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Die Erfindung betrifft eine Steuerung für Nachlauflenkachsen bei ein- oder mehrgliedrigen Fahrzeugen mit zumindest drei Achsen, bei der die Nachlauflenkachse lastabhängig in Richtung auf ihre Geradeausfahrstellung stabilisierbar und in Geradeausfahrtstellung blockierbar ist.
Nachlauflenkachsen sind bei eingliedrigen Fahrzeugen hinter der Triebachse des Fahrzeuges und bei mehrgliedrigen Fahrzeugen als Achsen von Anhängern im Einsatz. Eine hier besonders angesprochene Einsatzform ist insoweit der Einsatz als Vorderachse eines Anhängers, dessen Deichsel in Horizontalrichtung drehfest mit dem Zugwagen des mehrgliedrigen Fahrzeuges verbunden ist, wobei der Deichseldrehpunkt gegenüber dem Anhänger im Bereich der Nachlauflenkachse liegt.
Für Nachlauflenkachsen ist es nun bekannt, diese mit einer Vorrichtung zur Lenkstabilisierung auszustatten, um Lenkunruhen zu vermeiden, sowie auch ein Rückstellen der Räder in die Geradeausfahrstellung zu begünstigen. Hiebei erfolgt die Stabilisierung in Abhängigkeit von der Last. Zusätzlich ist es bekannt, die Lenkvorrichtung für Rückwärts- und Rangierfahrten zu blockieren.
Die beschriebene Stabilisierung erweist sich in Verbindung mit den angesprochenen Einsatzgebieten solange als zweckmässig, wie der Abstand der Nachlauflenkachse zur jeweils vorgelagerten Achse, also beispielsweise zur Triebachse eines Zugwagens sich innerhalb der üblichen Grenzen hält, die Nachlauflenkachse also mit verhältnismässig kleinem Abstand hinter der Triebachse angeordnet ist. Der Abstand ist dabei üblicherweise nur wenig grösser als der Raddurchmesser an Triebachse oder Nachlauflenkachse.
Insbesondere bei grösseren Abständen kann aber das Fahrverhalten nicht mehr befriedigen, und solche grösseren Abstände ergeben sich im besonderen bei dem vorgeschilderten besonderen Einsatzzweck, nämlich bei Einsatz der Nachlauflenkachse als Vorderachse eines Anhängers, der über seine Deichsel unverschwenkbar mit dem Zugwagen gekuppelt ist. Hier kann die beschriebene Nachlauflenkachse mit lastabhängiger Stabilisierung nicht befriedigen, da insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten erhebliche und kaum noch beherrschbare Übersteuerungstendenzen auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung für Nachlauflenkachsen zu schaffen, die auch bei grösseren Abständen zwischen Nachlauflenkachse und zugeordneter Führungsachse ein ausgewogenes Fahrverhalten des Fahrzeuges erbringt.
Erfindungsgemäss wird dies durch die Kombination der Merkmale, dass die Nachlauflenkachse zusätzlich geschwindigkeitsabhängig in Richtung auf ihre Geradeausfahrstellung stabilisierbar und oberhalb einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit blockierbar ist, dass die Nachlauflenkachse zusätzlich für die Rückwärtsfahrt blockierbar ist, und dass für die geschwindigkeitsabhängige Blockierung und für die Blockierung bei Rückwärtsfahrt eine gemeinsame, an sich bekannte Blockiereinrichtung vorgesehen ist, erreicht. Hiedurch werden, wie sich gezeigt hat, Übersteuerungstendenzen vermieden und auch in Verbindung mit mehrgliedrigen Fahrzeugen der vorgeschilderten Art Fahrverhaltensweisen erzielt, die als weitgehend neutral angesprochen werden können.
Es lassen sich sogar auf diese Weise gewisse Untersteuerungstendenzen aufprägen, so dass das Fahrzeug, sei es ein- oder mehrgliedrig, auch bei grossem Abstand zwischen Schleppachse und dieser vorgelagerter Führungsachse tendenziell gleiches Fahrverhalten zeigt wie ein herkömmlicher, zweioder dreiachsiger Zugwagen. Dies ist für die Praxis aber von grosser Bedeutung, da es für einen Fahrer schwer ist, sich übergangslos an Fahrzeuge mit gegensätzlichem Fahrverhalten anzupassen.
Eine solche Anpassung wäre aber beispielsweise notwendig, wenn der Zugwagen als solcher ein gänzlich anderes Fahrverhalten hätte als der aus Zugwagen und Anhänger bestehende Zug.
Die FR-PS Nr. 2. 351. 841 zeigt zwar eine geschwindigkeitsabhängige Steuerung. Sinn und Zweck dieser Steuerung bei der gegebenen Achse ist aber ein völlig anderer als bei der Erfindung. Die Achse ist nämlich zwangsgelenkt, u. zw. hydraulisch über den Zylinder 7. Sie soll als zwangsgelenkte Achse insbesondere bei Baufahrzeugen mit zwei Achsen, deren Räder sämtlich lenkbar sind, eingesetzt werden. Solche Fahrzeuge mit vier gelenkten Rädern unterliegen aber einer gesetzlichen Auflage, nämlich, nicht schneller als 25 km/h fahren zu dürfen. Dies aus Sicherheitsgründen. Um diese Geschwindigkeitsbegrenzung für solche Fahrzeuge zu umgehen, ist
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der Achse eine Verriegelungsvorrichtung zugeordnet, durch die die Achse bei Geschwindigkeiten über 25 km/h starr verriegelt wird.
Vorgesehen ist hiezu in der Lenkstange 6 eine Öffnung 14, in die die Stange --11-- eingerastet wird, um die Achse absolut zu blockieren.
Unzweifelhaft handelt es sich somit bei dieser bekannten Konstruktion um keine Nachlauf- lenkachse, und auch die zu lösende Aufgabe ist eine völlig andere, Nicht zu übersehen ist weiter- hin, dass bei der bekannten Lösung eine über der Grenzgeschwindigkeit von 25 km/h liegende
Geschwindigkeit für das vierradgelenkte Fahrzeug technisch erst dann möglich ist, wenn in Ab- hängigkeit von der durchgeführten Verriegelung, eine entsprechende Umschaltung des Getriebes möglich ist.
In bezug auf die Erfindung kann somit aus dieser FR-PS lediglich eine Vorrichtung als bekannt abgeleitet werden, mit der sich eine Achse in ihrer Geradeausfahrstellung blockieren lässt.
Die US-PS Nr. 4, 162, 082 zeigt eine Stabilisierungsvorrichtung. Hiezu sei auf die Ausführungen in Spalte 2, Zeilen 52 bis Spalte 3, Zeilen 43, verwiesen. Zielsetzungen gemäss der US-PS und bei der Erfindung sind im Ansatz nicht unähnlich. Dies ergibt sich aus dem Rückblick auf den Stand der Technik, Zeilen 10 bis 32 in Spalte 1 der US-PS. Es wird dort nämlich das Problem ange- sprochen, dass aus Fahrstabilitätsgründen eine nicht lenkbare Ausgestaltung der hinteren Achsen und der damit starr gekuppelten Vorderachse des Anhängers erwünscht wäre, dass eine solche nicht lenkbare Ausgestaltung aber zu übergrossem Reifenverschleiss führt.
Man sieht deshalb eine lenkbare Achse vor, die so fortgebildet ist, dass sie auf die Geradeausfahrstellung hin mit einer gewissen Vorspannkraft stabilisiert ist, mit der Folge, dass lediglich bei höheren Seitenkräften
Lenkbewegungen möglich sind.
Durch die Erfindung soll demgegenüber bei ein- oder mehrgliedrigen Fahrzeugen mit zumindest drei Achsen eine Steuerung für die Nachlaufachsen geschaffen werden, bei der die Nachlauflenkachse lastabhängig in Richtung auf ihre Geradeausfahrstellung stabilisierbar und in Geradeausfahrstellung blockierbar ist.
Erfindungsgemäss wird nun der lastabhängigen Stabilisierung eine geschwindigkeitsabhängige Stabilisierung überlagert, wobei die Gestaltung insgesamt derart ist, dass die Stabilisierung oberhalb einer Grenzgeschwindigkeit in eine Blockierung übergeht, wobei technisch diese Blockierung mit den gleichen Mitteln realisiert wird, die zur Blockierung der Nachlauflenkachse für die Rückwärtsfahrt dienen.
Zuzugeben ist nun, dass die geschwindigkeitsabhängige Blockierung als solche, in Verbindung mit andern Fahrzeugen, ebenso bekannt ist wie die Blockierung bei Rückwärtsfahrt.
Der Erfindung liegt demgegenüber aber die Erkenntnis zugrunde, dass in der Kombination der lastabhängigen Stabilisierung im Hinblick auf die Geradeausfahrstellung, der geschwindigkeitsabhängigen Stabilisierung in Richtung auf die Geradeausfahrstellung, der Überführung der geschwindigkeitsabhängigen Stabilisierung in eine Blockierung oberhalb einer Grenzgeschwindigkeit und in der Nutzung gleicher Blockiermittel sowohl für die geschwindigkeitsabhängige Blockierung wie auch für die Blockierung bei Rückwärtsfahrt eine Lösung liegt, die ein Optimum an fahrtechnischer Sicherheit mit einem Optimum an wirtschaftlicher Realisierung verbindet.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein eingliedriges Fahrzeug in Form eines Lastkraftwagens, der als Dreiachser mit einer gegenüber seiner Triebachse nach hinten versetzten Nachlauflenkachse ausgerüstet ist, Fig. la eine Teilvergrösserung aus Fig. l, und Fig. 2 ein mehrgliedriges Fahrzeug, bestehend aus einem Lastkraftwagen als Zugwagen und einem Anhänger, wobei die Deichsel des Anhängers horizontal unverschwenkbar mit dem Zugwagen gekuppelt ist und die Vorderachse des Anhängers durch die Nachlauflenkachse gebildet ist.
Fig. 1 zeigt ein eingliedriges Fahrzeug in Fom eines dreiachsigen Lastkraftwagens der eine gelenkte Vorderachse --2-- und eine hintere Triebachse --3-- aufweist. Der Aufbau--4-des Lastkraftwagens, der über den Rahmen --5-- getragen ist, weist gegenüber der Triebachse - einen verhältnismässig grossen Überhang auf und ist im Bereich dieses Überhanges über die Nachlauflenkachse --6-- abgestützt, die nachfolgend noch näher beschrieben wird. Die Nachlauflenkachse ist mit verhältnismässig grossem Abstand zur Triebachse --3-- angeordnet, und dieser
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Abstand beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Mehrfaches des Raddurchmessers von
Triebachse--3--, bzw. Nachlauflenkachse --6--.
In Zahlen entspricht der Abstand zwischen
Triebachse --3-- und Nachlauflenkachse --6-- etwa dem 2- bis 3fachen des genannten Raddurch- messers.
Bei der dargestellten Nachlauflenkachse --6-- handelt es sich um ein luftgefedertes Achs- aggregat, dessen Luftfederbälge mit --7-- bezeichnet sind. Im Rahmen der Erfindung können aber auch andere Federungsarten Verwendung finden. Ferner ist die Nachlauflenkachse --6-- im dargestellten Ausführungsbeispiel zwillingsbereift, es ist jedoch auch eine einfache Bereifung jeweils möglich.
Am Achskörper --8-- der Nachlauflenkachse --6-- sind beiderseits über aufrechte Achsen verschwenkbare Lenkschenkel --10-- die Räder --9-- angebracht, und mit den Lenkschenkeln sind die Lenkhebel --11-- verbunden, die ihrerseits jeweils über eine Spurstange --12-- an einem Umlenkhebel --13-- an gelenkt sind, der seinerseits um eine aufrechte Achse verschwenkbar in hier nicht näher dargestellter Weise an einem achsfesten Teil gelagert ist. Die den beiden Achsseiten zugeordneten Räder sind somit in bezug auf ihre Verschwenkbarkeit miteinander gekuppelt, wobei sich durch die gegenüber den Radmitten nach vorne versetzte Lage der Schwenkachsen der Lenkschenkel ein selbstspurendes Verhalten ergibt (Teewagenrollen-Effekt).
Die Schwenkachsen der
Räder bzw. der diese tragenden Lenkschenkel sind jeweils mit --14-- bezeichnet.
Der Umlenkhebel --13-- ist seinerseits um eine aufrechte Schwenkachse --15-- gegenüber dem Achskörper --8-- horizontal verschwenkbar und trägt eine Gleitrolle --16--, die mit der Führungsbahn --17-- zusammenwirkt, welche einem axial verschiebbaren Membranzylinder --18-- zugeordnet ist, der hier mit Druckluft beaufschlagbar ist. Die Führungsbahn --17-- ist gegenläufig zur Schwenkbahn des Umlenkhebels --13-- gekrümmt, so dass sich, bezogen auf einen vorgegebenen Druck im Membranzylinder--18--, eine mit zunehmendem Einschlagwinkel verstärkende Abstützwirkung ergibt.
Im Hinblick auf unterschiedliche Beladungsverhältnisse erfolgt nun die Beaufschlagung des Membranzylinders --18-- mit Druckluft zunächst lastabhängig, derart, dass mit steigender Last der Druck im Membranzylinder --18-- zunimmt. Die Folge ist eine mit zunehmender Last sich ergebende Lenkstabilisierung, also verstärkte Rückstellung auf die Geradeausfahrstellung. Erfindungsgemäss ist des weiteren eine geschwindigkeitsabhängige Lenkstabilisierung vorgesehen, die dadurch erreicht wird, dass der Druck im Membranzylinder --18-- geschwindigkeitsabhängig mit steigender Geschwindigkeit verstärkt wird. Die Folge einer solchen geschwindigkeitsabhängigen Steuerung ist, dass bis zu Querkräften, die bei normaler Kurvenfahrt auftreten, sich kleinere Lenkwinkel einstellen als sie sich bei freiem Nachlauf ergeben würden.
Dementsprechend erhält das Fahrzeug über die Nachlauflenkachse ein untersteuerndes Fahrverhalten. Da grössere Querkräfte, wie sie beim Befahren enger Kurven auftreten, auch nur bei kleineren Geschwindigkeiten auftreten, wird für kleinere Geschwindigkeiten der jeweilige Einschlagwinkel grösser, so dass die Kurvenwilligkeit bei niedrigen Geschwindigkeiten entsprechend verbessert ist. Erfindungsgemäss wird also der Lenkstabilisierung geschwindigkeitsabhängig ein Stabilisierungsverhalten aufgeprägt, das gegen eine Grenzgeschwindigkeit zu ansteigt und bei Überschreiten der vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit zu einem Blockieren der Lenkung in ihrer Geradeausfahrstellung führt.
Die geschwindigkeitsabhängige Stabilisierung kann sich erfindungsgemäss auch darauf beschränken, dass lediglich bei einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit ein Blockieren der Lenkung in ihrer Geradeausfahrstellung vorgenommen wird. Unterhalb dieser Grenzgeschwindigkeit wird das Stabilisierungsverhalten bei dieser in der Praxis am einfachsten zu verwirklichenden Ausführungsform geschwindigkeitsabhängig nicht beeinflusst und ergibt sich damit lediglich aus einer bevorzugt zusätzich vorhandenen lastabhängigen Stabilisierung. Eine solche lastabhängige Stabilisierung ist insbesondere bei Fahrzeugen mit von der Beladung wesentlich abhängigem Gesamtgewicht im Rahmen der Erfindung vorgesehen, während bei Fahrzeugen mit im wesentlichen konstantem Gesamtgewicht an deren Stelle auch mit einer konstanten Stabilisierung gearbeitet werden kann.
Eine solche geschwindigkeitsabhängige Steuerung erfolgt über ein in die Druckluftversorgung des Membranzylinders --18-- eingeschaltetes Druckmoduliergerät --19--. Der Abgriff der Geschwindigkeit kann erfindungsgemäss an der Tachometerwelle, am Getriebeausgang oder auch
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radseitig gegebenenfalls an der Nachlauflenkachse erfolgen. Ein diesbezüglicher Geschwindigkeits- abgriff ist in Fig. 1 schematisch bei --20-- angedeutet.
In Fig. 2 ist ein mehrgliedriges Fahrzeug gezeigt, das einen Zugwagen --21--, der durch einen Lastkraftwagen gebildet ist, und einen Anhänger --22-- umfasst. Der Zugwagen --21-- ist hier als zweiachsiges Fahrzeug ausgebildet und umfasst eine gelenkte Vorderachse --23-- und und eine hintere Triebachse-24--, welche nahe dem rückwärtigen Ende des Aufbaus --25-- liegt, der über den Rahmen --26-- des Zugwagens getragen ist. Der Rahmen --26-- ist bis an das hintere Ende des Aufbaus --25-- durchgeführt und in seinem hinteren Endbereich über einen Kreuzverbund --27-- versteift.
Der Anhänger --22-- ist als Deichselanhänger ausgeführt und weist als Vorderachse die an Hand Fig. 1 beschriebene Nachlauflenkachse auf, die hier mit --28-- bezeichnet ist. Die weiteren Details der Nachlauflenkachse entsprechen dem an Hand der Fig. 1 Geschilderten und es wird insoweit auf das dort Gesagte verwiesen.
Die Anordnung der Nachlauflenkachse am Anhänger erfolgt schwenkbar um eine Hochachse, die im Bereich der Nachlauflenkachse liegt, und es ist diese schwenkbare Anordnung im dargestellten Ausführungsbeispiel über einen nicht näher gezeigten Drehkranz vorgenommen. Achsseitig ist dieser Drehkranz an einem der Achse zugeordneten Rahmen --29-- vorgesehen, an dessen vorderem Ende die Deichsel --30-- um eine horizontale Achse --31-- verschwenkbar angelenkt ist. Die Deichsel --30-- ist mit dem Zugwagen --21-- einerseits über eine herkömmliche Anhängerkupplung --32-- verbunden, die am Ende des Rahmens --26-- vorgesehen ist.
Die an sich durch die Verbindung zwischen Anhängerkupplung --32-- und Deichsel --30-- gegebene, allseitige Verschwenkbarkeit der Deichsel ist bezüglich der Verschwenkbarkeit der Deichsel in Fahrzeugquerrichtung blockiert, so dass sich zwischen der Nachlauflenkachse --28-- und dem Zugwagen --21-ein in Fahrzeugquerrichtung steifer Verbund ergibt, welcher bezüglich der Fahrtechnik für Zugwagen --21-- und Nachlauflenkachse --28-- zu Verhältnissen führt, die jenen entsprechen, die an Hand des in Fig. 1 gezeigten Lastkraftwagens beschrieben wurden.
Die Blockierung der Beweglichkeit der Deichsel --30-- in bezug auf ihre Querverschwenkbarkeit gegenüber dem Zugwagen --21-- erfolgt hier beispielsweise durch einen Überwurf --33--, in dem der Deichselhals in Querrichtung unnachgiebig geführt ist und der seinerseits mit seinen beiden seitlichen Armen --34-- um eine Horizontalachse --35-- verschwenkbar am Rahmen --26-des Zugwagens --21-- angelenkt ist. Die Horizontalachse --35-- verläuft etwa durch den Anlenkpunkt der Anhängerkupplung --32--, so dass die Höhenverschwenkbarkeit der Deichsel --30-nicht behindert ist.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Einfachheit halber die geschwindigkeitsabhängige Steuerung wieder lediglich durch eine vom Druckmoduliergerät --19-- zu einem der Räder der Nachlauflenkachse --28-- führende Verbindung --20-- angedeutet.
Die Blockierung der Nachlauflenkachse oberhalb der vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit wird erfindungsgemäss bevorzugt ohne wesentlichen Zusatzaufwand auch dadurch erreicht, dass die Rückwärtsfahrsperrung, d. h. die Blockierung auf Geradeausfahrt für das Zurückstossen eingerastet wird.
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