DE3031620A1

DE3031620A1 - Vorrichtung zur beeinflussung des knickwinkels bei gelenkzuegen

Info

Publication number: DE3031620A1
Application number: DE19803031620
Authority: DE
Inventors: Jozsef Budapest Ivony; György Budapest Karaszi; Jenö Budapest Madi; Istvan Dr. Budapest Ratsko
Original assignee: Autoipari Kutato Intezet; Ikarus Karosszeria es Jarmugyar
Current assignee: Autoipari Kutato Intezet; Ikarus Karosszeria es Jarmugyar
Priority date: 1979-08-21
Filing date: 1980-08-21
Publication date: 1981-03-26
Also published as: CS268504B2; DD155312A5; PL128776B1; BG43858A3; SU1258321A3; DE3031620C2; PL226346A1; US4365685A

Description

Vorrichtung zur Beeinflussung des Knickwinkels

bei Gelenkzügen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beeinflussung des Knickwinkels bei Gelenkzügen bei der zwischen den gelenkig aneinandergekuppelten Fahrzeugeinheiten das Einknicken verhindernde bzw. den Einknickwinkel beeinflussende hydraulische Kolbenzylindereinrichtungen angeordnet sind, die von der Lenkung des Kraftfahrzeuges aus gesteuerte
hydraulische Ventileinheiten besitzen.

Bekannt sind das Einknicken verhindernde Vorrichtungen für gelenkig miteinander zusammengekuppelte Fahrzeuge, bei denen die Kolbenstangen von zwei hydraulischen Arbeitszylindern an die eine, die Zylinder selbst an die andere Fahrzeugeinheit angeschlossen sind, wobei die Arbeitsräume der hydra ilischen Zylinder über Steuerventile miteinander verbunden sind. In der geschlossenen Stellung des Steuerventils kann die Flüssigkeit zumindest aus einem Arbeitsraum nicht austreten, so daß sich der Arbeitskolben nicht weiterbewegen kann und dadurch ein zu starkes Einknicken des Fahrzeuges verhindert ist.

Für die Betätigung des Steuerventils sind verschiedene
Lösungen und Vorschläge bekannt. Bei der modernsten bisher bekannten Steuerungslösung, die beispielsweise in der DE-OS 2 420 203 beschrieben ist, ist das den Arbeitszylindern zugeordnete hydraulische Ventil mit einer elektronischen Recheneinheit in Fuktionsverbindung. An die elektronische Einheit ist ein den Einschlag der gelenkten
Vorderräder abtastender Geber sowie ein den Knickwinkel
der beiden Fahrzeugeinheiten abtastender Geber angeschlossen. Das durch diese Geber abgegebene Signal wird durch die

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Rechnereinheit mit dem zum Radeinschlagwinkel gehörenden voreingegebenen Knickwinkel verglichen und in Abhängigkeit vom Auswertungsergebnis wird das hydraulische Ventil bzw. zumindest der eine Arbeitsraum gesperrt.

Bei der in der DE-OS 27 48 713 beschriebenen Ausführung steht das hydraulische System, um eine niedrigere Schwinqunasneigung zu gewährleisten, unter Vorspannung. Bei den Gelenkfahrzeugen konnten sich in der Praxis die ein Einknicken verhindernden Vorrichtungen nicht in bedeutender Weise durchsetzen, da sie im Vergleich zu ihrer Kompliziertheit und ihrem verhältnismäßig hohen Investitionskosten bei allen beliebigen fahrtdynamischen Verhältnissen kein zufriedenstellendes Ergebnis gewährleisten.

Eine Ausnahme bilden die in jüngster Zeit herausgebrachten Heckmotoromnibusse, bei denen der Antrieb der Achse des Sekundärwagens zugeordnet ist und der Sekundärwagen den Primärwagen schiebt. Diese Antriebsart konnte ohne eine das Einknicken hindernde Vorrichtung nicht angewandt werden, da die Schubkraft bei einer Kurvenfahrt die Gefahr des Einknickens erhöht.

Der Einsatz von elektrischen Meßfühlern und elektronischen Recheneinheiten bei den Kraftfahrzeugen stellt jedoch eine das allgemeine fachliche Wissen des Betriebs- und Wartungspersonals überschreitendes Niveau dar und in einem großen Teil der Kraftfahrzeuge herstellenden Ländern sind die Voraussetzungen zur Herstellung und Serviceversorgung der elektronischen Einheiten nicht gegeben.

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Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer den Knickwinkel beeinflussenden Vorrichtung, die aus als herkömmlich zu bezeichnenden, hydraulischen, meachnischen und eventuell elektrischen - jedoch nicht elektronischen - Bauelementen aufgebaut ist und in gleicher Weise zur Verhinderung des Einknickens bzw. zur Beeinflussung des Knickwinkels von aus Zugmaschinen (Primärwagen) und durch diese gezogenen Sattelauflieger (Sekundärwagen) oder aus Sattelauflieger (Sekundärwagen) und durch dessen angetriebene Achse geschobenen Primärwagen bestehenden Gelenkzügen in gleicher Weise verwendet werden kann.

Zielsetzung der Erfindung war' weiterhin die Schaffung einer Vorrichtung zur Beeinflussung des Knickwinkels, die darüberhinausgehend, daß sie entgegen der Zunahme des Knickwinkels stets ein in der Rückführung wirkendes Moment ausübt (beispielsweise wie die Ausführung entsprechend der DE-OS 27 48 713) und ein der zum Lenkeinschlagwinkel zugeordneten Knickrichtung entgegengesetztes Einknicken verhindert.

Das gestellte Ziel wird im Sinne der Erfindung durch eine den Knickwinkel beeinflussende Vorrichtung erreicht, bei der die Fahrzeugeinheiten gelenkig miteinander verbunden sind. Außerhalb der Längsachse des Fahrzeuges ist eine mit zwei Arbeitsräumen ausgeführte hydraulische Kolbenzylindereinrichtung angeordnet, deren Kolben an die eine und deren Zylinder an die andere Fahrzeugeinheit angeschlossen sind. Die einzelnen Arbeitsräume sind mit dem Hydraulikraum je eines hydropneumatischen Energiespeichers über eine hydraulische Ventileinheit verbunden, wobei die Ventileinheit ein parallel geschaltetes von dem Arbeitsraum in Richtung des hydropneumatischen Energiespeichers sperrendes Rückschlagventil und Drosselventil besitzt. Die Vor-

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richtung kann dadurch charakterisiert werden, daß das Drosselventil einen regelbaren Durchflußquerschnitt aufweist und sein Sperrelement mit einem den Winkel und die Richtung des Lenkeinschlages der Vorderachse wahrnehmenden Fühlerelement verbunden ist. Dem Betätigungssignal des Fühlerelementes ist eine eine erhöhte Drosselung bewirkende Stellung eines der Drosselventile zugeordnet.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung kann dadurch charakterisiert werden, daß für eine vorgegebene Lenkeinschlageinrichtung die Sperrstellung des Drosselventils zugeordnet ist, welches mit dem eine die zu dieser Lenkeinschlagrichtung zugeordneten Einknickrichtung entgegengesetzter Einknickrichtung verhindernden hydraulischen Arbeitsraum verbunden ist.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Vorrichtung besteht darin, daß auf dem sich entsprechend der Verdrehung der Lenkspindel der Lenkung bewegenden Element, beispielsweise auf einem Lenkhebel, ein Segment angeordnet ist, auf dem sich ein in dessen Verdrehungsrichtung eine beschränkte Bewegung zulassender, abgestützter Reibschuh abstützt. Den Bewegungsrichtungen des Reibschuhes ist ein die Bewegungsrichtung wahrnehmendes Element zugeordnet, das in einer die Bewegung übertragenden Verbindung mit den Sperrelementen der Drosselventile steht.

Das die Bewegungsrichtung wahrnehmende Element ist als ein sich auf dem Reibschuh und dem hydraulischen Geberzylinder abstützender Hebelarm ausgebildet. Der hydraulische Geberzylinder ist dabei mit dem Empfängerzylinder hydraulisch verbunden, welcher mit dem Sperrelement des Drosselventils in einer die Bewegung übertragenden Verbindung steht.

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Eine vorteilhafte Ausführungsform einer anderen erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dadurch charakterisiert werden, daß der das Ausgangssignal des den Lenkeinschlagwinkel der Vorderachse wahrnehmenden Elementes liefernde Schieber mit linearer Verschiebung den einen Eingang einer Vergleichseinheit {Differenzbildnereinheit ) bildet. Den zweiten Eingang der Vergleichseinheit bildet der das Ausgangssignal des den Knickwinkel wahrnehmenden Elementes liefernde und eine lineare Verschiebung durchführende Schieber.

Die Schieber sind in entgegengesetzter Richtung weisend, parallel zueinander eingebaut, wobei das Vergleichsglied (die Differenzbildner) als eine an die Schieber angeschlossene Verbindungsstange ausgebildet ist. Die Verschiebung von ausgezeichneten Punkten auf der Verbindungsstange bildet das Ausgangssignal, dessen Vorzeichen durch die Verschiebungsrichtung festgelegt ist. Die ausgezeichneten Punkte sind über die die Bewegung übertragenden Bauelemente mit den Drosselventilen der Ventileinheiten in Verbindung.

Der eine der sich linear verschiebenden Schieber ist als Kolbenstange eines hydraulischen Empfängerzylinders ausgebildet, dessen Flüssigkeitsraum über eine Rohrleitung mit dem hydraulischen Geberzylinder verb- ' den ist, dessen Kolben wiederum an einen sich dem Einschlag des gelenkten Vorderrades entsprechend verdrehenden Lenkhebel angeschlossen ist.

Der andere der sich linear verschiebende Schieber ist ebenfalls als Kolbenstange des hydraulischen Empfängerzylinders ausgebildet. Der Flüssigkeitsraum des Empfängerzylinders ist dabei über eine Rohrleitung mit dem den Knickwinkel wahrnehmenden hydraulischen Geberzylinder verbunden, dessen Kolben wiederum an das eine Fahrzeugglied und dessen Zylinder

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an das andere Fahrzeugglied angeschlossen ist. Der genannte Schieber ist dabei an einem beweglichen Eisenkern eines Elektromagneten angeschlossen, der an den den Einschlagwinkel des gelenkten Vorderrades wahrnehmenden und ein elektrisches Signal liefernden Geber angeschlossen ist.

Der sich linear verschiebende Schieber ist an den beweglichen

Eisenkern des Elektromagneten angeschlossen, der seinerseits

an den das elektrische Signal gebenden Knickwinkelgeber angeschlossen ist.

Bei einem von dem zum Radeinschlagwinkel zugeordneten Einknickwinkel abweichenden Knickwinkel ist die Sperrstellung des Drosselventils der zu dem beim Einknicken ein sich verminderndes Volumen aufweisenden Arbeitsraum angeschlossenen Ventileinheit zugeordnet.

Die pneumatischen Räume der hydropneumatischen Energiespeicher sind einzeln über jeweils ein einstellbares Druckregelventil an eine Druckmittelquelle angeschlossen.

Diese Einrichtung kann auch derart aufgebaut sein, daß die Pneumatikräume der hydropneumatischen Energiespeicher beispielsweise über Rückschlagventile an das Bremsluftsystem des Fahrzeuges angeschlossen sind.

Die Erfindung wird anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine entsprechend der ersten Ausführungsform ausgebildete Vorrichtung, die in einem Gelenkbus angeordnet ist,

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Fig. 2 die Steuerung der aus Fig. 1 ersichtlichen Vorrichtung mit Hilfe von hydraulischen Fühlern,

Fig. 3 eine entsprechend der zweiten Ausführungsform ausgebildete Vorrichtung, die in einem Gelenkbus angeordnet ist und

Fig. 4 die Steuerung der aus Fig. 3 ersichtlichen Vorrichtung mit Hilfe von hydraulischen Fühlern.

In der nachfolgenden Beschreibung der beiden Ausführungsformen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Zunächst wird die aus der Fig. 3 und 4 ersichtliche Ausführungsform beschrieben.

Ein Primärwagen 2 und ein Sekundärmwagen 3 eines Gelenkzuges 1 sind mittels eines Gelenkes 4 miteinander verbunden. An diese gelenkig miteinander verkuppelten zwei Fahrzeugeinheiten sind zwei hydraulische Kolbenzylindereinheiten 5a und 5b symmetrisch zum Gelenk 4 befestigt. Die Kolbenstangen 6a und 6b der hydraulischen Kolbenzylindereinheiten 5a und 5b sind an dem Sekundärwagen 3 befestigt, während die Zylinder 7a und 7b an dem Primärwagen 2 angeschlossen sind. Die hydraulischen Arbeitsräume 8a und 8b der Zylinder 7a und 7b sind an je eine Ventileinheit angeschlossen, wobei der Arbeitsraum 8a über eine Rohrleitung 9a an eine Ventileinheit 10a und der Arbeitraum 8b über eine Rohrleitung 9b an eine Ventileinheit 10b angeschlossen sind.

Mit der Ventileinheit 10a ist über eine Rohrleitung 11a ein Hydraulikraum 13a eines hydropneumatisehen Energiespeichers

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12a verbunden, dessen pneumatischer Raum 14a über ein Rückschlagventil 15a und eine Leitung 16a an eine Druckmittelquelle 17 angeschlossen ist. Die Druckmittelquelle 17 ist zweckmäßigerweise ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Bremsluftsystem des Gelenkzuges 1. Die Ventileinheiten 10a bzw. 10b sind vom gleichen Aufbau, wobei ein unterer Flüssigkeitsraum 33 an die Rohrleitung 9a und ein oberer Flüssigkeitsraum 38 an die Rohrleitung 11a angeschlossen sind. An der die beiden Flüssigkeitsräume trennenden Wand 35 sind parallel zueinander ein Rückschlagventil 34 und ein Drosselventil 36 angeordnet. Das Rückschlagventil 34 sperrt im Falle einer aus der Richtung des unteren Flüssigkeitstraumes 33 in Richtung des oberen Flüssigkeitsraumes 38 eintretenden Strömung. Das Sperrelement 37 des Drosselventils 36 ist mit einer Vergleichseinheit 18 in Funktionsverbindung.

Zur Information des Fahrers und im Interesse der Einregulierbarkeit sind an die Pneumatikräume 14a bzw. 14b der hydropneumatischen Energiespeicher 12a und 12b über Leitungen und über die Rückschlagventile 15a bzw. 15b sowie die Leitungen 43 Druckmesser 45 sowie ein von außen durch die Bedinungsperson betätigbarer Druckregler 46 angeschlossen.

Ein Lenkgetriebe 21 der Lenkung 20 einer gelenkten Vorderachse 19 des Primärwagens 2 ist mit einem Lenkhebel 22 ausgerüstet, dessen Schwenkwinkel proportional dem Einschlagwinkel der gelenkten Vorderräder ist. An den Lenkhebel 22 ist ein als hydraulischer Geberzylinder 25 ausgebildeter Lenkeinschlagwinkel-Fühler angeschlossen.

An den Lenkhebel 22 ist ein Kolben 26 des hydraulischen Geberzylinders 25 angelenkt. Der Hydraulikraum 27 des Geberzylinders 25 ist über eine Rohrleitung 28 an einen

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Flüssigkeitsraum 30 eines hydraulischen Empfängerzylinders angeschlossen. Der durch eine Feder 32 belastete und als Schieber das Lenkeinschlagwinkelsignal weitergebende Kolben 31 des hydraulischen Empfängerzylinders ist an den Eingang der Vergleichseinheit 18 angeschlossen. An den Eingang der Vergleichseinheit 18 ist außerdem ein mit einer Feder 49 belasteter hydraulischer Kolben 48 angeschlossen, der als Schieber ausgebildet und das Knickwinkelsignal überträgt. Der Kolben 48 ist im hydraulischen Empfängerzylinder 50 angeordnet, dessen Flüssigkeitsraum 51 durch eine Rohrleitung 52 an den Knickwinkelsignalgeber 40a angeschlossen ist.

Der Knickwinkelsignalgeber 40a ist in Form eines hydraulischen Geberzylinders 40 ausgebildet, dessen Zylinder 41 an dem Primärwagen 2 und dessen Kolben 39 an den Sekundärwagen 3 befestigt sind, wobei an den Flüssigkeitsraum 42 des Geberzylinders 40 die Rohrleitung 52 angeschlossen ist.

Die Vergleichseinheit 18 ist als eine mechanische Hebelarmkonstruktion ausgebildet, wobei die Kolbenstangen der Kolben-31 und 4 8 parallel zueinander angeordnet sind. Somit laufen auch die Kolben in zueinander parallelen Führungen, wobei die den Kolbenstangen abgewandten Kolbenflächen der Kolben 31 und 48 in entgegengesetzte Richtungen weisen. An den Kolbenstangen der Kolben 31 und 48 ist über Gelenke 60 bzw. 59 ein Vergleichsarm 58 angeschlossen, dessen ausgezeichnete Vergleichspunkte (Differenzbildnerpunkte) 57a bzw. 57b von den Gelenken 60 bzw. 59 in einem zum Hub der Kolben 31 bzw. 48 umgekehrt proportionalen Abstand angeordnet sind.

Die ausgezeichneten Vergleichspunkte 57a und 57b sind über in einem Gelenk 54 gelagerten und in Form von Hebelarmen

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55 ausgebildeten Übertragungsglieder mit dem Sperrelement des Drosselventils 36 der Ventileinheiten 10a und 10b in Funktionsverbindung. In der mittleren Ruhestellung des Vergleichshebels 58 liegen die Berührungsflächen 56a bzw. 56b beider Hebel 55 an den ausgezeichneten Vergleichspunkten (Differenzbildnerpunkte) 57a und 57b an. Dadurch sind beide Drosselventile 36 in geöffneter Stellung, da die über die Gelenke 53 an die Hebelarme 55 angeschlossenen Sperrelemente 3 7 die Öffnung in der Wand 35 freigeben.

Die den Knickwinkel beeinflussende Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise:

Bei Geradeaus-Fahrt des Gelenkzuges 1 ist der Lenkeinschlagwinkel QC = 0° und der Einknickwinkel ψ = 0°, wobei der Vergleichsarm 58 seine Mittelstellung einnimmt und die Drosselventile 36 der Ventileinheiten 10a und 10b in geöffneter Stellung sind. Die Arbeitsräume 8a und 8b der hydraulischen Kolbenzylindereinheit 5a und 5b kommunizieren mit den Flüssigkeitsräumen 13a bzw. 13b der hydropneumatischen Energiespeicher 12a bzw. 12b. Die Hydraulikflüssigkeit steht unter dem in den pneumatischen Räumen 14a bzw. 14b vorherrschenden Druck, d.h. das System ist vorgespannt und daraus folgend von schwingungsdämpfender Wirkung.

Schwingt bei einem Lenkeinschlagwinkel von &C =0° der Sekundärwagen 3 z.B. in Richtung zur Seite "a" (vgl. Fig. 4 in Fahrtrichtung und Draufsicht auf den Gelenkzug gesehen nach links) aus, so wird der hydraulische Knickwinkelgeberzylinder 40 zusammengedrückt, so daß die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum 42 in den hydraulischen Empfängerzylinder 50 strömt, wodurch dessen Kolben 48 in Richtung zum Vergleichshebel hin ausfährt. Dadurch wird der Vergleichshebel 58 um den Zapfen 60 herum geschwenkt. Der Punkt bzw.

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die Fläche 57a des Vergleichshebels 58 verschiebt sich dabei und verdreht über die darauf abgestützte Gegenfläche 56a den Hebelarm 55 derart, daß das Sperrelement 37 des Drosselventils 36 der Ventileinheit 10a in die Sperrichtung verschoben wird. Entgegen der erhöhten Drosselung kann die Flüssigkeit nur nach Überwindung eines größeren Widerstandes aus dem Arbeitsraum 8a der hydraulischen Kolbenzylindereinheit 5a über die Rohrleitung 9a, das Drosselventil 36 der Ventileinheit 10a und über die Rohrleitung 11a in den Hydraulikraum 13a strömen, so daß die Kolbenzylindereinheit 5a eine das Schließen verhindernde Kraft ausübt. Inzwischen kann bei Auseinanderziehen des "b"-seitigen hydraulischen Arbeitszylinders 5b (vgl. Fig. 4 in Draufsicht und Fahrtrichtung des Gelenkbusses gesehen auf der rechten Seite) die Flüssigkeit in den Hydraulikraum 8b aus dem Hydraulikraum 13b über die Rohrleitung 11b, über die Ventileinheit 10b, deren Drosselventil 36 unverändert geöffnet ist und dessen Rückschlagventil 34 in dieser Richtung ebenfalls die Flüssigkeit durchläßt, sowie über die Rohrleitung 9b ungehindert einströmen. Bei der Verminderung des Knickwinkels wird die hydraulische Kolbenzylindereinheit 5a auseinandergezogen, so daß in den Arbeitsraum 8a Flüssigkeit aus dem Hydraulikraum 13a des hydropneumatischen Energiespeichers 12a über die Rohrleitung 11a, über das Rückschlagventil 34 und das Drosselventil 36 der Ventileinheit 10a und über die Rohrleitung 9a einströmt. Zur gleichen Zeit strömt infolge des Zusammendrückens der "b"-seitigen Kolbenzylindereinheit 8b die Flüssigkeit.aus dem Arbeitsraum 8b über die Rohrleitung 9b, über das im geöffneten Zustand befindliche Drosselventil 36 der Ventileinheit 10b und über die Rohrleitung 11b in den Hydraulikraum 13b des hydropneumatischen Energiespeichers 12b zurück.

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Während der Kurvenfahrt des Gelenkzuges 1 arbeitet bei Lenkeinschlag der Vorderräder die den Knickwinkel beeinflussende Vorrichtung auf folgende Weise:

Die Lenkung 20 ist so aufgebaut, daß beim Verdrehen des Lenkrades 47 nach rechts sich der Lenkhebel 22 im Uhrzeigersinn entsprechend verdreht und sich der Kolben 26 aus dem hydraulischen Geberzylinder 25 nach außen (in Fig. 4 nach links) bewegt. Hierbei strömt auch aus dem hydraulischen Empfängerzylinder 29 Flüssigkeit durch die Rohrleitung 28 in den Flüssigkeitsraum 27. Dadurch wird der Empfängerkolben 31 in Richtung des Zusammendrückens - d.h. in Richtung weg von dem Vergleichshebel 58 - verschoben und der Vergleichshebel 58 verschwenkt.

Bewegt sich der Gelenkzug 1 frei von unzulässigem Gleiten in der Kurvenfahrt, so ergibt sich der zum Lenkeinschlagwinkel (X zugeordnete Einknickwinkel ψ , d.h. der hydraulische Geberzylinder 40 bewegt sich in Richtung des Auseinanderziehens, so daß durch die Rohrleitung 52 Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum 51 des hydraulischen Empfängerzylinders 50 in den Flüssigkeitsraum 42 strömt. Dadurch wird der Kolben 4 8 in Richtung des Zusammendrückens - d.h. in Richtung weg von dem Vergleichshebel 58 - verschoben und der Vergleichshebel 58 verschwenkt. Bei den einander zugeordneten zusammengehörenden Winkeln ού und ψ bewegen sich die Kolben 48 und 31 in der Weise, daß der Vergleichshebel 58 um seinen ausgezeichneten Vergleichspunkt 57a, 57b verschwenkt wird, wobei sich jedoch der in der Schwenkachse liegende Vergleichspunkt nicht verschiebt. Die Hebelarme 55 bleiben somit im Ruhezustand und die Drosselventile 36 der Ventile 10a und 10b im geöffneten Zustand.

Ergibt sich ein von dem zum Radlenkeinschlagwinkel o£ zugeordneten Knickwinkel ψ abweichender Knickwinkel, so bewegt

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sich der Vergleichspunkt 57a, 57b des Vergleichshebels 58 in eine der beiden möglichen Richtungen (vgl. Fig. 4; die Hebel 55 schwenken um die Gelenke 54 im Gegenuhrzeigersinn) und schließt auf diese Weise das Drosselventil 36 und verhindert dadurch die Zunahme des unzulässigen Abweichens des Einknickwinkels.

Nimmt der Fahrer bei stillstehendem oder sich langsam vorwärts bewegenden Fahrzeug, z.B. einen Lenkeinschlag der Räder nach links vor, so verdreht sich der Lenkhebel 22 im Gegenuhrzeigersinn und der hydraulische Geberzylinder 25 bewegt sich in Richtung des Zusammendrückens. Aus dem Flüssigkeitsraum 27 gelangt dabei durch die Rohrleitung 28 die Flüssigkeit in den Empfängerzylinder 29, dessen Kolben 31 sich in Richtung des AuseinanderZiehens gegen die Kraft der Feder 32 bewegt, so daß der Vergleichshebel 58 um den Bolzen 59 geschwenkt wird. Dadurch wird über die im Gegenuhrzeigersinn um die Gelenke 54 schwenkenden Hebelarme 55 das Sperrelement 37 des Drosselventils 36 in die Sperrrichtung bewegt. Demzufolge verhindert die Vorrichtung bei einem Lenkeinschlag der Räder nach links das Ingangsetzen des mit einem Knickwinkel von ψ - 0° stillstehenden Fahrzeuges nicht, da eine Knickung in Richtung zur rechten Seite hin verriegelt ist.

Die hydropneumatischen Energiespeicher 12a und 12b werden durch die Druckmittelquelle 17, zweckmäßigerweise das Bremsluftsystem des Fahrzeuges, über die Rückschlagventile 15a und 15b auf- bzw. nachgefüllt.

Die Druckmesser 45 zeigen den in den Energiespeicher 12a bzw. 12b herrschenden Druck an, wobei die Druckwerte mittels der Regler 46 jeweils getrennt eingestellt werden können.

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Eine andere aus den Fig. 1 und 2 ersichtliche Ausführungsform der Vorrichtung wird in ihren Einzelheiten nachstehend beschrieben. In Fig. 1 ist dabei in den in der Draufsicht mit seinen Umrißlinien dargestellten Gelenkzug 1 die Anordnung der Vorrichtung eingezeichnet, während aus Fig. 2 die aus den hydraulischen Bauelementen zusammengesetzte Ausführungsform der Vorrichtung ersichtlich ist.

Der Primärwagen 2 und der Sekundärwagen 3 des Gelenkzuges 1 ist durch das Gelenk 4 zusammengekuppelt. An die gelenkig verbundenen zwei Fahrzeugeinheiten sind zwei hydraulische Kolbenzylindereinheiten 5a und 5b symmetrisch zum Gelenk befestigt. Die Kolbenstangen 6a und 6b der hydraulischen Kolbenzylindereinheiten 5a und 5b sind an den Sekundärwagen 3 und die Zylinder 7a· und 7b an dem Primärwagen 2 befestigt. Die hydraulischen Arbeitsräume 8a und 8b der Zylinder 7a und 7b sind an je eine Ventileinheit angeschlossen, wobei der Arbeitsraum 8a über die Rohrleitung 9a an die Ventileinheit 10a und der Arbeitsraum 8b über die Rohrleitung 9b an die Ventileinheit 10b angeschlossen ist.

Mit der Ventileinheit 10a ist über die Rohrleitung 11a der Hydraulikraum 13a des hydropneumatischen Energiespeichers 12a verbunden. Der pneumatische Raum 14a ist über das Rückschlagventil 15a und die Leitung 16a an die Druckmittelquelle 17 angeschlossen. Die Druckmittelquelle 17 ist zweckmäßigerweise das nicht dargestellte Bremsluftsystem des Gelenkzuges 1.

Die Ventileinheit 10a ist über die Vermittlungsleitung 18a in einer Funktionsverbindung mit der Lenkung 20 der vorderen

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gelenkten Achse 19, zweckdienlicherweise mit der die Bewegungsrichtung des Lenkhebels 22 des Lenkgetriebes wahrnehmenden Bewegungsrichtung-Fühlereinheit 25. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Bewegungsrichtungs-Fühlereinheit 25 von einfacher Konstruktion und aus technoloqisch anspruchslosen mechanischen und hydraulischen Elementen aufgebaut.

An dem Lenkhebel 22 ist ein Segment 126 befestigt, auf das ein aus Reibmaterial hergestellter Reibschuh 127 mit beschränktem Bewegungsspiel aufgepreßt ist. An den sich gegenüberliegenden Enden des Reibschuhs 127 sind auf Bolzen 128a und 128b gelagerte Stellschrauben 127a und 127b abgestützt, die als zweiarmige Kipphebel 129a und 129b ausgebildet sind.

Ist das Lenkgetriebe 21 eine hydraulische Servolenkung, so bildet der mit einem auf dem Reibschuh 127 abgestützten Kolben ausgeführte hydraulische Zylinder 23, der über eine Rohrleitung 24 an die Speiseleitung des hydraulischen Lenkgetriebes angeschlossen ist, eine vorteilhafte Konstruktionsaus führung.

An die vom Lenkgetriebe 21 abgewandten (vgl. Fig. 2) Enden der Schwenkhebel 129a und 129b sind hydraulische Kolben 131a und 131b angeschlossen. An den Flüssigkeitsraum 130a des hydraulichen Geberzylinders 132a des Kolbens 131a ist die Übertragungsleitung 18a angeschlossen, wobei diese Bauelemente der dem Uhrzeigersinn entsprechenden Verdrehungsrichtung des Lenkhebels 22 zugeordnet sind.

An den Flüssigkeitsraum 130b des hydraulischen Geberzylinders 132b des Kolbens 131b ist die Übertragungsleitung

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18b angeschlossen, wobei diese Bauelemente der dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Verdrehungsrichtung des Lenkhebels 22 zugeordnet sind. Ähnlich der mit "a" bezeichneten Seite (vgl. Fig. 2) sind auch auch auf der "b"-Seite die gleichen Bauelemente vorhanden, d.h. das u.a. die Übertragungsleitung 18b an die Ventileinheit 10b angeschlossen ist, an die der Hydraulikraum 13b des hydropneumatisehen Energiespeichers 12b über die Rohrleitung 11b angeschlossen ist. Der pneumatische Raum 14b des hydropneumatischen Energiespeichers 12b ist über das Rückschlagventil 15b und die Leitung 16b an die Druckmittelquelle 17 angeschlossen.

Zur Information des Fahrers und im Interesse der Einregulierbarkeit sind an dem pneumatischen Raum 14a bzw. 14b der hydropneumatischen Energiespeicher 12a und 12b über die Leitungen 44 sowie an die Ventile 15a bzw. 15b über die Leitungen 43 Druckmesser 45 und von außen durch die Bedienungsperson betätigbare Druckregler 46 angeschlossen.

Aus Fig. 2 ist die hydraulische Ventileinheit 10a bzw. 10b ersichtlich. Der untere Flüssigkeitsraum 33 der Ventileinheit 9a ist mit der Rohrleitung 9a und der obere Flüssigkeitsraum 38 hingegen mit der Rohrleitung 11a in ständiger Verbindung.

In die die beiden Flüssigkeitsräume trennende Wand 35 ist das Rückschlagventil 34 eingebaut, das eine aus dem unteren Flüssigkeitsraum 33 in den oberen Flüssigkeitsraum 38 gerichteten Strömung verhindert und gleichzeitig eine aus dem oberen Flüssigkeitsraum 38 in den unteren Flüssigkeitsraum 33 gerichtete Durchströmung zuläßt. In die Wand 35 ist auch ein Drosselventil 36 mit einem Sperrelement

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37 eingebaut, das in seiner geöffneten Stellung ein freies Durchströmen zwischen den Flüssigkeitsräumen 33 und 38 in beiden Richtungen sichert.

Das Sperrelement 37 des Drosselventils 36 ist über ein Gestänge 139 an einen hydraulischen Koben 140 angeschlossen, dessen als Empfängerzylinder ausgebildeter hydraulischer Zylinder 141 mit der übertragungsleitung 18b in ständiger Verbindung ist. Zwischen dem hydraulichen Empfängerkolben 140 und dem hydraulischen Zylinder 141 ist auf der der Ventileinheit 10b zugewandten Seite des Kolbens eine Feder 142 angeordnet, durch die das Sperrelement 37 des Drosselventils 36 in einer offenen Ventilstellung gehalten ist.

Die Ventileinheiten 10a und 10b sind so an die die Bewegungsrichtung wahrnehmende Einheit 25 angeschlossen, daß bei gegebener Lenkeinschlagrichtung von den Ventileinheiten 10a und 10b das Drosselventil 36 derjenigen Einheit schließt, die mit dem die der zur Lenkeinschlagrichtung zugeordneten Einknickrichtung entgegengesetzte Einknickrichtung verhindernden hydraulischen Arbeitsraum 8a, 8b verbunden ist.

Ist dem Lenkeinschlag nach rechts die entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgende Verdrehung des Lenkhebels 22 zugeordnet, so ist zu dieser Bewegungsrichtung derjenige hydraulische Geberzylinder 132 zugeordnet, der mit der Ventileinheit 10a verbunden ist. Die Vorrichtung zur Beeinflussung des Knickwinkels arbeitet auf folgende Weise:

In der Ruhestellung des Lenkgetriebes 21 - nicht nur in der Mittelstellung - befinden sich die hydraulischen Geberkolben 131a und 131b des Bewegungsrichtungsfühlers 25 in der Mittelstellung, dementsprechend sind die Drossel-

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ventile 36 geöffnet und zwischen dem Arbeitsraum 8a und dem hydraulischen Energiespeicher 12a kann die Flüssigkeit durch die Rohrleitung 9a, durch die Ventileinheit 10a und die Rohrleitung 11a in beiden Richtung frei strömen. Verändert sich der Knickwinkel zwischen dem Primärwagen 2 und dem Sekundärwagen 3, z.B. in der Weise, daß der hydraulische Zylinder 7a zusammengedrückt und der Zylinder 7b auseinandergezogen wird, so strömt aus dem Arbeitsraum 8a Flüssigkeit in den hydropneumatischen Energiespeicher 12 in der Weise, daß darin der Gasdruck ansteigt. Gleichzeitig strömt in den Arbeitsraum 8b Flüssigkeit aus dem hydropneumatischen Energiespeicher 12b, so daß in diesem der Gasdruck fällt. In den Arbeitsräumen 8a und 8b herrscht der gleiche Druck wie in dem an sie angeschlossenen Gasräumen 14a und 14b und deshalb übt die sich aus der Druckdifferenz ergebende Kraft ein der Einknickrichtung entgegengesetztes Moment um das Gelenk aus. Je größer der Einknickwinkel ist, desto größer ist das auf die hydraulischen Zylinder 7a und 7b ausgeübte Gegenmoment. Bei Geradeaus-Fahrt der Gelenkzüge (Strecklage) dämpft die beschriebene Wirkung die in Querrichtung erfolgenden Schwingungen des Sekundärwagens 3.

Beim Verdrehen des Lenkgetriebes arbeitet die Vorrichtung auf folgende Weise:

Bei einem Lenkeinschlag nach rechts verdreht sich der Lenkhebel 22 entgegengesetzt im Uhrzeigersinn. Mit dem Segment 126 zusammen verschiebt sich der Reibschuh 127 bis zum Anschlag, verschiebt den Schwinghebel 12 9a, den hydraulischen Geberkolben 131a, so daß das Drosselventil 36 der Ventilheit 10a schließt. Durch die Ventileinheit 10a kann demgemäß Flüssigkeit nur aus dem hydropneumatischen Energiespeicher 12a durch die Rohrleitung 11a durch das Rückschlagventil 34 und durch die Rohrleitung 9a in den Arbeitsraum

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8a strömen, d.h. der hydraulische Zylinder 7a kann nur in Richtung des Auseinanderziehens arbeiten und wird gegen ein Zusammendrücken gesperrt. Demgemäß erlaubt der Arbeitszylinder 7a das zum Lenkeinschlag nach rechts zugeordnete Einknicken, d.h. er wird auseinandergezogen, wobei er im Falle eines Einknickens in der entgegengesetzten Richtung jedoch (Herausschleudern des Sekundärwagens 3 aus der Kurve) gesperrt ist.

Inzwischen kann die Flüssigkeit zwischen dem Arbeitsraum 8b und dem hydropneumatischen Energiespeicher 12b in beiden Richtung ungehindert strömen. Beim Zurücklenken, in diesem Fall bei einem Lenkeinschlag nach links, vertauscht sich die Rolle bzw. Arbeitsweise der mit "a" und der mit "b" bezeichneten Seite (vgl. Fig. 2). Aus Fig. 1 ist neben anderem eine im Bezug auf Wartung und der Serviceversorgung einfache mechanischhydraulische Bewegungsfühlereinheit ersichtlich. Zur Wahrnähme der Bewegung des Lenkhebels können elektrische Fühler und zur Betätigung der Sperrelemente der Drosselventile 36 hingegen Elektromagnete vorteilhaft eingesetzt werden.

Die elektrischen Bewegungsfühler geben im Interesse der während der Funktion der Vorrichtung eventuell auftretenden Instabilität erst nach einem festgelegten BewegungsSchwellenwert das Steuersignal ab.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zur Beeinflussung des Knickwinkels bei Gelenkzügen, deren Fahrzeugeinheiten mittels Gelenke aneinander gekuppelt sind, wobei außerhalb der Längsachse des Gelenkzuges eine zwei Arbeitsräume aufweisende hydraulische Kolbenzylindereinheit angeordnet ist, deren Kolben an die eine Fahrzeugeinheit und deren Zylinder an die andere Fahrzeugeinheit angeschlossen sind, wobei die einzelnen Arbeitsräume mit

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Steinsdorfstraße 6 Telex: 5 212 306 jepa d Postscheck München 3067 26-801

D-8000 München 22 Telegramm: Steinpat München Bayerische Vereinsbank München 567 865

Telefon: (0 89) 29 34 13 Telekopierer: (0 89) 222 066 Ralffeisenbank München 0321818

(0 89) 29 34 14 (Siemens CCITT Norm Gruppe 2) Deutsche Bank München 2 711 687

dem Hydraulikraum je eines hydropneumatischen Energiespeichers über eine hydraulische Ventileinheit verbunden sind, die parallel geschaltete, aus der Richtung des Arbeitsraumes in Richtung des hydropneumatischen Energiespeichers absperrende Rückschlagventile und Drosselventile besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Drosselventil (36) einen regelbaren Durchflußquerschnitt aufweist und sein Sperrelement (37) mit dem den Lenkeinschlagwinkel und die Lenkrichtung der Vorderachse (19) wahrnehmenden oder abtastendem Element (25) in Funktionsverbindung steht, und daß dem Betätigungssignal des Fühlerelementes (25) eine erhöhte Drosselung bewirkende Stellung eines der Drosselventile (36) zugeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkeinschlagrichtung die Sperrstellung desjenigen Drosselventils (36) zugeordnet ist, das mit dem hydraulischen Arbeitsraum (8a bzw. 8b) verbunden ist, durch den die zur Lenkeinschlagsrichtung zugeordnete Einknickrichtung entgegengesetzte Einknickrichtung verhindert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem sich entsprechend der Verdrehung der Lenkspindel der Lenkung (20) bewegenden Element (Lenkhebel 22) ein Segment (126) angeordnet ist, auf dem sich ein in dessen Verdrehungsrichtung eine beschränkte Bewegung zulassend abgestützter Reibschuh (127) abgestützt ist, und daß den Bewegungsrichtungen des Reibschuhes (127) ein die Bewegungsrichtung wahrnehmendes Fühlerelement (25) zugeordnet ist, das mit den Sperrelementen (37) der Drosselventile (36) in einer bewegungsübertragenden Verbindung steht.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Bewegungsrichtung wahrnehmende Fühlerelement (25) als ein sich auf dem Reibschuh (127) und den hydraulischen Geberzylindern (131, 131b) abstützender Hebelarm (129a, 129b) ausgebildet ist, wobei der hydraulische Geberzylinder (131a, 131b) mit dem Empfängerzylinder (141) hydraulisch verbunden ist, der mit dem Sperrelement (37) des Drosselventils (36) in einer die Bewegung übertragenden Verbindung steht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Ausgangssignal des den Lenkeinschlagwinkel der Vorderachse (19) wahrnehmenden Fühlerelementes (25) gebende sich linear bewegende Schieber (31) den einen Eingang einer Vergleichseinheit (18) bildet, daß dessen zweiter Eingang durch den das Ausgangssignal des den Einknickwinkel wahrnehmenden Elementes gebenden, sich linear bewegenden Schieber (Kolben 48) gebildet ist, wobei die Schieber (31, 48) in entgegengesetzter Richtung parallel zueinander eingebaut sind, die Vergleichseinheit (Differenzbildner 18) als eine an die Schieber (31, 48) angeschlossener Vergleichsarm (58) ausgebildet ist, auf den Vergleichspunkte (57a, 57b) angebracht sind, durch deren Bewegung das Ausgangssignal gebildet ist, dessen Vorzeichen durch die Bewegungsrichtung bestimmt ist, wobei der ausgezeichnete Punkt (57a, 57b) über die Bewegung übertragende Elemente (Hebel 55) mit den Drosselventilen (36) der Ventileinheiten (10a, 10b) in Betätigungsverbindung steht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer der eine lineare Bewegung aufweisenden

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Schieber (31, 48) als Kolbenstange (31) des hydraulischen Empfängerzylinders (29) ausgebildet ist und der Flussigkeitsraum (30) des EmpfängerZylinders (29) durch die Rohrleitung (28) mit dem hydraulischen Geberzylinder (25) verbunden ist, dessen Kolben (26) an den eine der Verdrehung des gelenkten Vorderrades entsprechende Verdrehung durchführenden Lenkhebel (22) angeschlossen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer der eine lineare Bewegung aufweisenden Schieber (31, 48) als Kolbenstange des hydraulischen Empfängerzylinders (50) ausgebildet ist und der Flüssigkeit sr aum (51) des EmpfängerZylinders (50) über die Rohrleitung (52) mit dem den Knickwinkel wahrnehmenden oder abtastenden hydraulischen Geberzylinder (40) verbunden ist, dessen Kolben (39) an die eine Fahrzeugeinheit (3) und dessen Zylinder (41) an die andere Fahrzeugeinheit (2) angeschlossen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine lineare Bewegung durchführende Schieber (31) an einem beweglichen Einsenkern eines Elektromagnetes (25a) angeschlossen ist, wobei der Elektromagnet (25a) an den den Verdrehungswinkel (Lenkeinschlagwinkel) des gelenkten Vorderrades wahrnehmenden und das elektrische Signal abgebenden Signalgeber (25) angeschlossen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine lineare Bewegung durchführende Schieber (48) an einen beweglichen Eisenkern eines Elektromagnets (50a) angeschlossen ist, der seinerseits an den das elektrische Signal liefernden Knickwinkelsignalgeber (40a) angeschlossen ist.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem von dem zum Radlenkeinschlagwinkel (<x) zugeordneten Einknickwinkel ( γ ) abweichenden Einknickwinkel die Sperrstellung des Drosselventils (36) der an den beim Einknicken ein sich verminderndes Volumen aufweisenden Arbeitsraum (8a bzw. 8b) angeschlossenen Ventileinheit (10a bzw. 10b) zugeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatischen Räume (14a, 14b) der hydropneumatischen Energiespeicher (12a, 12b) an die Druckmittelquelle (17) einzeln über je ein einstellbares Druckregelventil (15a, 15b) angeschlossen sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Pneumatikräume (14a, 14b) der hydropneumatischen Energiespeicher (12a, 12b) an das Bremsluftsystem (17) des Gelenkzuges (1), insbesondere über Rückschlagventile (15a, 15b) angeschlossen sind.

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