DE69720096T2 - Gefederte Achse für landwirtschaftliche Schlepper - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft eine gefederte Achse für landwirtschaftliche Schlepper in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
• Achsen diesen Typs für landwirtschaftliche Schlepper sind allgemein bekannt aus den deutschen Patentanmeldungen 3834693, 3901757, 3937938 und aus der italienischen Patentanmeldung PD92A000010.
• Diese Achsanordnungen umfassen zusätzlich zu den notwendigen, speziell technischen Anpassungen bezüglich der Tragvorrichtung des Fahrzeugs außerdem noch eine spezielle Anpassung der Fahrzeugkomponenten in Verbindung mit der Antriebswelle für eine Übertragung der Antriebskraft vom Getriebe bzw. von der Antriebsverteilerbox.
• Bei dem Typ der in der deutschen Patentanmeldung Nr. 3834593 veröffentlichten Achse ist es beispielsweise notwendig, dass eine Kugelgelenk-Schwenkverankerung mit einem spezifischen Widerstand zur Verfügung gestellt wird, die im unteren Abschnitt der Tragvorrichtung des Schleppers angeordnet ist, und dass auf dem Schlepper spezielle Einrichtungen für den Anschluss einer Ausgleichsvorrichtung durch Mittel bereitgestellt werden, mittels deren die Achse und die Federaufhängung miteinander verbunden werden sowie mit der zuvor erwähnten Tragkonstruktion.
• Weitere gefederte Achsen für Fahrzuge sind von der britischen Patentanmeldung 434330 und der US-amerikanischen Patentanmeldung 372910 allgemein bekannt. Eine gefederte Achse für ein Auto, die sämtliche Merkmale das Oberbegriffs nach Ansprüch 1 aufweist, ist aus der Patentanmeldung US-A- 4515390 bekannt.
• Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht dahingehend, eine gefederte Achse zur Verfügung zu stellen, die leicht auf Einrichtungen montiert werden kann, mit der in der Regel ungefederte Achsen und Achsübertragungen ausgestattet sind. Dieses Problem wird durch die Erfindung einer Achse gelöst, die nach den Patentansprüchen hergestellt wird, welche nachstehend beschrieben werden.
• Die Achse weist einen mittleren Abschnitt auf, der die gleichen Merkmale bezüglich der Montierfähigkeit wie eine ungefederte Achse enthält, mit der Fahrzeuge, wie beispielsweise landwirtschaftliche Schlepper üblicherweise ausgestattet sind, wobei der mittlere Abschnitt in einer oszillierenden oder nicht oszillierenden Art und Weise mit Bezug zu einer Achse montiert ist, die parallel zur Längsachse des Fahrzeugs verläuft, wogegen die seitlichen Abschnitte eine Doppelquerlenker-Aufhängung ausbilden, die einerseits an die vorstehend beschriebene mittlere Vorrichtung und andrerseits an den die Radnaben unterstützenden Teilbereich um ein Scharnier schwenkbar befestigt ist.
• Diese Anordnung sieht mittels elastisch federnder oder hydraulischer Elemente eine Federaufhängung vor, die zwischen dem mittleren Abschnittsbereich und einem jeden einzelnen Rad unabhängig funktioniert; falls ein hydraulischer Zylinder für die Federaufhängung eingesetzt wird, erlaubt diese Anordnung, dass die Position des Schwerpunktzentrums des Fahrzeugs mit Bezug zur Achsdrehung der Räder vorgegeben oder abgeändert werden kann, selbst dann, wenn sich das Fahrzeug in Bewegung befindet.
• Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden, detaillierten Beschreibung von zwei Ausführungsformen offensichtlich, die anhand von uneingeschränkten Beispielen unter Bezug auf die angehängten Zeichnungen erläutert werden, welche zeigen:
• Fig. 1 ist eine Perspektivenfrontansicht einer Achse, die nach der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
• Fig. 2 und 3 ist eine Draufsicht und eine Aufrissansicht der gesamten, gefederten Achse der Fig. 1.
• Fig. 4 und 5 ist eine Perspektivendraufsicht und eine Seitenaufrissansicht eines Details der Achse der Fig. 1.
• Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht der Achse der vorstehenden Figuren.
• Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des Hydraulikschaltkreises in Verbindung mit der Achse der vorstehend genannten Figuren.
• In den Zeichnungen wird eine nach der vorliegenden Erfindung hergestellte Achse allgemein mit Ziffer 1 angegeben. Die Achse 1 umfasst einen Zentralachskörper 2, der ein umschlossenes, gehäuseförmiges Konstruktionsteil bildet, sowie zwei Seitenachskörper 3a, 3b, die am Zentralachskörper an der beiden entgegengesetzten Seiten zu diesem jeweils befestigt sind, und zwar mittels respektiver, so genannter "unabhängiger Rad-" Aufhängungen 4a, 4b.
• Das umschlossene, gehäuseförmige Konstruktionsteil des Zentralachskörpers 2 ist für die Unterbringung einer Differenzialeinheit 5 geeignet, mit der das Antriebsritzel (nicht dargestellt) zur Antriebswelle über eine Wellenverbindung verzahnt ist, wovon eine Antriebsflansche 6 gezeigt wird. Die Differenzialeinheit 5 ist für den Betriebsvorgang von zwei entsprechenden Halbwellen 7a, 7b angeordnet, wovon jede eine entsprechende Radnabe 8a, 8b des entsprechenden Seitenachskörpers 3a, 3b zum Drehen bringt.
• Der Zentralachskörper 2 umfasst zwei zapfenähnliche, zylindrische Ausfahrfassungen 10, 11, die auf der gleichen Mittelachse A axial ausgerichtet und in den entsprechenden Tragkonstruktionen 12, 13 unterzubringen sind, die auf der Tragvorrichtung eines landwirtschaftlichen Schleppers oder äquivalenten Einrichtungen mit Eigenantrieb für die Montage von herkömmlichen, ungefederten oder "starren" Achsen konventionell angeordnet sind. Daher wird die Achse so montiert, dass sie um die Mittelachse A auf der Tragvorrichtung des Schleppers oszillieren kann. Es ist jedoch vorgesehen, dass die Achse auch nicht oszillierend montiert werden kann.
• Da die in den Zeichnungen dargestellte Achse 1 eine Lenkachse ist, hinzukommend zu einer Antriebsachse, wird auch ein Lenkstellantrieb 19 an den gehäuseförmigen Achskörper 2 befestigt, und die sich gegenüberliegenden Lenkschubstangen 14a, 14b werden mittels der entsprechenden Lenkarme 15a, 15b mit den zwei Seitenachskörpern 3a, 3b so verbunden, wie nachstehend näher erläutert werden wird.
• Der Zentralachskörper 2 umfasst auch zwei sich gegenüberliegende Halterungsfassungen, die beide mit Ziffer 18 angegeben werden, die seitlich nach oben gerichtet hervorstehen, und die eines der zwei Verankerungselemente für einen Steilantrieb 19 der entsprechenden Radaufhängungen 4a, 4b ausbilden sollen, wobei das andere Verankerungselement des Stellantriebs 19 eine Befestigungsöse 20 ist, die jeweils auf dem korrespondierenden Seitenachskörper 3a, 3b vorgesehen ist. Die Halterungsfassungen 18 kommen auch zum Einsatz, um die jeweiligen ersten Passungen für die Aufnahme der korrespondierenden ersten Gelenkzapfen 21 zu definieren, die mittels erster Gelenkarme 22, bzw. oberer Gelenkarme, der Aufhängungen 4a, 4b mit dem Zentralachskörper 2 mit Scharnieren versehen schwenkbar befestigt sind. Die ersten Gelenkarme 22, wie in Fig. 5 deutlich dargestellt ist, werden mittels Gelenkbolzen 26 an ihrem gegenüberliegenden Ende mit dem entsprechenden Seitenachskörper 3a, 3b mit Scharnieren versehen schwenkbar befestigt.
• Vorteilhafterweise werden, wie in Fig. 4 veranschaulicht wird, die oberen Gelenkarme 22 durch einen entsprechenden Querträger 27 zur Ausbildung eines oberen Aufhängungsgestängekreuzes miteinander verbunden.
• Die zweiten Gelenkzapfen 23 werden in den jeweiligen zweiten Passungen am unteren Teil des Zentralachskörpers für die Gelenkverbindung der zweiten Gelenkarme 24, bzw. der unteren Gelenkarme, der Aufhängungen 4a, 4b bereitgestellt. Die sich gegenüberliegenden Enden der zweiten Gelenkarme stehen mittels weiterer Gelenkbolzen 25 mit den korrespondierenden Seitenachskörpern 3a, 3b in Gelenkverbindung.
• Die Schwenkung zwischen den Gelenkarmen und den Gelenkzapfen wird mittels Gelenkbuchsen oder Gelenklagern ausgeführt, die elastisch federnde Zwischenelemente enthalten. In der Regel wird vorgesehen, dass eine Drehstabfeder oder eine andere federnde Aufhängung im Bereich der zweiten Passungen der Gelenkzapfen 23 untergebracht werden kann, um damit auf den zweiten Gelenkarmen einzuwirken und sie elastisch und spannkräftig zu veranlassen, nach unten zu schwenken. Hierbei wirkt ein Ende der Feder auf den zweiten Gelenkarmen 24 ein, während deren gegenüberliegendes Ende an einen Gelenkflansch 28 befestigt wird, der so angeordnet ist, um ein axiales Ende der zweiten Passung 23 zu umschließen, und der in eine vorbestimmte, winkelige Richtung mittels Bolzen verriegelt werden kann, die in Längsschlitzen aufgenommen worden sind, um damit eine passende, elastische Vorspannung auf die korrespondierende Drehstabfeder zu übertragen.
• Entsprechende Stoppstützpfeiler, die mit den Ziffern 30, 31 angegeben werden, sind ausgerichtet, um die Abwärtsschwenkung der Radaufhängungen 4a, 4b einzuschränken und werden auf dem Zentralachskörper 2 und auf den oberen Gelenkarmen eingesetzt.
• Die Seitenachskörper 3a, 3b umfassen jeweils ein Unterstützungselement 32, auf dem die entsprechende Radnabe 8a, 8b mit einem an sich herkömmlichen Aufbau in ihrer Umsetzung so montiert ist, dass sie um die Lenkdrehachse X schwenken kann.
• Ein Auflagenträger 34, auf welchen der korrespondierende Lenkarm 15a, 15b zur Steuerung der Lenkachse gelenkig gelagert ist, ist auf dem Träger der Radnabe 8a, 8b angeordnet. Positiv anzumerken ist die Tatsache, dass diese Konstruktion selbst für die Herstellung von nicht lenkbarer Achsen dient.
• Entsprechende Lager 33 für die drehbare Unterstützung der Halbwellen 7a, 7b und der damit in Verbindung stehenden Doppelgelenke, mit denen die Halbwellen an die jeweilige Radnabe angeschlossen sind, werden im Unterstützungselement 32 vorgesehen.
• Es wird daher eine unabhängige Radaufhängung zur Verfügung gestellt, die auf jedes der Räder einwirkt, die mit der Achse verbunden sind. Die Stellantriebe 19 können dann in ihrer Umdrehung mit einem hydropneumatischen Schaltkreis verbunden werden, der an sich herkömmlicher Art und in Fig. 7 dargestellt ist, und der sich für die Steuerung der Radaufhängungen eignet, um die Lageregelung des Fahrzeugs verändern zu können, selbst dann, wenn das Fahrzeug sich in Bewegung befindet.
• Der hydraulische Schaltkreis der Fig. 7 umfasst - für jeden Stellantrieb 19 - einen jeweiligen Gasspeicher 35, der das elastisch federnde Zwischenelement der Radaufhängung mittels der durch das Druckgas ausgeübten Kraft ausbildet.
• Ein Drucköl (oder ein anderes Fluid) wird von einer Pumpe geliefert, welche die Druckflüssigkeit in einer Rohrleitungsanlage 36 einspeist, die von zwei Druckluft- Geräteschaltschützen 37, 38 gesteuert wird. Das Geräteschaltschütz 37 erlaubt, wenn es offen ist, dass Öl in den Gasspeichern 35 und in den Hydraulikschaltkreis 39 durch Mittel eingespeist wird, an welche die Gasspeicher 35 mit den jeweiligen Stellantrieben 19 verbunden sind; das Druckluft-Geräteschaltschütz 38 steuert das Ablassen des Öls aus dem Hydraulikschaltkreis 39 in die Rohrleitungsanlage 40 für die unmittelbare Ablassung in einen Tankbehälter (nicht dargestellt). Ziffer 41 bezeichnet eine Positionsmesseinrichtung, die jede Veränderung der Position der Radaufhängung erfasst, wann immer die Radaufhängung einer unterschiedlichen Einsatzbeanspruchung ausgesetzt ist, und überträgt ein entsprechendes, elektrisches Signal an eine Elektroniksteuerung 42, welche das Eingreifen der Geräteschaltschützen 37, 38 solange regelt, bis die gewünschte Ruhelage wieder hergestellt ist. Ziffer 43 bezeichnet zwei handgesteuerte Geräteschaltschützen, die es ermöglichen, dass die Radaufhängung in einer ausgewählten Position wunschgemäß blockiert wird.
• Die Erfindung löst somit das erfasste Problem und hat zahlreiche Vorteile gegenüber der herkömmlichen, gefederten Achse. Im Besonderen ist festzustellen, dass sämtliche der Bauteilelemente, die für die Montage der Achse in einem Fahrzeug notwendig und für die traditionelle Ausstattung entwickelt worden sind, in der erfindungsgemäßen Achse so integriert werden, dass die Achse auf einem landwirtschaftlichen Schlepper eingesetzt werden kann, ohne dass irgendwelche wesentlichen Eingriffe für die Anpassung erforderlich werden.

Claims (1)

1. Gefederte Achse für landwirtschaftliche Schlepper mit:

- einem Zentralachskörper (2);

- Vorrichtungen (10, 11) zum Befestigen des Zentralachskörpers an eine Tragkonstruktion (12, 13) des Fahrzeugs;

- Seitenachskörper (3a, 3b) für jedes Rad, wobei jeder Seitenachskörper eine dementsprechende Radnabe (8a, 8b) aufweist;

- Vorrichtungen zum Anschluss eines jeden Seitenachskörpers an den Zentralachskörper, wobei die Anschlussvorrichtung umfasst: eine unabhängige Radaufhängung (4a, 4b) - für jede Radnabe - einschließlich oberer und unterer Aufhängungsgelenkarme (22, 24), welche mittels einem Ende am entsprechenden Seitenachskörper (3a, 3b) und mittels des gegenüber liegenden Endes am Zentralachskörper (2) gelenkig gelagert sind, sowie Stoßdämpfervorrichtung und/oder Federaufhängungsvorrichtung (19) zwischen dem korrespondierenden Seitenachskörper (3a, 3b) und dem Zentralachskörper (2), wobei die Stoßdämpfervorrichtung und/oder die Federaufhängungsvorrichtung (19) und die Aufhängungsgelenkarme (22, 24) ansonsten im Wesentlichen von der Tragvorrichtung des Fahrzeugs abgekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtungen sich gegenüber liegende, zapfenähnliche Fassungen (10, 11) aufweisen, die koaxial aus dem Zentralachskörper (2) an einer Position hervorstehen, in der sie als Zwischenglieder zwischen den Gelenkachsen der oberen und unteren Aufhängungsgelenksarme (22, 24) der gleichen unabhängigen Radaufhängung (4a, 4b) zum Zentralachskörper liegen, wobei der Zentralachskörper über die zapfenähnlichen Fassungen mit der Tragkonstruktion des Fahrzeugs frei gelenkig so verbunden ist, damit er um die Achse der zapfenähnlichen Fassungen unabhängig schwenken kann.

Gefederte Achse nach Anspruch 1, wobei die Achse eine Antriebsachse ist.

Gefederte Achse nach Anspruch 2, wobei der Zentralachskörper ein umschlossenes, gehäuseförmiges Konstruktionsteil aufweist, das zur Unterbringung einer Differenzialeinheit (5) geeignet ist.

Gefederte Achse nach einem oder mehreren der vorstehenden Patentansprüche, wobei die Aufhängungsgelenkarme (22, 24) einer jeden Aufhängung eine schwenkbare Doppelquerlenker- Aufhängung bilden.

Gefederte Achse nach einem oder mehreren der vorstehenden Patentansprüche, wobei zumindest ein Stellantrieb mit einem Schaltkreis für die hydropneumatische Steuerung der Lageregelung des Fahrzeugs angeschlossen ist.

Gefederte Achse nach einem oder mehreren der vorstehenden Patentansprüche, wobei die Radnaben (8a, 8b) auf den entsprechenden Seitenachskörpern (3a, 3b) über den jeweiligen Lenkachsen drehbar montiert und die Lenkvorrichtungen (14, 15a, 15b) zwischen den Seitenachskörpern und dem Zentralachskörper (2) vorgesehen sind.