DE1205851B - Lenkantrieb fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B62d

Deutsche Kl.: 63 c - 47

Nummer: 1 205 851

Aktenzeichen: C1668411/63 c

Anmeldetag: 19. April 1958

Auslegetag: 25. November 1965

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lenkantrieb für Kraftfahrzeuge, deren durch eine Spurstange verbundene Radträger durch doppelt wirkende, in an der Fahrzeugachse festgelegten Zylindern geführte Kolben schwenkbar sind, die durch eine Steuereinrichtung von einer gemeinsamen Quelle aus jeweils am Ende des einen und zugleich am entgegengesetzten Ende des anderen der sie führenden Zylinder mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar sind.

Lenkantriebe mit doppelt wirkenden Kolben sind bekannt. Bei diesen Lenkantrieben sind in Richtung der Fahrzeuglängsachse wirkende, in Zylindern geführte Kolben vorgesehen, die eine Ausnehmung aufweisen, in welche am Radträger befestigte Schwenkhebel eingreifen. Die Kolben können von einer gemeinsamen Quelle mit Druckflüssigkeit derart beaufschlagt werden, daß sie in entgegengesetzten Richtungen bewegt werden können, wodurch die durch eine Spurstange verbundenen Radachsen in die gleiche Richtung geschwenkt werden. Bei diesen bekannten Lenkeinrichtungen besteht jedoch der Nachteil, daß durch die Anordnung der mit Schwenkhebeln im Eingriff stehenden Kolben, die in Geradeausstellung der Räder um 90° gegen die Radachse versetzt sind, keine hinreichend großen Hebelarme vorhanden sind, so daß bei Ausfall eines Kolbens die Betätigung des Lenkantriebs bei schweren Fahrzeugen nur mit großem Bauaufwand für den Lenkantrieb möglich ist.

Es sind auch Lenkantriebe bekannt, die mit zwei einfach wirkenden Kolben ausgerüstet sind, deren Kolbenstangen je an einem Radträger angelenkt sind. Je nach der Schwenkrichtung der Räder wird ein Kolben mit Druck beaufschlagt und die von ihm auf das eine Rad unmittelbar ausgeübte Kraft über eine Spurstange auf das andere Rad übertragen. Diese Lenkantriebe lassen es nicht zu, daß das Fahrzeug bei dem Ausfall eines Kolbens gesteuert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einem längeren Hebelarm angreifende doppeltwirkende Kolbenantriebe vorzusehen, bei diesen aber zugleich die über die Spurstange zu leitenden Ausgleichskräfte bei der Schwenkbewegung möglichst gering zu halten.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind nach der Erfindung die Zylinder, in Geradeausstellung der Räder parallel zu deren Achsen liegend, an ihrem zur Fahrzeugmitte gerichteten Ende an der Fahrzeugachse angelenkt und greifen die Kolben über Kolbenstangen an den Radträgern an Gelenkpunkten an, deren Abstand größer als der Abstand der Lenkachsen voneinander ist.

Lenkantrieb für Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Clark Equipment Company, Buchanan, Mich.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Kuborn, Patentanwalt,

Düsseldorf, Brehmstr. 23

Als Erfinder benannt:

Charles J. Jacobus, Benton Harbor, Mich.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 24. April 1957 (654 702)

Bei einseitig beaufschlagten Kolben ist es an sich bekannt, die Zylinder an ihrem zur Fahrzeugmitte as gerichteten Ende an der Fahrzeugachse anzulenken; dabei liegen die Zylinder in Geradeausstellung der Räder etwa parallel zur Achse. Auch ist es nicht neu, bei einem parallel zur Fahrzeugachse liegenden Zylinder, aus dem auf beiden Enden mit Gelenkpunkten an den Radträgern verbundene Kolbenstangen herausgeführt sind, den Abstand der Gelenkpunkte voneinander größer zu machen als den Abstand der Lenkachsen voneinander. Das Problem, bei verschieden großen Kolbenflächen wirksam werdende, in ihrer Größe sich unterscheidende Kräfte auszugleichen, tritt bei dieser Lenkvorrichtung, bei der die Kolbenflächen gleich groß sind, nicht auf.

Die Zeichnungen veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

F i g. 1 zeigt zum Teil schematisch ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung in Draufsicht;

Fig. 2 läßt die Lenk- und Antriebsachse des Fahrzeugs nach F i g. 1 in Draufsicht erkennen;

F i g. 3 ist die Rückansicht der Achse nach F i g. 2;

F i g. 4 stellt ein Schema zur Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung dar.

In F i g. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 allgemein ein gummibereiftes Vierradfahrzeug bezeichnet, welches zwei Vorderräder 12 und zwei lenkbare Hinterräder 14 aufweist. Ein Fahrzeugkörper 16 ist durch

509 739/248

strichpunktierte Linien angedeutet. Der zur Veranschaulichung der Erfindung dienende Fahrzeugtyp kann mit einer Baggerschaufel, einer Gabel oder sonstigen Verlade- oder Transporteinrichtung ausgerüstet sein, die an der Vorderseite des Fahrzeugs an einem schwenkbaren Ausleger angebracht ist.

Bei dem dargestellten Fahrzeug sind alle vier Räder Antriebsräder und mit einem nicht gezeigten Hauptantriebsmotor durch Kraftübertragungsmittel, wie ein Getriebe, Zwischenwellen und Achsen, verbunden. Die in den Fig. 1 bis 4 wiedergegebene Achse 18 ist zugleich Lenk- und Antriebsachse in der Art einer Vollschwingachse und weist ein Achsgehäuse 20 des sogenannten Banjotyps auf, welches das Differential, die Achswelle und andere'Teile enthält. Eine nicht gezeigte Antriebswelle ist mit der Kupplung 22 verbunden, um das Differential, die Achswellen und die Räder 14 anzutreiben. Die Achse 18 ist am Fahrzeugrahmen 16 um eine waagerechte Längsachse 21 drehbar gelagert.

An den Enden der Achse 18 befinden sich drehbar angelenkte Radträger 24, die bei diesem Ausführungsbeispiel zusätzliche, durch Universalgelenke mit den Achswellen auf Drehung verbundene Stummelwellen sowie Umlaufgetriebe zum Antrieb der Räder mit einer gegenüber den Achswellen geringeren Drehzahl, Bremstrommeln, Radnaben und andere Teile enthalten. Die Reifen und sonstige die Räder 14 bildende Teile sind drehbar auf den lenkbaren Radträgern 24 gelagert. Die Radträger 24 weisen jeweils außer Gehäusen 26, Bremstrommeln 28, Radnaben 30 und Bremsbetätigern 32 Ansätze 34 auf, die starr mit den Gehäusen 26 verbunden sind, und sind derart an dem mittleren Teil der Achse angelenkt, daß sie sich um die senkrechten Lenkachsen 35 drehen können.

Zum Bewirken einer Drehbewegung der Radträger mit den an ihnen befindlichen Rädern sind zwei Kolben und Zylinder aufweisende Betätigungseinheiten 36 vorgesehen, von denen jede, wie F i g. 1 erkennen läßt, aus einem Zylinder 38 und einem auf einer Kolbenstange 42 befestigten Kolben 40 besteht. Die beiden Einheiten 36 sind einander entgegengesetzt angebracht, d. h., sie stellen eine Gegentaktanordnung dar, wobei die Zylinder 38 an den Stellen 44 an dem Achsgehäuse 20 und die Kolbenstangen an den Stellen 46 an den entsprechenden Radträgern 24 angelenkt sind. Eine an den Stellen 50 angelenkte Spurstange 48 od. dgl. verbindet die an den Radträgern befestigten Ansätze 34 miteinander. Eine weitere Stange 52 führt von dem rechten Radträger 24 zu einem weiter unten beschriebenen Steuerventil 54, welches zur Steuerung der Betätigungseinheiten dient.

Das Steuerventil 54 stellt einen Teil eines Flüssigkeitssteuersystems dar, welches eine in üblicher Weise vom Hauptantriebsmotor des Fahrzeugs angetriebene Pumpe 56 enthält. Diese Pumpe saugt durch eine Leitung 60 Flüssigkeit aus einem Behälter oder Sumpf 58 an und fördert die Flüssigkeit unter Druck in eine Leitung 62. Eine Regel- und Entlastungseinrichtung 64 hält den Durchfluß in einer Leitung 66 auf einem vorbestimmten Wert, während überschüssige Flüssigkeit über eine Leitung 68 zum Sumpf 58 zurückgeleitet wird. Die Einrichtung 64 begrenzt ferner den Druck in der Leitung 66 auf einen vorbestimmten Wert, wobei überströmende Flüssigkeit durch eine Leitung 69 zum Sumpf 58 zurückkehrt. Durch die Leitung 66 strömt Druckflüssigkeit zu der Steuereinrichtung 54, welche ein Ventil bekannter Bauart darstellt und der Leitung 70 Druckflüssigkeit zuführt, wenn das Lenkrad 72 aus einer neutralen Stellung in einer Richtung gedreht wird, und Druckflüssigkeit in die Leitung 74 eintreten läßt, wenn das Lenkrad in der anderen Richtung gedreht wird. Die Leitung 76 dient der Rückführung der Flüssigkeit zum Sumpf 58.

ίο Die Leitung 70 ist mit dem Kolbenstangenende des rechten Zylinders 38 und mit dem entgegengesetzten Ende des linken Zylinders 38 verbunden. Wenn daher das Lenkrad 72 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird (Blickrichtung nach vorwärts auf das Lenkrad in Fig. 1), so wird die linke Einheit 36 ausgefahren und die rechte Einheit 36 eingezogen. Durch eine fortgesetzte Drehung des Lenkrades 72 in dieser Richtung werden beide Räder 14 in die in Fig. 1 mit Strichen und einzelnen Punkten angedeuteten Stellungen bewegt. Eine Drehung des Lenkrades 72 im Uhrzeigersinn läßt Druckflüssigkeit in die Leitung 74 und hierdurch zu dem Kolbenstangenende des linken Zylinders und dem entgegengesetzten Ende des rechten Zylinders strömen, so daß die Räder in entgegengesetzter Richtung bewegt werden. Die äußerste Lage, welche die Räder in dieser Richtung einnehmen können, ist in Fig. 1 durch aus Strichen und doppelten Punkten gebildete Linien gekennzeichnet. Wenn die Leitung 70 mit der Druckflüssigkeitsquelle verbunden ist, so ist die Leitung 74 entlastet, d. h., sie ist so geschaltet, daß Flüssigkeit über die Leitung 76 zum Sumpf zurückfließen kann. Umgekehrt ist die Leitung 70 entlastet, wenn die Leitung 74 mit der Druckflüssigkeitsquelle verbunden ist. Die Stange 52 ist eine Rückführverbindung zwischen dem rechten Radträger 24 und dem Steuerventil 54, welche eine Beendigung der Bewegung der lenkbaren Räder bewirkt, wenn die Drehbewegung des Lenkrades aufhört, d. h., die Stange 52 hat das Bestreben, jeweils den Gleichgewichtszustand in dem Steuerventil 54 wiederherzustellen.

Die schematische Darstellung der Fig. 4 zeigt einige der wesentlichen Teile der Lenkvorrichtung in der gleichen Stellung wie in Fig. 1. Das Bezugszeichen 18 in F i g. 4 bezeichnet eine Linie, welche die vollständige Achse 18 in den anderen Figuren ersetzt. Die beiden mit dem Bezugszeichen 14 versehenen Linien deuten die Räder in ihrer Geradeausstellung an. Die Gelenkpunkte 35, 44, 46 und 50 entsprechen denen der Fig. 2. Die Buchstaben A, B und C sind zusätzliche Unterscheidungsmerkmale für bestimmte Gelenkpunkte und Teile. Hierbei kennzeichnet jeweils der Buchstabe .<4 die Geradeausausstellung, der Buchstabe B die Endstellung für eine Linkskurve und der Buchstabe C die Endstellung für eine Rechtskurve. Zur Bezeichnung des Hebelarms zwischen den Gelenkpunkten 35 und 46 ist in F i g. 4 das Bezugszeichen 78 gewählt worden. Es ist zu bemerken, daß die Gelenkpunkte 46 weiter auseinander liegen als die Gelenkpunkte 35.

Das linke Bezugszeichen 46^4 in F i g. 4 bezeichnet die Lage der Gelenkverbindung zwischen der linken Betätigungseinheit 36 und dem linken Radträger 24, wenn sich die Räder 14 in Geradeaus- stellung befinden. Wird die linke Betätigungseinheit 36 ausgefahren, um das Rad 14 in die Endstellung für eine Linkskurve zu bringen (aus Vereinfachungsgründen in F i g. 4 nicht wiedergegeben, jedoch in

Claims (1)

1. F i g. 1 gezeigt), so bewegt sich der linke Gelenkpunkt 46 in die durch das linke Bezugszeichen 465 gekennzeichnete Lage. Während dieser Bewegung ändert sich der Hebelarm der von der linken Betätigungseinheit 36 ausgeübten, den linken Radträger 24 drehenden Kraft von dem mit dem Buchstaben A bezeichneten Abstand zu dem mit dem Buchstaben B bezeichneten. (Der Hebelarm ist hierbei die Senkrechte vom Gelenkpunkt 35 auf die Wirkungsachse der Einheit 36.) Bei diesem Vorgang wird der linken Einheit 36 an dem der Kolbenstange entgegengesetzten Ende Druckflüssigkeit zugeführt. Die von dieser linken Einheit 36 ausgeübte Kraft ist größer als die von der rechten Einheit hervorgebrachte, bei welcher die Druckbeaufschlagung am Kolbenstangenende erfolgt. Diejenige Einheit, welche die größere Kraft hervorruft, in diesem Falle die linke, arbeitet mit einem verkürzten Hebelarm, während der Hebelarm der anderen, eine kleinere Kraft ausübenden Einheit, praktisch unverändert bleibt. Während der letztere Vorgang auf der rechten Seite des Fahrzeugs (für eine Linkskurve) geschieht, geben die relativen Stellungen 46^4 und 46 C für die Verbindung zwischen dem Hebel 78 und der linken Einheit 36 die entsprechende Wirkung wieder. Wird die linke Betätigungseinheit eingefahren, so bewegt sich der Gelenkpunkt 46 von der Lage 46A zur Lage 46 C, wobei der Hebelarm mit dem Wert A praktisch konstant bleibt. Da der Bewegungsablauf auf der rechten Seite des Fahrzeugs spiegelbildlich zu dem auf der linken Seite vor sich geht, ergibt sich bei einer Bewegung des Gelenkpunkts 46 aus der Lage 46^4 in die Lage 46 B auf der linken Seite des Fahrzeugs, bei welcher sich der Hebelarm von A zu B ändert, eine Bewegung des Gelenkpunkts 46 auf der anderen Seite der Maschine aus der rechten Lage 46A in die rechte Lage 47 B, wobei der Hebelarm auf der rechten Seite etwa den Wert A beibehält.

   Vorstehend wurde die Arbeitsweise für eine Linkskurve beschrieben, wobei die größere Kraft mit dem kleineren Hebelarm auf der linken Seite und die kleinere Kraft mit dem größeren Hebelarm auf der rechten Seite wirkt. Für eine Rechtskurve sind die Verhältnisse umgekehrt, d. h., die kleinere Kraft wirkt am größeren Hebelarm auf der linken und die größere Kraft am kleineren Hebelarm auf der rechten Seite. Durch diese Anordnung, bei welcher eine größere Kraft und ein kleinerer Hebelarm auf einer Fahrzeugseite einer kleineren Kraft und einem größeren Hebelarm auf der anderen Fahrzeugseite entspricht, wird die sich aus den verschiedenen wirksamen Kolbenflächen ergebende unterschiedliche, an den Radträgern angreifende Kraft ausgeglichen.

   ¹S Patentanspruch:

   Lenkantrieb für Kraftfahrzeuge, deren durch eine Spurstange verbundene Radträger durch doppeltwirkende, in an der Fahrzeugachse festgelegten Zylindern geführte Kolben schwenkbar sind, die durch eine Steuereinrichtung von einer gemeinsamen Quelle aus jeweils am Ende des einen und zugleich am entgegengesetzten Ende des anderen der sie führenden Zylinder mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder(38), in Geradeausstellung der Räder (14) parallel zu deren Achsen (18) liegend, an ihrem zur Fahrzeugmitte gerichteten Ende an der Fahrzeugachse angelenkt sind und die Kolben (40) über Kolbenstangen (42) an den Radträgern (24) an Gelenkpunkten (46) angreifen, deren Abstand größer als der Abstand der Lenkachsen (35) voneinander ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 962 238;
   USA.-Patentschriften Nr. 2 757 014, 2 745 506,
   936, 2334918, 2252660, 2111668,
   1621916.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen