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Lenkvorrichtung für Schlepper, selbstfahrende Arbeitsmaschinen od.
dgl.
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für landwirtschaftliche Zwecke Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung
für Schlepper, selbstfahrende Arbeitsmaschinen od. dgl. für landwirtschaftliche
Zwecke, mit achsschenkelgelenkten Vorderrädern, die ein Wenden auf der Stelle um
eines der Hinterräder gestatten. Hierbei ist für die Hinterräder eine Lenkbremsung
vorgesehen. Bei bekannten Ausführungen hat man dabei die Lenkung so ausgelegt, daß
bei einem entsprechenden Lenkausschlag sämtliche Verlängerungen der jeweiligen Radachsen,
sich in einem einzigen: Punkt treffen. Dieser Punkt liegt dabei in der Mitte ,desjenigen
Hinterrades, um das die Wendung auf der Stelle erfolgen soll. Es erfolgt demnach
das Wenden auf der Stelle in der Weise, daß nachdem Wendevorgang beispielsweise
das rechte Vorderrad in derselben Spur zurückfährt, die es zuvor gezogen hat. Diese
bekannte Einrichtung weist jedoch den Nachteil auf, da13 die Lenkung des jeweiligen
Vorderrades, welches den kleineren Rollweg beschreibt, nicht stabil genug ist und
daß eine verhältnismäßig große Kraftanstrengung dazu gehört, um diesen Lenkausschlag
beizubehalten. Dies macht sich insbesondere bei Hangfahrten störend bemerkbar.
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Man kennt zwar auch Spezialfahrzeuge, die um einen etwa in der Fahrzeugmitte
gelegenen Drehpunkt gewendet werden können, so daß nach der erfolgten Wendung das
Fahrzeug etwa in seinen bisherigen Spuren zurückfahren kann. Hierbei ist in erster
Linie an Fahrzeuge für Kriegszwecke gedacht, damit diese möglichst rasch auf einer
schmalen Straße wenden können. Dies hat jedoch mit der Gattung von landwirtschaftlichen
Fahrzeugen, auf die sich die Erfindung bezieht, nichts gemeinsam. Ein Zurückfahren
in den gleichen Radspuren wäre für derartige landwirtschaftliche Fahrzeuge sinnlos,
da dann der bereits bearbeitete Feldstreifen wieder befahren werden würde. Es soll
vielmehr bei derartigen Fahrzeugen ini Gegenzug derjenige Ackerstreifen befahren
werden, der unmittelbar neben dem bereits bearbeiteten Streifen liegt.
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Eine weitere bekannte Ausführung geht ebenfalls von einer anderen
Aufgabenstellung als die Erfindung aus und sieht auch andere Lösungsmittel zu deren
Verwirklichung vor. Sie bezieht sich auf Fahrzeuge, bei denen sämtliche Räder gelenkt
sind, und zwar derart, daß die Vorderräder des Fahrzeuges bei gleichem Drehsinn
stärker als dessen Hinterräder eingeschlagen werden. Hierdurch soll bei Fahrten
am Hang ein Abdriften des Fahrzeuges vermieden werden. Der Drehpunkt des Fahrzeuges
bzw. der Schnittpunkt der Verlängerungen der Radachsen liegt außerhalb des Fahrzeuges.
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Die Erfindung vermeidet die Nachteile der eingangs beschriebenen Ausführungsform.
Sie besteht in einer derartigen Ausbildung der Achsschenkellenkung, daß lediglich
das jeweilige beim Kurvenfahren den größeren Fahrkreis beschreibende Vorderrad derart
überhöht eingeschlagen wird, daß der Schnittpunkt der Achsmittellinie dieses Vorderrades
nicht mit dem geometrischen Ort der Wenderadien der drei anderen Räder übereinstimmt.
Das genannte Vorderrad wird also einerseits übersteuert und zum anderen ist es nicht
genau tangential zu seinem Rollkreis angeordnet, sondern in einem gewissen, in seiner
Größe durch den Grad der Übersteuerung gegebenen Winkel.
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Hierdurch wird auf das Rad auf Grund der Fahrbewegung und des Reibungswiderstandes
gegenüber der Erde eine Kraft ausgeübt, die in Richtung des Lenkausschlages wirkt.
Dies bedeutet, daß auch bei Loslassen des Lenkrades dieser Lenkausschlag so lange
selbsthemmend und damit selbsttätig beibehalten wird, bis vom Fahrer ein entsprechender
Gegenausschlag auf das Lenkrad gegeben wird. Hierdurch wird erreicht, daß beim Wenden
auf der Stelle der Fahrer die Hände zur Durchführung anderer Betätigungen völlig
frei hat, wie für Verstellen des Handgases, Schaltungen, Aus- und Einheben von Arbeitsgeräten
usw. Gerade während des Wendevorganges fallen derartige zusätzliche Handhabungen
an. Bei den bekannten Ausführungen dieser Art mit Achsschenkellenkung ist bei voll
eingeschlagenen Vorderrädern der Winkel zwischen Spurstangen und Spurhebel so spitz,
daß eine einwandfreie Übertragung der Lenkkraft auf dieses Rad auf Grund des zu
klein gewordenen effektiven Hebelarmes nicht möglich ist. Dieser Mangel wird ebenfalls
durch die Erfindung beseitigt, und es ist auch die Gefahr behoben, daß - wie es
bei den bekannten Einrichtungen möglich wäre - der Lenkausschlag nicht völlig exakt
während des gesamten Wendevorganges beibehalten wird, so daß
letztlich
das Fahrzeug nicht wie gewünscht auf der Stelle, sondern mit einem gewissen Wendekreis
gewendet würde. Diese Gefahr ist insbesondere dann gegeben, wenn am Hang zu wenden
ist. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Lenkbremsung, d. h. Abbremsung desjenigen
Hinterrades, welches den Wendepunkt bildet, nunmehr nicht so stark zu erfolgen hat,
wie es bei den bekannten Einrichtungen vorgenommen werden muß.
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Bei Schleppern mit gleicher Spurweite der Vorder-und Hinterräder liegt
gemäß der Erfindung der Schnittpunkt der Achsmittellinie des den größeren Rollkreis
beschreibenden Vorderrades in Fahrtrichtung gesehen hinter dem geometrischen Ort
der Wenderadien der drei anderen Räder.
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Außerdem ist nach der Erfindung ein an sich bekannter Anschlag für
die Begrenzung des Ausschlages des jeweils den kleineren Ra11weg beschreibenden
Vorderrades vorgesehen, welcher den vom übersteuerten Vorderrad auf das Lenkgestänge
ausgeübten Druck aufnimmt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
In dieser zeigt Fig. 1 die Draufsicht auf einen Schlepper, dessen Lenkmechanismus
einschließlich der Achsschenkellenkung gemäß den bekannten Ausführungen ausgebildet
ist, Fig.2 den gemäß der Erfindung ausgebildeten Schlepper in Draufsicht, Fig.3
wiederum in Draufsicht das gemäß Fig.2 voll eingeschlagene rechte Vorderrad mit
Begrenzungsanschlag im vergrößerten Maßstab.
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Die Arbeitsmaschine l wird von den Hinterrädern 2 und 3 angetrieben,
während die achsschenkelgelenkten Vorderräder4 und 5 mitlaufen. Die Achsschenkel
6 und 7 der Vorderräder 4 und. 5 sind mit ihren Achsschenkelzapfen 8 und 9 in der
Vorderachse 10 drehbar gelagert. Fest verbunden mit den Achsschenkelzapfen 8 und
9 sind die Spurhebel 11 und 12, mit deren freitragenden Enden 15 und 16 die Spurstangen
13 und 14 gelenkig verbunden sind. Zwei an der Vorderachse 10 bei 17 und 18 gelagerte
und in der Horizontalen schwenkbare Lenkhebel 19 und 20 sind mit ihren freitragenden.
Enden 21 und 22 gelenkartig mit den Spurstangen 13 und 14 verbunden. Die beiden
Lenkhebel 19 und 20 verbindet die Spurstangenbrücke 23. Der linke Lenkhebel
20 ist als Doppelhebel ausgebildet, an dessen freitragendem Ende24 die Lenkstange
25 angreift, die über das Lenkgetriebe 26 von dem handbetätigten Lenkrad
27 in bekannter Weise hin- und herbewegt wird, so daß der Lenkhebe120 um
das feste Lager 18 hin- und herschwenkt und damit das Lenksystem in ebenso
bekannter Weise bewegt, wodurch die Achsschenkel 6 und 7 und damit die Vorderräder
4 und 5 gelenkt werden.
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Die Vorderräder 4 und 5 stehen gemäß der Darstellung mit durchgezogenen
Linien in Fig. 1 und 2 zur Geradeausfahrt gerichtet. In der strichpunktiert gezeichneten
Richtung sind sie (hier mit 28 und 29 bezeichnet) zum Wenden nach rechts auf der
Stelle der Arbeitsmaschine eingelenkt, wobei sich in Fig. 1 die Achsschenkelmitten
30 und 31 im Schnittpunkt 32 der Hinterradmitte 33 mit der Hinterradachamitte 34
kreuzen. Der Schnittpunkt 32 (Fi . 1) ist der geometrische Ort für die Rollbahn
35 des rechten Vorderrades, der Rollbahn 36 des linken Vordewrades, für die Rollbahn
37 des linken Hinterrades 3 und der ruhende Pol des rechten Hinterrades 2, um den
die Arbeitsmaschine gewendet wird. Bei den Vorderradstellungen 28 und 29 hat das
Lenksystem die gestrichelte Lage 38 eingenommen. Das freitragende Ende 15 des Spurhebels
11 hat sich nach 39 verlagert, ebenso nähert sich die Spurstange 13 dem Achsschenkelzapfen
8 so, weit, daß der gedachte Hebelarm 40 für die Verschwenkung des Vorderrades 4
sehr klein geworden ist (Fig. 3). Er wird gleich Null, wenn die Mitte der Spurstange
13 bei weiterem Ausschlag des Rades .4 über die Stellung 28 hinaus in der Achse
des Spurzapfens 8 liegt. Auf Grund der geringen Größe des gedachten Hebelarmes 40
(Fig.3) wird in dieser Stellung die Lenkung des Rades 4 schon labil. Es ist daher
.ein Anschlag 41 für die Spurstange 13 vorgesehen, der ein Überschlagen des Rades
verhindert.
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Um die Stellung des Rades 4 stabil und ferner selbsthemmend zu gestalten,
ist durch eine entsprechende Auslegung der Lenkung dafür gesorgt, daß die Spurstange
13 gegen den Anschlag 41 gepreßt wird. Dies geschieht auf folgende Weise: Gegenüber
der bekannten -Ausführung nach Fig. 1, bei der die Achsmittellinie 31 des Rades
29 durch den Punkt 32 verläuft und somit das Rad 29 genau entlang seiner
Rollbahn 36 verläuft und dabei in dessen Tangentialrichtung läuft, ist gemäß Fig.2
durch eine entsprechende Auslegung der Lenkeinrichtung dafür gesorgt, daß dasjenige
Vorderrad, welches den größeren Rollweg beschreibt, und dies ist im Ausführungsbeispiel
das linke Vorderrad, übersteuert ist. Somit ergibt sich gemäß Fig. 2, daß der Schnittpunkt
32 für die Vorderachsmitte 30 des rechten Vorderrades 4 in Stellung 28 mit dem ruhenden
Pol des Rades 2 geblieben ist. Auch schwenkt das linke Hinterrad 3 mit seiner Rollbahn
37 um den geometrischen Ort 32. Für das linke Vorderrad 5 in Stellung 29 ist jedoch
der Schnittpunkt42 der Achsschenkelmitte43 mit der Hinterradmitte 33 hinter den
geometrischen Ort 32 verlegt, so daß das Rad 5 auf der Rollbahn 44 läuft, die gewollt
an sich fehlerhaft ist.
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Da der Drehpunkt der Wendung, d. h. derjenige Punkt, um den der Schlepper
beim Wenden auf der Stelle rotiert, immer noch der Punkt 32 ist, wäre die an sich
korrekte Rollbahn des Rades 5 diejenige, die in Fig. 2 mit 36' bezeichnet ist.
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Sie entspricht der Rollbahn 36 in Fig. 1. Durch Überziehen des Vorderrades
5 in die Stellung 29" d. h. tangential zu dem fiktiven Rollkreis 44 wird auf das
Rad 5 ein Anlaufdruck gemäß dem Pfeil 45 erzeugt, der etwa entgegengesetzt zu der
Fahrtrichtung gemäß Pfeil 46 liegt. Die Bewegungsbahn des Rades 5 bleibt also erhalten,
jedoch ist ihm jetzt ein theoretischer Rollkreis zugeschrieben, dessen Mittelpunkt
beim Punkt42 liegt und der hier größer ist als die Bewegungsbahn mit dem Mittelpunkt
32.
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Somit wird erreicht, daß das Rad 5 in der Stellung 29' gemäß Fig.2
sowohl eine schiebende Wirkung nach rechts auf die Vorderachse 10 als auch einen
Druck über den Spurhebel 12, die Spurstange 14, die Spurstangenbrücke23, die Lenkhebe119
und 20 und die Spurstange 13 auf den Spurhebel 11 bewirkt, wodurch die Spurstange
13 sich fest an den Anschlag 41 (s. Fig. 3) anlegt und das Ra,d4 in der Stellung
28 festhält, wobei seine Endstellung durch den Anschlag 41 gegeben ist. Die Verhältnisse
liegen genauso, wenn auf der Stelle nach links gewendet werden soll. Dann erfolgt
eine entsprechende Übersteuerung des Rades 4.
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Je weiter der Schnittpunkt 42 vom geometrischen Ort32 (Fig.2) nach
hinten verlagert wird, um so größer wird die vorstehend beschriebene Wirkung, und
es liegt im Belieben des Konstrukteurs, den Punkt42
vom geometrischen
Ort 32 in den Abstand zu verlagern, da.ß keine praktisch bedeutsame Radierwirkung
auf die Profile der Luftreifen der Vorderräder entsteht, trotzdem aber die beabsichtigte
Wirkeng eintritt. Es ist im übrigen. nicht erforderlich, da,ß gemäß Fig. 3 die Spurstange
13 gegen den Anschlaghebel 41 anschlägt. Es genügt auch, wenn der Spurhebel11 einen
Anschlag gegen die Vorderachse 10 vorfindet. Die beschriebene Wirkung kann auch
bei Fahrzeugen erreicht werden, deren Vorderradspurweite kleiner oder größer ist
als die Hinterradspurweite. Bei kleinerer Hinterradspurweite kann der Punkt 42 vor
den geometrischen Ort 32 verlegt werden.