DE19606793C1 - Vorrichtung zur Lenksinnumkehr bei Kettenfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Lenksinnumkehr bei Kettenfahrzeugen nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Es ist bei Kettenfahrzeugen eine Lenksinnumkehr er­ forderlich, damit bei Vorwärts- wie bei Rückwärtsfahrt mit Einschlagen des Lenkrades beispielsweise nach rechts das Fahrzeug bei Fahrt eine Kurve nach rechts fährt, und gleichermaßen bei Einschlagen des Lenkrades nach links eine Kurve nach links fährt. Dies ist nicht selbstverständlich, da sich ohne die Einrichtung zur Lenksinnumkehr bei einem Kettenfahrzeug die Umkehrung der Getriebedrehrichtung zur Rückwärtsfahrt bei dem bekannten hydrostatischen Lenkgetrieben so auswirkt, daß auch der Lenkradeinschlag umgedreht wird, so daß das Lenkrad ohne Einrichtung zur Lenksinnumkehr nach rechts gedreht wird und das Fahrzeug eine Kurve nach rückwärts links fährt und umgekehrt.

Eine bekannte, gattungsgemäße Einrichtung nach der DE 29 48 214 A1 schaltet zwischen die das Lenksignal erzeugende Lenk­ radeinrichtung und dem Getriebe eine mechanische Um­ schaltung, bevor das Signal mechanisch über Gestänge zum Lenkgetriebe des Antriebs weitergeleitet wird. Diese Umschalteinrichtung wird bei Einlegen des Rück­ wärtsganges mittels Hydrozylinder geschaltet. Bei Ein­ legen der Vorwärtsgänge wird sie wieder in ihre Aus­ gangslage zurückgeschaltet, wobei der Hydrozylinder nur zwei Endlagen, ein- und ausgeschaltet, kennt. Über Gestänge wird mittels des Zylinders das mechanische Stellsignal der Lenkung so umgedreht, daß das Lenkrad bei gleichen Lenkausschlägen für Vorwärts- wie für Rückwärtsfahrt ein nicht vertauschtes - bei Vorwärts­ fahrt - und ein vertauschtes - bei Rückwärtsfahrt - mechanisches Stellsignal an das Lenkgetriebe ausgibt.

Dabei wird der Winkelausschlag nach links und rechts des Lenkrades über einen verstellbaren Hebel - bei­ spielsweise bei Vorwärtsfahrt - unterhalb der Lenkdreh­ achse in ein translatorisches Stellsignal zum Lenk­ getriebe mittels Gestänge oder Bowdenzug übertragen und zum anderen - bei Rückwärtsfahrt - oberhalb der Lenk­ raddrehachse nach Umstellung des Hebels mittels Hydro­ zylinder. Diese einfache Anordnung zeigt, daß die translatorische Stellbewegung zum Lenkgetriebe in ihrer Richtung umgekehrt wird, entsprechend der Lage des Hebels oberhalb oder unterhalb der Lenkraddrehachse.

Bei dieser bekannten Vorrichtung werden am Lenkrad Lenkausschläge eingestellt, die nicht zu einem weiteren Einlenken, d. h. zu einer engeren Kurvenfahrt des Fahr­ zeugs führen.

Der Hebel der von dem ausgefahrenen Hydrozylinder in die Stellung oberhalb der Lenkradachse gefahren wird, ist federbelastet, wobei die größte Federkraft z. B. in der Stellung oberhalb der Lenkradachse ausgeübt wird. Diese Feder zieht den Hebel im Normalbetrieb und auch bei Ausfall der Hydraulik in die Lage unterhalb der Lenkraddrehachse zurück und ist ein sicherheitskriti­ sches Element. Des weiteren wird dieses Bauelement nicht doppelt und redundant zur Erhöhung der Sicherheit bei Bruch der Feder ausgeführt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrich­ tung zur Lenksinnumkehr zu schaffen, die eine ein­ deutige und unverrückbar nur in zwei Endlagen zu schaltende Lenkumschaltung aufweist und welche funk­ tionssicher zu bedienen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gattungsgemäße Vorrichtung auch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Weitere vor­ teilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß der Lenkungszug direkt an einem axial verschiebbaren Schlitten befestigt ist. Ein Umlenkhebel wie bei der bekannten Ausführung ist nicht vorgesehen. Der Schlitten wird von einem doppelt wirkenden Zylinder je nach Fahrtrichtungswahl in eine der beiden Endpositionen verschoben. Der Lenkungszug oder die Betätigungsstange zum Fahrzeuggetriebe ist mit einem Lagerbolzen verbunden oder verschraubt, der gleichzeitig mittels vier Lagerstellen, z. B. Nadel­ lager, in einer Doppelnut des Schwenkkörpers und gleichzeitig des Schlittens geführt wird. Diese Vier­ fachlagerung bewirkt, daß der Lagerbolzen bei Lenkein­ schlag des Lenkrades, das über den fest mit dem Schwenkkörper verbundenen Achsbolzen mit einer Drehung eingreift, nicht an der Lenk-Drehbewegung teilnimmt, sondern in der Längsnut des Schlittens z. B. nach außen wandert und so den Lenkausschlag von einer Drehbewegung in eine Längsbewegung wandelt und auf das Lenkgestänge oder den Lenkungszug überträgt.

Damit bei einem Ausfall des Zylinders eine Verriegelung des Schlittens erzielbar ist, ist eine automatische Arretierung über Nocken vorgesehen, die den Schlitten in seiner Bewegung blockieren. Eine Entriegelung nach Beseitigung des Störfalls ist über einen auf dem Zylinder vorgesehenen Steuerkopf in einfacher Weise möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung in einer Draufsicht,

Fig. 2 eine Vorrichtung in einer Seitenansicht nach der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Vorrichtung im Schnitt nach der Linie III-III gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine Funktionsstellung A bei Vorwärts­ fahrt,

Fig. 5 eine Funktionsstellung B bei Rückwärts­ fahrt und

Fig. 6 eine Draufsicht im Schnitt durch eine Ver­ riegelungsvorrichtung.

Wie in den Fig. 1 und 2 näher gezeigt, besteht die Vor­ richtung aus einer Trägerplatte 1, auf der die Elemente 2, 13 der Umschalteinrichtung U befestigt und welche in der erforderlichen Lage zum Lenkrad angeordnet und mit der Lenkradachse 15 verbunden ist. Die Trägerplatte 1 ist am Fahrzeug befestigt und mittels vier Schrauben und Abstandshülsen gehalten. Die Lenkradachse 15 ist spiel frei mittels Lager 17 in der Trägerplatte 1 ge­ lagert und mit einem Schwenkkörper 13 fest verbunden. Dieser kann wie das Lenkrad bzw. die Lenkradachse 15 eine Drehbewegung ausführen und besitzt in einem unte­ ren und in einem oberen Teil je ein Langloch 18, in dem je ein Lager 19a, beispielsweise ein Nadellager 14, spielfrei mit einem Außenring geführt ist. Diese Lager 14 sitzen mit ihrem Innenring auf einem Lagerbolzen 3, der weiter außen jeweils oben und unten zwei weitere Lager 19 trägt, die mit ihrem Außenring wiederum spielfrei in zwei Langlöchern 20 des Schlittens 2 geführt sind. Dieser wird in zwei Führungen 21 spiel­ frei gelagert, so daß eine Bewegung in einer Ebene senkrecht zur Lenkradachse 15 zwischen Spannstiften erfolgen kann.

In Fig. 3 ist in einer Schnittdarstellung gezeigt, daß der Lagerbolzen 3 in einer unteren, nutförmigen Aus­ nehmung des Schwenkkörpers 13 geführt und darüber mittels eines Abdeckbügels 4 in seiner Lage gehalten wird. Mittels Hülsen 5 und Muttern 9 ist der Lager­ bolzen 3 zentral am Betätigungszug oder der Getriebe­ bzw. Betätigungsstange 12 befestigbar, die die Lenk­ bewegung zum Getriebe überträgt.

In Fig. 4 ist eine Betriebsstellung A der Umschaltein­ richtung U dargestellt, bei der der Zylinder des Linearantriebs 11, welcher die Umschaltung von Vor­ wärts- auf Rückwärtsstellung vornimmt, eingefahren für den Vorwärtsbetrieb geschaltet ist. Der Schlitten 2 hat seine Lage im Bild ganz rechts bei den Anschlägen 10 eingenommen. Damit hat sich der Lagerbolzen 3 so in den Langlöchern 20, 18 von Schlitten 2 und Schwenkkörper 13 verfahren, daß bei einem dargestellten Lenkwinkel von z. B. -33°, was einem Lenkausschlag nach z. B. rechts entspricht, die Betätigungsstange 12 für das Getriebe im Bild entsprechend nach oben längs verschoben wird.

In Fig. 5 Ist eine Betriebsstellung B der Umschaltein­ richtung U dargestellt, bei der der Zylinder ganz aus­ gefahren und der Schlitten 2 die Betriebsstellung rück­ wärts eingenommen hat. Bei dieser Position steht der Schlitten 2 ganz links im Bild an den Anschlägen 10. Der Schwenkkörper 13, was wiederum einem Lenkradein­ schlag nach rechts entspricht, zeigt den gleichen Winkel von -33° wie bei der Vorwärtsfahrt gemäß Fig. 4, wobei allerdings jetzt die Betätigungsstange 12 für das Getriebe entsprechend längsverschoben im Bild nach unten ist, was einem entgegengesetzten gleich­ großen Signalweg für das Getriebe - nur in der anderen Richtung - bei Rückwärtsfahrt entspricht.

In Fig. 6 ist eine Sicherungseinrichtung dargestellt, bei der Sperrmaßnahmen für einen störungssicheren Betrieb auch bei Ausfall des Zylinders des Linearan­ triebs 11 getroffen werden können. Dazu wird der Schlitten 2 in den Endlagen E1, E2 - vorwärts oder rückwärts - automatisch mittels Auswerfer 22 verriegelt - je einer für jede Endlage E1 und E2 -. Über eine vom Zylinder aufgebrachte Kraft kann mittels eines Steuerkopfes 23, der fest mit der Kolbenstange des Zylinders verbunden ist, wieder eine Entriegelung erfolgen. Bei Ausfall des Zylinders 11 bleibt der Schlitten 2 fest in einer Endlage und damit wird die Betriebsstellung festgehalten in Vorwärts- oder Rück­ wärtsposition. Sie kann sich damit nicht unkontrol­ liert ändern. Bevor der Zylinder 11 den Schlitten 2 aus einer der Endlagen E1, E2 verschieben kann, wird einer der Auswerfer 22 mittels des Steuerknüppels betätigt und einer der Verriegelungsnocken 25 zurück­ geschoben und der Schlitten 2 damit entriegelt, wobei der Steuerkopf 23 des Zylinders wegen eines Langloches 24 im Schlitten zunächst nur einen Leerhub zur Ent­ riegelung ausführt und anschließend erst bei weiterer Zylinderbewegung den Schlitten 2 verschiebt. Der Steuerkopf 23 ist mit einer solchen Kontur versehen, daß nach Durchlaufen des Leerhubes eine Erhebung den Auswerfer in die Bohrung 25a zurückdrücken kann.

Durch die Vorrichtung zur Lenkumschaltung wird bei kompakter Bauweise die Lenksinnumkehr bei Kettenfahr­ zeugen bewirkt, welche als Zwischenschaltung zwischen Lenkrad und Lenkgetriebe mittels eines sowohl in einem Schwenkkörper als auch in einem Schlitten in Lang­ löchern gelagerten Bolzens bewerkstelligt wird. Die Drehbewegung des Lenkrades wird über die Umschaltein­ richtung spielfrei in eine Linearbewegung zur Betäti­ gung des Lenkgetriebes gewandelt und der Schlitten wird mittels federbelasteten und entriegelbaren Nocken, die in Bohrungen des Schlittens ragen, fest in den Endlagen verriegelt.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Lenksinnumkehr bei Kettenfahrzeugen mit einer von einem Linearantrieb betätigten Umschalteinrichtung, die bei einer Lenk­ raddrehung in eine Richtung ein Steuersignal zu einem Lenkgetriebe abgibt und in einer umgekehrten Richtung bei Rückwärtsfahrt, nach einer Umschaltung ein weiteres Steuersignal zum Lenkgetriebe abgibt, derart, daß das Fahrzeug eine Kurve in der einen Richtung sowohl bei Vorwärts- als auch bei Rück­ wärtsfahrt ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung (U) einen mit dem Linear­ antrieb (11) versehenen verschiebbaren Verstell­ schlitten (2) sowie einen über eine Lenkradachse (15) betätigbaren Schwenkkörper (13) aufweist und daß im Verstellschlitten (2) mindestens ein mit einer Getriebestange (12) verbundener Lagerbolzen (3) gehalten ist, der sowohl im Verstellschlitten (2) als auch im Schwenkkörper (13) geführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Verstellschlitten (2) in zwei Führungen (21) einer Trägerplatte (1) gelagert und in eine erste Endlage (E1) sowie in eine zweite Endlage (E2) verfahrbar ist, wobei einerseits der Lagerbolzen (3) mit Lagern (19) in übereinander angeordneten Langlöchern (20) des Verstell­ schlittens (2) geführt ist und andererseits der Lagerbolzen (3) mittels weiterer Lager (19a) in Langlöchern (18) des senkrecht zum Schlitten (2) angeordneten Schwenkkörpers (13) geführt wird, derart, daß der mit der Lenkradachse (15) fest ver­ bundene Schwenkkörper (13) bei einer Drehung des mit der Lenkradachse (15) verbundenen Lenkrades eine senkrecht zum Lagerbolzen (3) verlaufende Linearbewegung am Bolzen zur Getriebebetätigung ausführt.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb (11) zur Verstellung des Verstellschlittens (2) ein mit einem Druck­ medium arbeitender doppelt wirkender Verstell­ zylinder ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb (11) zur Ver­ stellung des Verstellschlittens (2) ein elektromotorischer Antrieb ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß an dem Lagerbolzen (3) mittig die Getriebestange (12) des Stellelements für die Getriebeverstellung befestigt ist und an den außenliegenden Bolzenenden mindestens je zwei Lager vorgesehen sind, die in den Langlöchern (20, 18) des Verstellschlittens (2) und des Schwenk­ körpers (13) geführt sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellschlitten (2) zur Bewegungsumkehr der Getriebebetätigung in den Führungen (21) linear zwangsgeführt wird und zwischen den zwei Endlagen (E1 und E2) bewegbar ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellschlitten (2) in den Endlagen (E1 und E2) mit federbelasteten Verriegelungsnocken (25), die in den Führungen (21) angeordnet sind und in Bohrungen (25a) des Verstellschlittens (2) hineinragen, in Eingriff steht und daß ein Steuerkopf (23) am Linear­ antrieb (11) mit in den Bohrungen (25a) angeord­ neten Auswerfern (22) des Schlittens (2) verschieb­ bar derart zusammenwirkt, daß in den Endlagen (E1 und E2) die Verriegelungsnocken (25) entriegelbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkopf (23) in einem Langloch (2, 4) des Verstellschlittens (2) zur Erzielung einer der Entriegelung des Verstellschlittens (2) vorgeschalteten Leerhubbewegung geführt ist.