Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Viele Spezialfahrzeuge, wie beispielsweise Kran-, Feuerwehr- oder Waffenträgerfahrzeuge, besitzen Aufbauelemente mit einem grossen Ausgriff. Gleichzeitig wird im Betrieb ein möglichst grosser Schwenkbereich gefordert, der im optimalen Fall 360 DEG beträgt.
Den herkömmlichen Spezialfahrzeugen ist dabei der grosse Nachteil immanent, dass die Fahrerkabine, deren Grösse und Lage nicht frei wählbar ist, sich im Betrieb als Hindernis erweist. Sollen beispielsweise Kranausleger, Feuerwehrleitern oder Waffenaufbauten mit Geschützrohren in horizontaler Lage gedreht werden, so ist der Schwenkbereich wegen der Fahrerkabine auf ca. 300 DEG eingeschränkt. Dies führt dazu, dass solche Fahrzeuge für den Arbeitseinsatz speziell hingestellt werden müssen oder dass die Ausleger der Geräteaufbauten für eine volle Umdrehung im Bereich des Führerhauses angehoben werden müssen. Insbesondere bei Kran- und Waffenträgerfahrzeugen ist dadurch eine wesentliche Einschränkung des Einsatzbe reiches gegeben, so dass oft Anhänger oder sehr lange Trägerfahrzeuge zur Anwendung gelangen.
Eine Schwierigkeit besteht darin, dass in sehr vielen Fällen das Fahrzeug, wegen seiner Grösse und limitierten Wendigkeit, nicht in die erforderte Position bzw. Stellung gebracht und damit der erforderte Arbeitsbereich vielfach nicht erreicht werden kann.
Einer Lösung des Problems stehen verschiedenste Hindernisse im Wege. Einerseits kann das Fahrerhaus nicht beliebig klein dimensioniert werden, da auch Fahrer mit einer Grösse von 1.90 m darin Platz finden müssen, andererseits darf die Gesamthöhe des Fahrzeugs inklusive Aufbau 4 m nicht überschreiten. Des weiteren kann das Fahrerhaus nicht beliebig vor der Lenkachse plaziert werden, wo eine problemlose Auf- und Abbewegung möglich wäre, sondern es ist notgedrungen so angeordnet, dass die Lenkräder der vorderen Fahrzeugachse bei einer Bewegung der Kabine hinderlich sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeug zu schaffen, das auch bei grossen Fahrerkabinen die Drehung von Geräteaufbauten mit langen Auslegern um 360 DEG erlaubt, jederzeit steuerbar und im Gelände einsetzbar ist, auch bei sehr grossen Achslasten eine grosse Verkehrssicherheit aufweist sowie eine kurze Baulänge und hohe Wendigkeit erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
Das erfindungsgemässe Fahrzeug besitzt ein geländetaugliches Lenksystem und eine absenkbare Kabine. Beim Absenken beschreibt die Kabine eine Kurvenlinie, d.h. die Bewegung erfolgt nicht nur in vertikaler, sondern sowohl in horizontaler als auch vertikaler Richtung. Dies ermöglicht es, dass die Kabine auch bei grossen Vorderrädern abgesenkt werden kann, indem sie durch einen entsprechenden Hebe-/Senkmechanismus um die Räder bzw. die Kotflügel geführt wird. Durch die Ausführung des Absenkmechanismus mittels gelenkig angeordneter Hebelarme, vorzugsweise in Form eines Parallelogrammes, wird die Lenkfähigkeit beim Absenken nicht beeinträchtigt. Die Lenkung ist dabei nicht wie üblich am Chassis oder am Fahrerhaus befestigt, sondern auf dem Achskörper selbst aufgebaut, was eine präzise Lenkung auch bei einem Absenken der Kabine ermöglicht.
Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung des Lenkmechanismus besteht darin, dass zusätzliche Relativbewegungen von Vorderachse und Kabine, wie beispielsweise eine Höhenverstellung des Fahrzeuges oder ein Horizontieren der Kabine, möglich sind ohne dass die Lenkbarkeit beeinträchtigt wäre. Ausserdem wird die Lenkung durch Bewegungen der Lenkachse beim Einfedern oder im Gelände nicht beeinträchtigt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der folgenden Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Kranfahrzeug mit absenkbarer Kabine in der Seitenansicht.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Kranfahrzeugs gemäss Figur 1 mit abgesenkter Kabine im Arbeitseinsatz.
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch die Fahrerkabine und den Lenkmechanismus.
Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemässe Lenkachse in der Ansicht von vorne.
Fig. 5 zeigt die Lenkachse gemäss Figur 1 mit entfernter Halteplatte in der Ansicht von vorne.
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch die Achse gemäss Figur 4 entlang der Schnittlinie A-A.
Fig. 7 eine Achse gemäss Figur 4 in der Ansicht von oben.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Beispiel eines Kranfahrzeugs sind eine Fahrerkabine 1, ein Kranaufbau 41 mit einem Kranausleger 42, und eine Hebe-/Senkvorrichtung 4 für die Bewegung der Kabine 1 erkennbar. Der Kranausleger 42 ist mittels einer Hydraulik teleskopartig ausfahrbar und kann in der Neigung verstellt werden. Die Fahrerkabine 1 befindet sich in der Fahrposition, d.h. in angehobener Stellung für die Strassenfahrt.
In Figur 2 ist das Kranfahrzeug gemäss Figur 1 mit abgesenkter Kabine 1 abgebildet. Der Kranaufbau 41 befindet sich in einer Arbeitsposition um 180 DEG gegenüber der Ruheposition gedreht. Da die mittels Gelenkarmen 2 aufgehängte Fahrerkabine 1 bis knapp über den Boden abgesenkt ist, ist es problemlos möglich, den Kranausleger 42 über der Kabine 1 vorbeizubewegen, um beispielsweise Arbeiten im Sichtbereich des Fahrers auszuführen. Selbst in seiner tiefsten Position, d.h. in horizontaler Lage, kann der Kranausleger 42 um 360 DEG gedreht werden, ohne dass die Fahrerkabine dabei hinderlich wäre. Dies ist z.B. bei Arbeitseinsätzen in niedrigen Räumen von grossem Vorteil. Die Aufhängung der Kabine 1 erfolgt mittels mehrerer Gelenkarme 2, welche Bestandteil der Hebe-/Senkvorrichtung 4 bilden.
Eine detaillierte Schnittdarstellung der Fahrerkabine 1 sowie des Lenkmechanismus zeigt Figur 3. Die Kabine befindet sich hier wiederum in Fahrstellung. Dabei werden die an der Fahrerkabine 1 und einer Halterungsvorrichtung 30 gelenkig befestigten Gelenkarme 2 durch einen oder mehrere hydraulische Zylinder 31 in der angehobenen Lage festgehalten. Die Lagerachsen bzw. die Gelenkpunkte dieser Gelenkarme bilden dabei, von der Seite betrachtet, die Eckpunkte eines Parallelogrammes. Werden die Hydraulikzylinder bzw. wird der Hydraulikzylinder 31 verstellt, so wandern die vorderen Enden der Gelenkarme 2 entlang einer Kreisbahn und dementsprechend bewegt sich auch die Kabine 1.
Wird die Fahrerkabine 1 z.B. mittels 4 Gelenkarmen 2 aufgehängt, wobei diese die Kanten eines Parallelepipedes bilden, und werden zwei Hydraulikzylinder je an einer Seite der Kabine vorgesehen, so kann die Kabine auch bei schrägstehendem Chassis in horizontaler Ausrichtung nach oben oder unten bewegt werden. Dies wird erreicht, indem die beiden Zylinder 31 koordiniert verstellt werden, d.h. der rechte und linke Zylinder entsprechend der Hangverneigung des Fahrzeuges einen unterschiedlichen Hub aufweisen. Da sich die Fahrerkabine bei der Auf- oder Abbewegung relativ dem Chassis bzw. den Fahrzeugachsen, insbesondere der Lenkachse, verschiebt, muss die Lenkungsübertragung so erfolgen, dass die Lenkung bei diesen Bewegungen der Kabine nicht beeinträchtigt wird.
Um eine möglichst kurze Bauweise des Fahrzeuges zu erreichen, wird die Halterungsvorrichtung 30 vorzugsweise über den Vorderrädern 14 oder sogar hinter diesen angeordnet. Dadurch ist es möglich, die Kabine mittels der Gelenkarme 2 so anzuheben, dass deren Rückwand über oder ebenfalls hinter die Vorderräder 14 zu liegen kommt. Beim Absenken bewegt sich die Kabine, wie im folgenden näher ausgeführt wird, schräg nach vorne, so dass die Lenkbarkeit der Räder 14 nicht beeinträchtigt wird.
Dabei wird die Kabine bei geeigneter Konstruktion der Halterungsvorrichtung 30 sowie der Gelenkarme 2 so auf- und abbewegt, dass auch die im Bereich der Vorderräder 14 liegenden Elemente den Radeinschlag nicht behindern, was zur Folge hat, dass die Kabine auch während der Fahrt auf- und abbewegt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass sich die Kabine auf einer im wesentlichen kreis- oder ellipsenförmigen Bahn bewegt und die Gelenkarme 2 so lang sind, dass alle Elemente der Kabine immer mindestens um den Radius der Vorderräder 14 von den Vorderachsen entfernt sind.
Um eine sichere Manövrierbarkeit bzw. gute Lenkbarkeit des Fahrzeuges auch in unebenem Gelände zu gewährleisten, besitzt die Kabine 1 vorzugsweise eine eigene, vom übrigen Fahrzeug unabhängige Federung. Dafür kann beispielsweise im \lzufuhrsystem des die Kabine 1 hebenden Zylinders 31 ein Feder- oder Membranspeicher vorgesehenen sein. Dieser Speicher kann wahlweise zu- oder abgeschaltet werden.
Bei Spezialfahrzeugen, die auch im Gelände eingesetzt werden, d.h. auch auf unebenem Untergrund, führen die Fahrzeugachsen gegenüber dem Fahrgestell grosse Bewegungen aus. Dies bringt zusätzliche Probleme für eine befriedigende Lenkbarkeit mit sich, insbesondere wenn grosse Achslasten auf die Lenkachse übertragen werden. Damit stellt sich das Problem der Montage des Lenksystems, so dass keine Behinderungen bei allfälligen Relativbewegungen zwischen Lenkachse und Chassis bzw. Fahrerkabine auftreten. Das erfindungsgemässe Lenksystem löst diese Problematik durch eine neuartige Konzeption und Anordnung des Lenksystems. Dieses enthält ein Lenkrad 33, eine Lenkspindel 3, ein Winkelgetriebe 5, und eine Übertragungswelle 7 mit zwei Abschnitten 7a, 7b und einer Kreuzgelenkverbindung 6 für die Lenkungsübertragung sowie weitere, in dieser Figur nicht ersichtliche Elemente.
Die Übertragungswelle 7 besitzt im hinteren Abschnitt 7b eine verzahnte Schiebemuffe für den Ausgleich von Längendifferenzen bei Bewegungen der Fahrerkabine 1 oder der Vorderachse 32. Durch eine Drehung des Lenkrades 33 wird die Steuerbewegung über dieses Lenksystem bis hin zum in dieser Figur nicht dargestellten Lenkstock übertragen.
In Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Lenkachse in der Ansicht von vorne dargestellt. Eine Halterungsplatte 18 ist fest mit dem Achskörper 13 verbunden. An dieser Halterungsplatte 18 ist eine Halterungskonstruktion für einen Hydrospindel-Lenkstock 8 sowie zwei hier verdeckte Hilfszylinder 15, 16 (Fig. 5) befestigt. Der Lenkstock 8 ist einerseits über seine Eingangswelle 27 mit dem hinteren Abschnitt der Übertragungswelle 7b andererseits mit einem Lenkarm 9 verbunden. Des weiteren sind die Kolbenstangen 11, die kurzen Spurstangenabschnitte 12 sowie eine Verbindungsstange 10 und entsprechende Verbindungselemente 25, 26 ersichtlich. Die beiden Kolbenstangen 11 sind an ihren Enden je durch ein Verbindungselement 25 bzw. 26 verbunden.
Die Lenkungsübertragung erfolgt primär rein mechanisch, wird jedoch durch eine hydraulische Unterstützung im Lenkstock 8 und zusätzlich durch die beiden hydraulischen Hilfszylindern 15, 16 und deren Kolbenstangen 11 unterstützt. Die mechanische Nachführung mittels dem Hebel 9 und der Verbindungsstange 10 bezweckt eine mechanische Lenkverbindung vom Lenkrad bis hin zu den Rädern 14. Einerseits kann dadurch eine grössere Lenkpräzision erreicht werden, andererseits besteht die, wenn auch nur bedingte, vorschriftsgemässe Möglichkeit, bei einem Motorausfall das Fahrzeug von Hand zu lenken.
Figur 5 zeigt, ebenfalls von vorne, die Lenkachse, wobei hier die Halterungsplatte 18 entfernt ist. Dadurch werden die beiden Hilfszylinder 15, 16 sichtbar. Die Kolbenstangen 11 sind durchgehend, wobei sie in ihrer Mitte einen Hydraulikkolben 17 besitzen. Die Beaufschlagungsfläche für das Hydrauliköl beidseits des Kolbens 17 ist gleich gross und dementsprechend wird sowohl für Lenkbewegungen nach links als auch nach rechts eine gleiche \lmenge bzw. der gleiche \ldruck benötigt. Wie leicht erkennbar ist, dienen die Kolbenstangen gleichzeitig als Zwischenglied der Spurstangenabschnitte 12, mit welchen sie über die Verbindungselemente 25, 26 gelenkig verbunden sind. Die beiden Hilfszylinder 15, 16 dienen dabei als Führung.
In Figur 6 ist ein Querschnitt durch die Lenkachse und die Halterungsplatte 18 dargestellt. Die Halterungsplatte 18 ist mittels Halterungselementen 35 mit dem Achsgetriebegehäuse 34 bzw. dem Achskörper 13 verbunden. An ihr sind die beiden Hilfszylinder 15, 16 mit den Kolbenstangen 11 sowie der Hydrospindel-Lenkstock 8 befestigt. Für den Anschluss der hydraulischen Leitungen oder Schläuche sind Anschlussöffnungen 19, 20 an den Hilfszylindern 15, 16 vorgesehen. Über einen Wellenstummel 27 und mittels eines nicht näher dargestellten, über die Welle geschobenen und befestigten Kreuzgelenkes wird die Welle 7 mit dem Hydrospindel-Lenkstock verbunden. Die mechanische Lenkübertragung ist somit durch den Lenkarm 9 gewährleistet.
Figur 7 zeigt eine Ansicht der Lenkachse von oben. Es sind der Achskörper 13, der Achsantrieb 34, 37 mit darin integriertem Differential sowie die Halterungsvorrichtung 18, 35 und der Lenkstock 8 ersichtlich. Gut erkennbar ist auch, dass der über die Halterungsvorrichtung 18, 35 mit dem Achskörper 13 bzw. dem Achsgetriebegehäuse 34 verbundene Lenkstock 8 über den Lenkarm 9, die Verbindungsstange 10, die Verbindungselemente 25, 26 und den gelenkig an diesen angekoppelten Spurstangenabschnitte 12 sowohl mit den hier nicht sichtbaren Rädern als auch mit den - hier verdeckten - Hilfszylindern 15, 16 verbunden ist. Bewegungen des Lenkarms 9 werden dadurch über die Verbindungsstange 10 und die Verbindungselemente 25, 26 sowohl auf die Spurstangenabschnitte 12 als auch auf die Kolbenstangen 11 übertragen.
Am Hydrospindel-Lenkstock sind die Zu- und Abführleitungen 21-24 vorgesehen, welche vorzugsweise über Schläuche mit den hydraulischen Zylindern 15, 16 verbunden sind. Anstelle von hydraulischen Schläuchen können auch Rohrverbindungen verwendet werden.
Damit auch sehr schwere Fahrzeuge gesteuert werden können, ist die Zusatzlenkungsunterstützung in neuartiger Weise als sog. 2-Kreis Lenksystem ausgeführt. Bei herkömmlichen grossen Liefer- und Lastwagen mit 2 oder 3 Achsen sowie bei Traktoren werden seit mehr als 15 Jahren hydraulisch unterstützte Lenkungen eingesetzt. Die hydraulische Unterstützung erfolgt üblicherweise im Lenkstock, d.h. der Lenkstock enthält einen hydraulischen Kolben, der in ähnlicher Weise wie beim vorliegenden Hydrospindel-Lenkstock die Bewegung eines Lenkarms bei der Lenkungsbetätigung erleichtert. Dabei wird bereits bei kleinen Drehbewegungen des Lenkrades ein Hydraulikventil geöffnet, welches von einer Hydraulikpumpe zugeführtes \l zu dem doppelt wirkenden Kolben des Lenkstockes leitet, so dass die Lenkbewegung unterstützt wird.
Bei noch schwereren Fahrzeugen, bspw. vierachsigen Lastwagen, bei denen zwei Vorderachsen gelenkt werden müssen, oder Fahrzeugen mit einer Achslast von mehr als sechs Tonnen auf der Lenkachse ist eine solche hydraulische Unterstützung durch den Hydrospindel-Lenkstock nicht mehr genügend. Bisher wurde deshalb ein zusätzlicher, doppelt wirkender Hydraulikzylinder irgendwo am Lenkungsübertragungsgestänge angebracht und so an das Hydrauliksystem des Hydrospindel-Lenkstocks angeschlossen, dass bei einer Lenkungsbetätigung der von der Pumpe kommende \lstrom auch diesem Hydraulikzylinder zugeführt wurde.
Für noch schwerere Fahrzeuge mit wesentlich grösseren Achslasten als sechs Tonnen auf den gelenkten Achsen (schwere Sonderfahrzeuge) und bei relativ hohen Geschwindigkeiten, d.h. grösser als die früher üblichen 30 bis 40 Stundenkilometer, ist auch diese Lösung mit einem zusätzlichen Hydraulikzylinder ungenügend. Es besteht insbesondere die Gefahr, dass eine Rohrleitung bricht oder ein Hydraulikschlauch platzt und das Fahrzeug damit in der Folge wegen des Ausfalls des Hydraulikzylinders nicht mehr lenkbar wäre. Deshalb sind zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen notwendig.
Das erfindungsgemässe Lenksystem verwendet deshalb zwei parallel angeordnete Lenkungs-Hilfszylinder 15, 16, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel übereinander angeordnet sind. Die beiden Hilfszylinder 15, 16 weisen an ihren Enden je \ffnungen auf und besitzen je eine durchgehende Kolbenstange 11 mit entsprechenden Kolben 17. Durch Anschlüsse 19, 20 wird der vom Hydrospindel-Lenkstock kommende \lstrom über Leitungen 21-24 zu den Hilfszylindern 15, 16 zu- und abgeführt. Der eine Zylinder wird über das eine Leitungspaar 21, 22, der andere über das zweite Leitungspaar 23, 24 versorgt. Der Hydrospindel-Lenkstock, welcher seinerseits auch einen hydraulischen Kolben besitzt, enthält zwei voneinander unabhängige Steuerblöcke und entsprechend getrennte Steuerventile bzw. Ventileinheiten, welche unabhängig voneinander arbeiten.
Der für das erfindungsgemässe Lenksystem vorgesehene Hydrospindel-Lenkstock weist demnach 4 Anschlüsse auf, d.h. links- und rechtsseitig je einen Anschluss für den Zylinder 15 bzw. für den Zylinder 16. Dadurch ist gewährleistet, dass bei Ausfall eines Hilfszylinders der andere dank dem getrennten \lversorgungskreis problemlos weiterarbeitet. Das Fahrzeug verliert dabei zwar \l, kann jedoch bis zum Anhalten ohne Schwierigkeiten gelenkt werden. Da die Kolbenstangen 11 an ihren Enden mittels der Verbindungselemente 25, 26 starr gekoppelt sind, wird auch der nicht funktionstüchtige Zylinder mitgeführt und die Lenkungsübertragung auf die Spurstangenabschnitte 12 gewährleistet.
Die Hilfszylinder 15, 16, der Hydrospindel-Lenkstock 8 und der Wellenstummel 27 werden durch die Halterungsplatte 18 getragen und bilden eine Einheit, die vom Achskörper 13 getragen wird. Damit sind auch die in den Hilfszylindern 15, 16 geführten Kolbenstangen 11, die gleichzeitig die Funktion eines Zwischengliedes der Spurstangenabschnitte erfüllen, mit der Achse verbunden. Auf diese Weise ist eine exakt funktionierende Lenkung der stark belasteten Achse auch in unebenem Gelände möglich, wo sich die Achse relativ stark verschränken kann und sich ständig auf- und abbewegt.
The invention relates to a vehicle according to the preamble of patent claim 1.
Many special vehicles, such as crane, fire brigade or weapon carrier vehicles, have body elements with a large opening. At the same time, the largest possible swivel range is required in operation, which in the optimal case is 360 °.
The major disadvantage of conventional special vehicles is that the driver's cabin, whose size and position cannot be freely selected, proves to be an obstacle in operation. If, for example, crane booms, fire brigade ladders or gun attachments with gun barrels are turned in a horizontal position, the swivel range is limited to approx. 300 ° because of the driver's cabin. This means that such vehicles have to be specially positioned for work or that the booms of the device bodies have to be raised for a full revolution in the area of the driver's cab. Particularly in the case of crane and weapon carrier vehicles, this places a significant restriction on the operational area, so that trailers or very long carrier vehicles are often used.
One difficulty is that in very many cases the vehicle cannot be brought into the required position or position due to its size and limited maneuverability and the required work area can therefore often not be reached.
Various obstacles stand in the way of solving the problem. On the one hand, the driver's cab cannot be dimensioned arbitrarily small, since drivers with a height of 1.90 m must also find space in it, on the other hand, the total height of the vehicle including the body must not exceed 4 m. Furthermore, the driver's cab cannot be placed anywhere in front of the steering axis, where a problem-free up and down movement would be possible, but is necessarily arranged so that the steering wheels of the front vehicle axis are a hindrance when the cabin moves.
It is an object of the invention to provide a vehicle which, even in large driver's cabs, permits the rotation of equipment bodies with long arms by 360 °, can be controlled at any time and can be used off-road, has great traffic safety even with very large axle loads, and a short overall length and high maneuverability allowed.
This object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of patent claim 1.
The vehicle according to the invention has an off-road steering system and a lowerable cabin. When lowering, the cabin describes a curve line, i.e. the movement is not only vertical, but also horizontal and vertical. This makes it possible for the cabin to be lowered even with large front wheels by being guided around the wheels or the fenders by a corresponding lifting / lowering mechanism. By executing the lowering mechanism by means of articulated lever arms, preferably in the form of a parallelogram, the steering ability is not impaired when lowering. The steering is not attached to the chassis or the cab as usual, but is built on the axle beam itself, which enables precise steering even when the cabin is lowered.
Another advantage of this arrangement of the steering mechanism is that additional relative movements of the front axle and cabin, such as, for example, adjusting the height of the vehicle or leveling the cabin, are possible without the steerability being impaired. In addition, the steering is not affected by movements of the steering axle during deflection or off-road.
Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the following drawings.
Fig. 1 shows a crane vehicle with a lowerable cabin in a side view.
FIG. 2 shows a side view of the crane vehicle according to FIG. 1 with the cabin lowered during work.
Fig. 3 shows a longitudinal section through the driver's cabin and the steering mechanism.
Fig. 4 shows a steering axis according to the invention in the view from the front.
5 shows the steering axle according to FIG. 1 with the holding plate removed in a view from the front.
FIG. 6 shows a cross section through the axis according to FIG. 4 along the section line A-A.
7 shows an axis according to FIG. 4 in a view from above.
In the example of a crane vehicle shown in FIG. 1, a driver's cabin 1, a crane structure 41 with a crane boom 42, and a lifting / lowering device 4 for the movement of the cabin 1 can be seen. The crane boom 42 can be extended telescopically by means of a hydraulic system and the inclination can be adjusted. The driver's cab 1 is in the driving position, i.e. in a raised position for road travel.
FIG. 2 shows the crane vehicle according to FIG. 1 with the cab 1 lowered. The crane structure 41 is rotated in a working position by 180 ° relative to the rest position. Since the driver's cab 1, which is suspended by means of articulated arms 2, is lowered to just above the ground, it is easily possible to move the crane boom 42 over the cab 1 in order, for example, to carry out work in the driver's field of vision. Even in its lowest position, i.e. in a horizontal position, the crane boom 42 can be rotated through 360 ° without the driver's cabin being a hindrance. This is e.g. a great advantage when working in low rooms. The cabin 1 is suspended by means of several articulated arms 2, which form part of the lifting / lowering device 4.
FIG. 3 shows a detailed sectional view of the driver's cab 1 and the steering mechanism. The cab is again in the driving position. The articulated arms 2, which are articulated to the driver's cab 1 and a holding device 30, are held in the raised position by one or more hydraulic cylinders 31. The bearing axes or the articulation points of these articulated arms form the corner points of a parallelogram when viewed from the side. If the hydraulic cylinders or the hydraulic cylinder 31 are adjusted, the front ends of the articulated arms 2 move along a circular path and accordingly the cabin 1 also moves.
If driver's cab 1 is e.g. suspended by means of 4 articulated arms 2, these forming the edges of a parallelepiped, and if two hydraulic cylinders are provided on each side of the cabin, the cabin can be moved up or down in a horizontal orientation even when the chassis is at an angle. This is achieved by adjusting the two cylinders 31 in a coordinated manner, i.e. the right and left cylinders have different strokes depending on the slope of the vehicle. Since the driver's cab moves relative to the chassis or the vehicle axles, in particular the steering axle, during the up or down movement, the steering must be transmitted in such a way that the steering is not impaired during these movements of the cabin.
In order to achieve the shortest possible construction of the vehicle, the mounting device 30 is preferably arranged above the front wheels 14 or even behind them. This makes it possible to raise the cabin by means of the articulated arms 2 such that the rear wall thereof lies above or also behind the front wheels 14. When lowering, the cabin moves obliquely forward, as will be explained in the following, so that the steerability of the wheels 14 is not impaired.
With a suitable construction of the holding device 30 and the articulated arms 2, the cabin is moved up and down in such a way that the elements lying in the region of the front wheels 14 do not hinder the wheel turning, with the result that the cabin also moves up and down while driving can be moved. This is achieved in that the cabin moves on a substantially circular or elliptical path and the articulated arms 2 are so long that all elements of the cabin are always at least about the radius of the front wheels 14 from the front axles.
In order to ensure safe maneuverability or good steerability of the vehicle even on uneven terrain, the cabin 1 preferably has its own suspension independent of the rest of the vehicle. For this purpose, for example, a spring or membrane accumulator can be provided in the oil supply system of the cylinder 31 lifting the cabin 1. This memory can either be switched on or off.
For special vehicles that are also used off-road, i.e. Even on uneven ground, the vehicle axles make large movements in relation to the chassis. This poses additional problems for satisfactory steerability, especially when large axle loads are transmitted to the steering axle. This poses the problem of assembling the steering system so that there are no obstructions in the event of any relative movements between the steering axle and the chassis or driver's cabin. The steering system according to the invention solves this problem through a novel design and arrangement of the steering system. This contains a steering wheel 33, a steering spindle 3, an angular gear 5, and a transmission shaft 7 with two sections 7a, 7b and a universal joint 6 for the steering transmission, as well as further elements not visible in this figure.
The transmission shaft 7 has a toothed sliding sleeve in the rear section 7b for compensating for differences in length during movements of the driver's cab 1 or the front axle 32. By turning the steering wheel 33, the control movement is transmitted via this steering system to the steering column not shown in this figure.
FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a steering axle according to the invention viewed from the front. A mounting plate 18 is firmly connected to the axle body 13. On this mounting plate 18, a mounting structure for a hydraulic spindle steering column 8 and two auxiliary cylinders 15, 16 (FIG. 5) concealed here are attached. The steering column 8 is connected on the one hand via its input shaft 27 to the rear section of the transmission shaft 7b and on the other hand to a steering arm 9. The piston rods 11, the short tie rod sections 12 and a connecting rod 10 and corresponding connecting elements 25, 26 can also be seen. The two piston rods 11 are each connected at their ends by a connecting element 25 or 26.
The steering transmission is primarily purely mechanical, but is supported by hydraulic support in the steering column 8 and additionally by the two hydraulic auxiliary cylinders 15, 16 and their piston rods 11. The mechanical tracking by means of the lever 9 and the connecting rod 10 aims at a mechanical steering connection from the steering wheel to the wheels 14. On the one hand, greater steering precision can be achieved, on the other hand there is the possibility, even if only conditionally, according to regulations, in the event of an engine failure the vehicle to steer by hand.
FIG. 5 shows, likewise from the front, the steering axis, with the mounting plate 18 being removed here. This makes the two auxiliary cylinders 15, 16 visible. The piston rods 11 are continuous, with a hydraulic piston 17 in the middle. The pressure surface for the hydraulic oil on both sides of the piston 17 is of the same size and, accordingly, an equal \ l quantity or the same \ l pressure is required both for steering movements to the left and to the right. As can easily be seen, the piston rods simultaneously serve as an intermediate member of the tie rod sections 12, with which they are connected in an articulated manner via the connecting elements 25, 26. The two auxiliary cylinders 15, 16 serve as a guide.
FIG. 6 shows a cross section through the steering axis and the mounting plate 18. The mounting plate 18 is connected to the axle gear housing 34 or the axle body 13 by means of mounting elements 35. The two auxiliary cylinders 15, 16 with the piston rods 11 and the hydraulic spindle steering column 8 are attached to it. Connection openings 19, 20 are provided on the auxiliary cylinders 15, 16 for connecting the hydraulic lines or hoses. The shaft 7 is connected to the hydraulic spindle steering column by means of a shaft stub 27 and by means of a universal joint, not shown, which is pushed and fastened over the shaft. The mechanical steering transmission is thus ensured by the steering arm 9.
Figure 7 shows a view of the steering axis from above. The axle body 13, the axle drive 34, 37 with a differential integrated therein as well as the mounting device 18, 35 and the steering column 8 can be seen. It can also be clearly seen that the steering column 8 connected to the axle body 13 or to the axle transmission housing 34 via the mounting device 18, 35 via the steering arm 9, the connecting rod 10, the connecting elements 25, 26 and the tie rod sections 12 articulated to these both with the wheels not visible here and also connected to the auxiliary cylinders 15, 16, which are concealed here. Movements of the steering arm 9 are thereby transmitted via the connecting rod 10 and the connecting elements 25, 26 both to the tie rod sections 12 and to the piston rods 11.
The supply and discharge lines 21-24 are provided on the hydraulic spindle steering column and are preferably connected to the hydraulic cylinders 15, 16 by hoses. Instead of hydraulic hoses, pipe connections can also be used.
So that even very heavy vehicles can be controlled, the additional steering support is designed in a new way as a so-called 2-circuit steering system. Hydraulically assisted steering systems have been used in conventional large delivery and lorries with 2 or 3 axles and tractors for more than 15 years. Hydraulic support is usually provided in the steering column, i.e. the steering column contains a hydraulic piston which, in a manner similar to the present hydraulic spindle steering column, facilitates the movement of a steering arm when the steering is actuated. In this case, even with small rotary movements of the steering wheel, a hydraulic valve is opened, which leads from a hydraulic pump to the double-acting piston of the steering column, so that the steering movement is supported.
In the case of even heavier vehicles, e.g. four-axle trucks, in which two front axles have to be steered, or vehicles with an axle load of more than six tons on the steering axle, such hydraulic support by the hydraulic spindle steering column is no longer sufficient. So far, therefore, an additional, double-acting hydraulic cylinder has been attached somewhere on the steering transmission linkage and connected to the hydraulic system of the hydraulic spindle steering column in such a way that when the steering is actuated, the oil flow coming from the pump was also supplied to this hydraulic cylinder.
For even heavier vehicles with much greater axle loads than six tons on the steered axles (heavy special vehicles) and at relatively high speeds, i.e. Larger than the 30 to 40 km / h used to be, this solution with an additional hydraulic cylinder is also insufficient. There is in particular the risk that a pipeline breaks or a hydraulic hose bursts and the vehicle would consequently no longer be steerable due to the failure of the hydraulic cylinder. Additional safety precautions are therefore necessary.
The steering system according to the invention therefore uses two parallel steering auxiliary cylinders 15, 16, which are arranged one above the other in the present exemplary embodiment. The two auxiliary cylinders 15, 16 each have openings at their ends and each have a continuous piston rod 11 with corresponding pistons 17. Connections 19, 20 direct the oil flow coming from the hydraulic spindle steering column via lines 21-24 to the auxiliary cylinders 15, 16 fed and discharged. One cylinder is supplied via one line pair 21, 22, the other via the second line pair 23, 24. The hydraulic spindle steering column, which in turn also has a hydraulic piston, contains two mutually independent control blocks and correspondingly separate control valves or valve units which work independently of one another.
The hydraulic spindle steering column provided for the steering system according to the invention accordingly has 4 connections, i.e. one connection for the cylinder 15 and one for the cylinder 16 on the left and right sides. This ensures that if one auxiliary cylinder fails, the other continues to work without any problems thanks to the separate oil supply circuit. The vehicle loses \ l but it can be steered without difficulty until it stops. Since the piston rods 11 are rigidly coupled at their ends by means of the connecting elements 25, 26, the non-functional cylinder is also carried and the steering transmission to the tie rod sections 12 is ensured.
The auxiliary cylinders 15, 16, the hydraulic spindle steering column 8 and the stub shaft 27 are carried by the mounting plate 18 and form a unit which is carried by the axle body 13. Thus, the piston rods 11, which are guided in the auxiliary cylinders 15, 16 and which at the same time fulfill the function of an intermediate member of the tie rod sections, are connected to the axle. In this way, a precisely functioning steering of the heavily loaded axle is possible even on uneven terrain, where the axle can twist relatively strongly and constantly move up and down.