DE2332243A1

DE2332243A1 - Selbststeuerndes fahrzeug

Info

Publication number: DE2332243A1
Application number: DE2332243A
Authority: DE
Inventors: Jean Perrotin
Original assignee: Jean Nicolas & Fils Champs Sur; Jean Nicolas & Fils Champs-Suryonne (frankreich)
Current assignee: Nicolas Equipement Sa Champs-Sur-Yonne Yonne
Priority date: 1972-12-20
Filing date: 1973-06-25
Publication date: 1974-07-11
Also published as: DE2332243C3; FR2210969A5; GB1450326A; DE2332243B2; AU479724A; US3903979A

Description

PttentifwHMe -7- - ^ Dipl.lne-F.Welckmann, · Dipl. Ing. H. Weidmann, Dipl. Phys. Dr. K. F.ncke Oipl Ing F. A· «teickiiumn, Dip!. Chem. B. Huber 8 «IBwhw 27, IMhWr. 22

Jean NICOLAS & FiIs

F - 89290 - CHAiH¹S-sur-YONNE

Frankreich

Selbststeuerndes Fahrzeug

Die Erfindung betrifft selbststeuernde Fahrzeuge zum Transport von großen Lasten und insbesondere selbststeuernde Fahrgestelle oder Plattformen mit großen Achsenzahlen, die für den Transport von Gegenständen über kurze Entfernungen in Häfen und auf schwer zugänglichen Baustellen Verwendung finden.

Die Fahrgestelle der vorgenannten Art weisen häufig mehrere
Achsreihen auf, wobei dieser Ausdruck hier so verstanden werden soll, daß ein Paar Räder (oder Zwillingsreifen, oder zu
drei Reifen gruppiert oder sogar zu Mehrreifen) auf einer gleichen Achse montiert sind, und wobei "die Aufhängung in ihrer
Mitte erfolgt. Die in mehreren Reihen angeordneten Achsen sind im allgemeinen motorisiert. Der Steuermechanismus ist derart
ausgestaltet, daß er die Achsen aller Reihen oder den größten Teil der Achsen auf verschiedene Winkel einstellt, so daß alle

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Radachsen in einem Punkt übereinstimmen, wobei -dieser Punkt als MomentanZentrum der Rotation bezeichnet wird.

Dadurch, daß es unmöglich, ist, die Räder über einen bestimmten Punkt hinauszuschwenken (55° für die außenliegenden Achsen), sind diesen Fahrgestellen Benutzungsbeschränkungen auferlegt, so daß sie zum Rangieren große freie Flächen benötigen.

Es ist bereits in besonderen Anwendungsvorfälien vorgeschlagen worden, diese Nachteile zu vermeiden, indem man jede Radachse oder jeden Radsatz durch einen unabhängigen Steuermechanismus steuert, wobei alle diese Steuermechanismen durch ein zentrales Steuergerät synchronisiert werden: Jedoch arbeitet diese Lösung schwerfällig, ist kompliziert, störanfällig und zu teuer, um wirtschaftlich für Baufahrzeuge eingesetzt werden zu können.

Man kann schließlich auch Räder oder Achsen vorschlagen, die mit einem Mechanismus ausgestattet sind, der diese Achsen alle in einen gleichen Winkel einschlägt. Aber.diese Lösung erlaubt nur ein geradliniges Vorwärtsbewegen oder eventuell eine seitliche Bewegung und verhindert die bei Fahrzeugen allgemein übliche Steuerung, so daß ein derart ausgerüstetes Fahrzeug für den Straßenverkehr nicht zulässig ist.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden, indem sie nur einfache Zusätze zu den normalen Steuermechanismen von selbststeuernden Fahrzeugen mit mehreren steuerbaren Achsen vorschlägt.

Zur Lösung schlägt die Erfindung ein selbststeuerndes Fahrzeug vor, das von mehreren in Reihen angeordneten Achsen getragen wird und einen Steuermechanismus zur Steuerung der Achsen beiderseits einer Mittelstellung aufweist, um die Plattform ent-

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lang eines Wendekreises zu führen, wobei das selbststeuernde Fahrzeug dadurch'gekennzeichnet ist, daß jede Achse mit einem Mechanismus ausgestattet ist, der ein gleichzeitiges Lösen aller Achsen von dem Steuermechanismus ermöglicht, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, die alle Achsen in wenigstens eine gegenüber der Mittelstellung vorbestimmte Einschlagstellung führen, wobei der Einschlag aller Achsen gleich ist. Der klassische Steuermechanismus kann'verschieden lange Lenker aufweisen, die die aufeinanderfolgenden steuerbaren Achsen bei normaler Fahrt miteinander verbinden. Diese Lenker lassen es zu, daß bei verschiedenen Achsen Einschlagwinkel eingestellt werden können, welche einer Bahn des selbststeuernden Fahrzeuges um einen gemeinsamen Mittelpunkt entsprechen.

Im allgemeinen wird eine Winkeleinstellung von 90° gegenüber einer Mittelstellung vorgesehen sein, um eine seitliche Vorwärtsbewegung zu ermöglichen . Diese Winkelstellung kann jedoch in besonderen Anwendungsfällen auch einem anderen Winkel entsprechen, wo man eine zweite Winkelstellung von z.B. 60° vorsieht, um einen Krebsgang zu ermöglichen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig.l ein Prinzipschema, in welchem die Ausrichtung der Achsen eines Fahrgestells während einer normalen Fahrt dargestellt sind, wobei die Achsen von dem Steuermechanismus ausgerichtet werden;

Fig.2 eine Ansicht ähnlich der Fig.l, in welcher die Achsen um 90°' gegenüber der Mittelstellung verdreht sind, so daß eine seitliche Bewegung des Fahrge-

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stells ermöglicht wird;

Fig. 3 ein Schema, in welchem die Verbindungslenker zwischen zwei hintereinander angeordneten Achsen einer gleichen Achsenreihe dargestellt sind, so daß die in der Fig.l abgebildete Bewegung ausgeführt werden kann;

Fig.4 die Einrichtungen, mit denen eine Achse in einfacher Weise um 90° gegenüber der Mittelstellung gedreht werden kann, wobei die Figur einen Schnitt entlang der Linie IV-IV nach Fig.5 darstellt;

Fig.5 eine Schnittansicht gemäß der Linie V-V nach Fig.4 und

Fig.6 ähnlich der Fig,4 in vereinfachter Weise die Stellung der verschiedenen Steuerorgane für eine Achse in der Stellung, in v/elcher sie diese Achse um 90° gegenüber der Mittelstellung verdreht halten.

Das in der Fig.l schematisch dargestellte, selbststeuernde Fahrgestell weist vier Reihen mit je zwei Achsen auf. In den nachfolgenden Ausführungen wird angenommen, daß diese Achsen alle selbststeuernd sind, obwohl dieses nicht unbedingt der Fall sein muß. Jede Achse 10 kann sich um eine senkrechte Achse 11, die in der Mitte zwischen den beiden Rädern der Achse angeordnet ist, drehen. Es sei darauf hingewiesen, daß es durch die Montage der Achse ermöglicht wird, die Räder an Ort und Stelle auszurichten, was bei der Verwendung eines Drehgestells nicht möglich wäre.

In der Fig.1 sind die Achsen in einer solchen Stellung dargestellt, in v/elcher sie die Fortbewegung der von ihnen getragenen Plattform 12 auf einem Kreisbogen mit einem Radius 13 er-

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inöglichen.

Es gibt bereits Steuermechanismen, mit denen eine Selbststeuerung einer Achse von mehreren Achsen einer Plattform ausführbar ist, wobei dieser Achse eine entsprechende Stellung in Bezug zu den anderen Achsen gegeben wird. Z.B.ermöglicht gemäß Fig.3 eine Kopplung von zwei Achsen IO und 14 einer gleichen Reihe, den Einschlagwinkel der beiden Achsen aufeinander abzustimmen. Dieser vorbekannte Mechanismus weist für jede Achsreihe eine Platte 15 oder 16 auf, die über einen Lenker 17 oder 18 an ein Gestänge 19 oder 20, das mit der Achse rotationsfest verbunden ist, angeschlossen ist. Die Platten sind untereinander mittels Relaisplatten 21 und 22 und mittels eines in Längsrichtung verlaufenden Lenkers 23 verbunden. Es genügt daher, die erste Achsreihe mit Steuerzylindern oder Steuerventilen auszustatten, um alle anderen Achsen anzutreiben.

Der vorbeschriebene Steuermechanismus hat wie alle bisher bekannten Mechanismen zur Selbststeuerung von Fahrgestellen den Nachteil, daß er nur einen Einschlagwinkel von ungefähr 55° oder mehr zu beiden Seiten der Mittelebene für die außenliegenden Achsen zuläßt. Dieser Einschlagwinkel ist auf überfüllten Freigeländen oft unzureichend.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die in den Fig.4 bis 6 dargestellt ist, vermeidet diesen Nachteil. Sie ermöglicht es, daß die Achsen um 90° gegenüber der Mittelste lung ausgeschwenkt werden, wie dies in der Fig.2 dargestellt ist, also eine Bewegung zur Seite, wie dies durch den Pfeil f angedeutet ist.

Die Antriebsorgane der Räder bleiben sowohl für die seitliche Vorwärtsbewegung als auch für die normale Vorwärtsbewegung die gleichen. Es kann sich dabei insbesondere um Elektromoto-

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ren oder hydraulische Motoren handeln, die zur, Vereinfachung in den Figuren n^-cht dargestellt sind.

Die Figuren 4 und 6 zeigen eine mit der erfindungsgernäßen Vorrichtung ausgestattete Achse, die zwei Räder 24 und 25 auf v/eist, Die Achse könnte auch mit Zwillingsreifen versehen sein, wie dies bspw. in der Fig.3 dargestellt ist. Die Achse 26 ist mit dem Chassis 27 über eine senkrecht geführte Zylinderaufhängung verbunden, aber es könnte auch jede andere Aufhängung angewendet werden, obgleich dies zu einer weniger einfachen Konstruktion führen würde. Die Aufhängung weist einen Führungsschaft 28 auf, der z.B. durch eine Verschweißung 29 an einem mit dem Chassis verschraubten Sockel 30 befestigt ist. In dem Rohr 28 gleitet ein rohrförmiger Kolben 31, der an der Achse 26 befestigt ist. Der Aufhängungszylinder 32 ist zwischen der Achse und dem Rohrboden des Rohres 28 angeordnet. Die Kugeln, Gelenklager oder sphärischen Lagerschalen sind zwischen dem Zylinder einerseits und seiner Abstützung andererseits angeordnet, um schädliche Spannungen zu vermeiden.

Bei dem dargestellten Ausfilhrungsbeispiel ist der Zylinderkopf als konvexe Lagerfläche ausgebildet, und liegt gegen einen auf das Rohr 28 aufgeschraubten Deckel 33 an. Eine Kugel 33a ist zwischen dem Zylinder und der Achse angeordnet.

Der normale Steuermechanismus weist neben der für beide Achsen einer gleichen Reihe (siehe Fig.4 und 6) gemeinsamen Platte 34 einen Lenker 35 auf, der an einer drehfest mit dem Senkel 30 verbundenen Platte 36 angelenkt ist, der sich z.B. an der Platte mittels eines Kugellagers 37 oder eines Gleitlagers abstützt. Jedoch wird die Achse nicht unmittelbar von dieser Platte 35 bewegt. Sie bewegt während des normalen Betriebes eine Relaisplatte 38, die mit der. Achse über eine oder

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mehrere Scheren 39 verbunden ist. In der Fig.5 ist eine einzige Schere dargestellt, aber man könnte ebensogut zwei Scheren im Winkel von 180° anordnen, wobei diese letztere Lösung den Vorteil hat, daß sie die Steuerung ausgleicht. Zwischen der Platte 38 und der Platte. 36 ist ein Kugellager 40 angeordnet, das wie das Lager 37 durch ein Gleitmaterialstück ersetzt werden kann. Um die Lager 37 und 40 können Dichtungen angeordnet sein, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Ein Haltering 41, der von einer Mutter 42 getragen wird, hält die Platte 38 auf ihrem Sitz. Hülsen aus selbstschmierendem Material können zwisehen den sich gegeneinander drehenden Teilen angeordnet sein.

Während der normalen Fahrt verbindet ein Verriegelungsmechanismus die Platten 38 und 36 drehfest miteinander. Der in den Fig. 4 bis 6 bspw. dargestellte Verriegelungsmechanismus besteht aus einem Finger 43, der in einer vertikalen Aussparung gleitet, die in einem Flansch der Platte 38 angeordnet ist. Ein Druckflüssigkeitszylinder 44 übt über einen Kipphebel 45 eine Kraft aus, die den Finger 43 normalerweise nach oben drückt und sein Ende in einem Loch 46 hält, das in der Platte 36 vorgesehen ist und eine entsprechende Ausgestaltung aufweist. Wenn der Finger in das Loch eingeführt ist, schließt er einen elektrischen Kontakt, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, dessen Bedeutung später noch erklärt wird. Aus Sicherheitsgründen wird es bevorzugt, daß die auf den Finger einwirkende und diesen in dem Loch haltenden Kraft dauernd von einer Feder ausgeübt wird und daß der Zylinder während seiner Betätigung eine Gegenkraft ausübt, die zum Ausrücken des Fingers führt.

Die Einrichtung, die dazu dient, die Achse in eine in der Figur 2 dargestellte Ausrichtung zu bringen, weist einen dop-

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pelt wirkenden Zylinder 47 auf, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen dem Chassis des Fahrzeuges und der Platte 38 angeordnet ist, obwohl er auch zwischen der Platte 38 und der Platte 36 angeordnet sein könnte. Alle Zylinder 47 des Fahrzeuges v/erden von einem gemeinsamen Satz Elektroventilen gesteuert, die es bei rvormaler Fahrt ermöglichen, alle Teile der Zylinder zusammenzuschließen. Druckverluste in den Leitungen sind von untergeordneter Bedeutung, v/eil bei der Verwendung eines selbststeuernden Fahrgestells die Geschwindigkeiten langsam und die Einschlagbewegungen sehr progressiv sind. Der Satz Elektroventile gestattet es ferner, an den Hochdruckteil eine Sammelleitung 48 anzuschließen, die alle innenliegenden Räume der Zylinder 47 über Zweigleitungen 49 speist sowie gleichzeitig an den Entlastungsteil eine Sammelleitung 50, die alle äußeren Teile mit Zweigleitungen 51 verbindet. Schließlich gestattet der Elektroventilsatz auch einen Austausch der Verbindungen der Anschlüsse 48 und 50.

Die Funktion der vorbeschriebenen Vorrichtung soll nur kurz angegeben werden. Wenn z.B. der Fahrer aus der Vorwärtsfahrt (in welcher alle Achsen die in den Fig.4 und 5 angegebene Richtung einnehmen) in die Querfahrt wechseln will, beginnt er damit, alle Zylinder 44 derart zu bedienen, daß die Finger 43 sich aus den entsprechenden Löchern 46 herausbewegen. Dann steuert er einen Satz Elektroventile derart, daß alle inneren Räume der Zylinder 47 mit Hochdruck versorgt werden. Die Zylinder drehen dann die Platten 38, bis diese an ihrem Hubende ankommen. Diese Hubenden können entweder durch die Innenräume der Zylinder oder im Gegensatz dazu auf dem Chassis vorgesehen sein. Wie aus der Fig.5 zu erkennen ist, machen die Platten 36 die WinkeIbewegung der Achsen nicht mit. Diese Drehung führt zu einem Rollen der Räder 24 und 25, wie dies durch die

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Pfeile f · angedeutet ist. Dadurch wird die ursprüngliche Richtung der Räder sozusagen in Erinnerung behalten. Die Achsen kommen nicht alle gleichzeitig in der in der Fig.6 dargestellten Ausrichtung an, wo sie verharren, aber das ist ohne Nachteil.

Auf jeder Achse ist vorteilhaft ein Taster vorgesehen, der anzeigt, wenn die Achse die in der Fig.6 dargestellte Position erreicht hat. Dieser Taster kann in den Zylindern untergebracht sein, wenn die Querlage dem maximalen Hub dieser Zylinder entspricht. Wenn alle Taster elektrisch funktionieren und in einem Signalkreis in Reihe geschaltet sind, dann kann dieser Kreis eine Lampe am Armaturenbrett aufleuchten lassen, wenn die Umschreibung aller Achsen beendet ist.'

Es genügt dann, daß der Fahrer die Motore in eine entsprechende Richtung steuert, um eine seitliche Verschiebung der Plattform zu bewirken.

Es ist nicht unbedingt notwendig, von einer Mittelstellung auszugehen, um die Achsen in Querstellung zu bringen. Es reicht aus, daß die Ausgangslage nicht derart ist, daß eine Verklemmung von bestimmten Zylindern 47 auftritt, was praktisch bedeutet, daß man die Quersteuerung nur dann vornehmen kann, wenn der Einschlagwinkel der Räder nicht einen bestimmten Winkel von der einen oder anderen Seite in Bezug auf die Mittelstellung überschreitet. Es sei darauf hingewiesen, daß diese Abhängigkeit praktisch ohne Konsequenz ist, denn alle selbststeuernden Fahrgestelle besitzen zur Erleichterung der Steuerung in der Fahrerkabine einen Winkelmesser für den Lenkungseinschlag.

Wenn der Fahrer die Achsen wieder in die Normalstellung brin-

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do

gen will, dann genügt es, daß er die Zylinder,44 entlastet, damit die Federn die Finger 43 wieder nach oben stoßen, und es reicht aus, die Steuerung der Zylinder 44 umzukehren. Die Finger 43 greifen in ihre Aussparungen, sobald sie sich mit diesen in Deckung befinden. Die Achsen kehren so in ihre Ausgangsposition zurück und die in den Aussparungen angeordneten Signalgeber signalisieren dem Fahrer die ausgeführte Rückstellung aller Achsen. Natürlich wäre es auch möglich,eine Ausrichtung aller Achsen auf einen anderen vorbestimmten Winkel als 90° vorzunehmen. Es reicht dafür aus, auf den Zylindern geeignete Lager vorzusehen, wobei man darauf achten muß, daß diese Zylinder einen ausreichenden Hub ausführen können, damit sie den normalen Einschlag nicht behindern. Man kann selbst mit Hilfe der Zylinder 47 zwei mögliche vorbestimmte Einschlagrichtungen vorsehen, aber dies führt zu einem mechanischen, elektrischen oder hydraulischen Mechanismus, der das System wesentlich komplizierter macht.

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Claims

Patentansprüche

' 1. ,Selbststeuerndes Fahrzeug,das von mehreren in Reihe angeordneten Achsen getragen wird und einen Steuermechanismus zur Steuerung dor Achsen beiderseits einer Mittelstellung aufweist, um die Plattform entlang eines Wendekreises zu führen, dadurch gekennzeichnet , daß jede Achse (10,14) mit einem Mechanismus (43,44,45) ausgestattet ist, der ein gleichzeitiges Lösen aller Achsen von dem Steuermechanisraus ermöglicht, und daß Einrichtungen (34,35,36,38,47) vorgesehen sind, die alle Achsen in wenigstens eine gegenüber der Mittelstellung vorbestimmte Einschlagstellung führen, wobei der Einschlag aller Achsen gleich ist.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschlagstellung oder eine der Winkelstellungen gegenüber der Mittelstellung 90° beträgt.
3. Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuermechanismus eine Platte (36) aufweist, die über den Lösemechanismus mit der Achse (1O,14) verbunden ist, sowie eine Verriegelung (43,46XdU die Achse automatisch in einer relativ bestimmten Winkelstellung gegenüber der Platte arretiert, wobei die

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Verriegelung an eine Entlastungssteuerung angeschlossen ist.
4. Fahrzeug nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen für jede Achse des Fahrgestells eine zwischen der Achse und einem festen Punkt des Chassis des Fahrgestells angeordneten Zylinder (32) aufweist.
5. Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß die Zylinder (32) druckmittelgesteuert und zweifach wirkend sind und alle parallel versorgt werden, um den Winkeleinschlag der Achsen in die vorbestimmte Winkelstellung oder zurückzusteuern, und daß alle Zylinderräume bei Normalfahrt miteinander verbunden sind.
6. Fahrzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß ein Drucklager den Winkeleinschlag jeder Achse begrenzt, wenn diese vorbestimmte Winkelstellung erreicht hat.
7. Fahrzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß eine Signaleinrichtung vorgesehen ist, die anspricht, wenn sich alle Achsen in der vorbestimmten Winkelstellung befinden.
8. Fahrzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß eine Signaleinrichtung vorgesehen ist, die anzeigt, daß alle Achsen mit dein S te ue rme ch an is mus zusammenwirken.

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9. Fahrzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen jeder Achse und dem Chassis eine flüssigkeitsbetätigte Aufhängungen (32) und zwischen den Achsen und der Einrichtung zur Steuerung der Achsen in die Winkelstellung ein Scherengetriebe (39) vorgesehen sind.

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