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Lenkeinrichtung mit einer drehbaren Lenkhandhabe Die Erfindung betrifft
eine lenkeinrichtung mit einer drehbaren bzw. verschwenkbaren Lenkhandhabe für vorzugsweise
langsam fahrande Fahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, ganz besonders Industiefahrzeuge
wie Plattformwagen oder Gabelstapler und zwar Fahrzeuge mit hydraulischer Lenkbetätigung
bzw. Lenkkraftunter-Ii stützung mit einer motorisch angetriebenen Pumpe und einem
von dieser beaufschlagten Kolben in einem Zylinder oder mit einem Schwenkkolben.
Die Anwendung der Erfindung ist jedoch nichtauf langsam fahrende Fahrzeuge beschränkt.
Die bisher bekannten Lenkeinrichtungen weisen ein Lenkhandrad auf, wobei zum Erzielen
des maximalen Lenkradeinschlages mehrere Lenkradumdrchungen gemacht werden müssen.
Bei mechanischen Lenkunge n ist die
Zahl der Lenkradumdrehungen
derart festgelegt, daß die Handbetätigungskraft nicht größer ist als fUr den durchschnittlichen
Bedienungsmann zumutbar. Hinzu kommt, daß der Lenkweg, das heißt, der Verdrehwinkel
des Lenkhandrades, in einem solchen Verhältnis zur Änderung des Einschlages der
LenkrEder (das heißt der gelenkten Räder des Fahrzeuges) stehen muß, daß der durchschnittliche
Bedienungsmann hinreichend genau die gewünschte Kurve ansteuern kann. Deshalb ist
auch bei Nutzfahrzeugen mit Servolenkungen vorgesehen, daß mehrere Umdrehungen des
Lenkhandrades erforderlich sind, um den maximalen Einschlag der lenkräder zu erzielen.
Bei Sport- und Rennwagen wird eine wesentlich "direktere" Steuerung vorgesehen,
weil man hier dem Fahrer eine hBhere Steuergenauigkeit zumutet. Bei schnell fahrenden
Straßenfahrzeugen ist eins Kraftrückwirkung auf das Lankhandrad Ublich, so daß die
Größe der am Lenkhandrad auszuUbenden Kraft einen Hinweis auf das Fahrverhalten
gibt.
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Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist, daß bei Ubergang aus
der Kurvenfahrt indaeradeausfahrt das Lenkrad von selbst wieder in die Geradeausfahrtstellung
zurtiok strebt. Auf das Erzeugen einer derartigen Rückstellkraft hat man bei Gabelstaplern
schon seit längerer Zeit verzichtet, damit möglichst leicht und ermüdungsfrei gelenkt
werden kann. Bei normalem Einsatz von Gabelstaplern müssen
sehr
häufige sehr starke Lenkeinschläge vorgenommen werden.
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Unter Umständen wird die Zeit für ein Arbeitsspiel mit dadurch bestimmt,
wie lange Zeit der Bedienungsmann benötigt, wil die gelenkten oder bis auf den maximalen
Lenkeinschlag erstellt zu haben.
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Der Erfindung liegt dei Aufgabe zugrunde, das Lenken von Fahrzeugen
zu orleichtern und zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß für die
Lenkhandhabe nur ein begrenzter Verschwenkweg zugelassen wird, beispielsweise ein
Verschwenkweg von maximal 120° nach jeder Seite aus der Geradeausfahrtlage heraus
oder von weniger. Dadurch wird en ermöglicht, daß der Fahrer die Lenkhandhabe fest
in seinen Händen behält bzw. eine Kand fest an der Lenkhandhabo läßt, wenn die andere
zur Betätigung anderer Organe benötigt wird und nicht mehr umgreifen muß wie das
bisher bei Lenkrädern erforderlich war, wobei bei Gabelstaplern schon bekannt war,
zum Vermeiden dieses Umgreifens das Lenkrad mit einem Griffknopf zu versehen, an
deni gekurbelt werden kann. Aus dieser Ausgestaltung ergeben sich zahlreiche weitere
Vorteile und vor allen Dingen zahlreiche Weiterausgestaltungsmöglichkeiten, die
weitere Vorteile erbringen. Die physiolo-
gisch günstigere Betätigung
ermöglicht größere Arbeitsgeschwindigkeiten. Außerdem kann eine lenkeinrichtung
gemäß der Erfindung billiger sein als bisher bekannts.
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Da mit der Lenkhandhabe nur Schwenkbewegungen ausgeführt werden,
kann die @blicherweise an der Lenkhandhabe angebrachte Hupenbetätigung über ein
flexibles Kabel mit der Hupe verbunden sein. so daß der bisher mit Rücksicht auf
den großen Schwenkweg erforderliche Schleifkontakt ent behrlich ist.
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Gemäß einer Weiterausgestaltung einer Lenkeinrichtung gemäß der Erfindung,
bei der die Lage der Lenkhandhabe die Lage der gelenkten Räder bestimmt, ist vorgesehen,
daß einer Verschwenkung der Lenkhandhale um einen bestimmten Winkel, beispielsweise
um einen Winkslgrad, in der Nähe der Geradeausfahrtlage eine kleinere Lageänderung
der Lenkräder zugeordnet ist als bei Verschwenken der Lenkhandhabe in gleichem Maße,
also @eispielsweise ebenfalls um ein Grad, im Bereich großer Auslenkungen. Dadurch
wird erzielt, daß Kurven mit großem Radius sehr genau gesteuert werden können, während
andererseits starke Lenkeinschläge sehr schnell angesteuert werden können. Durch
diese Progressivität wird also einerseits ein hinreichend genaues Steuern gesichert,
andererseits aber auch ein
hinreichend schnelles Steuern ermöglicht.
Es wird also einerseits ein ausreichender Lenkweg für geringe Lenkeinschläge, wie
sie bei höheren Geschwindigkeiten in Frage kommen, als ein Feinsteuerbereich erzielt
und andererseits werden große Lenkeinschläge einen verhältnismäßig kleineren Lenkweg
haben. Da große Lenkeinschläge nur bei kleinen Geschwindigkeiten gewäklt werden,
steht hier hinreichend Zeit zum genauen Austeuern zur Verfügung.
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In zweckmäßiger Weiterausgestaltung dieses Gedankens ist vorgenehen,
daß die Unterschiedlichkeit der einer Verschwenkung der Lenkhandhabe um ein Grad
zugeordneten Verschwenkung der lenkräder nicht nur abhänglg ist von der Abweichung
von der Geradeausfahrtlage sondern darüber hinaus zusätzlich abhängig ist von der
Größe der Fahrgeschwindigkeit, insbesondere derart, da3 der Bereich, in dem einer
bestimmten Verschwenkung der Lenkhandhabe eine relativ kleins nderung der Lage der
lenkräder zugeordnet ist, mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit erweitert wird, da
der Bereich maximaler Lenkradeinschläge bei hohen Fahrgeschwindigkeiten sowieso
mit Rücksicht auf die dann auftretende Kurvenfliehkraft nicht fefahren werden kann.
Zu diesem Zweck ist also eine Geschwindigkeitameßeinrichtung vorgesehen, die auf
die Lenkeinrichtung derart einwirkt, daß sie diese entsprechend verstellt.
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Eine solche Geschwindigkeitsmeßeinrichtung kann ein üblicher Tachometer,
beispielsweise ein Fliehgewichtdrehzahlmesser sein, der mit einem Geber ausgerüstet
ist, der auf die Lenkeinrichtung einwirkt.
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In einer anderen Ausgestaltungsform kann jedoch auch vorgeschen sein,
daß die Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit gesteuer wird, durch eine Abhängigkeit
der lenkeinrichtung von der Einstellage eines Gliedes der Fahrgeschwindigkeitssteuerung.
Beispielsweise bei einem Fahrzeug mit einem hydrostatischen Getrieb im Fahrantrieb
kann vorgesehen sein, daß die Abhängigkeit des @ Lenkverhältnisses von der Fahrgeschwindigkeit
gegeben ist durch eine Abhängigkeit der Lenkeinrichtung von der Einstellage des
hydrostatischen Getriebes. Hierzu kann die Einstellage eines bestimmten Steuergliedes,
welches das Übersetzungsverhältnis im hydrostatischen Getriebe bestimmt. herangezogen
werden. Beii spielsweise kann die Lage des Stellgliedes der Pumpe des hydrostatischen
Getriebes die Lenkeinrichtung beeinflussen. Bei einen direkt gesteuerten.zwanglGuflg
übertragenden Getriebe kann auch die die Einstellage des Betätigungsorgans also
beispielsweise das Fahrpedal auf die Getriebeeinstellung einwirken.
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Bei einem Fahrzeug mit elektrischem Fahrantrieb kann ebenfalls eine
bestimmte Große des Fahrantriebes zur Steuerung herangezoge
werden
beispielsweise der Fahrstrom. Ist das Fahrzeug mit einer Impulssteuerung ausgerüstet
kann der Steuerstrom oder die Steuerspannung für die Impulssteuerung oder das Tastverhältnis
derselben die Einflußgröße sein, von der das Lenkverhältnis beeinflußt wird.
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In In Jedem dieser Fälle ergibt sich eine zweckmäßige Lösung wenn
das die Fahrgeschwindiglceit des Fahrzeuges beeinflussende Glied der Fahrantriebsteuerung
ein zwischen die Lenkhandhabe und ein unmittelbar die Schwenklage der Lenkräder
bestimmendes Glied vorzugsweise das Steuerorgan für den Lenkzylinder eingeschaltet
ist und die Übertragungskinematik zwischen Lenkhandhabe und diesem Glied abhängig
von der Einstellage des die Fahrgeschwindigkeit bestimmenden Gliedes verändert.
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Bei einer Gattung bekannter hydraulischer Lenkeinrichtungen wird von
der Lenkhandhabe aus eine nach dem Verdrängerprinzip 1 arbeitende vorzugsweise als
Rotationspumpe ausgestaltete Meßpumpe betätigt, deren Strom dem Lenkzylinder zugeführt
wird.
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Um die vorstehend beschriebene Abhängigkeit von der Schwenklage (Lenkwinkel
also Lenkradiusbe3timmungagrdße) der Lenkräder oder bzw. und von der Fahrgeschwindigkeit
zu erzielen kann vorgesehen sein, daß die Meßpumpe bezüglich ihres Verdrängungsvolumens
pro Weg des Eingangsgliedes also bei einer Rotationspumpe pro Um-
drehung
veränderbar ist. Auf diese Weise würde im hydraulischen System eine tnderung erzielt,
die äquivalent einer Änderung in einer mechanischen Übertragungskinematik ist. Zu
berücksichtigen ist dabei Jedoch, daß bezüglich ihres lIubvolumens einstellbare
Pumpen insbesondere der hier in Frage kommenden Größenordnung relativ kostspielig
sind.
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Bei Jeder dieser Ausgestaltungen ist vorgesehen, daß bei Einstellung
auf höchste Fahrgeschwindigkeit also beispielswebse bei einem hydrostatischen Getriebe
bei Ausschwenkung der Pumpe auf deren größtes Hubvolumen und ggRs. bei verstellbarem
Motor bei Zurückschwenken desselben auf kleinetes im Betrieb zulässiges Hubvolumen
pro Umdrehung der größtmöglichen Verschwenkung der Lenkhandhabe ein wesentlich begrenzterer
Einschwenkwinkel der Lenkräder zugeordnet ist als bei kleiner Fahrgeschwindigkeit.
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Kurven mit kleinem Kurvenradius werden nämlich grundsätalich nur
bei kleinen Fahrgeschwindigkeiten gefahren während bei hoher Fahrgeschwindigkeit
mit Rücksicht auf die Fliehkräfte nur Kurven mit relativ großem KrUmmungsradius
zulässig sind. Bei kleiner 1 Fahrgeschwindfgkeit hat der Fahrer auch auf einem bestimmten
Fahrweg mehr Zeit, eine große Schwenkung der Ienkhandhabe vorzunehmen. Andererseits
erfordert gerade das Fahren bei großer Geschwindigkeit eine größere Feinfühligkeit
in der Steuerung, da eine falsche Einstellung der Lenkräder sehr rasch zu einer
falsche
Fahrtrichtung führt und diese schwerer berichtigt werden
kann als bei kleiner Fahrgeschwindigkeit.
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Grundsätzlich ist eine Lenkungt vorteilhaft, welche geringe Hand-und
Armbewegungen erfordert, nicht zu große Kräfte an der Ienkhandhabe erfordert und
hinreichend feinfühlig ist.
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Zum Beispiel bei Gabelstaplern ist er zur Steuerung der Hubbewegung
bekannt, daß nur ein kleiner Hebelweg ausgeftlbrt wird, wobei durch die Größe des
Hebelweges die Hub- bzw. Senkgeschwindigkeit gesteuert wird. Trotzdem wird mit relativ
hohen Hubgeschwindigkeiten bis zu großen Höhen sehr feinfühlig gesteuert.
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Eine Weiterausgestaltung der Erfindung geht dahin, diese Erkenntnis
auch fUr lankbetätigung zu nutzen und diese Erkenntnis zu kombinieren mit der Erkenntnis,
daß die Arbeitsgeschwindigkeit erhöht werden kann, die Ermüdung des Fahrers vermindert
werden kann, wenn anstatt des Kurbelns an einem Lenkhandrad nur eine physiologisch
günstigere kleine Schwenkbewegung an einem Lenkhandrad ausgeführt werden muß. Gemäß
einem weiteren Schritt der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß durch Jedes Verschwenken
der Lenkhandhabe aus der Normalstellung heraus ein Ventil geöffnet wird, das eine
Verbindung zwischen der Pumpe und dem Raum vor dem Lenkkolben freigibt, wobei das
Maß der Versehwenkung der Lenkhandhabe ein Maß fUr den freien Durchlaßquerschnitt
des Ventils ist, du heißt, da- mit zunehmender Verschwenkung der Lenkhandhabe der
freie Durchlaßquerschnitt des Ventile vergrößert wird. Dadurch wird also mit Jedem
Verschwenken der Ienkhandhabe aus der Geradeausfahrtlage ein Verstellen der Lenkräder
bewirkt, wobei die Verstellbewegung solange andauert, wie die Lenkhandhabe aus der
Normallage geschwenkt ist und bei ZurUcknahme der Lenkhandhabe in die Normallage
die einmal erzielte Einstellung beikchalten wird. Eine solche Steuerung, also naoh
diesem System erfolgende Verstellung der Lenkräder, ist Jedoch
etwas
wesentlich Anderes wie eine Steuerung der Bewegung des im Blickfeld des Fahrers
laufenden Hubschlittans, da die Voränderung der Lage der gelenkten Räder erst als
unmittelbare Folge die Kurvenfahrtrichtung des Fahrzeuges beeinflußt, während der
Hubschlitten unmittelbar gesteuert wird. Desto stärker die Lenkhandhabe aus der
Geradeausfahrtlage verschwenkt ist, desto schneller ändert sich der Lenkeinschlag
der gelenkten Räder, das heißt, desto schneller wird der Kurvenradius kleiner. Um
bei einer solchen Lenkeinrichtung von der Kurvenfahrt in die Geradeaus fahrt zurUckkehren
zu können, muß deshalb im Gegensinne gesteuert werden, bis das Fahrzeug geradeaus
fährt. Damit bei einer solchen Steuerung der Fahrer erkennt, wie die gelenkten Räder
eingeschlagen sind, ist es zweckmäßig, im Blickfeld des Fahrers eine Anzeigevorrichtung
für die Lage der gelenkten Räder vorzusehen. flei einer solchen Steuerung wird also
der Lenkeinschlag verändert, solange das Betätigungsorgan aus der Normallage heraus
verschoben ist. Es ergibt sich somit die Charakteristik einer sogenannten "Trägheitssteuerung",
wie man sie bei Flugzeugen, insbesondere bei der Steuerung um die längsachse mittels
des Querruders,vorfindet. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß durch die DT-PS
1 102 197 eine Lenkeinrichtung für Straßenwalten oder dergleichen bekannt ist, bei
der duroh einen Hebel ein Lenkventil betätigt wird ur;d nach abge-
schlossener
Lenkbetätigung durch besondere Absperrorgane das in dem Raum vor dem Ienkkolben
eingeschlossene FlUssigkeitsvolumen eingesperrt wird.
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Als besonders vorteilhaft erweist sich eine Kombination einer Lenkeinrichtung,
bei der einer bestimmten Einstelllage der Lenkhandhabe eine bestimmte Lage der gelenkten
Räder zugeordnet ist, mit einer Steuarung, bei der durch Verschwenken den Steuerorgans
aus einer Normalstellung ein Ventil geöffnet wird3 das eine Verbindung zwischen
der Pumpe und dem Raum vor dem Lenkkolben frei gibt.
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Dadurch kann der Fahrer wie bei autonormalen Steuerung lenken, aber
dann, wenn er einen sehr starken Lenkeinschlag erzielen will, durch Betätigen einer
zusätzlichen Handhabe erzielen, daß die Lenkräder selbsttätig ihren Lenkeinschlag
weiter vergrößern, ohne die Erfordernis, daß der Pedlenungsmann nun während der
Veränderung der Einschlaglage der Lenkräder seinerseits die Lenkhandhabe ebenfalls
bewegt. Zu diesem Zweck können zum Beispiel zwei Lenkräder übereinander angeordnet
sein, von denen das dem Bedienungsmann näher liegende die autonormals Steuerung
betätigt, während das darunter liegende, das die "Impulssteuerung" bewirkende Ventil
betätigt, so daß der Fahrer bei der Nornalfahrt das ihm näher liegende Lenkhandrad
in
beiden Händen hat, aber dann, wenn er wUnsoht, daß der Lenkeinschlag sich weiter
andere, einfach mit einer Harx auf das vordere Ienlcbandrad übergreift und dieses
vorstellt und dadurch ein Weiterlaufen der lenkräder bewirkt. Insbesondere wenn
nicht ein Lenkhandrad vorgeschen ist sondern eine einem Fahrradlenker ähnliche Lenkhandhabe,
kann an dieser mindestens ein Drehgriff vorgesehen sein, durch den das genannte
Ventil gesteuert wird ocr es kann an dieser Handhabe ein zusätzlicher Schwenkhebel
vorgesehen sein, der beispielsweise durch den Daumen. der die Lenkhandhabe haltenden
Hand betätigt wird oder gegebenenfalls kann auf Jeder weite fUr Jeden Daumen ein
derartiger Hebel vorgesehen sein, der Jeweils ein Ventil in entsprechenden Sinne
betätigt. Ebenso wie zwei Lenkhandräder voreinander angeordnet werden können, können
aber auch zwei solche Lenkhandhaben voreinander angeordnet werden. Dabei kann vorgesehen
sein, daß bei Betätigung des Ventils das normale Lenkhandrad stehen bleibt und cine
neue Zuordnung zwischen diesem und der Lage der gelenkten Räder entsteht oder es
kann das für die normale Lenkung vorgesehene Handrad unter Wirkung der "Impulssteuorung"
unter der Hand den Fahrers durchlaufen, bis das Ventil der Impulssteuerung wieder
geschlossen wird. Dadurch können die Vorteile beider Lenk-
arten
jeweils in der für sie günstigen Weise nebeneinander ausgenutzt werden und die Gefahr
von Bedienungsfehlern auf ein Minimum reduziert werden, da Jederzeit wieder auf
die autonormale Lenkung übergegangen werden kann und zu diesem Zweck eingegriffen
werden kann. Auch solche Lenkeinrichtung kann mit einer Anzeigeeinrichtung für die
jeweilige Lage der Lenkräder ausgestattet werden. Auch bei einer solchen steuerung
Icann das Maß, in dem das zusätzliche Betätigungsorgan betätigt wird, in dem dessen
Lage verändert wird, die Geschwindigkeit der Verstellung der gelenkten Räder bestlmmen.
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Eine andere Weiterausgestaltung der Erfindung geht von der Aufgabe
aus, auch bei Ausfall der Hilfspume fUr die hydraulische lenkeinrichtung noch lenken
zu können. Bei den bekannten hydrostatischen Servolenkungen wird von Hand durch
Drehen des ienkhandradss eine Dosierpumpe betätigt, deren Förderstrom ein Lenkventil
betätigt, durch das das von der motor-getriebenen Pumpe geförderte Ö1 dem Rauin
im Arbeitszylinder vor dem Lenkkolben zufließt. Bei Ausfall der Hilfspumpe, beispielsweise
bei Abschleppen mit stillstehendem Motor, kann die Dosierpumpe alleine ;1 1 in den
Arbeitszylinderraum vor dem Lenkkolben fördern. Allerdings sind dann wesentlich
mehr
Umdrehung des Lenkhandrades erforderlich, um einen bestimmten
Lenkeinschlag zu erzielen wie dann, wenn die motorgetriebene Lenkhilfspumpe arbeitet.
Uberhaupt ist b.i einer solchen Steuerung selbstverständlich der Lage des Lenkhandrades
nicht mehr ganz eindeutig ein bestimmter Lenkeinschlag zugeordnet. Eine solche Steuerung
mit Dosierpumpe ist nur schwerlich anwendbar, wenn für die Lenkhandhabe nur ein
beschränkter Denkweg vorgesehen ist.
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Um auch bei einer Lenkeinrichtung gemäß der Erfindung sichern zu können,
daß bei Ausfall der motorgetriebenen Hilfspumpe gesteuert werden kann, ist gemäß
einer Weiterausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß mit der Lenkhandhabe eine
zusätzliche Pumpe verbunden ist, die durch Verschwenken der Ienkhandhabe betätigbar
ist.
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Bei einer Lenkeinrichtung, bei der die Lenkhandhabe ein Ventil betätigt,
durch dessen Öffnen eine Verbindung zwischen der motorgetriebenen Pumpe und dem
Raum vor dem Lenkkolben freigegeben wird und bei der das Ventil als längaschieber
ausgestaltet ist, kann gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung vorgesehen sein,
daß der LEngsschieber mit dem Kolben der zusätzlichen Pumpe vorbunden ist. Zu diesem
Zweck kann an einer Verlängerung
des Steuerschiebers der Kolben
für diese zusätzliche Pumpe, das heißt rur die Notlenkung, befestigt sein.
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Damit die Funktionen des Servoventils sich nicht Uberschneiden mit
der Funktion der Notlenkeinrichtung, darf der Hub des Notlenkkolbens erst dann wirksam
werden, wenn der Steuerschiber voll gesteuert ist. Auch bei einer Folgekolbensteuereinrichtung
muß das in allen Stellungen des Geberkolbens gelten. Diese Funktion wird dadurch
erreicht, daß über eine die Steuerkante am steuerkolben und Folgekolben zunächst
Zylinderkammern der zusätzlichen Pumpe zum RUcklauf geöffnet sind und erst nach
dem für die servosteuerung erforderlichen Hub des Steuorgliedes von diesem geschlossen
werden.
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Die Notlenkung bei Ausfall der motorgetriebenen Pumpe erfolgt dabei
durch "Pumpen", das heißt durch eine rasch aufeinander folgende Anzahl von Hüben
mit der Lenkhandhabe. Dabei ist die Querschnittsfläche des Kolbens der zusätzlichen
Notlenkpumpe derart auf die Kolbenfläche des Isnkkolbens abgestimmt, daß auch bei
untgünstigen Verhältnissen an den gelenkten Rädern die erforderliche Handkraft nicht
unzumutbar groß wird auf der anderen Seite aber auch die erforderliche Anzahl von
HUben in hinreichender Zeit ausgeführt werden
kann. Der Zusammenhang
zwischen Handbügelstellung und Lenkradeinschlag blatt auch hierbei bewahrt. Die
vom Gesetzgeber geforderten Notsteuerungsmöglichkeiten im Falle des Ausfalls der
hydraulischen Lenkkraft w crd durch eine solche "Zweikreissteuerung" voll befriedigend
ermöglicht. Die für diese Notlenkung im zweiten Kreis erforderliche zweite Pumpe
kann als Handpumpe betätigt werden, die wie erwähnt durch die Lenkhandhabe betätigt
wird.
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Eine derartige Lenkung ist schon jetzt außer für Gabelstapler und
ähnliche Industriefahrzeuge für alle Nutzfahrzeuge bis ca. 50 km/h anwendbar, kommt
aber auch für schnellere Straßenfahrzeuge in Betracht.
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Da die Lenkhandhabe eine Schwenkbewegung ausführt, ist es zweckmäßig,
wenn auch das durch diese betätigte Ventil als Drehventil ausgestaltet ist.
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Anstelle eines Lenkhandrades kann als Lenkhandhabe eine einem Fahrradlonker
oder einem Ausschnitt aus einem Ienkhandrad ähnliche Einrichtung vorgesehen sein.
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Die Lenkhandhabe kann a'uer auch in andorer Weise ausgestaltet sein,
beispielsweise in Form eines Stauerknüppels, der verschwenkt wird, wie rUr die Steuerungen
von Stehelektrokarren bekannt. Für einen Gabelstapler oder ein ähnliches 1iirzeug
mit Vierradlenkung wäre eine Lenkeinrichtung denkbar mit einem Steuerknüppel, der
bei Drehen um seine eingen Achse Lewirkt, daß das Fahrzeug sich im gleichen Drohsinn
auf der Stelle droht, bi Neigen bewirkt, daß das Fahrzeug in der Neigungsrichtung
mit einer zum Neigungswinkel proportionalen Geschwindigkeit fährt.
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beispielsweise bei Schwenkung in einer zur Fahrzeuglängsachse parallelen
Ebene vorwärts bzw. rückwärts fährt und darüber hinaus durch eine weitere Betätigungsfunktion,
beispielsweise Knicken, Kurvenfahrt mit wählbaren Kurvenradius steuern kann.
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Die Lenkhandhabe ist üblicherweise an einer Lenksäule befestigt und
ist um eine Achse verschwenkbar, die identisch sein kann mit der Längsachse der
Ianksäule aber auch senkrecht zu dieser steilen kann. Gemäß einer Weiterausgestaltung
der Erfindung ist die Lenkhandhabe um zwei Achsen schwenkbar. Insbesondere bei einer
an einer Lenksäule angeordneten Lenkhandhabe ist diese Lenksäule um eine zweite
Achse achwenk bar, wobei durch Verschwenken um diese zweite Achse eine
weitere
Funktion gesteuert werden kann, beispielsweise der Fahrantrieb oder auch - wenn
der Fahrantrieb durch Pedale gesteuert wird - bei einem Stapler der Hubantrieb.
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Wird beispielsweise durch Verschwenken der Lenkhandhabe in der üblichen
Weise die Fahrtrichtung gesteuert und wird durch die zweite Funktion die gesteuert,
so ist es vorteilhaft, wenn sinngemäß durch Neigen der Lenksäule mit der Lenkhnndhabe
nach vorwärts das Fahrzeug vorwärts fährt mit einer mit der Neigung der Lenksäsle
zunehmenden Geschwindigkeit und andererseits das Fahrzeug gebremst wird bzw. in
die Rückwärtsfahrt übergeht, wenn die Lenkhandhabe nach rückwärts gezogen wird.
Diese Anordnung hat allerdings den Nachteil, daß die Lenkhandhabe am so weiter vom
Bedienungsmann entfernt ist, Je höher die Fahrgeschwindigkeit ist und hat den weiteren
Nachteil, daß beim Bremsen die Lenkhandhabe entgegen der Trägheitswirkung nach hinten
gezogen werden muß und insbesondere beim Anfahren gegen ein Hindernis durch die
Trägheitskraft der Lenkhandhabe unter Umständen in die Lage für große Vorwärtsgeschwindigkeit
gedrückt wird. Deshalb kann es zweckmäßiger sein, wenn die Lenkhandhabe zum Erzielen
einer größeren Geschwindigkeit zum Fahrer eingezogen wird und zum Bremsen vom fahrer
weggedrückt wird, wobei die Fahrtrichtung (vorwärts -rückwärts) durch einen besonderen
Hebel gewählt wird.
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Für Fahrzeuge mit Differenzgeschwindigkeitslenkung sind Knüppelsteuerungen
ansich bekannt (DT-Gbm 1 880 214 - DT-AS 1 763 005 DT-AS 1 505 667).
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Ausgehend von der Uberlegung, daß eine Lenkung vorteilhaft ist, die
geringe Hand- und Armbewegungen erfordert, Jedoch für den Jeweiligen Einsatzfall
ausreichend feinfühlig ist, und von der Überlegung, daß es in bestinnten Einsatzfällen
zweckmäßig sein kann, ein Lenksystem, bei dem die Einschwenklage dor Lenkräder direkt
oder nach einer betstimmten Funktion proportional der Aus schwenkung der Lenkhandhabe
ist, zu kombinieren mit einem lenksystem, bei dem die Ausschwenklage der Lenkhandhabe
aus ihrer Normalstellung die Geschwindigkeit des Verstellens der Lenkräder bestimmt,
o daß bei Zurücknehmen der lenkhandhabe in ihre Normallage die Lenkräder in ihrer
Schwenklage festgehalten auch werden, die sie erreicht hat, wenn diese Lege von
der Geradeausfahrtlage abweicht, ergibt sich als ein weiterer zweckmäßige Gedsnke,
diese Lösungen derart zu kombinieren, daß in einem besteimmten Fahrgeschwindigkeitsbereich
das eine Lenkungssystem wirkeam ist und in dem anderen, anschließenden Fahrgeschwindigkeitsbereich
das andere Lenksystem wirksam ist.
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Dabei braucht nur bei einem dieser nebeneinander verwendeten Lenksysteme
der maximale Ausschwenkwinkel gemäß Anspruck 1 begrenzt sein0
Insbesondere
kann vorgesehen sein, daß bei großen Fahrgesohwindigkeiten eine indirekte lenkung
wirksam ist (die also eine große Lenkübersetzung ergibt) während im Bereich kleiner
Fahrgeschwindigkeiten bis einschließlich zum Stillstand eine direkte Steuerung (also
eine Steuerung mit kleiner Lenkübersetzung) wirksam list. Das kann auch unter Betrachtung
des Gesichtspunktes zweckmäßig sein, da Fahren enger Kurven bei größeren Fahrgeschwindigkeiten
nicht erforderlich ist, hingegen bei kleinen Fahrgeschwindigkeiten das Fahren sehr
enger Kurven bis zum Extrem des Drehens des Fahrzeuges möglichst auf der Stelle
gewünscht wird. Jedoch ist zu prüfen, ob es auch Fälle gibt, in denen die umgekehrte
Zuordnung der Fahrgeschwindigkeitsbereiche zu den Lenksystemen unter Berücksichtigung
der besonderen Art des Fahrzeuges sinnvoll ist, beispielsweise abhängig von der
Größe der aufgenommenen List.
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Bei einer solchen Zuordnung des einen Lenksystems zu dem einen Fahrgeschwindigkeitsbereich
und des anderen Lenksystems zu dem anderen Fahrgeschwindigkeitsbereich kann eine
willkürlich betätigbare Umschaltung vorgesehen sein, damit der Fahrer weiß, daß
er vom Betätigen der Umschaltung an mit einem anderen Lenksystem steuert. Die Umschaltung
kann Jedoch auch selbsttätig bei Erreichen einer vorbestimmten Fahrgeschwindigkeit
erfolgen oder selbsttätig beim Umschalten einer Steuerfunktion im Fahrantrieb, beispielsweise
bei einem Fahrzeug mit hydrostatischem Fahrantriet mit einem primärseitig und sekundärseitig
geregelten Getriebe derart, daß dem Fahrgeschwindigkeitsbereich, in dem die Pumpe
des
hydrostatischen Getriebes verstellt wird, das eine Lenksystem zugeordnet ist und
dem Fahrgeschwindigkeitsb ereich, in dem nur der Motor des hydrostatischen Getriebes
verstellt wird, das andere Lenksystem zugeordnet ist. Das kanr insbesondere dann
vorteilhaft sein, wenn der Fahrer auch aus anderen Zusammenhängen bemerkt, daß er
von einem Fahrsystem at das andere übergeht »beispielsweise in der Art der Geräuscherzeugung,
in der Art der Beschleunigung oder dergleichen einen Unterschied feststellt, beispielsweise
dann,wenn der Bereich" in dem nur die Pumpe des hydrostatischen Getriebes verstellt
wird, direkt durch die Pedallage gesteuert wird, während die Verstellung des Hydromotors
abhängig von der Drehzahl der Brer kraftmaschine erfolgt.
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Grundsätzlich sind die verschiedenen Ausgestaltungsformen der Erfindung
auch kombinierbar mit einer Lenkung, bei der nach Üserwinden eines Spieles rein
mechanisch eine Verbindung zwischen Lenkhandhabe und Lenkgestänge an den Achsschenkeln
hergestellt ist, wobei auf dem das Spiel überwindenden Lenkweg ein Ventil für hydrostatische
Lenkkraftunterstützung geöffnet wird.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindung gegenstandes
dargestellt.
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Figur 1 zeigt eine Lenkeinrichtung gemäß der Erfindung.
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Figur 2 zeigt ein Steuerventil mit eingebauter Zusatzpumpe.
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Die Lenhandhabe 1 ist um die Achse der lenksäule verschwenkbar, wobei
die Lenksäule gebildet ist aus einem im nicht mehr dargestellten Fahrzeugrahmen
gelagerten Schutzrohr 2 und dem mit der Lenkhandhabe 1 verbundenen, in dem Sohutzrohr
2 gelagerten Wellenrohr 3, an dessen unterem Ende ein Hebel 4 befestig ist, der
mit dem Geber 5 der hydraulischen servokraftverstärkung anlage 6 verbunden ist.
Der Folgemolben 7 ist mit der Seele 8 des Bowdenzuges verbunden, dessen Hülle 9
all Fahrzeugrahmen befestigt ist. Das andere Ende des Seele 8 des Bowdenzuges greift
am Lenkherz 10 an, das über zwei Spurstangen 11 und 12 mit den Ienkhebeln 13 der
beiden gelenkten Räder 14 verbunden ist. Da bei großem Lenkenschlag kleine Winkelbewegungen
des Lenkherzes 10 großen Winkelbewegungen der Lenk-
räder 14 entsprechen,
ist die gewünschte Progression in der dargestellten Ausgestaltungsform gegeben.
An dem in der Zeichnung unteren lenkhebel 13 greift die Kolben stange 15 an, die
mit dem Lenkkolben verbunden ist, der in dem Arbeitszylinder 16 verschiebbar ist,
der mittels der Pratze 17 mit der Achse 18 verbunden ist.
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Die Leitung 19 führt von der motorgetriebenen Pumpe zu dem Servoventil
6, während dbo Leitung 20 eine drucklose Rücklaufleitung zum Tank ist Die Leitung
21 führt zur Kolbenstangenseite des Arbeitszylinders 16, während die Leitung 22
zur Stirnflächenseite des Arbeitzsylinders 16 führt.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Wird die Lenkhandhabe 1 in einem
bestimmten Maß verschwenkt, so wird über den Hebel 4 der Geber 5 der Servostouerung
6 verstellt und damit ein Flüssigkeitsstrom von der Leitung 19 zu der angenteuerten
der Leitung 21 oder 22 freigegeben. Dadurch werden dis Lenkräder 14 verschwenkt.
Die Rückmeldung der erfolgten Schwenkbewegung erfolgt über den Bowdenzug 8, 9 auf
den Folgekolben 7. Haben die Lenkfäder 14 die durch die Verschwenkung der Lenkhandhabe
1 angesteuerte lage erreicht, so hat auch der Folgokolben 7
wieder
die Normallage gegenüber dem Geber 5 erreicht, so daß die Leitungen 21 und 22 abgeschlossen
sind. Die jeweils durch das Servoventil 6 nicht mit der Leitung 19 verbundene der
beilden leitungen 21 oder 22 wird mit der Rücklaufleitung 20 verbunden, so lange
die Jeweils andere mit der leitung 19 verbunden ist.
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Hat der Folgekolben 7 gegenüber dem Geber 5 s@ine Normal lage erreicht,
werden beide Leitungen abgeschlossen.
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Bei einer in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Weiterausgestaltung
kann vorgesehen sein, daß zwischen den Hebel 4 und den Geber 5 ein Übertragungssystem
eingeschaltet ist, welches die Übertragungsfunktion verändert. Beispielsweise wäre
eine Lösungsmöglichkeit darin gegeben, daß in dem Hebel 4 ein radial zum Wellenrohr
3 verlaufender Schlitz angeordnet ist, in dem der Gelenkbolzen, durch den der Hebel
4 mit dem Geber 5 verbunden ist, geführt ist und zwar derart, daß in tangentialer
Richtung zu der Achse des Rohres 3 k.in Spiel gegeben ist und daß eine Einstellvorrichtung
vorgesehen ist, die den radialen Abstand dieses Gelenkbolzens von dem Rohr 3 abhängig
von einen bestimmten Größe, beispielsweise abhängig von der Fahrgeschwindigkeit
be stimmt. Es sind aber auch andere Möglichkeiten zur Veränderung der Übertragungskinematik
denkbar.
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Bei dem Ventil gemäß Figur 2 dient der Gelenkanschluß 23 zur Verbindung
mit einem mitd er lenkhandhabe verbundenen Hebel. An den Anschluß 24 ist die mit
der motorgetriebenen Pumpe 25 verbundene Leitung 26 angeschlossen, die durch ein
Durckbegrenzungsventil 27 abgesichert ist. An den Anschluß 28 ist die Leitung 29
angeschlossen, die zu einem drucklosen Behälter 30 führt. Die L.itung 31 führt zu
dem Arbeitsraum vor der Stirnfläche des Lenkkolbens 32 in dem Arbeitsuylinder 33.
Die Kolbenstange 34 ist mit den zu lenkenden Rädern verbunden. Die Leitung 35 führt
zu dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum in dem Arbeitszylinder 33. Der Steuerschieber
36 ist durch die Feder 37 derart belastet, daß er durch diese in Richtung auf seine
Neutralstellung gedrückt wird. In der in der Zeichnung dargestellten Lage des Steuerschiebers
36 schließt dessen
Teil 38 den Ringraum 39 ab, der über ein Rückachlagventil
40 mit dem Anschluß 24 verbunden ist.
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Uber den Kanal 41 ist der Anschluß 24 aber auch lit dem Tingraum 42
verbunden, der in dieser Lage des Steuerschiebers 36 mit dem Ringraum 43 verbunden
ist, der über den Kanal 44 mit dem Längskanal 45 verbunden ist, der einer seits
in den in dieser Lage des Steuerschiebers 36 abge schlossenen Ringraum 46 mündet
und andererseite über Rückschlagventile 47 und 48 mit den Arbeitsräumen vor den
beiden Seiten des Zusatzpumpenkolbens 49 verbunden ist, aber dh weitere Kanäle 50
ebenfalls mit diesen Räumen zumindest so lange verbunden ist, wie der Steuerschieber
höchstens so weit aus seiner Noutrallage verschoben ist, wie zum Erzielen der Steuerfunktion
erforderlich. Wird der Steuerschieber 36 weiter aus seiner Neutrallage verschoben,
schließt der Kolben 49 Jeweils einen der Kanäle 50 ab, so daß bei weiterer Bewegung
des Kolbens 49 die vor diesem eingeschlossene Flüssigkeit über eines der Rückschlagventile
51 oder 52 in die Jeweils zugeordnete der leitungen 53 und 54 verdrängt wird, von
denen die leitung 53 mit der Leitung 35 und die leitung 54 mit der Leitung 31 verbunden
ist. Die Leitung 53 wird aber auch über den Ringraum 55 mit dem Anschluß 24 verbunden,
wenn
der Stouerkolben nach in der Zeichnung unten verschoben ist
und entsprechend wird die Leitung 54 über don Ringraum 56 mit dem Anschluß 24 verbunden,
wenn der Stouorschieber 56 nach in der zsichnung oben verschoben wird.
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Bei Verschiebungen des steuerschiebers ,36 nach oben oder unten, die
in der Größenordnung in dem Bereich verbleiben, der zum Steuern der Kolben zwischen
den Ringraum 39 und 55 bzw. 39 und 56 erforderlich ist, wird also lediglich eine
normale Steuerfunktion erzielt, durch die jeweils eine der Leitungen 53 oder 54
mit dem Anschluß 24 und die Je weils andere mit dem Anschluß 28 verbunden wird.
Fällt jedoch die motorgetriebens Pumpe 25 aus und wird der Steuerkolben 36 mittels
der Lenkhandhabe so weit verschoben, daß der Zusatzpumpenkolben 49 jeweils einen
der Kanäle 50 schließt, so fördert der Zusatzpumpenkolben 49 auf dem restlichen
Teil des Hubes in die Leitung 53 bzw. 53, wobei jeweils wieder in der beschriebenen
Weise die jeweils andere Leitung mit dem Anschluß 28 und damit mit der drucklosen
Rücklaufleitung 29 verbunden ist.
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Durch die Rückschlagventile 47 bzw. 48 ist ein Nachsaugen in die Arbeitsräume
vor dem Zusatzpumpenkolben 49 möglich.
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Solange aber die motorgetriebene Hilfspumpe 25 fördert, wird durch
Jede Verschiebung des Stouerzchiebers 36 bewirkt,
daß der lenkkolben
32 sich verschiebt, solange Ger Steuerkolben 36 aus seiner Nautralschließlage verschoben
ist. Das Maß der Verschiebung des Steuerschiebers 36 und damit der freie Durchtrittsquerschnitt
an der Kante von dessen Achsschnitt 38 bostimmt durch den freien Durchtrittsquerschnitt
die Drosselwirkung für die Flüssigkeit und damit die Goschwindigkeit, mit der sich
der Lenkkolben 32 verschiebt und damit die Geschwindigkeit mit der die gelenkten
Räder verstellt werden.
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P a t e n t a n s p r ü c h e
L e e r s e i t e