<Desc/Clms Page number 1>
Lenkeinrichtung für Kraftschlepper mit einer die Lenkbewegung unterstützenden Servoeinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkeinrichtung für Kraftschlepper, insbesondere für Ackerschlepper, mit einer die Lenkbewegung unterstützenden Servoeinrichtung. welche einen mit der Lenkvorrichtung verbundenen Servomotor und eine druckmittelbeaufschlagte Steuereinrichtung mit zwangsgesteuerten Schiebern umfasst.
Bei den bekannten Steuerungen dieser Art ist die Servoeinrichtung organisch in das Lenkgestänge einbezogen, wodurch das Fahrzeug lediglich durch Hilfskraft gesteuert werden kann. Derartige Steuerungen weisen den Nachteil auf, dass der Fahrer beim Lenken den unmittelbaren Bodenkontakt verliert, so dass es erhöhter Aufmerksamkeit bzw. längerer Übung bedarf, um das Fahrzeug in einer vorbezeichneten Spur zu lenken. Insbesondere für Ackerschlepper fällt dieser Umstand sehr ins Gewicht, da der Fahrer neben der zu bearbeitenden Kultur nicht noch weitere Einzelheiten beachten kann. Hiezu kommt, dass einige Arbeiten auf dem Feld eine sehr feinfühlige Steuerung verlangen, welche mit einer hydraulischen Kraftlenkung allein nicht bewältigt werden können.
Es sind auch Lenkeinrichtungen mit einer die Lenkbewegung unterstützenden Servoeinrichtung bekannt, bei welchen die Steuerung des Fahrzeuges wahlweise mechanisch oder, wenn gewünscht, kraftverstärkt erfolgt. Die Kraftverstärkung wird durch eine Servo einrichtung mit zwangsgesteuerten Schiebern erzielt, deren Servomotor mit dem Lenksegment des mechanischen Lenkgetriebes verbunden ist. Die Servoeinrichtung dient jedoch ausschliesslich zur Unterstützung der Lenkbewegung beim Einschlagen der Vorderräder. Der damit verbundene Bauaufwand ist verhältnismässig gross und insbesondere für Ackerschlepper nicht gerechtfertigt.
Gemäss der Erfindung werden diese Nachteile durch eine mit den Schiebern verbundene Steuerschwinge vermieden, welche mittels angelenkter Handhaben wahlweise am oder entfernt am Fahrzeug. betätigt in verschiedenen senkrecht zueinander angeordneten Schaltstellungen zur Hilfskraftlenkung, Lenkungsdämpfung bzw. Lenkungssperre dient. Dadurch wird eine wirtschaftliche Ausnützung der Energiequelle erzielt und gleichzeitig mehrere für den jeweiligen Zweck am Schlepper angebrachte Aggregate, z. B. die Feststellvorrichtung für die Lenkung, durch ein einziges Gerät ersetzt, wodurch sich ein hoher Nutzeffekt ergibt. Durch die Einsparung verschiedener getrennter Aggregate ist diese Einrichtung im Ganzen gesehen nur unwesentlich teuerer und steht somit in einem tragbaren Verhältnis zum Gesamtaufwand.
Die Anordnung ist in solcher Weise vorgenommsn, dass die Steuerschieber, mit der Schwinge der Steuereinrichtung verbunden, mindestens einen offenen und mehrere geschlossene Druckkreisläufe aussteuern.
Dadurch kann mit Hilfe der Einrichtung der Schlepper-auch entfernt vom Fahrersitz aus bedient werden, was insbesondere bei yerladearbeiten auf dem Feld von Vorteil ist.
Eine einfache Ausführung der Steuerung wird dadurch erzielt, dass die Steuerschwinge durch einen doppelarmigen Hebel gebildet wird, welcher gelenkig mit den Schiebern verbunden und in einer ortsfe - sten Kulisse geführt ist. Dadurch ergibt sich ein handliches Gerät, das leicht am Schlepper untergebracht werden. kann. Die Schieber besitzen eine gemeinsame Druckmittelzu- und -abführung und stehen über Druckleitungen mit dem Servomotor in Verbindung, der entfernt von der Steuereinrichtung zwischen dem mechanischen Lenkgetriebe und den Laufrädern angeordnet ist. Eine einfache Vorrichtung zur Dämpfung der Lenkbewegung ergibt sich dadurch, dass als. Schieber zwei parallel zueinander liegende Axialkolben vorgesehen sind, die mindestens eine konsich auslaufende Steuerkante besitzen.
Der Servomotor wird
<Desc/Clms Page number 2>
durch einen um die Achse des Arbeitszylinders schwingenden Verdrängerkolben gebildet, welcher mittels einer Kupplung leicht lösbar auf dem Achsschenkelzapfen eines Laufrades der gelenkten Vorderachse angebracht ist. Dieser Aufbau der Anlage gestattet ohne grosse Änderung je nach Bedarf den einen oder an- dern Schlepper mit der erfindungsgemässen Einrichtung auszurüsten. Auch können bereits hergestellte Fahrzeuge im Nachhinein mit einem derartigen Aggregat versehen werden.
In den Zeichnungen, welche eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen, sind Fig. l eine schematische Ansicht auf einen Ackerschlepper von oben, mit der erfindungsgemässen Servoeinricntung, Fig. 2 ein Längsschnitt durch den Servomotor und die umliegenden Teile der Radfüh- rung in grösserem Massstab und die Fig. 3-6 schematische Darstellungen des Steuergerätes in verschiedenen Arbeitsstellungen.
Der Ackerschlepper 1 besitzt eine Vorderachse 2, deren Räder 3 in bekannter Weise unter dem Einfluss
EMI2.1
DieLenkvorrichtung4umfassteindurchdasstangen 8 sind mit Lenkhebeln 9 verbunden, die ihrerseits am Achsschenkel 10 der Räder 3 befestigt sind. Der Achsschenkel 10 ist von einem Tragrohr 11 (Fig. 2) umgeben. Einer der Achsschenkel 10 ist mit einem Servomotor 12 verbunden, welcher durch die Steuereinrichtung 13 (Fig. l) betätigt wird. Der Servomotor wird durch einen Drehkolben 14 gebildet, dessen Schaft 15 über ein Kupplungsstück 16 leicht lösbar im Zapfen 17 des Achsschenkelzapfens 10 sitzt. Der Drehkolben 14 gleitet in einem Gehäuse 18, welches durch einen Deckel 19 verschlossen ist und sich mit einem verlängerten Hals 20 am Tragrohr 11 abstützt. Die Befestigung erfolgt durch Spannbügel 21.
Die Arbeitsräume 22,23 (Fig. 3-6) des Drehkolbens 14 sind durch einen Anschlag 14'begrenzt und über Leitungen 24, 25 mit der Steuereinrichtung 13 verbunden. Die Steuereinrichtung enthält zwei parallel zueinander liegende Axialkolben 26, 27, welche eine gemeinsa - me Druckmittelzufuhrleitung 28 (Fig. 4) und eine gemeinsame Ableitung 29 besitzen. In der Leitung 29 ist ein einstellbares Ventil 30 angeordnet, während die Zuleitung 28 an die in der Regel vorhandene, jedoch nicht veranschaulichte Hydraulikpumpe des Kraftheber angeschlossen ist. Die Schieberkolben 26, 27 sind zur Steuerung des Druckmittels mit Ringnuten 31, 31' versehen, wobei die Steuerkanten 32 jedes Kolbens konisch auslaufen.
Die Steuerkolben sind zwangsgesteuert und zu diesem Zweck mit einer als doppelarmiger Hebel ausgebildeten Steuerschwinge 33 in Eingriff. Die Steuerschwinge 33 ist unter der Wirkung einer Schraubenfeder 34 in einer ortsfesten Kulisse 35 geführt. Die freien Enden der Steuerschwinge sind mit Ösen 36 versehen, während im Zentrum der Steuerhebel 37 der Einrichtung angreift.
In den Ösen 36 ist ein Drahtzug 38 zur Fernsteuerung befestigt.
Bei normalem Betrieb des Schleppers, d. h. wenn die mechanische Lenkung wirksam ist, befindet sich die Steuerschwinge 33 der Steuereinrichtung 13 in der in den Fig. 3 - 6 eingezeichneten Null-Stellung, während der Drehkolben in der neutralen Lage zwischen den Arbeitsräumen 22, 23 steht. In dieser Ausgangsstellung, welche die Fig. 3 veranschaulicht, ist die Druckmittelzuführung 28 durch die Steuerkolben 26, 27 gesperrt. Das geförderte Drucköl fliesst dabei in bekannter Weise über ein (nicht gezeigtes) Überströmventil in den Vorratsbehälter ab.
Bei der Lenkung des Schleppers vom Lenkhandrad 5 aus wird dabei das in den Arbeitsräumen 22,23 eingelagerte Öl je nach der gewünschten Laufrichtung des Schleppers durch die Kopplung des Drehkolbens mit dem Achsschenkel 10 über die Leitungen 24, 25 ohne Gegenwirkung im geschlossenen Kreislauf a umgewälzt. Ein Abfluss des Öles in den Vorratsbehälter durch die Leitung 29 wird durch das Ventil 30 verhindert. Wird für schwere Umbruch-oder Forstarbeiten eine Unterstützung der Lenkbewegung benötigt, so wird der Steuerhebel 37 in der Arbeitsstellung Null in die beabsichtigte Fahrtrichtung gedrückt, wodurch die Schieberkolben 26, 27 gegeneinander verschoben werden. Der Kolben 27 öffnet die Zuführungsleitung 28, während der Kolben 26 die Abführungsleitung 29 freigibt.
Das Drucköl strömt somit im offenen Kreislauf b (Fig. 4) in den Arbeitsraum 23 und drückt den Flügel des Drehkolbens 14 in Unifangsrichtung. Da der Schaft 15 des Drehkolbens 14 mit dem Achsschenkel 10 verbunden ist, werden die Vorderräder durch Hilfskraft eingssschlagen. Die im Arbeitsraum 22 befindliche Druckmittelmenge strömt über die Leitungen 24, 29 unter Überwindung des Ventils 30 in den Vorratsbehälter ab. Bei einem entgegengesetzten Einschlag des Steuerhebels 37 sind die Druckverhältnisse gerade umgekehrt, d. h. dass das im Arbeitsraum 23 befindliche Öl über die Leitungen 25 und 29 in den Wrratsbehälter abfliesst, während die Druckzuführung durch die Leitung 24 erfolgt.
Bei landwirtschaftlichen Arbeiten, wie Heu- oder Getreideladen, Dünger verteilen u. dgl., ist ein Einmannbetrieb ohne wiederholtes Be- steigen des Scheppers zum Weiterrücken bei gleichzeitiger Fernbedienung erwünscht. Eine derartige Steuerung kann in beliebiger Entfernung vom Schlepper mittels des Drahtzuges 38 durchgeführt werden. Wird in der Stellung 0 an der Handhabe 39 (Fig. l) des Drahtzuges gedreht, so wird je nach der Drehrichtung das eine oder das andere Ende der Steuerschwinge 33 (Fig. 3) verschwenkt. Durch die Bewegung werden die Steuer-
<Desc/Clms Page number 3>
kolben 26, 27 in die Arbeitsstellung gebracht, worauf sich, wie In der beschriebenen Ausführung der Hilfskraftsteuerung, der Drehkolben in Bewegung setzt und die Räder einschlägt.
Wird der Steuerhebel 37 und somit die Steuerschwinge 33 in der Kulisse 35 in die Stellung 1 gedrückt (Fig. 5), so gleiten die Steuerkanten 32 der Steuerkolben 26, 27 gleichgerichtet in die Höhe der Leitungen 24, 25 und überdecken diese teilweise. In dieser Lage kann der Steuerhebel 37 nicht verschwenkt werden, d. h. dass die Druckmittelzufuhr zwangsläufig unterbrochen ist. Während nach der Ausführung gemäss Fig. 3 beim Befahren von unebenem Gelände sämtliche Stösse in die Lenkung gelangen und somit auf das Lenkhandrad übertragen werden, wirken in dem geschlossenen Kreislauf c nach Fig. 5 die Steuerkolben als Drosselstellen, so dass der Ölumlauf einer Hemmung unterworfen ist. Dadurch werden die Lenkbewegungen gedämpft und das Lenkhandrad bzw. der Fahrer frei von Erschütterungen gehalten.
Beim Einsammeln von landwirtschaftlichen Erzeugnissen, wie Kartoffeln oder bei Kultivierarbeiten, wie Rübenverziehen od. dgl. ist es erwünscht, dass der Schlepper mit langsamer Geschwindigkeit fährt und eine vorgegebene Fahrtrichtung beibehält, ohne dass er von der anderweitig beschäftigten Bedienungperson gesteuert werden muss. Eine derartige Steuerung lässt sich erzielen, wenn die Steuerschwinge 33 in die Stellung 2 (Fig. 6) gedrückt wird. In dieser Arbeitslage ist die Druckmittelförderung unterbrochen und gleichzeitig durch den Kolbenschieber 26, 27 der Ölrückfluss aus den Arbeitsräumen 22,23 gesperrt. Die Räder des fahrenden Schleppers können somit durch die hydraulische Sperrung des Achsschenkels 10 beim Auffahren auf Hindernisse nicht abgelenkt werden.
Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann z. B. an Stelle der hydraulischen Servoeinrichtung auch eine pneumatische Steuerung vorgesehen werden. Des weiteren kann der Servomotor auch unmittelbar mit dem Steuergerät verbunden werden oder mit dem Lenkgetriebe eine bauliche Einheit bilden. Auch ist die Einrichtung nicht an Drehkolben oder an Kolbenschieber gebunden.
<Desc / Clms Page number 1>
Steering device for power tractors with a servo device supporting the steering movement
The invention relates to a steering device for power tractors, in particular for agricultural tractors, with a servo device which supports the steering movement. which comprises a servomotor connected to the steering device and a control device acted upon by pressure medium with positively controlled slides.
In the known controls of this type, the servo device is organically integrated into the steering linkage, so that the vehicle can only be controlled by auxiliary power. Controls of this type have the disadvantage that the driver loses direct contact with the ground when steering, so that heightened attention or longer practice is required in order to steer the vehicle in a predetermined lane. This fact is particularly important for agricultural tractors, as the driver cannot take into account any further details besides the crop to be processed. In addition, some work in the field requires very sensitive control, which cannot be managed with hydraulic power steering alone.
There are also known steering devices with a servo device that supports the steering movement, in which the control of the vehicle is either mechanical or, if desired, with increased force. The force amplification is achieved by a servo device with positively controlled slides, the servomotor of which is connected to the steering segment of the mechanical steering gear. However, the servo device serves exclusively to support the steering movement when the front wheels are turned. The associated construction costs are relatively high and, in particular, not justified for agricultural tractors.
According to the invention, these disadvantages are avoided by a control rocker connected to the slides, which by means of hinged handles either on or remotely on the vehicle. actuated in various mutually perpendicular switch positions for power steering, steering damping or steering lock. This achieves an economical use of the energy source and at the same time several units attached to the tractor for the respective purpose, e.g. B. the locking device for the steering, replaced by a single device, which results in a high efficiency. As a result of the saving of various separate units, this device is only insignificantly more expensive as a whole and is therefore in an acceptable relation to the total expenditure.
The arrangement is made in such a way that the control slide, connected to the rocker arm of the control device, control at least one open and several closed pressure circuits.
As a result, with the aid of the device, the tractor can also be operated remotely from the driver's seat, which is particularly advantageous when loading work in the field.
A simple design of the control is achieved in that the control rocker is formed by a double-armed lever, which is connected to the slides in an articulated manner and is guided in a fixed link. This results in a handy device that can easily be accommodated on the tractor. can. The slides have a common pressure medium supply and discharge and are connected via pressure lines to the servomotor, which is arranged remote from the control device between the mechanical steering gear and the running wheels. A simple device for damping the steering movement results from the fact that as. Slide two axial pistons lying parallel to one another are provided, which have at least one control edge that tapers off.
The servo motor will
<Desc / Clms Page number 2>
formed by a displacement piston swinging around the axis of the working cylinder, which is easily detachably attached to the kingpin of a wheel of the steered front axle by means of a coupling. This construction of the system allows one or the other tractor to be equipped with the device according to the invention without major changes. Vehicles that have already been manufactured can also be fitted with such a unit afterwards.
In the drawings, which illustrate an exemplary embodiment of the invention, FIG. 1 is a schematic view of an agricultural tractor from above, with the servo device according to the invention, FIG. 2 is a longitudinal section through the servomotor and the surrounding parts of the wheel guide on a larger scale 3-6 are schematic representations of the control device in different working positions.
The farm tractor 1 has a front axle 2, the wheels 3 of which are under the influence in a known manner
EMI2.1
The steering device 4 comprises through rods 8 are connected to steering levers 9, which in turn are fastened to the steering knuckle 10 of the wheels 3. The steering knuckle 10 is surrounded by a support tube 11 (FIG. 2). One of the steering knuckles 10 is connected to a servomotor 12 which is actuated by the control device 13 (FIG. 1). The servomotor is formed by a rotary piston 14, the shaft 15 of which is seated in the journal 17 of the kingpin 10 in an easily detachable manner via a coupling piece 16. The rotary piston 14 slides in a housing 18 which is closed by a cover 19 and is supported on the support tube 11 with an elongated neck 20. It is fastened by means of a clamp 21.
The working spaces 22, 23 (FIGS. 3-6) of the rotary piston 14 are delimited by a stop 14 ′ and are connected to the control device 13 via lines 24, 25. The control device contains two axial pistons 26, 27 lying parallel to one another, which have a common pressure medium supply line 28 (FIG. 4) and a common discharge line 29. An adjustable valve 30 is arranged in the line 29, while the supply line 28 is connected to the hydraulic pump of the power lift, which is usually present but is not illustrated. The slide pistons 26, 27 are provided with annular grooves 31, 31 'for controlling the pressure medium, the control edges 32 of each piston tapering off.
The control pistons are positively controlled and, for this purpose, engage with a control rocker 33 designed as a double-armed lever. The control rocker 33 is guided in a fixed link 35 under the action of a helical spring 34. The free ends of the control rocker are provided with eyes 36, while the control lever 37 of the device engages in the center.
In the eyelets 36 a wire pull 38 is attached for remote control.
During normal operation of the tractor, i. H. When the mechanical steering is effective, the control rocker 33 of the control device 13 is in the zero position shown in FIGS. 3-6, while the rotary piston is in the neutral position between the working spaces 22, 23. In this starting position, which is illustrated in FIG. 3, the pressure medium supply 28 is blocked by the control pistons 26, 27. The pumped pressure oil flows in a known manner via an overflow valve (not shown) into the storage container.
When steering the tractor from the steering handwheel 5, the oil stored in the working spaces 22, 23 is circulated in the closed circuit a without counteraction, depending on the desired direction of the tractor's rotation, by coupling the rotary piston to the steering knuckle 10 via the lines 24, 25. The valve 30 prevents the oil from flowing out into the storage container through the line 29. If support of the steering movement is required for heavy plowing or forestry work, the control lever 37 is pressed in the working position zero in the intended direction of travel, whereby the slide pistons 26, 27 are displaced against one another. The piston 27 opens the supply line 28, while the piston 26 releases the discharge line 29.
The pressurized oil thus flows in the open circuit b (FIG. 4) into the working chamber 23 and pushes the wing of the rotary piston 14 in the direction of the uni. Since the shaft 15 of the rotary piston 14 is connected to the steering knuckle 10, the front wheels are turned by auxiliary power. The amount of pressure medium located in the working space 22 flows through the lines 24, 29 by overcoming the valve 30 into the storage container. When the control lever 37 is turned in the opposite direction, the pressure conditions are exactly the opposite, i.e. H. that the oil in the working space 23 flows through the lines 25 and 29 into the waste container, while the pressure is supplied through the line 24.
During agricultural work, such as hay or grain loading, spreading fertilizer and the like. Like., a one-man operation without repeatedly climbing the Scheppers to move further with simultaneous remote control is desirable. Such a control can be carried out at any distance from the tractor by means of the wire pull 38. If the handle 39 (FIG. 1) of the wire pull is rotated in position 0, one or the other end of the control rocker 33 (FIG. 3) is pivoted depending on the direction of rotation. The movement causes the control
<Desc / Clms Page number 3>
piston 26, 27 brought into the working position, whereupon, as in the described embodiment of the auxiliary power control, the rotary piston sets in motion and turns the wheels.
If the control lever 37 and thus the control rocker 33 in the link 35 is pressed into position 1 (FIG. 5), the control edges 32 of the control pistons 26, 27 slide in the same direction up to the level of the lines 24, 25 and partially cover them. In this position, the control lever 37 can not be pivoted, i. H. that the pressure medium supply is inevitably interrupted. While, according to the embodiment according to FIG. 3, when driving on uneven terrain, all shocks get into the steering and are thus transmitted to the steering wheel, the control pistons act as throttling points in the closed circuit c according to FIG. 5, so that the oil circulation is inhibited . This dampens the steering movements and keeps the steering handwheel or the driver free from vibrations.
When collecting agricultural products such as potatoes or cultivating such as beet warping or the like, it is desirable that the tractor drives at slow speed and maintains a predetermined direction of travel without having to be controlled by the otherwise employed operator. Such a control can be achieved if the control rocker 33 is pressed into position 2 (FIG. 6). In this working position, the pressure medium delivery is interrupted and at the same time the oil return flow from the working spaces 22, 23 is blocked by the piston valve 26, 27. The wheels of the moving tractor can thus not be deflected by the hydraulic locking of the steering knuckle 10 when encountering obstacles.
The invention is not restricted to the exemplary embodiment shown. So z. B. instead of the hydraulic servo device, a pneumatic control can also be provided. Furthermore, the servomotor can also be connected directly to the control unit or can form a structural unit with the steering gear. The device is also not tied to rotary pistons or piston valves.