DE69204026T2

DE69204026T2 - Lenkachse für Kraftfahrzeuge, insbesondere für landwirtschaftliche Schlepper.

Info

Publication number: DE69204026T2
Application number: DE69204026T
Authority: DE
Inventors: Gianni Massaccesi
Original assignee: Carraro SpA
Current assignee: Carraro SpA
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1992-11-12
Publication date: 1996-02-29
Anticipated expiration: 2012-11-13
Also published as: DE69204026D1; ATE126150T1; ITPD910216A1; US5297447A; EP0543450A1; EP0543450B1; ITPD910216A0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkachse für Fahrzeuge, insbesondere landwirtschaftliche Zugmaschinen, welche einen Träger mit einem Trägerkasten, der mindestens eine Lageranordnung zur schwenkbaren Anbringung der Achse an einem lasttragenden Rahmen eines Fahrzeugs trägt, sowie ein Lenk- Stellglied mit einem an dem Trägerkasten befestigten Gehäuse umfaßt.
Lenkachsen mit diesen Merkmalen sind aus der gegenwärtigen Produktion des Anmelders dieser Erfindung bekannt (Veröffentlichungs-Nr. 103000-2/78). Bei diesen bekannten Achsen weist der Träger in seinem mittleren Bereich zwei aneinandergrenzende und koaxiale Lageranordnungen auf, die in entsprechende Aufnahmen des lasttragenden Rahmens des Fahrzeugs schwenkbar eingesetzt werden, so daß die Achse als Ganzes in einer Ebene, die sich im wesentlichen quer zum Fahrzeug erstreckt, um die Achse der Lageranordnungen schwenkbar ist.
Ein Nachteil dieser bekannten Achsen besteht darin, daß das Lenk-Stellglied, obwohl es am Achsträger anliegt, immer noch zu sperrig ist und somit den Einbau der Achse in Zugmaschinen eines anderen Typs erschwert. Außerdem ist dieses Stellglied für manche Fälle nicht ausreichend gegen Stöße und das Eindringen von Schmutz, wie z. B. Staub, Erde, Schlamm etc., geschützt.
Ein weiteres Beispiel für eine Lenkachse, das für diese Erfindung relevant ist, ist in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 60-1075 (A) beschrieben.
Die in dieser Schrift beschriebene Achse ist mit einem Zahnrad-Lenksystem ausgestattet, das mittels eines Lenk-Stellglieds betätigt wird, um die an den entgegengesetzten Enden des Trägers angebrachten Radnaben zu schwenken.
Dieses Stellglied ist am lasttragenden Rahmen des Fahrzeugs angebracht und weist eine Abtriebswelle auf, an deren freiem Ende mittels einer Keilverbindung ein Zahnrad des Lenksystems angebracht ist. Die Welle ragt durch eine Bohrung im lasttragenden Rahmen des Fahrzeugs und einen entsprechenden röhrenförmigen Durchgang, der in der zugehörigen Lageranordnung am Träger gebildet ist.
Eine Lenkachse mit diesem Aufbau hat eine Reihe von Nachteilen.
Erstens ist das Stellglied an einer Stelle montiert, wo es Stößen ausgesetzt ist und beschädigt werden kann. Dies ist vor allem dann zu erwarten, wenn die Achse für Geländefahrzeuge wie z. B. landwirtschaftliche Zugmaschinen verwendet wird, bei denen die Wahrscheinlichkeit von Stößen relativ hoch ist.
Zweitens läßt die obengenannte Konstruktion eine relative Drehung zwischen der Welle des Stellglieds und der zugehörigen Lageranordnung sowie zwischen letzterer und dem lasttragenden Rahmen der Zugmaschine, an dem das Stellglied angebracht ist, zu. Daher bildet diese Lageranordnung am Träger eine Überleitung zwischen der Welle des Stellglieds und dem lasttragenden Rahmen des Fahrzeugs, wobei sie so montiert ist, daß sie in bezug auf beide schwenkbar ist. Somit addieren sich die Toleranzen der verschiedenen Bauteile algebraisch, was zu Arbeitsbedingungen führt, unter denen es schwierig ist, die erforderlichen öldichten Verbindungen zwischen dem Achsträger und der Welle des Stellglieds zu erreichen. Dieses Problem verschlimmert sich dadurch, daß die im Landmaschinenbau üblichen Toleranzen für Lageranordnungen verhältnismäßig groß sind. Außerdem führt bei dieser Konstruktion die Achse auch bei festgehaltenem Lenkrad jedesmal eine Lenkbewegung aus, wenn sie zu Schwenkbewegungen in bezug auf den Fahrzeugrahmen gezwungen wird, da die Zahnräder des Lenksystems auf dem Stellglied-Zahnrad abrollen, wenn eine solche relative Hin- und Herbewegung erfolgt. Somit ist die in der genannten Schrift vorgeschlagene Konstruktion für solche Anwendungen ungeeignet.
Das dieser Erfindung zugrundeliegende technische Problem besteht darin, eine Lenkachse mit zugehörigem Lenk-Stellglied zu schaffen, die in bezug auf Aufbau und Funktion so gestaltet ist, daß die im Zusammenhang mit der zitierten herkömmlichen Technik dargestellten Schwierigkeiten beseitigt werden.
Dieses Problem wird durch diese Erfindung durch eine Achse, wie sie anfangs erwähnt wurde, gelöst, wobei diese dadurch gekennzeichnet ist, daß das Stellglied-Gehäuse mit einer Ummantelung zur schwenkbaren Anbringung des Lenk-Stellglieds und des Gehäuses am Fahrzeugrahmen versehen ist, wodurch die genannte Lageranordnung gebildet wird.
Im folgenden wird diese Erfindung unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführung, die in den beigefügten Zeichnungen als nicht einschränkendes Beispiel gezeigt ist, detailliert beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Teils einer Lenkachse gemäß dieser Erfindung und
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Achse von Fig. 1, die an einem nur z. T. gezeigten lasttragenden Rahmen eines Fahrzeugs angebracht ist.
In den Figuren ist mit 1 eine angetriebene Lenkachse, wie z. B. die Vorderachse einer landwirtschaftlichen Zugmaschine mit Vierradantrieb bezeichnet, deren lasttragender Rahmen in Fig. 2 nur z. T. gezeigt ist. Diese Achse 1 umfaßt einen kastenförmigen Träger 2, in dem ein Lenkmechanismus 3 und ein Getriebe 4 angebracht sind.
Das Getriebe 4 umfaßt einen Differentialmechanismus 5 mit einem Ritzel 6 und zugehöriger Welle 7 sowie einem Tellerrad 8. Der Differentialmechanismus 5 ist so konstruiert, daß er die dem Ritzel 6 zugeführte Bewegungsenergie ausgleichend auf zwei Achswellen 10a, 10b verteilt, die jeweils mit einem Rad des Fahrzeugs verbunden sind.
Dieser Differentialmechanismus 5 sitzt im Träger 2 in Halterungen 9 und herkömmlichen Lagern 9a.
Der Lenkmechanismus 3 umfaßt ein insgesamt mit 11 bezeichnetes Lenk-Stellglied zur Betätigung zweier Hohlwellen 12a, 12b, die jeweils für ein Rad des Fahrzeugs bestimmt sind und im Träger 2 koaxial zu den Achswellen 10a, 10b angebracht sind.
An dem Teil, der dem Differentialmechanismus 5 zugewandt ist, werden die Wellen 12a, 12b mittels geeigneter Lager 13 drehbar in den Halterungen 9 gehalten, in denen auch der Differentialmechanismus 5 sitzt, wobei diese Wellen 12a, 12b jeweils ein Lenkzahnrad 14a bzw. 14b tragen, das mittels einer Keilverbindung 15 so an ihnen befestigt ist, daß es sich mit ihnen mitdreht. Am äußeren Teil sind diese Wellen und die Achse als Ganzes ähnlich aufgebaut wie die Ausführungen, die in der am 19.08.1992 veröffentlichten italienischen Patentanmeldung Nr. PD91A000034 (entspricht der Veröffentlichung EP- A-499 333) des Anmelders dieser Erfindung beschrieben sind.
Die Zahnräder 14a und 14b befinden sich beide in Eingriff mit einem Hauptzahnrad 16, das auf einer Welle 18 des Stellglieds 11 mittels einer Keilverbindung 17 verschiebbar angebracht ist.
Das Stellglied 11 ist innen als herkömmlicher Hydromotor ausgebildet und wurde nur schematisch, d. h. ohne Darstellung der einzelnen Teile, gezeichnet, da es den üblichen Aufbau aufweist, der dem Fachmann bekannt ist. Mittels dieses Hydromotors läßt sich die Welle durch Zufuhr eines geeigneten Mediums, wie z. B. unter Druck stehendem Öl, in beiden Richtungen um ihre Achse drehen. Das Stellglied 11 umfaßt ein insgesamt bei 19 gezeigtes Gehäuse mit zwei Flanschen 20, 21, die mittels Gewindebolzen 23 an einer Buchse 22 befestigt sind. Am Rand des Flansches 20 sind mehrere Bohrungen für Schrauben 24 und Stifte 25 gebildet, mit denen sich das Stellglied so an einer Öffnung 26 im Träger 2 befestigen läßt, daß es diese abdichtet.
Die Welle 18 ist mittels Lagern 27, 28 im Flansch 20 bzw. im Flansch 21 gelagert und mit Dichtungen 29, 30 versehen, die verhindern, daß Drucköl aus dem Gehäuse 19 ausläuft und daß Verunreinigungen in das Stellglied eindringen. Zwischen dem Lager 27 und dem Hauptzahnrad 16 befindet sich ein federndes Element 31, wie z. B. eine Tellerfeder, das gegen das Zahnrad 16 drückt und dieses somit in Eingriff mit den Lenkzahnrädern 14a und 14b bringt. Am zugehörigen freien Ende der Welle 18 ist ein Sprengring 32 angebracht, der verhindert, daß sich das Zahnrad 16 löst. Der Ring 32 ist so positioniert, daß das Zahnrad 16 ein axiales Spiel hat, wodurch die Tellerfeder 31 einen Spielausgleich zwischen den Zahnrädern des Lenkmechanismus bewirken kann, wie in der am 19.08.1992 veröffentlichten italienischen Patentanmeldung Nr. PD91A000034 (entsprechend EP-A-499 333) des Anmelders dieser Erfindung im Detail beschrieben.
Im Flansch 21 sind zwei Leitungen 33a, 33b zur Zuleitung bzw. Rückleitung des kraftübertragenden Mediums zum bzw. vom Stellglied 11 gebildet. Zum besseren Schutz der Zufuhrschläuche für das Stellglied können diese Leitungen 33a, 33b auch radial am Flansch 20 ausgebildet werden, wie in Fig. 2 mit gestrichelten Linien gezeigt, oder im Träger 2 so verlaufen, daß sich ihr Anschluß in der Nähe des Trägerabschnitts befindet, der die Welle 7 umgibt und trägt. Die zuletzt genannte Möglichkeit ist nicht dargestellt, da sie auf Grundlage der obigen Anweisungen vom Fachmann nachvollzogen werden kann.
Das Stellgliedgehäuse 19 weist eine zylindrische Ummantelung 34 auf, auf die, an der Buchse 22 und an einem Teil des Flansches 20, ein röhrenförmiges erstes Zwischenstück 35 und ein ringförmiges Zwischenstück 36 für ein axiales und ein radiales Lager aufgesetzt sind, die auf herkömmliche Weise in einer Halterung 38 angebracht sind, die zum lasttragenden Rahmen eines mit der Achse 1 ausgestatteten Fahrzeugs gehört.
Somit bildet das Gehäuse 19 eine der beiden Lageranordnungen, die eine Schwenkbewegung der Achse 1 ermöglichen. Die andere bei 40 gezeigte Lageranordnung ist an der Außenseite eines Halses 41 gebildet, der vom Träger 2 in der vom Gehäuse 19 abgewandten Richtung und koaxial zum Gehäuse 19 nach außen ragt. Diese zweite Lageranordnung umgibt die Welle 7, wobei sie diese hält, und umfaßt ebenfalls zwei Zwischenstücke 42, 43, die die gleiche Funktion wie die Zwischenstücke 35, 36 haben und zur Bildung eines Lagers in einer Halterung 44 angebracht sind, die wie zuvor zum lasttragenden Rahmen eines mit der Achse 1 ausgestatteten Fahrzeugs gehört.
Die beschriebene Erfindung kann verschiedene Modifikationen und Änderungen erfahren, die vom Erfindungsgedanken abgedeckt sind. Beispielsweise könnte der Lenkmechanismus, der bei der oben dargestellten Ausführung eine Zahnradanordnung und zu den Achswellen koaxiale Hohlwellen umfaßt, anders gebildet werden. Es ist z. B. möglich, die Welle des Lenk-Stellglieds mittels herkömmlicher Winkelgetriebe zur Außenseite des Trägers umzuleiten, um herkömmliche Lenkmechanismen mit vierekkig angeordneten Stangen und Lenkschenkeln zu betätigen.
Einer der Vorteile dieser Erfindung besteht darin, daß sie optimalen Schutz für das Lenk-Stellglied bietet und gleichzeitig dessen Platzbedarf bedeutend verringert. Außerdem liegen die üblichen Toleranzen für das Gehäuse des Hydromotors, der das Stellglied bildet, in einem Rahmen, der ausreichend ist für die erforderliche Genauigkeit der Passung zwischen den Lageranordnungen am Träger und den Halterungen am lasttragenden Rahmen des Fahrzeugs.
Außerdem ist die Achse um die Lageranordnungen frei schwenkbar, ohne daß dies einen Einfluß auf die Funktion des Lenksystems hat. Wenn die Zufuhrleitungen so angeordnet sind, daß sie vom Stellglied oder vom Träger zu einem Bereich zwischen den Halterungen am lasttragenden Rahmen des Fahrzeugs führen, werden darüberhinaus die Zufuhrschläuche für das Stellglied gut geschützt.

Claims

1. Lenkachse für Fahrzeuge, insbesondere landwirtschaftliche Zugmaschinen, welche einen Träger (2) mit einem Trägerkasten, der mindestens eine Lageranordnung zur schwenkbaren Anbringung der Achse an einem lasttragenden Rahmen (38, 44) eines Fahrzeugs trägt, sowie ein Lenk-Stellglied (11) mit einem an dem Trägerkasten befestigten Gehäuse (19) umfaßt, dadurch gekennzeichnet,

daß das Stellglied-Gehäuse (19) mit einer Ummantelung (34 - 36) zur schwenkbaren Anbringung des Lenk-Stellglieds (11) und des Gehäuses (19) am Fahrzeugrahmen (38) versehen ist, wodurch die genannte Lageranordnung gebildet wird.

2. Lenkachse nach Anspruch 1, bei der das Lenk-Stellglied (11) ein Hydromotor ist, der eine in den Träger (2) ragende Welle (18) aufweist.

3. Lenkachse nach Anspruch 1, bei der auf dem Gehäuse (19) Zwischenstücke (35, 36) für ein Gleitlager aufgepaßt sind.

4. Lenkachse nach Anspruch 3, bei der das genannte Lager ein Axiallager und ein Radiallager umfaßt.

5. Lenkachse nach Anspruch 2, bei der auf der Welle (18) des genannten Motors durch Keilverbindung ein Zahnrad (16) verschiebbar angebracht ist, wobei zwischen diesem Zahnrad und dem Gehäuse (19) ein Federmittel (31) vorgesehen ist, das dieses Zahnrad vom Gehäuse (19) wegdrückt.

6. Lenkachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Träger zwei Lageranordnungen aufweist, von denen die erste das Gehäuse (19) umfaßt und die zweite an einem Hals (41) gebildet ist, der vom Träger (2) auf der vom Gehäuse (19) abgewandten Seite und koaxial zu diesem wegragt.

7. Lenkachse nach Anspruch 6, falls abhängig von Anspruch 1 oder 2, bei der sich in einem Bereich zwischen den Gelenkanordnungen Zufuhrleitungen (33a, 33b) für das Stellglied zur Außenseite des Gehäuses (19) und /oder des Trägers (2) hin öffnen.

8. Lenkachse nach Anspruch 7, bei der die genannten Leitungen durch einen radialen Flansch (20) verlaufen, durch den das Stellglied (11) mit dem Träger (2) verbunden ist.