenkung wird seit Jahrhunderten für 4-räderige Fahrzeuge eingesetzt. Sie hat den Vorteil, dass man sie gut in Verbindung mit einem Zugfahrzeug benutzen kann. Sie hat aber auch den Nachteil, nicht sehr standfest zu sein. Dreht man bei folgender Anordnung die Lenkung von a (geradeaus) nach b(90°), dann kann das Fahrzeug leichter seitlich nach vorne kippen. Deshalb ist der Drehschemel in den meisten Fällen so konstruiert, dass er nur bis zu einem gewissen Winkel drehen kann.

Die Einfachtse

Noch einfacher wäre , nur 1 Rad vorne und zwei hinten. Dann würde Chimmys Raum gut ausgenutzt, er wäre nicht weniger Stabil als eine 90° gedrehte Drehschemellenkung und ein Rad weniger bedeutet auch weniger Aufwand. Im Prinzip sähe das dann so aus:

Fazit

Also noch einmal alles zusammen:

Lenkungsart Stabilität Einfachheit als Anhänger Platz Gesamt
Ackermann +1 -1 -1 -1 -2
Drehschemel 0 0 +1 0 +1
1 Rad vorne -1 +1 +1 +1 +2

Die Entscheidung ist getroffen. Chimmy bekommt 3 Räder und hat, neben guter Ausnutzung des Raums, einfacher Konstruktion, Möglichkeit als Anhänger genutzt zu werden noch einen weiteren Vorteil. Alle Tische, die nicht wackeln, haben genau 3 Beine. Zwei würden zum Stehen nicht reichen. Bei vier Beinen hinge, auf unebenem Untergrund, immer eines in der Luft. 3 Räder sind also auch dabei behilflich, auch ohne aufwändige Federung alle Räder auf dem Boden zu behalten.

Räder
Federung