DE3522723A1

DE3522723A1 - Steuersystem fuer gelaendefahrzeug

Info

Publication number: DE3522723A1
Application number: DE19853522723
Authority: DE
Inventors: Philip Dean Milnor N.D. Bogner; John Walter Lisbon N.D. Henline; Charles Henry Hankinson N.D. Krause
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Doosan Bobcat North America Inc
Priority date: 1984-07-05
Filing date: 1985-06-25
Publication date: 1986-01-23
Also published as: SE8503342D0; US4568095A; SE8503342L; JPS6124676A

Description

_ -j _ Patentanwälte

Dipl.-Ing. E. Edef Oipl.-lng. K. Schieschks

B München 40, Elisnbf i¹-.^···*: -,

Clark Equipment Company, Buchanan, Michigan, USA

Steuersystem für Geländefahrzeug

Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung von Teilen eines Geländefahrzeuges, um dieses in einer gewünschten Lage gegenüber unebenem Boden zu halten.

Zum Stand der Technik zählt hierbei das US-Patent 3,899,037, welches ein Fahrzeug mit vier Rädern zeigt, bei welchem jedes der vier Räder sowohl auf- und abals auch nach außen und nach innen bewegt werden kann. Für die jeweilige Betätigung der Räder ist ein getrenntes, manuell bedienbares Ventil vorgesehen. Diese Druckschrift zeigt eine Pendeleinrichtung für die gleichzeitige Betätigung von zwei Ventilen an gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs, um ein Rad anzuheben und das andere zu senken.

In dem schwedischen Patent 7700902-5 ist weiterhin ein Geländefahrzeug mit sechs Rädern offenbart. Bei diesem bekannten Fahrzeug handelt es sich um ein Fahrzeug mit Ausgleichsgetriebe (skid steer type).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung und Vereinfachung der Ausgleichswirkung.

Die Erfindung ist für ein Fahrzeug mit Ausgleichsgetriebe vorgesehen, bei welchem zwei Räder sich in der Nähe des einen Endes des Fahrzeugs jeweils an zwei Schwenkarmen befinden/ die eine gemeinsame Querachse aufweisen. Die beiden Arme werden jeweils von zwei hydraulischen Zylindern betätigt, welche jeweils ein kopfseitiges und ein stangenseitiges Ende aufweisen.

Die Erfindung ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

Eine erste Hydraulikleitung ist an die kopfseitigen Enden der hydraulischen Zylinder und eine zweite Hydraulikleitung ist an das stangenseitige Ende der hydraulischen Zylinder angeschlossen. Zwischen den hydraulischen Zylindern ist ein Dreiwegeventil in den hydraulischen Anschlüssen zu diesen angeordnet. Dieses Ventil ermöglicht eine erste Position, um einen ersten Hydraulikkreis zu aktivieren, eine zweite Position, um einen zweiten Hydraulikkreis zu aktivieren und eine dritte, neutrale Position. Ein dem Ventil zugeordnetes erstes Solenoidelement wird dahingehend wirksam, daß^eäieses in die erste Position bewegt, um die beiden hydraulischen Zylinder gleichzeitig in ein- und dieselbe Richtung zu bewegen, und ein zweites dem Ventil zugeordnetes Solenoidelement wird dahingehend wirksam, daß es dieses in die zweite Position bewegt, um die beiden hydraulischen Zylinder in die andere Richtung zu bewegen. Die erste und die zweite Hydraulikleitung bilden mit den Zylindern eine geschlossene Strömungsschleife, wodurch, wenn das Ventil sich in der neutralen Position befindet und ein Zylinder sich in einer Richtung bewegt, der andere Zylinder sich um denselben Betrag in die andere Richtung bewegt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit sechs Rädern;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der elektrischen und hydraulischen Elemente sowie der Strömungskreise des Fahrzeugs nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Geländefahrzeug 10 mit Ausgleichssteuerung gezeigt. Dieses Fahrzeug umfaßt einen Karosserieteil 12 auf sechs Rädern, von denen drei - 14/ 16, 18 - dargestellt sind. Wie ersichtlich, ist das Fahrzeug am vorderen Teil ·. eines. Mechanismus mit Auslegerarm 22 mit einem Werkzeug 20-, beispielsweise "einem Baumb'earb'ei'tungswerkzeug, versehen. Ferner weist 'das Fahrzeug ein Bedienungsfeld 24 auf.

Die beiden Vorderräder 14 und 16 sind an einem Drehgestell 26 befestigt, welches drehbar um eine Querachse 28 gelagert ist. Die beiden Vorderräder an der anderen Seite sind an einem gleichen Drehgestell gelagert, welches ebenfalls um die Achse 28 drehbar ist. Dadurch können sich die beiden Vorderräder an beiden Seiten unabhängig von den Rädern an der anderen Seite um die Achse ihres Drehgestells drehen, wodurch das Fahrzeug 10 seine Geländegängigkeit erhält.

Das in der Zeichnung gezeigte Hinterrad 18 ist an einem Schwenkarm 30 befestigt, welcher durch einen Hydraulikzylinder 34 um eine Achse 32 geschwenkt wird, um das Rad 18 entsprechend zu heben oder zu senken. Das andere Hinterrad an der anderen Seite des Fahrzeugs entspricht dem dargestellten Rad, nur daß es entsprechend arbeitet.

Die Bedienungsperson kann durch manuelle Betätigung des Steuerventils 48 (Fig. 2) gleichzeitig sowohl die beiden

Schwenkarme als auch die beiden Hinterräder anheben und senken; befindet sich das Steuerventil jedoch in neutraler Stellung, so können sich die Hinterräder unabhängig voneinander bewegen und sich dadurch dem Gelände anpassen: der Schwenkarm und das Rad an der einen Seite bewegen sich um den gleichen Betrag nach oben, wie sich der Schwenkarm und das Rad an der anderen Seite nach unten bewegen.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der vorliegenden Erfindung mit elektrischen und hydraulischen Komponenten und mit den Strömungskreisen für beide. Das Steuersystem der Erfindung ist in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen versehen. Zwischen der Fahrzeugkarosser-.ie 12 und den jeweiligen Schwenkarmen 30 (es ist nur 34R gezeigt) ist ein Paar hydraulischer Zylinder 34L und 34R angeschlossen. Es sind dies doppeltwirkende Zylinder, welche Stangenenden 4OL und 4OR sowie Kopfenden 42L und 42R aufweisen.

Eine Hydraulikleitung 44 verbindet die Stangenenden der beiden Zylinder miteinander, und eine weitere Hydraulikleitung 46 verbindet die Kopfenden der Zylinder miteinander. Die Zylinder 34L und 34R sind durch ein Dreiwegeventil 48 steuerbar, das eine neutrale Stellung und zwei BedienungsStellungen ermöglicht, wobei in der einen Bedienungsstellung die Hydraulikzylinder gleichzeitig ausfahrbar und in der anderen Bedienungsstellung die Zylinder gleichzeitig einfahrbar sind.

Befindet sich das Ventil 48 in der neutralen Stellung, so können die Hydraulikzylinder nicht gleichzeitig aus- oder eingefahren werden, da die durch die beiden Hydraulikzylinder und die Verbindungsleitungen 44 und 46 gebildete Strömungsschleife bewirkt, daß durch unebenes Gelände, welches eine Änderung der Fahrzeuglage zur Folge hat, einer der Hydraulikzylinder für den Ausgleich der Fahrzeughöhe ausgefahren und der andere um den gleichen Betrag eingefahren wird, dergestalt, daß das Fahrzeug gegenüber

dem Untergrund, auf dem es sich bewegt, horizontal oder zumindest fast horizontal ausgerichtet ist.

In dem hydraulischen Teil des Steuersystems 36 eingeschlossen ist eine Pumpe 50, die das Ventil 48 und die Zylinder 34L und 34R über einen bekannten offenen Strömungskreis beaufschlagen, wobei ein Rückfluß von dem Ventil oder einem Zylinder in den Vorratsbehälter 52 erfolgt.

Für das Ventil 48 sind zwei Solenoidelemente 54 und 56 vorgesehen, welche bei Betätigung bewirken, daß die hydraulischen Zylinder 34L und 34R sich in die ausgefahrene Richtung beziehungsweise in die zurückgefahrene Richtung bewegen. Die Solenoidelemente 54 und 56 werden von einem elektrischen Stromkreis beaufschlagt, der von einer Stromquelle, beispielsweise einer Batterie 58, ausgehend bei 60 geerdet ist. Der Schalter 62 in dem elektrischen Stromkreis weist nach Fig. 2 eine untere Position auf, so daß, wenn der Schalter 64 in dieser Position geschlossen ist, der Schalter 64 unter Strom gesetzt wird. Dann kann der manuell betätigbare, in seiner neutralen Position gezeigte Schalter entweder nach oben' oder nach unten bewegt werden.

Der Leiter 66 ist für die obere Position und beaufschlagt bei Unter-Strom-Setzung einen Solenoid 68 über einen Druckbegrenzungsschalter 70. Entsprechend wird ein Solenoidschalter 72 über einen Leiter 74 und einen Druckbegrenzungsschalter 76 beaufschlagt. Wird der manuell betätigbare Schalter 64 von der gezeigten neutralen Stellung in eine der Betriebsstellungen bewegt, so wird der entsprechende Solenoidschalter 69 oder 71 betätigt, um das SoIenoidelement 54 bzw. 56 unter Strom zu setzen.

Die Betätigung des Solenoidelements 54 bewirkt, daß das Ventil 48 sich in eine Betriebsstellung bewegt, in der die hydraulischen Zylinder gemeinsam ausgefahren werden, während die Betätigung des anderen Solenoidelements be-

wirkt, daß die hydraulischen Zylinder gemeinsam in die andere Richtung bewegt werden. Die Schalter 70 und 76 sprechen auf Druck an und werden aktiviert, wenn ein bestimmter oberer Grenzdruck in den entsprechenden Hydraulikkanälen wirksam wird, um den Stromkreis zu dem Solenoidelement 68 oder 72 nach Bedarf automatisch zu öffnen und damit das Ventil 48 von beiden Betriebspositionen wieder in die neutrale Stellung zu verbringen. Dadurch wird die hydraulische Druckquelle von den Zylindern getrennt, sobald diese ihre äußerste Position in der jeweiligen Richtung erreicht haben.

Unter Zylinder ist im gegebenen Zusammenhang ein doppeltwirkender linearer Hydraulikmotor zu verstehen, der einen äußeren zylindrischen Teil aufweist, dessen beiden Enden geschlossen sind, sowie einen Innenkolben, welcher zwischen dem Kolben und den jeweiligen Enden des zylindrischen Teils Kammern unterschiedlicher Volumen bildet. Der Kolben befindet sich an einer Stange, die sich durch den Abschluß an dem einen Ende des zylindrischen Teils hindurcherstreckt.

Zusätzlich zu der manuellen Betriebsposition für den Schalter 62 nach der Zeichnung ist eine zweite automatische Position vorgesehen, welche die Solenoidschalter 54 und 56 über entsprechende, bereits beschriebene Stromkreise miteinander verbindet, nur daß der Schalter 74 in dem oder den Stromkreisen anstelle des Schalters 64 angeordnet ist. Der Schalter 74 spricht auf ein Pendelelement an, welches die Lage des Fahrzeugs erfaßt, indem es den einen oder den anderen Schalter in der Vorrichtung 74 schließt, sobald der Fahrzeugkörper eine Position eingenommen hat, die auf eine^bestimmter"Neigung-desselben 'schließen läßt.

Patentanwälte

Dip|.-ing.E.Eder

Dipl..Jn₈. κ. Schieschke

8 München 40, Elisat^thsn-an* ν

-3-

Leerseite -

Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. E. Eder DJpJ.>lng..K. Schiescbke 8 Mönchen 40, ElisabeihsSrcr; Clark Equipment Company/ Buchanan, Michigan, USA Steuersystem für Geländefahrzeug Patentansprüche

1. Elektrohydraulisches Steuersystem für ein Geländefahrzeug mit zwei Rädern in der Nähe des einen Endes des Fahrzeugs, welche jeweils an zwei Schwenkarmen mit einer gemeinsamen Achse befestigt und jeweils durch zwei hydraulisehe Zylinder betätigbar sind, von denen jeder ein kopfseitiges und ein stangenseitiges Ende aufweist, gekennzeichnet durch

- eine erste Hydraulikleitung (46) , welche mit dem .-ykopfseitigen Ende der hydraulischen Zylinder verbunden ist,

- eine zweite Hydraulikleitung (44), welche mit dem stangenseitigen Ende der Zylinder verbunden ist,

- Anschlüsse (49, 59) an eine hydraulische Druckquelle für diese Hydraulikzylinder,

- ein zwischen diesen Anschlüssen angeordnetes Dreiwegeventil (48) mit einer ersten Position für die Aktivierung eines ersten Hydraulikkreises und einer zweiten Position für die Aktivierung eines zweiten Hydraulikkreises, sowie einer dritten, neutralen Position,

- ein erstes Element (54) zur Beaufschlagung des Dreiwegeventils (48), um den ersten Hydraulikkreis für die

zeitige Bewegung der beiden Zylinder (34L, 34R) in einer Richtung zu aktivieren,

- ein zweites Element (56) zur Beaufschlagung des Dreiwegeventils (48), um den zweiten Hydraulikkreis für die Bewegung der beiden Zylinder (34L, 34R) in die andere Richtung zu aktivieren,

wobei der erste und der zweite Hydraulikkreis mit diesen Zylindern eine Strömungsschleife bilden, wodurch, wenn das Ventil (48) sich in der neutralen Position befindet und ein Zylinder sich in einer Richtung bewegt, der andere Zylinder sich um denselben Betrag in die an-r dere Richtung bewegt und der erste und der zweite Hydraulikkreis jeweils automatisch in Abhängigkeit von einer Einrichtung aktiviert werden, die die Lage des Fahrzeugs erfaßt.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dies einen Pendelmechanismus umfaßt, welcher auf die Kippbewegung des Fahrzeugs um eine· Längsachse anspricht.

3. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sensoren (70, 76) , welche auf den jeweiligen Druck in den beiden Hydraulikkreieen ansprechen, so angeschlossen sind, daß sie die Auf- oder Abbewegung der beiden hydraulischen Zylinder (34 L, 34R) anhalten, wenn der Hydraulikdruck in diesen einen vorbestimmten Wert annimmt.

4. Steuersystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen elektrischen Stromkreis mit zwei Schaltern, die jeweils durch die Sensoren (70, 76) betätigt werden.

Dip!.-Ing.

8 Mönchen 40, Bisaüethstraßs