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Hydraulische Lenkung für Straßenfahrzeuge mit drehbarem Oberwagen,
insbesondere für Krane od. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische
Lenkung für Straßenfahrzeuge mit drehbarem Oberwagen, insbesondere für Krane od.
dgl., und hat eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung dieser Lenkung mit mechanischer
Rückmeldung zum Gegenstand, wobei sowohl die Hydraulik als auch die mechanische
Rückmeldung durch die Drehdurchführung zwischen Ober- und Unterwagen gelegt sind.
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Es sind hydraulische Lenkeinrichtungen für schwere Straßenfahrzeuge
bekannt, bei denen der vom Lenkrad über ein hydraulisches Steuergerät ausgehende
Impuls zur Verstellung der Fahrzeugräder über mechanische Mittel zum Steuergerät
zurückgeleitet wird und dieses nach erfolgter Lenkbewegung in jeder Lage in die
neutrale Stellung bringt. Entsprechend der drehenden Bewegung des Lenkrades werden
für das Steuergerät Drehschieber verwendet, wobei eine diese umgebende Drehhülse
an die mechanische Rückstelleinrichtung angeschlossen ist. Unter Zwischenschaltung
mechanischer Glieder werden auch Längsschieber benutzt, die entweder an die drehende
Lenksäule oder an beliebiger Stelle des hin- und hergehenden Lenkgestänges angeschlossen
sind. Auch wird das Steuergerät und der hydraulische Arbeitszylinder sowie die mechanische
Rückmeldung zu einer Einheit mit dem Lenkuntersetzungsgetriebe zusämmengebaut.
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Diese bekannten Lenkeinrichtungen sind jedoch nicht ohne weiteres
zu verwenden für Fahrzeuge, z. B. Krane, bei denen sich das Lenkrad in einem drehbaren
Oberteil befindet. Hierbei muß sowohl
das Druckmittel als auch die
mechanische Rückmeldung der erfolgten Lenkbewegung auf das Steuerorgan durch die
Zentralwelle für das drehbare Kranöberteil geführt werden, wenn sich die Pumpe für
die Druckflüssigkeit im Oberwagen befindet.- Die Zu- und Ableitung des Druckmittels
zum Arbeitszylinder erfolgt in bekannter Weise durch eine Drehdurchführung, die
in jeder Drehstellung den Durchfluß, des Druckmittels vom und zum Arbeitszylinder
gewährleistet.
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Mit Hilfe einer bekannten Drehdurchführung allein können nur Steuerimpulse
übertragen werden; die Rückmeldung des Lenkausschlages auf das Steuerorgan, um dieses
nach erfolgtem Lenkausschlag in die neutrale Lage zu bringen, erfordert dagegen
besondere Mittel.
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Es ist zwar bekannt, ein -axial verschiebbares Gestänge in der hohlgebohrten
Königswelle zwischen Oberwagen und Unterwagen anzuordnen, um einen von der Drehbewegung
des Oberwagens unabhängigen Steuerimpuls in den Unterwagen zu übertragen. Dabei
wird ein das Druckmittel förderndes Rohr axial verschoben. In der Erfindung müssen
jedoch die Zu- und Rückführung des Druckmittels durch das Drehgeenk zwischen Ober-und
Unterwagen geführt werden, wozu die an-sich bekannte Drehdurchführung das geeignetere
Mittel ist. Diese hat noch den Vorteil, daß sie ohne großen Mehraufwand . mit einer
weiteren Durchführungsleitung für andere Funktionen, z. B. für die Betätigung einer
hydraulischen Bremse; ausgestattet werden kann.
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Für die Übertragung der Rückmeldung des Lenkausschlages wird in Verbindung
mit der an sich bekannten Drehdurchführung mit besonderem Vorteil ein biegsames,
Zug- und Druckkräfte übertragendes Gestänge, in festen Rohrleitungen verlegt, angewendet.
Solche biegsamen Gestänge an sich bekannter Bauweise können bequem am Fahrzeug verlegt
werden, können jedoch nur verhältnismäßig kleine Zug- und Druckkräfte übertragen,
weswegen sie zur Rückmeldung des Lenkausschlages große Wege ausführen müssen. Aus
diesem Grunde ist für die Durchführung des biegsamen Gestänges durch die Drehdurchführung
erfindungsgemäß ein axial verschiebbarer Kolben eingebaut, der beispielsweise undrehbar
zum Unterwagen festliegt. An diesem Kolben. greift das von der Lenkachse herkommende
biegsame Gestänge außermittig an, während wegen der Relativbewegung des Oberwagens
zu diesem Kolben die Weiterleitung der Rückmeldebewegung zum Steuerschalter über
ein im Zentrum dieses Kolbens angreifendes biegsames Gestänge erfolgt, so daß eine
besonders raumsparende Anordnung möglich ist. Dieser axial verschiebbare Kolben
ist gegen den mit dem Unterwagen verbundenen Durchführungsteil undrehbar, wodurch
der außermittige Angriff des von der Lenkachse herkommenden biegsamen Gestänges
möglich ist. Selbstverständlich wäre auch eine Umkehr dieser Verhältnisse in dem
Sinn denkbar, daß der Kolben gegen-. über dem Oberwagen undrehbar ist. In diesem
Fall kann dann das biegsame Gestänge zwischen dem Lenkgestänge und dem Kolben in
der Drehdurchführung zentral angreifen, während die Weiterführung vom Kolben zur
Steuerung außermittig liegt. Die Umwandlung der geradlinigen Bewegung des biegsamen
Gestänges auf die Drehhülse des Drehschiebers erfolgt über ein Zahnradgetriebe mit
Übersetzung ins Schnelle, so daß die Rückmeldung des Steuerimpulses rasch und mit
entsprechend vergrößertem Ausschlag geschieht.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar. zeigt Abb. I das Schaltbild der hydraulischen Lenkung für
Fahrzeuge mit gegenüber dem Unterwagen drehbarem Oberteil und Abb.2 einen Schnitt
durch die Steuerung mit dem zugehörigen Rückmeldegetriebe.
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Das Lenkrad r ist über die Steuersäule 2 mit dem beispielsweise als
Drehschieber ausgebildeten Steuergerät 3 verbunden. Mit dem Steuergerät 3 zusammengebaut
ist das Getriebe 6 mit dem Zahnradpaar 7 und dem Schneckenrad 8, an welchem das
in der festen Tülle 9 laufende biegsame Gestänge 30 mit der gewindeartigen Drahtwicklung
angreift. Dieses Gestänge 30 geht zu einem Kolben 28, der in einer Durchführung
zwischen dem drehbaren Oberwagen 32 und dem Unterwagen 31 angeordnet ist. Diese
Durchführung besteht z. B. aus dem mit dem Oberwagen 32 fest verbundenen Teil Io
und dem im Unterwagen befestigten Tei1 27, wobei diese beiden Teile gegeneinander
drehbar sind. In den Durchführungsteil Io münden die vom Steuergerät 3 herkommenden
Leitungen I5, I6, während vom Durchführungsteil 27 die Leitungen 25, 26 nach den
Räumen des Zylinders 21 führen. Der Durchführungsteil Io ist mit ringsum laufenden
Ausnehmungen versehen, welche die Druckflüssigkeit in jeder Lage von dem Steuergerät
3 nach dem Zylinder 2I leiten. Die Druckflüssigkeit für die Steuerung wird von der
Pumpe II gefördert und gelangt über die Leitung I3 nach dem Steuergerät 3, während
die Leitung I4 als Rücklauf in den Flüssigkeitsbehälter I2 geht. In dem Teil 27,
der mit dem Unterwagen 3I fest verbunden ist, gleitet der axial verschiebbare Kolben
28, und zwar derart, da.ß er sich z. B. durch eine Nut mit Keil oder Stellschraube
gegenüber dem Teil 27 nicht drehen kann. Das von einer Lasche 2o der Spurstange
2a abgehende biegsame Gestänge 29, dessen Tülle i8 an dem Punkt 18, in geeigneter
Weise festgehalten i&t, führt außermit@J@g an: diesen angreifend zudem axial
verschiebbaren Kolben 28 und ist dort befestigt: Mit der Achse des kleinen Rades
7 im Getriebe 6 ist der Drehschieberkolben 33 verbunden, während die diesen Kolbeiz
33 umschließende Drehschieberhülse 34 in der Lenksäule 2 ihre Fortsetzung findet.
Die Bewegung zwischen den beiden Elementen 33 und 34 erfolgt durch einen Mitnehmerbolzen
36.
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In dem Zylinder 21 bewegt sich ein Kolben 21a, dessen Kolbenstange
an der Lasche 2o der Spurstange 22 angreift. Diese Spurstange verbindet die
Achsschenkel
23 miteinander, in welchen die Fahrzeugräder 24 gelagert sind.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen hydraulischen Lenkung ist
folgende: Beim Drehen des Lenkrades I nach der einen oder andern Richtung wird über
die Lenksäule 2 zunächst die Drehschieberhülse 34 gedreht, während der Drehschieberkolben
33 durch den Mitnehmerbolzen 36 bewegt wird. Jetzt kann das von der Pumpe I I durch
die Leitung 13 geförderte Drucköl je nach der Drehrichtung des Lenkrades I in die
Leitung I5 bzw. I6 gelangen und über die Bohrungen der Durchführung Io, 27 sowie
die Leitungen 25, 26 zum Zylinder 21 geleitet werden, in welchem der Kolben 2I6
entweder nach vorwärts oder rückwärts bewegt wird. Die nicht unter Druck stehende
Leitung 15 bzw. I6 wird solange mit der Rücklaufleitung 14 verbunden, so daß das
Öl aus dem nicht unter Druck stehenden Zylinderraum in den Behälter zurückfließen
kann. Die Bewegung des Kolbens 2Ia wird über die Lasche 2o auf die Spurstange 22
und von hier über die Lenkschenkel 23 auf die Fahrzeugräder 24 übertragen, deren
Lenkausschlag dem Weg des Kolbens 2Ia entspricht. Von dem an der Lasche 2o angreifenden
biegsamen Gestänge 29 wird die Bewegung der Laufräder zunächst auf den axial verschiebbaren
Kolben 28 in der Drehdurchführung übertragen und von dort über das biegsame Gestänge
30 zum Getriebe 6 zurückgeleitet. Die auf dem biegsamen Gestänge 3o aufgebrachten
Drahtwindungen bewegen das Schneckenrad 8, wodurch unter Zwischenschaltung der ins
Schnelle übersetzenden Stirnräder 7 eine entsprechende Drehung des Schieberkolbens
33 und über den Mitnehmerbolzen 36 auch der Drehschieberhülse 34 erfolgt. Durch
die Rückmeldung hört dann die Druckförderung nach dem Zylinder 2 I auf, und die
Pumpe I I fördert drucklos von der Leitung 13 über die Leitung 14 nach dem Behälter
I2. In dem Augenblick, in dem das Lenkrad I nach der einen oder andern Richtung
weiter-bzw. zurückgedreht wird, geben die Schieber 33 und 34 im Steuergerät 3 wiederum
eine der Leitungen 15 bzw. 16 für das Drucköl frei, so daß erneut der Lenkradeinschlag
beeinflußt wird. Durch die Übersetzung ins Schnelle über die Stirnräder 7 folgt
das Steuergerät 3 sehr rasch und feinfühlig der Rückmeldung von den Fahrzeugrädern
24 her.
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Das von der Lasche 2o herkommende biegsame Gestänge 29 greift außermittig
an dem Kolben 28 in der Drehdurchführung an, denn dieser Kolben 28 ist gegenüber
dem Unterwagen 31 undrehbar in der Hülse 27 gelagert. Die Weiterführung der Axialbewegung
des Kolbens 28 erfolgt dann über das zentrisch im Kolben 28 angeordnete biegsame
Gestänge 30 weiter, so daß eine Drehung des Oberwagens 32 gegenüber dem Unterwagen
31 diese Axialbewegung ungehindert weiterleiten kann.
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Selbstverständlich kann im Rahmen der Erfindung das Steuergerät 3
auch anders als gezeichnet ausgeführt sein. So können an die Stelle der Drehschieberelemente
33, 34 auch Ventile treten, die z. B. durch eine Steuerwalze betätigt werden. Außerdem
kann bei einem undrehbar gegenüber dem Oberwagen 32 gelagerten Kolben 28 ein Vertauschen
der zentral bzw. außermittig angreifenden biegsamen Gestänge 29, 30 vorgenommen
sein.