DE2513624B2 - Lenkeinrichtung für ein Radfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betriff, eine Lenkeinrichtung für ein Radfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches I.

Dem Oberbegriff des Anspruches 1 entsprechende Lenkeinrichtungen sind aus der DF-OS 16 80 74¹) bekannt und dienen zur I.erkling tier Rader eines Portalkranes. Diese Räder mpcI, um eine definierte Abstützung des nur mit geringen Geschwindigkeiten verfahrbaren Portalkranes zu gewährleisten, vertikal nicht auslenkbar, sondern sind an starren Gabeln gelagert.

Bei schweren Radfahrzeugen, wie militärischen Amphibienfahrzeugen, militärischen oder zivilen geländegängigen Baufahrzeugen od. dgl. besitzen die Räder großen Durchmesser und müssen zur Verbesserung der Manövrierbarkeit extrem starke Lenkausschläge ermöglichen, wobei gleichzeitig eine vertikale Auslenkbewegung von etwa der Größenordnung des Raddurchmessers oder noch mehr möglich sein muß. Dies erfordert eine besondere Ausbildung des Lenkgestänges, um auch im voll ein- oder ausgefederten Zustand der Fahrzeugräder deren ordnungsgemäßen Lenkeinschlag zu erzielen.

Bei aus der DE-AS 11 06 194 bekannten Lenkeinrichtungen sind deshalb an ein Lenktrapez mit Spurstange und Spurhebeln in einem von vertikalen Auslenkbewegungen nicht betroffenen Bereich in der Höhe der geometrischen Schwenkachse von Kurbelachsen Lenkstangen angelenkt, die auf Lenkhebel der einzelnen Räder an den Kurbelachsen wirken. Die Betätigung dieser Einrichtungen erfolgi ausschließlich durch Handkraft.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lenkeinrichtung der aus der DE-OS 16 80 749 bekannten Gattung so auszubilden, daß das Lenkgestänge bei Verwendung in schweren geländegängigen Fahrzeugen auch unter großen vertikalen Auslenkungen der Räder nicht zu Mißlenkung führt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch die Anordnung einer gemeinsamen Lenkhebelanordnung derart, daß die Anlenkpunkte der Lenkstangen in der Verlängerung der geometrischen Schwenkachse der Kurbelachsen liegt, beeinflussen vertikale Schwenkbewegungen der Kurbelachsen nicht die Stellung des Lenkgestänges und damit den Einschlagwinkel der Lenkräder. Dabei ist trotz einer körperlichen Verbindung der Lenkgestänge für jedes Lenkrad, die bei einem Ausfall der Hydraulikzylinder eine Notlenkung ermöglicht, eine mit geringer Bedienungskraft zu betätigende Kraftlenkung geschaffen, die frei von Lenkfehlern ist. Es wird die Lenkhebelanordnting in der üblichen Weise von der Lenkspindel aus über ein gemeinsames Lenkgetriebe angetrieben, so daß die Vorteile einer mechanisch einheitlichen Lenkeinrichtung für beide Lenkräder genutzt werden können, ohne daß dabei aber die Lenkfehler auftreten, die im Falle starrer Lenkgestänge zunächst unvermeidlich erseheinen.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt und zeigen eine vom konstruktiven Aufwand her besonders einfache Möglichkeit auf. die die Anlenkpunkte für die Lenkstangen tragende Lenkhebelanordnung zur Erzielung lenkfehlerfreier Radeinschläge auszulegen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer zeichnerisch dargestellten Aiisführungsform näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Lenkeinrichtung unter Einbeziehung des hydraulischen Steuerkreises.

Die Lenkeinrichtung enthält einen Lagerkörper 1, auf dem ein zugehöriges Lenkrad 2 an seinem nicht näher dargestellten üblichen Aehszapfen drehbar gelagert ist, einen doppelt wirkenden Hydraulikzylinder 3 zum Verschwenken des Lagerkörpers 1 und damit des Lenkrades 2 um eine in bekannter Weise gegenüber der

Vertikalen leicht geneigte Lenkachse 6, ein Steuerventil 4 und ein insgesamt mit 5 bezeichnetes Lenkgestänge. Der Lagerkörper 1 ist an Armen einer Kurbelachse 7 um die Lenkachse 6 schwenkbar gelagert, wobei die Einstellung des Lenkeinschlages vom Hydraulikzylinder 3 aus über einen Lenkzapfen 8 des Lagerkörpers 1 erfolgt. Die Kolbenstange 9 des Hydraulikzylinders 3 ist in nicht näher dargestellter Weise an der Kurbelachse 7 derart angelenkt, daß die Wirkungsachse des Hydraulikzylinders 3 im wesentlichen quer zur Lenkachse 6 liegt. Dabei ist der Hydraulikzylinder 3 in Fahrtrichtung hinter der Drehachse des Lenkrades 2 und der Lenkachse 6 angeordnet.

Das Gehäuse des Steuerventils 4 ist parallel zum Hydraulikzylinder 3 angeordnet und an dessen Gehäuse befestigt. Dadurch bewegt sich ein Ventilschieber 12 des Steuerventils 4 parallel zur Wirkungsachse des Hydraulikzylinders 3, während das Gehäuse des Steuerventils 4 unmittelbar vom Hydraulikzylinder 3 /nitgenommen wird. Auf diese Weise folgt das Gehäuse des Steuerventils 4 der Zylinderbewegung des Hydraulikzylinders 3 in Abhängigkeil vom jeweils eingestellten Lenkeinschlag.

Das Lenkgestänge 5 zur Betätigung des Ventilschiebers 12 besteht aus einem Lenkgetriebe 13 mit einer von einem Lenkhandrad 16 über eine Lenkspinde! angetriebenen Schnecke 15, die mit einem Zahnst 'ment 17 kämmt, weiterhin einer Lenkhebelanordnung mit Lenkhebeln 18 und 20, an denen Lenkstangen 25 angelenkt sind, welche Winkelhebcl 23 verschwenken, die wiederum über Spurstangen 26 die zugeordneten Vcniilschieber 12 betätigen. Die Winkelhebel 23 sind an Gabelgelenken 24 schwenkbar geführt, die ihrerseits an den Kurbelachsen 7 befestigt sind. Die Lcnkhebel 18 und 20 sind um geometrische Schwenkachsen 19 b/w. 21 schwenkbar und miteinander durch eine Kupplungsstange 22 verbunden. Dabei wird vom Zahnsegment 17 aus unmittelbar der Lenkhebel 18 angetrieben und nimm; über die Kupplungsstange 22 den Lenkhebel 20 entsprechend mit, wie dies insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich ist.

Die Lenkhebcl 18 und 20 sind als zweiarmige I lebel ausgebildet, an deren mit 30 bzw. 34 bezeichneten Armen jeweils die Lenkstangen 25 angclenkt sind. Die anderen, mit 31 bzw. 33 bezeichneten Arme der zweiarmigen Lenkhebel 18 und 20 verlaufen in Geradeausfahrtstellung im wesentlichen horizontal in Fahrtrichtung nach hinten, während die Hebelarme 30 und 34 mit leichter Neigung nach vorne, nach unten bzw. nach oben verlaufen. Die beiden Arme 33 und 34 des Lenkhebels 20 sind um ein geringes MaB gegeneinander versetzt angeordnet und weisen einen Abstand 32 voneinander auf. Der horizontale Arm 33 des Lenkhebels 20 liegt unterhalb des Armes 31 des Lenkhebels 18.

Die Arme 30 und 31 des Lenkhebels 18 schließen einen Winkel 40 ein, der gleich ist einem von den Armen 33 und 34 des Lenkhebels 20 eingeschlossenen Winkel 41. Die Länge der Hebelarme 30 und 34 einerseits und 31 und 33 andererseits ist gleich.

Die nachfolgend näher erläuterte konstruktive Ausbildung zeigt, daß die Lenkeinrichtung für jedes der Lenkräder 2 eine getrennte, eigene, von der Verbindung des Lenkhebels 18 mit dem Lenkhebel 20 durch die Kupplungsstange 22 ausgehende Baueinheit bildet. Über das Fehlen einer körperlichen Verbindung zwischen den beiden gelenkten Rädern derselben Lenkeinrichtung hinaus ist es von Bedeutung, daß die Achsen der Anlenkpunkte an den Enden der Hebelarme 30 und 34 in der Geradeausfahrtstellung der Lenkräder 2 mit der geometrischen Schwenkachse 70 der Kurbelachsen 7 zusammenfallen. Dadurch haben Schwingungen der Kurbelachten 7 infolge vertikaler Bewegungen der Lenkräder 2 keinerlei Auswirkungen auf die Lenkgeometrie und können keinerlei Torsionsbeanspruchung in die Lenkgestänge 5 einleiten.

Bei der dargestellten Ausführungsform liegt die geometrische Schwenkachse 70 weiterhin in gleichen Abständen 60 zu den Schwenkachsen 19 und 21 der Lenkhebel 18 und 20, da die Arme 30 und 34 gleiche Längen aufweisen.

Durch das Steuerventil 4 ist eine Druckleitung 46 bzw. eine an einem Behälter 52 angeschlossene Rücklaufleitimg 51 mit Arbeitsräumen 47 bzw. 48 des Hydraulikzylinders 3 verbindbar. Entsprechende Leitungen 46a und 51a führen zum Steuerventil für das zweite Lenkrad 2.

Um eine Schwenkbewegung der Lenkräder 2 herbeizuführen, wird in der bekannten Weise das l.enkhandrad 16 gedreht und dadurch die Lenkhebelanordnung mit den Lenkhebeln 18 und 20 in eine bestimmte Einstellage gebracht. So kann beispielsweise durch entsprechende Drehung des Lenkhandrades 16 eine Bewegung der Teile der Lenkeinrichtung gemäß den eingezeichneten Pfeilen bewirkt werden, wodurch der Ventiischieber 12 des Steuerventils 4 in Richtung des Pfeils /Ί, also in Richtung zur Fahrzeugaußenseife hin gestoßen wird. Gleichzeitig erzeugt die Verbindung der Lenkhebel i8 und 20 über die Kupplungsstange 22 eine Bewegung des Ventilschiebers des Steuerventile;, für das zweite Lenkrad in der Gegenrichtung, so daß dort der Lenkeinschlag gleichsinnig erfolgt.

Von Bedeutung ist weiterhin, daß die Räder in ihrer Einschlaglage, die einer bestimmten Stellung des Lenkhandrades 16 entspricht, gehalten werden, ohne daß bei einem Bruch des hydraulischen .Speisekreises der Lenkeinrichtung für eines der Lenkräder 2 die Gefahr einer freien, unbeabsichtigten Lenkbtrwegung besteht. Wenn beispielsweise eine der Leitungen 46 oder 51 bricht, so kann das zugehörige Lenkrad 2 nicht frei um die Lenkachse 6 schwenken, da einer solchen Schwenkbewegung unabhängig von einer entsprechenden Betätigung des Lenkhandrades 16 die mechanische Verbindung des Rades mit der Lenkhebelanordnung entgegenwirkt. Hierdurch ergibt sich die volle Sicherheit, daß im Falle eines Bruches im Speisekreis keine vollständige Störung der Lenkeinrichtung oder deren Steuersystem erfolgen kann.

Die konstruktive Ausbildung der Lenkeinrichtung ermöglicht es überdies, die Winkel des gleichzeitigen Einschlages der beiden Lenkräder 2 entsprechend dem Korrekturfaktor oder Koeffizienten zu korrigieren, der entsprechend der Lenkgeometrie des Lenktrapezes erforderlich ist. Wie in F i g. 2 näher veranschaulicht ist, arbeitet das Lenkgetriebe 13 über die beiden Lenkhebel 18 und 20, deren Arme 30 und 34 gegenläufig schwenken und dabei die Schwenkbewegung in eine lineare Bewegung mit einer Übersetzung entsprechend dem Sinus-Wert des Winkels umsetzen, den sie mit einer die beiden übereinanderliegenden Schwenkachsen 19 und 21 enthaltenden Bezugsebene einschließen. Dieser Winkel und damit auch sein Sinus-Wert und das Übersetzungsverhältnis ändert sich für beide Hebelarme 30 und 34 unterschiedlich, da sie von der Anfangs-Winkellage entsprechend der Geradeausfahrtstellung der Lenkräder 2 bei jeder Lenkbewegung gegenläufig ausschwenken, so daß ihre jeweiligen Übersetzung-Kennpunkte auf der Sinuslinie in entee-

gengesetzten Richtungen wandern. Dadurch ergeben sich unterschiedliche lineare Verschiebungswege der Lenkstangen 25 und der Ventils«, hieber 12 und damit auch unterschiedliche Einschlagwinkel der Lenkräder 2. Zur Optimierung der Lenkgeometrie durch Einstellung eines geeigneten Voreilwinkels genügt es daher, für einen bestimmten minimalen Wendekreis bzw. die entsprechende Einschlagstellung der Lenkräder 2 einen geeigneten Wert für die Winkel 40 und 41 und eine

geeignete Lange für die Hebelarme 30 und 34 zu wählen. Ein weilerer Vorteil ergibt sich daraus, daß das Lenkgestänge 5 lediglich Slellbefehlc an Antriebsmotore in Form der Hydraulikzylinder 3 weitergeben muß, wonach entsprechend dem Stellbefehl die Verstellkräfte auf die Lenkräder 2 aufgebracht und deren Rückstellkräfte abgestützt werden. Dadurch es das Lenkgestänge im normalen Betrieb von größeren Kräfte nwirkungen entlastet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Lenkeinrichtung für ein Radfahrzeug mit voneinander unabhängig um große Lenkausschläge zulassende Lenkachsen verschwenkbaren Lenkrädem, die jeweils durch einen einerseits am Fahrgestell und andererseits an einem das zugehörige Lenkrad tragenden Lagerkörper angreifenden doppelt wirkenden Hydraulikzylinder verschwenkt werden, wobei jedem Hydraulikzylinder ein eigenes, der Zylinderbewegung folgendes Steuerventil zugeordnet ist, dessen Ventilschieber von einer Lenkspindel aus über ein Lenkgetriebe und ein für die Steuerung der Lenkausschläge eines jeden Lenkrades vorgesehenes, gesondert an das Lenkgetriebe über je einen Anlenkpunkt einer Lenkhebelanordnung angeschlossenes Lenkgestänge betätigt wird und in seiner Neutralstellung den Hydraulikzylinder hydraulisch verriegelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkachsen (6) der Lagerkörper (1) an Armen von Kurbelachsen (7) für große vertikale Auslenkungen gelagert sind und das jedem Ventilschieber (12) zugeordnete Lenkgestänge (5) eine sich parallel zur Fahrzeuglängsrichtung erstrekkende Lenkstange (25) umfaßt, die jeweils an den Anlenkpunkt eines gesonderten Lenkhebels (18 bzw. 20) des für beide Lenkgestänge (5) gemeinsamen Lenkgetriebes (13) angelenkl ist und daß die Anlenkpunkte der Lenkstangen (25) an den Lenkhebeln (18 bzw. 20) in Geradeausfahrtstellung der Lenkräder (2) sich in der Verlängerung der geometrischen Schwenkachse (70) der Kurbelachsen (7) befinden.

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Lcnkhebel (18, 20), von denen einer über das Lenkgetriebe (13) unmittelbar schwenkbar ist, als zweiarmiger Hebel ausgebildet sind, deren eine Arme (31, 33) miteinander durch eine Kupplungsstange (22) verbunden sind, und daß die Anordnung der Lenkhebel (18, 20) gegeneinander so getroffen ist, daß die Anlenkpunkte der Lenkstangen (25) bei Betätigung der Lenkeinrichtung Winkel überstreichen, deren Sinus-Werte sich, ausgehend von einer die .Schwenkachsen (19, 21) der Lenkhebel (18, 20) enthaltenden Bezugsebene, gegensinnig ändern.

3. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Anne (30, 31 bzw. 33, 34) beider Lenkhebel untereinander und von Lenkhebel (18) zu Lenkhebel (20) gleiche Länge aufweisen, und daß die .Schwenkachsen (19, 21) gleichen Abstand (60) von der parallel hierzu angeordneten geometrischen Schwenkachse (70) der Kurbelachsen (7) besitzen.