DE2349407A1

DE2349407A1 - Lenkeinrichtung fuer kraftfahrzeuge, insbesondere fuer land- und/oder bauwirtschaftlich nutzbare kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2349407A1
Application number: DE19732349407
Authority: DE
Inventors: Rudolf Lenzbach; Heinrich Dipl Ing Mahler
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1973-10-02
Filing date: 1973-10-02
Publication date: 1975-04-10
Also published as: FR2246436B1; FR2246436A1

Description

AlfUn ⁵ Köln 80, den 28. Sept. 1973

' - Unser Zeichens D 73/87 APTT Ja/B

Lenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für land- und/oder bauwirtschaftlich nutzbare Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine .Lenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für land- und/oder bauwirtschaftlich nutsbare Kraftfahrzeuge mit einer Brennkraftmaschine als Antriebsmaschine und einem von einem Rahmen oder Rumpf gehaltenen Lenkgetriebe und einer gegenüber dem Rahmen oder Rumpf elastisch gelagerten Lenksäule mit einer Lenkhandhabe.

Bei Lenkeinrichtungen vorgenannter Gattung besteht das Problem, die aus Massen- und Gaskräften des Brennkraftmaschine und die durch Unebenheiten der Rollebene verursachten, in der Lenksäule und deren Lenkhandhabe wirksamen Schwingungen zu eliminieren« Dieses Problem ist vor allem bei in selbsttragender Bauweise ausgeführten Fahrzeugen, wie Ackerschleppern, Hubstaplern und dergl. gegeben, bei denen eine beispielsweise als Dieselmotor ausgeführte Brennkraftmaschine mit einem Triebwerksgehäuse und einem sich · an dieses anschließenden Treibachsgehäuse zu einem Fahrzeugrumpf zusammengeflanscht sind. Bei diesen Fahrzeugen übertragen sich die von der Brennkraftmaschine aus den Gas- und Massenkräften herrührenden Schwingungen unmittelbar auf den Fahrzeugrumpf, so daß die mit diesem verbundene Lenkeinrichtung wiederum zu Schwingungen angeregt wird, was zu merklichen Einbußen an Fahrkomfort führt. Insbesondere besteht dieses Problem bei einem Fahrzeug mit

509815/0682

28.9.1973 D 73/87

einem durch eine Viersylinder-Brennkraftmaschine erfolgenden Antrieb. Dabei erzeugen die aus' Massen- und Gaskräften verursachten Weehseldrehmomente Drehschwingungen an der Lenkeinrichtung um die Fahrzeuglängsmittelachse und die durch Massenkräfte zweiter Ordnung ausgelösten Kräfte, soweit sie nicht oder unzureichend durch ein Massenausgleichsgetriebe kompensiert sind, vertikale Schwingungen an den Lenkgliedern in besonders großem Maße.

Zur Lösung dieses Problems ist bereits vorgeschlagen worden, die die Lenkhandhabe tragende Lenksäule über ein drehelastisches Gelenk mit der Antriebswelle des Lenkgetriebes zu kuppeln, wobei die Lenksäule in einem dreh- und biegefest mit einem Fahrzeugrumpf verspannten Lenkgetriebe starr verbundenen Rohr gelagert ist. Bei einer solchen Lösung sind zwar die durch ein Befahren einer unebenen Rollebene auf die Lenkräder horizontal einwirkenden Kräfte verursachten Schwingungen an der Lenkhandhabe eliminiert. Hiergegen können jedoch mit einer solchen Lösung die aus den Gas- und Massenkräften der Brennkraftmaschine und die durch horizontal auf das Fahrzeug einwirkende Kräfte ausgelösten Schwingungen an der Lenkhandhabe nicht'eliminiert vefden, da die Lenksäule in einem starr mit dem Rahmen oder Rumpf verbundenen Bauteil gelagert ist.

Ausgehend von diesen Erkenntnissen ist es Aufgabe der Erfindung, eine Lenkeinrichtung der vorausgesetzten Gattung dahingehend zu verbessern, daß die aus den Gas- und Massenkräften sowie nach Möglichkeit auch zum Teil die aus vertikalen auf das Fahrzeug

509815/0682

28.9.1973 D 73/87

einwirkenden Kräften verursachten, an der Lenkhandhabe wirksamen Schwingungen eliminiert werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Lenkgetriebe mit der Lenksäule und der Lenkhandhabe über ein drehelastisches Glied mit einer parallel zur Kurbelachse der Brennkraftmaschine angeordneten Drillachse am oder auf dem Rahmen bzw. dem Rumpf gelagert ist. Mittels einer solchen Lösung werden bei großer Lenkstabilität des Lenksystems die aus den Gas- und Massenkräften ausgelösten Schwingungen am Rahmen bzw. Rumpf in ihrer Einwirkung auf die Lenksäule und die mit diesem verbundene Lenkhandhabe eliminiert, wobei je nach Gestaltung der Feder des elastischen Gliedes gleichfalls durch Vertikalkräfte auf das Fahrzeug ausgelöste Schwingungen an der Lenkhandhab© beseitigt werden»

Dabei ergibt sich eine besonders kostengerechte Lösung dadurch, daß das drehelastische Glied als ein beidseitig direkt oder indirekt mit dem Rahmen oder Rumpf verspanntes Federblatt ausgebildet ist, dessen zwischen den Einspannstellen liegender Teil mit dem Lenkgetriebegehäuse verspannt ist. Zur Dämpfung besonders hochfrequenter Schwingungen, wie sie insbesondere beim Antrieb des Fahrzeuges durch eine vierzylindrige Brennkraftmaschine ausgelöst werden, wird nach der Erfindung ferner vorgeschlagen, daß das drehelastische Glied aus zwei mit ihren Enden Über ein Distanzstück miteinander verspannten Federblättern gebildet ist, von denen ein Federblatt zwischen seinen Enden direkt oder indirekt mit dem

5098 15/0682

28.9.1973 D 73/87

Rahmen bzw. Rumpf und das andere Federblatt zwischen seinen Enden mit dem Lenkgetriebegehäuse verspannt ist. Dabei ergibt sich eine günstige Kopplung der Federblätter dadurch, daß die Federblätter mit ihren Enden über eine Federbuchse oder mehrere Federbuchsen miteinander verbunden sind.

Zur Erzielung einer geringen Baulänge des drehelastischen Gliedes ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß das Federblatt bzw. die Federblätter zwischen ihrer Verspannung mit dem Lenkgetriebegehäuse und ihrer endseitigen Verspannung bzw. Einspannung beidseitig eine Einschnürung aufweist bzw. Einschnürungen aufweisen.

Anstelle der beschriebenen drehelastischen Glieder kann zur Verwirklichung der Erfindung gleichermaßen ein drehelastisches Glied Verwendung finden, das aus einem Scharnier mit einer zwischen dessen Flügeln unter Zwischenschaltung einer Distanzbuchse verspannten Platte aus elastischem Werkstoff wie Gummi oder dergl. gebildet ist, wobei einer der beiden Flügel mit dem Rahmen oder Rumpf und der andere Flügel mit dem Lenkgetriebegehäuse verspannt 'ist.

Ein besonders hoher Grad der Dämpfung von aus Vertikalkräften ausgelösten Schwingungen an der Lenkhandhabe wird nach der Erfindung ferner dadurch erreicht, daß das drehelastische Glied unterhalb des Lenkgetriebegehäuses angeordnet ist.

50 9815/0682

28.9.1973 D 73/87

Für die Erzielu' g eines besonders hohen Diapfiangsgrades wird nach der Erfindung außerdem vorgeschlagen, daß das drehalastlsche Glied in einer etwa vertikal sur Zylinderachse der Brennkraftmaschine angeordneten Ebene hinter oder vor dieser angeordnet ist. Weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können der Zeichnung, welche drei Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt, entnommen werden. Es zeigen?

Fig. 1 ein als Schlepper ausgeführtes Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 ein aus zwei Federblättern gebildetes elastisches Glied zur erfindungsgersäßen Lagerung des Lenkgetriebes mit Lenksäule und Lenkhandhabe,

Fig. 3 ein scharnierförmig ausgeführtes drehelastisches Glied zur erfindungsgemäßen Lagerung des Lenkgetriebes mit Lenksäule und Lenkhandhabe,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV - IV durch das drehelastische Glied nach der Fig. 3.

Der in der Zeichnung dargestellte Schlepper weist eine mit einem als tragendes Bauteil ausgeführten Vorderachslagerbock 1 biegesteif verspannte vierzylindrige Brennkraftmaschine 2 auf, die wiederum biegesteif mit einem als Schlepperrumpfteil dienenden Triebwerksgehäuse 3 zusammengeflanseht ist. Das Triebwerksgehäuse 3 ist heckseitig mit einem Treibachsgehäuse 4 verschraubt, das beidseitig

50981 5/0682

.,- - 28.9.1973

D 73/87

Treibachsrohr© 5 aufweist, In denen je eine nicht dargestellte, dem Antrieb von hinteren Treibrädern 6 dienende Halbwelle gelagert ist.

Im Vorderachslagerbock 1 ist um die Längsmittelachse des Schleppers pendelnd eine vordere Lenkachse 7 gelagert, die beidseitig mit Lenkzapfenhülsen 8 versehen ist. Diese dienen der schwenkbaren Lagerung je eines Lenkzapfens 9 eines vorderen Achsschenkels 10, auf dem über eine nicht dargestellte Nabe ein vorderes, der Lenkung des Schleppers dienendes Laufrad 11 gelagert ist. Die Lenkzapfen sind drehfest mit einem Lenkhebel 12 verbunden, die untereinander über eine Spurstange 13 miteinander gekoppelt sind, wobei einer der Lenkhebel 12 über eine Lenkschubstange 14 mit dem Lenkstockhebel 15 eines Lenkgetriebes 16 gekuppelt ist. Das Lenkgetriebe" 16 weist ein der Lagerung einer Lenkwelle 17, nicht dargestellten Lenkgetriebeteilen und einer Lenksäule 18 dienendes Lenkgetriebegahäuse 19 auf. Das Lenkgetriebegehäuse 19 ist nach der Erfindung mit dem Mittelteil eines Federblattes 20 verspannt, das mit seiner Drillachse parallel zur Kurbelachse der Brennkraftmaschine 2 endseitig mit Lagerböcken 21 des Triebwerksgehäuses 3 üie r nicht dargestellte Schrauben verspannt ist. Zwischen ihrer endseitigen Einspannung und der Verspannung mit dem Lenkgetriebegehä-use 19 ist das Federblatt 20 beidseitig mit Einschnürungen versehen, die eine besonders kurze Baulänge des Federblattes 20 gestatten. Die Lenksäule 18 weist endseitig ein Lenkrad 23 als Lenkhandhabe auf, durch dessen Drehung über die nicht dargestellten,

509315/U 682

28,9.1973 D 73/87

beispielsweise als Globoidschneckengetriebe ausgeführten Lenkgetriebeteile je nach Drehrichtung die Lenkwelle 17 zwecks Lenkung der vorderen Laufräder 11 gedreht wird.

Es wird erwähnt, daß bei Ausbildung des Lenkgetriebes als ein durch Servokraft, beispielsweise durch hydraulische Stellorgane, verstellbares Lenkgetriebe dieses mitsamt den Stellorganen einschließlich der Lenksäule und der Lenkhandhabe über das Federblatt 20 am Triebwerksgehäuse 3 nach der Erfindung gelagert sein soll.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist abweichend von der in Fig. 1 dargestellten Lösung das der drehelastischen Lagerung des Lenkgetriebegehäuses 19 dienende drehelastische Glied 24 aus zwei unterhalb des Lenkgetriebegehäuses 19 angeordneten Federblättern 25 gebildet. Das untere Federblatt 25 ist mit einem Lagerbock 26 des Triebwerksgehäuses 3 verspannt, während das obere Federblatt 25 i?:lt seinem Mittelteil mit dem Fuß 27 des Lenkgetriebegehäuses 19 verschraubt ist. Endseitig sind die beiden Federblätter 25 unter Zwischenlage eines Distanzstückes 28, das aus Blech oder auch aus elastischem Werkstoff bestehen kann, über Schrauben 29 miteinander verspannt. Dabei sollen die beiden Federblätter 25 über nicht dargestellte Federbuchsen, welche von den Schrauben 29 durchsetzt sind, miteinander gekoppelt sein. Die Federblätter 25 sind wie das Federblatt 20 zwischen ihrer Verspannung mit dem Fuß 27 des Lenkgetriebegehäuses 19 und ihrer endseitigen Verspannung beidseitig mit einer Einschnürung 30 versehen.

509815/ÜB82

28.9.1973 D 73/87

Das in Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel des drehelastischen Gliedes 31 weist ein Scharnier 32 auf, dessen unterer Flügel 33 mit dem Triebwerksgehäuse 3 verspannt ist. Der untere Flügel 33 ist über einen Bolzen 34 mit dem oberen Flügel 35 des Scharniers 32 gekoppelt. Die beiden Flügen 33 und 35 sind untereinander unter Zwischenlage einer elastischen Platte 36 endseitig mittels Schrauben 37 miteinander verspannt. Dabei sind die beiden Flügel 33, 35 endseitig gegeneinander über von den Schratoen 37 durchsetzten Federbuchsen oder Distanzbüchsen 38 miteinander gekuppelt.

Es wird erwähnt, daß sowohl die Lösung nach der Fig. 1 als auch nach den Fig. 2 und 3 sich für die seitliche Anordnung des Lenkgetriebes vor oder hinter der Brennkraftraaschine eignet, wobei gleichfalls das Lenkgetriebe als rein mechanisches, oder auch durch Servo—kraft verstärkt ausgeführtes Lenkgetriebe ausgebildet sein kann.

Anstelle der beschriebenen Ausführungen des drehelastischen Gliedes können gleichfalls runde Drehstabfedern Anwendung finden, die ein- oder beidseitig mit dem Triebwerksgehäuse 3 direkt oder indirekt verspannt sind.

503815/0682

Claims

Kiöckner-Humboidt-DeutzAG JvLICHD. . ⁵ ΚΟ?.*Ϊ 80, den 28 „ Sept» 1973

Unser Zeichens D 73/87 APTT Ja/B Patentansprüche

* 1. ) Lenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für land-

d/oder bauwirtschaftlich nutzbare Kraftfahrzeuge, mit einer Brennkraftmaschine als Antriebsmaschine und einera von einem Rahmen oder Rumpf gehaltenen Lenkgetriebe* und einer gegenüber dera Rahmen oder Rumpf elastisch gelagerten Lenksäule mit einer Lenkhandhabe, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkgetriebe (16) mit der Lenksäule (18) und der Lenkhandhabe (23) über ein drehelastisches Glied(24) mit einer parallel zur Kurbelachse der Brennkraftmaschine (2) angeordneten Drillachse am oder auf dem Rannen hzw< > dem Rurapf (3) gelagert ist.

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet_f daß das drehelastische Glied (24) als ein beidseitig direkt oder indirekt mit dem Rahmen oder Rumpf verspanntes Pederblatt (20) ausgebildet ist, dessen zwischen den Einspannstellen liegender Teil mit dem Lenkgetriebegehäuse (19) verspannt ist.

3. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch ' gekennzeichnet, daß das drehelastische Glied (24) aus zwei mit ihren Enden über ein Distanzstück (28) miteinander verspannten Federblättern (25) gebildet ist, von denen ein Pederblatt (25) zwischen seinen Enden direkt oder indirekt mit dem Rahmen bzw. Rumpf (3) und das andere Federblatt (25) zwischen seinen Enden mit dem Lenkgetriebegehäuse (19) verspannt ist.

509815/0682

28.9.1973 D 73/87

4. _Lenkeinrichtung nach Anspruch 3_? dadurch gekennzeichnet, daß-die beiden Federblätter (25) mit ihren Enden über eine Federbuchse oder mehrere Federbuchsen miteinander verbunden sind.

5. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federblatt (20) bzw. die Federblätter (25) zwischen ihrer Verspannung mit dem Lenkgetriebegehäuse (19) und ihrer endseitigen Verspannung bzw» Einspannung beidseitig eine Einschnürung (22) aufweist bzw. Einschnürungen (30) aufweisen.

6. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehelastische Glied (31) aus einem Scharnier (32) mit einem zwischen dessen Flügeln (33, 34) unter Zwischenschaltung einer Distanzbüchse (38) verspannten Platte (36) aus elastischem Werkstoff, wie Gummi oder dergl. gebildet ist, wobei einer der beiden Flügel (33) mit dem Rahmen oder Rumpf (3) und der andere Flügel (34) mit dem Lenkgetriebegehäuse (19) verspannt ist.

7. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das drehelastische Glied (20 bzw. 24 bzw. 31) unterhalb des Lenkgetriebegehäuses (19) angeordnet ist.

8. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das drehelastische Glied (20 bzw. 24 bzw. 31) in einer etwa vertikal zur Zylinderachse der Brennkraftmaschine (2) angeordneten Ebene hinter oder vor dieser angeordnet ist.

5098 1 5/Ü682