DE2727353C2

DE2727353C2 - Lenk- und Steuervorrichtung für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb und Gelenkrahmenlenkung

Info

Publication number: DE2727353C2
Application number: DE2727353A
Authority: DE
Inventors: Alf Burträsk Wincent
Original assignee: BUKAWI 93136 SKELLEFTEAA SE AB; Bukawi 93136 Skelleftea AB
Current assignee: BUKAWI 93136 SKELLEFTEAA SE AB
Priority date: 1976-06-18
Filing date: 1977-06-16
Publication date: 1983-11-24
Also published as: SE403598B; FR2354914B1; JPS5753210B2; CA1067924A; ATA430277A; CH619897A5; FR2354914A1; AT353618B; FI63698B; DE2727353A1; DK142138B; FI63698C; DK269377A; SE7606987L; FI771867A; US4135592A; JPS5320232A; NO772117L; DK142138C; IT1081796B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenk- und Steuervorrichtung für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb und Gelenkrahmenlenkung zum Transport und zur Handhabung von Material in schwerem Gelände, mit hydraulischer Kraftübertragung zwischem dem Fahrzeugmotor und den Rädern, sowie einem hydraulischen Gelenkrahmen-Lenkzylinder.
Die Lenk- und Steuervorrichtungen herkömmlicher derartiger geländegängiger Fahrzeuge — im Rahmen der Erfindung geht es insbesondere um geländegängige forstwirtschaftliche Fahrzeuge wie kombinierte Schlepper- und Langholzwagen — sind im wesentlichen in gleicher Weise ausgestaltet wie bei herkömmlichen LKWs, da bei diesen bekannten Vorrichtungen — man vergleiche hierzu beispielsweise die DE-OS 24 50 573 — der Fahrer auf dem Fahrzeug sitzt Diese Ausbildung der Lenk- und Steuervorrichtung für einen auf dem Fahrzeug sitzenden Fahrer muß mit Rücksicht auf die Sicherheit und auf den Komfort des Fahrers gewisse Anforderungen erfüllen. So ist eine belüft- und beheizbare, ganz eingekleidete Fahrerkabine mit Sturzbügel erforderlich und außerdem muß das Fahrzeug im Hinblick auf die Kippgefahr und die Schlingerprobleme eine nicht allzu geringe Breite haben. Herkömmliche Schlepper- und Langholzwagenkombinationen sind danach verhältnismäßig groß und werden zum Transport von Langholz von der Abholzstelle zu öffentlichen Transportstraßen verwendet. Solche Fahrzeuge sind bei Kahlschlägen und Groblichtungen geeignet, jedoch aus mehreren Gründen bei Feinlichtungen, erstmaligen Lichtungen oder zu anderen Gelegenheiten, wo das Fahrzeug keinen Schaden an der Umgebung anrichten darf, wenig geeignet. Feiniichtungen und erstmalige Lichtungen werden in jungem Wald ausgeführt, wo zwischen den einzelnen Bäumen ein sehr beschränkter Raum zur Verfügung steht, wodurch sich eine schlechte Fahrbarkeit ergibt.

Zur Vermeidung der Schwierigkeiten mit derartigen Fahrzeugen mit einem auf dem Fahrzeug sitzenden Fahrer ist in der US-PS 34 44 945 bereits eine Lenk- und Steuervorrichtung vorgeschlagen worden, bei der das Fahrzeug als Selbstfahrer ausgebildet ist, das einem vor dem Fahrzeug gehenden Bediener folgen soll. Diese Lenk- und Steuervorrichtung für ein im übrigen mit Raupen ausgestattetes Fahrzeug mit starrem Rahmen verwendet eine Steuerstange, die eine direkte, rein mechanische Steuerung bewirkt, wobei die Seitenlenkung des Fahrzeugs direkt durch die Seitenverschwenkung der Steuerstange bewirkt wird. Eine derartige Lenk- und Steuervorrichtung läßt sich daher für eine hydraulisch zu betätigende Gelenkrahmensteuerung nicht übernehmen, wobei noch hinzu kommt, daß die vorbekannte Lenkeinrichtung recht kompliziert aufgebaut ist und auch die Bedienung nicht die notwendige Sicherheit bietet, die bei den schwierigen Arbeitsbedingungen gerade beim Holztransport unter beengten Raumbedingungen und an häufig steilen Geländestrecken unbedingt not-

wendig sind, um eine Gefährdung des Bedieners zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenk und Steuervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der das Fahrzeug als Selbstfahrer ausgebildet ist, das einem vor dem Fahrzeug gehenden Bediener folgen kann, wobei der Aufbau der Lenkeinrichtung einerseits einfach, robust und störungssicher ist und zum anderen bei einfacher Bedienbarkeit eine Gefährdung des Bedieners ausschließt

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Lenk- und Steuervorrichtung eine vom Fahrzeug nach vorne ragende Lenk- und Steuerstange aufweist, die einerseits mit einer durch Verschieben der Lenk- und Steuers.tange in Längsrichtung betätigbaren Ventilvorrichtung zur Steuerung der hydraulischen Kraftübertragung zwischen dem Fahrzeugmotor und den Fahrzeugrädern und damit zur Steuerung von Vorwärts- und Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs und die andererseits mit einer durch seitliche Schwenkbewegungen der Lenk- und Steuerstange betätigbaren Ventilvorrichtung zur Steuerung des hydraulischen Gelenkrahmen-Lenkzylinders verbunden ist, da.^p die Lenk- und Steuerstange im Bereich vor der Ventilvorrichtung zur Steuerung des hydraulischen Gelenkrahmen-Lenkzylinders zumindest teilweise in seitlicher Richtung elastisch nachgiebig ausgebildet ist und daß die Ventilvorrichtung zur Steuerung der hydraulischen Kraftübertragung zwischen dem Fahrzeugmotor und den Fahrzeugrädern eine federbelastete Neutralstellung aufweist, in der die hydraulische Kraftübertragung zu den Fahrzeugrädern blockiert ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ergibt sich eine extrem einfach zu bedienende Lenk- und Steuervorrichtung, da hierbei der Bediener sich quasi genauso verhält, wie wenn er einen einfachen Leiterwagen hinter sich herziehen würde. Genau die gleichen Bewegungen, die auch dort zum Abbremsen und Beschleunigen (Zurückdrücken der Steuerstange oder Anziehen an der Steuerstange) stattfinden sowie die üblichen Lenkbewegungen nach links und rechts führen zu den entsprechenden Steuerbewegungen des zu bedienenden Fahrzeugs mit Gelenkrahmenlenkung, so daß die Bedienung einer solchen Vorrichtung praktisch überhaupt nicht gelernt und geübt zu werden braucht Dadurch werden auch Fehlbedienungen ausgeschlossen, wie sie beispielsweise bei der genannten Steuervorrichtung nach der US-PS 34 44 945 vorkommen könnten, bei der ja auch zusätzliche Drehbewegungen der Steuerstange für die Auslösung gewisser Steuerfunktionen mit herangezogen werden.

Von besonderer Bedeutung ist darüber hinaus zum einen die Ausbildung der Steuerstange derart, daß sie zumindest teilweise seitlich elastisch verbiegbar ausgebildet ist, und zwar vor der Ventilanordnung. Dadurch wird nämlich verhindert, daß — was bei der notwendigerweise nicht direkten Lenkung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs durch die Steuerstange von ausschlaggebender Bedeutung ist — starke Schwenkbewegungen des vom Benutzer erfaßten vorderen Endes der Steuerstange auf die Steuerung der Ventilvorrichtung zur Steuerung des hydraulischen Gelenkrahmen-Lenkzylinders durchschlagen und diese damit zerstören würden.

Außerdem ist die Ventilvorrichtung für Vor- und Rückwärtsfahrt mit einer federbelasteten Neutralstellung versehen, in der die hydraulische Kraftübertragung zu den Rädern blockiert ist. Durch diese federbelastete Neutralstellung (die bei der Link- und Steuervorrichtung nach der genannten US- Patentschrift fehlt, da dort eine gewisse nach vorwärts oder rückwärts verschobene Stellung der Steuerstange bei fehlendem Zug oder Druck durch die Bedienungsperson nicht in eine Neutralstellung zurückbewegt wird) ist gewährleistet, daC das fahrzeug die Bedienungsperson nicht überfahren kann und zwar unabhängig von der Funktion des ja nur auf die Zündung des Antriebsmotors einwirkenden Totmannknopfes. Die Blockierung über die federbelastete

ίο Neutraisteilung in der Ventiivorrichtung für Vorwärts- und Rückwärtsgang wirkt direkt auf die hydraulische Kraftübertragung zu den Rädern, so daß auf diese Weise ein sofortiges Abbremsen des Fahrzeugs erfolgt. Das bloße Ausfallen des Antriebsmotors würde ja beispielsweise in abschüssigem Gelände nicht zu einem Stillstand des Fahrzeugs führea

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel sowie an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 ein schematisches Perspektivbild eines Selbstfahrers mit einer erfindungsgemäßen Lenk- und Steuervorrichtung,

F i g. 2 eine schematische Draufsicht des Fahrzeugs,

F i g. 3 eine schematische Seitenansicht der Lenk-und Steuervorrichtung und

F i g. 4 einen schematischen Grundriß dieser Lenk- und Steuervorrichtung.

Das in F i g. 1 und 2 dargestellte Fahrzeug ist in an sich bekannter Weise als Selbstfahrer mit Gelenkrahmenlenkung ausgebildet. Der Vorderteil 10 des Fahrzeugs ist somit durch ein allseitig bewegliches Gelenk 11, z. B. ein Kugelgelenk, mit dem hinteren Teil 12 des Fahrzeugs verbunden. Das Fahrzeug hat Vorderräder 13 und Hinterräder 14. An dem vorderen Teil des Fahrzeugs ist ein Verbrennungsmotor 15 angeordnet, welcher eine Anzahl Hydraulikölpumpen treibt. An dem Vorderteil des Fahrzeugs sind somit Antriebspumpen 16 und 17, eine Lenkpumpe 18 sowie eine Pumpe 19 für die Ladevorrichtungen des Fahrzeugs vorgesehen. Das an dem Fahrzeugvorderteil angebrachte Radpaar 13 wird von einem Hydromotor 20 angetrieben, der mittels einer Amriebsverbindung 21 mit den Radachsen verbunden ist. Das am Fahrzeughinterteil angebrachte Radpaar 14 wird in ähnlicher Weise mittels eines Hydromotors 22 bzw. einer Antriebsverbindung 23 angetrieben. Ein Gelenkrahmen-Lenkzylinder 24 dient zum Lenken des rahmenlenkbaren Fahrzeugs und ist deswegen mit dem vorderen bzw. hinteren Fahrzeugteil im Abstand vom Gelenl' 11 verbunden. Dieser Gelenkrahmen-Lenkzyiinder erhält sein Hydrauiiköl von der Lenkpumpe 18.
Auf dem Fahrzeug sind auch Ladevorrichtungen vorgesehen, die einen Gelenkausleger 25 mit Greifer 26 sowie einen Tragbügel 27 umfassen, in welchem ein Ende der beabsichtigten Last in der Form von Langhölzern angebracht und festgespannt wird. Diese Vorrichtungen sind an sich bekannt und werden deshalb nicht in ihren Einzelheiten beschrieben. Die Ladevorrichtungen werden nur dann in Betrieb gesetzt, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, und der zur Betätigung der Ladevorrichtungen erforderliche Hydraulikölfluß wird /on der Pumpe 19 über nicht gezeigte Verbindungsschläuche erhalten.

Das rahmenlenkbare Fahrzeug weist eine nach vorn vorragende Lenk- und Steuervorrichtung 28 auf, deren Konstruktion und Funktion mit Hinweis auf Fi ρ 3 iinrl

4 weiter unten beschrieben wird. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist ein Dreiwegeventil 29 an dem Fahrzeugvorderteil montiert. Dieses Dreiwegeventil hat eine Ventilwelle 30, die an ihrem äußeren Ende eine Scheibe 31 mit einem Schlitz 32 aufweist. In diesen Schlitz ragt ein Zapfen 33 ein, welcher in einer Gabel 34 am vorderen Abschnitt 35 einer Lenk- und Steuerstange befestigt ist Der vordere Lenk- und Steuerstangenabschnitt 35 erstreckt sich durch eine Rohrhülse 36 hindurch, welche an einer drehbaren Welle 37 befestigt ist und durch welche der vordere Lenk- und Steuerstangenabschnitt 35 verschiebbar ist An dem anderen Ende ist der vordere Lenk- und Steuerstangenabschnitt 35 mit einer Blattfeder 38 verbunden, die ihrerseits mit einem hinteren Lenk- und Steuerstangenabschnitt 39 verbunden äst, der einen Gasreguüergriff 40 und eine Totmanneinrichtung 41 aufweist Unterhalb der Rohrhülse 36 ist ein Lenkventil 42 montiert Das Lenkventil 42 hat einen Ventillenkkopf 43, dessen Arm 44 von zwei von der Unterseite der Rohrhülse 36 nach unten vorstehenden Stiften 45 ergriffen wird. Beim Schwenken des vorderen Lenk- und Steuerstangenabschnitts 35 um die Welle 37 werden die Stifte 45 den Arm 44 des Lenkkopfes im einen oder anderen Sinne drehen. Die Schwenkung des vorderen Lenk- und Steuerstangenabschnitts 35 ist dadurch möglich, daß sich der Zapfen 33 in dem bogenförmigen Schlitz 32 bewegen kann. Eine allzu kräftige Schwenkung der Lenk- und Steuerstange 35, 39 in seitlicher Richtung wird von der Blattfeder 38 aufgenommen, so daß die Ventile nicht beschädigt werden. Anstelle einer Blattfeder kann man aber den hinteren Lenk- und Steuerstangenabschnitt 39 elastisch biegsam ausbilden, so daß der hintere Lenk- und Steuerstangenabschnitt 39 selbst nachgibt und dadurch eine Beschädigung der Ventile verhindert Um eine Schwenkung des hinteren Lenk- und Steuerstangenabschnitts 39 auch in Höhenrichtung zu gestatten, ist der hintere Lenk- und Steuerstangenabschnitt 39 mit der Blattfeder 38 durch einen Schwenkzapfen 46 verbunden.

Die Lenk- und Steuervorrichtung 28 funktioniert in folgender Weise:

Falls der hintere Lenk- und Steuerstangenabschnitt 39 nach vorn gezogen wird, wird er die Ventilwelle 30 herausziehen, so daß das Ventil 29 Hyrauliköl von den Pumpen 16 und 17 zu den Hydromotoren 20 und 22 zwecks Vorwärtsgangs strömen läßt Falls der vor dem Fahrzeug hergehende Bediener stehen bleibt oder das Fahrzeug eine Neigung dazu zeigt, sich schneller als der Fahrer zu bewegen, wird der hintere Lenk- und Steuerstangenabschnitt 39 stattdessen nach hinten in bezug auf das Fahrzeug geführt werden, so daß die Ventilwelle 30 eingedrückt wird, wobei das Ventil 29 Hydrauliköl zu den Hydromotoren 20 und 22 in geringerem Grade strömen läßt, so daß der Vorwärtsgang des Fahrzeugs langsamer wird oder ganz angehalten wird. Falls der hintere Lenk- und Steuerstangenabschnitt 39 weiter zurückgeführt wird, kann die Maschine zum Rückwärtsgehen gebracht werden.

ίο Falls der Bediener den hinteren Lenk- und Steuerstangenabschnitt 39 im einen oder anderen Sinne schwenkt, wird die Rohrhülse 36 um ihre Welle 37 schwenken, wobei die an der Unterseite der Rohrhülse 36 angebrachten Stifte 45 den Arm 44 des Ventillenkkopfes 43 entsprechend schwenken. Das Ventil 42 ist derart konstruiert, daß es das Hydraulik«! dem Gelenkrahmen-Lenkzylinder 24 zuführt und diese Zufuhr verlängert bzw. abkürzt, abhängig davon, ob eine Rechts-bzw. Linksschwenkung gewünscht ist, wobei das Fahrzeugvorderteil im Verhältnis zum Fahrzeughinterteil schwenkt Durch diese Konstruktion wird das Fahrzeug dem Gehweg des Bedieners folgen und außerdem wird das Fahrzeug seine Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Gehgeschwindigkeit des Bedieners regeln.

Um zu verhindern, daß das Fahrzeug in gewissen Situationen den Bediener überfährt, hat das Fahrzeug zwei voneinander unabhängige Sicherheitsfunktionen. Das Ventil 29 ist so konstruiert, daß es eine federbelastete Neutralfunktion hat, d. h. falls der hintere Lenk- und Steuerstangenabschnitt 39 vom Bediener losgelassen wird, wird das Ventil 29 in eine Neutrallage eingestellt, in welcher das öl auf der Hydromotorseite blokkiert ist. Dies bedeutet, daß das Fahrzeug gebremst wird und stehenbleibt, sobald der Bediener den hinteren Lenk- und Steuerstangenabschnitt 39 nicht betätigt Die zweite Sicherheitsvorrichtung bildet die Totmanneinrichtung 41 in der Form eines elektrischen Unterbrechers, der am Griff 40 untergebracht ist und den Zündstrom zum Verbrennungsmotor 15 unterbricht, wenn der Knopf losgelassen wird.

Das Fahrzeug kann unter Aufrechterhaltung einer großen Ladekapazität sehr klein gestaltet werden. So ist in einer praktischen Ausführung das Fahrzeug 1,3 m breit und 3,2 m lang, wobei die Ladekapazität des Fahrzeugs eine Tonne beträgt Der hintere Lenk- und Steuerstangenabschnitt 39 war in dieser Ausführung 2,5 m lang. Trotz dieser Maße des Fahrzeugs wird das Fahrzeug dem Bediener ähnlich wie ein Hund in den Fußstapfen des Herrn folgen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lenk- und Steuervorrichtung für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb und Gelenkrahmenlenkung zum Transport und zur Handhabung von Material in schwerem Gelände, mit hydraulischer Kraftübertragung zwischen dem Fahrzeugmotor und den Rädern, sowie einem hydraulischen Gelenkrahmen-Lenkzylinder, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenk- und Steuervorrichtung (23) eine vom Fahrzeug nach vorne ragende Lenk- und Steuerstange (35, 39) aufweist, die einerseits mit einer durch Verschieben der Lenk- und Steuerstange in Längsrichtung betätigbaren Ventilvorrichtung (29) zur Steuerung der hydraulischen Kraftübertragung (16,17,20,21,22,23) zwischem dem Fahrzeugmotor (15) und den Fahrzeugrädern (13 und 14) und damit zur Steuerung von Vorwärts- und Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs und die andererseits mit einer durch seitliche Schwenkbewegungen der Lenk- und Steuerstange (35,39) betätigbaren Ventilvorrichtung (42) zur Steuerung des hydraulischen Gelenkrahmen-Lenkzylinders (24) verbunden ist, daß die Lenk- und Steuerstange (35, 39) im Bereich vor der Ventilvorrichtung (42) zur Steuerung des hydraulischen Gelenkrahmen-Lenkzylinders (24) zumindest teilweise in seitlicher Richtung elastisch nachgiebig ausgebildet ist und daß die Ventilvorrichtung (29) zur Steuerung der hydraulischen Kraftübertragung (16, 17,20,21,22,23) zwischen dem Fahrzeugmotor (15) und den Fahrzeugrädern (13 und 14) eine federbelastete Neutralstellung aufweist, in der die hydraulische Kraftübertragung zu den Fahrzeugrädern (13 und 14) blockiert ist

2. Lenk- und Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Ventilvorrichtung (29) zur Steuerung dei hydraulischen Kraftübertragung (16,17, 20, 21, 22, 23) verbundene hintere Lenkund Steuerstangenabschnitt (35) eine in horizontaler Richtung schwenkbar gelagerte Rohrhülse (36) in Längsrichtung verschiebbar durchdringt, und daß die Rohrhülse (36) durch ein Betätigungsgestänge (44, 45) mit der Ventilvorrichtung (42) zur Steuerung des hydraulischen Gelenkrahmen-Lenkzylinders (24) verbunden ist.

3. Lenk- und Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Lenk- und Steuerstangenabschnitt (35) mit der Ventilvorrichtung (29) zur Steuerung der hydraulischen Kraftübertragung (16,17, 20, 21, 22, 23) über eine Schlitz- und Zapfenverbindung (31-33) verbunden ist, durch die eine Schwenkung der Lenk- und Steuerstange (35,39) in horizontaler Richtung gewährleistet ist.

4. Lenk- und Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Ventilvorrichtung (29) zur Steuerung der hydraulischen Kraftübertragung (16,17, 20, 21, 22, 23) verbundene hintere Lenk- und Steuerstangenabschnitt (35) durch ein Gelenk (46) mit dem vorderen Lenk- und Steuerstangenabschnitt (39) verbunden ist, so daß der vordere Lenk- und Steuerstangenabschnitt (39) gegenüber dem hinteren Lenk- und Steuerstangenabschnitt (35) in vertikaler Richtung schwenkbar ist.

5. Lenk- und Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem hinteren Lenk- und Steuerstangenabschnitt (35) und dem vorderen Lenk- und Steuerstangenabschnitt (39) eine in horizontaler Richtung wirksame Blattfeder (38) aufweist

6. Lenk- und Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Lenk- und Steuerstangenabschnitt (39) elastisch biegsam ist