DE1555064A1 - Hydraulische Lenkung - Google Patents

Description

Hydraulis die Lenkung.

Me Erfindung bezieht sich auf eine hydrau- · lische Lenkung für ein Vierradfahrzeug mit Zweiradlenkung, Allradlenkung und Krebsganglenkunp, die aus einem hydraulischen Antrieb für die Lenkbewegung der beiden Räder des einen ?ahrzeuF.endes und aus einem weiteren hydraulischen Antrieb für die Lenkbewegung der beiden Räder am anderen ^ahvzeugende besteht, sowie einer Druckflüssigkeitsquelle und einem vom Lenkrad betätigten Steuerventil für die Zuführung von Druckflüssigkeit aus der Druckflüssigkeitsquelle zu den hydraulischen Antrieben. Unter Krebsganglenkung versteht man eine schräge oder seitliche Lenkung, wobei alle Räder des fahrzeuges gleichzeitig in dieselbe Pichtung geschwenkt werden und sich das Fahrzeug seitwärts bewegt, ohne seine Richtung zu ändern.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Lenkung, welche die drei erwähnten Lenkarten in einfacherer Weise ermöglicht als bekannte Ausführungen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel v/erden dazu das Steuerventil und der erste hydraulische Antrieb durch zwei Leitungen verbunden, wobei in der einen ein zwei Schaltstellungen aufweisendes Ventil sitzt,und wird dieses Ventil durch ein zweites Leitungsmar mit dem zweiten Antrieb verbunden. Das Ventil

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schaltet in der einen Schaltstellung beide Antriebe hintereinander und trennt in der anderen Schaltstellung den zweiten Antrieb von der Druckflüssigkeitsquelle ab. In dieser Schaltstellung des Ventiles erfolgt somit eine Zweiradlenkung — ., während in der ersten Schaltstellung durch die Hintereinanderschaltung der hydraulischen Antriebe eine Allradlenkung bewirkt wird. Die Krebsganglenkung erhält man in einer später noch im einzelnen zu beschreibenden '.^reise.

Durch die Erfindung werden die Ausrüstungeines vierradfahrzeugs mit einem derartigen Lenksystem vereinfacht und die damit verbundenen Kosten gesenkt. Auch erleichtern sich Bedienung und V.'artung.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es zeigt:

Fig. 1 eine zum Teil schematische Darstellung eines AusfUhrunrsbeispiels der Lenkung;

Fig. la die Ansicht des ventiles aus "ig. 1 in seiner anderen Schaltstellung;

"ig. 2 eine schernatische Darstellung zur Veranschaulich tung der drei mit diesem System erreichbaren verschiedenen Lenkartenj

Fig. J) eine zum Teil schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Lenkung.

In Fig. 1 ist ein vierrädriges gummibereiftes Fahrzeug mit 10 bezeichnet, von dem jedoch nur die Räder, die Achsen und das Lenksystem dargestellt sind. Das fahrzeug hat zwei Vorderräder 12 an einer "ichse 14 und zwei Hinterräder 16 an einer Achse 18. Bei dem dargestellten typischen Fahrzeug sind alle vier Räder angetrieben, und zwar von einem nicht dargestellten Antriebsmotor über eine ebenfalls nicht dargestellte Kraftübertragung sowie ein Getriebe und Zwischenwellen,

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die mit einer Kupplung 20 für die Achse 14 und einer Kupplung 22 für die Achse 18 verbunden sind. Die Achsen l4 und 18 sind beide lenkbar und angetrieben und beispielsweise im einseinen nach der US-Patentschrift 2 ^45 544 ausgeführt, die von dem gleichen Erfinder stammt, wobei jedoch selbsWerstandlieh die vorliegende Erfindung nicht auf die Benutzung dieser Achskonstruktion beschränkt ist. Die Hader 12 sind drehbar um eine Horizontalachse und schwenkbar um vertikale Achsen 2k an der Achse Ik gelagert, während die Räder I^ an den Enden der Achse drehbar um eine horizontale Ichse und schwenkbar um Vertikalachsen 2£ sind.

Zum Schwenken der.Räder 12 auf der Achse 14 wird ein Paaar doppeltwirkender hydraulischer Zylinder 28 benutzt. Wie in ^ig. 1 dargestellt, bestehen diese jeweils aus einem eigentlichen Zylinder JQ und einem darin auf einer Kolbenstange 34 angeordneten Kolben Sie wirken gegensinnig zueinander. Die Zylinder 28 und die Kolbenstannen 34 sind in den *unkten 3^ am Achsgehäus· lh bzw. den jeweiligen Achsschenkeln 7 "ngelenkt. Eine Spurstange 38-verbindet die Spurhebel 40 at. Achsschenkel 37, wobei die Spurstange zwischen den Punkten 42 und 42 der entsprechenden Spurhebel angelenkt ist. Die Art, in der die Teile bei der Darstellung nach Fig. 1 angeordnet sind, bewirkt einen hydraulisch-mechanischen Ausgleich der Lenkkräfte auf die beiden Räder in beiden Lenkrichtungen. Beide Räder werden für eine Lenkung in beliebiger Richtung um den richtigen Betrag geschwenkt. Falls eins von ihnen etwa durch einen Stoß aus der Orientierung kommt, ist außerdem eine unmittelbare und ftenaue Rückstellung sichergestellt. Diese Merkmale sind in der ober, erwähnten Patentschrift im einseiner, renauer beschrieben.

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Die Hinterräder 16 werden im wesentlichen durch den gleichen Antrieb gelenkt wie die Vorderräder, nur daß er sich hinter der Achse befindet, so daß eine Betätigung der Lenkung in einer bestimmten Richtung eine Schwenkung der Hinterräder in entgegengesetzter Richtung bewirkt. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die hydraulischen Zylinder für die Hinterräder als Ganzes mit 44 bezeichnet, die eigentlichen Zylinder mit 46, die Kolben mit 48 und die Kolbenstange mit 50. Die Zylinder sind bei 52 mit dem Achsgehäuse und die Kolbenstangen bei 5^ mit den Achsschenkeln verbunden, die die Räder 16 tragen. Eine Spurstange 56 verbindet die Spurhebel 58 der Achsschenkel 59 zwischen den Gelenken 60, 60 der entsprech enden Spurhebel.

Das Hydraulik-System besitzt eine vom Antriebsmotor des Fahrzeuges in üblicher Weise betriebene Pumpe 62. Diese Pumpe fördert über ein Saucrohr oder eine Leitung 66 Flüssigkeit aus einem Reservoir oder Sumpf 6k und leitet diese unter Druck in eine Leitung 68. Mit dem Bezugszeichen 70 ist ein Regel- oder Rückschlagventil bezeichnet, das einen bestimmten Strom in einer L< itung 72 aufrecht erhält. Es ermöglicht den Rücklauf von überschüssiger Flüssigkeit durch eine Leitung· 74 in das Reservoir und begrenzt den Druck in der Leitung 72 *auf einen vorbestimmten Wert. Der Rücklauf gelangt durch die Leitung 76 in den Sumpf zurück. Eine Leitung 72 beschickt ein Steuerventil 78 bekannter Art mit Druckflüssigkeit, das Druckflüssigkeit zu der Leitung 80 durchläßt, wenn das Lenkrad 84 aus der Mittelstellung in einer Richtung gedreht wird, und die Druckflüssigkeit in die Leitung 82 durchläßt, wenn das Lenkrad in der anderen Richtung gedreht wird. Die Leitung 86 ermöglicht einen Rücklauf zu dem

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Reservoir 64.

Eine Leitung 8o ist mit dem Kopfende des rechten Zylinders 28 und mit dem Stangenende des linken Zylinders 28 verbunden. Wenn somit der Bedienungsmann das Lenkrad 84 im Uhrseigersinn dreht (vom Lenkrad gemäß Fig. 1 nach vorn gesehen), wird der rechte Zylinder 28 ausgefahren und der linke Zylinder 28 zusammengezogen. Eine festgesetzte Drehung des Lenkrades 84 in dieser Richtung bringt schließlich beide Vorderräder 12 in die Stellung gemäß Pig. 2a. Die Drehung des Lenkrades 84 in die entgegengesetzte Richtung bewirkt einen Druckflüssigkeitsstrom in die Leitung 82. Durch diese gelangt die Flüssigkeit in ein Ventil 88 mit zwei Schalt stellungiijund wenn dies in der in Pig. I gezeigten Stellung steht, von dort durch eine Leitung Qo zu der Stangenseite des rechten Zylinders 28 und zum Kopfende des linken Zylinders 28, um die Vorderräder in die Gegenrichtung zu schwenken. Wenn die Leitung 80 mit der DruckflUssigkeitsquelle verbunden ist, steht die Leitung 82,90 mit dem Rücklauf 86 der Flüssigkeit in das Reservoir 64 in Verbindung, während die Leitung 80 mit dem Rücklauf 86 verbunden ist, wenn die Leitung 82,90 mit der Druckflüssigkeitsquelle in Verbindung steht. Durch die Steuerstange 92, die zwischen dem rechten Achsschenkel der Vorderachse und dem Steuerventil 78 angelenkt ist, wird die Schwenkbewegung der Räder auf dieses übertragen. Dadurch wird die Schwenkbewegung der Räder sofort unterbunden, wenn die Drehung des Lenkrades aufhört. Die Steuerstange 02 dient also dazu, das Gleichgewicht in dem Steuerventil stets wieder herzustellen. Dies dürfte eine einem Fachmann auf dem Gebiet der Hydrauliklenkungen durchaus bekannte Maßnahme sein.

Wenn das Fahrzeug allradgelenkt werden soll, so wird, das Ventil 88 in die andere Schaltstellung ge-

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bracht. Das heißt, der Kolben 94 dieses Ventils wird von der rechten Seite nach Fig. 1 in dem Zylinder 96 in die linke Stellung gebracht, wie dies schematisch in 7ig. la dargestellt ist. Auf diese Weise ist eine hydraulische Verbindung: zwischen den Lenkungsantrieben für die beiden Achsen über die Leitung °0 und eine Leitung ^8 hergestellt und sind außerdem die Leitungen 82 und 100 miteinander verbunden. Bei dieser Stellung bewirkt eine Drehung des Lenkrades 84 im Uhrzeigersinn, wie beschrieben, immer noch, daß Druckflüssigkeit durch eine Leitung- 3o in das Kopfende des rechten Zylinders 28 und das Stangenende des linken Zylinders 28 relangt. Die Betätigung der Zylinder \rerdrängt aus der jeweils anderen Seife des Zylinders Flüssigkeit, die durch eine Leitung "!0 und eine Leitung 98 zur Stan^enseite des linken Zylinders 44 und dem Kopfende des rechten Zylinders 44 gelangt. Dadurch wird der linke Zylinder 44 eingesogen und der rechten Zylinder 44 ausgefahren und schwenken die beiden Hinterräder l6 gleichzeitig mit den Vorderrädern 12. Eine fortgesetzte Drehung des Lenkrades in dieser Richtung bewirkt, daß die vier Räder etwa in die in Fig. 2b gezeigte Stellung können. Es ist klar, daß die auf den entgegengesetzten Seiten der Antriebe 44 gedrängte Flüssigkeit durch Leitungen 100, 82 und 86 zu dem Reservoir f-K zurückkehrt und daß die Bewegung des Lenkrades in der Gegenrichtung alle vier Bäder in entsprechend umgekehrter Richtung schwenkt.

Wenn eine Krebssanglenkung gewünscht wird, so bleibt das Ventil 88 in der Stellung gemäß Fig. la. Wenn ein Krebsgang nach rechts gewünscht wird, so wird das Lenkrad so lange entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, bis sich die Hinterräder um den gewünschten Betrag nach

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rechts gedreht haben. Dann wird das Ventil 88 in die Stellung nach Fig. 1 bewegt und das Lenkrad wird so lange im Uhrseigersinn gedreht, bis die Vorderräder etwa Im gleichen Winkel nach rechts gerichtet sind wie die Hinterräder. Sie stehen dann etwa in der Stellung gemäß Fig. 2c. Dann kann das Fahrzeug schräg nach rechts bewegt werden, wenn es vorwärts fährt oder bei Rückwärtsfahrt nach links. Selbstverständlich kann der Krebsgang auch in entgegengesetzter Richtung erfolgen, land zwar durch die entgegengesetzte Bedienung. Ähnlich können die Hinterräder in öeradeaus-Stellung bleiben, indem das Ventil 88 in die Stellun;" nach ?ig. la zurückbewegt wird und indem das Lenkrad in geeigneter V/eise so lange gedreht wird, bis die Hinterräder in die· gewünschte Stellung gekommen sind. Falls gewünscht, kann eine mechanische Sperre (nicht dargestellt) oder eine ähnliche Vorrichtung vorgesehen werden, um die Hinterräder in Geradeaus-Stellung :w. sperren, wenn sie nicht für eine Allradlenkung oder Krebsganglenkung benutzt werden sollen.

In F"ig. 3 ist ein hydraulisches LerA^srem in einem Fahrzeug dargestellt, in dem bei Zweiradlenkung die Hinterräder gelenkt werden, anstatt wie in Fig. 1, die Vorderräder. Das Fahrzeug gemäß Fig. 3 benutzt auch nur einen einzigen hydraulischen Zylinder für jede Achse anstelle der Doppelantriebe nach Fig. 1, um die daran angebrachten Räder zu lenken. Bei dem Fahrzeug nach Fig. 3 niuß die einzige Betätigungsvorrichtung für jede Achse genügend Kraft für die Lenkung beider Räder aufbringen, und es ist verständlich, daß das nicht mit dem Antrieb verbundene Rad, d.h. das linke Hinterrad oder das rechte Vorderrad, mit Hilfe der entsprechenden

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Spurstangen betätigt werden. Wenn der Zylinder 44 das rechte Hinterrad 16 schwenkt, so lenkt die Spurstange 5^ das linke Hinterrad ebenso und wenn der Zylinder 28 das linke Vorderrad 12 lenkt, so bewegt die Spurstange 38 das rechte Vorderrad 12 in dem gleichen Maße. Die in ^ig. 3 gezeigte Anordnung ist mehr für kleinere Fahrzeuge anwendbar, weil die Spurstangen und andere Teile relativ zu den anderen Teilen des Fahrzeuges sehr viel schwerer sein müssen, wenn Tür ein einziger Antrieb benutzt wird. B i größeren Fahrzeugen werden die Spur-Stangen und andere Teile im allgemeinen so groß und sperrig, daß die Benutzung des Doppelantriebes nach Fig. 1 vorzuziehen ist.

In Fig. 3 sind die Teile die gleichen wie in Fin· 1 niit Ausnahme der in der Zeichnung anders numerierten und nachstehend noch erläuterten Teile. ^:'ür gleiche Teile sind in ^:?ig. 3 die gleichen Bezugszeichen benutzt worden wie in Fig. 1 und außerdem sind einige der weniger wichtigen Bezugszeichen im Interesse der Vereinfachung der Zeichnung herausgelassen worden.

Wenn mit dem System nach Fig. 3 eine Zweiradlenkung erfolgen soll, so steht das Ventil 88 in der ir dieser "igur gezeichneten Stellung. Wenn dann der Bedienungsmann das Lenkrad 84 im Uhrzeigersinn dreht, so wird Druckflüssigkeit durch das Steuerventil 78 über die Leitung 102 in die linke oder Kopfseite des Zylinders 44 geschickt. Dadurch wird der Zylinder 44 ausgefahren und schwenkt beide Hinterräder l6 so, daß sie nach links zeigen und dementsprechend lenkt das Fahrzeug bei Vorwärtsfahrt nach rechts. T;ie aus dem Stangenende des Zylinders 44 verdrängte Flüssigkeit fließt durch eine Leitung 104, das Ventil 88 und eine Leitung 106 zu dem Steuerventil 78 und von dort über eine Leitung 8^ in das Reservoir ^fK zurück.

*^Tenn das Ventil 88 in der anderen Stellung ' steht, so bewirkt die Betätigung des Lenkrades 84 in der

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beschriebenen Art eine Verdrängung der Flüssigkeit aus dem Stangenende des Zylinders 44 durch eine Leitung 104, das V ntil 88 und von dort über eine Leitung 108 zum Stangenende des Zylinders 28. Dadurch wird der Zylinder 28 eingezogen und schwenkt dadurch die Vorderseiten der Vorderräder 12 nach rechts und bewirkt somit eine Vierradlenkung nach rechts (ebenso wie Fi~. 2b). Der.Rücklauf aus dem Antrieb 28 gelangt durch eine Leitung 110 und von dort über das Ventil 88 und die Leitung 106 zu dem-Steuerventil 78 und durch eine Leitung 86 in das Reservoir 64 zurück. In diesem System befindet sich eine Steuerstange 112 zwischen dem rechten Achsschenkel 59 der Hinterachse l8 und dem Steuerventil 78, um eine Übertragung der Schwenkbewegung der Räder zu bewirken und deren Betrag abhängig von der Drehung des Lenkrades 84 zu machen.

In dem System nach Fig. 3 kann ein Krebsgang in ähnlicher Weise erreicht werden wie bei dem System nach Pig. 1, d.h. durch Drehung des Lenkrades zunächst entgegen dem Uhrzeigersinn, wenn eine Lenkung nach rechts gewünscht wird, wobei das Ventil 88 in der in Fig. la 'gezeichneten zweiten Stellung steht. Nachdem dadurch die Vorderräder nach rechts geschwenkt worden sind, wird das Ventil 88 in die Stellung nach Fig. 3 bewegt und das Lenkrad wird im Uhrzeigersinn bewegt, um die Hinterräder ebenfalls nach rechts zu lenken. Die vier Räder stehen dann in einer Stellung, wie sie etwa in Fig. 2c gezeigt ist.

Obgleich die Erfindung anhand bestimmter bevorzugter Ausführungsbeispiele dargestellt ist, sind natürlich einem Fachmann manche Abwandlungen möglich, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

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Claims (4)

- Io - Patentansprüche.

1. Hydraulische Lenkung für ein Vierradfahr-* zeug mit Zweiradlenkung, Allradlenkung und Krebsganglenkung, die aus einem hydraulischen Antrieb für die .Lenkbewegung der beiden Räder des einen iahrzeugendes und aus einem v/eiteren hydraulischen Antrieb für die Lenkbewegung der beiden Räder am anderen r'ahr zeug ende besteht, sowie einer DruckflUssigkeitsquelle und einem vom Lenkrad betätigten Steuerventil für die Zuführung von Druckflüssigkeit aus der Druckflüssigkeitsquelle su den hydraulischen Antrieben, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (78) und der erste Antrieb (28) durch zwei erste Leitungen verbunden sind, wobei in der einen ein zwei Schaltstellungen aufweisendes Ventil (88) sitzt, daß das Ventil (88) durch ein zweites Leitungspaar mit dem zweiten Antrieb (44) verbunden ist und daß das Ventil (88) in der einen Schaltstellung beide Antriebe hintereinander schaltet und in der anderen 3ehaltstellung den zweiten Antrieb (44) von der Druckflüssigkeitsquelle abtrennt.

2. Hydraulische Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Antriebe aus je einem doppeltwirkenden, hydraulischen Zylinder (28) bzw. (44) bestehen.

3. Hydraulische Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Antriebe aus je einem Paar gekoppelter doppeltwirkender hydraulischer Zylinder (28,28) bzw. (44,44) bestehen.

4. Hydraulische Lenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Leitungspaar eine Leitung (80) umfaßt, die zwischen dem Steuerventil (78) und dem Kopfende des einen hydraulischen Zylinders (28) bzw. dem Stangenende des anderen hydraulischen Zylinders

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(28) angeschlossen ist, sowie eine zweite Leitung (82,00), die von dem Steuerventil (78) zu dem Ventil (88) und von dort zum otangenende des einen hydraulischen Zylinders (28) bzw. zum Kopfende des anderen hydraulischen Zylinders (23) führt.

5· Hydraulische Lenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da3 das zweite Leitungspaar eine Lei tun ■- (°3) umfaßt-, die von dem Ventil (88) .^r;um Kopfende des einen hydraulischen Zylinders (44) bzw. zum Stannenende des anderen hydraulischen Zylinders (44) führt, sowie eine Leitung ICO, die von dem Ventil (88) zum Stangenende des einen hydraulischen Zylinders (44) bzw. zum Kopfende des anderen hydraulischen Zylinders (44) führt.

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