CH642017A5

CH642017A5 - Kufenaufhaengung fuer ein zweispuriges schneefahrzeug.

Info

Publication number: CH642017A5
Application number: CH871679A
Authority: CH
Inventors: Gert Berthold; Dieter Dreyhaupt; Helmfried Dunse; Erich Henker; Bernd Viehweg
Original assignee: Wtz Holzverarbeitende Ind
Priority date: 1978-09-28
Filing date: 1979-09-27
Publication date: 1984-03-30
Also published as: IT1162668B; US4291892A; DE2928628A1; DE2928628C2; IT7950317A0; DD147763A3; RO79047A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kufenaufhängung für ein zweispuriges Schneefahrzeug, bei dem sich auf den Kufen der Fahrzeugkörper federnd abstützt, wobei am Vorderteil einer jeden Kufe ein um eine Querachse schwenkbarer Tragarm angeordnet ist.

Bekannt sind Schneefahrzeuge, bei denen die Kufen ohne besondere federnde Zwischenglieder an der Achse derart befestigt sind, dass sie sich nur um ihre Querachse zur Anpassung von Unebenheiten auf der Fahrbahn verdrehen. Um dieses Verdrehen zu ermöglichen, sind radial und axial wirkende Gleitlager am Ende der Achse angeordnet. Mit der Nabe des Gleitlagers ist der Träger der Kufe verbunden, an dem die Kufe mittels Schrauben festgeklemmt und durch eine Tasche geführt ist. Die vertikal wirkenden Kräfte werden direkt in die Nabe der Gleitlager und von dort in die Achse geleitet. Nachteilig ist, dass der Kufenträger durch die feste Verbindung mit der Kufe einen starren Verband bildet, der in vertikaler und horizontaler Richtung nur unbedeutend elastisch nachgeben kann.

Es wurde bereits mit der DE-OS 2 407 190 vorgeschlagen, zwischen dem Kufenträger und dem Chassis des Schneefahrzeuges eine Hebelarmeinrichtung anzuordnen, die mit einer an der Kufe befestigten Feder abgestützt wird. Diese Hebelarmeinrichtung vermeidet nur die Flexibilität einer Blattfeder, jedoch werden durch die zentrale Befestigung der Kufe besonders hohe Forderungen an deren Steifigkeit gestellt. Die Gelenkpunkte, die im Zusammenhang mit der Vertikalbewegung der Kufe eine gewünschte Federung ermöglichen, sind auf sehr kleinem Raum konzentriert. Nachteilig ist, dass sich mit diesen kleinen Lagerabständen ein kleines Lagerspiel sehr stark vergrössernd auf das Lenkungsspiel auswirkt. Vergrössertman die Lagerabstände, so ver-grössert sich auch der Abstand zwischen der Kufe und dem Boot des Schneefahrzeuges, wodurch sich die Schwerpunkthöhe des Gerätes vergrössert und auftretende Seitenkräfte das Fahrverhalten negativ beeinflussen und ein Kippen begünstigen.

Ferner wurde mit der DE-AS 2 044 433 vorgeschlagen, bei einem mit Motorkraft angetriebenen Fahrzeug an jeder Kufe als Lastlagerung einen Stossdämpfer mit einem starren Arm zu verbinden und im unmittelbaren Bereich der Achs-5 lagerung die Kufe an dem starren Ann durch eine Schraubenfeder abzustützen. Nachteilig ist, dass keine seitliche Führung der Kufen durch die in der Kufenmitte angeordnete Schraubenfeder erreicht werden kann und der Stossdämpfer beim Auftreten von seitlichen Kräften nicht als geeignetes io Führungselement anzusehen ist und sich zwischen den Be-festigungspuhkten verkantet. Ausserdem steht für den Einbau der Schraubenfedern ein niedriger Raum zur Verfügung, wodurch ein sehr kleiner Federweg erreicht wird.

Ziel der Erfindung ist es, für ein zweispuriges Schnee-15 fahrzeug eine Kufenaufhängung zu schaffen, mit der ein grosser Federweg bei geringer Bauhöhe erreicht wird. Gleichzeitig soll die Kufenaufhängung die Kufen seitlich gut führen und auf dem grösseren Teil des Federweges eine flache Federkennlinie erreicht werden.

20 Erfindungsgemäss wird dieses Ziel dadurch erreicht, indem bei einer Kufenaufhängung der eingangs genannten Art ein Lenker vorgesehen ist, der an einem Ende neben der Achsnabe in einem im Tragarm gelagerten Gehänge und am anderen Ende in einem Lager der Kufe angeordnet ist, dass 25 sich ein Federelement zwischen dem Lenker und einem Ausleger des Tragarmes befindet, und dass Stützglieder der Kufe in am Tragarm befestigten Taschen angeordnet sind.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann an jeder Tasche eine Zusatzfeder angeordnet sein. Zwischen einem 3o Ausleger der Querachse und dem Ausleger des Tragarmes oder am Arm selbst kann eine Torsionsfeder vorgesehen sein. Weiterhin kann zwischen dem Ausleger des Tragarmes und dem Lenker ein Stossdämpfer angeordnet sein.

Diese Kufenaufhängung ermöglicht durch die Anord-35 nung des Lenkers, des Federelementes und des Stossdämp-fers einen grossen Federweg mit einer flachen Federkennlinie. Durch die Zusatzfeder kann eine progressiv ansteigende Federkennlinie erzielt werden. Die Kufenaufhängung kann auch kurzzeitige, sehr hohe Belastungen aufnehmen. Aus-4o serdem ist durch die in den Taschen des Armes angeordneten Höcker eine seitliche Führung der Kufe erreichbar.

Die Erfindung wird nachsstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Kufenaufhängung in Seitenansicht, 45 Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Teildraufsicht der Kufenaufhängung nach Fig. 1,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Kinematik der Kufenaufhängung nach Fig. 1, und so Fig. 5 ein Diagramm mit einer Federkennlinie der Kufenaufhängung.

Nach den Fig. 1 bis 3 wird eine Kufe 1 in einem Lager 2 und über einen Tragarm 3, der aus einem kastenförmigen Profil besteht, von einer Querachse 4 geführt. Der Mittel-55 punkt des Lagers 2 liegt tiefer als der Mittelpunkt der Achse 4 Die Kufe 1 ist mit zwei nachstehend mit Höcker 5 bezeichneten Stützgliedern versehen, die beim Einfedern von zwei am Tragarm 3 befestigten Taschen 7 geführt werden. Der Abstand der Höcker 5 ist grösser als der Durchmesser 6o einer Achsnabe 8 am Tragarm 3. Dies ist eine Voraussetzung für einen grossen Federweg bei geringer Bauhöhe der Kufenaufhängung. In den Taschen 7 sind beidseitig der Nabe 8 zwei Zusatzfedern 6 angeordnet.

Gleichzeitig dienen die Taschen 7 zur seitlichen Führung 65 der Höcker 5. Im eingefederten Zustand sind die Zusatzfedern 6 durch die Höcker 5 etwa gleich stark zusammengedrückt. Im Tragarm 3 ist vor oder hinter der Querachse 4 nach Fig. 4 ein Gehänge 12 befestigt, das einen Lenker 11

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an einem. Ende führt. Das andere Ende des Lenkers 11 ist in einem Lager 10 der Kufe 1 angeordnet. Der Tragarm 3 ist mit einem Ausleger 13 versehen. Am Ausleger 13 und an dem Lenker 11 ist ein Stossdämpfer 14 befestigt. Zwischen dem Ausleger 13 und dem Lenker 11 stützt sich in der Nähe der Achsnabe 8 ein Federelement in der Form einer Schraubenfeder 15 ab.

Die Schraubenfeder 15 und der Stossdämpfer 14 sind zwischen dem Ausleger 13 und dem Lenker 11 derart eingefügt, dass sie den Raum zwischen der Unterkante des Lenkers 11 und der Oberkante des Auslegers 13 maximal nutzen, wobei der zur Verfügung stehende Zwischenraum für die Schraubenfeder 15 nur um die Blechdicken des Lenkers 11 und des Auslegers 13 reduziert wird. Damit wird der grosse Federweg an der Schraubenfeder 15 gesichert. Der Federweg wird in Richtung der Einfederung durch die zusammengedrückten Zusatzfedern 6 und in Richtung der Ausfederung durch den Stossdämpfer 14 begrenzt. Obwohl der Stossdämpfer 14 aufgrund des flachen Einbauraumes nicht vertikal eingebaut werden kann, so ist er derart angeordnet, dass er eine möglichst grosse vertikale Komponente bringt, um kleine innere Kräfte in der Kufenaufhängung aufzunehmen.

Zur Fixierung der Kufenstellung ist eine Torsionsfeder 16 vorgesehen, die sich auf der einen Seite am Ausleger 13 des Tragarmes 3 und auf der anderen Seite an einem Ausleger 17 der Querachse 4 abstützt. Es ist auch möglich, die Torsionsfeder am Tragarm 3 und an einem nicht dargestellten Fahrzeugkörper zu befestigen. Mit der Torsionsfeder 16 wird erreicht, dass sich die Kufe 1 in den von der Fahrbahn abgehobenen Zustand immer in die Grundstellung zurückdreht.

Fig. 4 zeigt, dass die Bewegung der Kufe relativ zur Querachse 4 zwei Freiheitsgrade hat. Der erste Freiheitsgrad ist durch die drehbare Lagerung der ganzen Kufenaufhängung auf der Achse 4 gegeben. Dadurch kann sich die Kufe 1 den Winkelabweichungen zwischen der Längsachse des Schneefahrzeuges und der Oberfläche der Schneebahn anpassen. Der zweite Freiheitsgrad ist durch ein Koppelgetriebe, das durch den Tragarm 3, dem Gehänge 12 und dem Lenker 11 gebildet wird, gegeben. Zwischen dem Ausleger 13 des Tragarmes 3 und dem Lenker 11 ist die Schrauben-fedèr 15 und der Stossdämpfer 14 angeordnet. Die Schraubenfeder 15 hat auf diese Weise ein günstiges Übersetzungsverhältnis für die Kufenaufhängung, da bei der Kufeneinfederung sowohl die Verdrehung des Tragarmes 3 als auch die Verdrehung und Verschiebung des Lenkers 11 als Federweg wirksam werden.

Damit der Stossdämpfer 14 eine grössere wirksame Komponente in der Kufenfederungsrichtung bringt, ist vorgesehen, dass der Abstand a mindestens ein Viertel bis ein Drittel des Abstands b beträgt.

Fig. 5 zeigt den Verlauf der Federkraft F über den vertikalen Weg der Kufe. Bei der statischen Last Fj ist die Kufenaufhängung auf Sj eingefedert. Bei der Lasterhöhung auf F2 (z B. die Fliehkraft bei Kurvenfahrt oder eine Unebenheit) kommt es zur Einfederung auf s2 und zum Einsatz der Zusatzfedern 6 nach Fig. 1. Die Zusatzfedern begrenzen infolge des progressiven Anstieges der Federkraft auf F3 den Federweg auf s3.

Die Schraubenfeder 15 und die Zusatzfedern 6 nach Fig. 1 sollen so dimensioniert sein, dass der Federweg s0 bis Sj etwa ein Viertel bis ein Drittel des Federweges von s0 bis s3 beträgt.

Bei einer erfindungsgemässen Kufenaufhängung sollen drei Funktionen realisierbar werden:

1. Die Funktion der Schwerpunktverlagerung beim Lager 2:

Beim Überfahren eines Hindernisses wird sich die Kufe zuerst vorn anheben, so dass der Tragarm 3 nach oben schwenkt und sich auf der Querachse 4 dreht. Gleichzeitig schwenkt der Ausleger 13 nach unten und drückt die Schraubenfeder 15 und den Stossdämpfer 14 zusammen.

Im weiteren Verlauf wird auch die Kufe 1 in der Mitte und hinten angehoben, wodurch sich der Lenker 11 auch noch nach oben verschiebt und sowohl die Schraubenfeder 15 als auch den Stossdämpfer 14 zusammendrückt.

Nachdem die Kufe 1 über das Hindernis hinweggeglitten ist, taucht zuerst das Lager 2 der Kufe 1 nach unten. In der jetzt folgenden Phase, in der anfangs noch eine über dem statischen Wert liegende Kufenlast vorliegt, schwenkt das Schneefahrzeug mit der Querachse 4 um das Lager 2 nach vorn und oben heraus und überträgt auf das Schneefahrzeug einen Impuls mit einer Komponente in Gleitrichtung. Die Komponente in Gleitrichtung wird mit tiefer liegendem Lager 2 gegenüber der Querachse 4 grösser.

Dieser Bewegungsablauf ist mit demjenigen bei einem Skilangläufer vergleichbar, der sich auch auf dem Ski, den er vorübergehend stärker belastet, nach vorn und oben drückt.

2. Funktion der weichen Federung:

Durch eine weiche Federung wird beim Einfedern infolge Fahrbahnerhebung die Kufenlast nur wenig erhöht, und beim Ausfedern infolge Fahrbahnvertiefung nimmt die Kufenlast nur wenig ab. Die Kräfte zwischen Kufe 1 und Fahrbahn ändern sich demzufolge nur wenig, und insbesondere entstehen keine grösseren die Fahrbahn zerstörenden Kraftspitzen. Da aber die Zerstörung der Fahrbahn mit einem entsprechenden Energieverbrauch und auch mit Geschwindigkeitsverlust verbunden ist, wirkt sich die weiche Federung günstig auf die Erhaltung der Fahrgeschwindigkeit aus. Gleichzeitig wird durch die weiche Federung die Fahrbahn geschont.

3. Die Funktion der Federwegaufteilung:

Die Federwegaufteilung zusammen mit der weichen Federung bewirkt, dass die Kufe 1 sowohl über Fahrbahnerhebungen als auch durch Fahrbahnvertiefungen gleiten kann, ohne von der Fahrbahn abzuheben bzw. zu springen. Da bei abgehobener Kufe 1 bzw. während des Sprunges die Antriebskraft fehlt, würde das Schneefahrzeug dabei an Geschwindigkeit in Richtung des Hanges verlieren. Eine entsprechende Umsetzung der durch die Fallbeschleunigung entstehenden vertikalen Geschwindigkeitskomponente beim Aufkommen auf die Fahrbahn erfolgt nicht, da beim Aufsprung zu viel Energie umgewandelt wird.

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2 Blätter Zeichnungen

Claims

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1. Kufenaufhängung für ein zweispuriges Schneefahrzeug, bei dem sich auf den Kufen der Fahrzeugkörper federnd abstützt, wobei am Vorderteil einer jeden Kufe ein um eine Querachse schwenkbarer Tragarm angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lenker (11) vorgesehen ist, der an einem Ende neben der Achsnabe (8) in einem im Tragarm (3) gelagerten Gehänge (12) und am anderen Ende in einem Lager (10) der Kufe (1) angeordnet ist, dass sich ein Federelement (15) zwischen dem Lenker (11) und einem Ausleger (13) des Tragarmes (3) befindet und dass Stützglieder (5) der Kufe (1) in am Tragarm (3) befestigten Taschen (7) angeordnet sind.

2. Kufenaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusatzfeder (6) in den Taschen (7) angeordnet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Kufenaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise zwischen einem Ausleger (17) der Querachse (4) und dem Ausleger (13) des Tragarmes (3) eine Torsionsfeder (16) angeordnet ist.

4. Kufenaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stossdämpfer (14) zwischen dem Ausleger (13) des Tragarmes (3) und dem Lenker (11) angeordnet ist.

5. Kufenaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise zwei nach oben weisende Stützglieder (5) vorgesehen sind, welche in am Tragarm (3) befestigten Taschen (7) gleitend geführt sind.