DE3707700A1 - Mehrachslenkanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrachslenkanlage für Fahrzeuge mit einer Vorderachs- und einer Hinterachslenkeinrichtung mit Lenkhebeln und mit einer Schalteinrichtung für Vorder­ achslenkung, Allachslenkung und/oder Hundeganglenkung, wobei die Hinterachslenkeinrichtung über eine Verbindungseinrich­ tung mit der Vorderachslenkeinrichtung verbunden ist.

Insbesondere Baufahrzeuge, wie Radlader, Muldenkipper, aber auch Autokrane, besitzen zur besseren Manövrierfähigkeit und Wendigkeit neben einer gelenkten Vorderachse auch noch eine lenkbare Hinterachse. Bei den bekannten Mehrachslenkanlagen ist dabei die Hinterachse durch eine hydraulische Verbindung mit der Vorderachse verbindbar. Je nach Schaltstellung wird das Fahrzeug in üblicher Weise nur mit der Vorderachse oder auch mit der Hinterachse als Allachslenkung gelenkt. Ebenso ist ein seitliches Versetzen, als Hundeganglenkung bezeich­ net, möglich.

Die hydraulische Verbindung der beiden Achsen verursacht jedoch bei unterschiedlichen Lenkachsbelastungen Synchronisa­ tionsstörungen. Außerdem sind derartige Lenkanlagen für hö­ here Geschwindigkeiten nach der Straßenverkehrszulassungs­ ordnung nicht mehr zulässig. Dies bedeutet, bei Straßenfahr­ ten muß die Hinterachse mechanisch blockiert werden. Eine Allachs- und/oder Hundeganglenkung ist somit nur im Gelände­ einsatz durchführbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung von Vorder- zur Hinterachse zu schaffen, die die vorstehend beschriebenen Nachteile nicht aufweist, insbeson­ dere bei der keine Synchronisationsstörungen auftreten und bei der auch im Bedarfsfalle bei höheren Geschwindigkeiten eine Allachs- und/oder Hundeganglenkung in zulässiger Weise möglich wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnen­ den Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße mechanische Verbindung über die beiden Schubstangen werden Synchronisationsstörungen zuver­ läßig vermieden. Außerdem ist diese Lenkeinrichtung auch bei höheren Geschwindigkeiten für eine Allachs- und/oder Hunde­ ganglenkung aufgrund der sicheren mechanischen Verbindung ge­ eignet. Die drei Lenkungsarten werden dabei durch den erfin­ dungsgemäßen Umlenkhebel mit dem Langloch je nach Stellung der zweiten Schubstange möglich. Befindet sich das Ende der Schubstange in der Mittenstellung des Langloches, in der die­ ses Ende somit koaxial zur Drehachse liegt, beschreibt bei einer Lenkbewegung der Vorderachslenkeinrichtung trotz einer Verschwenkung des Umlenkhebels durch die erste Schubstange die zweite Schubstange keinen Axialweg. Dies bedeutet, die Hinterachslenkung wird damit nicht angeregt. Vielmehr blei­ ben die Hinterräder in Geradeausstellung und gelenkt wird nur mit der Vorderachslenkung. Wird jedoch das Ende der zwei­ ten Schubstange aus der Mitte des Langloches seitlich ver­ schoben, so beschreibt die zweite Schubstange um ihre Be­ festigungsstelle an der Hinterachslenkung einen Radius und bewirkt damit über den Lenkhebel einen Radeinschlag der Hin­ terachse. Je nach Art der Auslenkung findet dabei eine All­ achs- oder Hundeganglenkung statt.

Im allgemeinen wird die zweite Schubstange mit der Hinter­ achslenkeinrichtung verbunden sein und im Falle einer Len­ kung mit nur einer Achse wird dies über die Vorderachse er­ folgen. In besonderen Fällen ist jedoch auch eine umgekehrte Ausgestaltung im Rahmen der Erfindung auf gleiche Weise mög­ lich.

Die Führung der zweiten Schubstange in dem Langloch kann auf beliebige Weise erfolgen. Hierzu kann z.B. ein Führungsbol­ zen dienen, der in dem Langloch geführt ist und der an dem dazugehörigen Ende der zweiten Schubstange gelagert ist.

Die Verstelleinrichtung zur Verschiebung der zweiten Schub­ stange in dem Langloch kann ebenfalls beliebig ausgebildet sein. So kann sie z.B. ein Verstellglied aufweisen, das an dem Führungsbolzen oder am Ende der zweiten Schubstange im Bereich des Langloches angreift. Hierzu kann das Verstell­ glied als Stellhebel ausgebildet sein, der mit einer Stell­ einrichtung verbunden ist, welche schwenkbar an dem Umlenk­ hebel befestigt ist. Die Stelleinrichtung kann einen Stellmo­ tor aufweisen, wobei der Stellhebel als Gewindespindel aus­ gebildet ist, oder als Hydraulik- oder Pneumatikeinheit. Ebenso ist eine Verstellung des Verstellgliedes und damit auch der zweiten Schubstange durch einen Elektromotor mög­ lich.

In vorteilhafter Weise wird man die Verstelleinrichtung so auf dem Umlenkhebel anordnen, daß der Winkel zwischen dem Stellhebel und der zweiten Schubstange in Mittenstellung wenigstens annähernd 90° beträgt. Auf diese Weise werden die Verstellkräfte am besten wirksam.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, daß in Mitten­ stellung der zweiten Schubstange im Langloch des Umlenkhe­ bels die zweite Schubstange wenigstens annähernd parallel zur Fahrzeuglängsachse liegt.

Eine einfache Verbindung des Umlenkhebels mit dem Fahrzeug­ rahmen, wobei die notwendige Koaxialität der zweiten Schub­ stange in Mittenstellung sicher erreicht wird, ist gegeben, wenn der Umlenkhebel in seinem mittleren Bereich seitlich einen Steg aufweist, an den sich ein über das Langloch des Umlenkhebels ragender Lagerträger anschließt, an dem ein Drehzapfen zur schwenkbaren Befestigung des Umlenkhebels am Fahrzeugrahmen befestigt ist.

Auch diese Ausgestaltung ist bezüglich Kraftaufbaues und Übertragung sehr vorteilhaft.

Nachfolgend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung prinzipmäßig näher dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Mehr­ achslenkanlage;

Fig. 2 eine vergrößerte Draufsicht auf den Umlenkhebel

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2

Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in der Zeichnung ledig­ lich die für die erfindungsgemäße Mehrachslenkanlage maßgeb­ lichen Teile dargestellt. Wie ersichtlich, ist jede Achse mit einer Spurstange 1 und 2 und einem Lenkhebel 3 und 4 ver­ sehen. An dem Lenkhebel 3 der Vorderachse 5, welche nur ge­ strichelt dargestellt ist, ist eine Betätigungsstange 6 der nicht näher dargestellten Vorderachslenkeinrichtung 7 ange­ lenkt. Bei axialen Verschiebung der Betätigungsstange 6 wer­ den über den Lenkhebel 3 die beiden Vorderräder 8 und 9 an­ gelenkt.

An dem Lenkhebel 3 ist eine Schubstange 10 mit einem Ende an­ gelenkt, während das andere Ende an einem Umlenkhebel 11 ebenfalls an einem Anlenkpunkt 12 angelenkt ist. Der Umlenk­ hebel 11 ist über einen Drehbolzen 13 an einem Teil des Fahr­ zeugrahmens 14 um eine vertikale Achse schwenkbar befestigt. Der Anlenkpunkt 12 befindet sich dabei außerhalb der Dreh­ achse 15 des Drehbolzens 13 und zwar im Bereich eines Endes des Umlenkhebels 11. In den Fig. 1 und 2 ist der über dem Umlenkhebel 11 liegende Teil des Fahrzeugrahmens 14, in dem dieser gelagert ist, aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.

Der Umlenkhebel 11 weist ein Langloch 16 auf, das eine bogen­ förmige Form besitzt. In dem Langloch 16 ist über einen Füh­ rungsbolzen 17 eine zweite Schubstange 18 mit einem gabelar­ tigen Ende 19 geführt. Das andere Ende der Schubstange 18 ist an einer Befestigungsstelle 20 des Lenkhebels 4 für die Hinterachslenkeinrichtung 21 angelenkt. Der Bogen des Lang­ loches 16 besitzt einen derartigen Verlauf, daß er einen Teil des Radiusses der zweiten Schubstange 18 darstellt, den die zweite Schubstange um die Befestigungsstelle 20 beschrei­ ben kann.

An dem Führungsbolzen 17 bzw. dem gabelförmigen Ende 19 der zweiten Schubstange 18 greift als Stellglied einer Verstell­ einrichtung eine Gewindespindel 22 an. An einem Ende des Um­ lenkhebels 11 ist ein Stellmotor 23 über einen Zapfen 24 schwenkbar befestigt. Zur Lagerung des Umlenkhebels 11 in dem Fahrzeugrahmen 14 über den Drehbolzen 13 weist der Um­ lenkhebel 11 im mittleren Bereich einen seitlichen vertika­ len Steg 25 auf, an den sich ein über das Langloch 16 er­ streckender horizontaler Lagerträger 26 anschließt, auf dem der Drehbolzen 13 befestigt ist (siehe Fig. 3).

Die erfindungsgemäße Mehrachslenkanlage funktioniert nun auf folgende Weise:

• 1) Vorderachslenkung. Diese Position ist in der Fig. 1 ge­ strichelt durch einen kurzen Abschnitt der Schubstange 18 und der Bezeichnung B dargestellt. In der Fig. 2 und 3 ist diese Lage deutlicher dargestellt. Wie ersichtlich, befindet sich in diesem Falle die zweite Schubstange 18 in der Mitten­ lage im Langloch 16. In dieser Lage befindet sich das Ende der Schubstange 18 mit dem Führungsbolzen 17 koaxial zu der Drehachse 15 des Drehbolzens 13. Wird in diesem Falle die Vorderachslenkeinrichtung 7 betätigt, so führt zwar die Schubstange 10 eine axiale Bewegung aus und verschwenkt da­ mit auch den Umlenkhebel 11, aber da die zweite Schubstange 18 koaxial zur Drehachse 15 liegt, erfährt diese keine Axial­ verschiebung. Dies bedeutet, daß die Hinterachse starr bleibt.
• 2) Wird die zweite, d.h. die hintere Schubstange 1 R durch eine entsprechende Betätigung des Stellmotores 23 über die Gewindespindel 22 in die Schaltstellung A gebracht (in der Fig. 1 ausgezogen dargestellt), so wird die von der vorderen Schubstange 10 kommende Anlenkkraft über den Umlenkhebel 11 auf die zweite Schubstange 18 weitergeleitet. In diesem Falle ist die Einschlagrichtung der Vorderräder 8 und 9 zu denen der Hinterräder 27 und 28 gleich. Auf diese Weise wird das Fahrzeug seitlich versetzt, was als Hundeganglenkung bezeichnet wird.
• 3) In der Schaltstellung C wird die Drehrichtung der von der Schubstange 10 kommenden Anlenkkraft über den Umlenkhebel 11 so verändert, daß die Einschlagrichtung der Hinterräder und 28 entgegengesetzt zu den Vorderrädern 8 und 9 ist, was als Allachslenkung bezeichnet wird. Diese Position ist in der Fig. 1 ebenfalls gestrichelt dargestellt.

Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, beträgt der Winkel zwi­ schen der Längsachse der Gewindespindel 22 und der zweiten Schubstange 18 annähernd 90°, wodurch die Betätigungskräfte durch den Stellmotor 23 so klein wie möglich gehalten werden können.

Claims (10)

1. Mehrachslenkanlage für Fahrzeuge mit einer Vorderachs­ und einer Hinterachslenkeinrichtung mit Lenkhebeln und mit einer Schalteinrichtung für Vorderachslenkung, Allachslen­ kung und/oder Hundeganglenkung, wobei die Hinterachslenkein­ richtung über eine Verbindungseinrichtung mit der Vorderachs­ lenkeinrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung einen am Fahrzeugrahmen (14) über eine Drehachse (13) schwenkbar angeordneten Umlenkhebel (11) mit wenigstens einem annähernd in horizontaler Richtung ver­ laufenden Langloch (16) aufweist, wobei ein an einem Lenkhe­ bel (3) einer Lenkeinrichtung (7) mit einem Ende angelenkte Schubstange (10) mit ihrem anderen Ende an dem Umlenkhebel (11) außerhalb seiner Drehachse (15) angreift und wobei eine zweite Schubstange (18) mit einem Ende an dem Lenkhebel (4) der anderen Lenkeinrichtung (21) angelenkt ist und mit dem anderen Ende über eine Verstelleinrichtung (22, 23) in dem Langloch (16) verschiebbar geführt ist, wobei das Langloch einen bogenförmigen Verlauf aufweist, der einem Teil des Radiusses der zweiten Schubstange (18) entspricht, die diese um ihre Befestigungsstelle (20) an der Lenkeinrichtung (21) beschreibt und wobei der Anlenkpunkt der zweiten Schubstange in Mittenstellung im Langloch (16) koaxial zur Drehachse (15) des Umlenkhebels (11) liegt.

2. Mehrachslenkanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schubstange (18) mit einem Führungsbolzen (17) versehen ist, über den die Schubstange (18) in dem Langloch (16) geführt ist.

3. Mehrachslenkanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung mit einem Verstellglied (2) ver­ sehen ist, das an dem Führungsbolzen (17) oder am Ende der zweiten Schubstange (18) im Bereich des Langloches (16) an­ greift.

4. Mehrachslenkanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellglied als Stellhebel (22) ausgebildet ist, der mit einer Stelleinrichtung (23) verbunden ist, welche schwenkbar an dem Umlenkhebel (11) befestigt ist.

5. Mehrachslenkanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellhebel als Gewindespindel (22) ausgebildet ist, und daß die Stelleinrichtung einen die Gewindespindel verstell­ baren Stellmotor (23) aufweist.

6. Mehrachslenkanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellhebel (22) mit einer hydraulischen oder pneumati­ schen Stelleinrichtung verbunden ist.

7. Mehrachslenkanlage nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (23) so schwenkbar auf dem Umlenkhebel (11) angeordnet ist, daß der Winkel zwischen dem Stellhebel (22) und der zweiten Schubstange (18) in Mittenstellung wenigstens annähernd 90° beträgt.

8. Mehrachslenkanlage nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß in Mittenstellung der zweiten Schubstange (18) im Langloch (16) des Umlenkhebels (11) die zweite Schubstange wenigstens annähernd parallel zur Fahrzeuglängsachse liegt.

9. Mehrachslenkanlage nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schubstange (10) mit der Vorderachslenkeinrichtung (7) und die zweite Schubstange (18) mit der Hinterachslenk­ einrichtung (21) verbunden ist.

10. Mehrachslenkanlage nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkhebel (11) in seinem mittleren Bereich seitlich ei­ nen Steg (25) aufweist, an den sich ein über das Langloch (16) des Umlenkhebels (11) ragender Lagerträger (26) an­ schließt, an dem ein Drehzapfen (13) zur schwenkbaren Be­ festigung des Umlenkhebels (11) am Fahrzeugrahmen (14) be­ festigt ist.