DE3720273C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Lenk­ vorrichtung für mehrachse Fahrzeuge, gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Der Einsatz von Zusatzlenkachsen bietet den Vorteil er­ höhter Nutzlast, ohne die Wendigkeit des Fahrzeugs einzuschränken. Die erforderliche Differenz der Lenkeinschlagwinkel zwischen den Rädern der Vorderachse und denen der Zusatzlenkachse wird durch Wahl eines entsprechenden hydraulischen Übersetzungsverhältnisses erzielt.

Eine dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entsprechende hydraulische Lenkvorrichtung ist aus der DD-PS 2 03 706 bekannt. Bei der bekannten Lenkvorrichtung ist die mecha­ nische Lenkübertragung auf das hydraulische System auf­ wendig. Die Lenkbewegung wird vom Lenkgetriebe auf einen Lenkhebel des einen Vorderrades, von diesem über einen weiteren Hebel und eine Spurstange auf das andere Vorder­ rad und von diesem über einen zweiten Hebel auf die Kolbenstange des Geberzylinders übertragen. Dies führt nicht nur zu einem erheblichen Teile- und Fertigungsauf­ wand, sondern bringt zusätzliche Wartungsbedürftigkeit. Abgesehen davon führen so lange Umwege zu mehr Lager­ spiel, was letztlich die Fahrsicherheit beeinträchtigt. Der Geberzylinder ist dort ein an einem Ende drehbar gelagerter Zylinder mit einseitig angeordneter Kolben­ stange. Eine solche Zusatzeinrichtung im Unterflurbe­ reich des Motorraumes anzuordnen, ist bei den meist extrem ausgenutzten Raumabschnitten des Motorraumes praktisch kaum möglich. Dort, wo der Geberzylinder liegt, befindet sich im allgemeinen die tief nach unten gezogene Ölwanne des Motors. Auch die Tatsache, daß der Nehmerzylinder wegen des mit einseitiger Kolbenstange ausgebildeten Geberzylinders mit unterschiedlich gestal­ teten bzw. unterschiedlich lang ausgebildeten Lenkschen­ keln zusammenwirkt, ist im Hinblick auf die Verschieden­ heit der Bauelemente bei der Lagerhaltung, den Montagean­ forderungen und der Stabilisierung nachteilig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße hydraulische Lenkvorrichtung ohne Funktionsnachteil baulich zu vereinfachen.

Gelöst ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausge­ staltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße hydraulische Lenkvorrichtung be­ sitzt erhöhten Gebrauchswert. Die entsprechende Zwangs­ lenkung benötigt nur zwei Gleichgangzylinder. Entsprechende Gleichgangzylinder erlau­ ben auch den direkten Lenkhebel-Angriff am Einzelrad, indem die vom Kolben des Gleichgangzylinders ausgehen­ den Kolbenstangen zur entsprechenden Anbindung herange­ zogen sind. Die Lenkübersetzung kann auf einfache Weise über das Verhältnis zwischen den Kolbenflächen der Gleichgangzylinder bestimmt werden, woraus sich ein ex­ akter Lenkeinschlagwinkel individuell bestimmen läßt. Bezüglich der Zusatzlenkachse, kann es sich um eine Vorlauf- und/oder Nachlaufachse handeln. Da die gegenläu­ fig ausgerichteten Kolbenstangen des Gleichgangzylin­ ders die Spurstange der zugehörigen Achse bilden, ist die klassische Spurstange nicht länger zwingend erfor­ derlich, da die Kolbenstangen des Gleichgangzylinders deren Funktion übernehmen können. Dies bedeutet gegen­ über den bekannten separaten Zuordnungen der Steuermit­ tel sogar eine wesentliche Gewichtseinsparung. Um dabei weiter den überlagernden Bewegungen einer solchen "Spurstange" Rechnung zu tragen, ist der Gleichgangzy­ linder in einer in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Kulisse verschieblich geführt und um eine Vertikalachse schwenkbeweglich gelagert. Der eigentliche Festpunkt des Geberzylinders und des Nehmerzylinders wird demzu­ folge so gestaltet, daß die Gleichgangzylinder sich praktisch mit einer Schwenkzapfenlagerung in der Zylin­ dermitte in einer mit dem Achskörper der Vorderachse respektive Zusatzlenkachse verbundenen Führungsbahn in Fahrzeuglängsrichtung bewegen können und in Fahrzeug­ querrichtung fixiert sind. Um hier eine möglichst sta­ bile und auch leicht gleitende Ausgestaltung zu schaffen, ist vorzugsweise die Vertikalachse von zwei diametral gegenüberliegenden, vom Zylindergehäuse ausgehenden rollenbestückten Zapfen gebildet. Dabei ist es von Vor­ teil, daß jede Kulisse von parallel beabstandeten Ver­ tikalschenkeln gebildet ist. Hieraus resultiert nicht nur eine hohe Gesamtstabilität für den so auskragenden Führungsabschnitt des Achsenkörpers, sondern auch eine relativ großflächige Laufflanke. Beispielsweise ist die Verwendung von Winkelschienen, auch im Hinblick auf eine anzustrebende Gewichtsreduzierung, günstig. Durch entsprechende ober- und/oder unterseitige Schie­ nenzuordnung am Achsenkörper gewinnt man zugleich einen vertikalen Abstand der rollengeführten Zapfen und damit auch eine hebelgünstigere Anlenkung.

Die Zusatzlenkachse, sei sie nun eine Vorlaufachse oder eine Nachlaufachse, kann als adhäsionsgelenkte Achse in Vorwärtsfahrt ausgebildet sein. In Rückwärtsfahrt unterliegt sie der hydraulischen Lenkung mittels des Gleichgangzylinders. Insbesondere im Falle neutral gelagerter Achsschenkel­ bolzen ist es jedoch auch möglich, unabhängig von der Fahrtrichtung eine erfindungsgemäße Lenkung der Räder vorzunehmen.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines zeichnerisch veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine hydraulische Lenkvorrichtung an einem schematisch dargestellten mehrachsigen Fahrzeug, bei dem die Zusatzlenkachse als Vorlaufachse ausgebildet ist,

Fig. 2 eine entsprechende Ansicht, bei welcher die Zusatzlenkachse als Nachlaufachse ausgebildet ist,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine adhäsionsgelenkte Zusatzachse nebst erfindungsgemäßer Lenkvorrichtung in naturalistischer Darstellung,

Fig. 4 den Schnitt gemäß Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Gleichgangzylinder-Lagerung gesehen aus Pfeilrichtung A in Fig. 3,

Fig. 6 den Schnitt gemäß Linie VI-VI in Fig. 5 und

Fig. 7 die Draufsicht auf Fig. 6.

Das in den Fig. 1 und 2 in rein schematischer Wiedergabe dargestellte Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, besitzt eine Vorderachse I und eine starre Hinterachse II. Bei der letzteren handelt es sich um die sogenannte Antriebsachse mit Differential­ getriebe.

Die Vorderachse I besitzt lenkbare Einzelräder 1.

Zur Vergrößerung der Nutzlast weist das dargestellte Fahrzeug eine Zusatzlenkachse III auf. Diese trägt ebenfalls lenkbare Einzelräder, bezeichnet mit 2.

Die Zusatzlenkachse III ist bei der Zuordnungsvariante gemäß Fig. 1 als sogenannte Vorlaufachse VA installiert und gemäß Variante nach Fig. 2 als sogenannte Nachlaufachse NA.

Die nicht lenkbaren Einzelräder der starren Hinterachse II sind mit 3 bezeichnet.

Die auf die Vorderachse I übertragene mechanische Lenkrad- Steuerung wird bezüglich der Vorderachse I und der Zusatz­ lenkachse III des mehrachsigen Fahrzeuges über je eine hydrau­ lische Lenkvorrichtung in eine entsprechend hydraulische Zwangs­ lenkung umgesetzt. Hierzu dient ein vorderachsenseitiger Geberzylinder G und ein zusatzlenkachsenseitiger Nehmerzylinder N.

Geberzylinder G und Nehmerzylinder N sind als jeweils einer Achse zugehöriger Gleichgangzylinder 4 ausgebildet.

Beide Gleichgangzylinder 4 erstrecken sich quergerichtet zur Längsmittelachse x-x des Fahrzeuges und sind in dieser Richtung kulissengeführt bewegt, in Querrichtung zur genannten Achse jedoch fixiert.

Der Zylinderraum beider Gleichgangzylinder, nämlich Geber­ zylinder G und Nehmerzylinder N, stehen über Hydraulikleitungen 5, 6 in Verbindung; es handelt sich um flexible und/oder starre Leitungen. Die Anschlüsse liegen jeweils im Endbereich des Zylinderraumes. Es handelt sich um ein in sich geschlossenes System. Zum Ein- oder Nachfüllen sind nicht dargestellte Stutzen, ferner Justiereinrichtungen vorgesehen.

Der Gleichgangzylinder 4 nimmt einen quer zur Fahrzeuglenkachse x-x verlagerbaren Kolben 7 auf. Beiderseits des Kolbens 7 geht, zentral angeordnet, von diesem eine Kolbenstange 8 bzw. 9 aus. Beide Stangen durchsetzen abgedichtete Führungsöffnungen der Zylinder­ enden und greifen extern über Gelenkstellen an Lenk­ schenkeln 10 des Einzelrades 1 bzw. 2 an. Die Lenkschenkel gehen von einem Achsschenkelbolzen 11 aus. Dieser erstreckt sich senkrecht zur Standfläche des Fahrzeuges und setzt sich in Achszapfen 12 fort. Letztere lagern das Einzelrad 1 bzw. 2. Die Achsschenkel sind an Achskörpern 13 der Vorderachse I bzw. Zusatzlenkachse III ge­ lagert.

Die vom Kolben 7 ausgehenden, in einer gemeinsamen Achslinie verlaufenden Kolbenstangen 8, 9 fungieren als Spurstange Sp.

In Geradeausrichtung des Fahrzeugs nimmt der Kolben 7 seine Mittellage ein, d.h. er erstreckt sich in der Fahrzeug- Längsmittelachse x-x.

Bei Ausbildung der Zusatzlenkachse III als Vorlaufachse VA (Fig. 1) ist der Kolben 7 von Geberzylinder G und Nehmerzylinder N durch das Hydraulikmedium gegenläufig beaufschlagt, d.h. eine nach rechts gehende Kolbenverlagerung im Geberzylinder G bewirkt eine nach links gehende Verlagerung des Kolbens 7 im Nehmer­ zylinder N und umgekehrt. Gemäß Variante Fig. 2 ist es dagegen so, daß bei Ausbildung der Zusatzlenkachse III als Nachlaufachse NA die beiden Kolben 7 von Geberzylinder G und Nehmerzylinder N durch das Hydraulikmedium gleichläufig beaufschlagt sind. Der im Gleichgangzylinder 4 der Vorderachse I nach rechts gefahrene Kolben 7 nimmt auch eine solche rechtsseitige Lage zur Fahrzeug­ längsachse x-x ein im Bereich der Nachlaufachse NA. Hierzu wechselt die vom Geberzylinder G im linken Endbereich ausgehende Hydraulikleitung 5 auf die rechte Endseite des Nehmerzylinders N und die vom Geberzylinder G rechtsseitig ausgehende Hydraulik­ leitung 6 auf die linke Endseite des Nehmerzylinders N. Der Kreuzungsbereich ist mit 14 bezeichnet.

Der Stellwinkelausgleich zwischen den Rädern von Vorderachse I und denen der Zusatzlenkachse III ist über den unterschiedlichen Kolbenquerschnitt gelöst. Wie ersichtlich, besitzt der Geber­ kolben einen kleineren Querschnitt als der Nehmerkolben.

Um der oben bereits angedeuteten beweglichen Zuordnung der Gleichgangzylinder 4 mit einfachen Mitteln Rechnung zu tragen, ist der Gleichgangzylinder 4 in einer in Fahrzeuglängsrichtung, beim Ausführungsbeispiel in der Fahrzeug-Längsmittelachse x-x verlaufenden Kulisse 15 verschieblich geführt und um eine Vertikalachse y-y schwenkbeweglich gelagert. Gebildet ist die genannte Vertikalachse von zwei diametral einander gegenüber­ liegenden Zapfen 16. Es handelt sich um dem Zylindergehäuse 17 angeformte Achsstummel, die von einer trapezförmigen, von der Mantelwand des Zylindergehäuses 17 etwas abhebenden kegelstumpf­ förmigen Basis 18 ausgehen, deren Durchmesser größer ist als der der Zapfen 16.

Zur Verbesserung der Führung tragen die Zapfen 16 je eine Rolle 19. Deren Außenfläche stützt sich an parallelen Flanken 20 der Kulisse 15 ab. Gebildet ist die Kulisse 15 von parallel beab­ standeten Vertikalschenkeln 21 zweier am Achskörper 13 befestigter Winkelschienen 22. Die Vertikal­ schenkel 21 sind kürzer bemessen als die Horizontalschenkel der rechtwinkligen Winkelschienen 22. Die ober- und unterseitig des Achsenkörpers paarig angeordneten Vertikalschenkel 21 verlaufen kongruent. Der befestigungsseitige Abschnitt trägt oben wie unten eine Unterfütterungsplatte 23, die auf dem mindestens ober- und unterseitig abgeflachten Achskörper 13 aufliegt und zusammen mit den Winkelschienen 22 durch nicht näher dargestellte Mittel fixiert sind.

Unten sitzen die Vertikalschenkel 21 auf einer gemeinsamen Bodenplatte 22′. Im Befestigungsbereich können Zwischenstücke eingeschweißt sein, so daß sich auch dort eine verformungsfreie Zuordnung des kulissenbildenden Teilbereichs ergibt.

Um Belastungen von der die Zylinderkammer bildenden Wandung fernzuhalten, können die Zapfen 16 auch von einem auf die Mantelwand des Zylindergehäuses 17 aufgebrachten oder diesem angeformten reifartigen Körper 17′ ausgehen.

Bei einer Nachlaufachse NA ergibt sich bezüglich dieser zur Vorderachse I ein gegenläufiger Lenkeinschlag. Im Falle der Vorlaufachse VA muß dagegen ein gleichgerichteter Lenkeinschlag der Einzelräder 2 zu den Einzelrädern 1 vorliegen.

Die Erfindung ist nicht auf angetriebene Fahrzeuge beschränkt, sondern kann auch bei Anhängern durchgeführt werden. Auch ist eine hydraulische Lenkbewegungsübertragung vom Triebfahrzeug auf einen Anhänger möglich.

Claims (3)

1. Hydraulische Lenkvorrichtung für mehrachsige Fahrzeuge, mit vorderachsenseitigem Geberzylinder, dessen Kolben durch Lenkradbewegung unter Einsatz eines Lenkhebels mechanisch verlagerbar ist, sowie mit zusatzlenkachsenseitigem, als Gleichgangzylinder ausgebildeten Nehmerzylinder, wobei Ge­ ber- und Nehmerzylinder über Hydraulikleitungen derart mit­ einander verbunden sind, daß die beiderseitig des jeweiligen Kolbens liegenden Zylinderräume miteinander in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Geberzylinder (G) ebenfalls als Gleichgangzylinder (4) ausgebildet ist und daß die gegenläufig ausgerichteten Kolbenstangen (8, 9) sowohl des Geberzylinders (G) als auch des Nehmerzylinders (N) die jeweilige Spurstange (Sp) der zugehörigen Achse (I, III) bilden, wobei der mechanisch von dem Lenkrad betätigbare Lenkhebel mit der Spurstange (Sp) des Geberzylinders (G) gekuppelt ist, und wobei der Gleichgangzylinder (4) in einer in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Kulisse (15) verschieb­ lich geführt und um eine Vertikalachse (y-y) schwenkbeweg­ lich gelagert ist.

2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalachse (y-y) von zwei diametral gegenüberliegenden, vom Zylindergehäuse (17) ausgehenden, rollenbestückten Zapfen (16) gebildet ist.

3. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kulisse (15) von parallel beabstandeten Vertikalschenkeln (21) gebildet ist.