-
Lenkeinrichtung für allradgelenkte Kraftfahrzeuge, insbesondere Baumaschinen,
wie Erdhobel od. dgl. Die Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung für allradgelenkte
Kraftfahrzeuge, insbesondere Bauniaschinen, wie Erdhobel od. dgl., mit einem durch
die das Lenkhandrad tragende Lenkspindel antreibbaren Lenkschaltgetriebe zum Erzielen
einer zu den, lenkbaren Vorderrädern gleichsinnigen oder entgegengesetzten Lenkeinschlagsbewegung
der lenkbaren Hinterräder und einer Einrichtung zum Arretieren der Hinterräder in
bestimmten Lenkstellungen.
-
Bei einer bekannten Lenkeinrichtung der genannten Art ist ein als
Lenkschaltgetriebe ausgebildetes, mit axial verschiebbarer Schaltmuffe und durch
einen einzigen Hebel bedienbares Zahngetriebe vorhanden, durch das die Hinterräder
des Fahrzeugs in Geradeausfahrstellung verriegelbar sind oder die Hinterräder entweder
zu den Vorderrädem mit gleicher oder entgegengesetzter Einschlagsrichtung kuppelbar
sind. Für das Feststellen der Hinterräder in der Geradeausfahrstellung ist eine
Sperreinrichtung vorhanden, die außerhalb des Lenkschaltgetriebes angeordnet ist.
Die bekannte Lenkeinrichtung ist so aufgebaut, daß in dem aus Schnecken- und Stirntrieb
bestehenden Zahngetriebe eine von zwei übereinander angeordneten, achsparallelen
Wellen zusammen mit einer Schaltmuffe in beiden axialen Richtungen aus der Sperrstellung
verschoben werden kann, wobei Sperrzähne aus entsprechenden Ausnehmungen am Gehäuse
heraustreten und gleichzeitig die Schaltmuffe mit den Kupplungszähnen jeweils eines
Zahnrades in Eingriff kommt und dieses mit der Welle kuppelt. Dadurch werden die
Hinterräder zu den. Vorderrädem gleichsinnig oder entgegengesetzt eingeschlagen.
In der Mitteistellung der Schaltmuffe sind die Hinterräder in der Geradeausfahrstellung
gesperrt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Lenkschaltgetriebe
baulich zu vereinfachen. Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß das Lenkschaltgetriebe
aus zwei koaxial zueinander angeordneten Kegelzahnrädern und einem mit diesen Rädern
ständig im Eingriff stehenden weiteren, auf die lenkbaren Räder der Hinterachse
einwirkenden Kegelzahnrad besteht und daß eine mit der Lenkspindel drehfest, jedoch
axial verschiebbar verbundene Schaltmuffe mit Schaltverzahnungen vorgesehen ist,
deren Zähne wahlweise in die Gegenzähne je eines oder zur Blockierung der
Hinterräder in bestimmten Lenkstellüngen gleichzeitig beider Kegelzahnräder schaltbar
sind.
-
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Lenkschaltgetriebes ist
erreicht, daß drei Kegelzahnräder zusammen mit einer Schaltmuffe sowohl zur übertragung
der entsprechenden Lenkeinschlagbewegung von der Lenkspindel auf die Hinterräder
als auch gleichzeitig als Sperreinrichtung für die Hinterräder in deren Geradeausfahrstellung
oder einer anderen Einschlagsstellung dienen. Damit erübrigt sich die Anordnung
einer gesonderten Sperreinrichtung außerhalb des Lenkschaltgetriebes.
-
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Kegelzahnräder
mittels ihres Außendurchmessers im Getriebegehäuse gelagert sind und daß durch deren
axiale Bohrung die unmittelbar auf die zu lenkenden Räder der Vorderachse wirkende
Lenkspindel hindurchgeführt ist. Dieses Merkmal ermöglicht den Vorteil, daß die
zur Betätigung der Vorderräder aufzubringende Lenkkraft nicht über das Lenkschaltgetriebe
geleitet wird.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden bei einer Lenkeinrichtung
für eine Lenkung mit Hilfskraftunterstützung die Lenkspindel unmittelbar und die
durch das Kegelritzel über das Lenkschaltgetriebe antreibbare Abtriebswelle
je an die Lenkspindel einer gesonderten, auf die lenkbaren Vorder-bzw. Hinterräder
einwirkenden Hilfskraftlenkeinrichtung angeschlossen. Bei einer derartig ausgebildeten
Lenkeinrichtung entfallen die vom Lenkgestänge herrührenden hohen Beanspruchungen
des Lenkschaltgetriebes, denn dieses hat nur die sehr geringen zur Betätigung der
Hilfskraftsteuereinrichtung nötigen Lenkkräfte zu übertragen, während die eigentliche,
auf die Hinter- bzw. Vorderfäder auszuübende Lenkkraft von den beiden Hilfskraftlenkeinrichtungen
aufgebracht wird. Auch bei den Lenkeinrichtungen gemäß der Erfindung ohne Hilfskraftunterstützung
werden die von der Fahrbahn kommenden Stöße, die
sich als Spitzenbelastungen
im Lenkschaltgetriebe auswirken können, von dem jeweiligen Lenkgetriebe abgefangen.
-
Die den Patentansprüchen 3 und 5 zugrundeliegenden Merkmale
sollen nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch Geltung haben.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt.
-
Fig. 1 zeiii das Lenkschaltgetriebe in einem in Längsrichtung
geführten Schnitt; F i g. 2 zeigt einen Querschnitt nach der Linie 11-II
der F i g. 1;
F i g. 3 zeigt einen Querschnitt nach der Linie 111-III
der F i g. 2; F i g. 4 zeigt einen Querschnitt nach der Linie IV-IV
der F i g. 1;
F i g. 5 bis 7 zeigen die Einschlagsmöglichkeiten
der Fahrzeugräder entsprechend den Schaltstellungen des Lenkschaltgetriebes.
-
In der Zeichnung ist ein Fahrzeug mit je einer auf die lenkbaren
Vorder- und Hinterräder wirkenden und durch eine Lenkspindel betätigbaren Servolenkeinrichtung
2 bzw. 3 sowie mit einem zwischen der Lenkspindel und den Servolenkeinrichtungen
2 und 3
angeordneten Lenkschaltgetriebe 5 (F i g. 5 bis
7)
verwendet.
-
Die Servolenkeinrichtungen 2 und 3 bestehen je
aus einer
Lenkspindel, einem Lenkgetriebe und einem Servomotor sowie einer Druckmittelsteuereinrichtung
bekannter Bauart und sind daher nicht näher beschrieben. Das Lenkschaltgetriebe
5 ist aus einem an die Lenkspindel fest angeschlossenen Wellenteil
8 gebildet, der über eine feste Kupplung oder ein Kardangelenk
10 in ständiger trieblicher Verbindung mit der Lenkspindel 12 der auf die
Vorderfäder 11 wirkenden Servolenkeinrichtung 2 steht. Im Lenkschaltgetriebegehäuse
15 lagern sich axial unverschieblich und konzentrisch zum Wellenteil
8
mittels Wälzlager 16, 17, 18 und 19 zwei koaxial zueinander
angeordnete Antriebskegelzahnräder 20 und 21 mit einander zugekehrten Verzahnungen.
über die Kegelzahnräder 20 und 21 lagert sich unter Vermittlung von Wälzlagem 22
und 23 der Wellenteil 8 im Gehäuse 15. Die Verzahnungen der
Kegelzahnräder 20 und 21 stehen gleichzeitig im ständigen Eingriff mit der Verzahnung
eines weiteren Kegelzahnrades 25, das auf einer Welle 26 drehfest
angeordnet ist. Letztere steht über eine feste Kupplung oder ein Kardangelenk
27 in ständiger trieblicher Verbindung mit der Lenkspindel 28 der
auf die Hinterräder 30 wirkenden Servolenkeinrichtung 3 (F i
g. 5
bis 7).
-
Die Welle 26 lagert sich ihrerseits mittels Wälzlager
31 und 32 im Gehäuse 15. Die Antriebskegelzahnräder 20 und
21 weisen je eine Innen-Schaltverzahnung 35 bzw. 36 auf, die mit entsprechenden
Gegen-Schaltverzahnungen 38 bzw. 39 an einer axial in beiden Richtungen
verschiebbaren konzentrisch zum Wellenteil 8 angeordneten Schaltmuffe 40
in Eingriff gebracht werden können. Die Schaltmuffe 40 weist außerdem zwei Innenschaltverzahnungen
42 und 43 für den wahlweisen Eingriff in entsprechende Gegenschaltverzahnungen 44
bzw. 45 am Wellenteil 8 auf. Die Schaltverzahnungen 35 und
36 der Antriebskegelzahnräder 20 bzw. 21 sind hierbei so breit ausgeführt,
daß die Gegenprofile 38 bzw. 39 an der Schaltmuffe 40 sowohl in der
Mittelstellung der Schaltmuffe als auch bei einer Verschiebung nach links bzw. nach
rechts in die Zahnprofile 44 bzw. 45 am Wellenteil 8 einzugreifen vermögen.
-
In der Mittelstellung der Schaltmuffe 40 sind deren Schaltverzahnungen
42 und 43 nicht mit den Gegenverzahnungen 44 bzw. 45 am Wellenteil 8 im Eingriff,
so daß die Welle 26 nicht angetrieben wird. Zum Zwecke der Verschiebung der
Schaltmuffe 40 weist diese eine ringförmige Schaltnut 49 auf, in die eine Schaltgabel
50 eingreift. Für die Bedienung der Schaltmuffe 40 mittels der Schaltgabel
50 ist ein Hebel 51 vorhanden, der über ein Gestänge an einem in Griffnähe
des Fahrers angeordneten Schalthebel angeschlossen ist (nicht dargestellt).
-
Der Hebel 51 ist mit einer im Gehäuse 15 drehbar gelagerten
Welle 52 fest verbunden, die ihrerseits am freien Ende einen Schaltfinger
53 trägt, der in eine Schaltnut 54 an der Nabe der Schaltgabel
50
eingreift. Die Schaltgabel 50 ist fest mit einer Schaltstange
55 verbunden und kann zusammen mit dieser axial verschoben werden. Für die
verschiedenen Schaltstellungen der Schaltmuffe 40 sind an der Schaltstange
55 Vertiefungen 56 bzw. 57 und 58 gebildet, in die eine
Kugel 59 einzugreifen vermag. Auf dieser Kugel wirkt eine unter gewisser
Vorspannung stehende Druckfeder 60 ein, mit deren Hilfe die Schaltmuffe 40
in den verschiedenen Schaltstellungen gehalten wird. Die das Kegelrad
25 für die Verstellung der Hinterräder tragende Welle 26 weist eine
Verzahnung 61 auf, in die ein auf einer Welle 62 festes Schraubenrad
63 ständig eingreift. Die Welle 62 steht beispielsweise über eine
hier nicht dargestellte biegsame Welle mit einem Untersetzungsgetriebe eines Radstellungsanzeigers
für die Hinterräder in Verbindung, der im Sichtbereich des Fahrers angeordnet ist.
-
Wie F i g. 4 erkennen läßt, sind die Schaltverzahnungen
35 und 36 sowie 38 und 39 der Schaltmuffe 40, der Antriebskegelzahnräder
20 und 21 sowie die Schaltverzahnungen 42 und 43 sowie 44 und 45 der Schaltmuffe
40 und dessen Wellenteil 8 nicht als Rundum-Verzahnung ausgeführt. Vielmehr
ist bei den zusammenarbeitenden Verzahnungen jeweils eine Zahnlücke nicht ausgefräst
und am Gegenprofil ein Zahn abgenommen, so daß die zusammenarbeitenden Schaltverzahnungen
nur in einer bestimmten Winkelstellung zueinander in Eingriff gebracht werden können.
Die Schaltverzahnungen der Schaltmuffe 40 und der Antriebskegelzahnräder 20 und
21 sowie des Wellenteiles 8 können nur in Geradeausfahrtstellung der Hinterräder
miteinander in Eingriff gebracht werden. Es ist auch möglich, die Teilung zweier
zusammenarbeitender Schaltverzahnungen in der gleichen Weise auf den Umfang ungleich
auszuführen. Es wird damit der gleiche wie bereits beschriebene Effekt erzielt,
daß die Schaltverzahnungen nur in einer bestimmten Stellung zueinander in Eingriff
gebracht werden können.
-
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist wie nachfolgend beschrieben:
In der in F i g. 1 dargestellten Schaltstellung der Schaltmuffe 40 sind deren
Schaltverzahnungen 38
und 39 mit den Gegenverzahnungen 35 bzw.
36 der Antriebskegelzahnräder im Eingriff, während der Wellenteil
8 und damit auch die Lenkspindel frei drehbar für die Verstellung der Vorderräder
11 sind. Die beiden Antriebskegelzahnräder 20 und 21 sind in dieser Stellung
der Schaltmuffe gegen eine Drehung blockiert und arretieren die Hinterräder
30, beispielsweise
in der Geradeausfahrtstellung. Wird die
Schaltmuffe 40 beispielsweise mit ihrer Schaltverzahnung 42 mit der Verzahnung 44
des Wellenteils 8 in Eingriff gebracht, so wird die am Lenkhandrad eingeleitete
Lenkbewegung der Lenkspindel bzw. des Wellenteiles 8 nach links über das
Kegelzahnrad 25
auf die Welle 26 übertragen, während das Antriebskegelzahnrad
21 frei drehbar ist. Die Lenkspindel 28
der Hilfskraftlenkeinrichtung
3 wird damit im entgegengesetzten Sinne gedreht und die Hinterräder
30
entgegengesetzt zu den Vorderrädern eingeschlagen, so daß das Fahrzeug
eine Kreisfahrt ausführt. Wird die Schaltmuffe 40 in entgegengesetzter Richtung
verschoben und ihre Schaltverzahnung 39 mit der Gegenschaltverzahnung
36 am Antriebskegelzahnrad 21 und mit ihrer Schaltverzahnung 43 mit der Gegenverzahnun-
45 am Wellenteil 8 in Eingriff gebracht, so wird die Lenkspindel
28 im gleichen Sinne wie die Lenkspindel 12 gedreht, und es werden damit
die Hinterräder 30 parallel zu den Vorderrädern eingeschlagen.