WO2014053478A1 - Schwerlastfahrzeug mit normallenkung und hundeganglenkung - Google Patents

Schwerlastfahrzeug mit normallenkung und hundeganglenkung Download PDF

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WO2014053478A1
WO2014053478A1 PCT/EP2013/070435 EP2013070435W WO2014053478A1 WO 2014053478 A1 WO2014053478 A1 WO 2014053478A1 EP 2013070435 W EP2013070435 W EP 2013070435W WO 2014053478 A1 WO2014053478 A1 WO 2014053478A1
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steering
crab
normal
unit
vehicle
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PCT/EP2013/070435
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Felix Merkel
Benjamin SCHOLL
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Goldhofer Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle

Definitions

  • the invention relates to a heavy duty vehicle comprising
  • a steering system configured to receive
  • the left wheel assemblies and the right wheel assemblies each have a depending on the position of the respective axis in the longitudinal direction of the vehicle steering angle, wherein the wheel assemblies of adjacent axes have a mutually different steering angle
  • a “heavy-duty vehicle” is understood to mean both self-propelled heavy-duty vehicles and heavy-duty trailers.
  • Heavy-duty trailers or as specified in Annex XI to EC Directive 2007-46-EC as amended on 15.07.2011 "Trailers for heavy goods transport” are, according to the definition given there, of category 0 4 for the transport of indivisible loads (for example Rotor blades of wind turbines), which, due to their dimensions, are subject to speed and traffic restrictions.An analogous definition also applies to self-propelled heavy-duty vehicles.
  • the heavy duty trailer according to the invention may be both a heavy duty trailer with drawbar and a heavy duty trailer.
  • the heavy-duty trailer according to the invention can be modular, regardless of the number of modules.
  • a self-propelled module vehicle can thereby become a trailing module vehicle be formed.
  • an "axis” need not be a real, ie physical, axis, as in the example of the rigid axle, but may also designate a virtual axis formed by the fact that the left wheel assembly and the right wheel assembly relative to the longitudinal axis of the vehicle at substantially the same "height" are arranged (ie, a plane in which both steering axes of the left and right wheel assemblies extend orthogonal to the longitudinal axis of the vehicle).
  • wheel assembly is used in connection with the present invention, this is understood to mean the wheel associated with one side of the vehicle or the wheels of the respectively considered vehicle axle associated with one side of the vehicle together with their respective connection to the vehicle frame.
  • Each wheel can simply be frosted, twin tires or even frosted several times.
  • the connecting elements for forwarding the steering forces from axis to axis by means of adjusting units can be variable in length, wherein a control device influences the length of the individual connecting elements such that the respective desired steering operation results.
  • a generic heavy-duty vehicle in which the steering system for each axis comprises at least one rotatable about a rotation axis steering rotary member which is in steering connection with the at least one left wheel assembly and / or the at least one right wheel assembly of the axle for each steering rotary element comprises a normal steering operation steering force introduction unit associated therewith, comprising a crab steering operation force transmission unit assigned to each steering rotation element, and a coupling device for each steering rotation element, which optionally comprises the normal steering operation force introduction unit or the Hundeganglenkbet eb steering force introduction unit rotatably connects, wherein the steering system further comprises at least one Normallenk Slim- connecting element, the normal steering operation Lenkkrafteins effet fürsakuen of each other in the longitudinal direction of the vehicle interconnecting adjacent axles, including at least one crab steering mode connecting
  • the steering system of the heavy vehicle thus has two separate steering devices, namely a Normalallenk Sha- steering device and a crab steering operation steering device, wherein in both steering devices, the steering force on the connecting elements purely mechanically passed from axis to axis.
  • the connecting elements of the normal steering operation steering device or / and the crab steering operation steering device according to the invention preferably designed to be fixed in operation. That is, their length does not change during the steering operation. However, this does not exclude that the length of the connecting elements to determine a desired steering behavior, if necessary, can be changed before the start of the steering operation.
  • the at least one coupling device can be switched back and forth between the normal steering operation and the crab steering operation. This not only simplifies the construction of the steering system and thus the control of both steering modes, but also meets the requirements of relevant legislation.
  • the normal steering operation steering force introduction unit comprises a normal steering operation rotary element associated with the respective steering rotary element
  • the dog gang steeringbetb eb steering force introduction unit comprises a crab steering operation rotary element associated with the respective steering rotary element
  • the coupling device rotatably connects the steering rotary element with the normal-steering-mode rotary element or the crab steering-rotary element selectively.
  • both the normal-steering-mode rotary member and the crab-steering-mode rotary member are arranged so as to be rotatable about the rotational axis of the steering rotary member.
  • the steering angle desired for the steered axles, or more precisely their steering angle ratio ie the ratio of the steering angle to a starting manipulated variable of the power tool
  • the same design principle can be advantageously applied to the crab steering device of the heavy duty vehicle according to the invention, ie one directs the free ends of the crab steering connection elements all at the same radial distance from the axis of rotation of the associated steering rotary member to the respective crab steering rotary element Achieve a 1: 1 steering angle ratio for all.
  • the steering system according to the invention can be used both in vehicles, in whose Normalallenk Sha steering device for both the same axis belonging wheel assemblies a common steering rotary member is provided (such steering systems are used, for example, in the heavy duty trailers and heavy duty trailers of the Applicant; 10 2012 205 641), as well as vehicles are used in which each wheel assembly is assigned a separate steering rotary member (such steering systems are used, for example, in the modular vehicles of the Applicant).
  • the at least one steering rotary element as is known per se from the steering rotary elements of the modular vehicles of the applicant, part of a bogie, which further comprises a frame member which is operatively fixed to the frame of the vehicle, wherein the steering rotary member on the Frame member is mounted rotatably about its axis of rotation
  • this bogie for implementing the present invention may be modified in that it further comprises the normal steering operation rotary member and the crab steering operation rotary member, wherein the normal steering operation rotary member and the crab steering operation rotary member to the frame member indirectly or are mounted directly rotatable about the axis of rotation, for example by means of ball bearings.
  • the frame element can preferably be annular and connected to the vehicle frame, for example, be connected by screwing.
  • the normal-steering-mode rotary element and the crab-steering rotary element can also be annular and, with the steering rotary element and the frame element, form a multiple turntable, preferably a multi-turn turntable.
  • the at least one normal steering operation power steering unit has a normal steering operation steering lever to which the at least one normal steering operation connecting member is connected, and / or that the at least one crab steering operational Steering force introduction unit has a crab steering operation steering lever, with which the at least one crab steering operation connecting element is connected.
  • the normal steering mode steering lever and the crab steering gear steering lever when driving straight on the vehicle longitudinal center side facing the Steering rotary element are arranged.
  • the at least one normal-steering-mode steering-force introduction unit or / and the at least one crab steering-mode power-transmitting unit could also be formed with a sprocket which engages with at least one connecting element designed as a rack.
  • the coupling device comprises an adjusting unit, which is fixedly connected to the steering rotary element, and a slide, which by means of the adjusting unit relative to the steering rotary element between a first. Position and a second position is displaceable, wherein the slider comprises a first engagement portion and a second engagement portion, wherein the first Eingriffsab- in the first position of the slide with one of the steering-force introduction units, namely the normal steering-mode steering-force introduction unit or the crab-steering-force introduction unit, is in power transmission engagement, while the second engagement portion is in the second position of the slide with the other of the steering-force introduction units, namely, the crab steering-type steering force introduction unit or the normal-steering-mode steering-force introduction unit is in steering-force transmission engagement.
  • the coupling device may be formed as a preassembled module and for this purpose comprise, for example, a base element which is operatively connected to the steering rotary element.
  • the actuator may be fixedly disposed on the base member and / or the slider may be slidably guided on the base member.
  • the actuator may be a double-acting cylinder-piston unit and / or the achievement of the first and second positions can be detected by means of proximity switches.
  • the coupling device may be disposed within the steering-rotating element ring.
  • the coupling device can act in the axial direction and / or in the radial direction.
  • the coupling device it is conceivable for the coupling device to comprise two clutch units which are formed separately from each other but synchronized with respect to their operation, of which one is assigned to one of the normal steering mode power steering unit and the other to the crab steering power steering input unit.
  • the slider has a recess adjacent to one of the two engagement sections, which recess, when this engagement section engages with the associated Th steering input unit is in Lenkkraftübertragungseingriff that allows free movement of the other steering force introduction unit.
  • the mutual engagement of the engagement sections with the two steering force introduction units can be realized in a production-technically simple manner if the first engagement section and the second engagement section are arranged one above the other in the vertical direction of the vehicle.
  • the coupling device is arranged inside the annularly embodied rotary steering element and the two likewise annularly formed steering force introduction units are arranged coaxially to the steering rotary element, the recess of the slider can allow the free rotation of the radially inner steering force introduction unit if the slide engages with the radially outer steering force introduction unit Steering power intervention stands.
  • At least one of the engagement sections is formed with inclined surfaces which interact with corresponding counter-inclined surfaces of the associated steering-force introduction unit.
  • the steering power transmission engagement between the respectively considered engagement portion and the associated steering force introduction unit is thus substantially free of play.
  • the force devices suitable for the practical realization of the steering system according to the invention are able to provide a power which is sufficient for a predetermined maximum number, for example four, of wheel assemblies. For this reason too, it is advantageous to provide a plurality of power devices for generating the steering force required for the crab steering operation.
  • the synchronization of the plurality of power devices can be manually or mechanically or electronically or hydraulically positively controlled.
  • the power device may for example be a, preferably hydraulically actuated, cylinder-piston unit.
  • the hydraulic actuation availability is particularly advantageous in vehicles equipped with a "power pack" (as described above), since the hydraulic volume flow required for actuating the cylinder-piston unit is provided anyway by the "power pack".
  • the cylinder is mounted adjacent to its piston rod outlet end on the frame of the vehicle.
  • the buckling length of the cylinder-piston unit can be shortened, and the forces acting on the piston rod seal forces can be kept low.
  • the free end of the piston rod may be connected to a guide slide which is guided displaceably in a frame-fixed guide, wherein the guide carriage is preferably further connected to one end of a connecting rod whose the other end is connected to the steering force introduction unit.
  • the guide carriage may also be formed with a plastic sliding surface.
  • a plastic material for example, under the trade name MURLUBRIC ® by the company Murtfeld Kunststoffe GmbH & Co. KG, Dortmund sold Gleitlagerbuchstoff.
  • the cylinder of the cylinder-piston unit is mounted on the frame of the vehicle relative to this pivotable.
  • the steering angle range for the crab steering operation extends between -90 ° and + 90 ° or even between -180 ° and + 180 °.
  • the power device for generating the crab steering-power steering force may be a hydraulic spindle drive which meshes with a ring gear of the steering force introduction unit, and the at least one connecting element may be formed by a flexible but unchangeable element, for example a chain or a rope, in particular a steel cable.
  • the steering angle range can be increased by a Rajlenkwinkel Anlagen.
  • Figure 1 is a perspective view of the steering system of a
  • vehicle according to the invention, wherein the vehicle is shown to facilitate the view of the steering system without vehicle frame and the like further structures;
  • FIG. 2 is a plan view of the steering system according to Figure 1;
  • FIG 3 is a front view of the steering system according to Figure 1;
  • Figure 4 is a perspective view of a single wheel assembly of the vehicle according to the invention.
  • FIG. 5 shows a section of the multiple ball slewing ring of the wheel assembly of FIG. 4;
  • FIG. 6 is a perspective bottom view of the multiple ball slewing ring of FIG. 5;
  • Figure 7 is a perspective view of a coupling device of the wheel assembly of Figure 4.
  • FIGS. 8 to 10 are plan views of the power tool for generating the steering force required for crab steering and the downstream mechanism for transmitting the same to the crab steering-force introduction unit, specifically for three different steering positions; namely Figure 8 when driving straight ahead, Figure 9 at 45 ° steering angle and Figure 10 at 90 ° steering angle;
  • Figures 11 to 13 are perspective views similar to Figure 1 - but only the crab steering - in three different steering positions, namely Figure 11 when driving straight, Figure 12 at 45 ° steering angle and Figure 13 at 90 ° steering angle;
  • Figure 14 is a perspective view similar to Figure 1 in a
  • Figure 5 is a rough schematic representation of a second embodiment of a steering system according to the invention.
  • Figure 16 is a rough schematic representation of a third embodiment of a steering system according to the invention.
  • Figures 17a to 17c are rough schematic representations of a fourth embodiment of a steering system according to the invention.
  • FIGS. 1 to 3 show a first embodiment of a heavy-duty vehicle 10 according to the invention.
  • the wheel assemblies 14, 18, 22 are related to the forward direction of travel F of the vehicle 10th right wheel assemblies, while the wheel assemblies 16, 20, 24 are left wheel assemblies.
  • the wheel assemblies 14 and 16 include a front axle, the wheel assemblies 18 and 20 a central axle, and the wheel assemblies 22 and 24 a rear axle of the vehicle 10.
  • the steering system 12 includes a normal steering operation steering device 26 designed and intended for travel of the vehicle 0 in the public road network, and a crab steering operation device 28 designed and intended for maneuvering the vehicle 10.
  • the normal steering operation steering device 26 includes a deflection plate unit 30, which can be pivoted by means of two force devices 32, which are formed for example by two hydraulically actuated cylinder-piston units about an axis A of the vehicle 10 substantially parallel axis A extending.
  • connecting rods 34 are articulated, which are hinged at its other end to steering levers 36 of steering force introduction units 38 of the wheel assemblies 14, 16, 18, 20.
  • Another connecting rod 34 connects the steering lever 36 of the steering force introduction units 38 of the wheel assemblies 18 and 22 and 20 and 24.
  • the points of articulation of the ends of the connecting rods 34 on the steering levers 36 of the respective steering axis of rotation D of associated wheel assemblies on different distances.
  • a predetermined steering behavior as a function of the steering angle of the deflection plate unit 30 can be determined for each wheel assembly.
  • suitable choice of the distances of this steering behavior can be chosen such that the vehicle 10 a total of the Ackermann principle following steering behavior shows (see Figure 14).
  • the crab steering device 28 may be formed divided, ie for the right wheel assemblies 14, 18, 22 and the left wheel assemblies 16, 20, 24 are each a separate crab steering operation steering device 28a and 28b provided. Both are except for the fact that one is arranged in the direction of travel F, while the other is arranged opposite to the direction of travel F, identical. Therefore, only the structure and function of the crab steering device 28a for the right wheel assemblies 14, 18, 22 will be described below:
  • the crab steering operation device 28a includes a force generating device 40 disposed on the outside of the vehicle 10 and in steering power transmission engagement with the crab steering force introduction unit 42 of the wheel assembly 14.
  • the exact structure of the force generating device 40 and the structural realization of the steering force transmission engagement will be described in more detail below.
  • the steering force introduction units 42 furthermore have steering levers 44, which are connected to one another by means of connecting rods 46. As can be seen in FIG. 2, the two ends of one and the same connecting rod 46 are articulated on the steering levers 44 at the same distance from the steering axis of rotation of the respective wheel assemblies 14 and 18 or 18 and 22. This results in a 1: 1 transmission of the steering angle from wheel assembly to wheel assembly, so that all wheel assemblies always have the same steering angle.
  • the synchronization of the right wheel assemblies 14, 18, 22 with the left wheel assemblies 16, 20, 24 is preferably carried out control technology.
  • the crab steering device 28 is set such that the vehicle 10 is traveling straight ahead, i.e., the vehicle 10 is running straight ahead.
  • all wheel assemblies 14, 16, 18, 20, 22, 24 have the steering angle 0 °.
  • all wheel assemblies have a steering angle of 45 °, so that the vehicle 10 moves obliquely forwards or backwards.
  • all wheel assemblies are set to a steering angle of 90 °, so that the vehicle 10 can be moved laterally.
  • the wheel assemblies 14 differ, 16, 18, 20, 22, 24 of the wheel assemblies used in Applicant's conventional modular vehicles, only in terms of the structure of the turntable 48.
  • the turntable 48 shown in perspective again in FIG. 5 in section and in FIG. 6, is preferably designed as a multiple ball slewing ring. It comprises a frame ring 50 which is fastened to the (not shown) frame of the vehicle 10, for example by screwing, riveting or the like.
  • the steering rotary member 52 is rotatably mounted about the axis of rotation D of the turntable 48, on which the actual wheel carrier 54 is fixed via a schematically indicated ball bearing. This is identical in construction as in the conventional wheel assemblies of the modular vehicles of the applicant and will therefore not be described in detail here.
  • the likewise annularly shaped steering force introduction unit 38 for the normal steering operation and also another schematically indicated only ball bearing is also rotatably mounted about the rotational axis D also ring-shaped steering force introduction unit 42 for the crab steering operation via a schematically indicated ball bearing.
  • a clutch device 56 is provided which selectively connects the steering rotary element 52 with the normal steering operation steering force introduction unit 38 or the crab steering operation steering force introduction unit 42.
  • FIG. 7 shows the construction of the coupling device 56 in more detail. It comprises a base plate 58, which is firmly connected, for example, with the steering-rotary element 52, in particular screwed tight. On the base plate 58, a slider 60 is slidably mounted between a first position (shown in solid in Figure 7) and a second position (indicated by dashed lines in Figure 7). On the base plate 58 is also a control unit 62 whose actuator is connected to a tab 64 of the slider 60 to move it between the first and the second position.
  • the adjusting unit 62 may be, for example, a double-acting hydraulic cylinder-piston unit whose first and second positions of the slider 60 corresponding end positions can be detected by means of proximity switches. The corresponding detection signals can be transmitted to a (not shown) central steering control unit, which in turn controls the control unit 62.
  • the slider 60 is formed with two engaging portions 66 and 68 stacked in the height direction H of the vehicle 10.
  • the engagement portion 66 is intended for engagement with the lateral boundary surfaces 70 of a recess 72 of an engagement tab 74 (see FIG. 6) of the steering force introduction unit 38 for the normal steering operation, while the engagement portion 68 for engagement with the lateral boundary surfaces 76 of a recess 78 of an engagement tab 80th (see FIG. 6) of the steering force introduction unit 38 for the crab steering operation.
  • the engaging portion 66 is engaged with the engaging tab 74 of the normal steering mode power input unit 38 so that the normal steering mode steering device 26 is in steering engagement with the steering rotating member 52 and thus the wheel carrier 54.
  • the engaging portion 68 is engaged with the engaging tab 80 of the crab steering-force introducing unit 42, so that the crab steering-direction steering device 28 is in steering engagement with the steering rotating member 52 and thus the wheel carrier 54 ,
  • the engagement tab 74 in the second position of the slider 60 does not extend as far down in the height direction H as the engagement tab 80, so that it in a recess 82 of the slider 60th is absorbed through which she can move freely.
  • the engagement portions 66 and 68 are provided with inclined surfaces 66a, 68a which are tapered in opposite directions and that the respective boundary surfaces 70, 76 are each formed as complementary counter-inclined surfaces.
  • the inclined surfaces 66a of the engaging portion 66 extend such that the engaging portion 66 is narrower on its side facing the adjusting unit 62 side than on its side facing away from the adjusting unit 62 side. In this way, upon movement of the slider 60 from the second position to the first position, the engagement portion 66 can more easily engage and, moreover, center the steering force introduction unit 38. Furthermore, the steering force introduction unit 38 can thereby be formed free of play.
  • the inclined surfaces 68a of the engagement portion 68 extend such that the engagement portion 68 is narrower on its side facing away from the actuator 62 side than on its side facing the actuator 62. In this way, upon movement of the slider 60 from the first position to the second position, the engagement portion 68 can more easily engage and, moreover, center the steering force introduction unit 42. Furthermore, the steering force introduction unit 42 can thereby be formed free of play.
  • the force generating device 40 comprises a force device 84, which in the illustrated embodiment is a double-acting, hydraulically actuable cylinder-piston assembly.
  • the cylinder 86 is attached to the exit end of the piston rod 88 adjacent to the frame 10 (not shown) of the vehicle 10 at 90.
  • the free end of the piston rod 88 is pivotally connected to one end of a carriage 92 which is slidably guided in a guide 94 in the longitudinal direction of the guide 94.
  • the guide 94 is attached at 96 and 98 to the frame (not shown) of the vehicle 10.
  • At his other Ren end of the carriage 92 is pivotally connected to one end of a coupling rod 00, the other end with an attack tab 102 of the dog ganglenk Sha steering force introduction unit 42 (see also Figure 6) is connected.
  • the piston rod 88 is almost completely retracted into the cylinder 86. This corresponds to a steering angle of 0 °, i. Straight ahead (see also Figure 11).
  • the piston rod 88 is almost completely extended out of the cylinder 86. This corresponds to a steering angle of 90 °, i. Crossing (see also Figure 13).
  • the piston rod 88 is in an intermediate position corresponding to a steering angle of 45 °, i. Inclined drive (see also FIG. 12).
  • the available steering angle range is limited due to the mechanical transmission of the steering force of wheel assembly to wheel assembly through the connecting rods 46, since the connecting rods 46 at a larger steering angle range with the Wheel assemblies would collide. Consequently, the steering angle range extends substantially from 0 ° to 90 °. Although this may be considered as a limitation at first glance, it is sufficient to be able to rank the vehicle 10 in a confined space in a satisfactory manner.
  • the steering angle range can be extended by fully extending and retracting the piston rod 88 at its two ends by about 5 ° to 10 °, so that it extends from about -10 -5 ° to about + 957100 °, what the maneuvering on facilitated.
  • the steering angle range to the straight-ahead travel direction (steering angle 0 °) symmetrically so that it extends, for example, from -90 ° to + 90 °.
  • This can be achieved by the use of flexible, but unchangeable connecting elements 46 ', for example chains or ropes, in particular steel cables.
  • This is roughly schematic in FIG. 15 and is exemplary for the steering coupling of FIG two crab steering-power steering units 42 'of the wheel assemblies 14' and 8 'shown.
  • the central idea of the present invention is to provide a heavy duty vehicle whose steering system 12, in addition to a normal steering operation steering device 26, which transmits the steering force purely mechanically via connecting rods 34 from axis to axle, also a crab steering operation steering device 28, which the steering force also purely mechanically via connecting rods 46 from axis to axis forwards.
  • the individual wheel assemblies 14, 16, 8, 20, 22, 24 can be connected via coupling devices 56 optionally to the normal steering operation steering device 26 or the crab steering operation steering device 28.
  • this central idea need not necessarily be realized as has been described above with reference to FIGS. 1 to 15. In the following, therefore, a few more modifications are described.
  • the construction principle according to the invention can also be implemented in a steering system, as described for example in DE 10 2012 205 641, ie a steering system in which the left and right wheel assemblies have one and the same axis a common steering rotary element 52 "is assigned.
  • the axis of rotation A of this steering rotary element 52" extends in the longitudinal center plane E of the vehicle.
  • the steering force introduction unit 38 "for the normal steering operation and the steering force introduction unit 42" for the crab steering operation may be rotatably supported on the steering rotary member 52 " Steering rotary member 52 "selectively connects to the steering force introduction unit 38" for the normal steering operation and the steering force introduction unit 42 "for the crab steering operation.
  • FIGS. 17a, 17b and 7c show a rough schematic principle study of a further embodiment, in which the normal steering operation steering device 26 '"(see FIG. 17b) and the crab steering operation steering device 28'" (see FIG Rack and pinion construction are executed.
  • the crab steering device 28 “'includes a continuous rack 46"' interconnecting the three wheel assemblies 16 “', 20"', 24 “'. Each of these wheel assemblies is associated with a pinion 42"' connected to the rack 46 ". 'meshes and the tapped from this steering power to the steering rotary member 52' 'forwards. As shown in FIG. 17c, the pinion 42 '' 'may be connected via a coupling device 56' 'to a pinion 106' 'for common rotation, which meshes with a ring gear of the steering rotary element 52' ''. If the pinion 106 "'has a larger diameter than the pinion 42"', then a smaller longitudinal displacement movement of the rack 46 "'in a greater rotational movement of the steering rotary member 52'" translated.
  • the normal steering mode steering device 26 "'differs from the crab steering mode steering device 28" in that instead of the one continuous rack 46 "' a plurality of racks 108"'are provided, each of which meshes with a pinion 38 "' via a coupling device 56 "'with the with the steering rotary member 52''meshing pinion 106''can be selectively connected. Adjacent toothed racks 108 "'are connected to each other via gear assemblies 110"' and 112 ', which are formed according to FIG. 17b, for example by rack and pinion arrangements.
  • these rack and pinion arrangements can maintain the steering sense of rotation from wheel assembly to wheel assembly (transmission assembly 110 "') or um- Further, they can change the gear ratio (rotational angle change of the steering rotating element 52 '' per unit length of the displacement movement of the rack 108 '') from the wheel assembly to the wheel assembly in a predetermined amount, for example, by the Ackermann principle. Since the coupling device 56 "'is arranged in front of the actual wheel assembly, in this embodiment, conventional single turntables 48"' can be used.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schwerlastfahrzeug, dessen Lenkanlage (12) neben einer Normallenkbetrieb-Lenkeinrichtung (26), welche die Lenkkraft rein mechanisch über Verbindungsstangen (34) von Achse zu Achse weiterleitet, auch eine Hundeganglenkbetrieb-Lenkeinrichtung (28) umfasst, welche die Lenkkraft ebenfalls rein mechanisch über Verbindungsstangen (46) von Achse zu Achse weiterleitet. Dabei können die einzelnen Radbaugruppen (14, 16, 18, 20, 22, 24) über Kupplungseinrichtungen (56) wahlweise mit der Normallenkbetrieb-Lenkeinrichtung (26) oder der Hundeganglenkbetrieb- Lenkeinrichtung (28) verbunden werden.

Description

Schwerlastfahrzeug mit Normallenkung und Hundeganglenkung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Schwerlastfahrzeug, umfassend
eine Mehrzahl von Achsen, von denen jede wenigstens eine linke Radbaugruppe und wenigstens eine rechte Radbaugruppe aufweist, eine Lenkanlage, welche derart ausgebildet ist, dass sie
sowohl einen Normallenkbetrieb ermöglicht, gemäß welchem die linken Radbaugruppen und die rechten Radbaugruppen jeweils einen von der Position der jeweiligen Achse in Längsrichtung des Fahrzeugs abhängenden Lenkwinkel aufweisen, wobei die Radbaugruppen einander benachbarter Achsen einen voneinander verschiedenen Lenkwinkel aufweisen,
als auch einen Hundeganglenkbetrieb ermöglicht, gemäß welchem die der Mehrzahl von Achsen zugeordneten Radbaugruppen alle den gleichen Lenkwinkel aufweisen.
Unter einem„Schwerlastfahrzeug" werden dabei im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung sowohl selbstfahrende Schwerlastfahrzeuge als auch Schwerlastanhänger verstanden.
Schwerlastanhänger oder wie es im Anhang XI zur EG-Richtlinie 2007-46-EG in der Fassung vom 15.07.2011 heißt„Anhänger für Schwerlasttransporte" sind gemäß der dort gegebenen Definition dieses Begriffs Fahrzeuge der Klasse 04 für den Transport von unteilbaren Ladungen (beispielsweise Rotorflügel von Windkraftanlagen), die aufgrund ihrer Abmessungen Geschwindig- keits- und Verkehrsbeschränkungen unterliegen. Eine analoge Definition trifft auch auf selbstfahrende Schwerlastfahrzeuge zu. Der erfindungsgemäße Schwerlastanhänger kann sowohl ein Schwerlastanhänger mit Zuggabel als auch ein Schwerlastauflieger sein. Zudem kann der erfindungsgemäße Schwerlastanhänger modular aufgebaut sein, und zwar unabhängig von der Anzahl der Module.
Wird eines der Module eines solchen modularen Schwerlastanhängers mit einem sogenannten„Powerpack" ausgestattet, in dem ein Verbrennungsmotor mit einer Hydraulikpumpe angeordnet ist, die den hydraulischen Volumenstrom zum Antrieb der Hydraulikmotoren der Antriebsachsen der Module bereitstellt, so kann hierdurch aus einem nachlaufenden Modulfahrzeug ein selbstfahrendes Modulfahrzeug gebildet werden.
Ferner ist darauf hinzuweisen, dass im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eine„Achse" nicht eine reale, d.h. physisch vorhandene Achse zu sein braucht, wie etwa beim Beispiel der Starrachse, sondern auch eine virtuelle Achse bezeichnen kann, die dadurch gebildet wird, dass die linke Radbaugruppe und die rechte Radbaugruppe bezogen auf die Längsachse des Fahrzeugs im Wesentlichen auf der gleichen„Höhe" angeordnet sind (d.h. eine die Ebene, in der beide Lenkdrehachsen der linken und rechten Radbaugruppen verlaufen, verläuft orthogonal zur Längsachse des Fahrzeugs).
Wenn im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung der Begriff„Radbaugruppe" verwendet wird, so wird hierunter das einer Seite des Fahrzeugs zugeordnete Rad bzw. die einer Seite des Fahrzeugs zugeordneten und gemeinsam gelenkten Räder der jeweils betrachteten Fahrzeugachse nebst ihrer jeweiligen Anbindung an den Fahrzeugrahmen verstanden. Dabei kann jedes Rad einfach bereift, zwillingsbereift oder gar mehrfach bereift sein.
Die Anforderungen an die Lenkung eines gattungsgemäßen Schwerlastfahrzeugs sind vielfältig. Zum einen muss das Fahrzeug straßentauglich sein und daher die einschlägigen gesetzlichen Vorschriften erfüllen, beispielsweise den europäischen Regelungen für Kraftfahrzeuge und ihre Anhänger (ECE- Regelungen) und der deutschen Straßenverkehrszulassungsordnung
(StVZO) genügen. Dies wird mittels eines Normallenkbetriebs ermöglicht, der diese Voraussetzungen erfüllt und den Lenkwinkel der einzelnen Radbaugruppen beispielsweise nach dem Ackermann-Prinzip bestimmt. In der Reinform dieses Ackermann-Prinzips wird der Lenkwinkel jeder einzelnen Radbaugruppe derart eingestellt, dass sich die Verlängerungen der Radachsen aller Radbaugruppen im Idealfall im Wesentlichen in einem einzigen Punkt treffen, wobei der Abstand dieses Punkts von der Fahrzeuglängsachse den Radius der Kurve bestimmt, die das Fahrzeug gerade fährt. In der Praxis wird das Ackermann-Prinzip aber häufig dadurch angenähert, dass man die ein und derselben Achse zugehörigen Radbaugruppen auf den gleichen Lenkwinkel einstellt, wobei man die Lenkwinkel der verschiedenen Achsen nach dem Ackermann-Prinzip wählt.
Dieser Normallenkbetrieb ist jedoch für das Rangieren am Zielort häufig nicht geeignet. Daher benötigt das Fahrzeug ferner einen Hundeganglenkbetrieb, bei dem alle Radbaugruppen aller Achsen gemäß dem gleichen Lenkwinkel gelenkt werden, um Parallelverschiebungen des Fahrzeugs zu ermöglichen.
Die bisher im Stand der Technik vorgeschlagenen Lösungen haben jedoch alle den Nachteil, dass sie entweder konstruktiv oder steuerungstechnisch zu aufwändig sind oder nicht den einschlägigen gesetzlichen Vorschriften genügen. Beispielsweise können die Verbindungselemente zur Weiterleitung der Lenkkräfte von Achse zu Achse mittels Stellaggregaten längenveränderlich ausgebildet sein, wobei eine Steuervorrichtung die Länge der einzelnen Verbindungselemente derart beeinflusst, dass sich der jeweils gewünschte Lenkbetrieb ergibt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das gattungsgemäße Schwerlastfahrzeug derart weiterzubilden, dass es den Normallenkbetrieb und den Hundeganglenkbetrieb in konstruktiv einfacher Weise bereitstellt und die Lenkung zudem den Anforderungen der einschlägigen gesetzlichen Vorschriften genügt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein gattungsgemäßes Schwerlastfahrzeug gelöst, bei welchem die Lenkanlage für jede Achse wenigstens ein um eine Drehachse drehbares Lenk-Drehelement umfasst, welches mit der wenigstens einen linken Radbaugruppe oder/und der wenigstens einen rechten Radbaugruppe der Achse in Lenkverbindung steht, für jedes Lenk- Drehelement eine diesem zugeordnete Normallenkbetrieb-Lenkkrafteinlei- tungseinheit umfasst, für jedes Lenk-Drehelement eine diesem zugeordnete Hundeganglenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit umfasst, und für jedes Lenk-Drehelement eine Kupplungseinrichtung umfasst, welche das Lenk- Drehelement wahlweise mit der Normallenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungsein- heit oder der Hundeganglenkbet eb-Lenkkrafteinleitungseinheit drehfest verbindet, wobei die Lenkanlage ferner wenigstens ein Normallenkbetrieb- Verbindungselement umfasst, welches die Normallenkbetrieb-Lenkkraftein- leitungseinheiten von einander in Längsrichtung des Fahrzeugs benachbarten Achsen miteinander verbindet, wenigstens ein Hundeganglenkbetrieb- Verbindungselement umfasst, welches die Hundeganglenkbetrieb-Lenkkraft- einleitungseinheit von einander in Längsrichtung des Fahrzeugs benachbarten Achsen miteinander verbindet, und wenigstens ein am Fahrzeug angeordnetes Kraftgerät umfasst, welches mit wenigstens einer der Lenkkraft- einleitungseinheiten verbunden ist und die Lenkkraft bereitstellt.
Erfindungsgemäß verfügt die Lenkanlage des Schwerlastfahrzeugs somit über zwei gesonderte Lenkeinrichtungen, nämlich eine Normallenkbetrieb- Lenkeinrichtung und eine Hundeganglenkbetrieb-Lenkeinrichtung, wobei bei beiden Lenkeinrichtungen die Lenkkraft über die Verbindungselemente rein mechanisch von Achse zu Achse weitergeleitet wird. Die Verbindungselemente der Normallenkbetrieb-Lenkeinrichtung oder/und der Hundeganglenk- betrieb-Lenkeinrichtung sind erfindungsgemäß bevorzugt betriebsstarr ausgebildet. D.h. ihre Länge verändert sich während des Lenkbetriebs nicht. Dies schließt aber nicht aus, dass die Länge der Verbindungselemente zur Festlegung eines gewünschten Lenkverhaltens erforderlichenfalls vor Aufnahme des Lenkbetriebs verändert werden kann. Mittels der wenigstens einen Kupplungseinrichtung kann zwischen dem Normallenkbetrieb und dem Hundeganglenkbetrieb hin und her geschaltet werden. Dies vereinfacht nicht nur den Aufbau der Lenkanlage und damit auch die Ansteuerung beider Lenkbetriebsarten, sondern genügt zudem auch den Anforderungen der einschlägigen gesetzlichen Vorschriften.
Obgleich grundsätzlich auch Konstruktionen denkbar sind, die auf dem Einsatz von in Längsrichtung des Schwerlastfahrzeugs verlagerbaren Zahnstangen beruhen, deren Verlagerungsbewegung von Zahnritzeln bzw. Zahnritzelanordnungen abgegriffen und auf das Lenk-Drehelement übertragen werden, wobei die Zahnstangen die Funktion der Verbindungselemente übernehmen und die Zahnritzel bzw. Zahnritzelanordnungen die Funktion der Lenkkraft- einleitungseinheiten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Normal- lenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit ein dem jeweiligen Lenk-Drehelement zugeordnetes Normallenkbetrieb-Drehelement umfasst, dass die Hunde- ganglenkbet eb-Lenkkrafteinleitungseinheit ein dem jeweiligen Lenk-Drehelement zugeordnetes Hundeganglenkbetrieb-Drehelement umfasst, und dass die Kupplungseinrichtung das Lenk-Drehelement wahlweise mit dem Normallenkbetrieb-Drehelement oder dem Hundeganglenkbetrieb-Drehele- ment drehfest verbindet. Diese Konstruktion hat im Vergleich mit der auf Zahnstangen basierenden Konstruktion den Vorteil einfacheren Aufbaus und damit kostengünstigerer Herstellung sowie einer geringeren Anfälligkeit gegenüber Verschmutzung.
Vorzugsweise sind sowohl das Normallenkbetrieb-Drehelement als auch das Hundeganglenkbetrieb-Drehelement derart angeordnet, dass sie um die Drehachse des Lenk-Drehelements drehbar sind.
Wie dies für die Normallenkbetrieb-Lenkeinrichtung von Modulfahrzeugen der Anmelderin an sich bekannt ist, können die für die gelenkten Achsen gewünschten Lenkwinkel, genauer gesagt deren Lenkwinkelverhältnis, d.h. das Verhältnis des Lenkwinkels zu einer Ausgangsstellgröße des Kraftgeräts, dadurch vorgegeben werden, dass man die freien Enden der Verbindungselemente in einem vorgegebenen radialen Abstand von der Drehachse des zugeordneten Lenk-Drehelements an dem jeweiligen Normallenkbetrieb- Drehelement anlenkt. Das gleiche Konstruktionsprinzip kann vorteilhafterweise auch bei der Hundeganglenkbetrieb-Lenkeinrichtung des erfindungsgemäßen Schwerlastfahrzeugs angewendet werden, d.h. man lenkt die freien Enden der Hundeganglenkbetrieb-Verbindungselemente alle in dem gleichen radialen Abstand von der Drehachse des zugeordneten Lenk-Drehelements an dem jeweiligen Hundeganglenkbetrieb-Drehelement an, um für alle eine 1 : 1 -Lenkwinkelübersetzung zu erzielen.
Die erfindungsgemäße Lenkanlage kann sowohl bei Fahrzeugen zum Einsatz kommen, bei deren Normallenkbetrieb-Lenkeinrichtung für beide ein und derselben Achse angehörenden Radbaugruppen ein gemeinsames Lenk- Drehelement vorgesehen ist (derartige Lenkanlagen kommen beispielsweise bei den Schwerlastanhängern und Schwerlastaufliegern der Anmelderin zum Einsatz; siehe bspw. DE 10 2012 205 641 ), als auch bei Fahrzeugen zum Einsatz kommen, bei denen jeder Radbaugruppe ein gesondertes Lenk- Drehelement zugeordnet ist (derartige Lenkanlagen kommen beispielsweise bei den Modulfahrzeugen der Anmelderin zum Einsatz).
Ist das wenigstens eine Lenk-Drehelement, wie dies an sich von den Lenk- Drehelementen der Modulfahrzeuge der Anmelderin bekannt ist, Teil eines Drehgestells, welches ferner ein Rahmenelement umfasst, das am Rahmen des Fahrzeugs betriebsfest angeordnet ist, wobei das Lenk-Drehelement an dem Rahmenelement um seine Drehachse verdrehbar gelagert ist, so kann dieses Drehgestell zur Verwirklichung der vorliegenden Erfindung dahingehend modifiziert werden, dass es ferner das Normallenkbetrieb-Drehelement und das Hundeganglenkbetrieb-Drehelement umfasst, wobei das Normallenkbetrieb-Drehelement und das Hundeganglenkbetrieb-Drehelement an dem Rahmenelement mittelbar oder unmittelbar um die Drehachse verdrehbar gelagert sind, beispielsweise mittels Kugellagern. Dabei kann das Rahmenelement vorzugsweise ringförmig ausgebildet und mit dem Fahrzeug- rahmen beispielsweise durch Verschrauben verbunden sein. Ferner können auch das Normallenkbetrieb-Drehelement und das Hundeganglenkbetrieb- Drehelement ringförmig ausgebildet sein und mit dem Lenk-Drehelement und dem Rahmenelement einen Mehrfach-Drehkranz, vorzugsweise einen Mehr- fach-Kugeldrehkranz bilden.
Zur Ermöglichung der Weiterleitung der Lenkkraft von Radbaugruppe zu Radbaugruppe wird vorgeschlagen, dass die wenigstens eine Normallenk- betrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit einen Normallenkbetrieb-Lenkhebel aufweist, mit welchem das wenigstens eine Normallenkbetrieb-Verbindungselement verbunden ist, oder/und dass die wenigstens eine Hundeganglenk- betrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit einen Hundeganglenkbetrieb-Lenkhebel aufweist, mit welchem das wenigstens eine Hundeganglenkbetrieb-Verbin- dungselement verbunden ist. Um die Normallenkbetrieb-Lenkeinrichtung und die Hundeganglenkbetrieb-Lenkeinrichtung vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor Beschädigungen durch äußere Einflüsse, schützen zu können, ist dabei es vorteilhaft, wenn der Normallenkbetrieb-Lenkhebel und der Hundeganglenkbetrieb-Lenkhebel bei Geradeausfahrt auf der zur Fahrzeuglängsmitte hin weisenden Seite des Lenk-Drehelements angeordnet sind.
Gemäß der vorstehend bereits angesprochenen„Zahnstangen-Alternative" könnte die wenigstens eine Normallenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit oder/und die wenigstens eine Hundeganglenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungs- einheit aber auch mit einem Zahnkranz ausgebildet sein, der mit wenigstens einem als Zahnstange ausgebildeten Verbindungselement in Eingriff steht.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Kupplungseinrichtung ein Stellaggregat umfasst, das mit dem Lenk-Drehelement fest verbunden ist, sowie einen Schieber, der mittels des Stellaggregats relativ zu dem Lenk-Drehelement zwischen einer ersten . Stellung und einer zweiten Stellung verlagerbar ist, wobei der Schieber einen ersten Eingriffsabschnitt und einen zweiten Eingriffsabschnitt umfasst, wobei der erste Eingriffsab- schnitt in der ersten Stellung des Schiebers mit einer der Lenkkrafteinlei- tungseinheiten, nämlich der Normallenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit oder der Hundeganglenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit, in Lenkkraft- übertragungseingriff steht, während der zweite Eingriffsabschnitt in der zweiten Stellung des Schiebers mit der jeweils anderen der Lenkkrafteinleitungs- einheiten, nämlich der Hundeganglenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit oder der Normallenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit, in Lenkkraftüber- tragungseingriff steht. Dabei kann die Kupplungseinrichtung als vormontierte Baugruppe ausgebildet sein und hierzu beispielsweise ein Basiselement umfassen, das mit dem Lenk-Drehelement betriebsfest verbindbar ist. Ferner kann das Stellaggregat auf dem Basiselement fest angeordnet und/oder der Schieber an dem Basiselement verschiebbar geführt sein. Darüber hinaus kann das Stellaggregat ein doppeltwirkendes Zylinder-Kolben-Aggregat sein oder/und kann das Erreichen der ersten und zweiten Stellungen mittels Näherungsschaltern erfasst werden.
Ist das wenigstens eine Lenk-Drehelement, wie vorstehend beschrieben, Teil eines Drehgestells und im Wesentlichen ringförmig ausgebildet, so kann die Kupplungseinrichtung innerhalb des Lenk-Drehelementrings angeordnet sein. Hier ist sie vor äußeren Einflüssen geschützt, so das insbesondere Beschädigungen durch äußere Einflüsse vorgebeugt werden kann. Ferner kann die Kupplungseinrichtung in axialer Richtung oder/und in radialer Richtung wirken. Zudem ist es denkbar, dass die Kupplungseinrichtung zwei voneinander getrennt ausgebildete, aber bezüglich ihres Betriebs synchronisierte Kupplungseinheiten umfasst, von denen die eine der Normallenkbetrieb- Lenkkrafteinleitungseinheit und die andere der Hundeganglenkbetrieb-Lenk- krafteinleitungseinheit zugeordnet ist.
Um die freie Bewegung der beiden Lenkkrafteinleitungseinheiten relativ zueinander ermöglichen zu können, kann ferner vorgesehen sein, dass der Schieber dem einen der beiden Eingriffsabschnitte benachbart eine Ausnehmung aufweist, die dann, wenn dieser Eingriffsabschnitt mit der zugeordne- ten Lenkkrafteinleitungseinheit in Lenkkraftübertragungseingriff steht, die freie Bewegung der anderen Lenkkrafteinleitungseinheit ermöglicht.
Unabhängig vom Vorsehen dieser Ausnehmung kann der wechselweise Eingriff der Eingriffsabschnitte mit den beiden Lenkkrafteinleitungseinheiten in fertigungstechnisch einfacher Weise realisiert werden, wenn der erste Eingriffsabschnitt und der zweite Eingriffsabschnitt in Höhenrichtung des Fahrzeugs übereinander angeordnet sind.
Ist die Kupplungseinrichtung innerhalb des ringförmig ausgebildeten Lenk- Drehelements angeordnet und sind die beiden ebenfalls ringförmig ausgebildeten Lenkkrafteinleitungseinheiten koaxial zum Lenk-Drehelement angeordnet, so kann die Ausnehmung des Schiebers die freie Drehung der radial inneren Lenkkrafteinleitungseinheit ermöglichen, wenn der Schieber mit der radial äußeren Lenkkrafteinleitungseinheit in Lenkkraftübertragungseingriff steht.
Um die jeweilige Lenkkrafteinleitungseinheit relativ zum Schieber zentrieren zu können, wird vorgeschlagen, dass wenigstens einer der Eingriffsabschnitte mit Schrägflächen ausgebildet ist, die mit korrespondierenden Gegen- schrägflächen der zugeordneten Lenkkrafteinleitungseinheit zusammenwirken. Der Lenkkraftübertragungseingriff zwischen dem jeweils betrachteten Eingriffsabschnitt und der zugeordneten Lenkkrafteinleitungseinheit ist somit im Wesentlichen spielfrei.
Um lediglich den Lenk-Drehelementen jeweils eine Kupplungseinrichtung zuordnen zu müssen, ist es vorteilhaft, wenn für den Normallenkbetrieb und den Hundeganglenkbetrieb jeweils wenigstens ein Kraftgerät zur Erzeugung der erforderlichen Lenkkraft vorgesehen ist.
Grundsätzlich ist es denkbar, die für den Hundeganglenkbetrieb erforderliche Lenkkraft mittels eines einzigen Kraftgeräts zu erzeugen. Dieses müsste jedoch entsprechend groß bemessen sein, um die erforderliche Leistung bereitstellen zu können. Da es ohnehin nicht ganz einfach ist, den für die zusätzliche Hundeganglenkeinrichtung erforderlichen Bauraum bereitzustellen, und es einfacher ist, mehrere kleinere Kraftgerät unterzubringen als ein großes, wird in Weiterbildung vorgeschlagen, dass den linken Radbaugruppen des Fahrzeugs und den rechten Radbaugruppen des Fahrzeugs jeweils ein gesondertes Kraftgerät zur Erzeugung der für den Hundegang- lenkbetrieb erforderlichen Lenkkraft zugeordnet ist. Diese Ausführungsvariante empfiehlt sich auch unabhängig von der Bauraumproblematik für Fahrzeuge, bei denen jeder Radbaugruppe ein gesondertes Lenk-Drehelement zugeordnet ist, beispielsweise den Modulfahrzeugen der Anmelderin. Zudem hat es sich gezeigt, dass die für die praktische Realisierung der erfindungsgemäßen Lenkanlage geeigneten Kraftgeräte eine Leistung bereitzustellen in der Lage sind, die für eine vorbestimmte Maximalzahl, von beispielsweise vier, Radbaugruppen ausreicht. Auch aus diesem Grund ist es vorteilhaft, eine Mehrzahl von Kraftgeräten zur Erzeugung der für den Hundeganglenk- betrieb erforderlichen Lenkkraft vorzusehen. Die Synchronisierung der Mehrzahl von Kraftgeräten kann manuell oder mechanisch oder elektronisch oder hydraulisch zwangsgesteuert erfolgen.
Das Kraftgerät kann beispielsweise ein, vorzugsweise hydraulisch betätigbares, Zylinder-Kolben-Aggregat sein. Die hydraulische Betätig barkeit ist insbesondere bei den mit einem„Powerpack" (wie vorstehend beschrieben) ausgestatteten Fahrzeugen vorteilhaft, da der für die Betätigung des Zylinder-Kolben-Aggregats erforderliche hydraulische Volumenstrom durch das „Powerpack" ohnehin bereitgestellt wird.
Um das Zylinder-Kolben-Aggregat auch im ausgefahrenen Zustand der Kolbenstange vor Einknicken schützen zu können, wird vorgeschlagen, dass der Zylinder seinem Kolbenstangen-Austrittsende benachbart am Rahmen des Fahrzeugs gelagert ist. Hierdurch kann die Knicklänge des Zylinder- Kolben-Aggregats verkürzt werden, und die auf die Kolbenstangendichtung einwirkenden Kräfte können gering gehalten werden. Um die auf die Kolbenstangendichtung einwirkenden Kräfte gering halten zu können, kann zusätzlich oder alternativ das freie Ende der Kolbenstange mit einem Führungsschlitten verbunden sein, der in einer rahmenfesten Führung verschiebbar geführt ist, wobei der Führungsschlitten vorzugsweise ferner mit einem Ende einer Verbindungsstange verbunden ist, deren anderes Ende mit der Lenkkrafteinleitungseinheit verbunden ist. Zur Reduzierung der von seiner Bewegung in der Führung ausgehenden Reibung kann der Führungsschlitten ferner mit einem Kunststoffgleitbelag ausgebildet sein. Als Kunststoffmaterial eignet sich beispielsweise der unter der Handelsbezeichnung MURLUBRIC® von der Firma Murtfeld Kunststoffe GmbH & Co. KG, Dortmund vertriebene Gleitlagerkunststoff. Um Verschleiß am Führungsschlitten ausgleichen zu können, wird ferner vorgeschlagen, dass der Zylinder des Zylinder-Kolben-Aggregats am Rahmen des Fahrzeugs relativ zu diesem verschwenkbar gelagert ist.
Um für einen zufriedenstellenden Rangierbetrieb sorgen zu können, ist es ausreichend, wenn die Radbaugruppen im Hundeganglenkbetrieb über einen Lenkwinkelbereich von 0° (Geradeausfahrt) bis 90° (seitliches Verschieben) gelenkt werden können. Zur Ermöglichung einfacher Korrekturbewegungen ist es dabei vorteilhaft, diesen Lenkwinkelbereich an der Obergrenze von 90° oder/und der Untergrenze von 0° um einen Zusatzlenkwinkelbereich von 5° bis 10° zu erweitern, so dass der erzielte Gesamtlenkwinkelbereich sich zwischen -5° bis +95° und -10° bis +100° erstrecken kann.
Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, dass sich der Lenkwinkelbereich für den Hundeganglenkbetrieb zwischen -90° und +90° oder sogar zwischen -180° und +180° erstreckt. Um dies zu ermöglichen, kann das Kraftgerät zur Erzeugung der Hundeganglenkbetheb-Lenkkraft ein hydraulischer Spindeltrieb sein, der mit einem Zahnkranz der Lenkkrafteinleitungseinheit kämmt, und kann das wenigstens eine Verbindungselement von einem flexiblen aber längenunveränderbaren Element gebildet sein, beispielsweise einer Kette oder einem Seil, insbesondere einem Stahlseil. Auch bei dieser Ausführungs- variante kann der Lenkwinkelbereich durch einen Zusatzlenkwinkelbereich vergrößert werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es stellt dar:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht der Lenkanlage eines
erfindungsgemäßen Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug zur Erleichterung des Blicks auf die Lenkanlage ohne Fahrzeugrahmen und dergleichen weitere Aufbauten dargestellt ist;
Figur 2 eine Draufsicht auf die Lenkanlage gemäß Figur 1 ;
Figur 3 eine Frontansicht auf die Lenkanlage gemäß Figur 1 ;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer einzelnen Radbaugruppe des erfindungsgemäßen Fahrzeugs;
Figur 5 einen Schnitt des Mehrfach-Kugeldrehkranzes der Radbaugruppe der Figur 4;
Figur 6 eine perspektivische Druntersicht des Mehrfach-Kugeldrehkranzes der Figur 5;
Figur 7 eine perspektivische Ansicht einer Kupplungseinrichtung der Radbaugruppe der Figur 4;
Figuren 8 bis 10 Draufsichten auf das Kraftgerät zur Erzeugung der für die Hundeganglenkung erforderlichen Lenkkraft und den nachgeordneten Mechanismus zur Übertragung derselben auf die Hundegang-Lenkkrafteinleitungs- einheit, und zwar für drei verschiedene Lenkstellungen, nämlich Figur 8 bei Geradeausfahrt, Figur 9 bei 45° Lenkeinschlag und Figur 10 bei 90° Lenkeinschlag;
Figuren 11 bis 13 perspektivische Ansichten ähnlich Figur 1 - allerdings nur der Hundeganglenkeinrichtung - in drei unterschiedlichen Lenkstellungen, nämlich Figur 11 bei Geradeausfahrt, Figur 12 bei 45° Lenkeinschlag und Figur 13 bei 90° Lenkeinschlag;
Figur 14 eine perspektivische Ansicht ähnlich Figur 1 in einer
Kurvenfahrt-Lenkstellung während des Normallenkbetriebs;
Figur 5 eine grob schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkanlage;
Figur 16 eine grob schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkanlage; und
Figuren 17a bis 17c grob schematische Darstellungen einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkanlage.
Nachstehend werden der Aufbau und die Funktion des erfindungsgemäßen Schwerlastfahrzeugs am Beispiel eines Moduls für ein selbstfahrendes oder nachlaufendes Modulfahrzeug erläutert.
In den Figuren 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwerlastfahrzeugs 10 dargestellt. Der besseren Übersicht halber sind lediglich die Lenkanlage 12 und die Radbaugruppen 14, 16, 18, 20, 22 und 24 gezeigt, während der Rahmen und weitere an diesem angeordnete Aufbauten des Fahrzeugs 10 nicht dargestellt sind. Die Radbaugruppen 14, 18, 22 sind dabei bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung F des Fahrzeugs 10 rechte Radbaugruppen, während die Radbaugruppen 16, 20, 24 linke Radbaugruppen sind. Die Radbaugruppen 14 und 16 gehören einer vorderen Achse, die Radbaugruppen 18 und 20 einer mittleren Achse und die Radbaugruppen 22 und 24 einer hinteren Achse des Fahrzeugs 10 an.
Die Lenkanlage 12 umfasst eine Normallenkbetrieb-Lenkeinrichtung 26, die für Fahrten des Fahrzeugs 0 im öffentlichen Straßennetz ausgelegt und bestimmt ist, und eine Hundeganglenkbetrieb-Lenkeinrichtung 28, die für das Rangieren des Fahrzeugs 10 ausgelegt und bestimmt ist.
Die Normallenkbetrieb-Lenkeinrichtung 26 umfasst eine Umlenkplatteneinheit 30, welche mittels zweier Kraftgeräte 32, welche beispielsweise von zwei hydraulisch betätigbaren Zylinder-Kolben-Aggregaten gebildet sind, um eine zur Hochachse H des Fahrzeugs 10 im Wesentlichen parallel verlaufende Achse A verschwenkt werden kann. An der Umlenkplatteneinheit 30 sind Verbindungsstangen 34 angelenkt, die mit ihrem anderen Ende an Lenkhebeln 36 von Lenkkrafteinleitungseinheiten 38 der Radbaugruppen 14, 16, 18, 20 angelenkt sind. Eine weitere Verbindungsstange 34 verbindet die Lenkhebel 36 der Lenkkrafteinleitungseinheiten 38 der Radbaugruppen 18 und 22 bzw. 20 und 24. Wie man insbesondere in Figur 2 erkennt, weisen die Anlenkungspunkte der Enden der Verbindungsstangen 34 an den Lenkhebeln 36 von der jeweiligen Lenk-Drehachse D der zugehörigen Radbaugruppen unterschiedliche Abstände auf. Hierdurch kann für jede Radbaugruppe ein vorbestimmtes Lenkverhalten in Abhängigkeit des Lenkeinschlags der Umlenkplatteneinheit 30 festgelegt werden. Durch geeignete Wahl der Abstände kann dieses Lenkverhalten derart gewählt werden, dass das Fahrzeug 10 insgesamt ein dem Ackermann-Prinzip folgendes Lenkverhalten zeigt (siehe Figur 14).
Gemäß der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsvariante kann die Hundeganglenkbetrieb-Lenkeinrichtung 28 geteilt ausgebildet sein, d.h. für die rechten Radbaugruppen 14, 18, 22 und die linken Radbaugruppen 16, 20, 24 ist jeweils eine gesonderte Hundeganglenkbetrieb-Lenkeinrichtung 28a bzw. 28b vorgesehen. Beide sind bis auf die Tatsache, dass die eine in Fahrtrichtung F angeordnet ist, während die andere entgegen der Fahrtrichtung F angeordnet ist, identisch ausgebildet. Daher wird im Folgenden lediglich der Aufbau und die Funktion der Hundeganglenkbetrieb-Lenkeinrichtung 28a für die rechten Radbaugruppen 14, 18, 22 beschrieben werden:
Die Hundeganglenkbetrieb-Lenkeinrichtung 28a umfasst eine Krafterzeugungsvorrichtung 40, die auf der Außenseite des Fahrzeugs 10 angeordnet und mit der Hundeganglenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit 42 der Radbaugruppe 14 in Lenkkraftübertragungseingriff steht. Der genaue Aufbau der Krafterzeugungsvorrichtung 40 und die konstruktive Realisierung des Lenk- kraftübertragungseingriffs wird nachstehend noch näher beschrieben werden. Die Lenkkrafteinleitungseinheiten 42 verfügen ferner über Lenkhebel 44, die mittels Verbindungsstangen 46 miteinander verbunden sind. Wie man in Figur 2 erkennt, sind die beiden Enden ein und derselben Verbindungsstange 46 an den Lenkhebeln 44 im gleichen Abstand von der Lenk-Dreh- achse der jeweiligen Radbaugruppen 14 und 18 bzw. 18 und 22 angelenkt. Hieraus resultiert eine 1 : 1 -Übertragung der Lenkwinkel von Radbaugruppe zu Radbaugruppe, so dass alle Radbaugruppen stets den gleichen Lenkwinkel aufweisen. Die Synchronisierung der rechten Radbaugruppen 14, 18, 22 mit den linken Radbaugruppen 16, 20, 24 erfolgt dabei vorzugsweise steuerungstechnisch.
In Figur 11 ist die Hundeganglenkbetrieb-Lenkeinrichtung 28 so eingestellt, dass das Fahrzeug 10 geradeaus fährt, d.h. alle Radbaugruppen 14, 16, 18, 20, 22, 24 weisen den Lenkwinkel 0° auf. In Figur 12 weisen alle Radbaugruppen einen Lenkwinkel von 45° auf, so dass das Fahrzeug 10 schräg nach vorne bzw. hinten fährt. Und in Figur 13 sind alle Radbaugruppen auf einen Lenkwinkel von 90° eingestellt, so dass das Fahrzeug 10 seitlich verschoben werden kann.
Wie im Folgenden mit Bezug auf Figur 4 erläutert werden wird, die exemplarisch die Radbaugruppe 14 zeigt, unterscheiden sich die Radbaugruppen 14, 16, 18, 20, 22, 24 von den Radbaugruppen, die bei den herkömmlichen Modulfahrzeugen der Anmelderin eingesetzt werden, lediglich hinsichtlich des Aufbaus des Drehkranzes 48.
Insbesondere ist der nochmals in Figur 5 im Schnitt und in Figur 6 perspektivisch dargestellte Drehkranz 48 vorzugsweise als Mehrfach-Kugeldrehkranz ausgebildet. Er umfasst einen Rahmenring 50, der am (nicht dargestellten) Rahmen des Fahrzeugs 10 befestigt ist, beispielsweise durch Verschrauben, Vernieten oder dergleichen. Auf der Innenseite des Rahmenrings 50 ist über ein schematisch angedeutetes Kugellager das Lenk-Drehelement 52 um die Drehachse D des Drehkranzes 48 verdrehbar gelagert, an welchem der eigentliche Radträger 54 befestigt ist. Dieser ist identisch aufgebaut wie bei den herkömmlichen Radbaugruppen der Modulfahrzeuge der Anmelderin und wird daher hier nicht näher beschrieben werden. Auf der Außenseite des Rahmenrings 50 ist über ein schematisch angedeutetes Kugellager die ebenfalls ringförmig ausgebildete Lenkkrafteinleitungseinheit 38 für den Normallenkbetrieb und über ein weiteres ebenfalls lediglich schematisch angedeutetes Kugellager die ebenfalls ringförmig ausgebildete Lenkkrafteinleitungseinheit 42 für den Hundeganglenkbetrieb um die Drehachse D verdrehbar gelagert.
Um zwischen dem Normallenkbetrieb und dem Hundeganglenkbetrieb hin und her schalten zu können, ist eine Kupplungseinrichtung 56 vorgesehen, die das Lenk-Drehelement 52 wahlweise mit der Normallenkbetrieb-Lenk- krafteinleitungseinheit 38 oder der Hundeganglenkbetrieb-Lenkkrafteinlei- tungseinheit 42 verbindet.
In Figur 7 ist der Aufbau der Kupplungseinrichtung 56 genauer dargstellt. Sie umfasst eine Basisplatte 58, die beispielsweise mit dem Lenk-Drehelement 52 fest verbunden ist, insbesondere fest verschraubt ist. An der Basisplatte 58 ist ein Schieber 60 zwischen einer ersten Stellung (in Figur 7 durchgezogen dargestellt) und einer zweiten Stellung (in Figur 7 gestrichelt angedeutet) verschiebbar gelagert. Auf der Basisplatte 58 ist ferner ein Stellaggregat 62 befestigt, dessen Stellelement mit einer Lasche 64 des Schiebers 60 verbunden ist, um diesen zwischen der ersten und der zweiten Stellung zu verlagern. Das Stellaggregat 62 kann beispielsweise ein doppelt wirkender hydraulisches Zylinder-Kolben-Aggregat sein, dessen den ersten und zweiten Stellungen des Schiebers 60 entsprechende Endstellungen mittels Näherungsschaltern erfasst werden können. Die entsprechenden Erfassungssignale können an eine (nicht dargestellte) zentrale Lenksteuerungseinheit übermittelt werden, die ihrerseits das Stellaggregat 62 ansteuert.
Der Schieber 60 ist mit zwei in Höhenrichtung H des Fahrzeugs 10 übereinander angeordneten Eingriffsabschnitten 66 und 68 ausgebildet. Dabei ist der Eingriffsabschnitt 66 zum Eingriff mit den seitlichen Begrenzungsflächen 70 einer Ausnehmung 72 einer Eingriffslasche 74 (siehe Figur 6) der Lenk- krafteinleitungseinheit 38 für den Normallenkbetrieb bestimmt, während der Eingriffsabschnitt 68 zum Eingriff mit den seitlichen Begrenzungsflächen 76 einer Ausnehmung 78 einer Eingriffslasche 80 (siehe Figur 6) der Lenkkraft- einleitungseinheit 38 für den Hundeganglenkbetrieb bestimmt ist. Befindet sich der Schieber 60 in seiner ersten Stellung, so befindet sich der Eingriffsabschnitt 66 in Eingriff mit der Eingriffslasche 74 der Normallenkbetrieb- Lenkkrafteinleitungseinheit 38, so dass die Normallenkbetrieb-Lenkeinrichtung 26 mit dem Lenk-Drehelement 52 und somit dem Radträger 54 in Lenkeingriff steht. Befindet sich der Schieber 60 hingegen in seiner zweiten Stellung, so befindet sich der Eingriffsabschnitt 68 in Eingriff mit der Eingriffslasche 80 der Hundeganglenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit 42, so dass die Hundeganglenkbetrieb-Lenkeinrichtung 28 mit dem Lenk-Drehelement 52 und somit dem Radträger 54 in Lenkeingriff steht. Damit die Eingriffslasche 74 in der zweiten Stellung des Schiebers 60 die freie Verdrehung der Hunde- ganglenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit 42 nicht behindert, erstreckt sie sich in Höhenrichtung H nicht so weit nach unten wie die Eingriffslasche 80, so dass sie in einer Ausnehmung 82 des Schiebers 60 aufgenommen ist, durch die sie sich frei hindurch bewegen kann. Ferner ist darauf hinzuweisen, dass die Eingriffsabschnitte 66 und 68 mit Schrägflächen 66a, 68a versehen sind, die in entgegengesetzten Richtungen keilförmig zulaufen, und dass die zugehörigen Begrenzungsflächen 70, 76 jeweils als komplementäre Gegenschrägflächen ausgebildet sind. Und zwar verlaufen die Schrägflächen 66a des Eingriffsabschnitts 66 derart, dass der Eingriffsabschnitt 66 an seiner dem Stellaggregat 62 zugewandten Seite schmaler ist als an seiner vom Stellaggregat 62 abgewandten Seite. Auf diese Weise kann der Eingriffsabschnitt 66 bei der Bewegung des Schiebers 60 aus der zweiten Stellung in die erste Stellung die Lenkkrafteinleitungseinheit 38 leichter mit dieser in Eingriff treten und diese überdies zentrieren. Ferner kann die Lenkkrafteinleitungseinheit 38 hierdurch spielfrei ausgebildet werden. In analoger Weise verlaufen die Schrägflächen 68a des Eingriffsabschnitts 68 derart, dass der Eingriffsabschnitt 68 an seiner vom Stellaggregat 62 abgewandten Seite schmaler ist als an seiner dem Stellaggregat 62 zugewandten Seite. Auf diese Weise kann der Eingriffsabschnitt 68 bei der Bewegung des Schiebers 60 aus der ersten Stellung in die zweite Stellung die Lenkkrafteinleitungseinheit 42 leichter mit dieser in Eingriff treten und diese überdies zentrieren. Ferner kann die Lenkkrafteinleitungseinheit 42 hierdurch spielfrei ausgebildet werden.
Mit Bezug auf Figur 9 sollen nun noch der Aufbau und die Funktion der Krafterzeugungsvorrichtung 40 erläutert werden, welche die Lenkkraft für den Hundeganglenkbetrieb bereitstellt.
Die Krafterzeugungsvorrichtung 40 umfasst ein Kraftgerät 84, das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein doppelt wirkendes, hydraulisch betätigbares Zylinder-Kolben-Aggregat ist. Um die Knicklänge des Kraftgeräts 84 zu verkürzen, ist der Zylinder 86 dem Austrittsende der Kolbenstange 88 benachbart bei 90 am (nicht dargestellten) Rahmen des Fahrzeugs 10 befestigt. Das freie Ende der Kolbenstange 88 ist gelenkig mit einem Ende eines Schlittens 92 verbunden, der in einer Führung 94 in Längsrichtung der Führung 94 gleitverlagerbar geführt ist. Die Führung 94 ist bei 96 und 98 am (nicht dargestellten) Rahmen des Fahrzeugs 10 befestigt. An seinem ande- ren Ende ist der Schlitten 92 gelenkig mit einem Ende einer Koppelstange 00 verbunden, deren anderes Ende mit einer Angriffslasche 102 der Hunde- ganglenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit 42 (siehe auch Figur 6) verbunden ist.
In Figur 8 ist die Kolbenstange 88 nahezu vollständig in den Zylinder 86 eingefahren. Dies entspricht einem Lenkwinkel von 0°, d.h. Geradeausfahrt (siehe auch Figur 11). In Figur 10 ist die Kolbenstange 88 nahezu vollständig aus dem Zylinder 86 ausgefahren. Dies entspricht einem Lenkwinkel von 90°, d.h. Querfahrt (siehe auch Figur 13). Und in Figur 9 befindet sich die Kolbenstange 88 in einer Zwischenstellung, die einem Lenkwinkel von 45° entspricht, d.h. Schrägfahrt (siehe auch Figur 12).
Wie man in den Figuren 8 und 10 anhand der gestrichelt dargestellten Lage der Verbindungsstange 46 erkennt, ist der zur Verfügung stehende Lenkwinkelbereich infolge der mechanischen Weiterleitung der Lenkkraft von Radbaugruppe zu Radbaugruppe durch die Verbindungsstangen 46 begrenzt, da die Verbindungsstangen 46 bei einem größeren Lenkwinkelbereich mit den Radbaugruppen kollidieren würden. Folglich erstreckt sich der Lenkwinkelbereich im Wesentlichen von 0° bis 90°. Auch wenn dies auf den ersten Blick als Einschränkung angesehen werden mag, genügt es doch vollends, um das Fahrzeug 10 in zufriedenstellender Weise auf engem Raum rangieren zu können. Zudem kann der Lenkwinkelbereich durch vollständiges Ein- bzw. Ausfahren der Kolbenstange 88 an seinen beiden Enden um etwa 5° bis 10° erweitert werden, so dass er sich von etwa -10 -5° bis etwa +957100° erstreckt, was das Rangieren weiter erleichtert.
Grundsätzlich ist es auch denkbar, den Lenkwinkelbereich zur Geradeausfahrtrichtung (Lenkwinkel 0°) symmetrisch auszugestalten, so dass er sich beispielsweise von -90° bis +90° erstreckt. Dies kann durch den Einsatz von flexiblen, jedoch längenunveränderlichen Verbindungselementen 46' erreicht werden, beispielsweise Ketten oder Seilen, insbesondere Stahlseilen. Dies ist in Figur 15 grob schematisch und beispielhaft für die Lenkkopplung der beiden Hundeganglenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheiten 42' der Radbaugruppen 14' und 8' dargestellt.
Gemäß Vorstehendem besteht der zentrale Gedanke der vorliegenden Erfindung darin, ein Schwerlastfahrzeug bereitzustellen, dessen Lenkanlage 12 neben einer Normallenkbetrieb-Lenkeinrichtung 26, welche die Lenkkraft rein mechanisch über Verbindungsstangen 34 von Achse zu Achse weiterleitet, auch eine Hundeganglenkbetrieb-Lenkeinrichtung 28 umfasst, welche die Lenkkraft ebenfalls rein mechanisch über Verbindungsstangen 46 von Achse zu Achse weiterleitet. Dabei können die einzelnen Radbaugruppen 14, 16, 8, 20, 22, 24 über Kupplungseinrichtungen 56 wahlweise mit der Normallenkbetrieb-Lenkeinrichtung 26 oder der Hundeganglenkbetrieb-Lenkeinrich- tung 28 verbunden werden. Dieser zentrale Gedanke braucht aber nicht notwendigerweise so realisiert zu werden, wie dies vorstehend mit Bezug auf die Figuren 1 bis 15 beschrieben worden ist. Im Folgenden sollen daher noch einige weitere Abwandlungsmöglichkeiten beschrieben werden.
Anhand der Ausführungsform gemäß Figur 16 soll verdeutlicht werden, dass das erfindungsgemäße Konstruktionsprinzip auch bei einer Lenkanlage verwirklicht werden kann, wie sie beispielsweise in der DE 10 2012 205 641 beschrieben ist, d.h. einer Lenkanlage, bei der den linken und rechten Radbaugruppen ein und derselben Achse ein gemeinsames Lenk-Drehelement 52" zugeordnet ist. Die Drehachse A dieses Lenk-Dreheiements 52" verläuft in der Längsmittelebene E des Fahrzeugs. Gemäß Figur 16 können die Lenkkrafteinleitungseinheit 38" für den Normallenkbetrieb und die Lenkkraft- einleitungseinheit 42" für den Hundeganglenkbetrieb an dem Lenk-Drehelement 52" drehbar gelagert sein. Ferner kann das Lenk-Drehelement 52" mit einer Kupplungseinrichtung 56" ausgestattet sein, die das Lenk-Drehelement 52" wahlweise mit der Lenkkrafteinleitungseinheit 38" für den Normallenkbetrieb und der Lenkkrafteinleitungseinheit 42" für den Hundeganglenkbetrieb verbindet. Auf diese Weise kann eine von der Verbindungsstange 34" für den Normallenkbetrieb oder der Verbindungsstange 46" für den Hundeganglenkbetrieb zugeführte Lenkkraft über die zugeordnete Lenkkrafteinlei- tungseinheit 38" bzw. 42" in das Lenk-Drehelement 52" und von dort über die Lenkspurstangen 104" an die zugeordnete Radbaugruppe weitergeleitet werden.
In den Figuren 17a, 17b und 7c ist schließlich eine grob schematische Prinzipstudie einer weiteren Ausführungsform dargestellt, bei der die Normallenkbetrieb-Lenkeinrichtung 26"' (siehe Figur 17b) und die Hundeganglenk- betrieb-Lenkeinrichtung 28"' (siehe Figur 17a) in einer Zahnstangen-Ritzel- Bauweise ausgeführt sind.
Die Hundeganglenkbetrieb-Lenkeinrichtung 28"' umfasst eine durchgehende Zahnstange 46"', welche die drei Radbaugruppen 16"', 20"', 24"' miteinander verbindet. Jeder dieser Radbaugruppen ist ein Ritzel 42"' zugeordnet, die mit der Zahnstange 46"' kämmt und die von dieser abgegriffene Lenkkraft an das Lenk-Drehelement 52"' weiterleitet. Wie in Figur 17c dargestellt ist, kann das Ritzel 42"' über eine Kupplungseinrichtung 56"' mit einem Ritzel 106"' zur gemeinsamen Drehung verbunden werden, das mit einem Zahnkranz des Lenk-Drehelements 52"' kämmt. Weist das Ritzel 106"' einen größeren Durchmesser auf als das Ritzel 42"', so kann eine kleinere Längsverschiebungsbewegung der Zahnstange 46"' in einer größere Drehbewegung des Lenk-Drehelements 52'" übersetzt werden.
Die Normallenkbetrieb-Lenkeinrichtung 26"' unterscheidet sich von der Hundeganglenkbetrieb-Lenkeinrichtung 28"' dadurch, dass anstelle der einen durchgehenden Zahnstange 46"' eine Mehrzahl von Zahnstangen 108"' vorgesehen ist, von denen jede mit einem Ritzel 38"' kämmt, das über eine Kupplungseinrichtung 56"' mit dem mit dem Lenk-Drehelement 52"' kämmenden Ritzel 106"' wahlweise verbunden werden kann. Einander benachbarte Zahnstangen 108"' sind über Getriebebaugruppen 110"' bzw. 112' miteinander verbunden, die gemäß Figur 17b beispielsweise von Zahnstangen-Ritzel- Anordnungen gebildet werden. Durch entsprechende Wahl der Ritzel können diese Zahnstangen-Ritzel-Anordnungen den Lenkdrehsinn von Radbaugruppe zu Radbaugruppe beibehalten (Getriebebaugruppe 110"') oder um- kehren (Getriebebaugruppe 112"'). Ferner können sie das Übersetzungsverhältnis (Drehwinkeländerung der Lenk-Drehelement 52"' pro Längeneinheit der Verlagerungsbewegung der Zahnstange 108"') von Radbaugruppe zu Radbaugruppe in einem, beispielsweise durch das Ackermann-Prinzip, vorgegebenen Maße verändern. Da die Kupplungseinrichtung 56"' vor der eigentlichen Radbaugruppe angeordnet ist, können bei diesem Ausführungsbeispiel herkömmliche Einfach-Drehkränze 48"' eingesetzt werden.

Claims

Ansprüche
Schwerlastfahrzeug (10) umfassend
eine Mehrzahl von Achsen, von denen jede wenigstens eine linke Radbaugruppe (16, 20, 24) und wenigstens eine rechte Radbaugruppe (14, 18, 22) aufweist,
eine Lenkanlage (12), welche derart ausgebildet ist, dass sie sowohl einen Normallenkbetrieb ermöglicht, gemäß welchem die linken Radbaugruppen (16, 20, 24) und die rechten Radbaugruppen (14, 18, 22) jeweils einen von der Position der jeweiligen Achse in Längsrichtung (L) des Fahrzeugs (10) abhängenden Lenkwinkel aufweisen, wobei die Radbaugruppen einander benachbarter Achsen einen voneinander verschiedenen Lenkwinkel aufweisen,
als auch einen Hundeganglenkbetrieb ermöglicht, gemäß welchem die der Mehrzahl von Achsen zugeordneten Radbaugruppen (14, 16, 18, 20, 22, 24) alle den gleichen Lenkwinkel aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lenkanlage (12) für jede Achse umfasst:
wenigstens ein um eine Drehachse (D) drehbares Lenk-Drehelement (52), welches mit der wenigstens einen linken Radbaugruppe (16, 20, 24) oder/und der wenigstens einen rechten Radbaugruppe (14, 18, 22) der Achse in Lenkverbindung steht, für jedes Lenk-Drehelement (52) eine diesem zugeordnete Normallenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit (38),
für jedes Lenk-Drehelement (52) eine diesem zugeordnete Hundeganglenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit (42), für jedes Lenk-Drehelement (52) eine Kupplungseinrichtung (56), welche das Lenk-Drehelement (52) wahlweise mit der Normallenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit (38) oder der Hundeganglenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit (42) drehfest verbindet,
wobei die Lenkanlage (12) ferner umfasst:
wenigstens ein Normallenkbetrieb-Verbindungselement (34), welches die Normallenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheiten (38) von einander in Längsrichtung (L) des Fahrzeugs (10) benachbarten Achsen miteinander verbindet,
wenigstens ein Hundeganglenkbetrieb-Verbindungselement (46), welches die Hundeganglenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungs- einheit (42) von einander in Längsrichtung (L) des Fahrzeugs (10) benachbarten Achsen miteinander verbindet, und wenigstens ein am Fahrzeug angeordnetes Kraftgerät (32, 84) welches mit wenigstens einer der Lenkkrafteinleitungseinheiten (38, 42) verbunden ist und die Lenkkraft bereitstellt.
Schwerlastfahrzeug nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Normallenkbetrieb-Lenkkraftein- leitungseinheit (38) ein dem jeweiligen Lenk-Drehelement (52) zugeordnetes Normallenkbetrieb-Drehelement umfasst,
dass die Hundeganglenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit (42) ein dem jeweiligen Lenk-Drehelement (52) zugeordnetes Hundegang- lenkbetrieb-Drehelement umfasst, und
dass die Kupplungseinrichtung (56) das Lenk-Drehelement (52) wahlweise mit dem Normallenkbetrieb-Drehelement oder dem Hunde- ganglenkbetrieb-Drehelement drehfest verbindet.
Schwerlastfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass den linken Radbaugruppen (16, 20, 24) und den rechten Radbaugruppe (14, 18, 22) einer Achse jeweils ein gesondertes Lenk-Drehelement (52) zugeordnet ist. Schwerlastfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Lenk-Drehelement (52) Teil eines Drehgestells (48) ist, welches ferner ein Rahmenelement (50) umfasst, das am Rahmen des Fahrzeugs (10) betriebsfest angeordnet ist, wobei das Lenk-Drehelement (52) an dem Rahmenelement (50) um seine Drehachse (D) verdrehbar gelagert ist,
wobei das Drehgestell (48) ferner das Normallenkbetrieb-Drehelement (38) und das Hundeganglenkbetrieb-Drehelement (42) umfasst, wobei das Normallenkbetrieb-Drehelement (38) und das Hunde- ganglenkbetrieb-Drehelement (42) an dem Rahmenelement (50) mittelbar oder unmittelbar um die Drehachse (D) verdrehbar gelagert sind.
Schwerlastfahrzeug nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Normallenk- betrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit (38) einen Normallenkbetrieb- Lenkhebel (36) aufweist, mit welchem das wenigstens eine Normallenkbetrieb-Verbindungselement (34) verbunden ist, oder/und dass die wenigstens eine Hundeganglenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungseinheit (42) einen Hundeganglenkbetrieb-Lenkhebel (44) aufweist, mit welchem das wenigstens eine Hundeganglenkbetrieb-Verbindungs- element (46) verbunden ist.
Schwerlastfahrzeug nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Normallenkbetrieb-Lenkhebel (36) und der Hundeganglenkbetrieb-Lenkhebel (44) bei Geradeausfahrt auf der zur Fahrzeuglängsmitte hin weisenden Seite des Lenk- Drehelements (52) angeordnet sind.
Schwerlastfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (56) ein Stellaggregat (62) umfasst, das mit dem Lenk-Drehelement (52) fest verbunden ist, sowie einen Schieber (60), der mittels des Stellaggre- gats (62) relativ zu dem Lenk-Drehelement (52) zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verlagerbar ist,
wobei der Schieber (60) einen ersten Eingriffsabschnitt (66) und einen zweiten Eingriffsabschnitt (68) umfasst, wobei der erste Eingriffsabschnitt (66) in der ersten Stellung des Schiebers (60) mit einer der Lenkkrafteinleitungseinheiten, nämlich der Normallenkbe- trieb-Lenkkrafteinleitungseinheit (38) oder der Hundeganglenkbetrieb- Lenkkrafteinleitungseinheit, in Lenkkraftübertragungseingriff steht, während der zweite Eingriffsabschnitt (68) in der zweiten Stel- lung des Schiebers (60) mit der jeweils anderen der Lenkkrafteinleitungseinheiten, nämlich der Hundeganglenkbetrieb-Lenkkrafteinlei- tungseinheit (42) oder der Normallenkbetrieb-Lenkkrafteinleitungs- einheit, in Lenkkraftübertragungseingriff steht. 8. Schwerlastfahrzeug nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (60) ferner dem einen (68) der beiden Eingriffsabschnitte benachbart eine Ausnehmung (82) aufweist, die dann, wenn dieser Eingriffsabschnitt (68) mit der zugeordneten Lenkkrafteinleitungseinheit (42) in Lenkkraftübertragungs- eingriff steht, die freie Bewegung der anderen Lenkkrafteinleitungseinheit (38) ermöglicht.
9. Schwerlastfahrzeug nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Eingriffsabschnitt (66) und der zweite Eingriffsabschnitt (68) in Höhenrichtung (H) des Fahrzeugs
(10) übereinander angeordnet sind.
10. Schwerlastfahrzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Eingriffsab- schnitte (66, 68) mit Schrägflächen (66a, 68a) ausgebildet ist, die mit korrespondierenden Gegenschrägflächen (70, 76) der zugeordneten Lenkkrafteinleitungseinheit (38, 42) zusammenwirken.
11. Schwerlastfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass für den Normallenkbetrieb und den Hundeganglenkbetrieb jeweils wenigstens ein Kraftgerät (32, 84) zur Erzeugung der erforderlichen Lenkkraft vorgesehen ist.
12. Schwerlastfahrzeug nach Anspruch 11 ,
dadurch gekennzeichnet, dass den linken Radbaugruppen (16, 20, 24) des Fahrzeugs (10) und den rechten Radbaugruppen (14, 18, 22) des Fahrzeugs (10) jeweils ein gesondertes Kraftgerät (84) zur Erzeugung der für den Hundeganglenkbetrieb erforderlichen Lenkkraft zugeordnet ist.
Schwerlastfahrzeug nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftgerät (84) ein, vorzugsweise hydraulisch betätigbares, Zylinder-Kolben-Aggregat ist.
Schwerlastfahrzeug nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (86) seinem Kolbenstangen-Austrittsende benachbart am Rahmen des Fahrzeugs (10) gelagert ist, und zwar vorzugsweise relativ zu diesem verschwenkbar gelagert ist.
Schwerlastfahrzeug nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende der Kolbenstange (88) mit einem Führungsschlitten (92) verbunden ist, der in einer rahmenfesten Führung (94) verschiebbar geführt ist, wobei der Führungsschlitten (92) vorzugsweise ferner mit einem Ende einer Verbindungsstange (100) verbunden ist, deren anderes Ende mit der Lenkkraftein- leitungseinheit (42) verbunden ist.
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