DE4211662A1 - Achsschenkellenkung fuer nutzfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Achsschenkellenkung für Nutz­ fahrzeuge wie beispielsweise Sattelanhänger oder Tiefladeanhänger und dgl. mit mindestens einer starren, endseitig angeordnete Achs­ schenkel aufweisenden Achse, welche an, gegenüber dem Chassis des Fahrzeuges verschwenkbaren Schwingen oder Federn befestigt ist, und vorzugsweise längsmittig im Chassis mindestens eine, dieser Achse zugeordnete und im wesentlichen vertikal stehende Lenk­ spindel vorgesehen ist, welche an ihrem oberen Ende ein von Lenk­ schubstangen betätigbares Hebelgetriebe trägt und an deren unte­ rem, achsnahem Ende ein Lenkhebel befestigt ist, der über paar­ weise vorgesehene Schubstangen mit Spurstangenhebeln der Achs­ schenkel verbunden ist.

Eine solche Achsschenkellenkung ist beispielsweise aus dem deut­ schen Gebrauchsmuster 73 20 192 bekannt. Im Chassis des Fahrzeu­ ges ist im Bereich der zu lenkenden Räder eine vertikale Lenk­ spindel gelagert, die an ihrem oberen Ende ein Hebelgetriebe auf­ weist, an welchen die im wesentlichen parallel zum Chassis ver­ laufenden Lenkschubstangen paarweise angreifen, die entweder über die Zugschere des Anhängers oder über den Drehschemel einer Zug­ maschine betätigbar sind. Am unteren Ende dieser Lenkspindel ist fest mit dieser verbunden ein Lenkhebel angeordnet, der seitlich auskragt und der über paarweise vorgesehene Spurstangen mit den Spurstangenhebeln der an einer starren Achse endseitig angeordne­ ten Achsschenkel über Kugelzapfen verbunden ist. Die Achse selbst ist an Blattfedernpaketen befestigt.

Wenn beim betriebsmäßigen Einsatz des Fahrzeuges sich die Achse gegenüber dem Chassis aufgrund ihrer federnden Aufhängung bewegt, ändert sich dadurch der Abstand zwischen den Anlenkpunkten der Spurstangen, da der an der vertikalen Lenksäule angeordnete Lenk­ hebel seine relative Lage zum Chassis unabhängig von der Einfe­ derung der Fahrzeugachse beibehält. Da die Spurstange jedoch eine vorgegebene konstante Länge besitzt, wird diese durch die federn­ bedingte Lageänderung der Achse gegenüber dem Chassis auf die Achsschenkel übertragen mit der Folge, daß im Rhythmus der Einfe­ derung die Räder ständig um den vertikalen Achszapfen des Achs­ schenkels schwingen. Abgesehen davon, daß diese schwingenden Bewegungen der gelenkten Räder den Abrieb der Reifen erhöhen und die Stabilität des Fahrzeuges nicht unwesentlich beeinträchtigen, kann diese besondere Art der Achsschenkellenkung nur bei solchen Fahrzeugen verwendet werden, bei welchen die abgefederten Achsen nur geringe Bewegungen gegenüber dem Chassis ausführen können.

Die Nachteile einer solchen Achsschenkellenkung wurden offenbar bereits erkannt. Aus der US-PS 44 51 058 ist nämlich bekannt, im Mittelbereich der zu lenkenden Achse einen T-förmigen Lenkhebel schwenkbar zu lagern, wobei an den Enden des Querholmes des T-förmigen Lenkhebels Lenkschubstangen angelenkt sind, die mit ihrem einen Ende an einem an der Deichsel des Fahrzeuges schwenk­ bar gelagerten, mit einem Zugfahrzeug verbindbaren Querbalken verbunden sind. Das Ende des mittleren Holmes des T-förmigen Lenkhebels ist mit dem Spurstangenhebel des einen Radsatzes ver­ bunden. Eine Spurstange verbindet darüberhinaus die Spurstangen­ hebel beider Radsätze. Bewegt sich bei dieser vorbekannten Kon­ struktion die Achse gegenüber dem Chassis aufgrund der federnden Lagerung, so bleiben die Abstände zwischen den Anlenkpunkten der Spurstangen und Spurstangenhebel konstant, die Geometrie des Lenkgestänges ist unabhängig von der jeweiligen federnden Ein­ schwingung. Die hier vorgesehenen Lenkschubstangen, die zwischen dem oben erwähnten Querbalken und dem T-förmigen Lenkhebel vor­ gesehen sind, sind jedoch starre Bauelemente, sie sind zwar auf eine bestimmte Länge einstellbar, können ihre Länge aber betriebs­ mäßig nicht verändern. Wenn nun die gefederte Achse beim betriebs­ mäßigen Einsatz schwingt, bewegt sich der Anlenkpunkt der Lenk­ schubstange am T-förmigen Lenkhebel auf einer vertikalen Kreis­ bahn, deren Radius durch die Länge der Lenkschubstange vorgegeben ist. Durch diese schwingende Bewegung entlang einer vertikalen Kreisbahn versucht jedoch der erwähnte Anlenkpunkt gegenüber dem Chassis des Fahrzeuges eine translatorische Horizontalbewegung durchzuführen, die er jedoch wegen der starren Ausbildung der Lenkschubstange und des in sich starren T-förmigen Lenkhebels nicht vollziehen kann, mit der Folge, daß in den erwähnten Kon­ struktionsteilen unkontrollierbare Kräfte und damit Spannungen auftreten, die diese Konstruktionsteile vorzeitig ermüden und damit zerstören. Bei dieser bekannten Konstruktion müssen die Federn außerordentlich steif sein, damit sie nur Schwingbewe­ gungen mit kleinen Amplituden ausführen, um so das Ausmaß der translatorischen Horizontalbewegung des oben erwähnten Anlenk­ punktes möglichst kurz zu halten.

Von diesem Stand der Technik geht die Erfindung aus, die darauf abzielt, diese Art der Achsschenkellenkung dahingehend zu ver­ bessern, daß sie auch bei solchen Fahrzeugen angewandt und ein­ gesetzt werden kann, deren Achsen relativ große Federwege zurück­ legen können, was besonders dann der Fall ist, wenn die Achsen über Luftfedern abgestützt sind, welche nicht nur den Federungs­ komfort verbessern, sondern auch dem Fahrzeugbenutzer die Möglich­ keit bieten, das Fahrzeugchassis niveaumäßig zu regeln, beispiels­ weise wenn zum Beladen des Fahrzeuges eine Rampe angefahren werden soll, so daß zwischen Rampenebene und Ladefläche des Chassis ein bündiger Übergang geschaffen werden kann. Zur Lösung dieser Auf­ gabe schlägt die Erfindung vor, daß die Lenkspindel längenverän­ derbar als Teleskopspindel ausgebildet ist und das die Lenkspindel tragende, am Chassis angeordnete Lager in der oder parallel zur Längsmittelebene des Chassis verschwenkbar ist und das untere Ende der Lenkspindel von einem an der Achse befestigten Lager aufgenommen ist und die Lenkspindel ein allseitig bewegliches Gelenk aufweist.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den hinteren Teil eines Sattelan­ hängers;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 im Längsschnitt gezeigten Teil;

Fig. 3 ein Detail aus Fig. 1, zum Teil aufgeschnitten;

Fig. 4 einen Horizontalschnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 ein Detailquerschnitt nach der Linie V-V in Fig. 1.

An den voneinander distanzierten Längsträgern 1 eines Chassis beispielsweise eines Sattelanhängers, und zwar im hinteren Be­ reich, sind an der Unterseite nach unten gerichtete Stege 2 an­ geschweißt, an welchen um eine Achse 3 schwenkbar eine in sich starre Schwinge 4 angelenkt ist, deren hier hinteres Ende über eine Luftfeder 5 herkömmlicher Bauart gegenüber dem Längsträger 1 abgestützt ist. An dieser Schwinge 4 ist die in sich steife Achse 6 festgemacht. An den Enden der Achse 6 sind Achsschenkel 7 angelenkt, die um die vertikalen Achsen 8 bewegbar sind und die die Radnaben 9 tragen.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Achse 8 des Achs­ schenkels 7 bezüglich der Achse 6 - Fig. 4 - mittig vorgesehen. Diese mittige Anordnung ist jedoch für die Erfindung nicht wesent­ lich. Die Achse 8 könnte gegenüber der Achse 6 auch seitlich ver­ setzt sein. Am Achsschenkel 7 ist ein Spurstangenhebel 10 vorge­ sehen.

In dem von den Längsträgern 1 gebildeten Chassis ist über Längs- und Querholme 11 und 12 in der Längsmittelebene des Chassis eine Lagerbuchse 13 um die Achse 14 schwenkbar gelagert, und zwar in der Längsmittelebene des Chassis, in Fig. 1 also in der Zeichen­ ebene. Diese Lagerbuchse 13 nimmt die Lenkspindel 15 auf, die der Achse 6 zugeordnet ist, und die aus zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Teilen 22 und 23 besteht, wobei der eine Teil 22 durch ein innen-längsverzahntes Rohr und der Teil 23 durch eine längsverzahnte Welle gebildet sind. Am oberen Ende der Lenkspindel 15, oberhalb der Lagerbuchse 13, ist als Hebelgetriebe ein Quer­ hebel 16 befestigt, an welchem die Lenkschubstangen 17 angreifen. Das untere Ende der Lenkspindel 15 wird von einer Gelenkkugel 18 gebildet, die von der Gelenkpfanne 19 aufgenommen ist. Diese Ge­ lenkpfanne 19 ist mit der Achse 6 des Fahrzeuges in deren Mittel­ bereich fest verspannt. Mit der Lenkspindel fest verbunden, und zwar an ihrem unteren, achsnahen Bereich, ist ein seitlich aus­ kragender Lenkhebel 20 vorgesehen, der über paarweise angeordnete Spurstangen 21 mit den Spurstangenhebeln 10 der Achsschenkel 7 verbunden ist.

Luftfedern 5 der hier verwendeten Bauart haben einen Federweg von mindestens ± 10 cm, in der Summe also von 20 cm oder mehr. Die L­ enkbewegung des Zugfahrzeuges wird in an sich bekannter Weise auf die Lenkschubstangen 17 übertragen, wodurch der Querhebel 16 die Lenkspindel 15 verdreht. Diese Verdrehung wird über den Lenkhebel 20 und die Spurstangen 21 auf die Spurstangenhebel 10 der Achs­ schenkel 7 übertragen. Aufgrund der hier vorgeschlagenen Konstruk­ tion ändert nun der Lenkhebel 20 in Abhängigkeit der Einfederung der Achse 6 seine relative Lage zur Achse 6 und deren Achsschen­ kel 7 nicht, mit der Folge, daß die Achsabstände des aus Lenk­ hebel 20, Spurstange 21 und Spurstangenhebel 10 gebildeten Lenk­ trapezes unabhängig von der Einfederung der Achse 6 stets kon­ stant sind, so daß die betriebsmäßige Einfederung der Achse bzw. deren schwingenden Bewegungen ohne Einfluß auf den Lenkeinschlag bleibt.

Die Einfederung der Achse 6 verlängert bzw. verkürzt die Lenk­ spindel 15, wobei der durch die Einfederung bedingte seitliche Versatz der Achse 6 durch die pendelnde Aufhängung der Lager­ büchse 13 ausgeglichen wird.

Die Hebelgetriebe für die Lenkspindeln 15 der in Fig. 1 gezeigten Zwillingsachse sind unterschiedlich übersetzt, so daß die über die Lenkschubstangen 17 eingeleiteten Verstellbewegungen die Quer­ hebel 16 der beiden Lenkspindeln 15 um unterschiedliche Winkel­ wege verstellen mit der Folge, daß sich die Achsschenkel 7 und damit die Räder um unterschiedlich große Winkel um die Achsen 8 verschwenken, wobei der Verschwenkwinkel der hinteren Räder größer ist als jener, der in Fahrtrichtung gesehen, davorliegenden Räder.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist zur gelenkigen Verbindung zwischen Achse 6 und Lenkspindel 15 ein Kugelgelenk vorgesehen. Es ist denkbar, anstelle eines solchen Kugelgelenkes ein Kreuz­ gelenk (Kardangelenk) anzuordnen. Ist diese Gelenkverbindung beim gezeigten Ausführungsbeispiel im Bereich der Achse vorgesehen, so wäre es auch denkbar und möglich, dieses Gelenk im oberen Teil der Lenkspindel 15 anzuordnen.

Claims (6)

1. Achsschenkellenkung für Nutzfahrzeuge wie beispielsweise Sattelanhänger oder Tiefladeanhänger und dgl. mit mindestens einer starren, endseitig angeordnete Achsschenkel (7) aufwei­ senden Achse (6), welche an, gegenüber dem Chassis des Fahr­ zeuges verschwenkbaren Schwingen (4) oder Federn befestigt ist, und vorzugsweise längsmittig im Chassis mindestens eine, dieser Achse (6) zugeordnete und im wesentlichen vertikal stehende Lenkspindel (15) vorgesehen ist, welche an ihrem oberen Ende ein von Lenkschubstangen (17) betätigbares Hebel­ getriebe (16) trägt und an deren unterem, achsnahem Ende ein Lenkhebel (20) befestigt ist, der über paarweise vorgesehene Schubstangen (21) mit Spurstangenhebeln (10) der Achsschenkel (7) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkspindel (15) längenveränderbar als Teleskopspindel ausgebildet ist und das die Lenkspindel (15) tragende, am Chassis angeordnete Lager (13) in der oder parallel zur Längsmittelebene des Chassis verschwenkbar ist und das untere Ende der Lenkspindel (15) von einem an der Achse (6) befestigten Lager aufgenommen ist und die Lenkspindel ein allseitig bewegliches Gelenk aufweist.

2. Achsschenkellenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das am unteren Lenkspindelende befindliche, an der Achse (6) befestigte Lager als das allseitig bewegliche Gelenk aus­ gebildet ist.

3. Achsschenkellenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkspindel (15) an ihrem unteren Ende eine Gelenkkugel (18) trägt und die die Gelenkkugel (18) aufnehmende Gelenk­ pfanne (19) mit der Achse (6) fest verbunden ist.

4. Achsschenkellenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (6) an in sich starren Schwingen (4) befestigt ist, und die Schwingen (4) gegenüber dem Chassis mit Luft­ federn (5) abgestützt sind.

5. Achsschenkellenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkpfanne (19) im Mittelbereich der Achse (6) be­ festigt ist.

6. Achsschenkellenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur gelenkigen Verbindung der Lenkspindel (15) und der Achse (6) ein Kreuzgelenk (Kardangelenk) vorgesehen ist.