DE60107701T2

DE60107701T2 - Lenkzylinder und traktor mit einem lenkzylinder

Info

Publication number: DE60107701T2
Application number: DE60107701T
Authority: DE
Inventors: Aaron Dennis BOWMAN; Albert James NIEBERGALL
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2021-08-31
Also published as: EP1318937A1; CA2344291A1; AU6553301A; DE60107701D1; US6520277B1; EP1318937B1; JP2002154446A; MXPA01009031A; ES2234891T3; WO2002022426A1; BR0104008A; ATE284338T1; CN1343586A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Lenksystem enthaltend einen Zylinder mit gegenüberliegenden Enden, eine Kolbenstange, die sich durch den Zylinder und über dessen beide Enden hinaus erstreckt, einen Kolben, der auf der Stange zwischen der Stange und dem Zylinder getragen wird, und Endkappen, die im Zylinder an dessen Enden zwischen der Kolbenstange und dem Zylinder montiert sind und Bohrungen aufweisen, durch die sich die Stange erstreckt. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf einen landwirtschaftlichen Traktor, der ein solches hydraulisches Lenksystem zum Verdrehen bzw. zum Einschlagen der Vorderreifen hat.
Es ist bekannt, einen landwirtschaftlichen Traktor mit einem hydraulischen Frontlenkzylinder auszurüsten, der ein doppelt wirkender Zylinder mit einer Kolbenstange ist, die sich in beide Richtungen vom Zylinder aus erstreckt. Die Stange ist durch Spurstangen mit rechten und linken Achsschenkelbolzen des Traktors gekoppelt, um die Vorderräder zu verdrehen bzw. einzuschlagen. Das Ausmaß, bis zu welchem die Vorderräder verdreht werden können, wird oft durch Lenkanschläge beeinflusst, die auf dem Achsschenkelbolzen und dem Achsgehäuse ausgebildet sind. Die Lenkanschläge können einen Vorsprung auf der Achse sowie ein einschraubbares Befestigungsmittel auf dem Achsschenkelbolzen enthalten. Der Kopf des Befestigungsmittels kontaktiert den Vorsprung, um die Verdrehung des Achsschenkelbolzens zu begrenzen und einen weiteren Einschlag zu verhindern. Das einschraubbare Befestigungsmittel kann hinein- und herausgedreht werden, um das Ausmaß des Lenkweges für verschiedene Räder- und Reifenkombinationen einzustellen. Mit steigender Popularität der Frontfederungsachsen für landwirtschaftliche Traktoren besteht eine größere Raumkonkurrenz im Bereich zwischen dem Traktorchassis und den Achsschenkelbolzen, was es schwieriger macht, die Lenkanschläge an den Achsschenkelbolzen unterzubringen.
Die GB-2 167 023 offenbart einen bekannten hydraulischen Lenkzylinder mit einstellbaren Endkappen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einstellbare Lenkanschläge für einen hydraulischen Lenkzylinder bereitzustellen, die nicht die Federkomponenten behindern und damit dem Federungskonstrukteur eine größere Flexibilität zur Anordnung der Federungskomponenten verschaffen.
Diese Aufgabe wird durch die vorliegenden Erfindung gemäß eines der Ansprüche 1 oder 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Lenkanschläge innerhalb des Lenkzylinders vorgesehen und belegen daher keinen zusätzlichen Raum für unterzubringende Baugruppen, der über die Zylinder selbst hinausgeht.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat der hydraulische Lenkzylinder eine Kolbenstange, die sich durch und über die Enden des Zylinders hinaus erstrecken. Ein durch die Stange zwischen der Stange und dem Zylinder getragener Kolben überträgt die hydraulische Kraft in eine lineare Bewegung der Stange. Die Stange erstreckt sich durch Endkappen an jedem Ende des Zylinders. Jede der Endkappen ist in dem Zylinder einschraubbar befestigt und dient als Lenkanschlag. Wenn sich der Kolben zu dem Punkt bewegt, an dem der Kolben die Anschläge kontaktiert, wird die Bewegung des Kolbens beendet. Die Anschläge können relativ zum Zylinder verdreht werden, um die Anschläge hinein oder heraus zu schrauben und dabei den Hub des Lenkzylinders zu verändern.
Sobald die Anschläge auf die gewünschte Lage eingestellt sind, werden sie durch eine Halterung, die an den Zylinder geschraubt wird, in ihrer Lage arretiert. Die Halterungen lassen sich wahlweise von dem Zylinder entfernen und dann als Mutternschlüssel verwenden, um die Anschläge zu verdrehen und den Zylinderhub einzustellen. Eine Einstellung ist erforderlich, wenn verschiedene Räder- und Reifenkombinationen am Traktor befestigt werden oder wenn die Spurweite verändert wird. Ein Hubbegrenzer ist an dem Zylinder befestigt, um ein vollständiges Herausdrehen der Anschläge und einen hieraus resultierenden Hydraulikölverlust zu verhindern.
Die Erfindung und weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Anordnungen der Erfindung werden nun beispielhaft und mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert, in denen:
1 eine Seitenansicht eines landwirtschaftlichen Traktors, der den Lenkzylinder der vorliegenden Erfindung aufweist, ist,
2 eine seitliche Aufrissansicht des Vorderradantriebsdifferentialgehäuses und Lenkzylinder ist,
3 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Lenkzylinders und Differentialgehäuses, im wesentlichen von der Linie 3-3 der 2 aus gesehen, ist,
4 eine Schnittdarstellung des Lenkzylinders und Differentialgehäuses, im wesentlichen von der Linie 4-4 der 2 aus gesehen, ist und
5 eine vergrößerte Explosionsdarstellung des Lenkanschlags und der Halterung ist.
Mit Bezug auf 1 wird ein Traktor 10 gezeigt, der einen Lenkzylinder gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist. Der Traktor 10 enthält Hinterräder 12 und Vorderräder 14. Die Vorderräder 14 sind Lenkräder und verdrehen sich um eine aufrechte, wenn auch nicht notwendigerweise vertikale, Achse, um das Fahrzeug zu lenken. Eine Verdrehung der Räder 14 um die aufrechte Achse ist durch einen rotierenden Achsschenkel an jedem Ende der Vorderachse auf für ein Fahrzeug konventionelle Weise vorgesehen.
Ein in den 2–4 gezeigter Lenkzylinder 16 ist ebenfalls auf bekannte Weise durch linke und rechte Spurstangen, nicht gezeigt, mit jedem Achsschenkel verbunden. Der Zylinder 16 enthält eine Kolbenstange 18, die sich durch den Zylinder und über das gegenüberliegende Ende des Zylinders erstreckt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Zylinder an einem Vorderantriebsdifferentialgehäuse 20 befestigt, welches auch die Vorderantriebskomponenten für den mechanischen Vorderradantrieb beherbergt. Auch wenn in diesem Zusammenhang dargestellt, kann der Lenkzylinder mit einstellbaren Anschlägen gemäß der vorliegenden Erfindung auch in andere Lenkzylinder eingebaut sein, welche nicht an ein Vorderantriebsdifferential angebaut sind oder welche nicht mit einem mechanischen Vorderradantrieb verwendet werden. Der Zylinder enthält eine Zylinderkappe 22, die einen Flansch 23 aufweist, der durch mehrere Schrauben 24 an das Differentialgehäuse 20 geschraubt ist.
Die Zylinderkappe 22 bildet das linke Ende des Zylinders, während eine Zylinderkappe 26 das rechte Ende des Zylinders bildet. Eine Hülse 32 erstreckt sich zwischen den Zylinderkappen 22, 26. Die Zylinderkappen 22, 26 und die Hülse 32 bilden den Zylinder 16. O-Ringe 33 bilden Dichtungen zwischen den Zylinderkappen 22, 26 und der Hülse 32, während O-Ringe 35 Dichtungen zwischen den Zylinderkappen 22, 26 und dem Differentialgehäuse 20 bilden.
Die Kolbenstange 18 trägt einen Kolben 28, der sich radial von der Stange 18 weg zur inneren Oberfläche 30 der Hülse 32 erstreckt. Ein Öldurchlass 34 durch die Zylinderkappe 22 und ein Öldurchlass 36 durch das Differentialgehäuse 20 sowie die Zylinderkappe 26 ermöglichen es dem Öl, auf beiden Seiten des Kolbens 28 in den Zylinder einzutreten und aus diesem auszutreten. Der Öldruck bewegt den Kolben 28 nach links oder nach rechts, um die Vorderräder 14 zu verdrehen bzw. einzuschlagen. Die Spurstangen (nicht gezeigt) sind in den Buchsen 38, die in den beiden Enden der Kolbenstange 18 ausgebildet sind, mit der Stange 18 verbunden. Das linksseitige Ende der Kolbenstange 18 ist mit einer Manschette 39 gezeigt, welche die Buchse 38 abdeckt. Eine ähnliche Manschette ist ebenfalls an dem rechtsseitigen Ende der Kolbenstange befestigt.
Die Kolbenbewegung nach rechts und links wird durch Endkappen 40, 42 begrenzt, welche Anschläge für den Kolbenhub bilden. Der Kolbenhub wird beendet, wenn der Kolben mit einem der Anschläge 40 oder 42 in Kontakt tritt. Der Anschlag 40 ist in die Zylinderkappe 22 eingeschraubt, während der Anschlag 42 in die Zylinderkappe 26 eingeschraubt ist. O-Ring-Dichtungen 44 und 46 sind zwischen den entsprechenden Anschlägen und Zylinderkappen vorgesehen. Die Verschraubungen ermöglichen es den Anschlägen, sich durch Verdrehen der Anschläge relativ zu den Zylinderkappen nach innen und nach außen zu bewegen. Damit kann die Lage der Anschläge verändert werden, um die Hublänge der Kolben 28 zu verändern.
Die Anschläge 40 und 42 werden durch Halterungen 48 bzw. 50 ortsfest gehalten. Die Halterung 48 wird durch eine Schraube 52 an der Zylinderkappe 22 gesichert, während die Halterung 50 durch einen Bolzen 54 an dem Differentialgehäuse gesichert wird. Die in 2 gezeigten Halterungen sind sichelförmig geformt und erstrecken sich halb um die Anschläge 40, 42. Wie in 5 gezeigt, haben die Halterungen einen sich axial einwärts erstreckenden Flanschbereich 56. Die Flanschbereiche 56 sind mit nach außen vorstehenden Graden 57 konturiert, die in den Nuten 58 der Anschläge 40 und 42 sitzen, um die Anschläge gegen Verdrehung zu halten. Wenn es erforderlich ist, die Anschläge 40, 42 zu verdrehen, werden die Schrauben 52, 54 entfernt und die Halterungen als Mutternschlüssel verwendet, um die Anschläge 40, 42 zu verdrehen. Wonach die Schrauben 52, 54 wieder in den Zylinder eingeschraubt werden, um die Anschläge 40, 42 wie oben beschrieben ortsfest zu halten.
Um ein versehentliches übermäßiges Zurückschrauben der Anschläge 40, 42 zu vermeiden, sind Hubbegrenzer 60, 62 an der Zylinderkappe 22 bzw. an dem Differentialgehäuse 20 befestigt. Die Hubbegrenzer 60, 62 sind Unterlegscheiben und sind durch Schrauben 64 befestigt. Die Hubbegrenzer 60, 62 verhindern ein versehentliches Zurückziehen der Anschläge 40, 42 und einen daraus folgenden Verlust von Hydraulikflüssigkeit aus dem Lenkzylinder.
Die Anschläge 40, 42 verwenden keinen Raum, der außerhalb des physischen Volumens des Lenkzylinders liegt und lassen damit längs der Vorderachse Raum für Federungs- und Vorderachskomponenten frei. Zusätzlich erhalten die Anschläge die Fähigkeit bei, die Lenkzylinderhublänge einzustellen.
Die Erfindung soll nicht durch das oben beschriebene Ausführungsbeispiel, sondern lediglich durch die Patentansprüche begrenzt sein.

Claims

Hydraulisches Lenksystem enthaltend einen Zylinder mit gegenüberliegenden Enden, eine Kolbenstange (18), die sich durch den Zylinder und über dessen beide Enden hinaus erstreckt, einen Kolben (28), der auf der Stange (18) zwischen der Stange (18) und dem Zylinder getragen wird, und Endkappen (40, 42), die im Zylinder an dessen Enden zwischen der Kolbenstange (18) und dem Zylinder montiert sind und Bohrungen aufweisen, durch die sich die Stange (18) erstreckt, wobei die Kappen (40, 42) in den Zylinder einschraubbar montiert sind, um die Einstellung der axialen Lage der Endkappen (40, 42) in dem Zylinder durch Verdrehen der Endkappen (40, 42) zu ermöglichen, gekennzeichnet durch des Weiteren enthaltend eine an jedem Ende des Zylinders abnehmbar montierte Halterung (48, 50), die mit der Endkappe (40, 42) in Eingriff tritt, um die Endkappe (40, 42) gegen Verdrehen festzusetzen, um die Endkappe (40, 42) in ihrer Lage zu halten, wobei die Halterungen (48, 50) an dem Zylinder angeschraubt sind.
Das Lenksystem, wie in Anspruch 1 definiert, worin die Endkappen (40, 42) vom Äußeren des Zylinders aus zugänglich sind, um die Endkappen (40, 42) zu verdrehen.
Das Lenksystem, wie in Anspruch 1 oder 2 definiert, worin die Endkappen (40, 42) gegen die Kolbenstange (18) und den Zylinder durch O-Ringe (44, 46) abgedichtet sind.
Das Lenksystem, wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Endkappen (40, 42) für eine Abstützung der Kolbenstange (18) sorgen.
Das Lenksystem, wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (18) unmittelbar an die Endkappen (40, 42) angrenzt.
Das Lenksystem, wie in Anspruch 4 oder 5 definiert, worin die Halterungen (48, 50), sofern sie von dem Zylinder entfernt sind, als Schlüssel verwendet werden, um die Endkappen (40, 42) zu verdrehen.
Das Lenksystem, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert, des Weiteren enthaltend Hubbegrenzer (60, 62), um die Endkappen (40, 42) davor zu bewahren, vollständig aus dem Zylinder herausgeschraubt zu werden.
Das Lenksystem, wie in Anspruch 7 definiert, worin die Endkappe (40, 42) gezielt abnehmbar ist.
Das Lenksystem, wie in einem der Ansprüche 1 bis 8 definiert, worin der Zylinder in ein mechanisches Vorderradantriebsdifferentialgehäuse (20) integriert ist.
Traktor mit einem hydraulischen Lenksystem, welches durch einen oder mehrere der vorstehenden Ansprüche definiert ist.