DE69127940T2 - Vorrichtung zum Begrenzen des Einschlagwinkels von Fahrzeugrädern - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Begrenzen des Einschlagwinkels von Fahrzeugrädem, um eine mögliche störende Beeinflussung zwischen den letzteren und dem Radkasten zu vermeiden.
• Es ist bekannt, daß, um eine bessere Ausnutzung des Innenraumes bei Fahrzeugen zu erhalten, die Innenmaße der Radkästen zunehmend kleiner werden. Insbesondere die Querbreite der Radkästen für die lenkbaren Räder eines Fahrzeuges ist gerade ausreichend, um einen Spielraum von einigen wenigen Millimetern zwischen dem Rad und dem Radkasten sicherzustellen, wenn die Räder vollständig in eine der beiden möglichen Richtungen eingeschlagen werden. Da dies so ist, kann eine Beeinflussung bei Volleinschlag versehentlich auftreten, wenn Teile an dem Rad montiert sind, die ihren Außendurchmesser verändern, wie beispielsweise kleine Greifvorrichtungen, wie Ketten, Klauen, etc..
• Offensichtlich kann dieses Problem nicht gelöst werden durch eine Vorrichtung, wie sie in der EP-A-0376557, entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1, offenbart ist, welche Mittel umfäßt zum Begrenzen des Einschlagwinkels von Rädern, die durch einen Steuermechanismus betrieben werden, welcher auf einen erfaßten Fahrzeugbetriebsparameter, beispielsweise Geschwindigkeit, anspricht.
• Die Aufgabe der Erfindung ist es, Beeinflussungen zwischen Rädern, die mit Hillsmitteln, wie beispielsweise Ketten, versehen sind, und den betreffenden Radkästen zu vermeiden, wenn die Fahrzeuglenkung vom Fahrer in den Volleinschlag gedreht worden ist.
• Die vorerwähnte Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, die sich bezieht auf ein Lenksystem, das eine Vorrichtung zum Beschränken des Einschlagwinkels der Räder eines Fahrzeuges umfäßt, wie in Anspruch 1 beansprucht.
• Die nichtbeschränkende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung wird nun zu einem besseren Verständnis unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vorgenommen, in denen:
• Figur 1 eine zeichnerische Draufsicht auf ein Fahrzeug und sein entsprechendes Lenkgetriebe mit der Beschränkungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, dargestellt in zwei alternativen Lagen (a) und (b), bei denen die Beschränkungsvorrichtung eingesetzt wird, bzw. nicht eingesetzt wird,
• Figuren 2 und 3 ein Detail der Begrenzungsvorrichtung gemäß Figur 1 zeigen, dargestellt in der zurückgezogenen bzw. eingesetzten Position im vergrößerten Maßstab.
• Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3, bezeichnet 1 ein Fahrzeug jeden bekannten Typus, dessen korrespondierendes Paar von lenkbaren Vorderrädern 2, die innerhalb von Radkasten 3 der Fahrzeugkarosserie 1 untergebracht sind, betätigt werden kann mittels eines bekannten Lenkgetriebes 4, welches ausgestattet ist mit einer zusätzlichen Vorrichtung 5, die den maximalen Anschlagwinkel der Räder begrenzt.
• Im einzelnen beinhaltet das bekannte Lenkgetriebe 4 ein Lenkrad 6, welches über einen Gelenk-Wellenantrieb 8 ein Lenkgehäuse 9 bekannter Art steuert, welches von der Art der direkten mechanischen Steuerung oder servo-unterstützt sein kann, innerhalb der eine Quer-Längsschubstange 10 sich in axialer Richtung bewegt; deren gegenüberliegenden Enden 11 ragen aus den gegenüberliegenden Seiten des Lenkgehäuses 9 heraus und sind mittels entsprechender, bekannter Kugelgelenke 12 mit entsprechenden, bekannten Spurstangen 13 verbunden, die wiederum mit entsprechenden Rad-Spurstangenhebeln 14 gekoppelt sind, welche einstückig in bekannter Weise mit deren Naben ausgebildet sind, die an geeigneten bekannten Auffiängungen getragen werden, die aus Einfachheitsgründen nicht dargestellt sind. Die Drehung des Lenkrades 6 verursacht eine Querbewegung der Stange 12 in eine der beiden Richtungen, die durch die Pfeile angedeutet sind (Figur 1), was eine Verschiebung der Spurstangen 13 erzeugt, die gleichzeitig in entgegengesetzter Weise auf die Lenkstockhebel 14 der betreffenden Räder wirken, um eine Drehung parallel zu der Zeichenebene (Lenkung- Figur 1) um einen vorgegebenen Winkel zu verursachen; je größer oder kleiner, bestimmt die Größe dieses Winkels den Einschlagradius des Fahrzeugs.
• Ein minimaler Einschlagsradius wird erhalten durch Drehen des Lenkrades 6 bis an das Ende seiner Bewegung. Die voll eingeschlagene Position wird durch geeignetes Anhalten der Querbewegung der Stange 10 bestimmt. Im einzelnen sind die Gelenke 12, die sich mit den Enden 11 der Stange 10 bewegen, mit entsprechenden gegenüberliegenden flachen Frontalflächen 15, 16 (Figur 1a) ausgestattet, die Anschlagsmittel auf der Stange 10 bilden und integraler Bestandteil mit dieser sind, welche in Betätigung kommen in beiden möglichen Richtungen der Verschiebung der Stange 10. Diese Anschlagsmittel sind in der Lage, zusammen mit entsprechenden Bewegungsbegrenzerblöcken 18 zu wirken, die innerhalb des Lenkgehäuses 9 an beiden herausragenden gegenüberliegenden Enden 11 der Stange 10 angebracht sind. In den Figuren 2, 3 ist nur der zur Anschlagsfläche 15 gehörige Block dargestellt, wobei der entsprechende zu 16 symmetrisch ist und daher aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt ist.
• Unter normalen Umständen wird die Stange 10, wenn das Lenkrad weitergedreht wird, querbewegt werden um eine Distanz, um so entweder die Fläche 15 (Figur 2) oder Fläche 16 (abhängig von der Drehrichtung des Lenkrades 6) gegen den entsprechenden Bewegungsbegrenzerblock 18 zu bringen. Dies bringt die Querbewegung der Stange 10 und die Drehung des Lenkrades 6 zu einem Ende und verriegelt die Räder 2 in der Lage, wie sie strichpunktiert in Figur 1a dargestellt ist, bei der sie sich im maximal möglichen Einschlagwinkel, bezeichnet mit α, befinden. Die Axiallage der Blöcke 18 und der Flächen 15, 16 ist so gewählt, daß der Winkel α eine vorbestimmte Größe aufweist, um so jede mögliche Beeinflussung zwischen Rädern und Radkästen 3 zu vermeiden, während eine klare Distanz zwischen den Rädern und den Radkästen 3 zurückgelassen wird.
• In Übereinstimmung mit der Erfindung weist das Lenkgehäuse 9 nahe an den Blöcken 18 und quer zur Stange 10 Gleitbolzen 20 auf, wobei diese aktiviert werden durch entsprechende elektromechanische Steliglieder 21, die daran außen von dem Lenkgehäuse 9 getragen werden, und die selektiv mittels eines Steges 21 eine eingezogene Position, dargestellt in Figur 2, bei der sie nicht in Berührung mit den Flächen 15, 16 kommen und eine ausgefahrene Position einnehmen können, dargestellt in Figur 3, bei der sie umgekehrt in der Lage sind, zusammen mit den Flächen 15, 16 zu wirken. Im besonderen sind die Bolzen 20 jeweils an jedem Block 18 vorgesehen, und zwar davor und radial in bezug auf das Gehäuse 9, in einer solchen Weise, daß sie in der ausgefahrenen Position zwischen den entsprechenden Blöcken 18 und den entsprechenden Gelenken 12 liegen, um ihnen gegenüberzustehen, um so in Kontakt mit den Flächen 15, 16 zu kommen, bevor diese in Kontakt mit den Blöcken 18 kommen. Auf diese Weise wird das Lenkrad 10 gestoppt in einer Axialposition, so daß sich die Räder 2 in einem zweiten Anschlagswinkel β (Figur 1b) geringerer Größe als der vorerwähnte Winkel α befinden, der von den Rädern 2 angenommen wird auf der Grundlage der Position der Bewegungsbegrenzer 18. Daher erreichen die Räder, wenn die Bolzen ausgefahren sind, die Position des maximalen Einschlags mit daraus resultierendem Anhalten des Lenkrades 6 in einer früheren Phase, wodurch so ein größerer Abstand zwischen Rädern 2 (Position dargestellt durch strichpunktierte Linien in Figur 1b) und den Radkästen 3 als in dem vorerwähnten Fall. Auf diese Weise können zusätzliche Vorrichtungen, wie beispielsweise Schneeketten 30 auf die Räder 2 ohne das Risiko einer Beeinflussung mit den Radkästen montiert werden, wenn der Fahrer das Lenkrad 6 in Vollausschlag dreht.
• Das Ausfahren der Bolzen 20 mit der daraus resultierenden Reduzierung des möglichen Einschlagwinkel (von α nach β) wird gesteuert durch angetriebene Stellglieder 21 mittels geeigneter Steuerungsmittel, beispielsweise durch manuelles Schalten eines Schalters 31, der ausgestattet ist mit einer geeigneten Systembetriebsstatusanzeigelampe 32, die am Armaturenbrett des Fahrzeugs montiert ist, so daß er einfach durch den Fahrer des Fahrzeugs 1 betätigt werden kann. Es ist auch möglich, daß die Steliglieder 21 automatisch angesteuert werden können durch entsprechende Sensoren, beispielsweise magnetische Sensoren, die in der Lage sind, die Anwesenheit von Schneeketten 30 auf den Rädern 2 zu detektieren, anstelle des Schalters 31 alleine. Wenn derartige Ketten erkannt werden, werden die Stellglieder 21 aktiviert, wodurch verursacht wird, daß die Bolzen 20 ausgefahren werden, so daß die Räder davor bewahrt werden, die Position in Figur la zu erreichen, in der - das kleine Spiel zwischen den Rädern und dem Radkästen vorausgesetzt - es möglicherweise zu einer Beeinträchtigung mit den Wänden des Radkastens 3 kommt, was mit nachfolgenden Schäden an der Fahrzeugkarosserie einhergeht. In diesem Fall kann der Schalter als ein Notfäll- Ein/Aus-Schalter für die Stellglieder 21 wirken, der betätigt werden muß, im Falle eines Schadens an den Sensoren 32.
• Die Vorteile im Zusammenhang mit der Erfindung sind offensichtlich aus dem, was beschrieben worden ist. Wenn die Räder 2 keinerlei Zubehörteile tragen, können sie bewegt werden durch Drehung des Lenkrades 6 in eine Position, in der der Einschlagwinkel maximal (Winkel α) ist, daher ist der Einschlagradius des Fahrzeugs minimal, in der die Spiele zwischen Räder und Radkästen 3 ebenso auf einem Minimum sind, um so den verfügbaren Raum für den Motorraum und das Fahrzeuginnere zu maximieren. Wenn umgekehrt zusätzliche Vorrichtungen, die in Kontakt mit der Karosserie kommen könnten, auf die Räder 2 montiert werden, kommen die Bolzen 20 ins Spiel und reduzieren den maximalen Einschlagwinkel der Räder (Winkel β). Der Einschlagsradius erhöht sich leicht, aber dieser Nachteil wird weitgehend durch den Vorteil im Hinblick auf Raum und Sicherheit kompensiert.
• Schließlich ist es klar, daß Varianten und Abänderungen vorgenommen werden können zu dem, was hier beschrieben worden ist, ohne dabei den Schutzumfäng der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können die Steliglieder 21 im Falle von industriellen Fahrzeugen pneumatisch anstelle elektromechanisch sein.

Claims (4)

1. Lenksystem (4), umfässend eine Vorrichtung (5) zum Beschränken des Einschlagwinkels der Räder (2) eines Fahrzeugs (1), wobei der Einschlagwinkel gesteuert wird durch die axiale Position einer Längsschubstange (10), deren gegenüberliegenden Enden (11) mittels geeigneter Gelenke (12) mit entsprechenden Spurstangen (13), die mit entsprechenden Spurstangenhebeln (14) mit den Rädern (2) verbunden sind, gekoppelt sind, bei dem die Vorrichtung Anschlagsmittel (15, 16) aufweist, die ganz an der Längsschubstange (10) angebracht sind und zusammen mit entsprechenden festen Bewegungsbegrenzern (18) wirken können, die innerhalb eines Lenkgehäuses (9) untergebracht sind, um sich zu bewegen und gegen letztere anzustoßen auf eine axiale Querbewegung der Längsschubstange (10) hin in eine vorbestimmte Richtung, um die Längsschubstange (10) an einen ersten Anschlagwinkel (α) der Räder vorbestimmter Größe zum Halten zu bringen, wobei die Vorrichtung zum Beschränken des Anschlagwinkels (5) korrespondierend betätigte Gleitelemente (20) aufweist, die quer zu der Längsschubstange (10) angeordnet sind und eine ausgefahrene Position einnehmen können, in der sie die Anschlagsmittel (15, 16) auf der Längsschubstange (10) abfangen, bevor diese mit den Bewegungsbegrenzern in Berührung kommen, in einer solchen Weise, um die Längsschubstange (10) an einem zweiten Anschlagwinkel (β) der Räder (2) kleinerer Größe als der erste Winkel (α) zu stoppen, wobei die Vorrichtung zum Beschränken des Anschlagwinkels (5) darüber hinaus ein Stellglied (21) für jedes der genannten Gleitelemente (20) umfäßt, welches von dem Lenkgehäuse außen getragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination:

i) die Begewegungsbegrenzer aus befestigten Blöcken (18) bestehen, die einstückig innerhalb des Lenkgehäuses (9) angeordnet sind, innerhalb dessen die Längsschubstange (10) sich in axialer Richtung bewegen kann und aus dessen gegenüberliegenden Seiten die gegenüberliegenden Enden der Längsschubstange (10) herausragen;

ii) die betätigten Gleitelemente aus Gleitbolzen (20) bestehen, die durch das Lenkgehäuse (9) nahe bei den befestigten Blöcken (18) angeordnet sind, und

iii) die Stellglieder die Gleitbolzen (20) betätigen und -stromdurchflossen - in der Lage sind, den entsprechenden Gleitbolzen zur Bewegung zu veranlassen zwischen einer (a) eingezogenen Position, in der er nicht in Kontakt mit den Anschlagsmitteln (15, 16) kommt, und einer (b) ausgefahrenen Position, in der die Gleitbolzen (20) jeweils vor einem entsprechenden befestigten Block (18) und radial in bezug auf das Lenkgehäuse (9) gebracht werden, derart, daß jeder Bolzen (20) zwischen einem entsprechenden Bewegungsbegrenzerblock (18) und einem entsprechenden Anschlag (15, 16) der Lenkstange (10) liegt, und Stellglied-Steuermittel (31, 32) zum Erregen und Abregen der Stellglieder (21), um die Radiallage der Bolzen (20) zu steuern, und

iv) wobei die Stellglied-Steuermittel einen Sensor (32) aufweisen, der in dem betreffenden Radkasten des Fahrzeugs (1) für jedes der lenkbaren Räder (2) angeordnet ist zum Erfassen der Anwesenheit eines Zubehörteils auf dem Rad.

2. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagsmittel auf der Längsschubstange (10) definiert sind durch entsprechende gegenüberliegende Stirnseiten (15, 16) der Gelenke (12).

3. Lenksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steliglieder (21), welche die Bolzen (20) gleiten lassen, elektromagnetische Stellglieder (21) sind.

4. Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder-Steuermittel einen Schalter (31) aufweisen, der am Armaturenbrett des Fahrzeugs in einer solchen Position angebracht ist, daß er vom Fahrzeugführer betätigt werden kann.