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Hydraulisches Lenksystem für die lenkbaren Räder
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einer Fahrzeugachse Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches
Lenksystem für die lenkbaren Räder einer Fahrzeugachse, insbesondere der Vorderachse
eines Schleppers, die aus einem mittleren Achsprofil und darin beidseitig einsteckbaren
und festlegbaren Seitenteilen besteht, wobei die mit den Achsschenkeln zusammenwirkenden
Spurhebel durch eine Spurstange miteinander verbunden sind und an mindestens einer
Radseite ein doppelt beaufschlagbarer hydraulischer Lenkzylinder angreift.
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Bei den bisher üblichen hydraulischen Lenksystemen ist der Lenkzylinder
in irgend einer Weise fest oder beweglich mit der Fahrzeugachse, welche die lenkbaren
Räder trägt, verbunden. Meist wird diese Verbindung durch Zwischenschaltung von
Umlenkhebeln, Zwischenhebeln, Gelenken und Lenkstangen durchgeführt, da die die
Spurhebel miteinander verbindende Spurstange sowie die Kolbenstange des Lenkzylinders
in verschiedenen Ebenen liegen, die Kolbenstange aber zumindest an einer Radseite
am Spurhebel angreifen muß. Es wird hierdurch ein großer Bauraum notwendig.
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Eine derartige Anordnung ist beispielsweise durch die DE-OS 27 17
405 bekannt. Der Angriff der Kolbenstange des Lenkzylinders am Spurhebel erfordert
bei dieser bekannten Bauart einen zusätzlichen Lenkhebel. Bei Spurweitenverstellung
der
Vorderachse muß der Lenkzylinder darüberhinaus umgesteckt werden, da er sich mit
seinem kopfseitigen Ende am festen Mittelteil der Vorderachse abstützt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Lenksystem
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen
ein verringerter Bauraum ermöglicht wird und auf zusätzliche Gelenkverbindungen
verzichtet werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil
des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Dadurch, daß die Spurstange durch ihre geteilte Ausführung in die
Kolbenstangen des Lenkzylinders integriert wird, ergibt sich eine äußerst platzsparende
Lösung, da Lenkzylinder und Spurstange im wesentlichen eine Baueinheit bilden und
Kolbenstangen mit Spurstangenteilen nur in einer Richtung bzw. einer Ebene beweglich
sind. Es entfallen hierdurch zusätzliche Gelenke, Lenkhebel und/oder Lenkstangen.
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Bei Starrachsen, also bei Achsen ohne Spurweitenverstellung, genügt
es nach einer Ausführungsform der Erfindung, wenn die Kolbenstangen auf beiden Seiten
des Lenkzylinders entsprechend lang ausgebildet und endseitig an den Spurhebeln
angeschlossen sind, so daß sie unmittelbar die Spurhebel bei Verschiebung des Kolbens
im Lenkzylinder betätigen.
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Bei Achsen, die eine Spurweitenverstellung zulassen, sind in vorteilhafter
Ausgestaltung der Erfindung die Kolbenstangen hohl ausgebildet; sie nehmen dann
einschiebbar, einsteckbar oder einschraubbar die endseitig mit den Spurhebeln gelenkig
verbundenen Spurstangenteile auf.
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Auch bei dieser Lösung benötigen die um die Spurstangenteile ergänzten
Kolbenstangen keinen zusätzlichen Einbauraum.
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Da die Spurhebel normalerweise einen zur Fahrzeuglängsmittellinie
gerichteten schrägen Verlauf aufweisen, wandern die Anlenkpunkte der Spurstangenteile
an den Spurhebeln bei einem von der Geradeausfahrt abweichenden Radeinschlag auf
unterschiedlichen Kreisbogen, wodurch die Achsen der Spurstangenteile bzw. der Kolbenstangen
sich in bezug auf die Vorderachse nähern und einen Winkel bilden. Damit der Lenkzylinder
dieser Bewegung folgen kann, ist er an der Vorderachse unter Verwendung einer Lagerhülse
und Zwischenschaltung eines Universalgelenkes derart gelagert, daß er in allen Freiheitsgraden
außer in Richtung seiner axialen Verschiebbarkeit beweglich ist. Hierzu ist die
Lagerhülse an der Oberseite des mittleren Achsprofils befestigt und nimmt einen
in horizontaler Ebene gleitbeweglichen Bolzen auf, dessen aus der Lagerhulse hervorstehendes
Ende über das als Kardangelenk ausgebildete Universalgelenk mit dem Lenzylinder
in dessen axialer Mitte verbunden ist.
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Hierdurch kann sich der Lenkzylinder durch Zurückschieben des Bolzens
der Vorderachse nähern, durch die kardanische Anlenkung in bezug auf die Vorderachse
schief stellen und darüberhinaus mit dem Achsprofil der Vorderachse, wenn dieses
pendelnd gelagert ist, um eine in Fahrtrichtung liegende Achse verschwenken. Lediglich
in seiner axialen Verschiebbarkeit ist der Lenkzylinder starr mit der Vorderachse
verbunden.
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Ein in der Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel des
Lenksystems nach der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Es zeigt:
Fig.
1 eine Draufsicht auf eine Vorderachse mit Spurweitenverstellung und zugehörigem
Lenksystem, Fig. 2 eine Vorderansicht auf Achse und Lenksystem, Fig. 3 eine Seitenansicht
der in einem Vorderachsträger pendelnd gelagerten Vorderachse und des daran beweglich
gelagerten Lenksystems.
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Wie Fig. 1 in Draufsicht zeigt, besteht die Vorderachse 1 eines in
der Zeichnung nicht dargestellten Fahrzeugs, beispielsweise eines Schleppers, aus
einem mittleren Achsprofil 2 und zwei Verstellachsen 3, 4, die beidseitig in die
Enden des hohl ausgebildeten Achsprofils einsteckbar und in den verschiedenen Spurweiten
entsprechenden Einstecktiefen durch Bolzenverbindung festlegbar sind. Hierzu dienen
mehrere in gleichen Abständen im Achsprofil und in den Verstellachsen vorgesehene
Bohrungen, durch die bei entsprechender Deckungslage die Bolzen eingeschraubt und
gesichert werden.
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In bezug auf den Vorderachsträger 5 ist die Vorderachse 1 um eine
in Fahrtrichtung verlaufende Achse pendelnd gelagert. Hierzu ist das Achsprofil
2 in dessen Mitte mit Wellenteilen 6, 7 verbunden, die endseitig in nach unten vorstehenden
Schenkeln 8, 9 des Vorderachsträgers 5 drehbar gelagert sind.
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An den Enden der Verstellachsen 3, 4 sind schräg nach unten gerichtete
Achsschenkellager 10, 11 befestigt1 die in nicht näher dargestellter
Weise
Achsschenkel für die Lenkräder aufnehmen.
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Zur Übertragung des Lenkausschlags auf die Achsschenkel und die Lenkräder
dienen an beiden Seiten der Vorderachse mit den Achsschenkeln in Verbindung stehende
Spurhebel 12, 13, die in Geradeaus-Stellung der Lenkräder leicht nach innen zur
Fahrzeuglängsmittellinie gerichtet sind.
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Während bei den bisher üblichen Lenksystemen die Spurhebel durch eine
durchgehende Spurstange verbunden sind und der Lenkzylinder unter Zwischenschaltung
von Gelenken oder Hebeln und Lenkstangen an einem der beiden Spurhebel angreift,
um den Radeinschlag zu bewirken, ist erfinduugsgemäß vorgesehen, daß die Spurstange
geteilt als jeweilige KoLbenstange 14, 15 eines doppelt beaufschlagbaren hydraulischen
Lenkzylinders 16 ausgebildet ist und mit ihren freien Enden an den Spurhebeln 12,
13 angelenkt ist, wodurch die Spurhebel 12, 13 unmittelbar vom Kolben 17 des Lenkzylinders
betätigt werden. Es ergeben sich dadurch zwei Spurstangenteile 18, 19, die entweder
gleichzeitig die Kolbenstangen 14, 15 sein können oder, wie Fig. 1 zeigt, als Verlängerungen
der Kolbenstangen ausgebildet sind, indem sie in hohle Kolbenstangen 14, 15 teilweise
eingeschraubt oder aber eingeschoben und mittels Klemmschellen 20 axial festgelegt
sind.
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Bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs haben die Spurhebel 12, 13 eine winkelsymmetrische
Stellung zur Fahrzeuglängsmittellinie bzw. Fahrtrichtung.
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Die Spurstangenteile bzw. die Kolbenstangen sowie der Lenkzylinder
nehmen dann eine genau rechtwinklig zur Fahrtrichtung und parallel zur Vorderachse
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ausgerichtete Lage ein. Bei einem Radeinschlag verlagern sich jedoch infolge unterschiedlicher
Winkelstellungen der beiden Spurhebel in bezug auf die F&lrtrichtung die Anlenkpunkte
für die Spurstangenteile an den Spurhebeln derart, daß der Lenkzylinder 16 nicht
mehr parallel, sondern unter einem Winkel sowie näher zur Vorderachse 1 zu liegen
kommt.
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Damit der Lenkzylinder dieser Bewegung bei Radeinschlag sowie einer
Pendelbewegung der Vorderachse folgen kann, ist der Lenkzylinder mit dem mittleren
Achsprofil 2 über eine Lagerhülse 21 verbunden. Diese Lagerhülse erstreckt sich
in der Längsmittellinie des Fahrzeugs und ist an der Oberseite des Achsprofils 2
beispielsweise durch Schweißen befestigt. In ihrem Innern nimmt die Lagerhülse längsverschieblich
einen Bolzen 22 auf 1 dessen aus der Lagerhülse herausstehendes Ende ein Kardangelenk
23 trägt, über das der Lenkzylinder 16 in dessen axialer Mitte mit dem Bolzen 22
gelenkig verbunden ist. Das Kardangelenk 23 ist zwischen dem einseitig offenen Ende
der Lagerhülse 21 und einem Lagerflansch 24 am Lenkzylinder 16 von einem Faltenbalg
25 aus Gummi umgeben und gegen Staub geschützt.
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Das Lenksystem arbeitet wie folgt.
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Bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs befindet sich der Kolben 17 in der
axialen Mitte des Lenkzylinders 16. Beide Kolbenstangen 14 und 15 ragen gleich lang
aus dern Lenkzylinder heraus. Der Lenkzylinder befindet sich dabei in einer Lage
parallel zur Vorderachse. Pendelbewegungen der Vorderachse infolge unebenem Boden
kann der Lenkzylinder ohne weiteres folgen, da er mit dem Achsprofil über die daran
befestigte Layerhülse verbunden ist.
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Wird durch Betätigung des Lenkhandrades ein Radeinschlag nach links
oder rechts eingeleitet, gelangt über ein Servoventil Druckflüssigkeit an das eine
Ende des Lenkzylinders 16, wodurch der Kolben 17 aus der axialen Mitte nach links
oder rechts verschoben wird. Entsprechend werden über die Kolbenstangen 14, 15 und
über die damit wirkungsmäßig in Verbindung stehenden Spurstangenteile 18, 19 die
Spurhebel 12, 13 aus ihrer in Fig. 1 wiedergegebenen Neutralstellung für Geradeausfahrt
in eine Winkelstellung gedreht, in der beispielsweise, wie in Fig. 1 gestrichelt
angedeutet, der Anlenkpunkt des Spurstangenteils 18 am linken Spurhebel 12 näher
an der Vorderachse 1 zu liegen kommt als der Anlenkpunkt des Spurstangenteils 19
am rechten Spurhebel 13. Dadurch kommt auch der Lenkzylinder 16 näher und mit einem
leichten Anstellwinkel zur Vorderachse zu liegen.
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Die Ausgleichsbewegung erfolgt über das Kardangelenk 23 und eine yewisse
Längsverschiebung des Bolzens 22 innerhalb der Lagerhülse 21 unter Mitnahme des
Lenkzylinders in Richtung der geschlossenen Stirnwand der Lagerhülse.
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