DE2040443C3

DE2040443C3 - Lenkvorrichtung für Schwerlastfahrzeuge mit einer Vielzahl von lenkbaren Rädern bzw. Radaggregaten

Info

Publication number: DE2040443C3
Application number: DE19702040443
Authority: DE
Inventors: Georg Prechtel; Willy Scheuerle
Original assignee: WILLY SCHEUERLE FAHRZEUGFABRIK 7114 PFEDELBACH
Current assignee: WILLY SCHEUERLE FAHRZEUGFABRIK 7114 PFEDELBACH
Priority date: 1970-08-14
Filing date: 1970-08-14
Publication date: 1978-08-03
Also published as: JPS4927810B1; DE2040443A1; DE2040443B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung für Schwerlastfahrzeuge mit einer Vielzahl vcn lenkbaren Rädern bzw. Radaggregaten nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine solche Lenkvorrichtung isl besonders auch für Schwerlastfahrzeuge geeignet, die sehr große und schwere Lasten, z. B. ganze Schiffe oder Schiffsteile, aufnehmen und gegebenenfalls schwierige Fahrmanöver ausführen müssen, um durch enge Straßenkurven und bei Ortsdurchfahrten um Hausecken gelenkt werden zu können, sofern hierfür überhaupt eine Möglichkeit besteht.

Es sind Lenkvorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt (FR-PS 15 51 696), die auf einer Welle nebeneinander befestigte und durch einen Hebel gedrehte Kurvenscheiben für die jeweiligen Lenkprogramme aufweisen. Zur Umschaltung von dem einen auf das andere Programm ist es hierbei notwendig, zunächst die Welie in Achsrichtung zu verschieben, bis die gewünschte Kurvenscheibe mit dem Abtastelement im Eingriff steht, so daß jeweils zwei unterschiedliche Bewegungen der Kurvenscheiben erforderlich sind: zum einen eine Axialbewegung zum Umschalten von dem einen auf das andere Programm und zum anderen eine Drehbewegung, um das jeweils eingestellte Programm ablaufen zu lassen, was eine besondere Aufmerksamkeit des Fahres bedingt.

Aufgabe der Erfindung ist es vor allem, eine besonders einfache Schaltung zu ermöglichen und das Umschalten von einem auf ein anderes Programm zu erleichtern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe von den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst

Durch die Erfindung braucht zum Obergang von dem einen auf das andere Programm, z. B. von Kurvenfahrt

ίο auf Querfahrt, lediglich in gleicher Richtung wie bei Einstellung innerhalb des einzelnen Programmbereiches weitergeschaltet zu werden. Eine solche Schaltweise stellt insbesondere auch für eine Betätigung auf hydraulischem oder ähnlichem Wege eine besonders

is einfache und zugleich raumsparende Lösung des Problems des Lenkungsumschaltens dar, die noch durch die Merkmale nach Anspruch 2 verbessert werden.

Die Erfindung ist nicht nur für einzelne Fahrzeugeinheiten, sondern auch für Aggregate solcher — gleicher oder ungleicher — Einheiten anwendbar, die zum

Transport besonders schwerer, langer oder breiter Lasten beliebig hintereinander oder nebeneinander zu

einem Fahrzeugaggregat vereinigt werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfol-

gend anhand der Zeichnung erläutert Hierbei zeigt

F i g. 1 die Draufsicht auf ein Schwerlastfahrzeug, das z. B. aus zwei hintereinandergeschaltetjn Fahrzeugeinheiten zusammengesetzt ist wobei in F ι g. 1 beispielsweise die eine (z. B. linke) vordere Einheit auf eine Lenkung mit in der Fahrzeuglängsachse angeordnetem Kurvenmittelpunkt und die andere (z. B. rechte) hintere Einheit auf eine Lenkung mit einem in einer mittleren Querachse des Fahrzeuges bzw. Fahrzeugaggregates liegenden Kurvenmittelpunkt eingestellt ist

F i g. 2 einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht des Fahrzeuges nach F i g. 1,

F i g. 3 einen Schaltplan für die Lenkvorrichtung in Anwendung auf ein Paar einander gegenüberliegender Radaggregate,

F i g. 4 eine Draufsicht auf ein Steuerkurvenpaket nach F i g. 3 und

Fig.5 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig.3 mit einer Ansicht der Steuerkurven. In F i g. 1 ist ein aus zwei Einzelfahrzeugen 11 und 12 zusammengesetztes Fahrzeug 10 schematisch dargestellt, wobei die einander gleich ausgebildeten beiden Einzelfahrzeuge spiegelbildlich zueinander angeordnet und mit ihren rückwärtigen Enden bei 13 miteinander gekuppelt sind. An ihren Enden weist jedes der beiden

•η Einzelfahrzeuge ein Fahrerhaus 14 auf, wie dieses in F i g. 2 für das linke, bei Fahrtrichtung f vordere Einzelfahrzeug 11 gezeigt ist.

Jedes der beiden Einzelfahrzeuge weist auf jeder Fahrzeugseite zehn Radaggregate 15 bzw. 16 auf der

ss einen Fahrzeugseite, desgleichen 17 bzw. 18 auf der anderen Fahrzeugseite auf. jedes dieser als Pendelachse ausgebildete Radaggregat ist — z. B. zusammen mit einem es je in lotrechter Richtung gegen den Rahmen abstützenden Hydraulikaggregat, einer Federung od. dgl. — um eine zwischen den beiden Rädern bzw. Radpaaren des Radaggregates liegende lotrechte Drehachse 19 lenkbar am Rahmen 20 oder einem entsprechenden Oberbau des Fahrgestells gelagert, so daß jedes der beiden in der Zeichnung beispielsweise

hi dargestellten Einzelfahrzeuge 11 und 12 insgesamt zwanzig lenkbare Pendelachsen mit vierzig bzw. achzig Rädern aufweist. Selbstverständlich kann die Zahl der Radaggregate oder Pendelachsen je Einzelfahrzeug

beliebig groß sein. Auch können in der Mittellängstibene eines jeden Fahrzeuges zusätzlich entsprechende Radaggregate angeordnet werden, wie auch die Anzahl der Radaggregate an miteinander in Längsrichtung: bzw. Querrichtung kombinierten Einzelfahrzeugen unterschiedlich groß sein kann.

In Fig. 1 sind zwei Lenkeinstellungen angedeutet. Das rechte Einzelfahrzeug 12 führt hierbei — bei einer Fahrtrichtung /— eine Linkskurve aus, indem der Kurvenkrümnujngsmittelpunkt M₁ auf der mittlleren to Querachse m\-m\ des Fahrzeuges 10 liegt Die Lenikung sämtlicher Räder bzw. Radaggregate 16,18 des hinteren Einzeifahrzeuges 12 (wie dargestellt) wie auch sämtliche Räder bzw. Radaggregate 15 bzw. 17 des vorderen Einzelfahrzeuges U (wie nicht dargestellt) .sind hierbei durch Drehen um ihre lotrechten Drehachsen 19 so eingestellt, daß ihre Radebenen senkrecht oder nahezu senkrecht auf Geraden stehen, die sich als Kurvenradien im Punkte M\ schneiden. Die dargestellte Einstellung kann beispielsweise dem kleinsten Wenderadius r_t entsprechen, den das Fahrzeug in der Praxis ausführen kann. Doch äst es auch möglich, den Punkt M\ noch näher an das Fahrzeug heranzulegen bzw. üis in den Mittelpunkt Mo des Fahrzeuges zu verlegen, so. daß das ganze Fahrzeug um den Punkt Af₀ eine Drehbewegung ausführt

Je nach der Betätigung der Lenkung kann der Punkt M\ auf der Mittelquerachse mt-m, wandern, so daß eine Kurve mit kleinerem oder größerem mittleren Krümmungshalbmesser durchfahrbar ist

In F i g. 1 ist des weiteren für das Einzelfahrzeug 11 eine Lenkungseinstellung dargestellt bei der der Kurvenkrümmungsmittelpunkt Mi auf der Mittellängsachse des Fahrzeuges liegt Sowohl die Radaggregate 15 bzw. 17 des z.B. vorderen Einzelfahrzeuges 11 (wie dargestellt) als auch die Radaggregate 16 bzw. 18 des z. B. hinteren Einzelfahrzeuges 12 (wie nicht dargestellt) befinden sich in einer solchen Lenkungsstellung, daß die Radebenen auf sich im Punkt M₂ schneidenden Geraden als Krümmungsradien senkrecht oder nahezu senkrecht stehen. Da, Fahrzeug führt in diesem Falle eine Schwenkbewegung um den Punkt M₂ aus, indem das vordere (linke) Ende des Fahrzeuges nur eine Schwenkung mit kleinerem Radius, das hintere Ende des Fahrzeuges jedoch eine Schwenkung mit großem Radius ausführt Durch Betätigung der Lenksteuerung kann der Punkt M₂ entlang der Längsmittelachse mz-m₂ von vorn oder hinten wandern, wobei im Grenzfalt der Punkt M₂ ebenfalls mit dem Punkt M₀ zusammenfallen kann. Liegt der Punkt M₂ im Unendlichen, führt das Fahrzeug eine reine Translationsbewegung parallel zur Quermittelachse m\-m\ aus.

In den Fig.3 bis 5 ist ein Schaltschema für die Lenkung und die Änderung des Lenkprogrammes dargestellt Beispielsweise im Fahrerhaus 14, gegebenenfalls an beiden Enden des Gesamtfahrzeugs zwecks wechselweisen Fahrens nach beiden Richtungen, is« ein etwa von einem Lenkrad 21 betätigtes Lenkventil 22 angeordnet, welches ein Druckmittel aus einer Zuleitung 23 entweder in einen Rücklaufbehälter 24 oder eo aber über Leitungen 25 bzw. 26 zu den Zylinderräumen 27 bzw. 28 beiderseits eines im Steuerzylinder 29 verschiebbaren Steuerkolbens 30 leitet. Die Kolbenstange 31 des Steuerkolbens 30 ist über den Steuerzylinder 29 hinaus verlängert und trägt, z. B. mittels einer _b5 Steucrplatte 32, je sinen Satz oder ein Kurvenschieberpaket 32a mit Steuerkurven 33 bzw. 34, von denen die Steuerkurven 33 nach eben, die Steuerkurven 34 nach unten gerichtet sind, wobei die (in der Zeichnung oberen) Steuerkurven 33 beispielsweise zur Steuerung der auf der rechten Fahrzeugseite befindlichen Radsätze, die (in der Zeichnung unteren) Steuerkurven 34 zur Steuerung der auf der linken Fahrzeugseite befindlichen Radsätze dienen. In Fig.4 sind insgesamt zehn Steuerkurven 33 dargestellt, weiche der Anzahl der auf einer Fahrzeugseite befindlichen Radaggregate des vorderen Einzeifahrzeuges 11 entsprechen. Die Kolbenstange 31 kann sich hinter dem Kurvenschieberpaket 32a fortsetzen und ein weiteres Kurvenschieberpaket für das hintere Einzelfahrzeug 12 tragen. Zweckmäßig wird jedoch eine gesonderte Steuerung für die Radsätze des anderen (hinteren) Einzeifahrzeuges vorgesehen, das gegebenenfalls hydraulisch mit dem vorderen Lenksystem derart verbunden ist daß das Lenkventil 22 gemeinsam mit den Steuerkurven 33, 34 des vorderen Einzeifahrzeuges 11 auch die gesonderten Steuerkurven des hinteren Einzeifahrzeuges 12 durch ein zusätzliches Zylinder-K.olben-Steuer-Aggregat — entsprechend 29, 30 — betätigt

Mit den Steuerkurven 33, 34 arbeiten für die einzelnen Radaggregate durch Tast- oder Gebereinheiten 35 gesonderte Lenksysteme zusammen, wie diese nachfolgend für eines der hydraulischen Lenksysteme beschrieben werden. Die Druckflüssigkeit für die einzelnen Lenksysteme wird jedoch vorzugsweise von einer gemeinsamen Hochdruckpumpe 36 geliefert, die vorteilhaft als Verstellpumpe mit regelbarem Hub ausgebildet ist und von einem Motor 37 angetrieben wird, der der Antriebsmotor des Fahrzeuges oder ein gesonderter Motor sein kann. Im Ruhezustand des Fahrzeuges saugt die Hochdruckpumpe 36 die Druckflüssigkeit aus einem Behälter 38, der auch mit dem Rücklaufbehälter 24 identisch sein kann, über eine Leitung 39 und ein Filter 39a an und drückt die Flüssigkeit über eine Leitung 40 und ein Umschaltventil

41 über eine Leitung 42 in den Behälter 38 zurück. Ein federbelasteter Druckregelkolben 36a kann die Pumpe 36 auf kleinere Leistung einstellen, wenn der Druck ansteigt

Beim Starten des Motors 37 wird das Umschaltventil 41, das vorzugsweise ebenfalls als Elektromagnetventil ausgebildet ist, mir. dem Anlaßschalter elektrisch verbunden. Die Pumpe kann dadurch drucklos anlaufen. Gegebenenfalls kann eine Umschaltung derart vorgenommen werden, daß der Flüssigkeitsstrom der Hochdruckpumpe 36 für andere Bedarfsfälle, wie z. B. Heben der Ladefläche od. dgl., verwendet werden kann. Für den Bedarfsfall — und dies ist in der Regel bei Stillstand des Fahrzeuges erforderlich — kann ein Schalter am Fahrerhaus od. dgl. vorgesehen sein, durch den der hydraulische Druck erhöht wird. Der Vorteil einer solchen Einrichtung liegt darin, daß für das normale Fahren und Lenken die Verlustleistung geringer ist.

Von der Leitung 42 zweigt eine Leitung 43 ab, in der beispielsweise ein als Dämpfer wirkender Hydrospeicher44 für einen bestimmten Maximaldruck angeordnet ist und die gemeinsam die Lenksysteme sämtlicher Radaggregate beliefert. Steigt der Druck in der Leitung

42 bzw. 43 über einen zugelassenen Maximald-uck an, schaltet beispielsweise ein Schalter 45 das Umschaltventil 41 um, wodurch die Lieferung von Druckmittel zur Leitung 43 so lange unterbrochen wird, bis der zugelassene Maximaldruck wieder erreicht ist bzw. unterschritten wird.

An die Leitune 43 sind über einzelne Steuerventile 46.

Leitungen 47, 48 Zylinder-Kolben-Einheiten mit einem Arbeitszylinder 49 und einem Arbeitskolben 50 angeschlossen. Die Steuerventile 46 sind vorzugsweise als Magnetventile ausgebildet und werden von Druckschaltern 51,52 elektrisch betätigt, die ihrerseits von der aus den Tastzylindern 53 durch die Tastkolben 53a verdrängten Druckflüssigkeit betätigt werden. Die Tastzylinder 53 mit den Tastkolben 53a und den Tastfühlern 54 bilden im Zusammenwirken mit den Steuerkurven 33, 34 die Sollwertgeber (Tast- oder Gebereinheit 35), die die Lenkeinstellting der Räder bzw. Radaggregate bestimmen. Mit den zur Betätigung der Lenkung des einzelnen Rades bzw. Radaggregates dienenden Arbeits-Zylinder-Kolben 49, 50 sind die Istwertrückmelder 55 vereinigt, die aus einem Zylinder 56 und einem durch die verlängerte Kolbenstange 57 des Arbeitskolbens 50 gebildeten Plungerkolben 58 bestehen, und durch Vergleich mit der Stellung der T¹ICtIz^tIKArI ^id "Jp** iLr«k!f«»r0 Vsrschisbun" des Arbsiiskolbens 50 verhindern, sobald der vom Fahrer eingestellte Sollwert des Lenkeinschlages erreicht ist. Die Rückmeldung des Istwertrückmelders an den Sollwertgeber bzw. der Vergleich beider Einheiten kann statt hydraulisch oder gegebenenfalls auch pneumatisch auch z. B. elektronisch durch Potentiometer od. dgl. erfolgen.

Die Kolbenstangen 57 sind an ihren Enden als Zahnstangen 59 ausgebildet und bewirken bei ihrer Längsverschiebung ein Drehen der mit den lotrechten Lenkzapfen der einzelnen Radaggregate 15,17 bzw. 16, 18 fest verbundenen Zahnradritzel 60, so daß die Radaggregatc aus ihrer in F i g. 3 gezeichneten Geradeausstellung je nach Betätigung nach rechts oder links ausgelenkt werden.

Damit ein jeweils gleichmäßiges Erreichen der unterschiedlichen vorbestimmten Lenkeinschläge der Radaggregate gewährleistet ist, sind in die Leitungen 47 und 48 Zwei-Wege-Ölstromregler 47a und 48a eingebaut. Diese sind so bemeissen, daß in Stromrichtung von der Hochdruckpumpe 36 her immer ein ölüberschuß besteht und somit ein Staudruck vorhanden ist Ein zu schnelles Füllen der jeweils betreffenden Kolbenseite in den Arbeitszylindern 49 wird dadurch verhindert

In F i g. 3 bzw. (in größerem Maßstabe) in F i g. 5 sind Steuerkurven für die Lenkung der Räder beispielsweise dargestellt. Wie in F i g. 5 im einzelnen gezeigt, sind die Steuerkurven in Bereich A, C und B unterteilt. Hierbei ist mit A der Bereich für normale Fahrt, mit B dei Bereich für Querfahrt und mit C der Bereich füi Umstellung von Normalfahrt auf Querfahrt odei umgekehrt bezeichnet. Bei Einstellung auf den Bereich A verlaufen die wirksamen Kurvenabschnitte 61a und 61 i>etwa reziprok zueinander, indem in Mittelstellung — entsprechend der gezeichneten Stellung des Tastfühlers 54 — der Lenkeinschlag gleich Null ist, während sich bei Rechts- bzw. Linkslenkung die Räder bzw Radaggregate, bezogen auf die vertikale Mittellängsebene des Fahrzeuges, in üblicher Weise entgegengesetzl bis zu den Endpunkten des Bereiches A verschwenken.

Die Kurvencharakteristiken der einzelnen nebeneinander sowie auch einander gegenüberliegenden Steuer kurven 33 (Fig.4) sind hierbei in der Regel zur Anpassung an die verschiedenen Kurvenradien und Lenkungseinschläge der Räder bzw. Radaaggregatc (entsprechend Fig. I,rechte Hälfte)unterschiedlich.

Bereiche B für

sind die

te 62a bzw. 626 (F i g. 5) entgegengesetzt gerichtet, da der Lenkeinschlag der Räder, wie aus Fig. I, linke Hälfte hervorgeht, mit Bezug auf die vertikale Länsmittelebene des Fahrzeuges entgegengesetzt eingeschlagen werden. Der Einschlag kann, wie in Fig. 1, linke Hälfte, symmetrisch zur vertikalen Längsmittelebene des Fahrzeuges sein, oder auch unsymmetrisch erfolgen, wie in F i g. 5 angedeutet ist. In diesem Falle liegt der Kurvenmittelpunkt Mt mehr oder weniger außerhalb der vertikalen Längsmittelebene nti-ith des Fahrzeuges.

Der Umstellbereich C dient da^u, die Lenkung von Längsfahrt auf Querfahrt umzustellen. Da bei voll ausgeschwenkten Radaggregaten bei Längsfahrt ein Teil der Radaggregate sich bereits in einer Stellung befindet, die etwa dem Lenkausschlag bei Querfahrt entspricht, kann man dieses im Sinne der Erfindung dadurch ausnutzen, daß man bei der Umstellung die betreffenden Radaggregate in ihrer Stellung beläßt und lediglich die übrigen Radaggregate in die neue erforderliche Lenkstellung bringt. In F i g. 5 ist dieses beispielsweise dadurch angedeutet, daß die untere Steuerkurve 63£> im Bereich C parallel zur Stellrichtung und lediglich die obere Steuerkurve 63a schräg zur Stellachse verläuft. Dadurch kann der Leistungsaufwand zur Umstellung der Lenkung, die unter Umständen einen Kraftaufwand von mehreren Tonnen erfordert, auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lenkvorrichtung für Schwerlastfahrzeuge mit einer Vielzahl von lenkbaren Rädern bzw. Radaggregaten, mit einer verstellbaren Steuervorrichtung, durch deren Verstellung die Kurven, auf denen sich der Kurvenmittelpunkt in Abhängigkeit von der Lenkbetätigung bewegt, verlegbar sind, wobei die Steuervorrichtung gesonderte Steuerkurven als ein gemeinsames Paket für Normal- und Querfahrt für die Lenkbetätigung jedes einzelnen Rades bzw. Radaggregates aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in längsverschiebbaren Kurvenschiebern die Steuerkurven enthalten sind, bei denen in Verstellrichtung auf erste Kurvenabschnitte (61a, 61 b) für Normalfahrt zweite Kurvenabschnitte (63a, 636) für die Lenkungsumstellung folgen und sich an die zweiten Kurvenabschnitte (63a, 636) dritte Kurvenabschnitte (62a, 626) für eine weitere Fahrweise, vorzugsweise für Querfahrt (BX z.B. ebenfalls mit Rechts- und Linksienkung, anschließen und daß dL in Verstellrichtung hintereinanderliegenden Kurvenabschnitte durch Drehen am Lenkrad ansteuerbar sind.

2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten, zweiten und dritten Kurvenabschnitte jeweils Kurvenabschnittspaare (61a, 6itr, 63a, 636; 62.% 62b) mit auf den einzelnen Kurvenschiebern des Kurvenschieberpakets (32a) quer zur Verstellrichtung desselben jeweils einander gegenüberlugenden Kurvenabschnitten bilden, wobei die Kurvenabscha'tte (61 s. 63a, 62a) auf der einen Seite der Kurvenschieber für die Lenkbetätigung der Radaggregate (15, 16) der einen Fahrzeugseite und die gegenüberliegenden Kurvenabschnitte (616, 636, 626) für die Lenkbetätigung der Radaggregate (17,18) der anderen Fahrzeugseite vorgesehen sind.