DE3722544C2 - Hydraulisches Steuersystem zum Fahren und Lenken eines Fahrzeugs mit Raupenketten und/oder nicht schwenkbaren Rädern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuersystem zum Fahren und Lenken eines Fahrzeugs mit Raupenketten und/oder nicht schwenkbaren Rädern gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, die beiden zur Lenkung dienenden Druckregelventile, welche auf die Fahrantriebe im Sinne eines Gegenlaufes der Raupenketten einwirken, zu einer Lenkreglereinheit zusammenzufassen und mit Hilfe eines nach links und nach rechts drehbaren Lenkrades oder Zweihand-Lenkknebels zu betätigen. Die beiden anderen Druckregelventile sind hierbei zu einer Fahrreglereinheit zusammengefaßt und werden mit Hilfe eines von Hand in Fahrtrichtung vor- und zurückstellbaren Fahrhebels betätigt. Der Fahrhebel schaltet außerdem beim Übergang von der Vorwärtsfahrt auf die Rückwärtsfahrt und umgekehrt auf elektrischem Wege das Umschaltventil um, welches die Lenkregleranschlüsse vertauscht.

Fahrzeuge dieser Art weisen häufig Arbeitsgeräte und andere Zusatzeinrichtungen auf, die während der Fahrt vom Fahrer betätigt werden müssen.

Die Druckschrift US 3,891,042 zeigt eine Vorrichtung, bei der ein von zwei sich kreuzende Achsen schwenkbarer und in einer mit einer Barriere versehenen Kulisse geführter Handhebel vorgesehen ist. Durch ein Vertauschen der Hydraulikverbindungen wird hierbei die Drehrichtungsänderung bei Rückwärtsfahrt ermöglicht.

Aus der gattungsbildenden Druckschrift US 4,076,090 (= DE 25 11 176 A1) ist eine Steuerung ersichtlich, bei der jeweils ein Lenkregler auf beide Kammern eines Stellzylinders einwirken. Hierdurch ist durch Druckbeaufschlagung mittels der Lenkregler die Null- Position dieses Stellzylinders als Extremsituation erreichbar. Dies verursacht einen Stillstand der zugehörigen Fahrkette und somit eine Kurvenfahrt. Für die Drehung auf der Stelle, d. h. den gegenläufigen Antrieb beider Fahrketten, ist ein Umschaltventil erforderlich, das den Lenkregler gegensinnig an beide Stellzylinder anschließt.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Steuerung vorzuschlagen, bei der der Übergang aus der Kurvenfahrt in die Drehung auf der Stelle um die Hochachse des Fahrzeugs mit dem für die Lenkung während der Fahrt vorgesehenen Bedienorgan ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Stand der Technik durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Im Einzelnen bedeutet dies, dass jeweils ein Lenkregler stets die Kolben beider Stellzylinder in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt und wenigstens zwei Stellungen des Bedienorgans vorgesehen sind, in denen sich die als Fahrregler dienenden Druckregelventile in ihrer Null-Stellung befinden und jeweils ein Lenkregler betätigt ist.

Einhand-Bedienungsorgane sind zwar bei Raupenfahrzeugen zur Pistenpflege schon bekannt, die Wirkungskette enthält dabei aber elektrische bzw. elektronische Kraft- bzw. Signalübertragungsstrecken, was aus Sicherheitsgründen von den zuständigen Behörden für den Verkehr auf öffentlichen Straßen nicht zugelassen wird. Das vorgeschlagene hydraulische System ist demgegenüber auch für Straßenfahrzeuge zulässig und macht die Bedienungsvorteile auch bei diesen nutzbar.

Es wird weiter vorgeschlagen, dass das Bedienungsorgan ein um zwei sich kreuzende Achsen schwenkbarer, in einer Kulisse geführter Handhebel ist und die Kulisse zwei bezüglich einer Fahrzeugquerachse spiegelbildlich angeordnete, durch eine Barriere voneinander getrennte Bewegungsbereiche für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt aufweist, wobei in der Mitte der Barriere ein Durchlass für den Handhebel angebracht ist und beim Passieren des Durchlasses das Umschaltventil umgestellt wird. Vorzugsweise sind die Bewegungsbereiche im wesentlichen rechteckig ausgebildet und so bemessen, daß der Schwenkwinkelbereich des Handhebels die Vollaussteuerung des Druckregelventils für eine Fahrtrichtung und der Druckregelventile für Links- und Rechtskurven ermöglicht. In dem Bereich Vorwärtsfahrt lassen sich somit die Druckregelventile für die Lenkung, die durch die Querbewegungen des Handhebels beeinflußt werden, unabhängig von der Stellung des Druckregelventils für die Vorwärtsfahrt einstellen. Dasselbe gilt für den Bereich Rückwärtsfahrt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine räumlich-schematische Darstellung eines in einer Kulisse geführten Handhebels,

Fig. 2 die Draufsicht der Kulisse mit verschiedenen Hebelstellungen und

Fig. 3 ein hydraulisches Schaltbild.

Das zu diesem Ausführungsbeispiel gehörige Raupenkettenfahrzeug hat für den Antrieb jeder Kette einen Hydromotor und diese Hydromotoren werden von eigenen Hydraulikpumpen gespeist. Die Fördermenge und die Förderrichtung des Hydraulikölkreislaufs bestimmt jeweils die Drehrichtung und die Drehgeschwindigkeit der Antriebe und der zugehörigen Ketten. Die einzelne Pumpe für diese Antriebshydraulik hat ein Stellorgan, das aus seiner Nullstellung nach zwei entgegengesetzten Richtungen ausgelenkt werden kann. Die Nullstellung entspricht einer Fördermenge Null, so daß der Antriebsmotor bei dieser Stellung stillsteht. Mit zunehmender Auslenkung des Stellorgans nach der einen Seite läuft der Antriebsmotor immer schneller nach links und bei entgegengesetzter Auslenkung nach rechts.

Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung zwei hydraulische Stellzylinder (1 und 2). Die zweiseitig beaufschlagbaren Kolben (3 und 4) sind mittels ihrer Kolbenstangen an den nicht dargestellten Stellorganen der Hydraulikpumpen für den Fahrzeugantrieb angelenkt. Die Stellung der Kolben (3 und 4) bestimmt sich außer den Druckverhältnissen in den Zylinderkammern (5 bis 8) auch nach der Rückstellkraft von Federn, z. B. (9), welche einer Auslenkung der Kolben aus ihrer Nullstellung entgegenwirken.

Zur Verstellung der Kolben (3 und 4) sind vier Druckregelventile vorgesehen, nämlich die sog. Lenkventile (10 und 11) und die Fahrventile (12 und 13). In den Ausgangs-Druckleitungen (14 bis 17) dieser vier Ventile herrscht ein Druck, welcher der Stellung des Betätigungsorgans des betreffenden Ventils entspricht. Die Druckleitungen (14 und 16) der Lenkventile sind über ein als 4/2-Wege-Ventil ausgebildetes Umschaltventil (18) geführt, mit dem die beiden Leitungen vertauscht werden können. Es ist eine Ringleitung vorgesehen, die vier Doppelrückschlag- oder Wechselventile, z. B. (19), in Reihenschaltung enthält. Die Seitenanschlüsse dieser Wechselventile sind mit den vier Zylinderkammern (5 bis 8) verbunden und die vier Druckleitungen (14 bis 17) sind jeweils zwischen den Wechselventilen (19) an der Ringleitung angeschlossen. Die vier Druckregelventile (10 bis 13) werden gemeinsam von einer Hydraulikpumpe (20) gespeist und haben jeweils eine drucklose Rückleitung in einen Ölvorratsbehälter (21).

Zur Betätigung der Druckregelventile (10 bis 13) dient ein Handhebel (22) gemäß Fig. 1, der um zwei zueinander senkrechte Achsen (23 und 24) schwenkbar oder mittels eines Kugel- oder Kardangelenks taumelnd gelagert ist. Der Bewegungsbereich dieses Handhebels (22) wird durch eine Kulisse (25) begrenzt, die zwei rechteckige Bereiche, nämlich einen Vorwärtsbereich (26) und einen Rückwärtsbereich (27) aufweist. Diese beiden Bereiche sind durch eine schmale Barriere (28) voneinander abgetrennt, die in der Mitte einen Durchlaß (29) aufweist. Die Barriere (28) erstreckt sich parallel zu der Schwenkachse (23) des Handhebels und in Bezug zum Fahrzeug quer zur Fahrtrichtung.

Zur nachstehenden Erläuterung der Wirkungsweise des hydraulischen Steuersystems sind in Fig. 2 verschiedene Querschnitte des Hebelschafts innerhalb der Kulisse dargestellt.

Die Ausgangs- oder Nullstellung (31) des Handhebels (22) befindet sich im Zentrum der Kulisse, nämlich in dem Durchgang (29). Hierbei befinden sich sämtliche ,Druckregelventile (10 bis 13) in ihrer Nullstellung und das Umschaltventil (18) nimmt diejenige Stellung ein, die es im vorhergehenden Fahrbetrieb hatte. Eine kleine Bewegung des Handhebels in den Vorwärtsbereich (26) hinein schaltet das Umschaltventil (18) in die in Fig. 3 gezeigte Stellung, sofern es diese nicht schon vorher inne hatte. Die erreichte instabile Zwischenstellung (32) des Handhebels ist gestrichelt angedeutet. Von hier und der entsprechenden Zwischenstellung im Rückwärtsbereich (27) fällt der Handhebel selbsttätig in die Nullstellung (31) zurück.

Durch Vorschieben des Handhebels entlang der Mittellinie (33) wird das Vorwärts-Fahrventil (12) betätigt und dadurch werden über die Druckleitung (17) die Kammern (6 und 8) der Stellzylinder beaufschlagt. Die Kolben (3 und 4) bewegen sich gleichsinnig, was zur Folge hat, daß sich beide Ketten des Fahrzeugs in Vorwärtsrichtung in Bewegung setzen. Die Geschwindigkeit ist um so höher, je weiter der Handhebel vorgeschoben ist. In der Stellung (34) wird die Maximal-Vorwärtsgeschwindigkeit erreicht.

Bewegt man anschließend den Handhebel entlang der vorderen Kante der Kulisse (25) nach links, so wird zunehmend auch das linke Lenkventil (10) betätigt und über die Druckleitung (14) werden die Kammern (5 und 8) beaufschlagt. Allerdings verhindert das Wechselventil, welches zwischen die Druckleitungen (14 und 17) geschaltet ist, ein Wirksamwerden des Drucks in der Leitung (14) auf die Kammer (8); es sei denn, er wäre höher. Das Wechselventil bewirkt, daß der höhere der beiden Drücke in der Kammer (8) Vorrang hat. Der Druck in der Kammer (5) bewirkt jedoch eine Gegenkraft auf den Kolben (3), so daß die Geschwindigkeit der linken Kette abnimmt und das Fahrzeug dementsprechend eine Linkskurve fährt. Erreicht der Handhebel die Stellung (35) in der linken vorderen Ecke der Kulisse, so hat auch das Lenkventil (10) seinen vollen Ausschlag erreicht. Auf den Kolben (3) wirken von beiden Seiten gleiche Drücke, so daß er seine Mittelstellung wieder erreicht und dementsprechend die linke Kette steht. Die rechte Kette dreht sich in dieser Stellung mit voller Geschwindigkeit in Vorwärtsrichtung.

In dem ganzen dreieckigen Bereich zwischen den Stellungen (32, 34 und 35) bewegt sich die rechte Kette schneller als die linke. In allen Stellungen, welche auf der die Basis des Dreiecks bildenden Linie (36) liegen, steht die linke Kette.

Bewegt man den Handhebel von der Stellung (32) nach links der Barriere (28) entlang, so bleibt das Fahrventil (12) in der Nullstellung und nur das linke Lenkventil (10) wird betätigt. Dies hat zur Folge, daß jetzt die Kolben (3 und 4) gegensinnig betätigt werden: Die linke Kette läuft rückwärts und die rechte mit gleicher Geschwindigkeit vorwärts. Das Fahrzeug dreht sich auf der Stelle. Die Drehgeschwindigkeit erreicht ihr Maximum in der Stellung (37) in der rückwärtigen linken Ecke des Vorwärtsbereichs (26). In allen übrigen Stellungen im Dreieck (32, 35, 37) ist die Rückwärtsdrehung der linken Kette gegenüber der Vorwärtsdrehung der rechten Kette verlangsamt und zwar in dem Maße, in dem der Handhebel in Vorwärtsrichtung verstellt ist.

Bewegungen des Handhebels in die anderen Bereiche der Kulisse (25) hinein wirken in entsprechender Weise auf das Fahrzeug. Nur noch zwei Beispiele seien herausgegriffen: Wird der Hebel in die Stellung (38) gelegt, so hat das infolge der Umschaltung des Umschaltventils (18) beim Durchgang durch die Nullstellung (31) zur Folge, daß das Fahrzeug mit Drehrichtung links auf der Stelle wendet, genau wie in der diagonal gegenüberliegenden Stellung (37). In der Stellung (39) fährt das Fahrzeug mit voller Geschwindigkeit rückwärts.

Je nach Fahrzeug kann es zweckmäßig sein, die in Fahrtrichtung (Pfeil in Fig. 2) vorne bzw. hinten angeordneten Eckbereiche des Vorwärts- und Rückwärts­ bereichs (26, 27) auszurunden oder die Rechteckbereiche zu Dreieckbereichen zu reduzieren, um zwar volle Vor- und Rückwärtsfahrgeschwindigkeiten zu erreichen, bei Kurvenfahrten jedoch zu erzwingen, daß mit der seitlichen Auslenkung des Handhebels die Vorwärts- bzw. Rückwärtsgeschwindigkeit der an der Kurvenaußenseite liegenden Raupe selbsttätig zurückgeht.

Claims (4)

1. Hydraulisches Steuersystem zum Fahren und Lenken eines Fahrzeugs mit Raupenketten und/oder nicht schwenkbaren Rädern und mit getrennt steuerbaren Fahrantrieben für jede Fahrzeugseite,
mit zwei Stellorganen für die beiden Fahrantriebe, die aus einer dem Stillstand des betreffenden Fahrantriebs entsprechenden Nullstellung nach zwei Richtungen auslenkbar sind,
mit zweiseitig beaufschlagbaren, an die Stellorgane gekoppelten Stellzylindern, deren Kolben Rückstellkräften unterworfen sind, die einer Auslenkung aus der Nullstellung entgegenwirken,
mit vier Druckregelventilen, von denen zwei als Fahrregler und die beiden anderen als Lenkregler die Kolben der Stellzylinder über Wechselventile beaufschlagen, und mit einem gemeinsamen Bedienungsorgan für die Druckregelventile, wobei wenigstens zwei Stellungen des Bedienorgans vorgesehen sind, in denen sich die als Fahrregler dienenden Druckregelventile (12, 13) in ihrer Nullstellung befinden und jeweils ein als Lenkregler (10, 11) dienendes Druckregelventil betätigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselventile hydraulisch derart geschaltet sind, daß jeweils ein Lenkregler (10, 11) stets die Kolben (3, 4) beider Stellzylinder (1, 2) in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt.

2. Hydraulisches Steuersystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschaltventil (18) vorgesehen ist, das die Druckleitungsanschlüsse (14, 16) der Lenkregler (10, 11) beim Wechsel zwischen Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt mittels des Bedienungsorgans (22) selbsttätig vertauscht.

3. Steuersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienungsorgan (22) ein um zwei sich kreuzende Achsen schwenkbarer, in einer Kulisse (25) geführter Handhebel ist und die Kulisse (25) zwei bezüglich einer Fahrzeugquerachse spiegelbildlich angeordnete, durch eine Barriere (28) voneinander getrennte Bewegungsbereiche (26 bzw. 27) für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt aufweist, wobei in der Mitte der Barriere (28) ein Durchlass (29) für den Handhebel angebracht ist und daß beim Passieren des Durchlasses das Umschaltventil (18) umgestellt wird.

4. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsbereiche (26, 27) im Wesentlichen rechteckig ausgebildet und so bemessen sind, daß der Schwenkwinkelbereich des Handhebels des Bedienungsorgans (22) die Vollaussteuerung des Druckregelventils (12 bzw. 13) für eine Fahrtrichtung (vorwärts oder rückwärts) und der Druckregelventile (10, 11) für Links- und Rechtskurven ermöglicht.