DE19510208A1

DE19510208A1 - Mehrachslenkanlage für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE19510208A1
Application number: DE1995110208
Authority: DE
Inventors: Klaus Rief
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1995-03-21
Filing date: 1995-03-21
Publication date: 1996-09-26
Also published as: WO1996029230A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrachslenkanlage für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Lenk anlage umfaßt ein Lenkgetriebe für eine erste Lenkachse, im allgemeinen eine Vorderachse und eine hydrostatische Len kung für eine zweite Lenkachse, beispielsweise eine Nach laufachse im hinteren Fahrzeugteil. Der ersten Lenkachse ist ein Geberzylinder und der zweiten Lenkachse ein Nehmer zylinder zugeordnet, deren Druckräume durch Druckübertra gungsleitungen miteinander verbunden sind. Der Nehmerzylin der der zweiten Lenkachse ist an einen Druckspeicher ange schlossen. Weiter weist die zweite Lenkachse eine automati sche Zentriereinrichtung für eine Rückstellung der gelenk ten Räder dieser Lenkeinrichtung in die Geradeausfahrtstel lung aus.

Eine derartige Mehrachslenkanlage ist aus der nicht vorveröffentlichten DE-P 44 14 161 bekannt. Diese Mehrachs lenkanlage ist für ein Fahrzeug mit drei Achsen vorgesehen. Von diesen drei Achsen sind die Vorderachse und die zweite Hinterachse lenkbar. Damit eine einwandfreie Synchronisie rung zwischen Vorder- und zweiter Hinterachse stattfinden kann, muß zwischen diesen Achsen eine kinematische Verbin dung in Form von ölführenden Leitungen vorgesehen sein. Dies macht an den beiden gelenkten Achsen jeweils einen Doppelzylinder mit einer Einrichtung zum wegabhängigen, automatischen Synchronisieren der Bewegungen des Geber- und des Nehmerzylinders erforderlich, durch die in der Gerade ausfahrtstellung und in einem daran angrenzenden kleinen Bereich eine Verbindung nur zwischen den beiden Arbeits räumen des Geberzylinders herstellbar ist. Um eine solche Synchronisierwirkung zu erzielen, sind an beiden Lenkachsen die Stellmotoren als Doppelzylinder vorgesehen. Die zur Übertragung der Lenkbewegung von der ersten auf die zweite Lenkachse benötigten Zylinderabschnitte der Doppelzylinder sind druckausgeglichen. Der Bauaufwand für diese Lenkanlage ist daher verhältnismäßig groß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derar tige Lenkanlage zu vereinfachen, wobei die automatische Synchronisierung bei entlasteter Übertragungshydraulik im Geradeausfahrtbereich weiterhin erhalten bleiben soll. Au ßerdem sollen sich die durch Ölleckage im Lenksystem auf tretenden Kinematikfehler zwischen den gelenkten Achsen ausgleichen lassen.

Diese Aufgabe läßt sich durch die im Anspruch 1 ge kennzeichnete Mehrachslenkanlage lösen. Die Lösung erfolgt dadurch, daß als Geberzylinder der ersten Lenkachse ein preisgünstiger druckunausgeglichener Geberzylinder Verwen dung findet und in die Druckübertragungsleitung des kleinen Druckraumes zwei entgegengesetzt wirksame Rückschlagventile eingesetzt sind. Durch diese Maßnahme kann man ein Weglau fen der Vorderachse aufgrund der Systemvorspannung und des unausgeglichenen Geberzylinders verhindern. Weiter sind zwischen den Druckspeicher und die Druckübertragungsleitun gen Nachsaugventile eingebaut und zwischen den Druckspei cher und den Druckübertragungsleitungen sitzen außerdem Synchronisier-Rückschlagventile. Die Synchronisier-Rück schlagventile sind bei kleinen Differenzdrücken in den Übertragungsleitungen geöffnet, so daß sich kleinere Kine matikfehler aufgrund von Dichtungsleckagen ausgleichen las sen. Über die Nachsaugventile läßt sich dagegen die Über tragungshydraulik mit dem Druck des Speichers vorspannen. Kleinere Lufteinschlüsse werden somit verdichtet, wodurch sich die Elastizität in der Lenkanlage verringert. Das er findungsgemäße Ventilsystem ist preisgünstig und läßt sich in einem gemeinsamen Ventilblock unterbringen.

Nach Anspruch 2 sind zweckmäßig zwischen den Druck speicher und die Druckübertragungsleitungen Schlauchsiche rungsventile eingesetzt, die gleichfalls in dem Ventilblock enthalten sind.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläu tert. Die Zeichnung zeigt ein hydraulisches Schaltbild der Mehrachslenkanlage.

Für ein Fahrzeug sind beispielsweise drei Achsen vor gesehen, von denen eine erste Lenkachse 1 als lenkbare Vor derachse und eine zweite Lenkachse 2 als lenkbare Nachlauf achse hinter einer starren Hinterachse 3 des Fahrzeugs an geordnet sind. Die erste Lenkachse 1 wird von einem Lenkge triebe 4 angetrieben, das gleichzeitig über ein Lenkgestän ge einen der Lenkachse 1 zugeordneten Geberzylinder 5 betä tigt. Das aus Druckräumen 8 und 10 des Geberzylinders 5 hydrostatisch verdrängte Öl strömt über Übertragungsleitun gen 6 und 7 Druckräumen 11 und 12 eines zur zweiten Lenk achse 2 gehörenden Nehmerzylinders 13 zu. Der Nehmerzylin der 13 ist als Doppelzylinder mit zwei weiteren Druckräu men 14 und 15 ausgeführt, die über eine Leitung 16 mit ei nem Druckspeicher 17 verbunden sind.

Die Druckräume 14 und 15 gehören zu einer Zentrierein richtung 18, die zur Rückstellung der gelenkten Räder der zweiten Lenkachse 2 in ihre Geradeausfahrtstellung dient. Der Nehmerzylinder 13 enthält in bekannter Weise zwei schwimmend gelagerte Kolben 20 und 20A, die unter dem Spei cherdruck eine Kolbenstange 21 an einem zentralen Anschlag der Zentriereinrichtung 17 auf Mitte ausrichten können. Bis hierher ist die Lenkanlage bekannt.

Damit man einen druckunausgeglichenen Geberzylinder verwenden kann, sind nach der Erfindung in die Übertra gungsleitung 6 entgegengesetzt öffnende Rückschlagven tile 22 und 22A eingebaut. Eine Feder des Rückschlagven tils 22A gleicht die Flächendifferenz des Geberzylinders 5 aus. Ein Weglaufen der ersten Lenkachse 1 aufgrund der Sy stemvorspannung durch den Druckspeicher 17 und aufgrund des unausgeglichenen Geberzylinders 1 wird somit im Geradeaus fahrtbereich verhindert.

Leitet man an der ersten Lenkachse eine Lenkbewegung ein, so muß am Geberzylinder 5 eine bestimmte Ölmenge ver schoben werden. Die hydraulische Zentriereinrichtung 18 setzt diesem Verschieben eine definierte Kraft entgegen. Durch die Drosselwirkung von Synchronisier-Rückschlagventi len 23 bzw. 23A wird in der Übertragungshydraulik ein Druck aufgebaut, der die Synchronisier-Rückschlagventile 23 oder 23A schließt. Die zweite Lenkachse 2 wird durch die Ölverdrängung entsprechend dem Radeinschlag der ersten Lenkachse 1 mitgelenkt. Die Synchronisier-Rückschlagventi le 23 und 23A können kleine Synchronisationsfehler zwischen dem Geberzylinder 5 und dem Nehmerzylinder 13 ausgleichen. In der Geradeausfahrtstellung sind beide Synchronisier- Rückschlagventile 23 und 23A geöffnet, so daß sich der Sy stemvorspanndruck auch im Nehmerzylinder 13 ausbildet.

Weiter sind Nachsaugventile 24 und 24A vorgesehen, die das Lenksystem auf einem definierten Vorspanndruck des Druckspeichers 17 halten. Auf diese Weise lassen sich klei nere Lufteinschlüsse verdichten und damit die Elastizität der Anlage verringern. Von den Nachsaugventilen 24 und 24A kann nur ein Ventil geschlossen sein. Beim Schließen eines Nachsaugventils 24 wird das andere Nachsaugventil 24A ge öffnet. Die Niederdruckseite bleibt deshalb immer mit dem Druckspeicher 17 in Verbindung. Im Zusammenhang mit den Systemelastizitäten kann somit auf der Niederdruckseite kein Ausgasen bzw. keine Kavitation stattfinden. Zwischen der Leitung 16 des Druckspeichers 17 und den Übertragungs leitungen 6 bzw. 7 sitzen außerdem Schlauchsicherungsventile 25 und 25A. Spricht eines der Schlauchsicherungsventi le 25 bzw. 25A an, hält der Druckspeicher über die Nach saugventile 24 bzw. 24A den Systemdruck aufrecht. Ein Aus gleich von Ölvolumen zwischen der Übertragungsleitung 6 bzw. 7 und dem Druckspeicher 17 kann auch bei Temperatur schwankungen erforderlich sein.

Die Nachsaugventile 24 und 24A und die Synchronisier- Rückschlagventile 23 und 23A lassen sich in ihrer Funktion zweckmäßig zusammenfassen. Dabei spannt man die Synchroni sier-Rückschlagventile 23 und 23A mit dem Schließdruck der Nachsaugventile 24 und 24A vor. Die Nachsaugventile 24 und 24A können dann entfallen. Sämtliche Ventile sind in einem Ventilblock 26 untergebracht.

Bezugszeichenliste

1 erste Lenkachse
2 zweite Lenkachse
3 Hinterachse
4 Lenkgetriebe
5 Geberzylinder
6 Übertragungsleitung
7 Übertragungsleitung
8 Druckraum
9 -
10 Druckraum
11 Druckraum
12 Druckraum
13 Nehmerzylinder
14 Druckraum
15 Druckraum
16 Leitung
17 Druckspeicher
18 Zentriereinrichtung
19 -
20, 20A schwimmend gelagerter Kolben
21 Kolbenstange
22, 22A Rückschlagventil
23, 23A Synchronisier-Rückschlagventil
24, 24A Nachsaugventil
25, 25A Schlauchsicherungsventil
26 Ventilblock

Claims

1. Mehrachslenkanlage für Fahrzeuge mit folgenden Merkmalen:

- es ist ein Lenkgetriebe (4) für eine erste Lenkachse (1) und eine hydrostatische Lenkung (5, 6, 7, 13) für eine zweite Lenkachse (2) vorgesehen;
- es ist ein Geberzylinder (5) der ersten Lenkachse (1) und ein Nehmerzylinder (13) der zweiten Lenkachse (2) zugeordnet, deren Druckräume durch Druckübertragungs leitungen (6, 7) miteinander verbunden sind;
- der Nehmerzylinder (13) der zweiten Lenkachse (2) ist an einen Druckspeicher (17) angeschlossen;
- die zweite Lenkachse (2) weist eine automatische Zen triereinrichtung (18) für eine Rückstellung der ge lenkten Räder dieser Lenkeinrichtung in die Geradeaus fahrtstellung auf,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- als Geberzylinder (5) der ersten Lenkachse (1) findet kein druckunausgeglichener Arbeitszylinder Verwendung;
- in der Übertragungsleitung (6) des kleinen Druckrau mes (8) des unausgeglichenen Geberzylinders (5) sind Rückschlagventile (22, 22A) eingesetzt;
- zwischen den Druckspeicher (17) und die Übertragungs leitungen (6, 7) sind Nachsaugventile (24, 24A) einge baut und
- zwischen den Druckspeicher (17) und die Übertragungs leitungen (6, 7) sind Synchronisier-Rückschlagventi le (23, 23A) vorgesehen.

2. Mehrachslenkanlage nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen dem Druckspei cher (17) und den Übertragungsleitungen (6, 7) Schlauchsi cherungsventile (25, 25A) sitzen.