DE19614723A1 - Vorrichtung zum Ansteuern einer Lenkung von Fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ansteuern einer Lenkung von Fahrzeugen mit einer Unveränderlichen Lenkgeometrie, die zwischen einem Lenkgriff und einem Lenkgetriebe angeordnet ist und ein Umschaltorgan umfaßt, das drehbar mit einer Lenkachse verbunden wird und Verstellmittel zum Verschwenken des Umschaltelements in zwei Arbeitsstellungen um eine Achse quer zur Lenkdrehachse aufweist, wobei ent­ sprechend dieser Arbeitsstellungen die Lagerung eines Lenkbetätigungsgestänges am Umschaltelement eine Lage oberhalb und unterhalb der Lenkdrehachse zur Bewegungs­ umkehr einnimmt.

Bei einer Lenksinnumkehr für Kettenfahrzeuge sorgt eine Einrichtung dafür, daß bei Vorwärts- wie bei Rückwärts­ fahrt mit Einschlagen des Lenkgriffes nach rechts das Fahrzeug bei Fahrt eine Kurve nach rechts fährt und gleichermaßen bei Einschlagen des Lenkgriffes nach links eine Kurve nach links fährt. Dies ist nicht selbstverständlich, da sich ohne die Einrichtung zur Lenksinnumkehr bei einem Kettenfahrzeug die Umkehrung der Betriebedrehrichtung zur Rückwärtsfahrt bei den bekannten hydrostatischen Lenkgetrieben so auswirkt, daß auch der Lenkgriffeinschlag umgedreht wird, so daß der Lenkgriff ohne Einrichtung zur Lenksinnumkehr nach rechts gedreht wird und das Fahrzeug eine Kurve nach rückwärts links fährt.

Nach einer bekannten Einrichtung gemäß der DE 29 48 214 ist mit der das Lenksignal erzeugenden Lenkeinrichtung eine mechanische Umschaltvorrichtung verbunden, die ein Signal mechanisch über Gestänge zum Lenkgetriebe des Antriebes des Fahrzeuges weiterleitet. Die Umschalt­ vorrichtung wird bei Einlegen des Rückwärtsganges mittels Hydrozylinder geschaltet. Bei Einlegen der Vorwärtsgänge wird sie wieder in ihre Ausgangslage zurückgeschaltet, wobei der Hydrozylinder nur zwei Endlagen ein- und ausgeschaltet kennt. Über Gestänge wird mittels des Zylinders das mechanische Stellsignal der Lenkung so umgestellt, daß der Lenkgriff bei gleichen Lenkausschlägen für Vorwärts- wie für Rück­ wärtsfahrt ein nicht vertauschtes - bei Vorwärtsfahrt - und ein vertauschtes - bei Rückwärtsfahrt - mecha­ nisches Stellsignal an das Lenkgetriebe ausgibt.

Dabei wird der Winkelausschlag nach links und rechts des Lenkgriffes über einen verstellbaren Hebel einmal - beispielsweise bei Vorwärtsfahrt - unterhalb der Lenkdrehachse in ein translatorisches Stellsignal zum Lenkgetriebe mittels Gestänge oder Fernbetätigung übertragen und zum anderen - bei Rückwärtsfahrt - oberhalb der Lenkdrehachse nach Umstellung des Hebels mittels eines Hydrozylinders.

Diese Anordnung zeigt, daß die translatorische Stell­ bewegung zum Lenkgetriebe in ihrer Richtung umgekehrt wird entsprechend der Lage des Hebels oberhalb oder unterhalb der Lenkdrehachse.

Mit dieser bekannten Einrichtung können am Lenkgriff Lenkausschläge eingestellt werden, die nicht zu einem weiteren Einlenken bzw. nicht zu einer engeren Kurven­ fahrt des Fahrzeugs führen, was zu gefährlichen Fahr­ zuständen bei einem Kettenfahrzeug führen kann, da das Fahrzeug trotz weiteren Lenkgriffeinschlages keine weitere Wirkung im Fahrverhalten zeigt.

Dieses sog. "Lenken auf die Feder" bedeutet, daß am Lenkgriff bei z. B. Drehung nach rechts mit z. B. einem maximalem Lenkwinkel von 35° und einem Umschalten in Vorwärtsfahrt, mit zusätzlichem Kraftaufwand am Lenk­ griff ein Lenkwinkel von mehr als 35° bzw. bis zu 70° eingestellt werden kann, ohne daß sich die Lenk­ getriebeeinstellung bzw. die Kurvenfahrt des Fahrzeuges entsprechend weiter ändert. Der erhöhte Kraftaufwand bewirkt hierbei ein Umschlagen des Schwenkelements mit entsprechender Drehung der Feder und erzeugt einen "toten Lenkwinkel", da das Lenkgetriebe den Lenkwinkel nur bis 35° Lenkgriffeinschlag bzw. entsprechend der Lenkbetätigung wirksam umsetzt.

Der Hebel, der von dem ausfahrenden Hydrozylinder in die Stellung oberhalb der Lenkdrehachse gefahren wird, ist üblicherweise federbelastet, wobei die größte Federkraft in der Stellung oberhalb der Lenkdrehachse ausgeübt wird. Diese Feder zieht den Hebel bei Ausfall der Hydraulik unterhalb der Lenkdrehachse zurück und ist ein sicherheitskritisches Element. Nachteilig kann sich auch auswirken, daß dieses Bauelement üblicherweise nicht doppelt und redundant zur Erhöhung der Sicherheit bei Bruch der Feder ausgeführt ist.

Weiterhin benötigt die bekannte Umschalteinrichtung einen erheblichen Rauraum am bzw. hinter dem Lenkgriff, da die mechanische Einrichtung für die Aufnahme der Bedienerkräfte und die Weitergabe der erforderlichen Stellsignalkräfte für das Lenkgetriebe ausgerichtet sein muß und eine beliebige Verkleinerung der einzelnen Bauelemente damit nicht möglich wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ver­ besserte Vorrichtung zum Ansteuern einer Lenkung von Fahrzeugen, insbesondere von Kettenfahrzeugen zu schaffen, die eine kompakte, kleinbauende Einheit bildet, welche eine sichere Lenkung bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vor­ teilhafte Ausgestaltungen sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Vorrichtung zum Ansteuern der Lenkung, unterhalb der Lenkdrehachse der Lenkung angeordnet ist und eine kleinbauende kompakte Einheit bildet, wodurch ein geringer Platzbedarf erforderlich wird.

Zur Lenkung des Fahrzeugs bei Vorwärts- und Rückwärts­ fahrt bei gleicher Drehbewegung des Lenkgriffs wird ein Umschaltelement verwendet, das schwenkbar in einem Grundrahmen an der Lenksäule gehalten ist. Ein Ver­ schwenken des Umschaltelements zwecks einer ent­ sprechenden Schaltbewegung des Getriebes, erfolgt mittels eines Stellzylinders in zwei Arbeitspositionen für Rückwärts- und Vorwärtsfahrt. Ein Pesthalten des Umschaltelements in seinen beiden Endstellungen erfolgt vorzugsweise über zwei Gasfedern hoher Kraftwirkung.

Die Gasfedern sind hierzu im Grundrahmen gehalten und mittels einer Zugstrebe mit dem Umschaltelement ver­ bunden, so daß mit Umschaltung, d. h. Verschwenken des Umschaltelements in die Arbeitsstellungen auch die Gasfedern mitgeschwenkt werden.

Das Umschaltelement sowie der Rahmen, in dem das Umschaltelement schwenkbar um eine Achse gehalten wird, ist über den im Abstand zur Schwenkachse verbundenen Stellzylinder gegen Anschläge am Grundrahmen verschwenk­ bar. Das Umschaltelement sowie der Grundrahmen sind mit dem Lenkgriff schwenkbar angeordnet.

Die Verschwenkung des Umschaltelements in die beiden möglichen Arbeitspositionen für Vorwärts- und Rück­ wärtsfahrt erfolgt über einen relativ kleinen Verstell­ weg, der nur zu einer geringen Bogenüberhöhung führt.

Der Umschaltschlag des Umschaltelements wird durch die Gasfedern mit hydraulischer Endlagendämpfung wirkungs­ voll minimiert. Durch die justierbare Lenkwinkelbe­ grenzung wird die mechanische Folgegruppe entlastet und somit vor Schäden geschützt. Durch den Einbau von zwei Gasfedern wird eine sicherheitssteigernde Redundanz erzielt, die jeweils einzeln eine sichere Funktion erbringen.

Durch die Verschwenkung des Umschaltelements um die Schwenkachse im Grundrahmen führt die mit dem Element verbundene Zugstrebe bei Rückwärtsfahrt eine Druck­ bewegung und bei Vorwärtsfahrt eine entgegengesetzte Zugbewegung durch, was durch die Positionierung des Anlenkpunktes der Zugstrebe am Umschaltelement zum einen oberhalb der Lenkdrehachse und zum anderen unterhalb der Lenkdrehachse bewirkt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Lenkvorrichtung mit Umschaltelement in Stellung "Vorwärtsfahrt" und in ge­ strichelten Linien gezeichnet in Stellung "Rückwärtsfahrt",

Fig. 2 die Lenkvorrichtung mit Umschaltelement, Gasfedern und Stellzylinder in einer Ansicht in Pfeilrichtung Z von Fig. 1 gesehen,

Fig. 3 eine Draufsicht der Lenkvorrichtung gem. Fig. 1,

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung der Lenkvorrich­ tung mit Stellwegen,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 2 und

Fig. 6 Ansichten des Umschaltelements.

Eine Lenkvorrichtung für ein Kettenfahrzeug umfaßt im wesentlichen einen Lenkgriff 23, der über eine Lenk­ säule 13, welche eine Lenkdrehachse 16 bildet und mit einem Grundrahmen 1 verbunden ist. In diesem ist ein Umschaltelement 2, das als Umschaltbügel ausgeführt ist, um eine Achse 18 schwenkbar gehalten. Am Umschalt­ element 2 greift ein Stellzylinder 7 zum Verschwenken an. Über Gasfedern 8, welche ebenfalls über eine Zugstrebe 19 mit dem Umschaltelement 2 verbunden sind, erfolgt eine Festlegung des Umschaltelements 2 in seinen beiden möglichen Arbeitspositionen A und B für Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt.

Der Lenkgriff 23 ist mittels der Lenksäule 13 und ein zwischengeschaltetes Gelenk 33 mit dem Grundrahmen 1, der mit der Lenksäule 13 gedreht wird, verbunden. Diese ist mit der Vorrichtung in einem Gehäuse 17 ge­ lagert, das mit dem Fahrzeuggehäuse fest verbunden ist.

In einer senkrecht zur Lenkachse 16 stehenden Schwenk­ achse 18 ist das Umschaltelement 2 zum Umschalten von Vorwärts- auf Rückwärtsfahrt in die Positionen A und B gelagert. Am Umschaltelement 2 greifen ein auf den Grundrahmen 1 befestigter Stellzylinder 7 direkt und die Gasfedern 8 über die Zugstrebe 19 an. Der Stell­ zylinder 7 ist hydraulisch betätigbar und verschwenkt das Umschaltelement 2 um die Achse 18 in seine beiden möglichen Arbeitsstellungen A und B, wobei die Gas­ federn 8 diese Stellung sichern helfen.

Die Gasfedern 8 sind zu beiden Seiten des Grundrahmens 1 gelagert, wobei die untere Lagerung in einem Langloch 12 beidseitig über einen Lagerbolzen 11 erfolgt. An diesem ist mittig die Zugstrebe 19 befestigt. Mittig an einer Anlenkung 5 des Umschaltelements 2 ist eine Schubstange 3 für ein Lenkgetriebe 20 kardanisch befestigt, wodurch die Drehbewegung der Lenksäule 13 in eine Längsbewegung der Betätigung umgesetzt werden kann.

Bei einer Vorwärtsfahrt steht das Umschaltelement 2 in der unteren Position A. Bei einer Rückwärtsfahrt, nach Umschalten bzw. Verschwenken des Elements 2 über den Zylinder 7, steht dieses in der oberen Position B. Die Betätigungsrichtung des Umschaltelements 2 ist somit umgekehrt wie bei der Vorwärtsfahrt. Dabei wird ein Lenkwinkel beta in einen Weg der Schubstange 3 umge­ setzt. Der maximale Lenkwinkel beta links und rechts wird mittels einstellbarer Anschläge 6 begrenzt, wodurch auch der Schwenkweg des Grundrahmens 1 begrenzt wird,

In Fig. 1 sind die Stellungen A und B des Umschalt­ elements 2 mit dem Umschaltwinkel alpha näher darge­ stellt, der aufgrund der Ausbildung der Vorrichtung beim Umschalten nur einen kleinen Weg mit einer relativ kleinen Bogenüberhöhung y zurücklegt.

Das Umschaltelement 2, gemäß Fig. 6, besteht im wesent­ lichen aus einem Bügelelement mit zwei außenliegenden Schenkeln 30, 31 sowie einem Steg 32. Am Umschaltelement 2 sind entsprechende Anlenkpunkte 5a, 7a und 19a für die Schubstrebe 3, für den Stellzylinder 7 und für die Zugstrebe 19 vorgesehen.

Die Schwenkachse 18, um die das Umschaltelement 2 mit dem Grundrahmen 1, in dem dieses Element gelagert ist, dreht, ist in Fig. 3 in einer Draufsicht näher darge­ stellt. Wie auch in Fig. 5 gezeigt, weist die Lagerung der Lenkdrehachse eine durchgehende Achse 16 auf. Um die senkrecht auf diese Achse 16 stehende Schwenkachse 18 schwenkt das Umschaltelement 2, an dem die Zugstrebe 19 angelenkt ist, welche am unteren freien Ende gemein­ sam mit den Gasfedern 8 über den Bolzen 11 in dem Langloch 12 gelagert ist.

In Fig. 4 sind in einer Prinzipdarstellung die beiden Umschaltpositionen A und B des Umschaltelements 2 gezeigt, wobei die Gasfedern 8, z. B. die Position A angefahren haben. Eine Drehbewegung des Lenkgriffs 23 wird über die Achse 16 und die Umschaltung in Position A oder B in eine Längsbewegung 3a oder in eine umge­ kehrte Längsbewegung 3b umgesetzt, die über Hebel 4, 4a und Gestängen eine Schaltbewegung am Getriebe 20 bewirkt.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Ansteuern einer Lenkung von Fahr­ zeugen, insbesondere von Kettenfahrzeugen mit einer unveränderlichen Lenkgeometrie, die zwischen einem Lenkgriff und einem Lenkgetriebe angeordnet ist und ein Umschaltorgan umfaßt, das drehbar mit einer Lenkachse verbunden ist und Verstellmittel zum Verschwenken des Umschaltelements in zwei Arbeits­ stellungen um eine Achse quer zur Lenkdrehachse aufweist, wobei entsprechend dieser Arbeitsstel­ lungen die Lagerung eines Lenkbetätigungsgestänges am Umschaltelement eine Lage oberhalb und unterhalb der Lenkdrehachse zur Bewegungsumkehr einnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltelement (2) in einem lenksäulenfesten Grundrahmen (1) schwenk­ bar um eine Achse (18) gehalten ist und an einem Rahmenteil in einem Abstand (a) zur Schwenkachse (18) ein hydraulischer Stellzylinder (7) angreift und mindestens zwei Gasfedern (8) über eine ver­ bindende Zugstrebe (19) mittig der Lenkdrehachse (16) im Umschaltelement (2) gehalten werden und das Umschaltelement (2) mit einer Schubstange (3) kardanisch verbunden ist, über welche unter Zwischenschaltung von Umlenkhebeln (4, 4a) ein Getriebe (20) umschaltbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gasfedern (8) im Grundrahmen (1) jeweils mit einem Ende verschieblich über einen Lagerbolzen (11) in einem Langloch (12) gelagert sind und am Lagerbolzen (11) die Zustrebe (19) angelenkt ist, die mit ihrem anderen abgekehrten, freien Ende am Umschaltelement (2) benachbart der Befestigungspunkte des Lenkbetätigungsgestänges Schubstange (3) drehbar gehalten wird.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltelement (2) in einer oberhalb der Lenkdrehachse (16) und unterhalb der Lenkdrehachse (16) gelegenen Arbeitsposition (A) für Vorwärtsfahrt und (B) für Rückwärtsfahrt verschwenkbar ist und für jede Arbeitsposition (A und B) Endanschläge (6) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfedern (8) in den Endlagen des Umschaltelements (2) entsprechend den Arbeitspositionen (A und B) eine Kraftwirkungsrichtung in Richtung der Endlagen des Elements (2) aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel alpha des Umschaltelements (2) von der Position (A) in die Position (B) einen Winkel alpha von insgesamt etwa 43° einschließt und bei kleinem Stellweg eine geringe Bogenüberhöhung (y) besitzt.