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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Raupenfahrzeug mit an zwei Seiten eines Fahrgestells angeordneten Laufwerken.
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Ein solches Raupenfahrzeug hat herkömmlicherweise zwei Antriebsaggregate, eines für jedes Laufwerk, deren Geschwindigkeiten getrennt voneinander einstellbar sind, um das Fahrzeug durch eine Kurve steuern zu können. 1 zeigt eine herkömmliche Bedienanordnung für diese zwei Antriebsaggregate. Zwei Stellhebel 1 sind um eine gemeinsame Achse 2 schwenkbar angeordnet. An Armen 3 der Stellhebel 1 sind Seelen 4 von zwei Bowdenzügen 5 befestigt, die die Bewegung jedes Stellhebels 1 auf das von ihm gesteuerte Antriebsaggregat übertragen. Wenn die Geschwindigkeit der einzelnen Laufwerke proportional ist zur Auslenkung des jeweils zugeordneten Stellhebels 1 aus einer Neutralstellung, dann hängt der Radius einer von dem Fahrzeug gefahrenen Kurve vom Verhältnis zwischen den Auslenkungen der Stellhebeln 1 ab. Es existiert somit kein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Stellung eines einzelnen Hebels und dem Radius einer gefahrenen Kurve, und wenn nach Durchfahren einer Kurve das Raupenfahrzeug wieder geradeaus fahren soll, muss der Fahrer entweder auf die Stellhebel 1 schauen oder beide Stellhebel 1 gleichzeitig mit der Hand ertasten, um sie exakt nebeneinander zu platzieren. D. h. es gibt nicht wie etwa bei einem Lenkrad eine eindeutig festgelegte Neutralstellung, in der ein Stellhebel platziert werden könnte, um geradeaus zu fahren, sondern die zum Geradeausfahren erforderliche Hebelstellung ist nur relativ zum jeweils anderen Stellhebel definiert. Dies macht das Manövrieren des Fahrzeugs schwierig und anstrengend.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Raupenfahrzeug zu schaffen, das mit einer einfach und kostengünstig aufgebauten Lenkung eine vereinfachte Handhabung ermöglicht.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Raupenfahrzeug mit an zwei Seiten eines Fahrgestells angeordneten, getrennt voneinander geschwindigkeitssteuerbaren Laufwerken die Geschwindigkeiten beider Laufwerke über einen in zwei Freiheitsgraden bewegbaren Steuerhebel gesteuert sind. Es genügt so ein einziger Hebel, um sowohl Geschwindigkeit als auch Richtung des Fahrzeugs gleichzeitig und unabhängig voneinander zu steuern.
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Der Grad der Auslenkung des Steuerhebels im ersten Freiheitsgrad sollte zweckmäßigerweise eine mittlere Geschwindigkeit. beider Laufwerke bestimmen, der Grad der Auslenkung im zweiten Freiheitsgrad hingegen eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Laufwerken. So ist es möglich, im zweiten Freiheitsgrad eine Neutralstellung festzulegen, in der die Geschwindigkeitsdifferenz verschwindet und das Fahrzeug – mit der durch die gleichzeitig im ersten Freiheitsgrad eingestellte Stellung festgelegter Geschwindigkeit – geradeaus fährt.
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Ein für den Benutzer unmittelbar einleuchtender, eine leichte Lenkbarkeit des Fahrzeugs garantierender Zusammenhang zwischen Bewegung des Steuerhebels und Reaktion des Fahrzeugs ergibt sich insbesondere dann, wenn ein Griff des Steuerhebels im ersten Freiheitsgrad – durch den die Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert wird – in Fahrzeuglängsrichtung und im zweiten Freiheitsgrad – durch den der Kurvenradius gesteuert wird – in Fahrzeugquerrichtung beweglich ist.
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Geschwindigkeitsregler der beiden Laufwerke können über Bowdenzüge an den Steuerhebel gekoppelt sein. Dies erlaubt es insbesondere, vorhandene Fahrzeuge erfindungsgemäß umzurüsten, indem die herkömmlichen zwei Stellhebel, wie in 1 gezeigt, durch den erfindungsgemäßen einzigen Steuerhebel ersetzt werden.
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Wenigstens einer der Freiheitsgrade des Steuerhebels, insbesondere der zweite, sollte vorzugweise ein Schwenkfreiheitsgrad sein. Dann besteht die Möglichkeit, die Schwenkachse dieses Freiheitsgrades senkrecht zu einer Spiegelebene zu legen, in Bezug auf die die beiden Bowdenzüge spiegelbildlich zueinander angeordnet sind, sodass eine Bewegung im zweiten Freiheitsgrad zu jeweils entgegengesetzten Verstellungen der Bowdenzüge führt.
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Da die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Laufwerken beim Kurvenfahren im Allgemeinen deutlich kleiner ist als die Beträge der Geschwindigkeiten der Laufwerke, ist es zweckmäßig, wenn, falls beide Freiheitsgrade Schwenkfreiheitsgrade sind, die Bowdenzüge bezüglich der Schwenkachse des ersten Freiheitsgrades längere Hebelarme aufweisen als bezüglich der Schwenkachse des zweiten Freiheitsgrades.
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Die Schwenkbewegungsfreiheit in zwei Freiheitsgraden kann einfach und kostengünstig mittels eines Kreuzgelenks realisiert werden, durch das der Steuerhebel am Fahrzeug gehalten ist. Alternativ kommt auch ein Kugelgelenk in Betracht.
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Eine Rückstellfeder kann vorgesehen sein, um den Steuerhebel in Richtung einer Neutralstellung zu beaufschlagen, wenn er nicht vom Fahrer in ausgelenkter Stellung festgehalten ist. Wenn es sich dabei um eine Neutralstellung des zweiten Freiheitsgrades handelt, geht das Fahrzeug beim Loslassen des Steuerhebels selbsttätig in Geradeausfahrt über; handelt es sich um eine Neutralstellung des ersten Freiheitsgrades oder beider Freiheitsgrade, dann kommt das Fahrzeug beim Loslassen des Steuerhebels selbsttätig zum Stehen.
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Zweckmäßigerweise können Mittel zum Verrasten des Steuerhebels in einer Neutralstellung des zweiten Freiheitsgrades bei gleichzeitiger Auslenkung des Steuerhebels im ersten Freiheitsgrad vorgesehen sein. Indem diese beim Auslenken im zweiten Freiheitsgrad erschweren, erleichtern sie dem Fahrer das Beibehalten der Geradeaus-Fahrtrichtung, wenn die Geschwindigkeit angepasst werden muss.
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Vorzugsweise handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug um einen Mähdrescher.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
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1 bereits behandelt, eine herkömmliche Lenkung eines Raupenfahrzeugs;
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2 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Raupenfahrzeugs;
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3 eine zu 1 analoge schematische Ansicht einer Lenkung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4 eine Ansicht der Lenkung aus 3 in verschiedenen Stellungen in Fahrzeugsquerrichtung;
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5 eine Ansicht der Lenkung in verschiedenen Stellungen in Fahrzeuglängsrichtung.
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6 eine perspektivische Ansicht des Kreuzkörpers eines Kreuzgelenks gemäß einer weiterentwickelten Ausgestaltung der Erfindung; und
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7 einen schematischen Schnitt durch das Kreuzgelenk mit dem Kreuzkörper der 6.
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2 zeigt schematisch einen Mähdrescher 10, an dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist. Ein Fahrgestell des Mähdreschers 10 umfasst zwei Raupenlaufwerke 11, ein rechtes und ein linkes, von denen in der Figur nur das linke zu sehen ist. Die Laufwerke umfassen jeweils von einem Raupenband 14 umschlungene vordere und hintere Umlenkrollen 13 sowie entlang eines bodenberührenden Strangs des Raupenbandes verteilte Stützrollen 15. Die beiden Laufwerke 11 sind an einen Verbrennungsmotor des Mähdreschers 10 jeweils über ein hydromechanisches Getriebe gekoppelt, wobei die Übersetzungsverhältnisse beider hydromechanischen Getriebe über einen gemeinsamen Steuerhebel in der Fahrerkabine 12 steuerbar sind. Da der Verbrennungsmotor des Mähdreschers 10 beim Feldeinsatz mit konstanter Drehzahl läuft, stehen die Übersetzungsverhältnisse der beiden hydromechanischen Getriebe in einem direkten und eindeutigen Zusammenhang mit den Geschwindigkeiten der beiden Laufwerke 11.
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Der Steuerhebel sowie mit ihm zusammenhängende Teile sind in 3 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Der hier mit 16 bezeichnete Steuerhebel erstreckt sich durch eine Öffnung 17 in einer Abdeckung am Boden oder an einem Armaturenbrett der Fahrerkabine 12, und ein flexibles Element, hier ein teilweise weggeschnitten dargestellter Faltenbalg 18, verbindet die Ränder der Öffnung 17 mit dem Schaft des Steuerhebels 16. Das obere Ende des Steuerhebels 16 trägt einen Griff 19; das untere ist über ein Kreuzgelenk 20 am Boden der Fahrerkabine 12 oder einer anderen geeigneten Unterlage befestigt. Das Kreuzgelenk 20 weist zwei Schwenkachsen auf, eine Schwenkachse 21, die in Bezug auf die Fahrerkabine ortsfest ist und sich im Wesentlichen in der Längsrichtung des Mähdreschers 10 erstreckt, und eine zweite Schwenkachse 22, die um die erste Schwenkachse 21 schwenkbeweglich ist und in ihrer in 3 dargestellten Neutralstellung in Querrichtung des Mähdreschers 10 ausgerichtet ist. Um Geschwindigkeit und Fahrtrichtung zu steuern, ist der Steuerhebel 16 um beide Schwenkachsen 21, 22 gleichzeitig auslenkbar. Eine Rückstellfeder, hier eine in der Öffnung 17 angeordnete Spiralfeder 29, kann vorgesehen sein, um den Schalthebel 16 in die Neutralstellung zurückzutreiben und dadurch den Mähdrescher zum Stehen zu bringen, wenn der Fahrer den Schalthebel 16 nicht in ausgelenkter Stellung festhält.
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Am Schaft des Steuerhebels 16 stehen in geringer Entfernung vom Kreuzgelenk 20 zwei Arme 23, 24 gabelförmig ab. An den freien Enden der Arme 23, 24 sind die Enden von Seelen 25 zweier Bowdenzüge 26, 27 befestigt. Die zwei Arme 23, 24 erstrecken sich spiegelbildlich zueinander in Bezug auf eine Spiegelebene, in der die Schwenkachse 21 verläuft und die auf der Schwenkachse 22 senkrecht steht. In der in 3 dargestellten Neutralstellung sind auch die ortsfest fixierten Abschlussbuchsen 28 der Hülsen der beiden Bowdenzüge 26, 27 in Bezug auf diese Ebene spiegelbildlich zueinander, und die Seelen 25 erstrecken sich zueinander parallel zwischen den freien Enden der Arme 23, 24 und den Abschlussbuchsen 28.
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4 zeigt eine Seitenansicht der Lenkung aus 3, wobei der Steuerhebel 16 mit durchgezogenen Linien in einer Neutralstellung und jeweils gestrichelt in zwei aus der Neutralstellung in entgegengesetzte Richtungen ausgelenkten Stellungen gezeigt ist. Bei einem Schwenken des Steuerhebels 16 um die zur Zeichnungsebene senkrechte Achse 22 werden die Seelen 25 beider Bowdenzüge 26, 27 in gleichem Maße verschoben. Sichtbar ist nur der Bowdenzug 26; der andere ist durch ihn verdeckt. Ein Schwenken des Steuerhebels 16 im Gegenuhrzeigersinn erlaubt es den Seelen 25, in die Hülsen hinein zurückzuweichen; durch eine Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn werden sie aus den Hülsen herausgezogen. In der Neutralstellung des Steuerhebels 16 ist der Durchsatz der Pumpen beider hydrostatischen Getriebe null, d. h. der Mähdrescher steht. Mit zunehmender Auslenkung des Steuerhebels 16 nimmt der Durchsatz der Pumpen zu, wobei ihre Förderrichtung und dementsprechend die Richtung der von ihnen angetriebenen Fahrbewegung je nach Richtung der Auslenkung des Steuerhebels 16 unterschiedlich ist. Da die Schwenkachse 22 in Querrichtung der Mähdreschers 1 orientiert und der Steuerhebel 16 in der Neutralstellung im Wesentlichen vertikal ist, entspricht die in 4 dargestellte Bewegung des Steuerhebels 16 einer Verlagerung des Griffs 19 in Längsrichtung des Mähdreschers 10. So wird durch eine Verschiebung des Griffs in Fahrzeuglängsrichtung die Geschwindigkeit des Mähdreschers 10 in der gleichen Richtung steuert.
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5 zeigt die gleiche Lenkung, gesehen in Fahrzeuglängsrichtung, d. h. in Richtung der Schwenkachse 21. Wiederum ist die Neutralstellung mit durchgezogenen Linien und eine ausgelenkte Stellung gestrichelt dargestellt. Wie man sieht, führt jede Schwenkbewegung des Steuerhebels 16 um die Achse 21 zu gegensinnigen Bewegungen der Seelen 25 der beiden Bowdenzüge 26, 27, d. h. eins der beiden Laufwerke 11 wird beschleunigt, während das andere verlangsamt wird, und der Mähdrescher 10 fährt eine Kurve, deren Krümmung durch die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Laufwerken 11 bestimmt ist. Zweckmäßigerweise ist die Zuordnung hier so getroffen, dass durch eine Bewegung des Griffs 19 aus der Neutralstellung nach links das linke Laufwerk 11 verlangsamt und das rechte beschleunigt wird, und folglich der Mähdrescher 10 eine Linkskurve fährt.
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Wie am Vergleich der 4 und 5 deutlich zu sehen, sind die Hebelarme l22, l21, mit denen die Seelen 25 an dem Steuerhebel 16 gekoppelt sind, in Bezug auf die Schwenkachse 22 erheblich länger als in Bezug auf die Schwenkachse 21. Demzufolge bewirkt ein Schwenken um einen gegebenen Winkel um die Achse 22 eine starke Verlagerung der Seelen 25 als eine gleichgroße Schwenkbewegung um die Achse 21. Dies ermöglicht eine feinfühlige Steuerung der Geschwindigkeitsdifferenz und damit des gefahrenen Kurvenradius.
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Wie bereits in 3 zu erkennen, umfasst das Kreuzgelenk 20 ein erstes, an der Karosserie des Mähdreschers ortsfestes Joch 30, das den Verlauf der in Fahrzeugslängsrichtung orientierten Schwenkachse 21 festlegt, sowie ein mit dem Steuerhebel 16 verbundenes Joch 31, die miteinander durch einen Kreuzkörper 32 verbunden sind. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kreuzkörpers 32 gemäß einer weiterentwickelten Ausgestaltung der Erfindung. Die Schwenkachsen 21, 22 sind festgelegt durch vier von einem Grundkörper 33 abstehende und in Bohrungen der Joche 30, 31 eingreifende Achszapfen 34, 35. Der Grundkörper 33 setzt sich zusammen aus zwei Halbzylindern 36, 37, deren Achsen jeweils mit den Schwenkachsen 21 bzw. 22 übereinstimmen. Die Halbzylinder 36, 37 sind an ihren Umfangsflächen jeweils mit einer Vertiefung 38, 39, hier in Form einer sich parallel zur Achse des Halbzylinders erstreckenden Rille, versehen.
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In beiden Jochen 30, 31 ist ein Rastkörper 40 bzw 41 senkrecht zu der von dem betreffenden Joch 30, 31 definierten Schwenkachse 21 bzw. 22 verschiebbar geführt und durch eine Feder, hier eine Blattfeder 43, gegen den Kreuzkörper 32 beaufschlagt. 7 zeigt das Kreuzgelenk 20 in einer Neutralstellung beider Freiheitsgrade. Beide Rastkörper 40, 41 sind hier in die Vertiefung 38, 39 des ihnen zugewandten Halbzylinders 36 bzw. 37 eingerastet. Der Eingriff des Rastkörpers 41 in die Vertiefung 38 des oberen Halbzylinders 36 stellt sicher, dass die Ruhestellung, die der Steuerhebel 13 unter dem Einfluss der Spiralfeder 29 einnimmt, tatsächlich diejenige ist, in der die Geschwindigkeit des Mähdreschers 10 null ist.
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Wenn der Fahrer den Griff 16 vor- oder zurückschiebt, verlässt der Rastkörper 39 die Vertiefung 38 des oberen Halbzylinders 36 und bewegt sich auf dessen Umfangsfläche. Da diese hier zylindrisch in Bezug auf die Achse 22 ist, erzeugt die Blattfeder 43 keine die Verstellung des Steuerhebels 13 unterstützende oder ihr entgegenwirkende Kraft; eine Rückstellkraft könnte z. B. erzeugt werden, wenn der Krümmungsmittelpunkt der Umfangsfläche jenseits der Achse 21 läge.
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Gleichzeitig verhindert der Eingriff des Rastkörpers 42 in der Vertiefung 39 des unteren Halbzylinders 37, dass der Fahrer den Griff 16 versehentlich gleichzeitig mit dem Vor- oder Rückwärtsbewegen auch zur Seite auslenkt. Um den Mähdrescher 10 in eine Kurve zu lenken, muss auch am unteren Halbzylinder 37 der Rastkörper 42 aus der Vertiefung 39 verdrängt werden. Nach Beendigung der Kurvenfahrt kann der Fahrer mit der Hand spüren, wenn der Rastkörper 42 in die Vertiefung 39 wieder einrastet. So weiß der Fahrer, dass der Mähdrescher wieder geradeaus fährt, ohne dass er dafür den zurückgelegten Weg beobachten muss. Dies erleichtert ein schnelles und exaktes Lenken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steuerhebel
- 2
- Achse
- 3
- Arme
- 4
- Seele
- 5
- Bowdenzug
- 10
- Mähdrescher
- 11
- Laufwerk
- 12
- Fahrerkabine
- 13
- Umlenkrolle
- 14
- Raupenband
- 15
- Stützrolle
- 16
- Steuerhebel
- 17
- Öffnung
- 18
- Faltenbalg
- 19
- Griff
- 20
- Kreuzgelenk
- 21
- 1. Schwenkachse
- 22
- 2. Schwenkachse
- 23
- Arm
- 24
- Arm
- 25
- Seelen
- 26
- Bowdenzug
- 27
- Bowdenzug
- 28
- Abschlussbuchse
- 29
- Spiralfeder
- 30
- Joch
- 31
- Joch
- 32
- Kreuzkörper
- 33
- Grundkörper
- 34
- Achszapfen
- 35
- Achszapfen
- 36
- oberer Halbzylinder
- 37
- unterer Halbzylinder
- 38
- Vertiefung
- 39
- Vertiefung
- 40
- Rastkörper
- 41
- Blattfeder
