DE10011594A1 - Lenkeinrichtung für Achsen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Lenkeinrichtung für das Fahrwerk eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kran- oder Transportfahrzeuges, mit zwischen Stellungen für Längs- und für Querfahrt lenkbaren Fahrwerkachsen, die jeweils an einem um eine senkrechte Schwenkachse drehbar gelagerten Schaft am Fahrzeug befestigt sind, an dem über mindestens einen seitlich auskragenden Lenker ein Lenkzylinder zum Verschwenken des Schaftes angreift. An einen am Schaft (12) koaxial drehbar gelagerten Hebelarm (17), sind an dem der an dem auskragenden Lenker (15) angreifende Lenkzylinder (5) und ein weiterer am Fahrzeugrahmen (Balancier 11) angreifender Lenkzylinder (7) derartig angelenkt, dass sich die aus der Ein- und Ausfahrbewegung der beiden Lenkzylinder (5, 7) resultierende Verdrehbewegung des Schaftes (12) auf mindestens +- 90 DEG aufaddiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Lenkeinrichtung für das Fahrwerk eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kran- oder Transportfahrzeuges, mit zwischen Stellungen für Längs- und für Querfahrt lenkbaren Fahrwerkachsen, die jeweils an einem um eine senkrechte Schwenkachse drehbar gelagerten Schaft am Fahrzeug befestigt sind, an dem über mindestens einen seitlich auskragenden Lenker ein Lenkzylinder zum Verschwenken des Schaftes angreift.

Eine gattungsgemäße Lenkeinrichtung für ein allradgelenktes getriebenes mehrachsiges Fahrzeug ist aus der DE 23 32 243 C3 bekannt. Dort wird ein relativ einfacher Steuermechanismus mit einer Einrichtung zum Verstellen der Achsen zwischen den Stellungen für Längs- und Querfahrt dadurch realisiert, dass unabhängige, als doppelt wirkende hydraulische Zylinder ausgebildete Verstellorgane an drehfest mit den Achsen verbundenen Lenkern angelenkt sind und bis zu einer der Achsenstellung für Querfahrt entsprechenden Lage ausfahrbar sind. Dabei sind die doppelt wirkenden Zylinder jeweils zwischen einem festen Punkt des Fahrgestells und den mit den Achsen drehfest verbundenen plattenförmigen Lenkern angeordnet, die von den hydraulischen Zylindern jeweils um ca. 90° verschwenkt werden. Die Achsen sind jeweils über Koppelstangen so miteinander gekoppelt, so dass stets ein gemeinsamer Lenkeinschlag aller Achsen erfolgt. Die aus der DE 23 32 243 C3 bekannte Lösung hat den Nachteil, dass infolge der verwendeten längenunveränderbaren Koppelstangen nur ein festgelegter Lenkradius einstellbar ist.

Schließlich sind auch Lenkeinrichtungen für mehrachsige Fahrzeuge bekannt, bei denen die Lenkbewegung über Drehwerke, Schwenkmotoren oder Schwenkgetriebe herbei geführt wird. Dort ist zwar ein individueller Lenkeinschlag von mehr als 90° erreichbar, doch sind letztere Lösungen infolge der erforderlichen Lagerungen der Drehwerke und der kostenintensiven Getriebe und Motoren sehr aufwendig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydraulische Lenkeinrichtung der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, dass zur Erlangung eines Lenkeinschlages von mindestens 180° eine konstruktiv einfache, aber sehr wirkungsvolle Zylinderanlenkung geschaffen wird, mit der eine extreme Manövrierfähigkeit der Fahrzeuge erreicht wird.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Lenkeinrichtung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch einen am Schaft koaxial drehbar gelagerten Hebelarm, an dem der an dem auskragenden Lenker angreifende Lenkzylinder und ein weiterer am Fahrzeug angreifender Lenkzylinder derartig angreifen, dass sich die aus der Ein- und Ausfahrbewegung der beiden Lenkzylinder resultierende Verdrehbewegung des Schaftes aufaddiert.

Die neuartige Lenkeinrichtung erreicht einen für jede Achse unabhängigen stufenlosen Lenkeinschlag von mindestens 180° durch eine Aufteilung der Lenkbewegung in zwei Lenkebenen. In Kranunterwagen und Transportfahrzeugen eingesetzt ermöglicht sie den Geräten eine extreme Manövrierfähigkeit in Längs- und Querrichtung des Fahrzeuges. Die vorgeschlagene Lösung ist eine kostengünstige Alternative zu konventionellen Antriebssystemen wie Drehwerken, Schwenkmotoren und Schwenkgetrieben und stellt eine auch für schwere Kranfahrzeuge kostengünstig einsetzbare Alternative zum Stand der Technik dar.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das dem Lenker ferne Ende des ersten Lenkzylinders in einer ersten horizontalen unteren Lenkebene an dem freien Ende des in einer dazu parallelen Ebenen auskragenden Hebelarmes befestigt ist und dass der weitere Lenkzylinder in einer zur ersten Lenkebene parallelen zweiten horizontalen oberen Lenkebene mit dem Fahrwerksrahmen verbunden ist, wobei der Lenker gegenüber dem Hebelarm und der Hebelarm gegenüber dem Fahrzeug um mindestens jeweils ±45° verschwenkbar sind.

Da jeder einzelne Lenker in seiner Lenkebene um mindestens ±45° verschwenkbar ist, braucht für einen normalen Fahrzeugeinsatz und Lenkbewegungen zum Fahrtrichtungswechsel nur eine, vorzugsweise die untere Lenkebene betätigt werden, während die zweite Lenkebene nur dann zum Einsatz kommt, wenn extreme Lenkeinschläge oder Querfahrten erforderlich sind.

Günstigerweise sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung an dem Schaft zwei beidseitig auskragende Lenker angeordnet, zwischen deren Enden und dem sich in der Ausgangsstellung der Lenkeinrichtung quer zu den Lenkern erstreckenden Lagerarm sowie zwischen dem Fahrwerksrahmen und dem Lagerarm jeweils zwei symmetrisch zur Längsmittelebene durch den Lagerarm angeordnete doppelt wirkende Lenkzylinder angreifen. Mit diesem Vorschlag können gängige kostengünstige Hydraulikzylinder mit relativ kurzen Hüben verwendet werden. Durch die symmetrische Anordnung werden die Lenkkräfte für den linken und rechten Lenkeinschlag auf jeweils zwei Hydraulikzylinder aufgeteilt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Lagerarm plattenförmig gestaltet ist und zwischen den ersten Lenkzylindern und den weiteren Lenkzylindern beider Lenkebenen an dem Schaft gelagert ist, wobei die Lenkzylinder der unteren Lenkebene am unteren freien Ende des Lagerarmes und die Lenkzylindern der oberen Lenkebene an dem dem Schaft nahen oberen Bereich des Lagerarmes angreifen.

Der Hebel kann gleichzeitig die Funktion des Lenkers ausführen, an dem die Hydraulikzylinder der ersten Ebene angreifen, während das frei auskragende Ende des Hebels die Hydraulikzylinder der zweiten Lenkebene aufnehmen.

Über jeder Fahrzeugachse zugeordnete Encoder läßt sich die Winkelposition der Achse erfassen. Aus einem Computer-Progamm sind verschiedene voreinstellbare Fahrrouten abrufbar, wobei durch die praktisch uneingeschränkten Lenkmöglichkeiten des Fahrzeuges jeder individuelle Fahrweg möglich ist. Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine kostengünstige Lenkeinrichtung geschaffen, die die Wirtschaftlichkeit des Fahrzeuges erhöht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht und Draufsicht einer Achsgruppe mit der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht und Draufsicht der Achsgruppe nach Fig. 1 bei 45° Lenkeinschlag,

Fig. 3 eine Seitenansicht und Draufsicht einer Achsgruppe nach Fig. 1 bei 90° Lenkeinschlag, und

Fig. 4 einen Schnitt durch eine der Schwenkachsen.

Fig. 1 zeigt die Seitenansicht und die Draufsicht einer erfindungsgemäßen Achsgruppe als Teil eines Fahrwerkes bei 0° Lenkeinschlag der Achsen. Dargestellt sind das Fahrwerk 1, die beiden Achsgruppen 2 mit den Achsen 3, eine erste untere Lenkebene 4 mit den Lenkzylindern 5, die zweite obere Lenkebene 6 mit den Lenkzylindern 7 und den Drehwinkelgebern 8, mit denen der Grad der Lenkbewegung erfaßbar ist. Die Festpunktlagerung 9 der Lenkzylinder 5 der Lenkebene 4 befinden sich an der schwenkbaren zweiten Lenkebene 6 am auskragenden Hebelarm 17. Die Festpunktlagerung 10 der Lenkzylinder 7 der oberen Lenkebene 6 befinden sich am Fahrzeurahmen, d. h. am Balancier 11.

In Fig. 2 ist ebenfalls eine Seitenansicht und Draufsicht auf die Achsgruppe gemäß Fig. 1 dargestellt, wobei die Achsen hier einen Lenkeinschlag von 45° aufweisen. Auch hier sind das Fahrwerk 1, die beiden Achsgruppen 2 mit den Achsen 3 sowie die Lenkebenen 4 und 6 dargestellt. Die erste Lenkebene 4 wird mittels der Lenkzylinder 5 um 45° geschwenkt. Die Lenkzylinder 7 der zweiten oberen Lenkebene 6 verbleiben in ihrer 0°-Position. Auf diese Weise wird ein Lenkeinschlag in der Größenordnung von ±45° erreicht, der ausreichend ist, um die normalen Anforderungen zur Manövrierfähigkeit von Transportfahrzeugen und Kranunterwagen zu genügen.

In Fig. 3 ist in einer Seitenansicht und Draufsicht einer Achsgruppe der Lenkeinschlag des Fahrwerks mit 90° dargestellt. Gleiche Teile sind gleich bezeichnet. Die untere Lenkebene 4 wird mittels der Lenkzylinder 5 in ihrer geschwenkten Position gehalten. Die zweite obere Lenkebene 6 wird mittels der Lenkzylinder 7 ebenfalls um 45° geschwenkt. Durch die Aktivierung beider Lenkebenen addieren sich die Lenkwinkel der Achsen auf einen ±90°-Lenkeinschlag.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch den Schaft 12 im Bereich der Schwenkachse. Erkennbar ist die vertikalen Schwenkachse 13 mit den Lagerbuchsen 14. Die Lenker 15 der unteren Lenkebene 4 und die Achslagerung 16 sind fest mit dem Schaft 12 verbunden. Der horizontal auskragende Hebelarm 17 ist in den Lagerbuchsen 18 am Schaft 12 gelagert. Bei der Aktivierung der zweiten Lenkebene 6 schwenkt der auskragende Hebelarm 17 um die vertikale Schwenkachse 13, zusammen mit den Anlenkungen der Hydraulikzylinder 5 zur Verstellung der ersten Schwenkebene.

Claims (4)

1. Hydraulische Lenkeinrichtung für das Fahrwerk eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kran- oder Transportfahrzeuges, mit zwischen Stellungen für Längs- und für Querfahrt lenkbaren Fahrwerkachsen, die jeweils an einem um eine senkrechte Schwenkachse drehbar gelagerten Schaft am Fahrzeug befestigt sind, an dem über mindestens einen seitlich auskragenden Lenker ein Lenkzylinder zum Verschwenken des Schaftes angreift, gekennzeichnet durch, einen am Schaft (12) koaxial drehbar gelagerten Hebelarm (17), an dem der an dem auskragenden Lenker (15) angreifende Lenkzylinder (5) und ein weiterer am Fahrzeugrahmen (Balancier 11) angreifender Lenkzylinder (7) derartig angelenkt sind, dass sich die aus der Ein- und Ausfahrbewegung der beiden Lenkzylinder (5, 7) resultierende Verdrehbewegung des Schaftes (12) auf mindestens ±90° aufaddiert.

2. Hydraulische Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Lenker (15) ferne Ende des ersten Lenkzylinders (5) in einer ersten horizontalen unteren Lenkebene (4) an dem freien Ende des in einer dazu parallelen Ebenen auskragenden Hebelarmes (17) befestigt ist und dass der weitere Lenkzylinder (7) in einer zur ersten Lenkebene (4) parallelen zweiten horizontalen oberen Lenkebene (6) mit dem Fahrwerksrahmen (Balancier 11) verbunden ist, wobei der Lenker (15) gegenüber dem Hebelarm (17) und der Hebelarm (17) gegenüber dem Fahrzeugrahmen (Balancier 11) um jeweils ±45° verschwenkbar sind.

3. Hydraulische Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schaft (12) zwei beidseitig auskragende Lenker (15)angeordnet sind, zwischen deren Enden und dem sich in der Ausgangsstellung der Lenkeinrichtung quer zu den Lenkern (15) erstreckenden Lagerarm (17) sowie zwischen dem Fahrzeugrahmen (Balancier 11) und dem Lagerarm (17) jeweils zwei symmetrisch zur Längsmittelebene durch den Lagerarm (17) angeordnete doppelt wirkende Lenkzylinder (5) angreifen.

4. Hydraulische Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerarm (17) plattenförmig gestaltet ist und zwischen den ersten Lenkzylindern (5) und den weiteren Lenkzylindern (7) beider Lenkebenen (4 und 6) an dem Schaft (12) gelagert ist, wobei die Lenkzylinder (5) der unteren Lenkebene (4) am unteren freien Ende des Lagerarmes (17) und die Lenkzylindern (7) der oberen Lenkebene (6) an dem dem Schaft (12) nahen oberen Bereich des Lagerarmes (17) angreifen.