DE3209057A1 - Hydraulic steering system for the steerable wheels of a vehicle axle - Google Patents
Hydraulic steering system for the steerable wheels of a vehicle axleInfo
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Abstract
Description
Hydraulisches Lenksystem für die lenkbaren Räder Hydraulic steering system for the steerable wheels
einer Fahrzeugachse Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Lenksystem für die lenkbaren Räder einer Fahrzeugachse, insbesondere der Vorderachse eines Schleppers, die aus einem mittleren Achsprofil und darin beidseitig einsteckbaren und festlegbaren Seitenteilen besteht, wobei die mit den Achsschenkeln zusammenwirkenden Spurhebel durch eine Spurstange miteinander verbunden sind und an mindestens einer Radseite ein doppelt beaufschlagbarer hydraulischer Lenkzylinder angreift. a vehicle axle The invention relates to a hydraulic Steering system for the steerable wheels of a vehicle axle, especially the front axle a tractor, which consists of a central axle profile and can be inserted into it on both sides and fixable side parts, which cooperate with the steering knuckles Tie rods are connected to each other by a tie rod and at least one A hydraulic steering cylinder that can be acted upon twice on the wheel side engages.
Bei den bisher üblichen hydraulischen Lenksystemen ist der Lenkzylinder in irgend einer Weise fest oder beweglich mit der Fahrzeugachse, welche die lenkbaren Räder trägt, verbunden. Meist wird diese Verbindung durch Zwischenschaltung von Umlenkhebeln, Zwischenhebeln, Gelenken und Lenkstangen durchgeführt, da die die Spurhebel miteinander verbindende Spurstange sowie die Kolbenstange des Lenkzylinders in verschiedenen Ebenen liegen, die Kolbenstange aber zumindest an einer Radseite am Spurhebel angreifen muß. Es wird hierdurch ein großer Bauraum notwendig.In the hydraulic steering systems that have been used up to now, the steering cylinder is fixed or movable in any way with the vehicle axle, which is the steerable Wheels, connected. This connection is usually made through the interposition of Deflection levers, intermediate levers, joints and steering rods carried out because the the Tie rod connecting tie rods and the piston rod of the steering cylinder lie in different planes, but the piston rod at least on one side of the wheel must attack the track lever. This requires a large amount of installation space.
Eine derartige Anordnung ist beispielsweise durch die DE-OS 27 17 405 bekannt. Der Angriff der Kolbenstange des Lenkzylinders am Spurhebel erfordert bei dieser bekannten Bauart einen zusätzlichen Lenkhebel. Bei Spurweitenverstellung der Vorderachse muß der Lenkzylinder darüberhinaus umgesteckt werden, da er sich mit seinem kopfseitigen Ende am festen Mittelteil der Vorderachse abstützt.Such an arrangement is, for example, from DE-OS 27 17 405 known. The attack of the piston rod of the steering cylinder on the track lever requires in this known design an additional steering lever. When adjusting the track width the On the front axle, the steering cylinder must also be repositioned because it is with its head end is supported on the fixed central part of the front axle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Lenksystem der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen ein verringerter Bauraum ermöglicht wird und auf zusätzliche Gelenkverbindungen verzichtet werden kann.The invention is based on the object of a hydraulic steering system to create of the type mentioned in the comparison to known devices a reduced installation space is made possible and additional articulated connections can be dispensed with.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.This object is according to the invention with the in the characterizing part of claim 1 specified features solved.
Dadurch, daß die Spurstange durch ihre geteilte Ausführung in die Kolbenstangen des Lenkzylinders integriert wird, ergibt sich eine äußerst platzsparende Lösung, da Lenkzylinder und Spurstange im wesentlichen eine Baueinheit bilden und Kolbenstangen mit Spurstangenteilen nur in einer Richtung bzw. einer Ebene beweglich sind. Es entfallen hierdurch zusätzliche Gelenke, Lenkhebel und/oder Lenkstangen.The fact that the tie rod through its split design in the The piston rod of the steering cylinder is integrated, resulting in an extremely space-saving Solution, since the steering cylinder and tie rod essentially form a structural unit and Piston rods with tie rod parts can only be moved in one direction or one plane are. This eliminates the need for additional joints, steering levers and / or steering rods.
Bei Starrachsen, also bei Achsen ohne Spurweitenverstellung, genügt es nach einer Ausführungsform der Erfindung, wenn die Kolbenstangen auf beiden Seiten des Lenkzylinders entsprechend lang ausgebildet und endseitig an den Spurhebeln angeschlossen sind, so daß sie unmittelbar die Spurhebel bei Verschiebung des Kolbens im Lenkzylinder betätigen.In the case of rigid axles, i.e. axles without track width adjustment, it is sufficient it according to one embodiment of the invention when the piston rods on both sides of the steering cylinder designed to be correspondingly long and at the end of the track levers are connected so that they directly the track lever when moving the piston operate in the steering cylinder.
Bei Achsen, die eine Spurweitenverstellung zulassen, sind in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Kolbenstangen hohl ausgebildet; sie nehmen dann einschiebbar, einsteckbar oder einschraubbar die endseitig mit den Spurhebeln gelenkig verbundenen Spurstangenteile auf.Axles that allow the track width to be adjusted are more advantageous Embodiment of the invention, the piston rods are hollow; they then take can be pushed in, plugged in or screwed in, the ends articulated with the track levers connected tie rod parts.
Auch bei dieser Lösung benötigen die um die Spurstangenteile ergänzten Kolbenstangen keinen zusätzlichen Einbauraum.With this solution, too, you need the tie rod parts added Piston rods do not have any additional installation space.
Da die Spurhebel normalerweise einen zur Fahrzeuglängsmittellinie gerichteten schrägen Verlauf aufweisen, wandern die Anlenkpunkte der Spurstangenteile an den Spurhebeln bei einem von der Geradeausfahrt abweichenden Radeinschlag auf unterschiedlichen Kreisbogen, wodurch die Achsen der Spurstangenteile bzw. der Kolbenstangen sich in bezug auf die Vorderachse nähern und einen Winkel bilden. Damit der Lenkzylinder dieser Bewegung folgen kann, ist er an der Vorderachse unter Verwendung einer Lagerhülse und Zwischenschaltung eines Universalgelenkes derart gelagert, daß er in allen Freiheitsgraden außer in Richtung seiner axialen Verschiebbarkeit beweglich ist. Hierzu ist die Lagerhülse an der Oberseite des mittleren Achsprofils befestigt und nimmt einen in horizontaler Ebene gleitbeweglichen Bolzen auf, dessen aus der Lagerhulse hervorstehendes Ende über das als Kardangelenk ausgebildete Universalgelenk mit dem Lenzylinder in dessen axialer Mitte verbunden ist.Because the toe levers usually point to the vehicle's center line have directed oblique course, the articulation points of the tie rod parts migrate on the toe levers if the wheel angle deviates from straight-ahead travel different arcs, whereby the axes of the tie rod parts or the piston rods approach each other with respect to the front axle and form an angle. So that the steering cylinder can follow this movement, it is on the front axle using a bearing sleeve and the interposition of a universal joint mounted in such a way that it can be in all degrees of freedom except in the direction of its axial displaceability is movable. This is the Bearing sleeve attached to the top of the middle axle profile and takes one in the horizontal plane slidable bolt whose protruding from the bearing sleeve End via the universal joint, designed as a cardan joint, with the bilge cylinder is connected in its axial center.
Hierdurch kann sich der Lenkzylinder durch Zurückschieben des Bolzens der Vorderachse nähern, durch die kardanische Anlenkung in bezug auf die Vorderachse schief stellen und darüberhinaus mit dem Achsprofil der Vorderachse, wenn dieses pendelnd gelagert ist, um eine in Fahrtrichtung liegende Achse verschwenken. Lediglich in seiner axialen Verschiebbarkeit ist der Lenkzylinder starr mit der Vorderachse verbunden.This allows the steering cylinder to move by pushing back the bolt Approach the front axle, through the cardanic linkage in relation to the front axle ask at an angle and also with the axle profile of the front axle, if this is pivoted to pivot about an axis lying in the direction of travel. Only in its axial displaceability, the steering cylinder is rigid with the front axle tied together.
Ein in der Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel des Lenksystems nach der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Es zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Vorderachse mit Spurweitenverstellung und zugehörigem Lenksystem, Fig. 2 eine Vorderansicht auf Achse und Lenksystem, Fig. 3 eine Seitenansicht der in einem Vorderachsträger pendelnd gelagerten Vorderachse und des daran beweglich gelagerten Lenksystems.An embodiment of the explained in more detail in the description Steering system according to the invention is shown in the drawing. It shows: Fig. 1 is a plan view of a front axle with track width adjustment and the associated Steering system, FIG. 2 a front view of the axle and steering system, FIG. 3 a side view the front axle pendularly mounted in a front axle support and the movable one on it stored steering system.
Wie Fig. 1 in Draufsicht zeigt, besteht die Vorderachse 1 eines in der Zeichnung nicht dargestellten Fahrzeugs, beispielsweise eines Schleppers, aus einem mittleren Achsprofil 2 und zwei Verstellachsen 3, 4, die beidseitig in die Enden des hohl ausgebildeten Achsprofils einsteckbar und in den verschiedenen Spurweiten entsprechenden Einstecktiefen durch Bolzenverbindung festlegbar sind. Hierzu dienen mehrere in gleichen Abständen im Achsprofil und in den Verstellachsen vorgesehene Bohrungen, durch die bei entsprechender Deckungslage die Bolzen eingeschraubt und gesichert werden.As FIG. 1 shows in plan view, the front axle 1 consists of an in vehicle not shown in the drawing, for example a tractor a middle axis profile 2 and two adjustment axes 3, 4, which are on both sides in the Ends of the hollow axle profile can be inserted and in the various track widths corresponding insertion depths can be determined by bolt connections. Serve for this several provided at equal intervals in the axis profile and in the adjustment axes Holes through which the bolts are screwed in with the corresponding cover position secured.
In bezug auf den Vorderachsträger 5 ist die Vorderachse 1 um eine in Fahrtrichtung verlaufende Achse pendelnd gelagert. Hierzu ist das Achsprofil 2 in dessen Mitte mit Wellenteilen 6, 7 verbunden, die endseitig in nach unten vorstehenden Schenkeln 8, 9 des Vorderachsträgers 5 drehbar gelagert sind.With respect to the front axle support 5, the front axle 1 is around one Axis running in the direction of travel is pivoted. The axis profile is used for this 2 connected in the middle with shaft parts 6, 7, the ends in protruding downwards Legs 8, 9 of the front axle support 5 are rotatably mounted.
An den Enden der Verstellachsen 3, 4 sind schräg nach unten gerichtete Achsschenkellager 10, 11 befestigt1 die in nicht näher dargestellter Weise Achsschenkel für die Lenkräder aufnehmen.At the ends of the adjustment axes 3, 4 are inclined downward Axle journal bearings 10, 11 fastened in the not shown way Take up the steering knuckle for the steering wheels.
Zur Übertragung des Lenkausschlags auf die Achsschenkel und die Lenkräder dienen an beiden Seiten der Vorderachse mit den Achsschenkeln in Verbindung stehende Spurhebel 12, 13, die in Geradeaus-Stellung der Lenkräder leicht nach innen zur Fahrzeuglängsmittellinie gerichtet sind.To transfer the steering angle to the stub axles and the steering wheels serve on both sides of the front axle with the steering knuckles in connection Track lever 12, 13, which in the straight-ahead position of the steering wheels slightly inwards to Vehicle longitudinal center line are directed.
Während bei den bisher üblichen Lenksystemen die Spurhebel durch eine durchgehende Spurstange verbunden sind und der Lenkzylinder unter Zwischenschaltung von Gelenken oder Hebeln und Lenkstangen an einem der beiden Spurhebel angreift, um den Radeinschlag zu bewirken, ist erfinduugsgemäß vorgesehen, daß die Spurstange geteilt als jeweilige KoLbenstange 14, 15 eines doppelt beaufschlagbaren hydraulischen Lenkzylinders 16 ausgebildet ist und mit ihren freien Enden an den Spurhebeln 12, 13 angelenkt ist, wodurch die Spurhebel 12, 13 unmittelbar vom Kolben 17 des Lenkzylinders betätigt werden. Es ergeben sich dadurch zwei Spurstangenteile 18, 19, die entweder gleichzeitig die Kolbenstangen 14, 15 sein können oder, wie Fig. 1 zeigt, als Verlängerungen der Kolbenstangen ausgebildet sind, indem sie in hohle Kolbenstangen 14, 15 teilweise eingeschraubt oder aber eingeschoben und mittels Klemmschellen 20 axial festgelegt sind.While the steering systems used to date, the track levers by a continuous tie rod are connected and the steering cylinder with interposition attacks by joints or levers and steering rods on one of the two track levers, in order to effect the wheel lock, it is provided according to the invention that the tie rod divided as the respective piston rod 14, 15 of a double-actuated hydraulic Steering cylinder 16 is formed and with their free ends on the track levers 12, 13 is articulated, whereby the track lever 12, 13 directly from the piston 17 of the steering cylinder be operated. This results in two tie rod parts 18, 19, which either the piston rods 14, 15 can be at the same time or, as FIG. 1 shows, as extensions the piston rods are formed by being partially hollow piston rods 14, 15 screwed in or pushed in and axially fixed by means of clamps 20 are.
Bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs haben die Spurhebel 12, 13 eine winkelsymmetrische Stellung zur Fahrzeuglängsmittellinie bzw. Fahrtrichtung.When the vehicle is traveling straight ahead, the track levers 12, 13 are angularly symmetrical Position to the vehicle's longitudinal center line or direction of travel.
Die Spurstangenteile bzw. die Kolbenstangen sowie der Lenkzylinder nehmen dann eine genau rechtwinklig zur Fahrtrichtung und parallel zur Vorderachse 1 ausgerichtete Lage ein. Bei einem Radeinschlag verlagern sich jedoch infolge unterschiedlicher Winkelstellungen der beiden Spurhebel in bezug auf die F&lrtrichtung die Anlenkpunkte für die Spurstangenteile an den Spurhebeln derart, daß der Lenkzylinder 16 nicht mehr parallel, sondern unter einem Winkel sowie näher zur Vorderachse 1 zu liegen kommt.The tie rod parts or the piston rods and the steering cylinder then take one exactly at right angles to the direction of travel and parallel to the front axle 1 aligned position. When the wheel is turned, however, they shift as a result of different Angular positions of the two track levers in relation to the direction of travel, the articulation points for the tie rod parts on the track levers in such a way that the steering cylinder 16 does not to be more parallel, but at an angle and closer to the front axle 1 comes.
Damit der Lenkzylinder dieser Bewegung bei Radeinschlag sowie einer Pendelbewegung der Vorderachse folgen kann, ist der Lenkzylinder mit dem mittleren Achsprofil 2 über eine Lagerhülse 21 verbunden. Diese Lagerhülse erstreckt sich in der Längsmittellinie des Fahrzeugs und ist an der Oberseite des Achsprofils 2 beispielsweise durch Schweißen befestigt. In ihrem Innern nimmt die Lagerhülse längsverschieblich einen Bolzen 22 auf 1 dessen aus der Lagerhülse herausstehendes Ende ein Kardangelenk 23 trägt, über das der Lenkzylinder 16 in dessen axialer Mitte mit dem Bolzen 22 gelenkig verbunden ist. Das Kardangelenk 23 ist zwischen dem einseitig offenen Ende der Lagerhülse 21 und einem Lagerflansch 24 am Lenkzylinder 16 von einem Faltenbalg 25 aus Gummi umgeben und gegen Staub geschützt.So that the steering cylinder of this movement when the wheel is turned as well as a Can follow pendulum motion of the front axle, is the steering cylinder with the middle one Axle profile 2 connected via a bearing sleeve 21. This bearing sleeve extends in the longitudinal center line of the vehicle and is on the upper side of the axle profile 2 for example attached by welding. In its interior, the bearing sleeve is longitudinally displaceable a bolt 22 on 1 whose end protruding from the bearing sleeve is a universal joint 23 carries, via which the steering cylinder 16 in its axial center with the bolt 22 is articulated. The universal joint 23 is between the end open on one side the bearing sleeve 21 and a bearing flange 24 on the steering cylinder 16 by a bellows 25 surrounded by rubber and protected against dust.
Das Lenksystem arbeitet wie folgt.The steering system works as follows.
Bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs befindet sich der Kolben 17 in der axialen Mitte des Lenkzylinders 16. Beide Kolbenstangen 14 und 15 ragen gleich lang aus dern Lenkzylinder heraus. Der Lenkzylinder befindet sich dabei in einer Lage parallel zur Vorderachse. Pendelbewegungen der Vorderachse infolge unebenem Boden kann der Lenkzylinder ohne weiteres folgen, da er mit dem Achsprofil über die daran befestigte Layerhülse verbunden ist.When the vehicle is traveling straight ahead, the piston 17 is in the axial center of the steering cylinder 16. Both piston rods 14 and 15 protrude the same length out of the steering cylinder. The steering cylinder is in one position parallel to the front axle. Pendulum movements of the front axle as a result of uneven ground the steering cylinder can easily follow, since it is connected to the axle profile via the attached layer sleeve is connected.
Wird durch Betätigung des Lenkhandrades ein Radeinschlag nach links oder rechts eingeleitet, gelangt über ein Servoventil Druckflüssigkeit an das eine Ende des Lenkzylinders 16, wodurch der Kolben 17 aus der axialen Mitte nach links oder rechts verschoben wird. Entsprechend werden über die Kolbenstangen 14, 15 und über die damit wirkungsmäßig in Verbindung stehenden Spurstangenteile 18, 19 die Spurhebel 12, 13 aus ihrer in Fig. 1 wiedergegebenen Neutralstellung für Geradeausfahrt in eine Winkelstellung gedreht, in der beispielsweise, wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet, der Anlenkpunkt des Spurstangenteils 18 am linken Spurhebel 12 näher an der Vorderachse 1 zu liegen kommt als der Anlenkpunkt des Spurstangenteils 19 am rechten Spurhebel 13. Dadurch kommt auch der Lenkzylinder 16 näher und mit einem leichten Anstellwinkel zur Vorderachse zu liegen.Turns the wheel to the left by operating the steering wheel or initiated on the right, hydraulic fluid reaches one of them via a servo valve End of the steering cylinder 16, whereby the piston 17 from the axial center to the left or to the right. Accordingly, the piston rods 14, 15 and Via the tie rod parts 18, 19 which are functionally connected therewith Track levers 12, 13 from their neutral position shown in FIG. 1 for driving straight ahead rotated into an angular position in which, for example, as shown in dashed lines in FIG indicated, the articulation point of the tie rod part 18 on the left track lever 12 closer to lie on the front axle 1 comes as the articulation point of the tie rod part 19 on the right track lever 13. As a result, the steering cylinder 16 comes closer and with a to lie at a slight angle of attack to the front axle.
Die Ausgleichsbewegung erfolgt über das Kardangelenk 23 und eine yewisse Längsverschiebung des Bolzens 22 innerhalb der Lagerhülse 21 unter Mitnahme des Lenkzylinders in Richtung der geschlossenen Stirnwand der Lagerhülse.The compensating movement takes place via the cardan joint 23 and a yewisse Longitudinal displacement of the bolt 22 within the bearing sleeve 21 while taking the Steering cylinder in the direction of the closed end wall of the bearing sleeve.
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- 1982-03-12 DE DE19823209057 patent/DE3209057A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: J I CASE GMBH, 4040 NEUSS, DE |
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8141 | Disposal/no request for examination |