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Nehrachsig gelenktes Fahrzeug Die Erfindung bezieht sich auf ein
mehrachsig gelenktes Fahrzeug mit mindestens einer lenkbaren Vorder- und einer lenkbaren
Hinterachse, dessen Nomentandrehpol durch Veränderung der Lenkbarkeit der Achsen
in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar ist.
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Bei Geländefahrzeugen besteht häufig die Forderung einerseits nach
großer Fahrgeschwindigkeit im Straßenbetrieb und andererseits nach großer Wendigkeit,
also kleinem Wenderadius im Geländebetrieb. Dabei muß im ersten Falle aus Fabrstabilitätsgründen
der Nomentandrehpol des Fehrzeugs im Bereich der in Fahrtrichtung gesehen, hinteren
Achse, bzw. der hinteren Achsen liegen, im zweiten Falle dagegen in Fahrzeugmitte
um einen minimalen Wenderadius zu erzielen. Daraus ergibt sich, daß bei Straßenbetrieb
die vordere(n.3 Achße(n) gelenkt und die hintere(n) Achse(n) blockiert wird. Im
Geländebetrieb dagegen werden alle Achsen gelenkt, wobei die Räder der vorderen
Achsen und die der hinteren Achsen gegensinnige Einschlagwinkel haben.
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Zusätzlich zu den obengenannten Forderungen nach großer Fahrgeschwindigkeit
einerseits und kleinem Wenderadius andererseits ergibt sich besonders bei militärischen
Fahrzeugen häufig noch die Eorderung nach gleich großer Geschwindigkeit bei tOr-
und Rückwärtsfahrt. demzufolge sind drei verschiedene Hauptbetriebszustände mit
entsprechend unterschiedlicher Lenkbarkeit der Achsen zu unterscheiden: a) Schnelle
Vorwärtsfahrt mit gelenkter Vorderschse(n) und blockierter Einterachse(n), b) GeländeNahrt
bei der alle Achsen gelenkt sind und c) schnelle Rückwärtsfahrt mit gelenkter hinterachEe(n)
und blockierter Vorderachse(n).
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Bei bekannt gewordenen gattungsgemäßen Fahrzeugen wird die Veränderung
der Lenkbarkeit der jeweils betreffenden Achsen durch Rastensperren erreicht, d.b.
es handelt sich um eine sogenannte Schwerz-ieiB-Steuerung, bei der eine Achse entweder
voll lenkbar ist, oder blockiert ist. Diese bekannt gewordenen Fahrzeuge haben vor
allem folgende Nachteile: 1. Das Einrasten der Sperre ist nur bei Geradeausstellung
der Räder möglich.
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2. Während des Schaltvorgangs ist wegen der notwendigen Schaltüberdeckung
kurzzeitig die gesamte Lenkung blockiert 3. Der uebergang von einem zum anderen
Betriebszustand verläuft nach einer Sprungfunktion, d.h. der Momentandrehpol des
Fahrzeugs wird sprunghaft verschoben.
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Dadurch ergibt sich eine plötzliche starke Veränderung des Fahrverhaltens.
Aus diesem Grunde ist zusätzlich eine Zwangasperre erforderlich, die das Umschalten
nur bei sehr kleinen Geschwindigkeiten möglich macht.
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4. Bei einem eventuell in der Schalteinrichtung auftretenden Schaden
wird das Fahrzeug möglicherweise lenk- und damit betriebsunfähig.
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5. Eine Fehlschaltung z.B. durch fehler in der Steuerung vorrichtung
oder durch unbeabsichtigtes Betätigen kann schwerste Unfälle herbeifijhren.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein gattungsgemäßen
Fahrzeug so auszubilden, daß die vorgenannten Nachteile vermieden werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem gattungsgemäßen
Fahrzeug der Momentandrehpol stufenlos verschiebbar ist. Durch diese erfindungsgemäße
Ausbildung werden die
oben angefü:hrten/Nachteile bisher ausgeführter
Fahrzeuge sämtlich vermieden, wobei hervorzuheben ist, daß bei einem Aur!ell von
Betätigungsorganen das Fahrzeug auch in jeder Zwischenstellung voll betriebsfähig
ist.
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In Ausbildung eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges soll der an einem
lenkkrafterzeugenden Lenkgetriebe befindliche Lenkstockhebel als zweiarmiger Hebel
ausgeführt sein, an dessen einem Arm eine Lenkstange für die Vorderachse(n), am
anderen Arm eine Lenkstange für die Hinterachse(n) angelenkt ist und die wirksame
Hebellänge Jedes Hebelarmes durch eine Stellvorrichtung von einem Maximalwert bis
auf Null veränderbar ist. Diese Lösung ist deshalb besonders vorteilhaft, weil sie
die Betätigungsorgane für die Veränderung der Lenkbarkeit der einzelnen Achsen in
einem Organ, nämlich im Lenkstockhebel zusammenfaßt und es deshalb leicht möglich
ist, am jeweils anderen Ende der Lenkstangen äe nach der Anzahl der von dort aus
zu lenkenden Achsen mehrere weitere Lenkstangen für diese einzelnen Achsen anzuschließen,
wobei durch Veränderung der Bebellänge am Lenkstockhebel dann jeweils alle Vorderachsen
bzw. alle Hinterachsen in gleicher Weise ihre Lenkbarkeit verändern.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Stellvorrichtung
als Gewindetrieb ausgebildet. Obwohl auch andere Stellvorrichtungen z.B. hydraulische
Kolbenzylinderelemente denkbar sind, ist die Anwendung eines Gewindetriebes zur
Lösung der gestellten Aufgabe am besten geeignet. Durch den Gewindetrieb läßt sich
nämlich nicht
nur eine besonders feinfühlige Verstellung der Lenkbarkeit
der verschiedenen Achsen erreichen, sondern er bietet zusätzlich den Vorteil, daß
die Veränderung der Lenkbarkeit der Achsen und damit die Verschiebung des Momentandrehpols
nur langsam erfolgt, so daß dem Fahrer eine gewisse Übergangszeit zur Einstellung
auf das geänderte Fahrverhalten des Fahrzeugs zur Verfügung steht.
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Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert. In den
Zeichnungen zeigt Fig. 1 schematisch ein zweiachsiges Fahrzeug in den drei verschiedenen
Hauptbetriebszuständen bezüglich der Lenkbarkeit der beiden Achsen, Fig. 2 ein dreiachsiges
allradgelenktes Fahrzeug mit schematischer Lenkkinematik und Fig. 3 einen Lenkstockhebel
entsprechend Fig. 2 mit einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung.
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In Fig. 1 ist die mögliche Fahrtrichtung des schematisch sngedeuteten
zweiachsigen Fahrzeugs jeweils mit einem Pfeil angegeben. Im Betriebszustand a ist
die in Fshrtrichtung vorn liegende Achse mit 1, die Hinterachse mit 2 bezeichnet.
Der Momentandrehpol M befindet sich auf der Längskoordinate der Hinterachse 2, d.h.
die Achse 2 ist blockiert, während die Achse 1 gelenkt ist.
Im Betriebsfall
b befindet sich der 2'.omentandrehpol X in der bitte zwischen der Achse 1 und der
Achse 2, d.h. es werden beide Achsen 1 und 2 in gleicher Weise gelenkt. Dieser Betriebsfall
ergibt den kleinsten Wenderadius, ist also für Geländefahrt besonders geeignet,
weshalb als mögliche Fahrtrichtung Vorvsärts- und Rückwärtsfahrt in pratze kommt.
Der Betriebsfall c ist schließlich die Umkehrung des Betriebsfells a, d.h. der L.omentandrehpol
M liegt auf der Langskoordinate 1, d.h. diese Achse 1 ist blockiert, während die
Achse 2 voll lenkbar ist.
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Es handelt sich also um einen Betriebsfall für schnelle Rückwärtsfahrt
auf üblichen Straßen bei im Vergleich zum Betriebsfall b relativ großen Wenderadius.
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Fig. 2 zeigt schematisch die Lenkkinematik eines dreiachsigen Fahrzeugs.
Hierin ist 1 eine lenkbare Vorderachse, 2 eine erste und 22 eine zweite lenkbare
Hinterachse. Mit 3, 4 und 24 sind achsseitige Lenkzwischenhebel der Achsen 1, 2,
22 bezeichnet, die über Schubstangen 5, 6, und 26 mit den fahrzeugseitigen @enkzwischenhebeln
7 für die Vorderachse und 8 für die Hinterachsen verbunden sind. ie doppelarmigen
fahrzeugseitigen Denk -zwischenhebel 7, 8 sind durch eine Lenkstange 9 für die Vorderachse
und eine Lenkstange 10 für die Hinterachsen mit einem doppelarmigen Lenkstockhebel
11 gelenkig verbunden, welcher an einem Lenkgetriebe 12 angeordnet ist und somit
die Lenkkrefte vom Lenkgetriebe auf das Lenkgestänge überträgt. In Fig. 2 ist der
Betriebszustand "Allradlenkungst (siehe Fig. 1b) durch die
voll
ausgezogenen Lenkstangen 9, 1o dargestellt. Am Lenkstockhebel 11 kommt bei beiden
Hebelarmen die maximale Hebellänge zur Wirkung. Der Betriebsfall für reine Vorderachselnkung
mit in Geradeausstellung blokcierten Hinterachsen 2, 22 entspricht der strichpunktierten
Stellung 10' der Lenkstange 1o und der voll ausgezogenen Stellung der Lenkstange
9. Der Gelenkpunkt 13 der Lenkstange lo ist dabei also zum Drehpunkt 14 des Lenkstockhebels
verschoben worden, so daß die wirksame Hebellänge für die Lenkstange 1o Null beträgt
und eine Lenkung der Hinterachsen 2, 22 bei einer Verschwenkung des Lenkstockhebels
11 nicht mehr stattfindet. Sinngemäß ist die Lenkbarkeit der Vorderachse 1 durch
Verschieben des Gelenkpunktes 15 in den Drehpunkt 14 des Lenkstockhebels 11 und
damit durch den Ubergang der Lenkstange 9 aus der voll ausgezogenen Stellung in
die strichpunktierte Stellung ausschaltbar. Das Lenkgestänge ist dabei konstruktiv
so auszuführen, daß in Geradeausstellung die GelenkpiAe 1f, 14, 16 sowie 14, 15,
17 jeweils ein gleichschenkliges Dreieck bilden. Die Betätigung des Lenkgetriebes
12 erfolgt über ein Zwischengetriebe 18, an das von den zwei möglichen Fahrerpositionen
herkommende Lenkwellen 19, 20 gelenkig angeschlossen ist.
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In Fig. 3 ist die in den Lenkstockhebel 11 eingebaute Stellvorrichtung
für die Bewegung der Lenkpunkte 13 und 15 schematisch dargestellt. ueber Stellmotoren
§ o, die als hydrostatische oder als elektrische Antriebc ausgebildet sein können
und die am Lenkstockhebel 11 selbst befestigt sind, werden unter Zwischenschaltung
von Regeltrieben 28 und 31 zwei Gewindehalbapindeln
27 und 32 angetrieben.
Auf der Gewindehalbspindel 32 ist der als Gewindemutter ausgeführte Gelenkpunkt
13 für die Lenkstange 1o schraubbar, wehren auf der Gewindehalbspindel 27 der als
Gewindemutter ausgeführte Gelenkpunkt 15 für die Lenkstange 9 schraubbar ist. Die
Gelenkpunkte 17 und 15 sind mittels der Gewindetriebe 27 und 32 von einer äußeren
Endstellung im Lenkstockhebel 11 bis in dessen Zentrum, dem Drehpunkt 14 am Lenkgetriebe
12 verschiebbar.