DE3833181A1 - Rueckstellvorrichtung fuer fahrzeugvor- und -nachlaufachsen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rückstellvorrichtung für Fahrzeugvor- und -nachlaufachsen in Verbindung mit ei­ ner Antriebsachse für Lastkraftwagen oder Tragachse für An­ hänger, mit durch zur Fahrzeuglängsachse geneigte Achs­ schenkel gegenüber den Radachsen versetzten vertikalen Schwenkachsen sowie einer, an mit den Achsschenkeln verbun­ denen Spurhebeln angelenkten, die Radlenkausschläge der beiden Räder zwangskoppelnden, Spurstange.

Diese für schwere Lastkraftwagen und Anhänger üblichen und im allgemeinen über einen Lift bei leerem Fahrzeug anhebba­ ren Zusatzachsen bereiten wegen der selbstlenkendn Räder Schwierigkeiten bei Rückwärtsfahrt. Während bei Vorwärts­ fahrt die Räder sich aufgrund der Belastungen in der Kurve entsprechend der gewünschten Kurvenfahrt selbsttätig ver­ stellen und auch wieder in die Mittelstellung zurücklaufen, führt die Selbstlenkeigenschaft bei Rückwärtsfahrt umge­ kehrt zu einer sofortigen Querstellung, die sowohl das Rückwärtsfahren behindert, als auch insbesondere eine ex­ treme Belastung für die Reifen der querstehenden Räder bil­ det. Aus diesem Grund ist der Verschleiß der Reifen der Rä­ der solcher Nachlaufachsen in der praxis extrem groß.

Um dies zu verhindern, sind bereits Arretiervorrichtungen vorgeschlagen worden, die mit dem Einlegen des Rückwärts­ ganges die Spurstange in der Mittelstellung blockieren, so daß das gefürchtete Querstellen der Räder der selbstlenken­ den Zusatzachsen nicht stattfinden kann. Diese Arretiervor­ richtung funktioniert allerdings nur, wenn unmittelbar vor dem Rückwärtsfahren die Räder in Geradeausstellung sich be­ finden. Bei einer Rückwärtsfahrt, die aus einer Kurvenfahrt eingeleitet werden muß, in der die Räder der Zusatzachse nicht Geradeausstellung sich befinden, kann die Arretiervorrichtung nicht greifen und ist somit wirkungslos. Eine ebenfalls bereits vorgesehene spezielle eigene, von der Lenkung der Vorderräder abgeleitete Lenk­ vorrichtung für die Zusatzachse ist aber derart aufwendig, daß sie für die allgemeine Praxis keine Bedeutung erlangen konnte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine selbstlenkende Zusatzachse so auszugestalten, daß unter be­ liebigen Betriebsbedingungen eine arretierte Geradeausstel­ lung der Räder der selbstlenkenden Zusatzachse zur Rück­ wärtsfahrt gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Achsträger (Achsrohr) mit den Spurlenkerenden durch beidends angelenkte Rückstell-Teleskopteile mit Leerhub verbunden ist, die durch hydraulische Antriebsmittel in eine arretierte, der Geradeaus-Fahrstellung der Räder ent­ sprechende Mittelstellung bewegbar sind.

Bei einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rückstell-Teleskopteile sind diese mit einer Hochdrucköl­ pumpe verbundene Hydraulikzylinder, deren Kolbenstangen mit dem Zylinder verbundenen Leerhubrohr mit Endanschlag ge­ führt ist.

Die Mittelstellung, die der Geradeaus-Fahrstellung der Rä­ der entspricht, ist dann gegeben, wenn der Hydraulikkolben in seiner ausgefahrenen Stellung am Endanschlag anliegt und gleichzeitig der Absatz der Kolbenstange am Anschlag des verstellbaren Leerhubrohrs ansteht. Demgegenüber ergeben sich die extremen Schwenkstellungen der Räder dadurch, daß im einen Fall der Kolben am gegenüberliegenden Ende des Zy­ linders liegt, während der Kolben des anderen Rückstellzy­ linders in der ausgefahrenen Stellung verbleiben kann, zu­ sätzlich aber das Leerhubrohr nach außen bewegt worden ist, so daß der Endanschlag in einem der Differenz der Diagona­ len entsprechenden Abstand von der Kolbenstange bewegt worden ist. Bei jeder Schwenkstellung, die zwischen diesen Extremauslenkungen liegt, wirkt der Öldruck nur jeweils auf den zurückgezogenen Kolben des nach innen eingeschwenkten Rades so lange, bis der Kolben am Anschlag in der ausgefah­ renen Stellung anliegt. Die Kolbenstange nimmt dabei über den Endanschlag des Leerhubrohrs dieses mit nach außen, so daß über die Spurstange beide Räder in die Mittelstellung bewegt werden. Beim zweiten Rückstell-Teleskopteil, bei dem der Öldruck ja nichts bewirken kann, da der Kolben sowieso bereits in der ausgefahrenen Stellung sich befindet, wird mit dieser Bewegung über die Spurstange das Leerhubrohr um den Leerhub auf Anschlag mit der Kolbenstange zusammengeschoben.

Auf diese Weise erfolgt bei Rückwärtsfahrt - die Versor­ gungsölpumpe ist vorzugsweise derart mit dem Rückwärtsgang gekoppelt, daß mit dem Einlegen des Rückwärtsgangs zwangs­ weise die vorstehend beschriebene Geradeausstellung der Rä­ der der Vor- bzw. Nachlaufachse stattfindet - mit gegenüber einer eigenständigen Lenkung der Räder der Nachlaufachse erheblich vereinfachten und auch wesentlich störunanfälli­ geren Mitteln eine sichere Geradeausstellung der Räder, auch wenn die Rückwärtsfahrt aus einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs eingeleitet werden muß. Im normalen Fahrbetrieb, in dem die Ölpumpe abgeschaltet und der Druck auf die Kol­ ben über Ventile weggenommen worden ist, kann die übliche Selbstlenk-Geometrie der Räder wieder eingreifen, wobei die Rückstell-Teleskopteile in diesem Fall allenfalls eine geringfügige Dämpfung bewirken können.

Anstelle der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann in Ausgestaltung der Erfindung auch vorgesehen sein, daß die Rückstell-Teleskopteile Teleskopstangen sind, die über Schwenkhebel, die auf einer Seite an beabstandeten starren Lagerböcken am Achsrohr angelenkt sind und eine Schwenkar­ retierung für die Mittelstellung aufweisen, mit den beiden Enden eines dazwischenliegenden Stellgliedes, hier insbe­ sondere eines Luftfederbalgs, verbunden sind.

Diese Ausführungsform, bei der die Schwenkhebel in der Mit­ telstellung bevorzugt über eine Einstellschraube auf den Lagerböcken aufsitzen, hat den zusätzlichen Vorteil, daß die der Geradeaus-Fahrstellung der Räder entsprechende Mit­ telstellung ganz exakt eingestellt werden kann.

Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, eine vorzugsweise selbsttätig nach der Betätigung der Rück­ stell-Teleskopteile einfallende mechanische Verriegelung für die Spurstangen in der Mittelstellung vorzusehen, so daß nach der Geradeausstellung unabhängig von der weiteren Aufrechterhaltung des Drucks über die hydraulischen Stell­ glieder die Geradeaus-Fahrstellung erhalten bleibt, solange der Rückwärtsgang eingelegt ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Aus­ führungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungs­ gemäße Nachlaufachse mit als Hydraulikzylinder aus­ gebildeten Rückstell-Teleskopteilen,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Aufsicht in der Stel­ lung des größten Lenkeinschlags nach rechts,

Fig. 3 eine Aufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nachlaufachse mit einem zwischen zwei Teleskopstangen angeordneten Verstellglied in der Geradeaus-Fahrstellung der Räder, und

Fig. 4 eine Aufsicht auf die Anordnung nach Fig. 3 mit ein- bzw. ausgeschwenkten Rädern.

Bei den dargestellten Zusatzachsen für Lastkraftwagen oder Anhänger, die entweder als Vorlaufachsen oder aber auch be­ vorzugt als Nachlaufachsen zu einer Antriebsachse oder Tragachse eingesetzt werden, erkennt man bei 1 den Achsträ­ ger bzw. das Achsrohr, an deren in Fahrtrichtung nach vor­ wärts gekröpften Enden der entsprechend geneigte Achsschen­ kel 2 mit Hilfe der Achsschenkelbolzen 3 angelenkt ist. Durch diese Geometrie ergibt sich infolge der auf das Rad einwirkenden Kräfte von der Auflageseite her eine an sich bekannte Selbstlenkung, die aber bekannt ist und an dieser Stelle nicht näher beschrieben werden soll. Dabei sind die Achsschenkel starr mit Spurhebeln 4 verbunden, die ggf. auch einstückige Teile der Achsschenkel darstellen könnten, die ihrerseits wiederum durch eine gelenkig an den Enden der Spurhebel angelenkte Spurstange 5 verbunden sind. Durch diese Spurstange werden die Lenkausschläge der Räder 6 und 7 zwangsgekoppelt.

Erfindungsgemäß sind die Gelenke zwischen den Spurhebeln 4 und der Spurstange 5 durch schräg etwa in den Mittelbereich des Achsrohrs 1 verlaufende Rückstell-Teleskopteile 8 und 9 (bzw. 8′, 9′ beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4) verbunden. Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 umfassen die Rückstell-Teleskopteile Hydraulikzy­ linder 10, 11, mit Kolben 12, 13, deren Kolbenstangen 14 bzw. 15 in Leerhubrohren 16, 17 mit Endanschlägen 18, 19 geführt sind. Die Leerhubrohre 16, 17 sind über Faltenbälge 20, 21 mit den Hydraulikzylindern 10, 11 geschützt und durch die Einstellschrauben 38, 39 in ihrer wirksamen Länge veränderbar.

Die Fig. 1 zeigt die Mittelstellung der Rückstell-Teleskop­ teile 8, 9, bei denen die Kolben 12 durch den von einer Öl pumpe 22 erzeugten Öldruck, der über die Einlässe 23 bzw. 24 in die Zylinder gelangen kann, sich in ihrer ausgefahre­ nen Stellung an einem Endausschlag befinden, während gleichzeitig die Kolbenstangen 14, 15 an den Endanschlägen 18, 19 anliegen. Diese Stellung, die in der nachstehend be­ schriebenen Weise beim Einlegen des Rückwärtsgangs zunächst zwangseingestellt wird, damit die Räder 6, 7 in Geradeaus- Fahrstellung gestellt sind, wird durch Aufrechterhalten des Öldrucks dann auch zwangsweise aufrechterhalten, bis die Rückwartsfahrt beendet ist, so daß dann kein Öldruck mehr an den Eingängen 23, 24 ansteht. In diesem Fall können dann die Räder 6, 7 wieder aufgrund ihrer Geometrie selbstlen­ kende Ausschläge durchführen, wobei in Fig. 2 die Stellung des maximalen Ausschlags der Räder nach rechts gezeigt ist. Bei dieser Stellung befindet sich der Kolben 12 des Rück­ stell-Teleskopteils 8 in der eingefahrenen Endstellung, während der Kolben 13 des Rückstell-Teleskopteils 9 nach wie vor in seiner ausgefahrenen Endstellung am Endanschlag anliegt. Zusätzlich ist aber entsprechend der Verlängerung des gesamten Rückstell-Teleskopteils 9 das Leerhubrohr 17 nach außen verfahren worden, so daß ein entsprechender Ab­ stand zwischen dem Ende der Kolbenstange 15 und dem Endan­ schlag 19 gegeben ist. Soll aus dieser Stellung bzw. aus einer etwas weniger eingeschwenkten Stellung eine Zwangs­ rückstellung der Räder 6, 7 in die Geradeaus-Fahrstellung erfolgen, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, so wird über die Hydraulikpumpe, die im dargestellten Ausführungsbei­ spiel einen Membranzylinder 25 und einen nachgeschalteten Hydraulikzylinder 26 umfaßt, Öldruck in den Zylindern 10 und 11 aufgebaut. Nur im Falle des Zylinders 10 führt dies zu einer Verschiebung des entsprechenden Kolbens 12 nach außen unter Mitnahme des Leerhubrohrs 16 über den Endan­ schlag 18. Dadurch wird der Spurhebel 4 des linken Rads 6 in die Geradeausstellung nach außen verschwenkt und gleich­ zeitig über die Spurstange 5 der Spurhebel 4 des rechten Rades 7 ebenfalls von außen nach innen in die Geradeaus­ stellung bewegt. Dabei wird das Leerhubrohr 17 unter Zusam­ mendrückung des Faltenbalgs 21 auf der Kolbenstange 15 nach innen verschoben, bis schließlich der Endanschlag 19 wieder an der Kolbenstange 15 ansteht. Im Zylinder 11 selbst hat sich nichts bewegt, da ja der sowieso in seiner ausgefahre­ nen Stellung am Endanschlag anstehende Kolben 13 keine Be­ wegung aufgrund des eingedrückten Hydrauliköls mehr durch­ führen konnte. Auf diese Weise wird von einer verschwenkten Längsstellung der Räder aus mit Hilfe des Öldrucks sehr rasch und einfach eine Zwangsrückstellung der Räder in die Geradeaus-Fahrstellung erreicht, wobei durch das Auf­ rechterhalten des Öldrucks diese Geradeaus-Fahrstellung auch zwangsweise erhalten bleibt. Erst mit dem Zurückschal­ ten aus dem Rückwärtsgang wird eine selbsttätige Entspan­ nung des Öldrucks in den Zylindern 10 und 11 bewirkt, so daß die Rückstell-Teleskopteile dann lediglich als gering­ fügige Dämpfung wirken und ansonsten das Selbstlenkverhal­ ten der Zusatzachse in der sonst üblichen bekannten Weise wieder gegeben ist.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 sind die Rückstell-Teleskopteile 8′ und 9′ nicht mit integrierten Hydraulikzylindern versehen, wie bei der Anordnung nach den Fig. 1 und 2, sondern es handelt sich bei den Rückstell- Teleskopteilen 8′ und 9′ um einfache Teleskopstangen, bei denen in einem Teleskoprohr 16′ bzw. 17′ mit Endanschlag 18′ bzw. 19′ eine Teleskopstange 15′ geführt ist. Das äußere Teleskoprohr 16′, 17′ ist jeweils über einen Falten­ balg 20′ bzw. 21′ mit der Teleskopstange geschützt. Im vor­ liegenden Fall geschieht dies über ein Rohrstück 27 bzw. 28, das einerseits mit dem Federbalg und andererseits mit der jeweiligen Teleskopstange 14′, 15′ verbunden ist. Das äußere Ende der Teleskopstangen 14′ und 15′ ist an einem Schwenkhebel 29 bzw. 30 angelenkt. Beide Schwenkhebel sind an beabstandeten Lagerböcken 31, 32 auf dem Achsrohr 1 schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkhebel darüber hinaus so ausgebildet sind, daß sie in der der Geradeaus-Fahrstel­ lung der Räder 6, 7 entsprechenden Mittelstellung (Fig. 3) über Einstellschrauben 33 bzw. 34 auf den Lagerböcken 31, bzw. 32 aufsitzen. Die Gelenke 35 und 36 zwischen den Tele­ skopstangen und den Schwenkhebeln sind mit den beiden Enden eines dazwischen angeordneten Luftfederbalgs 37 verbunden.

Ausgehend von der in Fig. 4 gezeigten verschwenkten Stel­ lung der Räder 6, 7, in der der Luftfederbalg 37 zusammen­ gedrückt ist, soll nachstehend die Funktionsweise dieser Ausführungsform näher erläutert werden:

Durch Aufblasen des Luftfederbalgs 37 durch Druckluft, die von einer nicht gezeigten Druckluftquelle des Fahrzeugs ab­ gezweigt wird, erfolgt mit dem Aufblasen des Luftfederbalgs und demzufolge der Entfernung seiner Enden voneinander eine Verschwenkung des Schwenkhebels 29 nach außen, wobei sich der Luftfederbalg 37 auf der rechten Seite über den Schwenkhebel 30 auf dem Lagerbock 32 abstützt. Die gesamte Ausdehnungsverschiebung des Luftfederbalgs dient also aus­ schließlich zur Schwenkverstellung des Schwenkhebels 29 und der entsprechenden Verschwenkung des Rückstell-Teleskop­ teils 8′ unter Geradstellung des Rades 6 und abgeleitet da­ von über die Spurstange 5 einer gleichzeitigen Rückstellung auch des rechten Rades 7 in die Geradeaus-Fahrstellung. Da­ bei erfolgt eine Zusammenschiebung der Teleskopstange 15′ und des Teleskoprohrs 17′, bis die Teleskopstange 15′ am Endanschlag 19′ anliegt, was dem Erreichen der in Fig. 3 gezeigten Geradeausfahr- und Mittelstellung entspricht.

Die Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 hat den Vor­ teil, daß durch das unmittelbare Aufsitzen der Schwenkhebel auf den Lagerböcken in Verbindung mit der Einstellbarkeit über die Einstellschrauben eine ganz exakte Einstellung der Geradeaus-Fahrstellung der Räder 6 und 7 möglich ist.

Claims (4)

1. Rückstellvorrichtung für Fahrzeugvor- und -nach­ laufachsen in Verbindung mit einer Antriebsachse für Lastkraftwagen oder Tragachse für Anhänger, mit durch zur Fahrzeuglängsachse geneigte Achsschenkel gegen­ über den Radachsen versetzten vertikalen Schwenkach­ sen sowie einer an mit den Achsschenkeln verbundenen Spurhebeln angelenkten, die Radlenkausschläge der beiden Räder zwangskoppelnden Spurstange, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Achsrohr (1) mit den Enden der Spurhebel (4) durch beidends angelenkte Rückstell-Te­ leskopteile (8, 9; 8′, 9′) mit Leerhub verbunden ist, die durch hydraulische Antriebsmittel in eine arre­ tierte, der Geradeaus-Fahrstellung der Räder (6, 7) entsprechende Mittelstellung bewegbar sind.

2. Rückstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rückstell-Teleskopteile (8, 9) mit einer Hochdruckölpumpe (22) verbundene Hydrau­ likzylinder (10, 11) umfassen, deren Kolbenstangen (14, 15) jeweils mit den Zylindern (10, 11) verbun­ denen Leerhubrohr (16, 17) mit Endanschlag (18, 19) geführt sind.

3. Rückstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rückstell-Teleskopteile (8′, 9′) Teleskopstangen (14′, 16′; 15′, 27′) sind, die über Schwenkhebel (29, 30), die auf einer Seite an beab­ standeten starren Lagerböcken (31, 32) am Achsrohr (1) angelenkt sind und eine Schwenkarretierung für die Mittelstellung aufweisen, mit den beiden Enden eines dazwischenliegenden hydraulischen Verstell­ gliedes, insbesondere eines Luftfederbalgs (37) oder Hydraulikzylinders, verbunden sind.

4. Rückstellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schwenkhebel (29, 30) in der Mit­ telstellung über Einstellschrauben (33, 34) auf den Lagerböcken (31, 32) aufsitzen.