DE2606204C3

DE2606204C3 - Fahrzeug mit Allradlenkung

Info

Publication number: DE2606204C3
Application number: DE19762606204
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 5628 Heiligenhaus Griesenbrock
Original assignee: Jungheinrich Unternehmensverwaltung KG
Current assignee: Jungheinrich AG
Priority date: 1976-02-17
Filing date: 1976-02-17
Publication date: 1981-07-02
Also published as: DE2606204B2; DE2606204A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit Allradlenkung und in Fahrzeuglängs- und Fahrzeugquerrichtung stufenlos verschiebbarem Momentandrehpol.

Aus der DE-OS 24 20 021 ist ein Fahrzeug bekannt, bei dem der Momentandrehpol jedoch in Fahrzeuglängsrichtung lediglich zwischen den Längskoordinaten der Fahrzeugachsen auf einer durch die gegebene Lenkgeometrie fixierten Verlagerungskurve mit Scheitelpunkt auf halbiertem Radstand verlagerbar ist, wobei es das Ziel bei dem bekannten Fahrzeug ist, zwischen der Möglichkeit mit gelenkter Vorder- und blockierter Hinterachse sowie umgekehrt mit gelenkter Hinter- und blockierter Vorderachse oder bei Geländefahrt mit allen Achsen zu lenken, stufenlos in jeder Stellung umschalten zu können, ohne dabei kurzzeitig die gesamte Lenkung zu blockieren, eine sprunghafte Verschiebung des Momentandrehpols zu bewirken und schwere Unfälle bei unbeabsichtigter bzw. zum ungeeigneten Zeitpunkt erfolgender Betätigung zu verursachen.

Bei Fahrzeugen mit die Radbasis überragenden Teilen einer Lasthandhabungseinrichtung bzw. mit die Radbasis überragender Last, insbesondere Hubladern des Gegengewichts-Typs, bei denen der Wenderadius und der nicht unbedingt verhältnismäßig damit einhergehende Verkehrsflächenbedarf für die raumsparende Ersetzbarkeit von besonderer Bedeutung ist, wurden bislang vorzugsweise entweder als hinten drehschemelgelenkte oder als hinten Ienksachsgelenkte Fahrzeuge ausgeführt Die ebenfaifs bekannte letztgenannte Bauart in Verbindung mit einem zusätzlichen Knickpunkt in der Längsmittelebene des Fahrzeugs kommt im Regelfall bei Hubladern nicht in Betracht, weil die Voraussetzung hierfür, nämlich extrem großbemessene gelenkte Räder, die auf Grund der gegebenen Einbauten sonst nicht im ausreichenden Maße eingeschlagen werden können, meist fehlt

Aus der US-PS 30 87 564 ist ein Lastfahrzeug bekannt, bei dem die der Arbeitseinrichtung bzw. der Last zugewandten Räder um ihre axialen Mittelpunkte quer zur Laufrichtung verschwenkbar angeordnet sind.

Dabei sollen durch die Steuerung verschiedener Radpaare verschiedene Lenkbewegungen durchgeführt werden, wobei die Lenkung im allgemeinen mit zwei Rädern erfolgt, während die beiden anderen Räder verriegelt sind.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung ist zunächst der Stand der Technik an Hand von Zeichnungen näher erläutert Diese zeigen in schematischer Darstellung in

Fig. 1 ein bekanntes Fahrwerk mit hinten drehschemelgelenkten Rädern und in

Fig.2 ein bekanntes Fahrwerk mit hinten lenkachsgelenkten Rädern.

Um die verschiedenen Fahrwerke hinsichtlich der hier in Rede stehenden Fahrkriterien miteinander vergleichen zu können sind bei in den F i g. 1 und 2 wiedergegebenen Hubladern (auch bei dem nachfolgend behandelten Erfindungsgegenstand) die ausschlaggebenden Dimensionierungen gleichgehalten, wie Radstand Rs, vorderer Überhang Ov₁ hinterer Oberhang Oh, Fahrzeugbreite Br und Grundriß einer Palette bzw. Last 2 mit Teilen 3, 3d, der nicht im einzelnen dargestellten Lasthandhabungseinrichtung. Es ergibt sich bei gleichbemessenem Hinterradeinstand s eine an den jeweiligen Heckradius r bzw. ra angepaßte Fahrzeugheckform, wobei die Radverschwenkungsbereiche dzw für die Drehschemel- und d für die Lenkachsausführung dementsprechend unterschiedlich sind.

Eine darauf abgestellt bekannte Funktionsart der

Radantriebe vorausgesetzt, liegt für die drehschemelgelenkte Ausführung gemäß Fig,I der auf den systembedingt überhaupt kleinstmöglichen Heckradius r bezogene Momentandrehpol Λ/bei um A=90° mittels des zentrisch angeordneten Sehwenkantriebes 5 verschwenktem Drehschemel 4 öuf der Fahrzeuglängsmittelebene Am, diese dann zugleich Mittelachse der gelenkten Räder Rhi und Rhr, im Schnittpunkt mit der Vorderachse 5, auf der die Räder RvI und Rvr gelagert sind. Der Frontradius R ergibt sich aus den Koordinaten Lastseitenlinie y zu M und Lastfrontlinie χ zu M. Festgelegt sind hier damit der Fahrkreisbogen Bo durch 2r und die Einschwenklänge L durch r+R. Die Gangbreite G des Winkelganges G 4, für die 90" -Fahrtrichtungsänderung auf der Stelle ist bemessen nach rplus Einschwenkmaß der Lastseitenlinie yum M. Für die Wendigkeit der lenkachsgelenkten Ausführung gemäß F i g. 2 ist in erster Linie der konstruktiv bedingte maximale Einschlagwinkel β des kurveninneren gelenkten Rades maßgebend, bei Hubladern im Regelfall etwa 75°. Die theoretisch richtigen Einschlagwinkel der mittels der Schwenkantriebe 53 und 54 der Lenkachse 6 gelenkten Räder Rhi und Rhr sind durch die folgenden Beziehungen bestimmt:

25 AC

-=r = Ctg«

CD

AC-BC b . _f . , _a

= — = ■* ctg«- 3ctg/i. CD Ks

Die Achsen A 3 und A 4 der Räder Rhi und Rhr ergeben im Schnittpunkt mit der Vorderachse 5 den Momentandrehpol M, der hier für den kleinstmöglichen Heckradius ra bereits außerhalb der Vorderradbasis liegt Die Gangbreite Ga des Winkelganges G 4 a ist bemessen nach ra minus Abstand Lastseitenlini« yzu M.

Der Vergleich bezüglich der Heckradien rund ra bzw. der Gangbreiten G und Ga der Winkelgänge G -4 und G 4 a für die 90° -Fahrtrichtungsänderung legt die Vor- und Nachteüe der vorher beschriebenen Systeme offen. So sind die Verhältniswerte bei r=100 gesetzt ra= 1094, C7=130 und Ga =104,3. Die Drehschemellenkung erbringt zwar die kleinstmöglichen Heck- und Frontradien und damit auch die kleinstmögliche Einschwenklänge L, jedoch ist hierbei die erforderliche Gangbreite iür die 90° -Fahrtrichtungsänderung bestimmend für einen extrem großen Verkehrsflächenbedarf. Dagegen stellt die Lenksachslenkung einen zwischen Heckradius und Gangbreite vermittelnden Kompromiß dar, der in der Praxis aber nur dann den günstigsten ' Verkehrsflächenbedarf ergibt, wenn bei zufällig zutreffenden Lastabmaßen ra=>Ra ist Ansonsten steht, wie im übrigen auch bei der Drehschemellenkung, der raumsparenden Einsetzbarkeit der Geräte die meist gegebene Differenz r-R bzw. ra-Ra bei fahrkreisbogenbestimmendem Heckradius oder R-rbzw. Ra-ra bei fahrkreisbogenbestimmendem Frontradius entgegen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Lösung, bei der bei wechselnden Vorbaumaßen der 6i Lasthandhabungseinrichtung einschließlich Last optimale Manövrierverhältni&i'i! einrichtbar sind.

Bei einem Fahrwerk der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch J gelöst.

Damit wird der Momentandrehpol so frei verlagerbar, daß sich front- und heckseitig, auch bei wechselnden Fahrzeugvorbaumaßen, vorn und hinten gleich bemessene Fahrkreisbögen ergeben, unter Einbeziehung der Möglichkeit, daß der Momentandrehpol erforderlichenfalls auch vor der Vorderachse liegen kann. Ferner wird eine Anpassung an gegebenenfalls spezielle Betriebsverhältnisse erreicht und der Einsatz auf engen Fahrwegen wirtschaftlicher als bisher, da hierdurch komplizierte und zeitaufwendige Manövriervorgänge oftmals vermeidbar sind. Weitere Merkmale nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es kann nicht nur eine schnelle und einfache Anpassung der Lenkung an wiederholt zu handhabende, verschieden bemessene Lasten mit bekannten Abmessungen vorgenommen werden, sondern es ist auch die kontinuierliche Anpassung der Lenkung an verschieden bemessene Lasten mit unbekannte': Abmessungen möglich, ohne daß dazu weitere Bedieoungsvorgänge erforderlich sind.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der weiteren Zeichnungen beispielsweise näher erläutert Diese zeigen in sehematischer Darstellung in

Fig.3 ein Fahrwerk gemäß der Erfindung in den F i g. 1 und 2 entsprechender Darstellung und in

Fig.4 ein erfindungsgemäßes Steuerungs-Blockschaltbild für die Lenkungsanpassung des Fahrwerks gemäß F i g. 3 an wechselnde Vorbaumaße.

In Fi g. 3 ist ein Hublader \b mit zu den F i g. 1 und 2 vergleichbaren Kennungsbezeichnungen wiedergegeben. Davon abweichend weist der Hublader \b an einer Vorderachse 5b Schwenkantriebe 51 und 52 für die Räder RvI und Rvr auf, denen Achsen A 1 und A 2 zugeordnet sind. Die theoretisch richtigen Einschlagwinkel der mittels der Schwenkantriebe 53 und 54 der Lenkachse 6 gelenkten Räder Rhi und Rhr sind nun durch die folgenden Beziehungen bestimmt

AC

-=■ = ctg«
CD

AC-BC b _v

—5JJ—= " = <*ctg*-<>ctg/i.

während zusätzlich für die theoretisch richtigen Einschlagwinkel der mittels der Schwenkantriebe 51 und 52 der Vorderachse Sb gelenkten Räder RvI und Rvrdle folgenden Beziehungen gelten:

A'C CD

WC

= ctg«'

= ctg/}'

A¹C-B'C b'

=^ = — = 4 ctg,·,' - 4 ctg/i'.

CD u

Die im Vergleich zu den Beispielen des gegebenen technischen Standes auf den Heckradius und auf die

Gangbreite des Winkelganges für die 90°-Fahrtrichtungsänderung bezogenen Verhältniswerte sind damit ri)= 102,3 und Co=98.9.

In Fig.4 ist im wesentlichen das Steuerungs-Blockschaltbild mit den Abhängigkeiten zu den wechselnden VorbaumaBen (Palette 2) und zu dem das Fahrzeugheck einschließenden Kurvenradius (Hublader Xb) dargestellt. Eine Eingabevorrichtung £ ist einem Korrekturglied K vorgesetzt, das mit den Schwenkantrieben 53 und 54 in Wechselverbindung steht. Ausgehend von dem Korrekturglied K bestehen unter Zwischenschaltung eines Anpassungsgliedes A Verbindungen zu den .Schwenkantrieben 51 und 52, zwischen denen Wechselverbindungen über ein Umsetzglied U gegeben sind. Für den weiteren Ausbau der Steuerung sind integrierbare .Steuerungselemente angeordnet, nämlich einerseits den Vorbau erfassende Aufnehmer Ayuna Ax mit zugehörigem Koordinatcnwandler WI sowie andererseits ein von dem Schwenkantrieb 53 bzw. 54 abhängiger -) -Wandler W2, die über einen Vergleicher V und über die Eingabevorrichtung £ ebenfalls mit dem Korrekturglied K in Verbindung stehen.

Für die praktische Anwendung des in Vorschlag gebrachten Prinzips ergeben sich nach den verschiedenen F.inrichlungsausgestaltungen, für die die technischen Mittel an sich bekannt und daher im einzelnen nicht beschrieben sind. Funktionsmöglichkeiten wie folgt:

Die einfachste Ausführung der Einrichtung, bei der das Lenkverhalten des Hubladers Xb an jeweils vorwiegend gegebene Vorbaumaße, den Betriebsverhältnissen entsprechend angepaßt werden kann, ist mittels einrichtbarer Lenkgestänge zu realisieren, so daß die Achsen AX bis A 4 der gelenkten Räder in lenkgeometrisch aufeinander abgestimmter Weise auf den gewünschten Momentandrehpol M hin verschwenkbar sind. Der Momentandrehpol M kann entweder hinter oder vor der Vorderachse 5b liegen, wie er auch bei dementsprechenden Vorbaumaßen in Verlängerung dieser Vorderachse liegen kann, wobei dann die Lenkbarkeit der Räder RvI und Rvr aulgehoben ist.

Die gestufte oder stufenlose Anpassung des Lenkverhaltens an wechselnde Vorbaumaße geschieht mittels einer auf die Schwenkantriebe 51 bis 54 wirkenden elektrischen Welle, durch eine Steuerkette vorgegeben. in lenkgeometrisch abgestimmter Weise. Die willkürliche Beeinflussung der Steuerkette erfolgt durch manuelle Einstellung der auf das Korrekturglied K einwirkenden Eingabevorrichtung £. Die auf den gewünschten Momentandrehpol M bezogene Ver-Ί hältniseinstellung des kurvenäußeren Schwenkantriebes 53 bzw. 54 zu der Verstellung des gegenüberliegenden kurveninneren Schwenkantriebes erfolgt unter Zugrundelegung der Stellgröße des letztgenannten Antriebes. Für die ggf. erforderlichen angepaßten

in Verstellungen der Schwenkantriebe 51 und 52 korrespondiert das dem Korrekturglied K nachgeschaltete Anpassungsglied A mit dem davon kurvenäußeren Schwenkantrieb, bei angepaßter Stellgrößenumsetzung für den gegenüberliegenden ktirveninneren Schwenkan-ί trieb durch das Umsetzglied U.

Zusätzlich oder an Stelle der Eingabevorrichtung £ werden zum Zwecke der selbsttätigen Lenkungsanpassune die Begrenzungskoordinatcn des Vorbaus mittels der Aufnehmer Ax und Ay erfaßt und zunächst die

-» rechnerische Resultierende = Frontradius Rb zu dem Momentandrehpol M der fahrzeugbezogenen idealen Lenkgeometrie, d. h. der Lenkgeometrie für den kleinstmöglichen Fahrkreisbogen Bo. gebildet. Überwiegt Rb dann dem fahrzeugheckeinschließenden

.'"' Kurvenradius rb. so findet über den Vergleicher Keine rechnerische Größenangleichung bis zu rb= Rb unter der Gegebenheit statt, daß bei zunehmendem rb dem ausweichenden Momentandrehpol M entsprechend Rb abnimmt. Nach vollzogener Größenangleichung wird

i" der ermittelte Wert von dem Vergleicher V für die weitere Verarbeitung innerhalb der Steuerkette freigegeben.

Der Einfachheit halber ist in allen dargestellten Lenkschemen die Auswirkung der Seiter^kraftmomente

r> auf den Momentandrehpol M durch Radlaständerung infolge der Fliehkraft nicht berücksichtigt, da diese Auswirkung auf Fahrzeuge der in Rede stehenden Art im wichtigen Kriechgeschwindigkeitsbereich minimal ist.

J" Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispie-Ie auch veränderbar, ohne dabei den Grundgedanken der Erfindung /u vclia^cn. Su küimcn uic Abhängigkeiten in der Steuerkette eine andere Reihenfolge aufweisen, es kann das Korrekturglied um die ■>> Funktionen des Anpassungsgliedes und des Umsetzgliedes erweitert werden und dergleichen mehr.

Hier/u -1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Fahrzeug mit Allradlenkung und in Fahrzeuglängs- und Fahrzeugquerrichtung stufenlos verschiebbarem Momentandrehpol, dadurch gekennzeichnet, daß für Arbeitsmaschinen mit wechselnden Vorbaumaßen einer Lasthandhabungseinrichtung einschließlich Last (2, 3), insbesondere für Hublader, die Achsen (A 1 bis A 4) aller Räder (RvI; Rvr; Rhi; Rhr)'m aufeinander abgestimmter Weise über einen gesonderten Schwenkantrieb (Si bis S 4) für jedes Rad derart auf den Momentandrehpol (M) hin verschwenkbar sind, daß bei wechselnden Vorbaumaßen der Lasthandhabungseinrichtung einschließlich Last die front- und heckseitigen Fahrkreisbögen (Bo) gleich sind.

2. Fahrzeug nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die der Arbeitseinriöhiung bzw. der Last zugewandten Räder (RvI;Rvr)um ihre axialen Mittelpunkte (Si;

S 2) quer zur Laufrichtung verschwenkbar angeordnet sind.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentandrehpol (M) mittels einer Eingabevorrichtung (E) auf vorbestimmte Punkte längs der von einem Rad ausgehenden Achse, z. B. längs der Achse (A 4) des kurveninneren hinteren Rades (RJwX verlagert werden kann durch Beeinflussung eines auf den kurvenäußeren hinteren Schwenkantrieo (z. B. S3) einwirkenden, die Verschwenkungsgröße des kurwyinneren hinteren Schwenkantriebes (z. B. 54) und damit analog die variable Größe des von dem jewrHigen Drehmittelpunkt (M) aus das Fahrzeugheck einschließenden Kurvenradius (rb) erfassenden Korrekturgliedes (K), wonach entsprechend der jeweiligen, mit dem Sollwert übereinstimmenden Ist-Stellung des kurvenäußeren hinteren Schwenkantriebes (z.B. 53) der kurvenäußere vordere Schwenkantrieb (z. B. 51) über ein Anpassungsglied (A) eine auf den jeweiligen Momentandrehpol (M) gerichtete Anpassung erfährt bei dementsprechender Verhältnis' einstellung des kurveninneren vorderen Schwenkantriebes (z. B. 52), letzteres durch Einwirkung eines Umsetzgliedes (UX dem zum Zwecke einer angepaßten Umsetzung die Ist-Stellung des kurvenäußeren vorderen Schwenkantriebes (z. B. 5 t) zum Vergleich mitgeteilt wird

4. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekenn- w zeichnet, daß an Stelle der Eingabevorrichtung (E) oder zusätzlich ein die Lasthandhabungseinrichtung einschließlich Last erfassender Koordifiatertwandler (Wi) mit diesem vorgeschalteten Aufnehmern (Ay; Ax) und ein die Verschv/enkungsgröße des kurven- « inneren hinteren Schwenkantriebes (z.B. 54) erfassender 4 -Wandler (W2) mit einem Vergieß eher (^zusammenwirken, der bei Übereinstimmung gewandelter Werte, ausgehend von einer fahrzeugbezogenen idealen Lenkgeometrie, das Korrektur· w glied (/^direkt oder indirekt beeinflußt