DE1076509B - Lenkvorrichtung fuer Kraftschlepper, insbesondere fuer Ackerschlepper - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung für Kraftschlepper, insbesondere für Ackerschlepper, die aus einer mechanischen Lenkvorrichtung und einer die Lenkbewegung unterstützenden Servoeinrichtung besteht, welche einen mit der Lenkvorrichtung verbundenen Servomotor und ein druckmittelbeaufschlagtes Steuergerät mit zwangsgesteuerten Schiebern umfaßt.

Bei den bekannten Lenkvorrichtungen dieser Art ist die Servoeinrichtung organisch in das Lenkgestänge einbezogen und dient ausschließlich zur Unterstützung der Lenkbewegung beim Einschlag der Vorderräder. Bei einigen Anlagen ist dabei die Vorkehrung getroffen, daß beim Ausfall der hydraulischen Anlage mit dem mechanischen Lenkungsteil die Lenkung des Fahrzeuges behelfsmäßig auf rechterhalten werden kann. Es sind auch Anlagen bekannt, bei welchen das Fahrzeug unabhängig von der Servoeinrichtung rein mechanisch gelenkt werden kann. Die Servoeinrichtung, welche einen mit der Lenkvorrichtung verbundenen Servomotor und ein druckmittelbeaufschlagtes Steuergerät mit zwangsgesteuerten Schiebern umfaßt, dient dabei ausschließlich zur Hilfskraftlenkung der Räder. Der damit verbundene Bauaufwand ist verhältnismäßig groß und insbesondere für Ackerschlepper nicht gerechtfertigt. Es sind ferner Hilfskraftlenkungen bekannt, bei welchen in der Servoanlage eine Drossel zum Dämpfen der Lenkstöße vorgesehen ist. Die Dämpfungsvorrichtung ist jedoch ein Bestandteil des Stellzylinders und beim Betrieb der Anlage stets wirksam. Dasselbe trifft auch auf Ausführungen zu, bei welchen eine Lenkungssperre in der Anlage vorgesehen ist. Bei den genannten Ausführungen handelt es sich um Anlagen, die ausschließlich mit einem Druckmittel betrieben werden. Derartige Einrichtungen werden jedoch den Erfordernissen eines Schlepperbetriebes nicht gerecht; denn es ist z. B. beim Pflügen erwünscht, daß das in der zuletzt hergestellten Furche laufende Leitrad der Furchensteuerung den Servomotor so steuert, daß die Fahrzeugräder sofort selbsttätig wieder in die gewünschte Spur gelenkt werden, wenn der Schlepper z. B. durch seitlichen Zug der Pflugscharen aus der Spur geraten sollte. Mit einer Sperrung der Lenkung läßt sich diese Wirkung nicht erzielen. Bei schweren Rodearbeiten od. dgl. ist es infolge der Unwegsamkeit des Geländes erwünscht, die Lenkungsstöße zu dämpfen. Weiter ist es von Vorteil, wenn man den Schlepper zu Verladungsarbeiten bei kleinsten Geschwindigkeiten, ohne die Lenkung berichtigen zu müssen, über das Feld laufen lassen kann. Um sämtlichen genannten Förderungen zu entsprechen, müssen die einzelnen Vorkehrungen frei gewählt, d. h. im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen in das Ermessen des Fahrers gesetzt werden können.

Lenkvorrichtung für Kraftschlepper,
insbesondere für Ackerschlepper

Anmelder:

Dr. Ing. h. c. F. Porsche K. G.,
Stuttgart-Zuffenhausen, Spitalwaldstr. 2

Otmar Mayr, PIo düngen,
ist als Erfinder genannt worden

Erfindungsgemäß wird dies durch ein mit den Schiebern verbundenes Stellglied erreicht, welches, wahlweise am oder entfernt vom Fahrzeug betätigt, in verschiedenen senkrecht zueinander angeordneten Schaltstellungen in bekannter Weise für die Hilfskraftlenkung einen offenen und zur Lenkungsdämpfung bzw. Lenkungssperre einen geschlossenen Druckkreislauf herstellt. Dadurch hat man die Wahl, je nach der Beschaffenheit des Bodens oder den anfallenden landwirtschaftlichen Arbeiten die mechanische oder die hydraulische Lenkung und wahlweise die Dämpfungseinrichtung oder die Lenkungssperre zu benützen, wobei die Betätigung von verschiedenen Stellen des Schleppers aus bewirkt werden kann. Dadurch können mehrere für den jeweiligen Verwendungszweck besonders zu beschaffende und am Schlepper anzubringende Aggregate, z. B. die Feststellvorrichtung für die Lenkung, durch ein einziges Gerät ersetzt werden, wodurch sich ein hoher Ausnutzungsgrad der Servoanlage ergibt. Durch den Wegfall verschiedener getrennter Aggregate ist diese Einrichtung im ganzen gesehen nur unwesentlich teurer.

Die Anordnung ist vorzugsweise derart gewählt, daß das Stellglied durch einen doppelarmigen Hebel gebildet ist, welcher gelenkig mit den Schiebern verbunden und in einer ortsfesten Kulisse geführt ist. Dadurch kann mit Hilfe eines Servomotors der Schlepper auch entfernt vom Fahrersitz aus bedient oder mit einer Nachsteuereinrichtung zum selbständigen Nachlaufen des Schleppers versehen werden.

Eine einfache Ausführung wird dadurch erzielt, daß als Schieber zwei parallel zueinander liegende Axialkolben vorgesehen sind,, die mindestens eine konisch auslaufende Steuerkante aufweisen.

909 757/300

Der Servomotor ist vorteilhaft in an sich bekannter Weise entfernt vom Steuergerät in der Lenkübertragung zwischen dem Lenkgetriebe und den Laufrädern angeordnet und durch einen Drehkolben gebildet. Für diese Merkmale, welche bei ausschließlich durch Druckmittel betätigten Steuerungen bekannt sind, soll der Patentschutz nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch gelten.

Der Drehkolben ist mittels einer Kupplung leicht lösbar auf einem der Achsschenkel der Vorderachse angelascht. Diese Vorkehrung gestattet, ohne große Änderung je nach Bedarf den einen oder anderen Schlepper einer Baureihe mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung auszurüsten. Auch können bereits hergestellte Fahrzeuge noch nachträglich mit einem derartigen Aggregat versehen werden.

Der Drehkolben der Servoeinrichtung bildet einen Teil einer Taststeuerung zum Aussteuern einer vorbestimmten Fahrzeugspur, wodurch die Vielseitigkeit der Einrichtung weiter erhöht wird. Zu diesem Zweck weist der Drehkolben einen hohlen Schaft auf, welcher mit den Druckräumen in Verbindung steht und einen Steuerkolben zum Nachsteuern des Drehkolbens enthält. Mit dem Steuerkolben ist ein Lenker verbunden, der die in der bei der Bodenbearbeitung zuletzt hergestellten Furche laufende Tastrolle einer Furchensteuerung trägt.

In den Zeichnungen, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen, zeigt

Fig. 1 die schematische Draufsicht auf einen Ackerschlepper mit der erfindungsgemäß ausgebildeten S ervoeinrichtung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Servomotor und die umliegenden Teile der Radführung in größerem Maßstab,

Fig. 3 bis 6 schematische Darstellungen des Steuergerätes in verschiedenen Arbeitsstellungen,

Fig. 7 eineFurchensteuerung mit dem Ackerschlepper, welche an die Servoeinrichtung angeschlossen ist, und

Fig. 8 eine schematische Darstellung des Steuergerätes zur Furchensteuerung gemäß der Fig. 7.

Der Ackerschlepper 1 hat eine Vorderachse 2, deren Räder 3 in bekannter Weise unter dem Einfluß einer mechanischen Lenkvorrichtung 4 stehen; diese Lenkvorrichtung 4 umfaßt ein durch das Lenkhandrad 5 betriebenes Lenkgetriebe 6, an welchem über einen Lenkstockhebel 7 die Schubstangen 8 angreifen. Die Schubstangen 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 das Steuergerät 13 (Fig. 1) betätigt wird. Der Servomotor wird durch einen Drehkolben 14 gebildet, dessen Schaft 15 über ein Kupplungsstück 16 leicht lösbar im Zapfen 17 des Achsschenkels 10 sitzt. Der Drehkolben 14 dreht sich 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 und 23 (Fig. 3 bis 6) des Drehkolbens 14 sind durch einen Anschlag 14' begrenzt und über Leitungen 24 und 25 mit dem Steuergerät 13 verbunden. Das Steuergerät enthält zwei parallel zueinander liegende Schieber- bzw. Axialkolben 26 und 27, welche eine gemeinsame Druckmittelzuführungsleitung 28 (Fig. 4) und eine gemeinsame Ableitung 29 aufweisen. 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 Krafthebers angeschlossen ist. Die Schieberkolben 26 und 27 sind zum Steuern des Druckmittels mit Ringnuten 31 bzw. 31' versehen, wobei eine der gebildeten Steuerkanten 32 jedes Kolbens konisch ausläuft. Die Steuerkolben sind zwangsgesteuert und zu diesem Zweck mit einem als doppelarmiger Hebel ausgebildeten Stellglied 33 in Eingriff. Das Stellglied 33 ist unter der Wirkung einer Schraubenfeder 34 in einer ortsfesten Kulisse 35 geführt. Die freien Enden

ίο des Stellgliedes 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 (Fig. 1 und 8).

Bei normalem Betrieb des Schleppers, d. h. wenn die mechanische Lenkung wirksam ist, befindet sich das Stellglied33 des Steuergerätes 13 in der Null-Stellung, während der Drehkolben in der neutralen Lage zwischen den Arbeitsräumen 22 und 23 steht. In dieser Ausgangsstellung, welche in Fig. 3 veranschaulicht ist,

ao ist die Druckmittelzuführung 28 durch die Steuerkolben 26 und 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 und 23 befindliche Öl je nach der gewünschten Laufrichtung des Schleppers durch die Koppelung des Drehkolbens mit dem Achsschenkel 10 über die Leitungen 24 und 25 ohne-Gegenwirkung im geschlossenen Kreislauf α umgewälzt.

Ein Abfluß des Öles in den Vorratsbehälter durch die Leitung 29 hindurch wird mittels des Ventils 30 verhindert. Wird für schwere Umbruch- oder Forstarbeiten eine Unterstützung der Lenkbewegung benötigt, so wird der Steuerhebel 37 in der Arbeitsstellung 0 in die beabsichtigte Fahrtrichtung gedrückt, wodurch die Schieberkolben 26 und 27 gegeneinander verschoben werden. Der Kolben 27 öffnet die Zuführungsleitung 28, während der Kolben 26 die Ableitung 29 freigibt. Das Drucköl strömt somit im offenen Kreislauf b (Fig. 4) in den Arbeitsraum 23 und drückt den Flügel des Drehkolbens 14 in Umfangsrichtung. Da der Schaft 15 des Drehkolbens 14 mit dem Achsschenkel 10 verbunden ist, werden die Vorderräder durch Hilfskraft eingeschlagen. Die im Arbeitsraum 22 befindliche Druckmittelmenge strömt über die Leitungen 24 und 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 Vorratsbehälter abfließt, während die Druckzuführung in den Arbeitsraum 22 durch die Leitung 24 hindurch erfolgt.

Bei landwirtschaftlichen Arbeiten, wie Heu- oder Getreideladen, Düngerverteilen u. dgl., ist ein Ein-Mann-Betrieb ohne wiederholtes Besteigen des Schleppers zum Weiterrücken bei gleichzeitiger Fernbedienung erwünscht. Eine derartige Lenkung kann in beliebiger Entfernung vom Schlepper mittels des Drahtzuges 38 durchgeführt werden. Wird in der Stellung 0 an der Handhabe 39 (Fig. 1) des Drahtzuges gedreht, so wird je nach der Drehrichtung das eine oder das andere Ende des Stellgliedes 33 (Fig. 3) verschwenkt. Durch die Bewegung werden die Steuerkolben 26 und 27 in die Arbeitsstellung gebracht, worauf sich, wie in der beschriebenen Ausführung der Hilfskraftsteuerung, der Drehkolben dreht und die Räder einschlägt. Wird der Steuerhebel 37 und somit das Stellglied 33 in der Kulisse 35, wie Fig. S veranschaulicht, in die Stellung 1 gedrückt, so gleiten die Steuerkanten 32 der Steuerkolben 26 und 27 gleichgerichtet in die Höhe der

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Leitungen 24 bzw. 25 und überdecken diese teilweise. In dieser Lage kann der Steuerhebel 37 nicht geschwenkt werden, und es ist die Druckmittelzufuhr zwangläufig unterbrochen. Während nach der Ausführung gemäß Fig. 3 beim Befahren von unebenem Gelände sämtliche Stöße in die Lenkung gelangen und somit auf den Fahrer übertragen werden, wirken in dem geschlossenen Kreislauf c nach Fig. 5 die Steuerkolben als Drosselstellen, so daß der Ölumlauf gedrosselt ist. Dadurch werden die Lenkbewegungen ge- ίο dämpft, und es wird der Fahrer frei von Erschütterungen gehalten.

Beim Einsammeln von landwirtschaftlichen Erzeugnissen, wie Kartoffeln, oder bei Kultivierarbeiten ist es erwünscht, daß der Schlepper mit langsamer Geschwindigkeit fährt und eine vorgegebene Fahrtrichtung beibehält, ohne daß er von der anderweitig beschäftigten Bedienungsperson gelenkt werden muß. Eine derartige Lenksperre läßt sich erzielen, wenn das Stellglied 33 in die Stellung 2 (Fig. 6) gedrückt wird. In dieser Arbeitslage ist die Druckmittelförderung unterbrochen und gleichzeitig durch die Kolbenschieber 26 und 27 der Ölrückfluß aus den Arbeitsräumen 22 und 23 gesperrt. Die Räder des fahrenden Schleppers können somit durch die hydraulische Arretierung des Achsschenkels 10 beim Auffahren auf Hindernisse nicht abgelenkt werden.

Die beschriebene Servoeinrichtung kann, wenn gewünscht, weiter ausgebaut werden. Ein Ausführungsbeispiel ist in Fig. 7 und 8 anHand einer mit dem Dreh- kolben verbundenen Furchensteuerung veranschaulicht. Der Drehkolben 14 weist für diesen Zweck einen hohlen Schaft 40 auf, welcher durch öffnungen 41 und 42 mit den Druckräumen 22 bzw. 23 in Verbindung steht. In den Schaft ist ein Steuerkolben 43 eingesetzt, der einen Druckraum 44 und eine Rücklaufnut 45 aufweist. Mit dem Kolben 43 ist ein Lenker 46 verbunden, der eine Tasteinrichtung 47 mit einem Leitrad 48 trägt. Der Druckraum 44 des Kolbens ist durch eine Leitung 49 und die Rücklaufnut 45 über eine Leitung 50 an die zum Steuergerät 13 führenden Leitungen 24 und 25 angeschlossen. In die Mündungsstelle der Leitungen 49 und 25 bzw. 50 und 24 ist ein gemeinsam zu betätigender Zweiwegehahn 51 eingefügt.

Beim Betrieb der Einrichtung läuft die Leitrolle 48 der Furchensteuerung 47 in der beim Pflügen zuletzt hergestellten Furche 53. Gerät der Schlepper durch seitlichen Zug der Pflugscharen aus der Spur, so findet, durch den Lenker 46 bewirkt, eine Relativbewegung zwischen dem Steuerkolben 43 und dem Drehkolben 14 statt. Dadurch kommt je nach der Laufrichtung der Räder die Öffnung 41 oder 42 mit dem Druckraum 44 in Verbindung. Wird angenommen, daß das Drucköl in den Raum 22 treten kann, so steuert das Öl den Drehkolben 14 und damit die Fahrzeugräder nach, bis der ursprüngliche Zustand erreicht ist. Das im Arbeitsraum 23 vorhandene Drucköl wird dabei über die Bohrung 42 und die Rücklaufnut 45 abgeleitet.

DieErfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann z. B. an Stelle der hydrau- lischen Servoeinrichtung auch eine pneumatische Lenkvorrichtung 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. An Stelle der mit dem Drehkolben verbundenen Furchensteuerung ist es auch möglich, mit Hilfe von flexiblen Leitungen auf einem Anhängegerät angebrachte Aggregate zu betätigen.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Lenkvorrichtung für Kraftschlepper, insbesondere für Ackerschlepper, die aus einer mechanischen Lenkvorrichtung und einer die Lenkbewegung unterstützenden Servoeinrichtung besteht, welche einen mit der Lenkvorrichtung verbundenen Servomotor und ein druckmittelbeaufschlagtes Steuergerät mit zwangsgesteuerten Schiebern, umfaßt, gekennzeichnet durch ein mit den Schiebern (26 und 27) verbundenes Stellglied (33), welches, wahlweise am oder entfernt vom Fahrzeug (1) betätigt, in verschiedenen senkrecht zueinander angeordneten Schaltstellungen (0, 1 und 2) in bekannter Weise für die Hilfskraftlenkung einen offenen (α) und zur Lenkungsdämpfung bzw. Lenkungssperre einen geschlossenen Druckkreislauf (b bzw. c) herstellt.

2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (33) durch einen doppelarmigen Hebel gebildet ist, welcher gelenkig mit den Schiebern (26 und 27) verbunden und in einer ortsfesten Kulisse (35) geführt ist.

3. Lenkvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schieber zwei parallel zueinander liegende Axialkolben (26 und 27) vorgesehen sind, die mindestens eine konisch auslaufende Steuerkante (32) aufweisen.

4. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Servomotor (12) entfernt vom Steuergerät (13) in der Lenkübertragung zwischen demLenkgetriebe (6) und den Laufrädern (3) angeordnet ist und durch einen Drehkolben (14) gebildet ist.

5. Lenkvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (14) mittels einer Kupplung (16) leicht lösbar auf einem der Achsschenkel (10) der Vorderachse (2) angelascht ist.

6. Lenkvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (14) der Servoeinrichtung einen Teil einer Tasteinrichtung (47) zum Aussteuern einer vorbestimmten Fahrzeugspur bildet.

7. Lenkvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (14) einen hohlen Schaft (40) auf weist, welcher mit denDruckräumen (22 und 23) in Verbindung steht und einen Steuerkolben (43) zum Nachsteuern des Drehkolbens (14) enthält.

8. Lenkvorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Steuerkolben (14) ein Lenker (46) verbunden ist, der die in der bei der Bodenbearbeitung zuletzt hergestellten Furche (52) laufende Tastrolle (48) einer Furchensteuerung (47) trägt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 947 438, 570 107, 418;

deutsche Patentanmeldung O 2679 H/63 c (bekanntgemacht am 17. März 1955);

französische Patentschriften Nr. 1 119 860, 624 978; britische Patentschrift Nr. 767 208; USA.-Patentschriften Nr. 2 521 652, 2 020951; Zeitschrift ATZ, Nr. 7 v. Juli 1955, S. 185.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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