DE2504506A1

DE2504506A1 - Lenkvorrichtung fuer gewerbliche fahrzeuge, insbesondere solche mit zwei abstand voneinander aufweisenden, um vertikale achsen lenkbaren raedern

Info

Publication number: DE2504506A1
Application number: DE19752504506
Authority: DE
Inventors: Stephen Alwyn Breame
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1974-02-09
Filing date: 1975-02-04
Publication date: 1975-08-14
Also published as: SE7501250L; FR2260482B3; FR2260482A1; GB1485387A; CA1032196A; US3972538A; JPS50114734A

Description

Eaton Corporation, 100 Erieview Plaza, Cleveland, Ohio / USA

"Lenkvorrichtung für gewerbliche Fahrzeuge, insbesondere solche mit zwei Abstand voneinander aufweisenden, um vertikale Achsen lenkbaren Rädern"

Bei gewerblichen Fahrzeugen, wie Hubladern u. dgl. ist die Manövrierbarkeit ein wichtiger Faktor, insofern als es wünschenswert ist, daß das Lenksystem eines solchen Fahrzeuges derart ausgebildet ist, daß ein Drehen innerhalb eines ungefähr der Länge des Fahrzeuges entsprechenden Radius möglich ist. Ein typisches Fahrzeug dieser Art verwendet zwei nachlaufende lenkbare Räder, von denen jedes um 180° zur Erzielung eines minimalen Drehradius lenkbar sein muß. Obschon die Erzielung eines 180°-LenkwinkeIs nicht notwendigerweise schwierig ist, ist es doch schwierig , eine Differentiallenkung der beiden Räder zur MinimaIisierung von Reifenverschleiß zu erzielen. Es ist ersichtlich, daß infolge des Abstandes der gelenkten Räder diese Kurven mit verschiedenen Radien beschreiben müssen, wenn ein Reifenabrieb weitgehend vermieden werden soll.

Aufgabe der Erfindung ist es dher, die beiden lenkbaren Räder in einer solchen Weise miteinander zu verbinden,

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daß während des Drehens die Radreifen einen möglichst geringen Abrieb erfahren.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Lenkmechanismus für ein Fahrzeug der beschriebenen Art durch eine Kombination gelöst, die ein erstes Paar von um die Lenkachsen der Lenkräder drehbaren Antriebszahnräder9,ein zweites Paar von Zahnrädern mit im wesentlichen vertikaler Achse, das übereinander zwischen dem ersten Paar von Zahnrädern angeordnet ist, das erste Paar Zahnräder entsprechend mit dem zweiten Paar Zahnräder im Verhältnis 2 : 1 verbindende Antriebsmittel, und ein Paar exzentrischer Glieder auf den zweiten Zahnrädern aufweist, die entsprechendmit Schlitzen in einem Tragrahmen in Eingriff sind, wobei Winkelbewegungen des zweiten Zahnradpaares von eitter seitlichen Verschiebung ihrer zentralen Achse begleitet sind, und die Anordnung derart ist, daß die seitliche Verschiebung des zweiten Zahnräderpaares Differentialwinkelverschiebungen des ersten Zahnräderpaares und der lenkbaren Räder bewirkt.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein typisches Fahrzeug der in Rede stehenden Art,

Fig. 2 und 3 entsprechend eine Draufsicht und eine Nahsicht einer nachlaufenden Lankradvorrichtung eines

gewerblichen Fahrzeuges gemäß der Erfindung, 509833/0265

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Pig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 2 und in

Fig. 5 eine Fig. 2 ähnliche schematische Draufsicht mit fortgelassenen Teilen.

Fig. 1 zeigt schematisch die Anordnung der Räder eines typischen gewerblichen Fahrzeuges mit einem Paar bodenabgestützter Räder 10, 11 und einem Paar angetriebener hinterer bodenabgestützter Räder 12. und 13, die um vertikale Achsen 12', 13' lenkbar sind. Um bei einem solchen Fahrzeug in einem ungefähr der Eigenlänge des Fahrzeuges entsprechenden Durchmesser ohne Reifenabrieb drehen zu können, muß das Fahrzeug um einen Mittelpunkt A der gemeinsamen Achse der Räder 10 und 11 drehen. Um eine solche Drehung ohne Abrieb der Räder 12 und 13 zu erreichen, müssen diese Stellungen einnehmen, in denen ihre Achsen radial mit Bezug auf einen Kreis a um den Punkt A gerichtet sind, wobei die allgemeinen Ebenen der Räder 12 und 13 tangential zu dem strichpunktiert wiedergegebenen Kreis a angeordnet sind. In dieser Stellung sind die Achsen der Räder 12 und 13 um Winkel Θ:- gegenüber der Längsmittellinie des Fahrzeuges versetzt bzw. verdreht angeordnet.

Nimmt man an, daß das Fahrzeug um den Punkt A in Uhrzeigerrichtung dreht und die Räder 12 und 13 anfänglich für eine Geradeaus fahrt ausgerichtet sind, muß das Ra^d 12 um einen Winkel 90° minus ö gedreht werden, während das Rad 13

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um einen Winkel von 90° plus θ gedreht werden muß. Für weniger scharfe Drehungen muß das jeweils an der Außenseite der Kurve liegende Rad 12 bzw. 13 um einen kleineren Winkel von der Geradeausstellung als das innere Rad 12 bzw. 13 gedreht werden, da die lenkbaren Räder Kurven unterschiedlicher Radien folgen müssen.

Gemäß den Fig. 2, 3, 4 und 5 ist ein Lenksystem wiedergegeben, das insbesondere bei einem Fahrzeug, bei dem die Räder 12 und 13 in bekannter Weise mittels getrennter Elektromotoren 1*1 und 15 antreibbar sind, verwendbar ist. Das Rad 12 ist um die Achse 12' in üblicher Weise lenkbar, z.B. mittels einer hydraulischen Presse 16, deren Zylinder an einem relativ befestigten Rahmenteil bei 17 und deren Kolbenstange bei 18 an einem Ende eines Hebels 19 angelenkt ist. Der Hebel 19 ist gelenkig zwischen dessen Enden bei 20 an einem relativ befestigten Träger 21 angelenkt und ferner an seinem anderen Ende bei 22 mit einem Lenker 23 gelenkig verbunden, der wiederum gelenkig mit einem Träger 24 verbunden ist, der exzentrisch mit einer vertikalen Drehachse des Rades 12 verbunden ist.

An der vertikalen Drehachse des Rades 12 ist ein Zahnrad 25 befestigt, während an einer vertikalen Drehachse des Rastdes 13 ein ähnliches Zahnrad 26 befestigt ist. Die Zahnräder 25 und 26 stehen in Antriebsverbindung über Ketten 27 und 28 mit einem Paar Übertragungszahnräder 30 und 29, die

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übereinander mit vertikalen Achsen zwischen den Zahnrädern 25 und 26 angeordnet sind. Die Zahnräder 29 und 30 sind kleiner als die Zahnräder 25 und 26, um ein 2 : 1 Verhältnis zu bilden. Darüber hinaus sind die Zahnräder 29 und 30 durch eine Kupplung in Antriebseingriff miteinander, die eine seitliche Bewegung ihrer Achsen gegeneinander erlaubt. " Eine derartige Kupplung kann üblicher Art sein und ist nicht näher beschrieben. Die dargestellte Ausführungsform weist ein kreuzförmiges Kupplungsglied 31 mit einer in einem diametrischen Schlitz 32 in einer Verlängerung des Zahnrades 30 gleitbaren Rippe auf und eine weitere rechtwinklig hierzu sich erstreckende Rippe, die gleitbar in einem Schlitz 33 in einem Teil 3¹J ist, das an einer Verlängerung des Zahnrades 29 ausgebildet/oder damit verbunden ist.

Ein reibungs vermindernde s Lager 35 umgibt die Verlängerung des Zahnrades 30 und wirkt mit einer Führung 36 ('s. Fig. 5) zusammen, die eine um die Achse 12' geschlagene Kurvenform aufweist, während die Verlängerung des Zahnrades 29 von einem reibungsvermindernden Lager 37 umgeben ist, das sich gegen eine Führung 38 abstützt, die eine um die Achse 13' geschlagene Kurvenform aufweist. Die Führungen 36 und 38 sind entsprechend durch Keilstücke 39 und 40 einstellbar, um die Spannung der Ketten 2? und 28 einzustellen.

Es versteht sich, daß bei der in Fig. k wiedergegebenen Aus-Tiihrungsform der Kupp lungs anordnung mit den Führungen 36 und 38 und ihren entsprechenden Keilstücken 39 und 40 diese

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lediglich zur Einstellung der Spannung der Ketten 27 und erforderlich sind. Aus der nachstehenden Diskussion wird sich ergg>en, daß, wenn eine Ketteneinstellung nicht erforderlich ist, die übertragungsζahnräder 29 und 30 direkt miteinander gekuppelt werden und die Keile und Führungen entfallen können.

Das Zahnrad 29 ist mit einem exzentrischen Drehzapfen 29' versehen, der von einem reibungsvermindernden Lager 41 umgeben ist, das in einem Schlitz 42 gleitbar ist, dessen Längsmittellinie mit einer die Achsen 12' und 13^! verbindenden Linie zusammenfällt (s. Fig. 2). Das Zahnrad 30 ist mit einem ähnlichen exzentrischen Drehzapfen 30' versehen, der von einem Lager 43 umgeben ist, das in einem Block 44 angeordnet ist, der gleitbar in einem Schlitz 45 ist, der sich parallel zu und unterhalb des Schlitzes 42 erstreckt.

In der Zeichnung sind die Räder 12 und 13 in Geradeausfahrstellung wiedergegeben. Die Lager 35 und 37 befinden sich daher in einer Extremstellung gegenüber den Bogenführungen 36 und·38 und ihre Achsen sind gegeneinander gesetzt (Fig. 5), wie dies die Kupplung 31 erlaubt. Auch der Drehzapfen 29' befindet sich nicht unmittelbar oberhalb des Drehzapfens 30' wie Fig. 4 zeigt (nur in einer mittleren Wegstellung längs der Führungen 36 und 38 fallen die Achsen der Zahnräder 29, 30 zusammen). Nimmt man an, daß von der Geradeausfahrstellung eine Uhrzeigerdrehung um den Punkt A gemäß Fig. 1 erfolgen soll, wird die Presse 16 ausgefahren, um eine

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Drehen des Zahnrades 25 in Gegenuhrzeigerrlentung gemäß Pig. 2 und 5 um einen Winkel von 90° minus θ zu bewirken. Während dieser Bewegung dreht sich das Zahnrad 30 infolge der 2 : 1 Übersetzung um l80°. Diese Drehung des Bahnrades 30 verursacht dessen seitliche Verschiebung infolge der Exzentrität des Drehzapfens 30' und ein Nachfolgen des Bogens der Führung 36 (schematisch in Fig. 5 angedeutet) infolge der Spannung der Kette 27. Die Exzentrität des Drehzapfens 30^f ist derart, daß die auf diese Weise bewirkte seitliche Versiiiebung einen Winkel 2 θ um die Achse 12· beschreibt. Wenn das Zahnrad 30 verschoben wird, wird seine halbe Uhrzeigerdrehung um die Achse 12¹ graduell von der Gegenuhrzeigerdrehung des Zahnrades 25 abgezogen. Wenn folglich das Zahnrad 25 um einen Winkel von 90° minus θ gedreht hat, würde es sich um 90° um die Achse gedreht haben, wenn das Zahnrad 30 festgelegt wäre. Infolge der Kupplung 31 dreht das Zahnrad 29 ebenfalls um l80° und wird.ebenfalls seitlich in Kontakt mit der Führung 38 um einen Winkel von 2 θ in Gegenuhrzeigerrichtung um die Achse I3¹ gedreht. Infolge dessen dreht das Zahnrad 26 in Gegenuhrzeigerrichtung um einen Winkel von 90° plus Θ.

Wenn umgekehrt eine Drehung um den Punkt A der Fig. 1 in Gegenuhrzeigerrichtung erfolgen soll, wird das Zahnrad 25 im Uhrzeigersinn um einen Winkel von 90° plus θ gedreht. In diesem Fall, bei dem die seitliche Verschiebung des Zahnrades 30 um den Winkel 2 θ um die Achse 12 erfolgt (die

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ebenfalls im Uhrzeigersinn ist) wird die Hälfte dieses Winkels zu der Winkeldrehung des Zahnrades 25 addiert. Infolge dessen wird das Zahnrad 25 um einen Winkel gedreht haben, der nur 90° betragen hätte, wenn die Achse des Zahnrades 30 festgelegt wäre. Da inzwischen das Zahnrad 29 im Gegenuhrzeigersinn um die Achse 13^f dreht, während das Zahnrad 26 im U-hrzeigersinn dreht, dreht sich das Zahnrad 26 um 90° minus Θ.

Es ist vielleicht am leichtestens zu verstehen, wenn anstelle eines Drehens des Zahnrades 25 angenommen wird, daß es die übertragungsräder 29 und 30 sind, die um 180° drehen. Diese Drehung um l80° verursacht eine seitliche Verschiebung ihrer Achsen um 2 θ um die Achsen 12 * und 13'· Wenn folglich die Drehung der Zahnräder 29, 30 in Uhrzeigerrichtung erfolgt, wird der Winkel θ zu der 90°-Winkelbewegung des Zahnrades 25 addiert und von der 90°-Winkelbewegung des Zahnrades 26 abgezogen, während umgekehrt dann, wenn die Drehung der Zahnräder 29 und 30 in Gegenuhrzeigerrichtung um l80° erfolgt, der Winkel θ von der Winkelbewegung des Zahnrades 25 abgezogen und zu der Winkelbewegung des Zahnrades 26 addiert wird.

Es sei bemerkt, daß infolge des Vorauseilens der Zahnräder 29 und 30 um die Achsen 12' und 13^f der von den Zahnrädern 29 und 30 beschriebene Winkel 2 θ infolge der Exzentrizität lediglich ein Drehen der Zahnräder 25 und 26 um einen Winkel θ bewirkt.

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Da die Zahnräder 29, 30 proportional zu den Winkelbewegungen der Zahnräder 25, 26 verschoben werden, wird im wesentlichen die richtige Differentialwinkelbewegung der lenkbaren Räder 12, 13 bei allen Einstellungen erreicht, vorausgesetzt, daß die Exzentrizität der Drehzapfen 29', 30' in Beziehung zur Länge des Fahrzeuges und zum Abstand zwischen den Achsen 12», 13· richtig gewählt ist.

Ansprüche :

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Claims

Ansprüche :

f IJ Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem ersten und einem zweiten bodenabgestützten Rad, die um im wesentlichen horizontal gerichtete Achsen drehen und die um eine erste und eine zweite, im wesentlichen vertikale, Abstand voneinander am Fahrzeugrahmen aufweisende Achsen drehen und zur Erzielung einer gleichzeitigen Differentialwinkelbewegung um die vertikalen Achsen miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel ein erstes Glied (25) aufweisen, das winkelmäßig um die erste vertikale Achse (12^f) mit dem ersten Rad (12) drehbar ist, ferner ein zweites, um die zweite vertikale Achse (13^f) mit dem zweiten Rad (13) drehbares Glied (26), ein erstes übertragungsglied (30), das am Fahrzeug zwischen der ersten und zweiten Vertikalachse um eine exzentrische Vertikalachse (30¹) drehbar und in einer im wesentlichen horizontalen Ebene verschiebbar ist, Mittel (27) zur Verbindung des ersten Gliedes (25) und des ersten Übertragungsgliedes (30) zu einer gleichzeitigen Winkelbewegung , ein zweites übertragungsglied (29), das am Fahrzeug zwischen der ersten und zweiten vertikalen Achse um eine exzentrische Vertikalachse (29^!) drehbar und in einer im wesentlichen horizontalen Ebene verschiebbar ist, Mittel (28) zur Verbindung des zweiten Gliedes (26) und des zweiten Übertragungsgliedes (29) zu einer gleichzeitigen Winke !verschiebung sowie Mittel (31-3¹O zur Kupplung des ersten und zweiten Übertragungsgliedes (30,29) zur gleichzeitigen Drehung und Verschiebung.

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- φ.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Glied und das erste und zweite Übertragungsglied Kettenräder (25,26,30,29) aufweisen und die Verbindungsmittel zwischen dem ersten Glied (25) und dem ersten Übertragungsglied (30) und dem zweiten Glied (26) und dem zweiten Übertragungsglied (29) von endlosen Ketten (27,28) gebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, mit Kettenspannmitteln, gekennzeichnet durch ein erstes bogenförmiges Führungsglied (36) zwischen dem ersten Glied (25) und dem ersten Übertragungsglied (30), das gegen das erste Übertragungsglied greift, verstellbare auf das erste Führungsglied (36) wirkende Mittel (39)» die das erste Übertragungsglied in eine Richtung zwängen, die die Entfernung zwischen dem ersten Glied und dem ersten Übertragungsglied zu vergrößern sucht, ein zweites bogenförmiges Führungsglied (38) zwischen dem zweiten Glied (26) und dem zweiten Übertragungsglied (29), das gegen das zweite Übertragungsglied greift, verstellbare Mittel (¹IO), die auf das zweite Führungsglied wirken und das zweite Übertragungsglied in eine Richtung zwängen, die den Abstand zwischen dem zweiten Glied und dem zweiten Übertragungsglied zu vergrößern sucht, wobei die das erste (30) und das zweite Übertragungsglied (29) kuppelnden Glieder eine Kupp lungs anordnung (31-3¹O aufweisen, die eine seitliche Verschiebung der exzentrischen Achsen (30',29') des ersten (30) und zweiten Übertragungsgliedes (29) erlauben.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch Mittel (16) zur Aufbringung einer Kraft auf eines der beiden bodenabgestützten Räder (12,13) in Abhängigkeit von einem Lenksignal zur Drehung des Rades um dessen vertikale Achse (12^f,13^fj·
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug ein Rahmenteil aufweist, dessen Längsachse sich quer zur Längsachse des Fahrzeuges erstreckt, wobei.die ersten und zweiten bodenabgestützten Räder (12,13) an dem Rahmenteil längs dessen Längsachse montiert sind, und daß die ersten und zweiten übertragungsglieder (30,29) betätigungswirksam mit dem Rahmenteil vertikal übereinander im wesentlichen in der Mitte zwischen dem ersten (12) und zweiten bodenabgestützten Rad (13) angeordnet sind, wobei das erste und zweite übertragungsglied Drehachsenteile (30',29') aufweisen, die in Lagergliedern (43,41) gelagert sind, die in im Rahmenteil gebildeten Schlitzen (45,42) aufgenommen sind.

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