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Die Erfindung betrifft eine Lenkung für Anhängefahrzeuge mit gleichzeitiger Vorderachs- und Hinterachslenkung.
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Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, welche es bei Anhängefahrzeugen ermöglichen, zusätzlich zur Vorderachse auch die Hinterachse zu lenken.
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Dabei zielen unterschiedliche Lösungen, insbesondere bei dem Vorhandensein von Drehschemellenkungen, darauf ab, die jeweiligen Achsen entgegengesetzt so zu verschwenken, dass die Räder der Hinterachse der Spur der Räder der Vorderachse nachlaufen.
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Eine derartige Anlenkung der Achsen von drehschemelgelenkten Fahrzeugen wird beispielsweise dadurch erreicht, dass zwischen der drehschemelgelenkten Vorderachse und der ebenfalls drehschemelgelenkten Hinterachse eine diagonale Koppelstange angeordnet wird.
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Die Anordnung der Koppelstange zwischen den Drehschemeln beider Achsen erfolgt dabei derart, dass die, auf die Vorderachse aufgebrachten Lenkkräfte über die Koppelstange auf die Hinterachse übertragen werden, wobei die Achsen entgegengesetzt zueinander verschwenkt werden.
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Die hier aufgeführte Lösung hat jedoch den Nachteil, dass sich die Lenkeinschlagwinkel der beiden Achsen nicht unmittelbar proportional zueinander verhalten.
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Je nach Einschlagrichtung der Vorderachse ist der Einschlagwinkel der Hinterachse größer oder kleiner als der der Vorderachse, weshalb eine exakte Gleichlauflenkung auf diese Weise nicht erzielt werden kann.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden sind aus dem Stand der Technik ebenfalls Lösungen bekannt.
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Eine sehr erfolgreiche Lösung zur Bereitstellung einer robusten Gleichlauflenkung wird beispielsweise in der Druckschrift
DE 20 2009 016 346 U1 aufgeführt.
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Hierbei werden zwei drehschemelgelenkte Achsen über zwei sich kreuzende Lenkstangen miteinander verbunden, wobei die Lenkstangen Mittel zur Längenveränderlichkeit aufweisen.
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Die Mittel zur Längenveränderlichkeit ermöglichen es zum einen, dass sich die Länge der Lenkstangen entsprechend der Einschlagsrichtung und dem sich einstellenden Einschlagwinkel der Vorderachse so verändert, dass eine Gleichlauflenkung in beiden Lenkrichtungen bewirkt wird.
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Hierbei werden die Mittel zur Längenveränderlichkeit beispielsweise durch Federelemente gebildet.
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Die bekannten und hier vorgestellten Lösungen sind jedoch allesamt auf Fahrzeuge mit Drehschemellenkungen begrenzt.
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Einer derartigen Drehschemellenkung haftet an sich jedoch der gravierende Nachteil an, dass ein Verschwenken der Achsen zueinander, insbesondere bei starken Lenkeinschlägen, zu einer Instabilität des Fahrzeuges führt, da sich die auf der Fahrbahn abstützende Breite bei gleichbleibender Höhe des Fahrzeuges verringert.
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Gerade bei unebenen Untergründen oder bei Seitenkrafteinwirkung, beispielsweise während eines Beladungsvorganges, kann es somit zu einem Umkippen des Fahrzeuges kommen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine besonders einfach und kostengünstig realisierbare Lenkvorrichtung für Anhängefahrzeuge, insbesondere für Schneidwerkswagen bereitzustellen, welche eine Gleichlauflenkung bei gleichem Lenkverhalten bei Rechts- und bei Linkseinschlag und eine hohe Kippstabilität des Anhängefahrzeuges, auch im eingelenkten Zustand der Achsen, ermöglicht sowie für unterschiedlich lange Anhängefahrzeuge mit den gleichen wesentlichen Bauteilen einsetzbar ist.
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Die Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Eine erfindungsgemäße Lenkvorrichtung für Anhängefahrzeuge betrifft insbesondere Schneidwerkswagen, welche zur Aufnahme von Schneidwerken von Mähdreschern verwendet werden und welche notwendigerweise sehr lang ausgebildet sein müssen.
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Um eine entsprechend gewünschte Manövrierbarkeit derartiger Anhängefahrzeuge, speziell bei Rangiervorgängen oder Kreisverkehrdurchfahrten, zu ermöglichen, weist eine erfindungsgemäße Lenkvorrichtung eine lenkbare Vorderachse und mindestens eine lenkbare Hinterachse auf, wobei die Lenkung der Hinterachse als besonderer Vorteil durch eine Achsschenkellenkung mit Achsschenkeln gebildet wird.
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Die Achsschenkel der Hinterachse sind erfindungsgemäß über eine Lenkstange derart miteinander verbunden, dass bei einem Lenkvorgang beide Achsschenkel einen gleichgerichteten Lenkeinschlag ausführen.
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Eine erfindungsgemäße Lenkvorrichtung für Anhängefahrzeuge sieht vor, dass die Lenkung der Vorderachse und die Lenkung der Hinterachse über ein erstes Hydrauliksystem und ein zweites Hydrauliksystem miteinander verbunden sind.
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Das erste Hydrauliksystem weist besonders vorteilhaft einen ersten Primärzylinder im Bereich der Vorderachse und einen ersten Sekundärzylinder im Bereich der Hinterachse auf.
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Der abgekürzte Begriff Zylinder bezeichnet einen Hydraulikzylinder.
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Der innere Aufbau des Primär- und Sekundärzylinders ist prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt.
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In der Regel weisen solche Zylinder eine rohrförmige Kammer auf, in welcher sich ein Kolben mit einer Kolbenstange linear bewegt. Bei einer Bewegung des Kolbens durch äußeren Kraftangriff wird, wie vorliegend im Primärzylinder, ein Fluid verdrängt und somit ein Druckstrom erzeugt, während umgekehrt, wie vorliegend im Sekundärzylinder, ein in die rohrförmige Kammer eingeleiteter Druckstrom den Kolben bewegt.
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Erfindungsgemäß ist der erste Primärzylinder über mindestens eine Hydraulikleitung so mit dem ersten Sekundärzylinder verbunden, dass ein Einfahren des ersten Primärzylinders ein Ausfahren des ersten Sekundärzylinders bewirkt.
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Das zweite Hydrauliksystem weist seinerseits einen zweiten Primärzylinder im Bereich der Vorderachse und einen zweiten Sekundärzylinder im Bereich der Hinterachse auf.
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Auch hierbei weisen der zweite Primär- und der zweite Sekundärzylinder in der Regel jeweils einen Kolben und eine Kolbenstange auf.
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Es sei angemerkt, dass die Erfindung nicht nur auf die benannte Ausführungsform der Primär- und Sekundärzylinder beschränkt ist.
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Vielmehr sind erfindungsgemäß auch andere Arten von Zylindern wie beispielsweise Plungerzylinder oder auch sogenannte Tandemzylinder mit mehreren Kolben anwendbar.
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In jedem Fall ist der zweite Primärzylinder ebenfalls über mindestens eine Hydraulikleitung derart mit dem zweiten Sekundärzylinder verbunden, dass ein Einfahren des zweiten Primärzylinders ein Ausfahren des zweiten Sekundärzylinders bewirkt.
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Erfindungsgemäß werden der erste und zweite Primärzylinder des ersten und zweiten Hydrauliksystems durch einen Lenkeinschlag der Vorderachse angetrieben, wobei ein Lenkeinschlag der Vorderachse in Fahrtrichtung nach links ein Einfahren des ersten Primärzylinders bewirkt.
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Ein Lenkeinschlag der Vorderachse in Fahrtrichtung nach rechts bewirkt dagegen erfindungsgemäß ein Einfahren des zweiten Primärzylinders.
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Erfolgt durch einen entsprechenden Lenkeinschlag der Vorderachse ein Einfahren des jeweiligen Primärzylinders, so wird ein in dem Primärzylinder befindliches Fluid aus diesem verdrängt und über die angeschlossene Hydraulikleitung in den jeweils mit dem Primärzylinder verbundenen Sekundärzylinder eingeleitet.
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Das Einleiten des Fluids in den jeweiligen Sekundärzylinder führt im weiteren Verlauf zu einem Ausfahren des Sekundärzylinders, wodurch wiederum die Lenkung der Hinterachse angetrieben wird.
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Die Hinterachslenkung ist als besonderer Vorteil durch die einander entgegenwirkende Anordnung der beiden Sekundärzylinder ohne Zusatzmittel in beiden möglichen Bewegungsrichtungen festgelegt und damit in ihrer Beziehung zur Lage der Vorderachslenkung definiert.
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Die Anordnung der Sekundärzylinder im Bereich der Hinterachse erfolgt erfindungsgemäß derart, dass bei einem Lenkeinschlag der Vorderachse ein Lenkeinschlag der Hinterachse erfolgt, wobei dieser dem Lenkeinschlag der Vorderachse entgegengesetzt gerichtet ist.
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Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Hydrauliksysteme kann auf jegliche Vorrichtungen zum Ausgleich etwaiger Überdrücke, beispielsweise aufgrund hoher Umgebungstemperaturen oder aufgrund von geringen Differenzen zwischen vom einem Primärzylinder erzeugten und von einem Sekundärzylinder verbrauchtem Fluidvolumen, verzichtet werden.
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Das erste und zweite Hydrauliksystem bildet, in Kombination mit den Lenkungen der Vorder- und Hinterachse, auf besonders vorteilhafte Weise einen geschlossenen Kreisschluss aus, bei welchem die auf die Vorderachse einwirkenden Lenkkräfte durch den ersten Primärzylinder auf den ersten Sekundärzylinder und von diesem über die Lenkstange der Hinterachse an den zweiten Sekundärzylinder übertragen werden, welcher die Lenkkräfte wiederum an den zweiten Primärzylinder der Vorderachse überträgt. Damit wird eine Lösung aufgezeigt, bei welcher als besonderer Vorteil die Hydrauliksysteme nicht notwendigerweise mit einem Basisdruck vorgespannt werden müssen.
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Zusammengefasst finden bei einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung zwei, jeweils in sich abgeschlossene, Hydrauliksysteme Verwendung, welche aufgrund ihrer Einfachheit mit geringen Produktionskosten bereitgestellt werden können und welche lediglich einen geringen Wartungsaufwand benötigen.
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Einen weiteren Vorteil bildet, dass die erfindungsgemäße Lenkung eine einfache Anpassung an unterschiedliche Längen von Anhängefahrzeugen bietet, was vor allem bei den üblicherweise in Einzel- oder Kleinserienfertigung hergestellten Schneidwerkswagen besondere Ersparnisse bietet. Bis auf die Länge der Hydraulikleitungen ist die Lenkung mit den gleichen Komponenten für, im Wesentlichen alle, in der Praxis verwendeten Längen von Schneidwerkswagen einsetzbar.
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Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht den Einsatz von Standardzylindern, wobei zudem vier baugleiche Standardzylinder eingesetzt werden können, was besondere Vorteile in Bezug auf Herstellungs- und Wartungsaufwand bietet.
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Darüber hinaus zeigt die erfindungsgemäße Lösung als besonderen Vorteil eine Lenkung auf, welche auf einfache Weise die Lenkung einer Hinterachse mit Achsschenkellenkung ermöglicht und so ein Anhängefahrzeug, insbesondere einen Schneidwerkswagen bereitstellt, welches bei einer Gleichlauflenkung der Hinterachse eine hohe Kippstabilität behält.
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Die so mögliche Anwendung einer gelenkten Hinterachse mit Achsschenkellenkung bewirkt, dass die wirksame Abstützbreite an der Hinterachse des Anhängefahrzeuges im Wesentlichen unabhängig von Lenkeinschlägen bleibt. Als wirksame Abstützbreite einer Achse wird in diesem Zusammenhang der Abstand zwischen Fahrzeugmittenachse und dem jeweiligen Aufstandspunkt des rechten oder linken Rades der Achse verstanden.
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Eine erfindungsgemäße Lenkvorrichtung kann des weiteren auch auf Fahrzeuge, insbesondere Anhängefahrzeuge mit mehreren gelenkten Hinterachsen angewendet werden.
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In einem solchen Falle sind beide Hinterachsen mit jeweils einer Achsschenkellenkung versehen, welche über zwei Hydrauliksysteme mit der Vorderachse des Anhängefahrzeuges verbunden sind.
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Bei einem Lenkeinschlag der Vorderachse erfolgt hierbei ein Lenkeinschlag beider Hinterachsen, wobei der Lenkeinschlag entgegengesetzt zum Lenkeinschlag der Vorderachse gerichtet ist.
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Im Falle von zwei gelenkten Hinterachsen ist es vorgesehen, dass die sich einstellenden Lenkeinschläge an den Hinterachsen so aufeinander abgestimmt sind, dass die, in Fahrtrichtung gesehen, vordere der beiden Hinterachsen einen geringeren Lenkeinschlag als die hintere Hinterachse ausführt, um ein Nachlaufen aller Räder in der Spur der vorhergehenden Achsen zu gewährleisten.
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Dies wird erfindungsgemäß auf besonders einfache Weise dadurch erreicht, dass die Anlenkpunkte der Zylinder an den Achsen entsprechend angeordnet werden.
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Es wird somit bei einem Lenkeinschlag der Vorderachse auf besonders vorteilhafte Weise eine Gleichlauflenkung aller Hinterachsen des Fahrzeuges bereitgestellt.
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In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Lenkung der Vorderachse durch eine Drehschemellenkung gebildet.
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Bei einer derartigen Drehschemellenkung wird die gesamte Achse verschwenkt, wobei die Lenkkräfte erfindungsgemäß über eine Deichsel auf die drehschemelgelenkte Achse eingeleitet werden.
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In Falle der Drehschemellenkung werden die Primärzylinder besonders bevorzugt im Nahbereich des Drehpunktes der Achse direkt an dieser angelenkt, wodurch an der Vorderachse auf zusätzliche Übertragungselemente, wie beispielsweise Lenkstangen, verzichtet werden kann.
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Eine entsprechende Drehschemellenkung der Vorderachse ist somit zum einen besonders günstig herstellbar und zum anderen muss bei der Auslegung der drehschemelgelenkten Vorderachse das, beispielsweise bei einer Achsschenkellenkung übliche, unterschiedliche Kurvenverhalten der einzelnen Räder aufgrund der bekanntermaßen unterschiedlichen Kurvenradien bei einem Lenkeinschlag, nicht beachtet werden.
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Darüber hinaus sind auch die Wartungs- und Instandhaltungskosten einer solchen Drehschemellenkung gering, da hierfür nur wenige zueinander bewegliche Komponenten zum Einsatz kommen.
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Die Anordnung der Primär- und Sekundärzylinder einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung erfolgt in einer weiteren bevorzugten Ausbildung derart, dass als besonderer Vorteil eine Gleichlauflenkung des Anhängerfahrzeuges bereitgestellt wird, bei welcher die Räder der Hinterachse weitestgehend der Spur der Vorderräder nachlaufen.
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Um eine derartige Gleichlauflenkung zu erreichen sind die Primär- und Sekundärzylinder so an der Vorder-, beziehungsweise an der Hinterachse angeordnet, dass der Betrag des Lenkeinschlags des in Fahrtrichtung links angeordneten Hinterrades dem Lenkeinschlag des in Fahrtrichtung links angeordneten Vorderrades und der Betrag des Lenkeinschlags des in Fahrtrichtung rechts angeordneten Hinterrades dem Lenkeinschlag des in Fahrtrichtung rechts angeordneten Vorderrades entspricht.
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Durch die erfindungsgemäße Realisierung einer Gleichlauflenkung können besonders kleine Wenderadien des Anhängefahrzeuges ermöglicht werden, welche insbesondere das Rangierverhalten verbessern und ein Durchfahren enger Kreisverkehre ermöglichen.
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Eine ebenso vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Primär- und Sekundärzylinder der Lenkvorrichtung als doppeltwirkende Zylinder ausgebildet sind.
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Bei derartigen doppeltwirkenden Zylindern wird die rohrförmige Kammer des Zylinders durch den Kolben in einen ersten und einen zweiten Raum, auch als Zylinderräume bezeichnet, unterteilt, wobei stets beide Räume mit dem Fluid beaufschlagbar sind und somit der Zylinder dadurch aktiv ein- und ausgefahren werden kann bzw. bei einem Kraftangriff auf die Kolbenstange bei beiden Bewegungsrichtungen des Zylinders ein Druckstrom aus dem sich jeweils verkleinernden Raum erzeugt wird.
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Im vorliegenden Falle der Verwendung von doppeltwirkenden Zylindern erfolgt die Verbindung des ersten Primär- und des ersten Sekundärzylinders miteinander besonders vorteilhaft derart, dass jeweils der erste und zweite Raum des Primärzylinders mit dem ersten und zweiten Raum des Sekundärzylinders verbunden sind.
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Die hydraulische Verschaltung des zweiten Primärzylinders mit dem zweiten Sekundärzylinder erfolgt analog zu der des ersten Primär- und des ersten Sekundärzylinders.
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Es wird somit auf besonders vorteilhafte Art und Weise in jedem Hydrauliksystem einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung eine geschlossene Kopplung gebildet, in welcher die Lage des Kolbens des Sekundärzylinders in beiden möglichen Bewegungsrichtungen durch die Fluidvolumina in dessen beiden Zylinderräumen festgelegt ist. Dabei entsprechen die beiden vom Sekundärzylinder aufgenommenen Druckvolumina, den verdrängten Druckvolumina aus den beiden Räumen des jeweils zugeordneten Primärzylinders.
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Zudem sind beide Hydrauliksysteme über die Lenkstange der Hinterachse verkoppelt.
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Die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung stellt somit besonders vorteilhaft ein mehrfach redundantes Lenksystem bereit, welches eine hohe Ausfallsicherheit aufweist.
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Zum Ersten wird die Mehrfachredundanz des Lenksystems dadurch bereitgestellt, dass erfindungsgemäß zwei getrennt voneinander wirkende Hydrauliksysteme angewendet werden, welche jeweils über einen Primär- und einen Sekundärzylinder verfügen.
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In diesem Fall ist die Funktionsfähigkeit des Lenksystems auch dann gewährleistet, wenn eines der beiden Hydrauliksysteme komplett ausfällt.
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Bei einem solchen Komplettausfall eines Hydrauliksystems ist stets das zweite Hydrauliksystem dazu in der Lage, die Lenkfunktion des Anhängefahrzeuges allem sicherzustellen.
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Die Mehrfachredundanz des gesamten Lenksystems ergibt sich zum anderen aus dem Aufbau der redundanten Hydrauliksysteme. Bei den jeweils miteinander verbundenen Primär- und Sekundärzylindern sind stets zwei unabhängig voneinander wirkende Zylinderräume miteinander verbunden. Somit kann auch bei einem multiplen Schadensfall, der beide Hydrauliksysteme betrifft, beispielsweise bei einem Schlauchabriss an dem ersten Zylinderraum des Primärzylinders des ersten Hydrauliksystems und einem gleichzeitigem Schlauchabriss an dem ersten Zylinderraum des Primärzylinders des zweiten Hydrauliksystems, die Funktion des Hydrauliksystems als besonderer Vorteil durch die noch intakten Verbindungen des zweiten Zylinderraums der jeweiligen Primärzylinder mit dem zweiten Zylinderraum der jeweiligen Sekundärzylinder, aufrechterhalten werden.
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Besonders bei Anhängefahrzeugen für den landwirtschaftlichen Einsatz stellt sich die hohe Ausfallsicherheit der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung als besonders vorteilhaft dar, da derartige Fahrzeuge, insbesondere bei dem Befahren unwegsamen Geländes, sehr großen Belastungen und Beschädigungsgefahren ausgesetzt sind.
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In einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung werden die doppeltwirkenden Primär- und Sekundärzylinder durch handelsübliche Differentialzylinder gebildet, bei welchen die rohrförmige Kammer des Zylinders durch den jeweiligen Kolben in einen Kolbenbodenraum und einen Kolbenstangenraum geteilt wird.
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Der Kolbenbodenraum beschreibt dabei den Bereich der Kammer, welcher nur durch die Kammerwand und den Kolben begrenzt wird.
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Der Kolbenstangenraum dagegen beschreibt den Bereich der Kammer, in welchem zusätzlich die Kolbenstange angeordnet ist.
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Derartige Differentialzylinder haben zwar den prinzipbedingten Nachteil, dass der Kolbenstangenraum ein geringeres Innenvolumen aufweist als der Kolbenbodenraum und somit in dem Kolbenstangenraum bei gleichem Bewegungsweg des Kolbens weniger Fluid verdrängt wird als in dem Kolbenbodenraum.
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Es wurde jedoch mit der erfindungsgemäßen Lenkung eine Lösung gefunden, die trotz dieses prinzipbedingten Nachteils einfache Differentialzylinder einsetzbar macht. Dazu werden erfindungsgemäß jeweils die Kolbenbodenräume der Zylinder und die Kolbenstangenräume der Zylinder miteinander verbunden, wobei bevorzugt als Primär- und Sekundärzylinder des jeweiligen Hydrauliksystems baugleiche Zylinder mit identischen Verdrängungseigenschaften verwendet werden.
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Somit wird durch den Primärzylinder auf besonders vorteilhafte Weise stets das Fluidvolumen verdrängt, welches der Sekundärzylinder zum Einstellen des exakten Lenkeinschlages der Hinterachse benötigt.
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Durch die Verwendung von Differentialzylindern können, bei gleichbleibend hoher Ausfallsicherheit, die Herstellungskosten einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung nochmals gesenkt werden.
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Um das Laufverhalten der Hinterachse, speziell bei Geradeausfahrt des Anhängefahrzeuges, nochmals zu verbessern, weisen die beiden Hydrauliksysteme, in einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung, jeweils mindestens eine zusätzliche Drosseleinrichtung auf.
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Die Drosseleinrichtungen verhindern auf besonders vorteilhafte Weise, dass eventuell auftretende Lastspitzen, beispielsweise bei einem Überfahren von Unebenheiten, zu schnellen Bewegungen der Lenkung und damit zu schnellen Bewegungen der Zylinder führen kann. Zudem wird verhindert, dass sich Druckspitzen in dem jeweiligen Hydrauliksystem, welche durch die Trägheit des Fluids und die Nachgiebigkeit der Hydraulikleitungen nicht ausreichend gedämpft werden können, an die Lenkung der jeweils anderen Achse übertragen.
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Um eine effektive Dämpfung der Druckspitzen zu erreichen, sind die Drosseleinrichtungen als Bestandteil der Hydraulikleitungen erfindungsgemäß möglichst nahe an den Zylindern angeordnet oder in gänzlich in die Zylinder integriert.
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Damit wird einem Flattern der Lenkung oder Taumeln des Anhängefahrzeugs effektiv entgegengewirkt. Weiterhin können die Hydraulikleitungen wirksam vor Druckspitzen geschützt werden.
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Als geeignete Drosseleinrichtungen kommen beispielsweise Drosselventile bekannter Bauart oder Blenden zum Einsatz, durch welche der Volumenstrom des Fluids in der gewünschten Weise beeinflusst wird.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf die aufgeführten Drosseleinrichtungen beschränkt. Vielmehr ist auch die Verwendung jeglicher anderer, den Volumenstrom beeinflussenden Einrichtungen vorstellbar.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht darüber hinaus vor, dass sowohl die Primärzylinder, als auch die Sekundärzylinder beider Hydrauliksysteme baugleich ausgebildet sind und somit alle vier Zylinder über identische Leistungsmerkmale verfügen.
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Bei der Entwicklung der Lenkvorrichtung müssen somit keine unterschiedlichen Geometrien und Außenabmessungen der Zylinder oder unterschiedliche hydraulische Eigenschaften beachtet werden.
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Um bei der Verwendung identischer Primär- und Sekundärzylinder insbesondere eine Gleichlauflenkung zu erhalten, müssen lediglich die Anlenkpunkte der Zylinder an der jeweiligen Achse und am Fahrgestell entsprechend geplant werden.
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Die Anwendung identischer Zylinder an Vorder- und Hinterachse wirkt sich somit ebenfalls positiv auf die Entwicklungs- und Herstellungskosten einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung aus.
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Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel anhand von
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1 Prinzipdarstellung Geradeausfahrt
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2 Prinzipdarstellung bei Lenkeinschlag nach links näher erläutert.
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Die 1 zeigt dabei ein Anhängefahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung und je einer lenkbaren Vorderachse 1 und einer lenkbaren Hinterachse 2.
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Die Lenkung der Vorderachse 1 wird dabei durch eine Drehschemellenkung gebildet, wobei etwaige Lenkkräfte durch eine, bei Anhängefahrzeugen meist übliche, Deichsel 11 auf die Vorderachse aufgebracht werden.
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Die Lenkung der Hinterachse 2 wird besonders vorteilhaft durch eine Achsschenkellenkung mit den Achsschenkeln 3 gebildet, wobei die Achsschenkel 3 über eine Lenkstange 4 so miteinander verbunden sind, dass bei einem möglichen Lenkeinschlag an der Hinterachse 2 beide Achsschenkel 3 einen gleichgerichteten Lenkeinschlag ausführen.
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Die erfindungsgemäße Achsschenkellenkung gewährleistet dabei, dass das Anhängefahrzeug im Bereich der Hinterachse 2, auch bei einem möglichen Lenkeinschlag an der Hinterachse 2, eine notwendige Kippstabilität gegenüber einwirkenden Querkräften aufrecht erhält.
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Derartige Querkräfte wirken auf das Anhängefahrzeug beispielsweise beim Befahren unebener Untergründe oder bei einer ungleichmäßig verteilten Beladung des Anhängefahrzeuges auf dieses ein.
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Die Drehschemellenkung der Vorderachse 1 und die Achsschenkellenkung der Hinterachse 2 sind auf besonders vorteilhafte Art und Weise über ein erstes und ein zweites Hydrauliksystem miteinander verbunden.
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Die 1 zeigt dabei eine prinzipielle Darstellung der Hydrauliksysteme, wobei zur Vereinfachung die Darstellung der Wirkverbindung lediglich auf das erste Hydrauliksystem beschränkt ist.
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Das erste Hydrauliksystem weist dabei erfindungsgemäß einen ersten Primärzylinder 5 und einen ersten Sekundärzylinder 6 auf, welche im Falle des Ausführungsbeispiels als doppeltwirkende Zylinder ausgebildet sind.
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Der erste Primärzylinder 5 ist über zwei Hydraulikleitungen 7 mit dem ersten Sekundärzylinder 6 derart verbunden, dass jeweils ein Kolbenbodenraum (nicht dargestellt) des ersten Primärzylinders 5 mit einem Kolbenbodenraum (nicht dargestellt) des ersten Sekundärzylinders 6 und ein Kolbenstangenraum (nicht dargestellt) des ersten Primärzylinders 5 mit einem Kolbenstangenraum (nicht dargestellt) des ersten Sekundärzylinders 6 verbunden ist.
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Das zweite Hydrauliksystem weist erfindungsgemäß einen zweiten Primärzylinder 8 und einen zweiten Sekundärzylinder 9 auf, wobei diese baugleich zu dem ersten Primär- und Sekundärzylinder 5 und 6 als doppeltwirkende Zylinder ausgeführt sind.
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In 2 ist das Anhängefahrzeug mit der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung bei einem Lenkeinschlag nach links dargestellt.
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Der Einfachheit halber wird in 2 auf eine Darstellung der Wirkverbindung zwischen den Primärzylindern 5 und 8 und den Sekundärzylindern 6 und 9 verzichtet.
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Die Hydraulikleitungen 7 und 10 sind hierbei lediglich andeutungsweise dargestellt.
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Die Primärzylinder 5 und 8 und die Sekundärzylinder 6 und 9 sind besonders vorteilhaft so im Bereich der jeweiligen Achse angeordnet, dass eine Gleichlauflenkung des Anhängefahrzeuges bewirkt wird, bei welcher die Räder der Hinterachse 2 der Spur der Räder der Vorderachse 1 weitestgehend exakt nachlaufen.
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Ein in 2 dargestellter Lenkeinschlag der Vorderachse 1 nach links, treibt den ersten Primärzylinder 5 derart an, dass dieser einfährt und ein, in diesem vorhandenes, Fluid (nicht dargestellt) verdrängt.
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Das zu verdrängende Fluid befindet sich dabei insbesondere in dem Kolbenbodenraum des ersten Primärzylinders 5.
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Das aus dem ersten Primärzylinder 5 verdrängte Fluid wird über eine erste Hydraulikleitung 7.1 in den ersten Sekundärzylinder 6 eingeleitet, wobei der erste Sekundärzylinder 6 durch das eingeleitete Fluid ausgefahren wird.
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Die Einleitung des Fluids in den ersten Sekundärzylinder 6 erfolgt dabei insbesondere in dessen Kolbenbodenraum.
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Es wird somit auf vorteilhafte Weise eine im Wesentlichen verlustfreie Übertragung der Lenkkräfte von der Vorderachse 1 auf die Hinterachse 2 erzielt.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Anlenkungen des ersten Primärzylinders 5 im Bereich der Vorderachse 1 und des ersten Sekundärzylinders 6 im Bereich der Hinterachse 2, erfolgt bei dem dargestellten Lenkeinschlag der Vorderachse 1 nach links, besonders vorteilhaft ein entgegengesetzter Lenkeinschlag an der Hinterachse 2 nach rechts.
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Dieser entgegengesetzt gerichtete Lenkeinschlag der beiden Fahrzeugachsen ermöglicht dem Anhängefahrzeug eine überaus hohe Manövrierbarkeit auch beim Durchfahren kleiner Kurvenradien oder bei der Ausübung enger Rangiermanöver.
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Die erfindungsgemäß vorgesehene mechanische Verbindung der beiden Achsschenkel 3 der Hinterachse 2 über die Lenkstange 4 bewirkt darüber hinaus, dass ein Ausfahren des ersten Sekundärzylinders 6 ein Einfahren des zweiten Sekundärzylinders 9 des zweiten Hydrauliksystems bewirkt, wodurch ein in dem zweiten Sekundärzylinder 9 vorhandenes Fluid (nicht dargestellt), insbesondere aus dem Kolbenbodenraum des zweiten Sekundärzylinders 9 verdrängt wird.
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Dieses verdrängte Fluid gelangt über eine weitere Hydraulikleitung 10.1 zu einem zweiten Primärzylinder 8 des zweiten Hydrauliksystems und wird speziell in dessen Kolbenbodenraum eingeleitet, wobei das eingeleitete Fluid ein Ausfahren des zweiten Primärzylinders 8 bewirkt.
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Die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung stellt somit auf besonders vorteilhafte Weise einen hydraulisch-mechanischen Kreislauf bereit, in welchem Lenkkräfte der Vorderachse 1 über das erste Hydrauliksystem an die Hinterachse 2 und über das zweite Hydrauliksystem von der Hinterachse 2 zurück an die Vorderachse 1 übertragen werden.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Primär- und Sekundärzylinder 5 und 6 und 8 und 9 als doppeltwirkende Zylinder wird darüber hinaus ein redundantes System bereitgestellt, welches aufgrund der doppelt vorhandenen Verbindungen der jeweiligen Zylinder untereinander eine sehr hohe Ausfallsicherheit gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorderachse
- 2
- Hinterachse
- 3
- Achsschenkel
- 4
- Lenkstange
- 5
- erster Primärzylinder
- 6
- erster Sekundärzylinder
- 7
- Hydraulikleitung des ersten Hydrauliksystems
- 8
- zweiter Primärzylinder
- 9
- zweiter Sekundärzylinder
- 10
- Hydraulikleitung des zweiten Hydrauliksystems
- 11
- Deichsel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202009016346 U1 [0009]
