DE19803745A1 - Vorrichtung zur Steuerung der Lenkbarkeit einer selbstlenkenden Schlepp- oder Vorlaufachse - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Lenkbarkeit einer selbstlenkenden Schlepp- oder Vorlaufachse eines Fahrzeuges mit einer Arretiereinrichtung zur Arretierung der Schlepp- oder Vorlaufachse in ihrer Geradeausstellung, wobei die Ar­ retiereinrichtung mindestens ein Kolbenzylinderaggregat aufweist mit einer Kolbenstange und einem verschieblich in einem Druckzylinder gehaltenen Steuerkolben, der zur Aktivierung der Arretiereinrichtung mit einem Druck be­ aufschlagbar ist.

Fahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen oder Omnibusse, werden zur Erhöhung ihrer Tragfähigkeit mit einer zu­ sätzlichen Schlepp- oder Vorlaufachse ausgestattet. Diese kann ungelenkt ausgeführt werde, dies hat jedoch einen erhöhten Reifenverschleiß und eine Beeinträchti­ gung der Kurvengängigkeit des Fahrzeuges zur Folge.

Es sind auch Schlepp- oder Vorlaufachsen bekannt, die zwangsgelenkt ausgebildet werden. Eine derartige Ausge­ staltung vermeidet die Nachteile eines großen Reifen­ verschleißes und einer schlechten Kurvengängigkeit, er­ fordert jedoch einen beachtlichen konstruktiven Aufwand und ist folglich mit hohen Herstellungskosten verbun­ den.

Aus diesem Grunde werden Schlepp- oder Vorlaufachsen in vielen Fällen selbstlenkend ausgeführt. Bei derartigen Achsen wird durch eine lenkbare Aufhängung und einen entsprechenden Nachlauf dem Rad die Möglichkeit gege­ ben, sich in die Tangente der Fahrzeuglaufrichtung ein­ zustellen. Eine derartige Lenkung wird auch als "Adhäsionslenkung" bezeichnet. Bei einer solchen Kon­ struktion wird ein erhöhter Reifenverschleiß vermieden und es ergibt sich eine verbesserte Kurvengängigkeit des Fahrzeuges. Nachteilig ist allerdings, daß eine derartige selbstlenkende Schlepp- oder Vorlaufachse keine Seitenführungskräfte aufnimmt und daß sich die Räder bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges von selbst in Volleinschlag einstellen.

Die Aufnahme der Seitenführungskräfte kann dadurch ver­ bessert werden, daß die Auslenkung der selbstlenkenden Räder entgegen der Wirkung elastischer Rückstellkräfte erfolgt. Derartige Rückstellkräfte sind jedoch immer wirksam, d. h. sie passen sich nicht an die jeweilige Betriebssituation an.

In der deutschen Patentschrift DE 29 48 181 C2 wird vorgeschlagen, die Arretiereinrichtung mit zwei Kolben­ zylinderaggregaten auszugestalten, die jeweils eine Kolbenstange aufweisen sowie einen in einem Druckzylin­ der verschieblich gehaltenen Steuerkolben, der zur Ak­ tivierung der Arretiereinrichtung mit einem Druck be­ aufschlagbar ist. Die Aktivierung erfolgt jeweils bei Vorliegen einer bestimmten Betriebssituation, bei­ spielsweise dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ei­ nen bestimmten Wert überschreitet. Bei Vorliegen einer derartigen Betriebssituation wird der Steuerkolben pneumatisch mit einem Druck entgegen der Wirkung einer elastischen Rückstellkraft beaufschlagt. Dies hat zur Folge, daß ein einstückig mit dem Steuerkolben verbun­ dener Kolbenschaft an der Kolbenstange zur Anlage kommt, die ihrerseits gelenkig mit einem Spurstangenhe­ bel der Schlepp- oder Vorlaufachse verbunden ist, wo­ durch die Achse in ihrer Geradeausstellung arretierbar ist. Der Kolbenschaft weist zu diesem Zweck eine Sack­ bohrung auf, in die die Kolbenstange eintauchen kann, wenn der Steuerkolben mit dem Kolbenschaft in Richtung auf die Kolbenstange verschoben wird. Eine derartige Konstruktion weist eine Vielzahl beweglicher Teile auf und ist dementsprechend störungsanfällig. Außerdem ist sie mit einem nicht unbeachtlichen Montageaufwand und beträchtlichen Herstellungskosten verbunden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vor­ richtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß sie störungsunempfindlicher ist und mit geringerem Montageaufwand hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Steuerkolben verschieblich an der Kolbenstange ge­ halten ist und daß an der Kolbenstange ein Mitnehmer angeordnet ist, an den der Steuerkolben mittels Druck­ beaufschlagung anlegbar ist.

In Abkehr von der aus der DE 29 48 181 C2 bekannten Ausgestaltung ist bei der erfindungsgemäßen Konstruk­ tion vorgesehen, daß der Steuerkolben verschieblich an dem Kolbenstange gelagert ist, an der wiederum ein Mit­ nehmer fixiert ist. Wird der Steuerkolben einseitig mit einem Druck in Richtung auf den Mitnehmer beaufschlagt, so übt der Steuerkolben auf die Kolbenstange eine Hal­ tekraft aus. Dies hat zur Folge, daß die mit der Len­ kung der Schlepp- oder Vorlaufachse in Wirkverbindung stehende Kolbenstange in ihrer Verschiebbarkeit relativ zum Druckzylinder beeinträchtigt wird und dadurch die Schlepp- oder Vorlaufachse in ihrer Geradeausstellung arretiert werden kann. Erfährt der verschieblich an der Kolbenstange gehaltene Steuerkolben jedoch keine ein­ seitige Druckbelastung, so sind Steuerkolben und Kol­ benstange relativ zueinander verschiebbar, dies wieder­ um hat eine freie Lenkbarkeit der Schlepp- oder Vor­ laufachse zur Folge.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich somit durch eine überraschend einfache Konstruktion auf, die nur eine geringe Störungsanfälligkeit aufweist und mit geringem Montageaufwand hergestellt werden kann.

Vorzugsweise umgibt der Steuerkolben die Kolbenstange ringförmig und ist sowohl gegenüber der Kolbenstange als auch gegenüber dem Druckzylinder dicht geführt. Bei einer derartigen Konstruktion kann der Steuerkolben längs der Kolbenstange in einem Ringraum verschoben werden, der radial einerseits von der in den Druckzy­ linder hineinragenden Kolbenstange und andererseits von der Wand des Druckzylinders begrenzt wird. Erfährt der Steuerkolben keine einseitige Druckbelastung, so wird er von der sich bei einer Lenkung der Achse innerhalb des Druckzylinders verschiebenden Kolbenstange von dem an der Kolbenstange fixierten Mitnehmer mitgenommen, ohne daß hierbei eine merkliche Beschränkung der Lenk­ barkeit der Achse erfolgt. Erfährt der Steuerkolben je­ doch eine einseitige Druckbelastung, so übt er, wie voranstehend erläutert, auf die Kolbenstange eine Hal­ tekraft aus, so daß deren freie Verschiebbarkeit inner­ halb des Druckzylinders begrenzt wird.

Bevorzugt ist der Steuerkolben beidseitig mittels eines Druckmediums mit einem Druck beaufschlagbar. Dies hat den Vorteil, daß beispielsweise eine Druckfeder zur Rückstellung des Steuerkolbens entfallen kann. Soll ei­ ne freie Lenkbarkeit der Schlepp- oder Vorlaufachse er­ zielt werden, so ist es hierzu lediglich erforderlich, den Steuerkolben beidseitig mit einem Druck von unge­ fähr gleicher Stärke zu beaufschlagen, so daß er prak­ tisch keine resultierende Kraft auf den an der Kolben­ stange fixierten Mitnehmer überträgt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß am Druckzylinder ein Endanschlag angeordnet ist zur Begrenzung der Verschiebbarkeit des Steuerkolbens in­ nerhalb des Druckzylinders. Mittels des Endanschlages kann für die Kolbenstange eine Zentrierstellung defi­ niert werden, da bei einer einseitigen Druckbelastung der Steuerkolben innerhalb des Druckzylinders bis in Höhe des Endanschlages verschoben werden kann, wobei mit der Verschiebung des Steuerkolbens gleichzeitig auch der Mitnehmer und damit die Kolbenstange bis in Höhe des Endanschlages verschoben werden.

Bei einer einen besonders geringen Montageaufwand auf­ weisenden Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Mit­ nehmer einstückig mit der Kolbenstange verbunden ist.

So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß der Mitneh­ mer eine die Kolbenstange in Umfangsrichtung im wesent­ lichen vollständig umgebende Ringschulter umfaßt.

Eine besonders stabile und störungsunempfindliche Hal­ terung der Kolbenstange kann dadurch erzielt werden, daß die Kolbenstange den Druckzylinder in Längsrichtung durchgreift, wobei der Druckzylinder endseitig jeweils eine Führung für die Kolbenstange aufweist. Der Druck­ zylinder bildet somit eine Lagerung für die verschieb­ liche Kolbenstange, so daß zusätzliche Lagerelemente entfallen können.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Ar­ retiereinrichtung eine einzige Kolbenstange aufweist, an der zwei Steuerkolben verschieblich gehalten sind und an der zwei Mitnehmer fixiert sind, wobei die Steu­ erkolben jeweils mit einem der Mitnehmer zusammenwirken und bei einseitiger Druckbeaufschlagung die Kolbenstan­ ge in einer der Geradeausstellung der Lenkung der Schlepp- oder Vorlaufachse entsprechenden Stellung ar­ retieren. Eine zusätzliche zweite Kolbenstange kann bei einer derartigen Konstruktion entfallen, wodurch die Montage der Vorrichtung erheblich vereinfacht wird.

Günstig ist es, wenn die beiden Steuerkolben in einem gemeinsamen Druckzylinder verschieblich gehalten sind. Bei einer derartigen Ausführungsform kommt somit nur ein einziges Kolbenzylinderaggregat zur Anwendung, es ist nicht erforderlich, für jedes an der Schlepp- oder Vorlaufachse gehaltene Rad ein separates Kolbenzylin­ deraggregat vorzusehen. Das einzige Kolbenzylinderag­ gregat umfaßt einen Druckzylinder, der in Längsrichtung von einer Kolbenstange durchgriffen wird, die zwei Mit­ nehmer aufweist, an die sich bei jeweils einseitiger Druckbeaufschlagung zwei verschieblich an der Kolben­ stange gehaltene Steuerkolben anlegen.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß der Druckzylinder unge­ fähr seinen Endbereichen benachbart sowie in Längsrich­ tung ungefähr mittig jeweils einen Druckmittelanschluß aufweist und daß die Kolbenstange etwa in Höhe des mittleren Druckmittelanschlusses im Abstand zueinander zwei Ringschultern umfaßt, die jeweils eine einem end­ seitigen Druckmittelanschluß zugewandte Anschlagfläche für einen Steuerkolben ausbilden. Der Druckzylinder weist somit insgesamt drei Druckmittelanschlüsse auf. Wird allen Druckmittelanschlüssen gleichzeitig ein Druckmittel zugeführt, so hat dies eine beidseitige Druckbelastung der beiden Steuerkolben zur Folge, so daß von diesen keine resultierende Kraft auf die Kol­ benstange übertragen wird. Wird jedoch beispielsweise nur den beiden endseitigen Druckmittelanschlüssen ein Druckmittel zugeführt während am mittleren Druckmit­ telanschluß das Druckmittel abgeleitet wird, dann er­ fahren die beiden Steuerkolben jeweils eine einseitige Druckbelastung, so daß sie jeweils eine Haltekraft auf die Kolbenstange übertragen und diese damit in einer Mittelstellung arretieren.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Arretiereinrichtung hydraulisch steuerbar ist.

Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Arretiereinrich­ tung an eine Lenkhydraulik des Fahrzeuges ankoppelbar ist. Dies hat den Vorteil, daß die Lenkhydraulik des Fahrzeuges für die Steuerung der Lenkbarkeit der Schlepp- oder Vorlaufachse herangezogen werden kann. Insbesondere können dadurch zusätzliche Druckmittelpum­ pen entfallen, wodurch der Montageaufwand und die damit verbundenen Herstellungskosten reduziert werden können.

Günstig ist es, wenn die Druckbeaufschlagung des Steu­ erkolbens mittels eines Steuerventiles steuerbar ist.

So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß der Steuer­ kolben zur Erzielung einer praktisch freien Lenkbarkeit der Schlepp- oder Vorlaufachse in einer ersten Schalt­ stellung des Steuerventils beidseitig mit einem im we­ sentlichen gleich großen Druck beaufschlagbar ist und daß der Steuerkolben zur Erzielung der Arretierung der Schlepp- oder Vorlaufachse in ihrer Geradeausstellung in einer zweiten Schaltstellung des Steuerventils ein­ seitig mit einem Druck in Richtung auf den ihm zugeord­ neten Mitnehmer beaufschlagbar ist.

Wie bereits erläutert, kann die selbstlenkende Schlepp- oder Vorlaufachse des Fahrzeuges mittels der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung in ihrer Geradeausstellung fi­ xiert werden, um das Fahrzeug insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten zu stabilisieren. Das Ein- und Aus­ schalten der hierzu vorgesehen Arretiereinrichtung be­ wirkt allerdings jeweils eine abrupte Änderung insbe­ sondere der Lenkeigenschaften des Fahrzeuges. Dies wird vor allem von ungeübten Fahrzeuglenkern oft als störend empfunden. Bei einer Vorrichtung der eingangs beschrie­ benen Art ist deshalb vorgesehen, daß die Arretierein­ richtung Steuermittel zur allmählichen Arretierung der Schlepp- oder Vorlaufachse umfaßt. Unter einer "allmählichen Arretierung" wird hierbei eine verhält­ nismäßig langsame, insbesondere kontinuierliche oder quasi-kontinuierliche Auslenkung der Räder in Gerade­ ausstellung verstanden, im Gegensatz zu einer schlagar­ tigen Arretierung der Schlepp- oder Vorlaufachse, wie sie üblicherweise vorgenommen wird. Ausgehend von einer freien Lenkbarkeit des selbstlenkenden Schlepp- oder Vorlaufachse stellt sich diese beispielsweise ab einer bestimmten Geschwindigkeit des Fahrzeuges allmählich in Geradeausstellung ein und wird in dieser Stellung arre­ tiert. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Dauer des Übergangs der Schlepp- oder Vorlaufachse aus ihrem Zustand der freien Lenkbarkeit in den arretierten Zustand verändert werden kann. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß der Übergang bei einer starken Ge­ schwindigkeitsänderung des Fahrzeuges besonders schnell erfolgt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Steuermittel zur allmählichen Arretierung der Schlepp- oder Nachlaufach­ se ein Steuerglied zur Ansteuerung des Steuerventils umfassen, so daß das Steuerventil beim Übergang aus seiner ersten in seine zweite Schaltstellung mehrmals zwischen den beiden Schaltstellungen hin- und her­ springt. Das Steuerventil wird somit getaktet. Dies hat zur Folge, daß die in der ersten Schaltstellung des Steuerventils eine beidseitige Druckbeaufschlagung er­ fahrenden Steuerkolben zunehmend einseitig mit einem Druck in Richtung auf den ihnen jeweils zugeordneten Mitnehmer belastet werden und dadurch eine zunehmende Kraft auf die Kolbenstange übertragen, so daß diese allmählich in ihrer Mittelstellung zentriert und arre­ tiert wird.

Das Steuerventil ist bevorzugt mittels des Steuerglie­ des variabel ansteuerbar, d. h. die Taktfrequenz, mit der das Steuerventil beim Übergang aus seiner ersten in seine zweite Schaltstellung mehrmals zwischen den bei­ den Schaltstellungen hin- und herspringt, kann verän­ dert werden, beispielsweise in Abhängigkeit einer Ge­ schwindigkeitsänderung des Fahrzeuges. Dadurch läßt sich auf konstruktiv einfache Weise ein zeitlich va­ riabler Übergang der Lenkbarkeit der Schlepp- oder Vor­ laufachse von einem freien Zustand in einen arretierten Zustand erzielen.

Im Zustand der freien Lenkbarkeit wird üblicherweise die Auslenkung der selbstlenkenden Räder nicht behin­ dert, so daß die selbstlenkende Schlepp- oder Vorlau­ fachse keinerlei Seitenführungskräfte aufnehmen kann. Bei bekannten Konstruktionen sind allenfalls elastische Rückstellkräfte vorgesehen, d. h. mit zunehmender Aus­ lenkung der Räder erfahren diese eine höhere Rückstell­ kraft. Dies hat jedoch eine vom Fahrer des Fahrzeuges nur schwer einschätzbare Änderung der Stabilität des Fahrzeuges gegenüber Seitenführungskräfte zur Folge. Bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist deshalb eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen zur Dämpfung der Lenkbarkeit der Schlepp- oder Vorlaufach­ se. Eine derartige Dämpfung hat zur Folge, daß die selbstlenkenden Räder bei ihrer Auslenkung eine defi­ nierte Dämpfungskraft überwinden müssen, so daß das Fahrzeug auch im Zustand der freien Lenkbarkeit der Schlepp- und Vorlaufachse eine höhere Stabilität auf­ weist.

Besonders günstig ist es, wenn die Dämpfung der Lenk­ barkeit der Schlepp- oder Vorlaufachse variabel ist. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Dämpfung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Lenkungseinschlages der mittels der Fahrzeuglenkung lenkbaren Räder und/oder in Abhängigkeit des Bremsdruc­ kes des Fahrzeuges veränderbar ist. Je nach Fahrzeugge­ schwindigkeit kann somit die Schlepp- oder Vorlaufachse auch im Zustand der freien Lenkbarkeit Seitenführungs­ kräfte aufnehmen, wobei vorgesehen sein kann, daß bei sehr geringen Geschwindigkeiten praktisch keine Dämp­ fung der Lenkung auftritt, und daß mit zunehmender Ge­ schwindigkeit die Dämpfung verstärkt wird bis schließ­ lich mittels der Arretiereinrichtung eine Arretierung der Schlepp- oder Vorlaufachse in ihrer Geradeausstel­ lung erfolgt.

Bevorzugt umfaßt die Dämpfungseinrichtung eine insbe­ sondere variabel ausgestaltete Drossel, die in einer Druckmittelleitung angeordnet ist, die an die den End­ bereichen des Druckzylinders benachbart angeordneten Druckmittelanschlüsse angeschlossen ist. Bei einer Aus­ lenkung der selbstlenkenden Räder wird die Kolbenstange innerhalb des Druckzylinders verschoben. Dies hat zur Folge, daß auch einer der verschieblich an der Kolben­ stange gehaltenen Steuerkolben eine Verschiebung er­ fährt und hierbei Druckmittel aus einem der endseitig angeordneten Druckmittelanschlüsse herauspreßt. Das aus dem Druckzylinder ausströmende Druckmittel erfährt aufgrund der in der Druckmittelleitung angeordneten Drossel einen Strömungswiderstand, wodurch die Ver­ schiebebewegung des Steuerkolbens und der Kolbenstange und demzufolge auch die Auslenkung der selbstlenkenden Räder behindert wird. Mittels der in der Druckmittel­ leitung angeordneten Drossel läßt sich somit auf einfa­ che Weise eine Dämpfungseinrichtung ausgestalten zur Dämpfung der Lenkbarkeit der Schlepp- oder Vorlaufach­ se.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Ar­ retiereinrichtung beim Überschreiten eines bestimmten Wertes der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder des Bremsdruckes und/oder beim Unterschreiten eines be­ stimmten Wertes des Lenkungseinschlages der mittels der Fahrzeuglenkung lenkbaren Räder aktivierbar ist. Hierzu können geschwindigkeitsabhängige, bremsdruckabhängige bzw. lenkeinschlagabhängige Signalgeber vorgesehen sein, die beim Überschreiten eines bestimmten Wertes ein die Arretiereinrichtung aktivierendes Signal erzeu­ gen, so daß diese in Abhängigkeit der jeweiligen Be­ triebssituationen selbsttätig aktiviert werden kann.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung einer selbstlenkenden Schlepp- oder Vorlaufachse mit einer Arretiereinrichtung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeu­ ges mit einer derartigen Vorrichtung;

Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung eines hydraulisch steuerbaren Zentrierzylinders der Arretiereinrichtung, wobei die Lenkung frei­ gegeben ist, und

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung des Zen­ trierzylinders der Arretiereinrichtung, wobei die Lenkung in Geradeausstellung arretiert ist.

In Fig. 2 ist schematisch ein Omnibus 10 dargestellt mit einer über eine Lenkung 12 lenkbaren Vorderachse 14, einer starren, angetriebenen Hinterachse 16 und ei­ ner selbstlenkenden Schleppachse 18. Die stark verein­ facht dargestellte Lenkung 12 der Vorderachse 14 umfaßt in herkömmlicher Weise eine über ein Lenkrad 20 betä­ tigbare Lenksäule 22, ein Lenkgetriebe 24 sowie einen die Lenkbewegung über eine Lenkstange 26 auf einen Spurstangenhebel 28 übertragenden Lenkstockhebel 30. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Übertra­ gung der Lenkbewegung vom Lenkgetriebe 24 zur Vorder­ achse 14 mechanisch. Eine derartige Kopplung wurde le­ diglich für eine besonders übersichtliche Darstellung gewählt. Selbstverständlich kann die Lenkung der Vor­ derachse 14 auch in bekannter Weise mittels eines Druckmediums erfolgen.

Die Antriebskraft für das Fahrzeug wird von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Motor über ein Ge­ triebe 32, welches mittels eines Schalthebels 34 betä­ tigbar ist, auf eine Antriebswelle 36 übertragen, die die Antriebskraft in herkömmlicher Weise über ein Dif­ ferential 38 auf die Räder 40 der Hinterachse 16 über­ trägt.

Der Aufbau der in der Zeichnung nur schematisch darge­ stellten Schleppachse 18 wird im folgenden anhand der Fig. 1 und 3 erläutert.

Die Schleppachse 18 weist eine am Fahrzeug in herkömm­ licher Weise gelagerte, in der Zeichnung stark verein­ facht dargestellte Achse 42 auf, an der zwei Räder 43, 44 lenkbar gelagert sind, und zwar mit einem Nachlauf, so daß sich die Räder 43, 44 bei Vorwärtsfahrt zwangs­ läufig in die Tangente der Fahrtrichtung einstellen. Jedem Rad 43, 44 ist ein Spurstangenhebel 45 bzw. 46 zugeordnet, diese sind über Spurstangen 47, 48 sowie eine nachfolgend näher erläuterte Kolbenstange 50 ge­ lenkig miteinander verbunden.

Die Kolbenstange 50 durchgreift in Längsrichtung einen Druckzylinder 52, an dem sie über endseitige O-Ringe 53, 54 verschieblich gehalten ist. In Längsrichtung mittig trägt die Kolbenstange 50 im Abstand zueinander zwei Mitnehmer in Form von Anschlagringen 55, 56, die einstückig mit der Kolbenstange 50 verbunden sind. Der Druckzylinder 52 weist endseitig jeweils einen Druck­ mittelanschluß 58, 59 auf, außerdem ist in Längsrich­ tung mittig am Druckzylinder 52 ein mittlerer Druckmit­ telanschluß 60 vorgesehen. Der als Hohlzylinder ausge­ bildete Druckzylinder 52 weist dem mittleren Druckmit­ telanschluß 60 benachbart zwei stufenförmige Rücksprün­ ge 62, 63 auf, durch die der Innenraum des Druckzylin­ ders 52 in insgesamt drei Druckkammern unterteilt wird, nämlich in eine Mittelkammer 65 und zwei identisch aus­ gestaltete, jeweils einem endseitigen Druckmittelan­ schluß 58 bzw. 59 zugeordnete Endkammern 66, 67. Die Mittelkammer 65 und die beiden Endkammern 66 und 67 bilden jeweils einen die Kolbenstange 50 im Umfangs­ richtung umgebenden Ringraum, der einerseits von der Kolbenstange 50 und andererseits vom Mantel des Druck­ zylinders 52 begrenzt wird. Der mittlere Druckmittelan­ schluß 60 mündet zentral in die Mittelkammer 65, wäh­ rend die beiden Endkammern 66 und 67 jeweils mit einem endseitigen Druckmittelanschluß 58 bzw. 59 in Strö­ mungsverbindung stehen.

Die Endkammern 66 und 67 nehmen jeweils einen Steuer­ kolben 69 bzw. 70 auf, die jeweils verschieblich an der Kolbenstange 50 gehalten sind und sowohl gegenüber der Kolbenstange 50 als auch gegenüber dem Druckzylinder 52 mittels O-Ringen dicht geführt sind. Die beiden Steuer­ kolben 69, 70 sind in den Endkammer 66 bzw. 67 zwischen den Stirnwänden des Druckzylinders 52 einerseits und den Rücksprüngen 62 bzw. 63 andererseits frei ver­ schiebbar. Sie sind jeweils an einen Anschlagring 55 bzw. 56 der Kolbenstange 50 anlegbar, so daß sie bei einseitiger Druckbelastung die Kolbenstange 50 über den jeweiligen Anschlagring soweit in Mittelstellung ver­ schieben können, bis sie am Rücksprung 62 bzw. 63 des Druckzylinders 52 zur Anlage gelangen. In einer derar­ tigen Stellung sind die Kolbenstange 50 und die Steuer­ kolben 69, 70 in Fig. 3 mit durchzogenen Linien darge­ stellt. Strichpunktiert ist eine verschobene Stellung angedeutet, in der der in der Fig. 3 linke Steuerkol­ ben 69 eine Stellung ungefähr in der Mitte der Endkam­ mer 66 einnimmt. Ausgehend von der mit durchgezogenen Linien dargestellten Mittelstellung wird eine derarti­ ge, verschobene Stellung dadurch erzielt, daß sich die beiden Räder 43, 44 aus ihrer Geradeausstellung bei­ spielsweise in die in Fig. 1 strichpunktiert darge­ stellte Stellung auslenken und hierbei über die Spur­ stangenhebel 45 und 46 sowie die Spurstangen 47 und 48 eine Verschiebung der Kolbenstange 50 in die in Fig. 3 strichpunktiert dargestellte Stellung hervorrufen.

Die voranstehend erläuterte einseitige Druckbelastung der Steuerkolben 69, 70 kann dadurch erzielt werden, daß den Endkammern 66, 67 als Druckmittel ein unter Druck stehendes Hydrauliköl zugeführt wird, während in der Mittelkammer 65 befindliches Hydrauliköl abgeleitet wird. Zu diesem Zweck ist eine Lenkhydraulik 73 vorge­ sehen, die in den Fig. 1 und 2 lediglich block­ schaltartig dargestellt ist und nachfolgend unter Be­ zugnahme auf Fig. 3 näher erläutert wird. Die Lenk­ hydraulik 73 umfaßt in üblicher Weise eine druck- und mengengeregelte Hydraulikpumpe 75 sowie einen Aus­ gleichs- und Nachfüllbehälter 76. Die Hydraulikpumpe 75 ist über eine Druckleitung 77, in die ein Prüfanschluß 78 geschaltet ist, in bekannter Weise an das Lenkge­ triebe 24 angeschlossen, das wiederum mit dem Aus­ gleichsbehälter 76 in Strömungsverbindung steht.

Von der Druckleitung 77 zweigt ein Vorlauf 80 ab, der sich endseitig in zwei an die endseitigen Druckmit­ telanschlüsse 58 bzw. 59 angeschlossene Endleitungen 81, 82 sowie in eine dem mittleren Druckmittelanschluß 60 zugeordnete Mittelleitung 83 verzweigt. Zwischen der Mittelleitung 83 und dem mittleren Druckmittelanschluß 60 ist ein Magnetventil 85 geschaltet, mit dem der Hydraulikölzufluß in die Mittelkammer 65 sowie ein Ab­ fluß von Hydrauliköl aus der Mittelkammer 65 gesteuert werden können. Für den Abfluß von Hydrauliköl aus der Mittelkammer 65 ist, ausgehend vom Magnetventil 85, ein Rücklauf 87 vorgesehen, der mit dem Ausgleichsbehälter 76 der Lenkhydraulik 73 in Strömungsverbindung steht.

In den Endleitungen 81 und 82 ist jeweils eine variable Drossel 89 bzw. 90 angeordnet, die ebenso wie das Mag­ netventil 85 elektrisch von einer an sich bekannten und deshalb in den Fig. 1 und 2 lediglich blockschaltar­ tig dargestellten Steuereinheit 88 angesteuert werden kann. Zu diesem Zweck stehen das Magnetventil 85 sowie die variablen Drosseln 89 und 90 jeweils über eine elektrische Steuerleitung 91 mit der Steuereinheit 88 in Verbindung.

In Fig. 3 ist das Magnetventil 85 in seiner ersten Schaltstellung dargestellt, in der sowohl den beiden Endkammern 66 und 67 als auch der Mittelkammer 65 Hy­ drauliköl zugeführt wird, so daß die beiden Steuerkol­ ben 69 und 70 jeweils beidseitig mit einem ungefähr gleich großen Druck beaufschlagt werden und demzufolge keine resultierende Kraft über die Anschlagringe 55 und 56 auf die Kolbenstange 50 übertragen. In dieser Stel­ lung des Magnetventiles 85 sind somit die Räder 43 und 44 der Hinterachse 16 frei lenkbar, wobei sie aller­ dings bei einer Auslenkung aus ihrer Mittelstellung aufgrund der in den Endleitungen 81 und 82 angeordneten variablen Drosseln 89 und 90 eine Dämpfung erfahren.

In Fig. 4 ist das Magnetventil 85 in seiner zweiten Schaltstellung dargestellt. In dieser werden zwar die beiden Endkammern 66 und 67 weiterhin mit dem von der Hydraulikpumpe 65 erzeugten Druck des Hydrauliköls be­ aufschlagt, die Mittelkammer 65 steht jedoch über das Magnetventil 85 nunmehr mit dem Rücklauf 87 in Strö­ mungsverbindung, so daß der Druck in der Mittelkammer 65 abgesenkt wird. Dies hat zur Folge, daß die beiden Steuerkolben 69, 70 jeweils eine einseitige Druckbela­ stung in Richtung auf den ihnen jeweils zugeordneten Anschlagring 55 bzw. 56 erfahren, so daß die Kolben­ stange 50, wie in Fig. 4 dargestellt, in ihrer Mittel­ stellung verschoben und dort arretiert wird. In dieser Stellung werden die Räder 43 und 44 in Geradeausstel­ lung fixiert und sind nicht mehr lenkbar.

Die Steuerung der lediglich ein einziges Kolbenzylin­ deraggregat in Form des Druckzylinders 52 und der Kol­ benstange 50 sowie der beiden Steuerkolben 69 und 70 umfassenden Arretiereinrichtung erfolgt über das Mag­ netventil 85 sowie die in ihrer Drosselwirkung varia­ blen Drosseln 89 und 90. Zu diesem Zweck sind dem Mag­ netventil 85 und den variablen Drosseln 89 und 90 die Steuereinheit 88 zugeordnet, die zum einen das Magnet­ ventil 85 erregt und zum anderen die Stärke der Dros­ selwirkung der Drosseln 89 und 90 steuert.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, führen zur Steuerein­ heit 88 mehrere Steuerleitungen 92 bis 96, in welche jeweils ein Signalgeber zur Erzeugung von Steuersigna­ len geschaltet ist. In der Steuerleitung 92 ist als Signalgeber ein Schalter 97 angeordnet, der dann ge­ schlossen ist, wenn der Rückwärtsgang im Getriebe 32 eingelegt ist. Dieser Schalter kann beispielsweise der den Rückfahrscheinwerfer betätigende Schalter des Fahr­ zeuges sein.

In die Steuerleitung 93 ist ein geschwindigkeitsabhän­ giger Schalter geschaltet. Ein solcher Schalter kann beispielsweise durch eine elektronische Schaltung ge­ bildet sein, die einen Drehzahlmesser umfaßt, der die Drehzahl der Antriebswelle 36 bestimmt. Derartige Dreh­ zahlmesser sind bei Fahrzeugen üblicherweise zur Ge­ schwindigkeitsmessung vorgesehen. Das von ihnen erzeug­ te geschwindigkeitsproportionale Spannungssignal kann unmittelbar über die Steuerleitung 93 der Steuereinheit 88 eingegeben werden. Für die Ansteuerung des Magnet­ ventiles 85 kann dann in der Steuereinheit 88 ein Kom­ parator vorgesehen sein, dem das geschwindigkeitspro­ portionale Spannungssignal zugeführt wird, und dessen anderer Eingang mit einer Festspannungsquelle verbunden ist. Sobald die geschwindigkeitsabhängige Spannung die Festspannung überschreitet, gibt der Komparator an das Magnetventil 85 ein Steuersignal ab. Zusätzlich steht das geschwindigkeitsproportionale Spannungssignal der Steuereinheit 88 zur Erzeugung eines Steuersignals für die variablen Drosseln 88 und 89 zur Verfügung, so daß deren Drosselwirkung in Abhängigkeit von der Geschwin­ digkeit des Fahrzeuges verändert werden kann.

In die Steuerleitung 94 ist ein lenkeinschlagabhängiger Schalter 99 geschaltet. Ein solcher Schalter kann in einer konstruktiv besonders einfachen Form beispiels­ weise ein mechanischer Schalter sein, der von einem be­ wegten Teil der Lenkung derart betätigt wird, daß er bei Geradeausstellung oder bei leichtem Einschlag der lenkbaren Vorderräder des Fahrzeuges ein Steuersignal an die Steuerleitung 94 abgibt, beim Überschreiten ei­ nes bestimmten Lenkeinschlages dagegen geöffnet ist.

Zum Beispiel kann ein solcher Schalter vom Lenkstockhe­ bel 30 oder von einer mit einem drehbaren Teil des Lenkgetriebes verbundenen Nockenbahn betätigt sein.

In die Steuerleitung 95 ist ein bremsdruckabhängiger Schalter 100 geschaltet, der sich vorzugsweise in einer Hauptbremsleitung des Fahrzeuges befindet und beim Überschreiten eines definierten Druckes des Bremsmedi­ ums anspricht.

In die Steuerleitung 96 ist ein von Hand betätigbarer Schalter 101 eingeschaltet. Dieser kann beispielsweise vom Busfahrer beim Ausfahren aus einer Parkbucht betä­ tigt werden, so daß die Räder der Schleppachse 18 beim Aus fahren aus der Parkbucht in ihrer Geradeausstellung arretiert sind und dadurch ein übermäßiges Ausschwenken des Omnibusses beim Ausfahren aus der Parkbucht vermie­ den wird.

Sobald von einer der Steuerleitungen der Steuereinheit 88 ein Steuersignal zugeführt wird, erregt diese, wie voranstehend erläutert, das Magnetventil 85, wodurch eine Aktivierung der Arretiereinrichtung dergestalt er­ folgt, daß der Druck in der Mittelkammer 65 abgesenkt und damit die selbstlenkende Achse in ihrer Geradeaus­ stellung fixiert wird.

Die Ansteuerung des Magnetventiles 85 beim Übergang aus ihrer ersten, in Fig. 3 dargestellten Schaltstellung in ihre zweite, in Fig. 4 dargestellte Schaltstellung, kann derart erfolgen, daß das Magnetventil 85 mehrmals zwischen seiner ersten und seiner zweiten Schaltstel­ lung hin- und herspringt. Dies hat zur Folge, daß der im Zustand einer freien Lenkbarkeit der Schleppachse 18 vorliegende Druck in der Mittelkammer 65 nur ganz all­ mählich über den Rücklauf 87 abgebaut wird, so daß der Übergang der Schleppachse 18 in ihre arretierte Stel­ lung nicht schlagartig erfolgt, sondern daß es einer gewissen Zeitspanne, die bevorzugt der Steuereinheit 88 vorgebbar ist, bedarf, um die Kolbenstange 50 in die in Fig. 4 dargestellte Mittelstellung zu überführen und dort zu arretieren.

Zur Arretierung der Schleppachse 18 kommt somit nur ein einziges Kolbenzylinderaggregat zur Anwendung, das sich durch einen besonders einfachen mechanischen Aufbau auszeichnet und deshalb innerhalb kurzer Zeit zu mon­ tieren ist. Außerdem zeichnet sich die dargestellte Vorrichtung durch einen allmählichen Übergang aus dem Zustand der freien Lenkbarkeit der Schleppachse in den arretierten Zustand aus. Dies wird durch die getaktete Ansteuerung des Magnetventils 85 erzielt. Schließlich ist es mittels der Arretiereinrichtung auch möglich, die Lenkung der Räder 43 und 44 der Schleppachse 18 in Abhängigkeit insbesondere von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu dämpfen.

Claims (21)

1. Vorrichtung zur Steuerung der Lenkbarkeit einer selbstlenkenden Schlepp- oder Vorlaufachse eines Fahrzeuges mit einer Arretiereinrichtung zur Arre­ tierung der Schlepp- oder Vorlaufachse in ihrer Geradeausstellung, wobei die Arretiereinrichtung mindestens ein Kolbenzylinderaggregat aufweist mit einer Kolbenstange und einem verschieblich in ei­ nem Druckzylinder gehaltenen Steuerkolben, der zur Aktivierung der Arretiereinrichtung mit einem Druck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (69; 70) verschieblich an der Kolbenstange (50) gehalten ist und daß an der Kol­ benstange (50) ein Mitnehmer (55 bzw. 56) angeord­ net ist, an den der Steuerkolben (69; 70) mittels Druckbeaufschlagung anlegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Steuerkolben (69; 70) die Kolbenstan­ ge (50) ringförmig umgibt und gegenüber der Kol­ benstange (50) und dem Druckzylinder (52) dicht geführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Steuerkolben (69; 70) mit­ tels eines Druckmediums beidseitig mit einem Druck beaufschlagbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Druckzylinder (52) ein Endan­ schlag (62; 63) angeordnet ist zur Begrenzung der Verschiebbarkeit des Steuerkolbens (69; 70) inner­ halb des Druckzylinders (52)

5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (55; 56) einstückig mit der Kolbenstange (50) ver­ bunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer ei­ ne die Kolbenstange in Umfangsrichtung umgebende Ringschulter (55; 56) umfaßt.

7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (50) den Druckzylinder (52) in Längsrichtung durchgreift, wobei der Druckzylinder (52) endsei­ tig jeweils eine Führung für die Kolbenstange (50) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierein­ richtung eine einzige Kolbenstange (50) aufweist, an der zwei Steuerkolben (69; 70) verschieblich gehalten sind und an der zwei Mitnehmer (55, 56) fixiert sind, wobei die Steuerkolben (69, 70) je­ weils mit einem der Mitnehmer (55 bzw. 56) zusam­ menwirken und bei jeweils einseitiger Druckbeauf­ schlagung die Kolbenstange (50) in einer der Gera­ deausstellung der Lenkung der Schlepp- oder Vor­ laufachse (18) entsprechenden Stellung arretieren.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Steuerkolben (69, 70) in einem gemeinsamen Druckzylinder (52) verschieblich ge­ halten sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Druckzylinder (52) ungefähr seinen Endbereichen benachbart sowie in Längsrichtung un­ gefähr mittig jeweils einen Druckmittelanschluß (58, 59 bzw. 60) aufweist und daß die Kolbenstange (50) etwa in Höhe des mittleren Druckmittelan­ schlusses (60) im Abstand zueinander zwei Ring­ schultern (55, 56) umfaßt, die jeweils eine einem endseitigen Druckmittelanschluß (58, 59) zugewand­ te Anschlagfläche für einen Steuerkolben (69 bzw. 70) ausbilden.

11. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierein­ richtung hydraulisch steuerbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Arretiereinrichtung an eine Lenkhy­ draulik des Fahrzeuges ankoppelbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbeauf­ schlagung des Steuerkolbens (69; 70) mittels eines Steuerventils (85) steuerbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der Steuerkolben (69; 70) zur Erzielung einer praktisch freien Lenkbarkeit der Schlepp- oder Vorlaufachse (18) in einer ersten Schaltstel­ lung des Steuerventils (85) beidseitig mit einem im wesentlichen gleichen Druck beaufschlagbar ist und der Steuerkolben (69; 70) zur Erzielung einer Arretierung der Schlepp- oder Vorlaufachse (18) in ihrer Geradeausstellung in einer zweiten Schalt­ stellung des Steuerventils (85) einseitig mit ei­ nem Druck in Richtung auf den ihm zugeordneten Mitnehmer (55 bzw. 56) beaufschlagbar ist.

15. Vorrichtung zur Steuerung der Lenkbarkeit einer selbstlenkenden Schlepp- oder Vorlaufachse eines Fahrzeuges mit einer Arretiereinrichtung zur Arre­ tierung der Schlepp- oder Vorlaufachse in ihrer Geradeausstellung, wobei die Arretiereinrichtung mindestens ein Kolbenzylinderaggregat aufweist mit einer Kolbenstange und einem verschieblich in ei­ nem Druckzylinder gehaltenen Steuerkolben, der zur Aktivierung der Arretiereinrichtung mit einem Druck beaufschlagbar ist, insbesondere nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Arretiereinrichtung Steuermittel (85, 88) zur allmählichen Arretierung der Schlepp- oder Vorlaufachse (18) umfaßt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuermittel ein Steuerglied (88) zur Ansteuerung des Steuerventils (85) umfassen, so daß-das Steuerventil (85) beim Übergang aus seiner ersten in seine zweite Schaltstellung mehrmals zwischen den beiden Schaltstellungen hin- und her­ springt.

17. Vorrichtung zur Steuerung der Lenkbarkeit einer selbstlenkenden Schlepp- oder Vorlaufachse eines Fahrzeuges mit einer Arretiereinrichtung zur Arre­ tierung der Schlepp- oder Vorlaufachse in ihrer Geradeausstellung, wobei die Arretiereinrichtung mindestens ein Kolbenzylinderaggregat aufweist mit einer Kolbenstange und einem verschieblich in ei­ nem Druckzylinder gehaltenen Steuerkolben, der zur Arretierung der Arretiereinrichtung mit einem Druck beaufschlagbar ist, insbesondere nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorrichtung eine Dämpfungseinrichtung (89, 90) zur Dämpfung der Lenkbarkeit der Schlepp- oder Vorlaufachse (18) aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dämpfung variabel ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dämpfung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder des Bremsdruckes und/oder des Lenkungseinschlages der mittels der Fahrzeuglenkung lenkbaren Räder veränderbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung eine insbesondere variable Drossel (89, 90) umfaßt, die in einer Druckmittelleitung (81 bzw. 82) angeord­ net ist, die an die den Endbereichen des Druckzy­ linders (52) benachbart angeordneten Druckmit­ telanschlüsse (58 bzw. 59) angeschlossen ist.

21. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierein­ richtung beim Überschreiten eines bestimmten Wer­ tes der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder des Bremsdruckes und/oder beim Unterschreiten eines bestimmten Wertes des Lenkungseinschlages der mit­ tels der Fahrzeuglenkung lenkbaren Räder und/oder mittels eines Handschalters aktivierbar ist.