DE4235797A1 - Kraftfahrzeug mit Hubgerüst - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug für industrielle und/oder landwirtschaftliche Arbeiten, insbesondere Acker­ schlepper, mit wenigstens einem Achskörper und einer Fahr­ zeuggrundstruktur, an der ein im wesentlichen senkrecht aus­ gerichtetes Hubgerüst festgelegt ist. In dem Hubgerüst ist ein höhenverstellbarer Hubrahmen geführt, der Kupplungs- und/oder Antriebseinrichtungen für Arbeitsgeräte trägt. Bei der Fahrzeuggrundstruktur kann es sich beispielsweise um einen Fahrzeugoberbau, z. B. ein Fahrgestell, ein Fahrzeug­ chassis oder einen Fahrzeugrahmen handeln.

Ein derartiges Fahrzeug, das als Portalschlepper ausgebildet ist, geht aus der DE-A-28 04 129 hervor. Bei ihm stützt sich ein Chassis über vordere und hintere Stelzen auf den Vorder- und Hinterrädern ab. Das Chassis trägt eine Hebevorrichtung, die aus einem ersten Rahmen mit senkrechten, als Schienen ausgebildeten Seitenstützen und einem zweiten Rahmen, der in den Schienen gleitend angeordnet ist, besteht. Der zweite Rahmen trägt eine Dreipunktkupplung für Arbeitsgeräte, deren Arbeitshöhe durch zwei zwischen dem ersten und dem zweiten Rahmen symmetrisch angeordnete Arbeitszylinder einstellbar ist. Mit einem erheblichen konstruktiven Aufwand wird allen­ falls eine bedienungsfreundliche Verstellbarkeit der Drei­ punktkupplung erreicht.

Durch die DE-C-28 07 299 ist ein landwirtschaftliches Mehr­ zweckfahrzeug bekannt geworden, dessen Fahrzeugoberbau sich durch Blattfedern auf einem die Hinterräder tragenden Achs­ körper abstützt. Zwischen dem Achskörper und dem Oberbau ist in der Nähe der Blattfedern je ein Druckmittelzylinder ange­ lenkt, dessen Druckraum durch ein Sperrventil wahlweise mit einem als Zusatzfeder wirkenden hydropneumatischen Speicher verbindbar ist. Vorrichtungen zur Befestigung von Arbeits­ geräten werden in dieser Schrift nicht beschrieben.

Während insbesondere bei Ackerschleppern frühere Bemühungen darauf abzielten, die unterschiedlichen Kupplungsvorrichtun­ gen auf ihre Basisfunktionen: Tragen, Ziehen, Antreiben, Steuern etc. zu reduzieren und diese zu standardisieren, ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, durch eine stärkere Integration schlepper- und anbaugeräteseitiger Funktionen besonders das dynamische Verhalten des Gesamtsystems zu ver­ bessern. Dieses Ziel ergibt sich aus dem Bestreben, immer größere und schwerere Geräte an den Schlepper anzuschließen und gleichzeitig die Arbeitsgeschwindigkeiten im Sinne einer Produktivitätssteigerung zu erhöhen.

Die DE-A-31 07 228 beschreibt eine weitgehende Standardisie­ rung der Gerätekopplung, wie höhenverstellbare Wagenanhän­ gung, Tiefanhängung von Einachsanhängern mit starrer oder automatischer Ankopplung, Dreipunktanhängung, Zugpendel etc., jeweils unter Berücksichtigung des Zapfwellenantriebs und elektrischer und hydraulischer Schnellkupplungselemente. Durch eine elektronische Hubwerksregelung kann der Acker­ schlepper mit Anbaugerät oberhalb von 8 km/h als aktives System zur dynamischen Schwingungstilgung der Gerätemasse und unterhalb von 8 km/h zur Zugkraftregelung eingesetzt werden. Das Problem besteht hier darin, daß Einachsanhänger eine vergleichbare Schwingungsanregung erzeugen, ohne daß die elektronische Hubwerksregelung zu deren Reduzierung einge­ setzt werden kann, da der Einachsanhänger in der Wagenanhän­ gevorrichtung und nicht in der Dreipunkthydraulik angekoppelt wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gese­ hen, die Standardisierung des Interfaces zwischen Fahrzeug (insbesondere Ackerschlepper) und Gerät weiter voranzutreiben und den unterschiedlichen Anforderungen durch ein einfaches System gerecht zu werden. Insbesondere soll durch einfache Maßnahmen bei einem Fahrzeug der eingangs genannten Art, das ein höhenverstellbares Interface zum Anbau von Arbeitsgeräten und dergleichen aufweist, mit geringem Mehraufwand eine Achsfederung erzielt werden.

Die Aufgabe wird ausgehend von dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Liegt beispielsweise ein Interface gemäß der DE-A-31 07 228 vor, so läßt sich mittels der erfindungsgemäßen Lösung mit geringem Mehraufwand eine hydropneumatische Hinterachsfede­ rung erzielen, indem man für Transportarbeiten das Hubgerüst, das starr mit der Fahrzeuggrundstruktur in Verbindung steht, und den Hubrahmen gegeneinander sperrt. Gleichzeitig stützt sich der Hubrahmen über wenigstens einen Hydraulikzylinder federnd auf dem Achskörper ab, wodurch sich eine hydropneuma­ tische Achsfederung realisieren läßt.

Bei Feldarbeiten wird hingegen die Hinterachse mit dem Hub­ gerüst starr verbunden, um Relativbewegungen zwischen Hubge­ rüst und Achskörper zu vermeiden. Der Hubrahmen läßt sich in diesem Fall mit Hilfe wenigstens eines Hydraulikzylinders in dem Gerüst auf- und abbewegen.

Das Hubgerüst kann zusätzlich zu seinen Funktionen, die der Befestigung und Führung des Hubrahmens dienen, in vorteilhaf­ ter Weise die Funktion des Überschlagrahmens übernehmen, um auf diese Weise erhebliche Kosten für einen separaten Über­ schlagbügel einzusparen.

Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung zeigt, werden nachfolgend die Erfindung sowie weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung näher beschrieben und erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 die schematische Seitenansicht eines erfin­ dungsgemäßen Ackerschleppers mit am Heck mon­ tiertem Hubgerüst und Hubrahmen,

Fig. 2 die schematische Seitendarstellung der erfin­ dungsgemäßen Anordnung in ihrer Arbeitsposi­ tion und

Fig. 3 eine Seitendarstellung der Anordnung gemäß Fig. 2 in ihrer Transportposition.

Der in Fig. 1 dargestellte Ackerschlepper 10 weist ein Schlepperchassis 12 auf, das in seinem vorderen Bereich eine pendelnde Vorderachse mit Vorderrädern 14 trägt. Das Schlep­ perchassis 12 kann sich dabei auf bekannte Weise über Feder­ beine oder über ein hydropneumatisches Federungssystem auf der Vorderachse 14 federnd abstützen.

Im hinteren Bereich des Schlepperchassis 12 ist eine Hinter­ achse 16 mit Hinterrädern 18 angeordnet. Die Hinterachse 16 ist gegenüber dem Schlepperchassis 12 insbesondere in ver­ tikaler Richtung nicht festgelegt.

Am hinteren Bereich des Schlepperchassis 12 ist ein sich im wesentlichen senkrecht nach oben erstreckendes Hubgerüst 20 starr befestigt. Das Hubgerüst 20 besteht beispielsweise im wesentlichen aus zwei seitlichen U-Profilschienen, deren obere Enden durch einen nicht näher dargestellten Querträger miteinander verbunden sind. In den U-Profilschienen ist ein Hubrahmen 22 geführt, der sich in vertikaler Richtung ver­ schieben läßt.

An seinem oberen Ende trägt das Hubgerüst 20 ein Kabinendach 24. Ferner können nicht dargestellte vertikale Kabinenwandun­ gen vorgesehen sein, durch die eine geschlossene Fahrzeug­ kabine gebildet wird, die den Fahrersitz 26 und das Bedie­ nungspult mit Lenkrad 28 einschließt. Das Hubgerüst 20 ist derart starr und stabil ausgeführt und an dem Schlepperchas­ sis 12 befestigt, daß es neben seiner Funktion als Führungs­ rahmen für den Hubrahmen 22 zu dienen, gleichzeitig als Überschlagschutzrahmen ausgebildet ist. Diese Ausbildung erspart die Bereitstellung eines gesonderten Überschlag­ schutzrahmens oder eine entsprechend starre Ausbildung der Fahrzeugkabine zur Erfüllung der Sicherheitsanforderungen.

An dem Schlepperchassis 12 sind seitlich zwei untere Lenker 30 angelenkt, deren mittlere Bereiche je über eine Hubstange 32 mit dem höhenverstellbaren Hubrahmen 22 in Verbindung stehen, so daß sich die freien, hintern Enden der unteren Lenker 30 anheben oder absenken lassen. Der Hubrahmen 22 kann weitere mechanische, elektrische und hydraulische Kupplungen für den Anschluß von Arbeitsgeräten oder von Anhängern auf­ weisen, wie dies beispielsweise in der DE-A-31 07 228 be­ schrieben wurde.

Zwischen dem Schlepperchassis 12 und dem Hubgerüst 20 ist we­ nigstens eine einrückbare Arbeitssperre 34 vorgesehen, durch die sich das Hubgerüst 20 starr mit dem Schlepperchassis 12 verbinden läßt. Ferner ist zwischen dem Hubgerüst 20 und dem Hubrahmen 22 wenigstens eine einrückbare Transportsperre 36 vorgesehen, durch die sich der Hubrahmen 22 starr mit dem Hubgerüst 20 verbinden läßt. Die Arbeitssperre 34 und die Transportsperre 36 sollten einfach und rasch einrückbar sein.

Zum automatischen Ein- und Ausrücken der Sperren 34, 36 von der Fahrerkabine aus kann eine hydraulische oder elektrische Hilfskraft verwendet werden. Als Sperre 34, 36 kommen bei­ spielsweise sich gegenüberliegende, an je einem der zu ver­ bindenden Teile befestigte Verzahnungen nach Art von Zahn­ stangen in Betracht, die miteinander in Eingriff gebracht werden können.

Zwischen der Hinterachse 16 und dem oberen Bereich des Hub­ rahmens 22 ist wenigstens ein, zweckmäßigerweise jedoch auf jeder Fahrzeugseite ein Hydraulikzylinder 38 angeordnet. Die Kolbenstange 40 des Hydraulikzylinders 38 kann gelenkig an der Hinterachse 16, und das obere Ende 42 des Zylindermantels kann gelenkig an einer an dem Hubrahmen 22 befestigten Kon­ sole 44 befestigt sein.

Der Druckraum 46 des Hydraulikzylinders 38 steht über eine Hydraulikleitung 48 mit einem elektromagnetisch betätigbaren Umschaltventil 50 in Verbindung, das die Hydraulikleitung 48 entweder mit einem hydropneumatischen Druckspeicher 52 oder einem Anschluß 54 eines elektromagnetisch betätigbaren Steu­ erventils 56 verbindet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Umschaltventil 50 um ein 3-Wege/2-Po­ sitionen-Ventil und bei dem Steuerventil 56 um ein 3-Wege/3- Positionen-Ventil. Durch das Steuerventil 56 läßt sich der Anschluß 54 hydraulisch sperren oder mit einer Hydraulikpumpe 58 bzw. einem Vorratsbehälter 60 verbinden. Der unter dem Kolben 62 liegende Saugraum 64 des Hydraulikzylinders 38 steht über eine Drosselstelle 66, die verstellbar ausgebildet sein kann, mit dem Vorratsbehälter 60 in Verbindung.

Die Wirkungsweise der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Anordnung ist folgende:

Zur Durchführung von Feldarbeiten soll die Fahrzeugfederung unterdrückt werden und eine automatische Höhenverstellung des an die unteren Lenker angekoppelten Arbeitsgerätes erfolgen. Diese Betriebsweise wird dadurch ermöglicht, daß, wie in Fig. 2 angedeutet, die Arbeitssperre 34 zwischen Hinterachse 16 und Hubgerüst 20 eingerückt wird, so daß die Hinterachse 16 und das Hubgerüst 20 starr miteinander verbunden sind. Ferner wird das Umschaltventil 50 durch entsprechende Stromversor­ gung seiner Magnetspulen in eine Position gebracht, in der es die Hydraulikleitung 48 mit dem Anschluß 54 des Steuerventils 56 verbindet. Das Steuerventil 56 kann durch eine Hubwerks­ regelung, wie sie beispielsweise durch die EP-A-0 428 076 be­ kannt geworden ist, angesteuert werden, um entsprechend der gewünschten Höhenlage des Anbaugerätes den Hydraulikdruck in dem Druckraum 46 des Hydraulikzylinders 38 zu erhöhen oder abzusenken. Bei einer Druckänderung im Druckraum 46 ver­ schiebt sich der Hubrahmen 22 relativ zum Hubgerüst 20 in Richtung des Doppelpfeils 68.

Für Transportfahrten, insbesondere bei höheren Geschwindig­ keiten, ist es wünschenswert, daß die Fahrerkabine auf der Fahrzeugachse gefedert gelagert ist. Diese Betriebsweise wird durch Lösen der Arbeitssperre 34 und Einrücken der Transport­ sperre 36 ermöglicht. Gleichzeitig wird das Umschaltventil 50 in die in Fig. 3 dargestellte Lage gebracht, in der der Druckraum 46 des Hydraulikzylinders 38 über die Hydrauliklei­ tung 48 mit dem hydropneumatischen Druckspeicher 52 verbunden wird. Der Hydraulikzylinder 38 wirkt nun in Verbindung mit dem Druckspeicher 52 als Federelement, das zwischen der Hinterachse 16 und dem mit dem Hubgerüst 20 und damit auch dem Schlepperchassis 12 starr verbundenen Hubrahmen 22 einge­ spannt ist. Beim Einfedern verschiebt sich die Lage der Hinterachse 16 relativ zum Schlepperchassis 12 in Richtung des Doppelpfeils 70. Die Drosselstelle 66 dient zur Einstel­ lung der Schwingungsdämpfung.

Auch wenn die Erfindung lediglich anhand eines Ausführungs­ beispiels beschrieben wurde, erschließen sich für den Fach­ mann im Lichte der vorstehenden Beschreibung viele verschie­ denartige Alternativen, Modifikationen und Varianten, die unter die vorliegende Erfindung fallen.

Claims (5)

1. Kraftfahrzeug für industrielle und/oder landwirtschaft­ liche Arbeiten, insbesondere Ackerschlepper (10), mit wenigstens einem Achskörper (16) und einer Fahrzeug­ grundstruktur (12), an der ein im wesentlichen senk­ recht ausgerichtetes Hubgerüst (20) festgelegt ist, das einen höhenverstellbaren Hubrahmen (22) aufnimmt, wel­ cher seinerseits Kupplungs- und/oder Antriebseinrich­ tungen für Arbeitsgeräte trägt, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Hubrahmen (22) mittels wenigstens eines Hydraulikzylinders (38) auf dem Achskörper (16) ab­ stützt.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einrückbare Arbeitssperre (34) vorgesehen ist, durch die das Hubgerüst (20) fest mit dem Achskörper (16) verbindbar ist.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß eine einrückbare Transportsperre (36) vorge­ sehen ist, durch die das Hubgerüst (20) fest mit dem Hubrahmen (22) verbindbar ist.

4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Hubgerüst (20) als Überschlag­ schutzrahmen ausgebildet ist.

5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Umschaltventil (50) vorgesehen ist, welches den Druckraum (46) des Hydraulikzylinders (38) wahlweise mit einem hydropneumatischen Druckspei­ cher (52) oder mit einer Hubwerksregelung verbindet.