DE944289C - Fahrzeug mit einem im wesentlichen um eine senkrechte Achse schwenkbaren Lenkglied - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug mit einem im wesentlichen um eine senkrechte Achse schwenkbaren Lenkglied, zwei dicht beieinander beiderseits dieser Achse liegenden Rädern und zwei druckflüssigkeitsbetätigten Winden zur Steuerung des Fahrzeuges, von denen jede mit ihrem einen Ende zwischen den Rädern neben der Achse am Fahrzeugkörper und mit ihrem anderen Ende mit dem Lenkglied an einer weiter von der Achse entfernten Stelle verbunden ist.

Das Problem bei derartigen Fahrzeugen besteht darin, die Lenkeinrichtung mit ihrer Kraftanlage zwischen den lenkbaren Rädern anzuordnen und hierbei die Verschwenkung der Räder um 90⁰ gegen die Geradeausfahrtrichtung nach jeder Seite zu ermöglichen, ohne eine größere Anzahl von Gelenkteilen zu benötigen. Derartige Gelenkteile wurden nämlich eine große Anzahl von Lagern erfordern, die einer regelmäßigen Schmierung bedürfen. Fahrzeuge der angegebenen Art werden besonders für Erdarbeiten benutzt. Sie erfordern eine gute Lenkbarkeit, um die Maschine auf kleinstem Platz wenden zu können. Die Raumverhältniisse erfordern daher eine Kraftlenkungseinrichtung kleinistmög-

licher Ausmaße, wobei eine Anordnung zwischen den lenkbaren Rädern den^Vorteil hat, daß diese Einrichtung abgekapselt wird, ohne mit anderen Teilen des Fahrzeuges in Kollision zu geraten. Weiterhin ist zu berücksichtigen, daß diese Fahrzeuge im allgemeinen nicht auf geteerten Straßen benutzt werden, so daß also Schmutz und Staub die Schmierung erschweren.

Die Erfindung wird diesen Forderungen gerecht.' ίο Sie besteht darin, daß die Winden unmittelbar mit dem Fahrzeugkörper verbunden isind und die Verbindungsteile mit dem Fahrzeugkörper in der Geradeausfahrtstellung der Räder auf der gleichen Seite der Lenkachse wie die Verbindungsteile mit dem Lenkglied, aber enger zusammen als diese, liegen und Mittel vorgesehen sind, die infolge der relativen Bewegung zwischen Lenkglied und Fahrzeugkörper den Druckflüssigkeitsstrom zu einer der Winden umkehren, wenn dieseeineTotpunktstellung in bezug auf die Lenkachse überschreiten.

Die Erfindung vermeidet die bei bekannten Maschinen erforderlichen schwenkbaren Hebel zwischen Winden und Fahrgestell, die wegen des Schmutzes und Staubes zwischen den lenkbaren as Rädern schwierig zu schmieren sind. Ferner muß bei den bekannten Maschinen die Steuerkraft im wesentlichen nur von einer der Winden aufgebracht werden, da die andere Winde über im rechten Winlcel zur Fahrtrichtung stehende Hebel wirkt, so daß ein starker Seitendruck, aber nur ein geringer wirk.amer Druck aulsgeübt wird. Bei der erfindungsgemäßen Bauart dagegen sind beide Winden bei der Schwenkbewegung wirksam, um das Lenkglied zu verstellen. Außerdem vermeidet die Erfmdung bei einfachem Aufbau Kollision der Verbindungen mit dem Lenkglied, so daß eine Verschwenkung der lenkbaren Räder um volle 90⁰ nach jeder Seite möglich ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweiisebeschrieben. In dieser zeigt

Fig. ι eine Seitenansicht eines Grab- und Kratzergeräts mit an der Rückseite liegendem Antriebsmotor und lenkbaren Vorderrädern nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht nach Linie 2-2 der Fig. 1 in vergrößertem Maßstabe,

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht mit um 90⁰ gegen die- Vorwärtsfahrtstellung gedrehten Rädern,

Fig. 4 einen horizontalen Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 1 in vergrößertem Maßstabe, Fig. 5 ein Schaltbild des hydraulischen Systems und

Fig. 6 einen Längsschnitt nachLinie 6-6 der Fig. 3 in vergrößertem Maßstabe.

Wenn auch die Erfindung an 'den Vorder- oder Hinterrädern irgendeines Fahrzeuges verwendet werden kann, so wird sie nachstehend in der Anwendung auf die Vorräder eines Grab- und Kratzergeräts 10 beschrieben. Das Kratzergerät 10 enthält eine Kratzschauifel 11, deren offene vordere Front durch eine bewegliche Haube 12 abschließbar ist, eine Schneidkante 13 für die Grabarbeit und ein Tragejoch 14, das sich von der Schaufel nach vorn erstreckt und den Vorderteil des Geräts hält. Das vordere Ende des Joches 14 umfaßt zwei im allgemeinen zueinander parallele, waagerecht liegende T-förmige Platten 15 (Fig. 1 bis 3), die an dem Anhängeteil des Joches 14 befestigt sind. Diese Platten haben in der Senkrechten einen geringen Abstand voneinander, um die Lenkeinrichtung anordnen zu können. Das rückwärtige Ende des Kratzergerätis 10 wird durch Hinterräder 17 getragen, die in der Querrichtung Abstand voneinander, haben und unmittelbar unter der am rückwärtigenEnde angeordneter! Antriebsmaschine 18 liegen.

Am Vorderteil des Geräts ist ein Lenkglied 20 um einen >im wesentlichen senkrechten Drehzapfen 30 schwenkbar am Joch 14 befestigt. Das Lenkglied 20 (Fig. ι bis 3) enthält einen sich in der Längsrichtung erstreckenden I-Träger 21, dessen rückwärtiges Ende nach oben abgebogen ist. An diesem Ende ist eine Querplatte 22 befestigt, die einen T-förmigen Rahmen bildet. Zwei mit Querabstand voneinander liegende, mit Reifen ausgerüstete Vorderräder 27 sind drehbar auf einer Achse 28 gelagert, die starr mit dem Rahmen des Lenkgliedes 20 verbunden ist und die Achse des Drehzapfens 30 schneidet.

Die Lenkung des Fahrzeuges erfolgt durch Drehen des Lenkgliedes 20 um den Drehzapfen 30 und Betätigen von Winden 31, 31' durch Flüssigkeitsdruck. Jede Winde ist mit einem Teil des Joches 14 und dem Lenkglied 20 verbunden. Bei Stellung der Räder in Geradeausfahrtrichtung liegen die Winden symmetrisch zu beiden Seiten der Längsmittölachse des Fahrzeuges. Da die Winden ähnliche Bauart aufweisen, haben gleiche Teile gleiche Bezugszeichen, wobei die Teile der Winde 31' mit dem Zusatz ' bezeichnet'sind.

Die Winde 31 besteht aus einem Zylinder 32, in welchem ein mit einer Kolbenstange 33 versehener Kolben durch Flüssigkeitsdruck hin- und herbewegt werden kann. Der Zylinder 32 ist mit seinem einen Ende durch eine Gabelkopf verbindung 32₀ mit dem äußeren Ende der Platte 22 verbunden, während Ho die Kolbenstange 33 durch eine Gabelkopf verbindung 33_α mit dem äußeren Ende der Platte 15 verbunden ist. Die Gabelkopfverbindung 33_a greift mit einem Zapfen zwischen die Platten 15, wobei der Raum zwischen den Platten den Kolbenstangen 33 das Einfahren erlaubt, wenn das Lenkglied 20 in seiner äußersten Schwenklage (Fig. 3) ist. Die Gabelkopfverbindung 32_a greift mit einer Gabel um die Platte 22. Die Gabelkopfverbindungen 33_a und 33a' liegen zwischen den Rädern 27 und dicht an der Achse das Drehzapfens 30 'des Lenkgliedes 20, während die Gabelkopfverbindungen 32_a und 32/ von dieser Achse weiter entfernt angeordnet- sind. Hierdurch wird dem Lenkglied 20 eine Drehung über i8o° um den Drehzapfen 30 gestattet, d. h. 90⁰ nach jeder Seite von der Geradeauefahrtrichtung,

ohne daß eine Behinderung eintritt. Dies ist möglich, weil die Enden der Winden, die von dem Drehzapfen 30 entfernt sind, mit dem Rahmen des Lenkgliedes 20 verschwenkt werden. Die Bauart ist starr, weil die Winden dicht an der die Räder 27 verbindenden Achse 28 sitzen und dem Lenkglied 20 gestatten, ohne Behinderung zwischen Winden und Rädern über i8o° zu drehen.

Wenn das Lenkglied 20 aus der Geradeausfahrtstellung in eine 90.⁰ dazu verschwenkte Stellung gedreht wird, bewegt sich die Winde 31 in die Totpunktlage, die in Fig. 2 in gestrichelten Linien angedeutet ist, und über diese Richtung hinaus. Überschreitet die Bewegung die Totpunktstellung, die etwa 35° gegen die Geradeausfahrtrichtung geneigt ist, so muß der Flüssigköitszustrom zur Winde umgekehrt werden, wenn sie weiterhin die Steuerbewegung unterstützen soll. Die Winde 31 zieht sich bis zum Erreichen der Totpunktstellung zusammen, um sich anschließend wieder auszudehnen.

Daher ist eine auf die Bewegung jeder Winde bei Überschreiten der Totpunktstellung ansprechende Einrichtung vorgesehen, um die Druckmittelzufuhr zu der zugeordneten Winde umzukehren. Diese Einrichtung besteht aus einer Flüssigkeitsumschalteinrichtung 35.

Die Flüssigkeitsumschalteinrichtung sitzt in einem Körper 36, der an der Rahmenplatte 22 des Lenkgliedes 20 befestigt ist und zwei Ventile aufweist. Jedes Ventil hat einen in einer Bohrung 3O₀ beweglichen Stößel 37 bzw. 37' (Fig. 4). Der Ventilkörper hat ein Paar von Einlassen 36^, die zu Öffnungen in den Bohrungen 3O₀, 36/ führen, einen mit zentralen Öffnungen in den Bohrungen verbundenen Auslaß 3Ö_C und Leitungen 36^, 36/, 36_e, 36/, die an die Enden der Zylinder 32 bzw. 32' führen und zu Zwischenöffnungen in den Bohrungen. Die Leitungen 3O₀- und 36/ sind ebenso wie die Leitungen 36_e und 36/ miteinander verbunden. Der Stößel 37 hat Umfangsnuten 37_a und 37_&, um die Öffnungen in den Bohrungen zu verbinden. Jedes Ventil kann eine linke Endlage (Fig. .4) einnehmen, in welcher die Nuten 37_a, 37/, die Leitungen 36,; und 36g' mit dem Einlaß 365 und die Leitungen 36^ und 36/ mit dem Auslaß durch die Nuten 37₆, 37^' verbunden werden. Die Ventile können eine mittlere Lage einnehmen, in der alle Leitungen mit dem Auslaß verbunden sind, ferner eine rechte Endlage, in welcher die Leitungen 36^ und 36/ mit dem Einlaß und die Leitungen 36,; und 36/ mit dem Auslas verbunden werden. Die Ventile haben Enddeckel 38 und 39 mit Dichtungsringen 38_a und 39_fl.

Jedes Ventil hat ein Betätigungsgestänge. Das Betätigungsgestänge für die Winde 31 enthält einen um den Punkt 4I₀ schwenkbaren Winkelhebel 41 (Fig. 2) an einer Grundplatte 40, die mit der Rahmenplatte 21 des Lenkgliedes 20 verbunden ist. Das eine Ende des Winkelhebels, 41 trägt eine Rolle 42. Am anderen Ende dieses Hebels ist ein Lenker 43 mittels eines Drehzapfens 43₆ (Fig. 6) schwenkbar angelenkt. An seinem anderen Ende ist der Lenker 43 über einen Schwenkzapfen 43_a mit dem Ventilstößel 37 verbunden.

Der Lenker 43 besteht aus einem Paar von Gabelköpfen 70 und 71, die durch einen Kopfbolzen 74 miteinander verbunden sind. Der Kopf des Bolzens sitzt gleitend in einer Ausnehmung des Gabelkopfes 70, während sein Gewindeende in. ein Gewindeloch im Gabelkopf 71 eingeschraubt ist. Anschlagscheiben 72 und 73 sitzen zwischen den Gabelköpfen 70 und 71 auf dem Bolzen 74 und dienen als Federteller für eine Druckfeder 75, die den Gabelkopf 70 gegen den Bolzenkopf zwingt.

Eine Druckfeder 44 (Fig. 2) drückt den Ventilstößel 37 normalerweise in seine in Fig. 4 dargestellte linke Endlage, da 'sie zwischen dem Arm des linken Hebels 41 und einem an der Grundplatte 40 sitzenden Anschlag 40,, wirkt. Der Ventilstößel 37 bzw. 37' wird gegen weitere Bewegung nach links durch Anfahren gegen den Enddeckel 38 gehindert.

Ein Nocken 49 ist auf einer Grundplatte 48 an der Außen wandung jedes Windenzylinders befestigt. Der Nocken 49 hat eine das Ventil betätigende Fläche, die aus einer geneigten Auffangfläche 49,, besteht, die in· eine Fläche 4% übergeht, welche einen im wesentlichen konstanten Krümmungs- go radius um die Schwenkachse des Gabelkopfes 32_Ü aufweist. Die Rolle 42 kommt zunächst mit der Nockenfläche 49,, in Eingriff, um die Bewegung des Ventilstößels 37 in die Mittellage zu bewirken, wodurch die Druckflüssigkeit von beiden Seiten der Winde abgeschnitten wird. Wenn die Winde die Totpunktstellung erreicht, bewegt die Nockenfläche 49_S über die Rolle 42 den Winkelhebel 41, der durch sein Verschwenken den Ventilstößel 37 in seine rechte Endlage bewegt, wodurch die Druckmittelzufuhr zur Winde umgekehrt wird.

Die Rolle wird dann in der richtigen Lage durch die. einen konstanten· Radius aufweisende Nockenfläche 49₆ gehalten.

Der Druckflüssigkeitsstromkreis ist folgender: Eine Pumpe 50 (Fig. 5) pumpt Flüssigkeit aus einem Behälter 51 über eine Leitung 52¹ zu einem Lenksteuerventil· 53, das durch das Lenkrad 53_a (Fig. 1) verstellt wird. Das Steuerventil 53 ist ein Wechselventil mit drei Stellungen, wobei in der mittleren Stellung die Flüssigkeit unmittelbar von der Leitung 52 über Leitung 56 in den Behälter zurückgefördert wird. In den beiden anderen Stellungen des Ventils wird Druckflüssigkeit entweder einer Leitung 54 zugeleitet und über eine Leitung 55 zurückgeführt oder aber der Leitung 55 zugeführt und über die Leitung 54 zurückgeleitet. Die Leitung 54 führt zu den Einlassen 3O₀ und die Leitung 55 zum Auslaß 36_C. Wenn das Lenkrad 53_a gedreht wird, wird das Ventil 53 in eine Stellung gebracht, in der Druckflüssigkeit den Winden so zugeleitet wird, daß diese die Lenkung unterstützen. Wird das Lenkrad gedreht, um das Lenkglied 20 aus der Geradeausfahrtrichtung (Fig. 2) in eine Stellung rechtwinklig hierzu (Fig. 3) zu bewegen, so werden durch das Ventil 53 die Leitungen 55

und 52 sowie die Leitungen 54 und 56 miteinander verbunden. Die Druckflüssigkeit in Leitung 55 fließt über den Auslaß 36 _c über die Ringnuten 37_& und 37/ zu den Leitungen 36/ und 36^. Von dort fließt sie über die Leitungen 62 bzw. 60, um die Winde 31' auszudehnen und die Winde 31 zusammenzuziehen. Die auf der anderen Seite der Windenkolben befindliche Flüssigkeit kehrt über die Leitungen 63 bzw. 61 ,,zu den Leitungen 36g' und 36_rf zurück. Von dort gelangt sie über die Umfangsnuten 37_a und 37/ zum Einlaß 365, der mit der Leitung 54 verbunden ist, und über die Leitung 56 zurück in den Behälter 51.

Beide Ventilstößel 37 und 37' werden in der linken Endlage (Fig. 4) durch die Druckfedern 44 und 44' gehalten.

Wenn die Winde 31 die in Fig. 2 in gestrichelten Linien angedeutete Totpunktstellung erreicht, wird der Ventilstößel 37 zunächst in seine mittlere Lage gegen die Kraft der Feder 44 bewegt, da die Rolle 42 die geneigte Nockenfläche 4% trifft. Hierdurch werden beide Leitungen 60 und 61 mit dem Auslaß 36_C verbunden, so daß die Länge der Winde 31 sich nicht mehr ändert.

Da die Rolle42 weiterhin.mit der Nockenfläche 49a im Eingriff bleibt und die Nockenfläche 49^ erreicht, wird der Ventilstößel 37· in seine rechte Endlage bewegt, so daß Flüssigkeit aus der Leitung 55 über die Ringnut 37_a zur Leitung 3O₀- geleitet wird und von dort über die Leitung 61 zur Winde 31 gelangt, die eich ausdehnt. Die andere Kolbenseite der Winde /wird mit dem Behälter 51 über Leitung 60, Leitung 36,, über Ringnut 37^, Einlaß 36₆ und Leitungen 54 und 56 verbunden. Die Verbindungen zur Winde 31' werden nicht geändert, so daß, nachdem die Winde 31 den Totpunkt überschritten hat, beide Winden 31 und 31' sich ausdehnen, bis die äußerste Schwenklage (Fig. 3) erreicht ist.

Wird das Steuerventil 53 in seine mittlere Leerlaufstellung zurückbewegt, so gelangt kein Flüssigkeitsstrom mehr durch die Leitungen 54 und 55, und es erfolgt keine Steuerung des Fahrzeugs. Wird das Steuerventil 53 in der entgegengesetzten Richtung bewegt, so werden Leitungen 54, 52 und Leitungen 55, 56 verbunden,· so daß die Steuerung des. Fahrzeugs in der umgekehrten Richtung erfolgt.

Die Räder 17 und 27 können z. B. durch endlose

■50 ' Kettentriebe ersetzt werden, ¹SO daß also der gewählte Begriff »Rad« auch solche Ketten od. dgl.

umfaßt. Das Lenkglied 20 kann die übliche Form eines Einachsschlepper« aufweisen, dessen Räder durch einen oberhalb der Räder auf einem Ausleger sitzenden Motor angetrieben werden. In diesem Falle ist der Antriebsmotor 18 am rückwärtigen Ende des Fahrzeugs nicht erforderlich, und das Lenkglied 20 wird zweckmäßig am rückwärtigen Ende anstatt am Vorderende des Fahrzeugs vorgesehen.

An Stelle des Enddeckels 38 kann ein Nocken vorgesehen sein, um als Anschlag für den Ventilstößel in seiner linken Endlage zu dienen (Fig. 4).

Die Nockenfläche würde einen konstanten Krümmungsradius um den Gabelkopf 32^ aufweisen, aber einen kleineren Radius haben als die Nockenfläche 49j. Federn 44 würden nicht nötig sein, wenn die beiden Nockenflächen eine durchgehende Nockenbahn für die Rolle 42 bilden.

Die Teile des Ventilbetätigungsgestänges können umgekehrt an den schwenkbar verbundenen Teilen angeordnet sein, die aus der Winde 31 und der Rahmenplatte 22 bestehen. Die Flüssigkeitsumschalteinrichtung 35 kann auch auf die Bewegung zwischen den gelenkig miteinander verbundenen Teilen, nämlich Winde 31 und dem Körper des fcratzergeräts 10 ansprechen, anstatt auf die relative Bewegung zum Lenkglied 20, indem das Ventil und seine Betätigungseinrichtung an einer der Platten 15 statt an der Platte 22 befestigt ist.

Eine der Winden kann das Lenkglied ,20 weiter- ' bewegen, während die andere Winde sich über den Totpunkt bewegt, da die beiden Winden den Totpunkt zu verschiedenen Zeiten überschreiten. Die Winden können jedoch auch gleichzeitig über den Totpunkt laufen oder durch eine einzige Winde ersetzt werden, wenn zusätzliche Mittel zur Steuerung des Fahrzeugs vorgesehen sind, wenn die Totpunktlage überschritten wird. „

Da die Nockenfläche 49^ konstanten Radius um die Schwenkachse des Gabelkopfes 32_fl hat, betätigt das Ventilgestänge den Ventilstößel 37 nicht, wenn die Rolle sich über diese Fläche bewegt, obwohl sich die Winde 31 und die Rahmenplatte 22 um diese Schwenkachse relativ zueinander bewegen. Der Lenker 43 könnte daher starr sein. Wenn aber das Gestänge nicht genau eingestellt ist, würde dann stets die Gefahr einer Beschädigung der Flüssigkeitsumschalteinrichtung 35 bestehen, ©0 daß ein federbelasteter Lenker vorzuziehen ist. Das Ventilbetätigungsgestänge ist so ausgebildet, (daß es eine Bewegung des Ventilstößels 37 nach rechts· über die rechte Endlage hinaus ermöglicht, wenn die Rolle 42 auf der Nockenfläche 49_& läuft. Das rechte Ende des Ventilstößels 37 schlägt dann gegen die linke Stirnfläche des Enddeckels 39 an, wobei die Druckfeder 75 den Mehrweg des Betätigungsgestänges gestattet. Der Ventilstößel 37.kann also nach, rechts gestoßen und dort festgehalten werden, ohne daß Schaden am Ventil entstehen können, da die Wirkung der Druckfeder 75 dies verhindert, selbst wenn die Nockenfläche 49^ nicht genau,eingestellt sein sollte.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Fahrzeug mit einem im wesentlichen um eine senkrechte Achse schwenkbaren Lenkglied, zwei dicht beieinander beiderseits dieser Achse liegenden Rädern und zwei druckflüssigkeitsbetätigten Winden zur Steuerung des Fahrzeugs, von denen jede mit ihrem einen Ende zwischen den Rädern neben der Achse am Fahrzeugkörper und mit ihrem anderen Ende mit dem Lenkglied an einer weiter von der Achse entfernten Stelle verbunden ist, dadurch gekenn-

   zeichnet, daß die Winden (31, 31') unmittelbar mit dem Fahrzeugkörper verbunden sind und die Verbindungsteile (33_ß, 33/) mit dem Fahrzeugkörper in der Geradeausfahrtstellung der Räder auf der gleichen Seite der Lenkachse (30) wie die Verbindungsteile (S2_a, 32/) mit dem Lenkglied (21;. aber enger zusammen als diese, liegen und Mittel (35) vorgesehen sind, die infolge- der relativen Bewegung zwischen Lenkglied (21) und Fahrzeugkörper (10) den Druckflüssigkeitsstrom zu einer der Winden (31 bzw. 31') umkehren, wenn diese eine Totpunkt-Stellung in bezug auf die Lenkachse überschreiten.
2. 2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltmittel eine Flüssigkeitsumschalteinrichtung (35) für die Winde (31) enthalten, die auf dem Lenkglied (20) oder dem Fahrzeugkörper (10) befestigt ist, ferner einen Ventilstößel (37), der über ein ao Gestänge mit einer Rolle (42) verbunden ist, die mit einer Nockenfläche (49) an der Winde (31) zusammenwirkt, wobei ein Teil (49^) der Nockenfläche (49) einen im wesentlichen konstanten Krümmungsradius um den Schwenkpunkt der Verbindung der Winde mit dem Lenkglied bzw. Fahrzeugkörper aufweist.
3. 3. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsumschalteinrichtung (35) normalerweise durch Federkraft in einer Lage gehalten wird, in der der Stromfhiß nicht umgekehrt wird, wenn die Rolle (42) außer Eingriff mit der Nockenfläche (49) ^ist·

   Angezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschriften Nr. 2 638 998, 2 583 197, 2557066.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 531 6.56