DE4221169A1 - Lenkachse mit einem Gleichlauflenkzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkachse mit einem Gleichlauflenkzylinder, durch dessen Kolbenstangen die endseitig an dem Achskörper 1 der Lenkachse angelenkten, die gelenkten Räder tragenden Gelenkgehäuse über je eine Spurstange verschwenkbar sind.

Eine Lenkachse dieser Art ist in der DE 32 05 979 C3 beschrieben. Im fest an der vorderen oder hinteren Seite des Achskörpers angebrachten Lenkzylinder dieser Achse ist eine durchgehende Kolbenstange verschiebbar geführt. Sie arbeitet über endseitige, auf Zug oder Druck beanspruchte Kugelgelenke auf Spurstangen, die ihrerseits mit die gelenkten Räder tragenden Gelenkgehäusen gelenkig verbunden sind. Die aus dem Lenkzylinder austretenden Bereiche der Kolbenstange sind ungeschützt und unterliegen wegen der exponierten Lage des Lenkzylinders einer erheblichen Beschädigungsgefahr durch von den Rädern hochgewirbelte Steine. Bereits geringfügige Verletzungen der Kolbenstangenoberfläche können dabei schon nach verhältnismäßig kurzer Zeit zu einer Zerstörung der Dichtungen des Arbeitszylinders führen und eine umfangreiche aufwendige Reparatur erzwingen. Ein Schutz der Kolbenstange durch Faltenbalge o. dgl. Schutzmittel hat sich bisher als nicht durchführbar erwiesen, weil zum einen Faltenbalge nicht ausreichend verschleißfest sind und, sofern sie überhaupt in der gewünschten Größe und mit den gewünschten Eigenschaften zur Verfügung stehen, selbst im Blockzustand einen erheblichen zusätzlichen Platzbedarf haben. Dieser kann durch bauliche Maßnahmen nicht aufgefangen werden und führt zu einer entsprechenden Verlängerung der Kolbenstange. Bei im übrigen unveränderter Lenkachse müssen die an die Kolbenstangen anschließenden Spurstangen entsprechend verkürzt werden, was insbesondere bei Lenkachsen mit dem Anschlag zur Begrenzung des Lenkeinschlagwinkels der Räder am Gelenkgehäuse zu einer ungünstigeren Lenkgeometrie und in Folge zu erheblichem Anstieg der Seitenkräfte auf den Arbeitszylinder führt.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Lenkachse der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, bei der die Gleitflächen der Kolbenstangen des Lenkzylinders weitestgehend vor Beschädigung durch äußere Einflüsse geschützt sind und eine gewünschte Lenkgeometrie zur Erzielung geringer den Lenkzylinder belastender Seitenkräfte leicht realisierbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Kennzeichen des Anspruches 1 geeignet. Das Gehäuse schützt dabei die Kolbenstangen nicht nur wirksam gegen Beschädigungen, sondern stellt einen sich über eine große Länge erstreckenden Bereich zur Verfügung, in dem die Spurstangen angelenkt werden können. Die Realisierung einer Lenkgeometrie, die nur geringe Seitenkräfte hervorruft, ist damit unschwer durchführbar. Eventuell auftretende Spitzenwerte der Lenkkräfte werden über eine große Gleitfläche in den Arbeitszylinder eingeleitet.

Wie einleitend angedeutet, ist das die Kolbenstange mit der Spurstange verbindende Kugelgelenk durch Lenkvorgänge und/oder durch äußere, auf die Räder einwirkende Kräfte auf Zug oder Druck beansprucht. Während einer Zugbeanspruchung steht der Kugel des Gelenkes für die Abstützung an der anderen Gelenkhälfte eine verhältnismäßig kleine ringförmige Abstützfläche zur Verfügung und es besteht die Gefahr, daß das Gelenk durch ungewöhnlich große, eine Zugbeanspruchung hervorrufende Seitenkräfte auseinandergerissen wird. Damit dies auf keinen Fall geschehen kann, werden die Kugelgelenke erheblich überdimensioniert. Resultierend aus ihrem Aufbau und ihrer Herstellungsweise besitzen derartige Kugelgelenke von Natur aus eine gewisse Schwergängigkeit, die den Lenkkraftbedarf erhöht und im Fahrbetrieb zu einer erhöhten Belastung des Lenkzylinders durch Seitenkräfte für die Führung des Kolbens führt. Da die Schwergängigkeit mit der Größe des Kugelgelenkes zunimmt, kommt es bei überdimensionierten Kugelgelenken zu einer merklichen Verschlechterung der Lenkeigenschaften der Lenkachse. Die gemäß Anspruch 3 vorgeschlagenen Maßnahme gestattet es, die Kugelgelenke im wesentlichen senkrecht zu ihrer Kugelbolzenachse zu belasten, wie dies bei den Kugelgelenken zwischen dem Gelenkgehäuse und den Spurstangen üblich ist. Damit können an beiden Endbereichen der Spurstange gleiche Kugelgelenke vorgesehen werden, was die Disposition und Lagerhaltung dieser Bauteile bei der Herstellung der Lenkachse vereinfacht.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den übrigen Ansprüchen hervor.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Ansicht der Lenkachse von vorn,

Fig. 2 eine Ansicht der Lenkachse gemäß Fig. 1 von oben und

Fig. 3 eine Schnittansicht der Lenkachse nach der Linie A-B in Fig. 1.

Die Lenkachse für ein Nutzfahrzeug, wie z. B. Ackerschlepper, weist einen mittleren Achskörper 1 auf, der an seiner vorderen und hinteren Seite mit zwei mittigen Achsstummeln 2,3 versehen ist, mit denen die Lenkachse an dem Fahrzeugaufbau pendelbar lagerbar ist. In den Endbereichen des Achskörpers ist je ein Gelenkgehäuse 4,5 mit einem sich bei bestimmungsgemäßen Einsatz der Lenkachse nach hinten erstreckenden Lenkhebel 4a, 5a um einen mit 6 bzw. 7 bezeichneten Achsschenkelbolzen verschwenkbar. Auf dem Gelenkgehäuse 4, 5 ist eine das Rad tragende Radnabe 8 gelagert, in der ein durch den hohlen Achskörper 1 angetriebenes Untersetzungsgetriebe untergebracht ist.

Auf der Seite des Achskörpers 1, nach der sich die Lenkhebel 4a, 5a der Gelenkgehäuse erstrecken, ist mittig ein hydraulisch beaufschlagbarer Gleichlauflenkzylinder 9 angeordnet. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht dieser aus einem Zylinderrohr 10, zwei Plungerkolben 11 und einem Gehäuse 12.

Die Plungerkolben 11 sind in der Bohrung des Zylinderrohres 10 geführt, die auf halber Länge durch eine Zwischenwand 10a verschlossen ist. Jede der von einem Plungerkolben 11 und der Zwischenwand 10a begrenzten Kammern steht in nicht gezeigter Weise über Druckmittelleitungen mit einem durch das Lenkhandrad des Fahrzeuges gesteuerten Lenkventil in Verbindung. Dabei wird über eine der Leitungen Druckmittel in die angeschlossene Kammer eingeführt und über die andere der Leitungen Druckmittel aus der daran angeschlossenen Kammer abgeführt, so daß der Abstand der aus dem Zylinderrohr 10 herausragenden Enden der Plungerkolben 11 konstant bleibt. Beide Plungerkolben 11 entsprechen damit einer durchgehenden Kolbenstange, deren Kolben im Zylinderrohr geführt ist, und können durch eine solche ersetzt werden. Außen sind am Zylinderrohr 10 zwei Stege 13 angeschweißt, über die das Zylinderrohr 10 mittels Schrauben 14 am Achskörper 1 befestigt ist. Die Erstreckung der Stege 13 in Längsrichtung des Zylinderrohres 10 ist wegen deren Einfluß auf die Gesamtlänge des Lenkzylinders 9 möglichst gering gehalten.

Das oben erwähnte Gehäuse 12 besteht aus einem Rohr, das auf dem Zylinderrohr 10 längsverschiebbar geführt ist und einen durchgehenden Längsschlitz 12a besitzt, durch den die Stege 13 zum Achskörper 1 hindurchtreten. Endseitig ist das Zylinderrohr 10 durch zwei Abschlußdeckel 15 verschlossen. Die Länge des Gehäuses 12 ist so bemessen, daß in der der Geradeausfahrt des Fahrzeuges entsprechenden Mittelstellung des Lenkzylinders 9 die jeweils einen halben Hub des Lenkzylinders 9 ausgefahrenen Plungerkolben 11 innen an den Abschlußdeckeln 15 anliegen. Um ihre Führung im vollständig ausgefahrenem Zustand zu verbessern, können die Plungerkolben 11 fest mit den Abschlußdeckeln 15 verbunden sein. Dadurch ist eine erhebliche Reduzierung der Länge der Plungerkolben 11 und damit des Lenkzylinders 9 möglich.

Bei einer Betätigung des Lenkhandrades wird einer der Plungerkolben 11 aus dem Zylinderrohr 10 ausgefahren, während der andere Plungerkolben 11 eingedrückt wird. Diese Hubbewegung überträgt sich auf das Gehäuse 12. Zur Übertragung dieser Längsbewegung auf die Radnaben 8 sind am Gehäuse 12 über aus einem Kugelbolzen 16 und eine Kugelpfanne 17 bestehende Kugelgelenke 18 zwei Spurstangen 19 angelenkt, die mit ihren anderen Endbereichen über gleichgroße und gleichartige Kugelgelenke 20 mit annähernd senkrechter Kugelbolzenachse 20a an den Lenkhebeln 4a, 5a der Lenkgehäuse 4, 5 angreifen. Die lenkzylinderseitigen Kugelgelenke 18 sind dabei so am Gehäuse 12 angebracht, daß ihre Kugelbolzenachsen 18a in einer zu der Kugelbolzenachse 20a der Gelenke 20 am anderen Ende der Spurstangen 19 parallelen Ebene liegen. Die Stelle, an der die Kugelgelenke 18 am Gehäuse 12 angreifen, ist in weiten Grenzen frei wählbar, so daß es bei der Auslegung der Lenkachse einfach ist, eine möglichst lenkfehlerfreie Lenkung bei geringen Seitenkräften auf das Gehäuse 12 zu erhalten.

Claims (4)

1. Lenkachse mit einem Gleichlauflenkzylinder (9), durch dessen Kolben die endseitig an dem Achskörper (1) der Lenkachse angelenkten, die gelenkten Räder tragenden Gelenkgehäuse (12) über je eine Spurstange (19) verschwenkbar sind, gekennzeichnet durch

• a) ein über einen Steg (13) am Achskörper (1) gehaltenes Zylinderrohr (10) mit einer inneren Lauffläche für mindestens einen Kolben (11) und einer äußeren Lauffläche für ein das Zylinderrohr (10) und die Kolbenstangen (11) mit Ausnahme eines Längsschlitzes (12a) für den Durchtritt der Steges (13) allseitig abgedichtet umschließendes Gehäuse (12), wobei die freien Endbereiche der Kolbenstangen (11) an den Abschlußdeckeln (15) des Gehäuses (12) anliegen, und
• b) eine Anlenkung des zylinderseitigen Endbereiches der Spurstangen (19) an der Mantelfläche des Gehäuses (12).

2. Lenkachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die innere Lauffläche bildende Bohrung des Zylinderrohres (10) auf halber Länge durch eine druckdichte Zwischenwand (10a) geteilt ist und in jeder Teilbohrung ein Plungerkolben (11) verschiebbar geführt ist.

3. Lenkachse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plungerkolben (11) an den Abschlußdeckeln (15) festgelegt sind.

4. Lenkachse nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Befestigung des zylinderseitigen Kugelgelenks (18) am Gehäuse (12) derart, daß seine Kugelbolzenachse (18a) in einer zur Kugelbolzenachse (20a) des am gelenkgehäuseseitigen Endbereich der Spurstange (19) befindlichen Kugelgelenkes (20) im wesentlichen parallelen Ebene verläuft.