DE19631012A1

DE19631012A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Lenkung eines Kettenfarhzeuges

Info

Publication number: DE19631012A1
Application number: DE1996131012
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Pfitzer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-08-01
Filing date: 1996-08-01
Publication date: 1998-02-05
Anticipated expiration: 2016-08-02
Also published as: DE19631012C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur stufenlosen Lenkung eines Ketten fahrzeuges nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2.

Aus der DE-PS 14 80 725 ist ein hydrostatisch-mecha nisches oder hydrodynamisches Lenkgetriebe bekannt, bei dem bei allen vorkommenden Kurvenradien in einer ersten Ausgestaltung das hydrostatische und hydrodynamische und in einer zweiten Ausgestaltung das hydrostatische und me chanische Lenkgetriebe in Leistungsummierung auf die Nullwelle wirken. Damit wird über den gesamten Bereich stufenlos gelenkt. Dies ist günstig für die Bedienung der Lenkung für das Kettenfahrzeug, besonders auf der Straße, wo es auf eine feinfühlige Lenkung ankommt, weil der Kon takt der Straße mit der Kette mit wenig Schlupf behaftet ist und wo die notwendigen Lenkbewegungen rechtzeitig er kannt werden.

Im Gelände wird demgegenüber eine derartige Lenkung zu langsam, besonders beim notwendigen schnellen Wechsel in der Fahrtrichtung und bei kleinen Lenkradien, weil im gesamten Bereich von Geradeausfahrt bis zum gewünschten engen Lenkradius der gesamte Bereich durchfahren werden muß, was zwangsweise zu einer Verzögerung führt. Weiter ist infolge der Wirkung des hydrostatischen Lenkgetriebes über den gesamten Lenkbereich und einer hohen Lenklei stung in den kleinen Radien der Wirkungsgrad nicht be friedigend.

Aus der DE-PS 11 74 182 ist ein hydrostatisches- mechanisches Lenkgetriebe für Kettenfahrzeuge bekannt, bei dem bei gewähltem kleineren Kurvenradius das mechani sche und bei einem größeren Kurvenradius das hydrostati sche Getriebe die Nullwelle antreibt. Das mechanische Lenkgetriebe spricht zwar sehr schnell auf alle Lenkbewe gungen an und arbeitet auch mit einem guten Wirkungsgrad, so daß eine hohe Beweglichkeit bei ökonomischer Fahrweise im Gelände möglich ist. Der Übergang aus dem hydrostati schen auf den mechanischen Lenkbereich ist jedoch nicht ganz umproblematisch und damit für den Fahrer übungsbe dürftig.

Diesen bekannten Lenkgetrieben ist gemeinsam, daß sie einen hohen Bauaufwand und einen großen Bauraum benö tigen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein ein faches kostengünstiges Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, mit der eine stufenlose Lenkung des Kettenfahrzeuges bei erheblich verringertem Bauraum bedarf ermöglicht wird.

Ausgehend von einem Verfahren, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 und ausgehend von einer Vorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 2 umrissen ist, erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den in den kennzeichnenden Teilen dieser beiden Ansprüchen angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vor richtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß für den Lenkantrieb eines Kettenfahrzeuges im Extremfall, wie z. B. das Wenden um die Hochachse im Gelände, eine maxi male Lenkleistung aufgebracht werden muß. So beträgt für ein Kettenfahrzeug mit einem Gesamtgewicht von G = 56 t die hierfür erforderliche Lenkleistung ca. 700 kW. Für den normalen Fahrbetrieb hingegen bis zum kleinsten fahr baren Radius von ca. 4 Meter werden jedoch nur maximal 350 kW Lenkleistung für ein Kettenfahrzeug dieser Ge wichtsklasse benötigt.

Da der Fahrvorgang "Wenden um die Hochachse" im Ge lände relativ selten auftritt, wird also erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes der Lenkkräfte der Fahrhydrostat dem Lenk hydrostat derart zugeschaltet wird, daß sich ihre Lenk kräfte summieren. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß man einen einfachen vollständig stufenlosen Lenkantrieb für das Kettenfahrzeug erhält, wobei der Lenkhydrostat nur ca. 50% der maximal erforderlichen Lenkleistung er bringt; erst bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes der Lenkkräfte, wie es z. B. beim Wenden um die Hochachse auftritt, wird vollautomatisch der Fahrhy drostat durch die erfindungsgemäß vorgesehene Zuschalt anordnung derart mit dem Lenkhydrostaten verbunden, daß sich die beiden von ihnen abgegebenen Leistungen summie ren.

Mit dieser Ausgestaltung ist es sogar möglich, daß baugleiche Hydrostaten sowohl für den Lenkhydrostaten als auch für den Fahrhydrostaten verwendet werden, wodurch erhebliche Kostenvorteile bei der Herstellung entstehen. Gegebenenfalls kann sowohl der Lenkhydrostat als auch der Fahrhydrostat jeweils in zwei Teilhydrostate von etwa der selben Leistung unterteilt werden, wodurch eine weitere Unkostenverringerung erzielt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der die Erfindung schematisch darge stellt ist.

In der einzigen Figur, die schematisch den Fahran trieb und den Lenkantrieb eines Kettenfahrzeuges dar stellt, sind nur die für die Erfindung wesentlichen Bau teile mit Bezugszeichen versehen. Mit 1 ist dabei ein Lenkgetriebe bezeichnet, welches mit einem Lenkhydrosta ten 3 versehen ist, der einen Hydromotor KE1 und eine Verstellpumpe VE1 aufweist. Mit 2 ist ein Fahrgetriebe bezeichnet, z. B. ein sogenanntes SHL-Getriebe (stufen los-hydrostatisch-leistungsverzweigtes Lenkgetriebe), das mit einem Fahrhydrostaten 4 versehen ist, der einen Hy dromotor KE2 und eine Verstellpumpe VE2 aufweist.

Das mit dem Lenkhydrostaten 3 versehene Lenkgetrie be 1 reicht bei einem Kettenfahrzeug in der Gewichtsklas se von 56 t mit einer maximalen Lenkleistung von 350 kW aus, um die im normalen Fahrbetrieb bis zum kleinsten fahrbaren Radius von ca. 4 Meter auftretenden Lenkkräfte für die Betätigung der Kettenantriebsräder zu erzeugen. Werden höhere Lenkkräfte benötigt, wie es beim Wenden um die Hochachse der Fall ist, so sorgt eine zwischen dem Lenkgetriebe und dem Fahrgetriebe angeordnete Zuschalt anordnung dafür, daß bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes der Lenkkräfte die vom Fahrhydrostaten er zeugten Kräfte denjenigen des Lenkhydrostaten überlagert werden, so daß von ihnen beiden gemeinsam die erforderli che Lenkleistung von ca. 700 kW aufgebracht wird, sofern der Fahrhydrostat die gleiche Leistung von ca. 350 kW wie der Lenkhydrostat abgibt.

Dies bedeutet, daß Lenkhydrostat und Fahrhydrostat baugleich ausgeführt werden können.

Die Zuschaltordnung zwischen den beiden Hydrostaten weist beispielsweise drei Kupplungen K1, K2 und K3 auf. Für das Wenden um die Hochachse und die Zuschaltung des Fahrhydrostaten werden die Kupplungen K1 und K3 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen.

Werden zusätzlich in dieser Schaltstellung die bei den Hydrostaten durch eine nicht dargestellte Steueran ordnung gleichsinnig verstellt, so kann dadurch ein Kriechfahrbetrieb mit sehr geringer Geschwindigkeit von beispielsweise V = 4-5 km/h mit sehr hoher Zugkraft er möglicht werden.

Die erfindungsgemäße Zuschaltung des Fahrhydrosta ten 4 zum Lenkhydrostaten 3 bei Überschreiten eines Schwellwertes für die aufzubringenden Lenkkräfte ge schieht schnell und vollautomatisch. Man erhält dadurch einen einfachen vollständig stufenlosen Lenkantrieb für das Kettenfahrzeug, der für die meisten Fahrzustände mit der geringeren Lenkleistung des Lenkhydrostaten 3, der auf das zugehörige Lenkgetriebe 1 wirkt, auskommt. Nur in denjenigen Fällen, in denen höhere Lenkkräfte erforder lich sind, wird durch Zuschaltung des zum Fahrgetriebe gehörenden Fahrhydrostaten die erforderliche Lenkkraft aufgebracht und der Leistung des Lenkhydrostaten überla gert.

Weitere Kostenvorteile können dadurch realisiert werden, wenn anstelle eines Lenkhydrostaten mit z. B. 350 kW zwei kleinere Teillenkhydrostaten mit jeweils 175 kW parallel geschaltet werden und das gleiche für den Fahrhydrostaten 4 durchgeführt wird.

Bezugszeichenliste

1 Lenkgetriebe
2 Fahrgetriebe
3 Lenkhydrostat
7 Fahrhydrostat
KE1 Hydromotor
VE1 Verstellpumpe
KE2 Hydromotor
VE2 Verstellpumpe
K1 Kupplung
K2 Kupplung
K3 Kupplung

Claims

1. Verfahren zur stufenlosen Lenkung eines Ketten fahrzeuges, bei dem die für den Antrieb des Fahrzeugs er forderlichen Kräfte vom Motor über ein mit einem Fahrhy drostaten (4) versehenes Fahrgetriebe (2) den Kettenan triebsrädern übertragen werden und die für die Lenkung des Fahrzeugs erforderlichen Kräfte über ein mit einem Lenkhydrostaten (3) versehenes Lenkgetriebe (1) den Ket tenantriebsrädern übertragen werden, dadurch ge kennzeichnet, daß bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes der Lenkkräfte der Fahrhydro stat (4) dem Lenkhydrostaten (2) derart zugeschaltet wird, daß sich ihre Kräfte summieren.

2. Vorrichtung zur stufenlosen Lenkung eines Ketten fahrzeuges, das mit einem Motor, einem Fahrhydrostaten, einem Fahrgetriebe, Kettenantriebsrädern, einem Lenkhy drostaten und einem Lenkgetriebe versehen ist zur Durch führung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen dem Fahrhydro staten (4) und dem Lenkhydrostaten (2) eine Zuschaltan ordnung vorgesehen ist, die zur Aufbringung einer hohen Lenkleistung eine Überlagerung der vom Fahrhydrosta ten (4) aufgebrachten Leistung zu derjenigen des Lenkhy drostaten (2) bewirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zuschaltanordnung mindestens drei Kupplungen (K1, K2, K3) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Lenkgetriebe (1) und/oder das Fahrgetriebe (2) eine Steueranordnung auf weist, die eine gleichsinne Verstellung des Fahrhydrosta ten (4) und des Lenkhydrostaten (2) in der Zuschaltstel lung ermöglicht, um dergestalt eine sehr geringe Ge schwindigkeit mit sehr hoher Zugkraft zu ermöglichen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß der Lenkhy drostat (3) baugleich mit dem Fahrhydrostaten (4) ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die maximale Leistung des Lenkhydrostaten (3) im wesentlichen 50% der maximal erforderlichen Lenkleistung für die Betätigung des Lenkgetriebes (1) beträgt.