DE102007017784B4

DE102007017784B4 - Hydraulischer Oberlenker mit Schwimmstellung

Info

Publication number: DE102007017784B4
Application number: DE102007017784A
Authority: DE
Inventors: Johannes Kapfer
Original assignee: AGCO GmbH and Co
Current assignee: AGCO GmbH and Co
Priority date: 2007-04-16
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2027-04-17
Also published as: EP1982570A1; US8408325B2; DE102007017784A1; US20080264656A1; DE602008003708D1; EP1982570B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Oberlenker (32) für ein Nutzfahrzeug, insbesondere für einen landwirtschaftlichen Schlepper. Der Oberlenker (32) weist einen Hydraulikzylinder (34) zum Verstellen des Oberlenkers (32) auf. Ferner ist mindestens ein Fluidspeicher (36) vorgesehen, an welchen der Hydraulikzylinder (34) derart koppelbar ist, dass im angekoppelten Zustand ein auf ein vorbestimmtes Volumen begrenzter Austausch von Hydraulikfluid zwischen dem Hydraulikzylinder (34) und dem Fluidspeicher (36) ermöglicht wird und ein Kolben (40) des Hydraulikzylinders (34) um eine dem vorbestimmten Volumen entsprechende Distanz (l<SUB>s</SUB>) in dem Hydraulikzylinder (34) schwimmend bewegbar ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine vorderseitige sowie eine rückseitige Dreipunktaufhängung eines Nutzfahrzeuges mit zwei schwenkbar angelenkten Unterlenkern und einem Oberlenker mit solch einem Fluidspeicher.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Oberlenker für ein Nutzfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 insbesondere für einen landwirtschaftlichen Schlepper, wobei der Oberlenker einen Hydraulikzylinder zum Verstellen des Oberlenkers aufweist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine rückseitige und eine vorderseitige Dreipunktaufhängung eines Nutzfahrzeuges sowie ein Nutzfahrzeug mit einem solchen rückseitig und/oder vorderseitig angebrachten Oberlenker.
Nutzfahrzeuge, insbesondere landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge, wie beispielsweise ein Ackerschlepper, weisen rückseitig und/oder vorderseitig oftmals eine Dreipunktaufhängung zur Anbringung eines Gerätes auf. Solch ein Gerät kann ein landwirtschaftliches Arbeitsgerät, wie beispielsweise ein Ackergerät, sein.
In den 1 und 2 ist eine rückseitige Dreipunktaufhängung mit einem herkömmlichen Oberlenker dargestellt. Dabei zeigt 1 eine perspektivische Ansicht der herkömmlichen Dreipunktaufhängung von in Fahrtrichtung rechts, und 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der herkömmlichen Dreipunktaufhängung von in Fahrtrichtung links.
Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, ist die Dreipunktaufhängung 2 rückseitig des Getriebes angebracht. Die Dreipunktaufhängung 2 wird durch zwei Unterlenker 6 und einen Oberlenker 8 gebildet. Die Unterlenker 6 und der Oberlenker 8 sind mit ihrem jeweiligen proximalen Ende 6a bzw. 8a an dem Getriebegehäuse 4 (oder gegebenenfalls an Rahmenbauteilen) angelenkt. Die distalen Enden 6b bzw. 8b weisen jeweils Ankoppelelemente 6c bzw. 8c auf, die zur Ankopplung an ein Gerätegestell 10 dienen. Das Gerätegestell 10 bildet beispielsweise einen Teil eines Heckgerätes zum rückseitigen Anhängen an das Nutzfahrzeug, wie beispielsweise eines landwirtschaftlichen Pfluges. Mit "proximal" werden hier jeweils die Abschnitte der Unterlenker 6 und des Oberlenkers 8 bezeichnet, die am Getriebegehäuse 4 angeordnet sind, während mit "distal" die vom Getriebegehäuse 4 entfernten Abschnitte bezeichnet werden.
Die Unterlenker 6 sind aktiv nach oben und unten schwenkbar ausgebildet. Hierzu sind an den Unterlenkern 6 Hubstangen 11 angelenkt, die sich von den Unterlenkern nach oben erstrecken und an ihrem oberen Ende wiederum an Kniehebel 12 angelenkt sind. Wie in dem Fachgebiet allgemein bekannt ist, können die Kniehebel 12 durch Hubzylinder 14 geschwenkt werden, wodurch die Unterlenker angehoben bzw. abgesenkt werden. In horizontaler Richtung sind die Unterlenker in begrenztem Ausmaß pendelnd schwenkbar oder starr ausgebildet. Die Pendelbewegung kann über eine Betätigungseinrichtung blockiert werden. Diese Blockierung der Pendelbewegung wird vorwiegend dann aktiviert, wenn das Anbaugerät keinen Bodenkontakt hat. Der Oberlenker 8 ist um eine Anlenkstelle am Getriebegehäuse 4 ebenfalls in Auf- und Abwärtsrichtung schwenkbar. Ferner kann die Länge des Oberlenkers 8 durch einen Hydraulikzylinder 16 verändert werden.
Alternativ ist es bei herkömmlichen Oberlenkern üblich, dass die Längenverstellung des Oberlenkers mechanisch über eine entsprechende Schraubverbindung erfolgt. Demgegenüber hat die hydraulische Verstellbarkeit des Oberlenkers den Vorteil, dass die Verstellung des Oberlenkers auch unter Last erfolgen kann. Bei der mechanischen Verstellung (über Schraubverstellung) muss der Oberlenker entlastet werden. Ein weiterer Nachteil der mechanischen Verstellung ist die Anfälligkeit, insbesondere des zum Teil freiliegenden Verstellgewindes, gegenüber Verschmutzung durch aufgewirbelten Staub und aufgeworfene Erde. Die Vorsehung eines Hydraulikzylinders 16 hat ferner den Vorteil, dass die Längenverstellung des Oberlenkers 8 vom Fahrzeugsitz aus gesteuert werden kann.
Das Gerätegestell 10 weist zwei sich nach oben erstreckende Träger 17 auf, die jeweils mit Durchgangslöchern 18 in Form von Bohrungen versehen sind. Die Durchgangslöcher 18 sind dabei in verschiedenen Höhen angeordnet. Jeweils zwei Durchgangslöcher 18 sind zueinander ausgerichtet. Oberhalb der Durchgangslöcher 18 sind in den Trägern 17 zwei Langlöcher 20 ausgebildet, die zueinander ausgerichtet sind und deren Längsrichtung quer zu der Erstreckungsrichtung der Träger 17 verläuft.
Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, wird das Gerätegestell 10 herkömmlich an der Dreipunktaufhängung 2 derart angekoppelt, dass ein unterer Teil des Gerätegestells 10 an die beiden Ankoppelelemente 6c der Unterlenker 6 gekoppelt wird, während ein oberer Teil des Gerätegestells 10, insbesondere die beiden oberen Träger 17, an den Oberlenker 8 gekoppelt wird. Der untere Teil des Gerätegestells 10 ist im vorliegenden Beispiel als Querstange 24 ausgebildet, während die Ankoppelelemente 6c der Unterlenker 6 als Haken ausgebildet sind. Ferner sind an den Haken Einrastelemente 6d vorgesehen, die oberhalb der Querstange 24 einrasten und damit ein Entkoppeln der Querstange 24 verhindern.
Zur Ankopplung des Oberlenkers 8 an dem Gerätegestell 10 wird ein Stift 22 durch ein gewünschtes Paar an Durchgangslöchern 18 oder durch das Paar Langlöcher 20 geführt und das Ankoppelelement 8c des Oberlenkers 8 wird an dem Stift eingehängt. Ähnlich wie die Unterlenker 6 weist auch der Oberlenker 8 einen Haken, der in den Stift 22 von oben eingehängt wird, und ein (nicht dargestelltes) Einrastelement, das ein Entkoppeln des Hakens von dem Stift 22 verhindert, auf.
Grundsätzlich sind, je nach Ankopplungsvariante des Oberlenkers 8, zwei Betriebsweisen möglich. Zum Einen kann das Gerätegestell 10 starr an den Oberlenker 8 (und auch an die Unterlenker 6) angekoppelt werden. Hierzu wird der Stift 22 durch ein Paar Durchgangslöcher 18 geführt und der Oberlenker 8 wird, wie oberhalb beschrieben, an dem Stift 22 eingehängt. Diese Betriebsweise wird im Folgenden als "starre Ankopplung an den Oberlenker 8" bezeichnet. Zum Anderen ist eine Betriebsweise möglich, bei der eine begrenzte relative Bewegbarkeit zwischen dem Gerätegestell 10 und dem Oberlenker 8 ermöglicht wird. Hierzu wird der Stift 22 durch das Paar Langlöcher 20 geführt und der Oberlenker 8 wird, wie oberhalb beschrieben, an dem Stift 22 eingehängt. Diese Betriebsweise wird im Folgenden als "Oberlenkerschwimmstellung" bezeichnet. Im Folgenden wird auf diese beiden Betriebsweisen im Detail eingegangen.
In der Betriebsweise mit starrer Ankopplung an den Oberlenker 8 kann, da die Durchgangslöcher 18 in unterschiedlichen Höhen vorgesehen sind, eine gewünschte Höhe des Ankopplungspunktes des Oberlenkers 8 eingestellt werden. Eine relative Bewegbarkeit des Gerätegestells 10 relativ zu den Unterlenkern 6 und dem Oberlenker 8 ist bei dieser Betriebsweise nicht gegeben. Lediglich die Unterlenker 6 und der Oberlenker 8 sind in gewissem Maße beweglich, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Für manche Anwendungen ist die Betriebsweise mit Oberlenkerschwimmstellung vorteilhaft. In dieser Betriebsweise lässt die Dreipunktaufhängung 2 eine begrenzte Schwenkbewegung des Gerätegestells 10 und damit des Heckgerätes in Auf- und Abwärtsrichtung zu. Diese Betriebsweise ist insbesondere dann wünschenswert, wenn das Heckgerät von dem Nutzfahrzeug über Bodenwellen gezogen wird und sich damit die Winkelstellung bezüglich der Auf- und Abwärtsrichtung zwischen dem Nutzfahrzeug und dem Heckgerät ändert. Auch wenn das Heckgerät von dem Nutzfahrzeug angehoben ist, kann es passieren, dass aufgrund von Bodenwellen das Heckgerät auf dem Boden aufsetzt und dadurch noch weiter angehoben wird. Dieser Fall kann beispielsweise beim Herausfahren aus dem Acker mit angehobenem Pflug auftreten.
Um in diesen Fällen eine Beschädigung oder Stauchung des Heckgerätes oder der Dreipunktaufhängung 2 zu vermeiden, wird in der Betriebsweise mit Oberlenkerschwimmstellung eine Schwenkbewegung des Gerätegestells 10 um die Aufhängung an den Unterlenkern 6 und insbesondere um die in den 1 und 2 dargestellte Schwenkachse s zugelassen. Hierfür sind bei den bisherigen Gerätegestellen 10 die Langlöcher 22 vorgesehen. Durch die Bewegbarkeit des Stiftes 22 in den Langlöchern 20 wird eine begrenzte Schwenkbewegung des Gerätegestells 10 um die Schwenkachse s ermöglicht.
Bei der bisherigen Ankopplung des Oberlenkers 8 an die Langlöcher 20 ist problematisch, dass diese nur in einer Höhe erfolgen kann. Eine gewünschte Höhe des oberen Ankopplungspunktes des Oberlenkers 8 kann nur bei Nutzung der Durchgangslöcher 18, und damit in der Betriebsweise der starren Ankopplung an den Oberlenker, eingestellt werden. Ferner ist bisher eine Umstellung zwischen der Betriebsweise mit starrer Ankopplung an den Oberlenker und der Betriebsweise mit Oberlenkerschwimm stellung relativ aufwändig und muss von Hand erfolgen. Die Verbindung zwischen Oberlenker 8 und Gerätegestell 10 muss für die Umstellung entlastet werden, was bedeutet, dass das an dem Gerätegestell 10 angebrachte Gerät abgesetzt werden muss. Nach der Umstellung müssen demgemäß Einstellungen, wie beispielsweise der Abstand des Gerätes vom Boden und dessen Neigung, erneut eingestellt werden. Ferner muss der Fahrer für den manuellen Umbau den Fahrersitz des Nutzfahrzeuges verlassen und den Stift 22 in die gewünschten Durchgangslöcher 18 oder in die beiden Langlöcher 20 umsetzen.
Anhand der 1 und 2 wurde beispielhaft eine herkömmliche rückseitige Dreipunktaufhängung zum Anbau eines rückseitigen Anbaugerätes beschrieben. In dem Fachgebiet ist allgemein bekannt, dass eine vorderseitige herkömmliche Dreipunktaufhängung für den Anbau eines vorderseitigen Anbaugerätes in entsprechender Weise ausgebildet ist.
Ein Oberlenker, dessen Länge manuell verstellbar ist, ist beispielsweise in der Patentschrift DE 41 35 809 C1 beschrieben. In der Offenlegungsschrift DE 30 22 887 A1 ist ein an die Front-Dreipunktaufhängung eines Schleppers anschließbares landwirtschaftliches Arbeitsgerät beschrieben, bei welchem ein Langloch vorgesehen ist, um eine begrenzte Schwenkbarkeit des Arbeitsgerätes zuzulassen.
Die Patentschrift US 3 905 425 A offenbart einen Stabilisator zum Begrenzen einer Bewegung zwischen einem ersten und einem zweiten Fahrzeug. Der Stabilisator ist als ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder mit einem separaten Behälter ausgeführt, in den, über Ventile gesteuert, Hydraulikflüssigkeit strömen kann, um einen Längenausgleich zu erlauben oder zu verhindern. Ein aktive Längenänderung des Stabilisators ist nicht vorgesehen.
In der Offenlegungsschrift DE 2 025 040 A wird ein längenveränderlicher Oberlenker mit einem doppeltwirkendem Hydraulikzylinder für eine Dreipunkt-Anhängevorrichtung beschrieben, der über ein Hydrauliksystem in seiner Länge veränderbar ist, und seine eingestellte Länge beibehalten kann. Durch eine spezielle Stellung eines Ventils kann jedoch eine Schwimmstellung eingestellt werden, bei der die Hydraulikflüssigkeit, die durch die Bewegung des Oberlenkers aus dem Hydraulikzylinder verdrängt wird in den Tank für die Hydraulikflüssigkeit zurückfließt.
Die Patentschrift DE 32 18 385 C2 offenbart eine Bodenbearbeitungsmaschine, die am Heck und an der Frontseite eines Schleppers, ohne die Bodenbearbeitungsmaschine selbst umzubauen, anbaubar ist. Die Bodenbearbeitungsmaschine ist jeweils über ein Dreipunktgestänge am Schlepper befestigt, das einen nicht näher beschriebenen Oberlenker aufweist. Ein Ausgleich von Bodenunebenheiten um eine horizontale Achse in Fahrtrichtung wird mittels Langlöcher erreicht.
Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Oberlenkerschwimmstellung derart bereitzustellen, dass eine Umstellung zwischen einer Betriebsweise mit Oberlenkerschwimmstellung und einer Betriebsweise mit starrer Ankopplung an den Oberlenker unter Last vorgenommen werden kann und das Gerät hierfür nicht abgesetzt werden muss.
Die Aufgabe wir durch einen Oberlenker gemäß Anspruch 1 durch vorder- und rückseitige Dreipunktaufhängungen nach den Ansprüchen 18 und 19, sowie durch ein Nutzfahrzeug nach Anspruch 20 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird ein Oberlenker für ein Nutzfahrzeug, insbesondere für einen landwirtschaftlichen Schlepper bereitgestellt, wobei der Oberlenker einen Hydraulikzylinder zum Verstellen des Oberlenkers aufweist. Der Hydraulikzylinder ist dabei derart an mindestens einen Fluidspeicher koppelbar, dass im angekoppelten Zustand ein auf ein vorbestimmtes Volumen begrenzter Austausch von Hydraulikfluid zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Fluidspeicher ermöglicht wird und ein Kolben des Hydraulikzylinders um eine dem vorbestimmten Volumen entsprechende Distanz in dem Hydraulikzylinder schwimmend bewegbar ist, wobei der Fluidspeicher durch einen Hydraulikzylinder, der im Folgenden als Fluidspeicher-Hydraulikzylinder bezeichnet wird, gebildet wird.
Eine „schwimmende" Bewegung bedeutet dabei, dass der Kolben in dem Hydraulikzylinder bewegbar ist, ohne dass hierzu aktiv Fluiddruck von einer Kraftquelle des Nutzfahrzeuges, wie beispielsweise von einer Hydraulikpumpe des Nutzfahrzeuges, auf den Kolben ausgeübt wird. Die Schwimmstellung des Oberlenkers ermöglicht, dass beim Überfahren von Bodenwellen mit abgesenktem Heckgerät und auch beim Aufsetzen des angehobenen Heckgerätes auf Bodenwellen eine Schwenkbewegung des Heckgerätes und insbesondere des Gerätegestells 10 relativ zu dem Nutzfahrzeug ermöglicht wird. Insbesondere kann sich der Kolben auf äußere Krafteinwirkung hin, die über das Gerätegestell 10 auf ihn ausgeübt wird, um die dem vorbestimmten Volumen entsprechende Distanz in dem Hydraulikzylinder bewegen. Dadurch wird der Oberlenker auf die äußere Krafteinwirkung hin in begrenztem Maß verstellt und kann dadurch die Relativbewegung zwischen Gerätegestell 10 und Nutzfahrzeug aufnehmen.
Durch den erfindungsgemäßen Oberlenker ist eine Umstellung zwischen einer Betriebsweise mit Oberlenkerschwimmstellung und einer Betriebsweise mit starrer Ankopplung an den Oberlenker möglich, ohne dass die Verbindung zwischen dem Oberlenker und dem Gerätegestell entlastet werden muss. Das Gerät muss also nicht extra abgesetzt werden. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die Schwimmstellung des Oberlenkers auf der Seite des Nutzfahrzeuges und damit unabhängig vom angehängten Gerät bereitgestellt werden kann. Ferner ist die Vorsehung eines Langloches an dem Gerätegestell nicht erforderlich. Dadurch, dass die Schwimmstellung des Oberlenkers durch eine entsprechende Ausbildung des Oberlenkers selbst bereitgestellt wird, können geräteseitig die in verschiedenen Höhen vorgesehenen Durchgangslöcher oder anderweitige anzukoppelnde Teile des Gerätegestells genutzt werden. Folglich können auch bei der Betriebsweise mit Oberlenkerschwimmstellung unterschiedliche Ankopplungshöhen des Oberlenkers eingestellt werden. Ferner können je nach Auslegung des Fluidspeichers im Vergleich zu der bisherigen Ausführung mit Langloch größere Bewegungsdistanzen des Kolbens in dem Hydraulikzylinder in der Betriebsweise mit Oberlenkerschwimmstellung bereitgestellt werden.
Die Umstellung auf die Oberlenkerschwimmstellung erfolgt gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Koppelung des Hydraulikzylinders an den Fluidspeicher. Eine derartige Ankopplung kann bequem vom Fahrersitz des Nutzfahrzeuges aus gesteuert werden. Insbesondere können Ventile, welche die Ankopplung des Fluidspeichers an den Hydraulikzylinder bewerkstelligen, bei einer entsprechend ausgelegten Anordnung vom Fahrersitz des Fahrzeuges manuell erreicht und umgestellt werden. Ferner besteht die Möglichkeit, solche Ventile elektrisch über Aktivierungseinrichtungen, die in der Fahrzeugkabine vorgesehen sind, zu betätigen. Demgemäß ist nicht erforderlich, dass der Fahrer zum Einschalten der Oberlenkerschwimmstellung oder zum Ausschalten der Oberlenkerschwimmstellung das Fahrzeug verlassen muss.
Erfindungsgemäß erfolgt die Ankopplung des Hydraulikzylinders an den Fluidspeicher derart, dass im angekoppelten Zustand ein auf ein vorbestimmtes Volumen begrenzter Austausch von Hydraulikfluid zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Fluidspeicher ermöglicht wird. Im Falle eines einfach wirkenden Hydraulikzylinders bedeutet dies, dass ein vorbestimmtes Volumen Hydraulikfluid aus der Kolbenkammer des Hydraulikzylinders aus- bzw. einströmen kann. Unter Berücksichtigung des Durchmessers der Kolbenkammer des Hydraulikzylinders entspricht das vorbestimmte Volumen einer bestimmten Distanz bzw. einem bestimmten Hub des Kolbens in dem Hydraulikzylinder. Im Falle eines doppelt wirkenden Hydraulikzylinders muss bei Ausströmen eines bestimmten Hydraulikfluidvolumens aus einer ersten Kolbenkammer ein diesem Volumen entsprechendes Hydraulikfluidvolumen in die zweite Kolbenkammer einströmen, um zu ermöglichen, dass der Kolben entsprechend dem ausgetauschten Volumen schwimmend bewegbar ist. Dementsprechend muss die Ankopplung an den Fluidspeicher erfolgen. Bei Nutzfahrzeugen ist der Hydraulikzylinder des Oberlenkers in der Regel als doppelt wirkender Zylinder ausgebildet, um eine Verstellung des Oberlenkers in beiden Richtungen durch Verbinden mit einer Kraftquelle zu ermöglichen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hydraulikzylinder von der Ankopplung an den Fluidspeicher trennbar ist. Vorzugsweise erfolgen die Ankopplung und die Trennung der Ankopplung durch ein in einem Fluidweg zwischen Hydraulikzylinder und Fluidspeicher angeordnetes Ankopplungs-Ventil. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass das Ankopplungs-Ventil direkt am Hydraulikzylinder und/oder am Fluidspeicher angeordnet ist. Durch die Trennung der Ankopplung wird die Längeneinstellung des Hydraulikzylinders arretiert und der Oberlenker ist in der Betriebsweise mit starrer Ankopplung an den Oberlenker betreibbar. Bei dieser Weiterbil dung kann folglich einfach zwischen den zwei Betriebsweisen einer Oberlenkerschwimmstellung und einer starren Ankopplung an den Oberlenker umgeschaltet werden. Besonders einfach erfolgt die Ankopplung und Trennung durch das oberhalb genannte Ankopplungs-Ventil, da je nach Stellung des Ventils ein Austausch von Hydraulikfluid zwischen Hydraulikzylinder und Fluidspeicher zugelassen bzw. unterbunden werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Hydraulikzylinder zur aktiven Verstellung desselben an eine Kraftquelle des Nutzfahrzeuges anschließbar. Vorzugsweise ist die Kraftquelle eine Hydraulikpumpe. Im Gegensatz zu der Schwimmstellung des Kolbens, die durch Ankopplung des Hydraulikzylinders an den Fluidspeicher erreicht wird, wird der Kolben durch den Anschluss des Hydraulikzylinders an eine Kraftquelle aktiv durch Ausüben von Fluiddruck auf den Kolben verstellt. Dadurch kann beispielsweise der Winkel in Auf- und Abwärtsrichtung des angehängten Gerätes eingestellt werden und das Gerät nach dem Betrieb, zum Beispiel zum Herausfahren aus dem Acker, angehoben werden. Vorzugsweise werden der Anschluss und die Trennung des Anschlusses von der Kraftquelle durch ein in einem Fluidweg zwischen Hydraulikzylinder und Kraftquelle angeordnetes Verstell-Ventil bewerkstelligt. Dadurch kann der Oberlenker bequem vom Fahrzeugsitz aus verstellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Ankopplungs-Ventil und das Verstell-Ventil derart aneinander gekoppelt sind oder aufeinander abgestimmt angesteuert werden, dass im Falle des Anschlusses des Hydraulikzylinders an die Kraftquelle des Landfahrzeuges durch das Verstell-Ventil die Ankopplung des Hydraulikzylinders an den Fluidspeicher durch das Ankopplungs-Ventil getrennt ist. Dadurch kann erzielt werden, dass beim Ansteuern des Verstell-Ventils direkt eine Verstellung des Oberlenkers erfolgt und nicht zunächst ein Austausch von Hydraulikfluid zwischen dem Hydrau likzylinder und dem Fluidspeicher ohne Verstellung des Oberlenkers stattfindet. Dadurch kann eine genaue und schnelle Ansteuerung des Oberlenkers erzielt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das vorbestimmte Volumen an Hydraulikfluid einstellbar. Dadurch kann die maximal zulässige Schwenkbewegung des angehängten Geräts relativ zu dem Nutzfahrzeug je nach Anwendung eingestellt werden. Vorzugsweise ist dabei die dem vorbestimmten Volumen entsprechende Distanz des Kolbens in dem Hydraulikzylinder kleiner als die maximale Distanz, die der Kolben in dem Hydraulikzylinder verstellbar ist. Dadurch werden übermäßige Schwenkbewegungen zwischen dem angehängten Gerät und dem Nutzfahrzeug vermieden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Hydraulikzylinder ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder mit zwei Kolbenkammern. Durch Vorsehung eines entsprechenden Verstell-Ventils kann der Oberlenker dadurch verstellt werden, dass eine der Kolbenkammern des Hydraulikzylinders durch Fluiddruck von der Kraftquelle des Nutzfahrzeuges beaufschlagt wird, während die andere Kolbenkammer geregelt druckentlastet wird. Durch Umschalten des Verstell-Ventils kann die Druckbeaufschlagung und Druckentlastung der beiden Kolbenkammern umgekehrt werden. Dadurch kann der Oberlenker in beide Richtungen verstellt werden. Vorzugsweise weist das Verstell-Ventil eine dritte Stellung auf, in der beide Kolbenkammern des Hydraulikventils weder mit der Kraftquelle verbunden noch druckentlastet sind. Ist in dieser dritten Stellung des Verstell-Ventils der Hydraulikzylinder von der Kopplung an den Fluidspeicher getrennt, so ist keine Verstellung des Oberlenkers möglich. Ist in dieser Stellung hingegen der Hydraulikzylinder an den Fluidspeicher gekoppelt, so ist der Kolben des Hydraulikzylinders um eine dem vorbestimmten Volumen entsprechende Distanz schwimmend bewegbar und damit Positionsänderung des Oberlenkers in diesem Ausmaß möglich. Eine weitergehende Bewegung des Kolbens wird nicht zugelassen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind der Hydraulikzylinder und der Fluidspeicher jeweils ein doppelt wirkender Zylinder, der zwei Kolbenkammern aufweist, wobei zwischen einer ersten Kolbenkammer des Hydraulikzylinders und einer ersten Kolbenkammer des Fluidspeichers eine Fluidverbindung herstellbar ist, und wobei zwischen der zweiten Kolbenkammer des Hydraulikzylinders und der zweiten Kolbenkammer des Fluidspeichers eine Fluidverbindung herstellbar ist. Vorzugsweise ist in mindestens einer der Fluidverbindungen ein Ankopplungs-Ventil angeordnet, so dass durch dieses die Ankopplung hergestellt und getrennt werden kann. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass in jeder der beiden Fluidverbindungen jeweils ein Ankopplungs-Ventil angeordnet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden der Hydraulikzylinder und der Fluidspeicher jeweils durch einen doppelt wirkenden Zylinder, der zwei Kolbenkammern aufweist, gebildet, wobei über ein Ankopplungs-Ventil zwischen einer ersten Kolbenkammer des Hydraulikzylinders und einer ersten Kolbenkammer des Fluidspeichers eine Fluidverbindung herstellbar ist und wobei die zweite Kolbenkammer des Hydraulikzylinders und die zweite Kolbenkammer des Fluidspeichers durch eine gemeinsame Kolbenkammer gebildet werden, die sowohl durch einen verschiebbaren Kolben des Fluidspeichers als auch durch einen verschiebbaren Kolben des Hydraulikzylinders begrenzt wird. Dadurch gelingt eine besonders platzsparende Unterbringung des Hydraulikzylinders und des Fluidspeichers. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Fluidspeicher zusätzlich zu dem in den Hydraulikzylinder integrierten doppelt wirkenden Zylinder noch einen weiteren externen doppelt wirkenden Zylinder aufweist, der so, wie es einen Absatz oberhalb erläutert wird, an den Hydraulikzylinder gekoppelt ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Oberlenker in seiner Länge zweigeteilt, wobei ein erster Teil des Oberlenkers an den Kolben des Hydraulikzylinders gekoppelt ist und ein zweiter Teil des Oberlenkers an einen Zylinder des Hydraulikzylinders gekoppelt ist, so dass der Oberlenker durch den Hydraulikzylinder in seiner Länge verstellbar ist. Hierbei bedeutet „gekoppelt", dass das erste Teil bzw. das zweite Teil direkt oder über weitere Bauteile an dem Kolben bzw. an dem Zylinder des Hydraulikzylinders befestigt ist. Dadurch kann auf einfache Weise eine Längenänderung des Oberlenkers ermöglicht und damit auch eine Schwenkbewegung des Gerätes relativ zu dem Nutzfahrzeug in der Oberlenkerschwimmstellung zugelassen werden.
Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass der Oberlenker an einem proximalen Ende einen Anlenkpunkt zur schwenkbaren Anbringung an dem Nutzfahrzeug aufweist, dass ein Ende des Hydraulikzylinders an oder nahe an einem distalen Ende des Oberlenkers angelenkt ist und das andere Ende des Hydraulikzylinders einen Anlenkpunkt zur Anbringung an das Nutzfahrzeug aufweist, und dass das distale Ende des Oberlenkers ein Ankoppelelement zur Anbringung an dem Gerätegestell aufweist, so dass der Oberlenker in einem an dem Nutzfahrzeug angebrachten Zustand durch den Hydraulikzylinder schwenkend verstellbar ist. Im Gegensatz zu der oberhalb beschriebenen Längenänderung des Oberlenkers wird durch diese Alternative die Schwenkstellung des Oberlenkers durch den Hydraulikzylinder eingestellt. Durch entsprechende Auswahl der Anlenkpunkte des proximalen Endes des Oberlenkers und des Hydraulikzylinders an dem Nutzfahrzeug kann dadurch ebenfalls erreicht werden, dass das Gerät aktiv durch Verstellen des Oberlenkers angehoben bzw. abgesenkt werden kann und dass bei der Betriebsweise mit Oberlenkerschwimmstellung ein begrenztes Schwenken des Gerätes relativ zu dem Nutzfahrzeug zugelassen wird.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen. Von den Figuren zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Dreipunktaufhängung mit angekoppeltem Gerätegestell von in Fahrtrichtung rechts;
2 eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Dreipunktaufhängung mit angekoppeltem Gerätegestell von in Fahrtrichtung links;
3 eine perspektivische Ansicht einer Dreipunktaufhängung mit einem Oberlenker gemäß der vorliegenden Erfindung von in Fahrtrichtung oben rechts, wobei ein Gerätegestell an die Dreipunktaufhängung angekoppelt ist;
4 eine perspektivische Ansicht einer Dreipunktaufhängung mit einem Oberlenker gemäß der vorliegenden Erfindung von in Fahrtrichtung oben links, wobei ein Gerätegestell an die Dreipunktaufhängung angekoppelt ist;
5 eine Querschnittansicht eines Oberlenkers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6A eine Querschnittansicht eines Oberlenkers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6B eine Querschnittansicht eines Oberlenkers entsprechend der in 6A dargestellten Ansicht, mit abgewandelter Position der Einlassöffnung;
7 eine Querschnittansicht eines Oberlenkers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
8 eine Querschnittansicht des Oberlenkers von 7 mit zusätzlichem Fluidspeicher.
Die in dieser Beschreibung verwendeten Richtungsangaben, wie beispielsweise oben, unten, links und rechts beziehen sich auf das Bezugssystem eines in dem Nutzfahrzeug sitzenden Fahrers. Diese Richtungsangaben sind nicht für den erfindungsgemäßen Oberlenker einschränkend auszulegen.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden für gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet, wie sie bei der Beschreibung der 1 und 2 verwendet wurden. Im Folgenden wird vorwiegend auf die Unterschiede gegenüber der Anordnung, die in den 1 und 2 dargestellt ist, eingegangen. Im Übrigen wird auf die Beschreibung der 1 und 2 verwiesen.
Die 3 und 4 zeigen eine Dreipunktaufhängung 26 mit einem Oberlenker 27 gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Gerätegestell 10 ist an die Dreipunktaufhängung 26 angekoppelt. Ähnlich wie der in den 1 und 2 dargestellte Oberlenker 8 ist der Oberlenker 27 mit seinem proximalen Ende 27a an dem Getriebegehäuse 4 (oder gegebenenfalls an einem Rahmenteil) schwenkbar angeordnet. Das distale Ende 27b des Oberlenkers 27 weist wiederum ein Ankoppelelement 27c mit zugehörigem (nicht dargestellten) Einrastelement auf. Der Oberlenker 27 weist ferner einen Hydraulikzylinder 28 zur Längenverstellung des Oberlenkers 27 auf.
Der Hydraulikzylinder 28 ist an einen (in den 3 und 4 nicht dargestellten) Fluidspeicher koppelbar, so dass im angekoppelten Zustand ein auf ein vorbestimmtes Volumen begrenzter Austausch von Hydraulikfluid zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Fluidspeicher ermöglicht wird. Dadurch ist, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die 5 bis 8 anhand dreier Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert wird, ein Kolben des Hydraulikzylinders 28 um eine dem vorbestimmten Volumen entsprechende Distanz in dem Hydraulikzylinder 28 schwimmend bewegbar. Dies bedeutet, dass im angekoppelten Zustand des Fluidspeichers ein an den Kolben des Hydraulikzylinders 28 angekoppelter erster Teil 29 des Oberlenkers 27 relativ zu einem an den Zylinder des Hydraulikzylinders 28 angekoppelten zweiten Teil 30 des Oberlenkers 27 verschiebbar ist. Bei externer Krafteinwirkung auf das angekoppelte Gerät und damit auf das Gerätegestell 10 in Auf- oder Abwärtsrichtung kann damit die durch die Krafteinwirkung verursachte Schwenkbewegung um die Schwenkachse s von dem Oberlenker 27 aufgenommen werden.
Dadurch, dass erfindungsgemäß die Oberlenkerschwimmstellung durch die Ankopplung des Hydraulikzylinders 28 an den Fluidspeicher bereitgestellt wird, ist es nicht mehr erforderlich, geräteseitig an dem Gerätegestell 10 ein Langloch vorzusehen. Wie in den 3 und 4 dargstellt ist, kann demnach die Ankopplung des Oberlenkers 27 auch bei der Betriebsweise mit Oberlenkerschwimmstellung über den Stift 22 an die Durch gangslöcher 18 angekoppelt werden. Insbesondere kann die Ankopplung des Oberlenkers 27 an das Gerätegestell 10 in verschiedenen Höhen erfolgen.
In 5 ist eine Querschnittansicht eines Oberlenkers 32 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Oberlenker 32 weist einen Hydraulikzylinder 34, der an einen Fluidspeicher 36 koppelbar ist, auf. Der Hydraulikzylinder weist einen Zylinder 38 und einen darin verschiebbar angeordneten Kolben 40 mit einer Kolbenstange 42 auf. Der Oberlenker 32 ist in seiner Länge zweigeteilt, wobei ein erster Teil 44 über die Kolbenstange 42 an den Kolben 40 gekoppelt ist und ein zweiter Teil 46 an den Zylinder 38 gekoppelt ist. Der Oberlenker 32 ist demnach durch den Hydraulikzylinder 34 in seiner Länge verstellbar. Der Hydraulikzylinder 34 ist ein doppelt wirkender Zylinder, wobei der Zylinder 38 durch den Kolben 40 in eine erste Kolbenkammer 48 und eine zweite Kolbenkammer 50 unterteilt wird.
Von jeder der Kolbenkammern 48, 50 führt eine Fluidleitung 52 bzw. 54 weg. Über ein 4/3-Wegeventil 56 mit zwei Durchflussstellungen und einer geschlossenen Mittelstellung ist jeweils eine der Kolbenkammern 48, 50 an eine Kraftquelle in Form einer Hydraulikpumpe 58 anschließbar, während die andere der Kolbenkammern 48, 50 geregelt druckentlastet wird. Eine geregelte Druckentlastung bedeutet hierbei, dass die andere Kolbenkammer 48, 50 derart druckentlastet wird, dass eine kontrollierte und genaue Verstellung des Kolbens 40 erfolgen kann. Die Druckentlastung erfolgt bei der dargestellten Ausführungsform über ein Drosselventil 60 mit einstellbarem Querschnitt.
Bei der in 5 dargestellten Anordnung kann demnach in einer untersten Stellung des 4/3-Wegeventils 56 die erste Kolbenkammer 48 mit Druck beaufschlagt werden und die zweite Kol benkammer 50 über das Drosselventil 60 geregelt druckentlastet werden, so dass der Kolben 40 in 5 in Richtung nach rechts verstellt wird. Umgekehrt kann bei der in 5 dargestellten Anordnung in einer obersten Stellung des 4/3-Wegeventils 56 die zweite Kolbenkammer 50 mit Druck beaufschlagt werden und die erste Kolbenkammer 48 über das Drosselventil 60 geregelt druckentlastet werden, so dass der Kolben 40 nach links verstellt wird. In einer Mittelstellung des 4/3-Wegeventils sind die Verbindungen der beiden Kolbenkammern 48, 50 zu der Hydraulikpumpe 58 und dem Drosselventil 60 unterbrochen. Das 4/3-Wegeventil bildet demnach ein Verstell-Ventil, durch welches die aktive Verstellung des Kolbens 40 des Hydraulikzylinders 34 geregelt wird.
Zur Bereitstellung der Betriebsweise mit Oberlenkerschwimmstellung ist der Fluidspeicher 36 vorgesehen, der durch zwei Ankopplungsventile 62 und 64 über Fluidleitungen 74 und 76 an die beiden Kolbenkammern 48 und 50 des Hydraulikzylinders 34 koppelbar ist. Der Fluidspeicher 36 wird durch einen doppelt wirkenden Zylinder gebildet, der einen Zylinder 66 und einen darin verschiebbar angeordneten Kolben 68 aufweist. Der Zylinder 66 wird durch den Kolben 68 in eine erste Kolbenkammer 70 und eine zweite Kolbenkammer 72 unterteilt. Durch Öffnen des Ankopplungs-Ventils 62 wird von der ersten Kolbenkammer 48 des Hydraulikzylinders 34 eine Fluidverbindung zu der ersten Kolbenkammer 70 des Fluidspeichers 36 hergestellt. Gleichermaßen wird durch Öffnen des Ankopplungs-Ventils 64 eine Fluidverbindung von der zweiten Kolbenkammer 50 des Hydraulikzylinders 34 zu der zweiten Kolbenkammer 72 des Fluidspeichers 36 hergestellt. Der Hydraulikzylinder 34 und der Fluidspeicher 36 sind hierbei als separate Bauteile ausgebildet.
Durch gemeinsames Öffnen der beiden Ankopplungs-Ventile 62 und 64 wird die Oberlenkerschwimmstellung bereitgestellt. In dieser Stellung kann der Kolben 40 bei Einwirken von äußeren Kräften auf das an den Oberlenker 32 angehängte Gerät schwimmend um eine Distanz, die jeweils dem ausgetauschten Volumen an Hydraulikfluid zwischen dem Hydraulikzylinder 34 und dem Fluidspeicher 36 entspricht, bewegt werden. Insbesondere ist das zwischen der ersten Kolbenkammer 48 des Hydraulikzylinders 34 und der ersten Kolbenkammer 70 des Fluidspeichers 36 maximal austauschbare Volumen auf das Produkt der maximalen Verschiebungslänge l_max des Kolbens 68 mit der Fläche A₃ des Kolbens 68 des Fluidspeichers 36 begrenzt. Daraus ergibt sich eine maximale Verschiebungslänge l_s des Kolbens 40 als: ls = lmax × A3/A1 (1).
Die Kolbenfläche A₂, die der zweiten Kolbenkammer 50 des Hydraulikzylinders 34 zugewandt ist, ist um die Querschnittsfläche der Kolbenstange 42 reduziert. Gleichermaßen ist die Fläche A₄ des Kolbens 68, die der zweiten Kolbenkammer 72 des Fluidspeichers 36 zugewandt ist, um die Querschnittsfläche der Kolbenstange 78 reduziert. Für das Flächenverhältnis der Flächen A₁–A₄ gilt nachfolgende Gleichung: A1/A2 = A3/A4 (2).
Je nach Betriebsweise kann es vorteilhaft sein, die maximale Verschiebungslänge des Kolbens 40 in der Oberlenkerschwimmstellung auf ein gewünschtes Maß einzustellen. Dies ist bei einem Fluidspeicher 36 in Form eines doppelt wirkenden Zylinders besonders einfach möglich. Beispielsweise kann die maximale Verschiebungslänge l_max des Kolbens 68 in dem Fluidspeicher 36 durch einen beweglichen Anschlag 80 eingestellt werden. In 5 ist der einstellbare Anschlag 80 beispielsweise an einer Schiene 82 geführt und in einer gewünschten Stellung arretierbar.
Wird beabsichtigt, den Kolben 40 aktiv durch eine entsprechende Druckbeaufschlagung über das 4/3-Wegeventil 56 zu verstellen, so ist es in der Regel sinnvoll, die beiden Ankopplungs-Ventile 62 und 64 zu schließen, so dass direkt eine der Ansteuerung entsprechende Verschiebung des Kolbens 40 erreicht wird.
Bei aktiver Verstellung des Kolbens 40 in der in 5 dargestellten Anordnung nach links, d. h. bei Anheben des an den Oberlenker 32 befestigten Gerätes durch Pumpleistung, kann es jedoch vorteilhaft sein, die Ankopplungs-Ventile 62 und 64 zunächst zu öffnen, so dass gleichzeitig auch der Kolben 68 des Fluidspeichers 36 nach links bewegt wird. Wird anschließend nach Verstellen des Oberlenkers 32 das 4/3-Wegeventil 56 in die geschlossene Mittelstellung gebracht, so ist der Kolben 68 des Fluidspeichers 36 weiterhin in der Stellung ganz links. Setzt das an den Oberlenker 32 angekoppelte Gerät auf dem Boden auf oder wird beim Überfahren von Bodenwellen nach oben bewegt, was dazu führt, dass der Kolben 40 in 5 durch äußere Krafteinwirkung nach links bewegt wird, so kann in diesem Fall die maximale Verschiebungslänge l_max des Kolbens 68 des Fluidspeichers 36 und damit auch die maximale Verschiebungslänge l_s des Kolbens 40 des Hydraulikzylinders 34 ausgenutzt werden. Ferner kann es auch vorteilhaft sein, während des aktiven Verstellens des Zylinders 40 über das 4/3-Wegeventil 56 die Ankopplungs-Ventile 62 und 64 derart anzusteuern, dass sie solange geöffnet sind, bis der Kolben 68 des Fluidspeichers 36 eine gewünschte Stellung, beispielsweise auch eine Mittelstellung, erreicht hat und anschließend die Ankopplungs-Ventile 62 und 64 zu schließen. Diese Ansteuerung kann beispielsweise über entsprechende Sensoren erfolgen.
In 6A ist eine zweite Ausführungsform eines Oberlenkers 84 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Für gleiche Bauteile werden im Folgenden die gleichen Bezugszahlen wie bei der in 5 dargestellten Ausführungsform verwendet. Im Folgenden wird vorwiegend auf die Unterschiede gegenüber der in 5 dargestellten Ausführungsform eingegangen.
Der Oberlenker 84 weist wiederum einen Hydraulikzylinder 34 mit einem Kolben 40, der in einem Zylinder 38 verschiebbar angeordnet ist, auf. Der Kolben 40 unterteilt den Zylinder 38 in eine erste Kolbenkammer 48' und eine zweite Kolbenkammer 50'. Im Unterschied zu der in 5 dargestellten Ausführungsform wird die Kolbenkammer 48', in der die Kolbenstange 42 angeordnet ist, als erste Kolbenkammer 48' bezeichnet. Ferner wird die Kolbenkammer 50', in welcher die Kolbenstange 42 nicht angeordnet ist, als zweite Kolbenkammer 50' bezeichnet. Wie unter Bezugnahme auf 5 erläutert wird, wird der Kolben 40 aktiv durch Verbinden einer der Kolbenkammern 48', 50' mit einer Hydraulikpumpe 58 verstellt. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform, die in 5 dargestellt ist, ist ein Fluidspeicher 86 integral in dem Oberlenker 84 ausgebildet. Der Fluidspeicher 86 weist einen Zylinder 88 auf, der sich linear an den Zylinder 38 des Hydraulikzylinders 34 anschließt und integral mit diesem ausgebildet ist. Sowohl der Zylinder 88 als auch ein in dem Zylinder geführter Kolben 90 weisen entlang der Verschiebungsrichtung des Kolbens 90 eine Abstufung auf. Der Kolben 90 unterteilt den Zylinder 88 des Fluidspeichers 86 in eine erste Kolbenkammer 92 und eine zweite Kolbenkammer 94, wobei die zweite Kolbenkammer 94 des Fluidspeichers 86 und die zweite Kolbenkammer 50' des Hydraulikzylinders 34 eine gemeinsame Kolbenkammer bilden, die sowohl durch den verschiebbaren Kolben 90 des Fluidspeichers 86 als auch durch den verschiebbaren Kolben 40 des Hydraulikzylinders 34 begrenzt wird.
Die Kolbenfläche A'₄ des Kolbens 90, die der gemeinsamen Kolbenkammer 94 bzw. 50' zugewandt ist, ist gleich groß wie die Kolbenfläche A'₂ des Kolbens 40, die der gemeinsamen Kolbenkam mer 50' bzw. 94 zugewandt ist. Auch die Kolbenfläche A'₃ des Kolbens 90, die der ersten Kolbenkammer 92 des Fluidspeichers 86 zugewandt ist, ist gleich groß wie die erste Kolbenfläche A₁' des Kolbens 40, die der ersten Kolbenkammer 48' des Hydraulikzylinders 34 zugewandt ist. Die erste Kolbenkammer 48' des Hydraulikzylinders 34 ist über eine Fluidleitung 96 und ein Ankopplungs-Ventil 98 mit der ersten Kolbenkammer 92 des Fluidspeichers 86 verbindbar, so dass ein vorbestimmtes Volumen an Hydraulikfluid zwischen diesen austauschbar ist. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die maximale Verschiebungslänge l_max des Kolbens 90 durch einen Anschlag 100 begrenzt. Das vorbestimmte Volumen entspricht dabei dem Produkt aus der Kolbenfläche A₃' und dessen maximaler Verschiebungslänge l_max. Da in der vorliegenden Ausführungsform die Fläche A₁' des Kolbens 40 gleich groß wie die Fläche A₃' des Kolbens 90 ist, entspricht bei dem Flächenverhältnis der vorliegenden Ausführungsform die maximale Verschiebungslänge l_s des Kolbens 40 der Länge l_max. Demnach gilt vorliegende Gleichung: lmax = ls (3).
Durch die Abstufung des Kolbens 90 wird das oben angegebene Verhältnis der Flächen A'₁–A'₄ erreicht. Wie in 6A dargestellt ist, weist der Kolben 90 insbesondere einen Abschnitt 90a kleineren Durchmessers und einen Abschnitt 90b größeren Durchmessers auf, wobei der Übergang zwischen diesen beiden Abschnitten durch eine Stufe gebildet wird. Dementsprechend weist auch der Zylinder 88 des Fluidspeichers 86 einen Abschnitt geringeren Durchmessers auf, der die erste Kolbenkammer 92 bildet und in dem der Abschnitt 90a kleineren Durchmessers des Kolbens 90 fluiddicht geführt wird. In dem Abschnitt des Zylinders 88 mit größerem Durchmesser ist der Kolbenabschnitt 90b mit größerem Durchmesser fluiddicht geführt.
Wie in 6A dargestellt ist, entsteht durch die Bewegung des Kolbens 90 in 6A nach rechts ein Zwischenraum 104 zwischen dem Kolben 90 und dem abgestuften Abschnitt des Zylinders 88. Um das Entstehen eines Unterdrucks in dem Zwischenraum 104 zu vermeiden, ist von dem Zwischenraum 104 eine Belüftungsöffnung 106 nach außen geführt. Der Abschnitt kleineren Durchmessers 90a des Kolbens 90 liegt fluiddicht an der Kante der Abstufung des Zylinders 88 an, so dass die erste Kolbenkammer 92 des Fluidspeichers 86 fluiddicht gegenüber dem Zwischenraum 104 abgeschlossen ist. Der Abschnitt geringeren Durchmessers 90a des Kolbens 90 kann ferner an der Seite, die einer Einlassöffnung 108 der Fluidleitung 96 zugewandt ist, eine Rinne, die in Richtung zu der ersten Kolbenkammer 92 führt, aufweisen, um zu gewährleisten, dass ein Fluidaustausch zwischen der ersten Kolbenkammer 92 des Fluidspeichers 86 und der ersten Kolbenkammer 48' des Hydraulikzylinders 34 stattfindet. Alternativ zu der Vorsehung einer Rinne kann, wie in 6B dargestellt ist, die Einlassöffnung 108' an dem Ende der ersten Kolbenkammer 92 des Fluidspeichers 86 angeordnet sein, das dem Kolben 90 gegenüberliegt. Dadurch kann unabhängig von der Position des Kolbens 90 ein Fluidaustausch zwischen der ersten Kolbenkammer 92 des Fluidspeichers 86 und der ersten Kolbenkammer 48' des Hydraulikzylinders 34 stattfinden. Im Übrigen entspricht die Anordnung der 6B der in 6A dargestellten Anordnung und wird nicht weiter erläutert.
Gleichermaßen wie dies in Bezug auf die Ausführungsform der 5 erläutert wurde, kann, wie in 6A dargestellt ist, an dem Kolben 90 ein einstellbarer Anschlag vorgesehen sein, durch den die maximale Verschiebungslänge des Kolbens 40 in der Oberlenkerschwimmstellung einstellbar ist. Ferner kann das Öffnen und Schließen des Ankopplungs-Ventils 98 in Abhängigkeit von der Stellung des 4/3-Wegeventils 56 angesteuert werden.
In den 7 und 8 ist eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Oberlenkers 110 dargestellt. Es werden für gleiche Bauteile wiederum die gleichen Bezugszahlen verwendet. Der in 7 dargestellte Oberlenker 110 entspricht weitgehend dem in 6A dargestellten Oberlenker 84 gemäß der zweiten Ausführungsform. Die Fluidverbindung zu einer Kraftquelle, wie beispielsweise einer Hydraulikpumpe, ist in 7 nicht dargestellt. Diese kann jedoch genauso wie bei der ersten oder zweiten Ausführungsform erfolgen. Ferner weist der Oberlenker 110 einen integral ausgebildeten Fluidspeicher 86 entsprechend zu dem Fluidspeicher 86 der zweiten Ausführungsform auf (vgl. 6A). Werden die beiden Anschlüsse 107 und 108, die zu der ersten Kolbenkammer 48' des Hydraulikzylinders 34 bzw. zu der ersten Kolbenkammer 92 des Fluidspeichers 86 führen, über ein Ankopplungs-Ventil miteinander verbunden, so entspricht dies weitgehend der zweiten Ausführungsform.
Alternativ dazu kann an die beiden Anschlüsse 107 und 108, wie in 8 dargestellt ist, ein weiterer externer Fluidspeicher 36 in Form eines doppelt wirkenden Zylinders angekoppelt werden. Der externe Fluidspeicher 36 entspricht weitgehend dem Fluidspeicher 36 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Ankopplungs-Ventile sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Durch Vorsehung des zusätzlichen Fluidspeichers kann das vorbestimmte Volumen vergrößert werden, so dass die maximale Verschiebungslänge des Kolbens 40 in dem Hydraulikzylinder 34 vergrößert werden kann. Insbesondere kann es bei Vorsehung von zwei oder mehreren Fluidspeichern vorteilhaft sein, die Ankopplung jedes einzelnen Fluidspeichers separat zu steuern, so dass dadurch verschiedene Volumina für das vorbestimmte Volumen einstellbar sind.
Bei den Ausführungsformen der 5 bis 8 erfolgt die Ankopplung an das Gerätegestell 10 auf die gleiche Weise wie dies in Bezug auf die 1 bis 4 erläutert wurde. Die An kopplung des Oberlenkers 32, 84 bzw. 110 an das Getriebegehäuse 4 oder an ein Rahmenbauteil erfolgt so, wie dies in Bezug auf die 1 und 2 erläutert wurde.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere muss der Fluidspeicher nicht als doppelt wirkender Zylinder ausgebildet sein. Ist beispielsweise der Hydraulikzylinder des Oberlenkers nur ein einfach wirkender Zylinder so kann dementsprechend auch der Fluidspeicher als einfach wirkender Zylinder ausgebildet sein. Auch kann im Falle eines doppelt wirkenden Hydraulikzylinders des Oberlenkers jede Kolbenkammer dieses Hydraulikzylinders mit einem separaten einfach wirkenden Zylinder als Fluidspeicher verbunden sein. Anstelle eines einfach oder doppelt wirkenden Zylinders als Fluidspeicher kann ferner ein anderweitig bekannter Hydraulikspeicher, wie beispielsweise eine in ein vorbestimmtes Volumen ausdehnbare Membran eingesetzt werden.
Alternativ zu den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen kann der Kolben des Fluidspeichers auch in eine Richtung vorgespannt sein. Eine derartige Vorspannung kann beispielsweise durch eine Feder erzeugt werden. Wenn für den Fluidspeicher eine Membran, die in ein vorbestimmtes Volumen ausgedehnt wird, eingesetzt wird, kann eine entsprechende Vorspannung beispielsweise durch ein Gas, das in dem vorbestimmten Volumen enthalten ist, erzeugt werden.
Die Ankoppelelemente der Unterlenker und des Oberlenkers sind bei den dargestellten Ausführungsformen jeweils als Haken, der ein Einrastelement aufweist, ausgebildet. Selbstverständlich können auch anderweitige Ankoppelelemente verwendet werden. Gleichermaßen sind auch verschiedene Varianten der Ankopplung des Oberlenkers an das Getriebegehäuse oder an ein entsprechendes Rahmenteil möglich.
In den Ausführungsbeispielen ist der erfindungsgemäße Oberlenker Teil einer rückseitigen Dreipunktaufhängung eines Nutzfahrzeuges. Zum Teil sind derartige Dreipunktaufhängungen auch vorderseitig an Nutzfahrzeugen ausgebildet. Der erfindungsgemäße Oberlenker kann bei vorderseitigen Dreipunktaufhängungen gleichermaßen eingesetzt werden.
Die Ansteuerung und Hydraulikschaltung zum aktiven Verstellen des Kolbens des Hydraulikzylinders ist in den 5, 6A und 6B nur beispielhaft dargestellt. Selbstverständlich sind auch andere Hydraulikschaltungen und Ansteuerungen, durch welche der Kolben des Hydraulikzylinders aktiv verstellt werden kann, möglich. Auch sind die dargestellten Flächen A₁–A₄ bzw. A'₁–A'₄ der Ausführungsformen nur beispielhaft. Insbesondere ist bei der in 6 dargestellten Ausführungsform nicht zwangsweise notwendig, dass die Flächen A'₄ und A'₂ gleich groß sind und dass ferner die Verschiebungslängen l_max und l_s gleich groß sind. Dem Fachmann ist bekannt, dass auch andere Flächenverhältnisse möglich sind.
Durch die Ausdrücke "Fluidverbindung" bzw. "kommunizieren" wird ausgedrückt, dass zwischen den jeweiligen Bauteilen ein Fluidaustausch möglich ist. Die jeweiligen Bauteile müssen jedoch nicht direkt miteinander verbunden sein. Vielmehr können weitere Hydraulikelemente, wie beispielsweise Drosseln, Leitungen, etc. dazwischen geschaltet sein.

Claims

Oberlenker für ein Nutzfahrzeug, insbesondere für einen landwirtschaftlichen Schlepper, wobei der Oberlenker einen Hydraulikzylinder (28; 34) zum Verstellen des Oberlenkers aufweist, der Hydraulikzylinder (28; 34) derart an mindestens einen Fluidspeicher (36; 86) koppelbar ist, dass im angekoppelten Zustand ein auf ein vorbestimmtes Volumen begrenzter Austausch von Hydraulikfluid zwischen dem Hydraulikzylinder (28; 34) und dem Fluidspeicher (36; 86) ermöglicht wird und ein Kolben (40) des Hydraulikzylinders (28; 34) um eine dem vorbestimmten Volumen entsprechende Distanz (l_s) in dem Hydraulikzylinder (28; 34) schwimmend bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidspeicher (36; 86) durch einen Fluidspeicher-Hydraulikzylinder gebildet wird.
Oberlenker gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (28; 34) von der Ankopplung an den Fluidspeicher (36; 86) trennbar ist, wobei die Ankopplung und die Trennung der Ankopplung insbesondere durch ein in eine Fluidleitung (74; 76; 96) zwischen Hydraulikzylinder (28; 34) und Fluidspeicher (36; 86) angeordnetes Ankopplungs-Ventil (62; 64; 98) erfolgt.
Oberlenker gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (28; 34) zur aktiven Verstellung desselben an eine Kraftquelle des Nutzfahrzeuges, insbesondere an eine Hydraulikpumpe (58) des Nutzfahrzeuges, anschließbar ist, wobei der Anschluss und die Trennung des Anschlusses von der Kraftquelle insbesondere durch ein in einem Fluidweg zwischen Hydraulikzylinder (28; 34) und Kraftquelle (58) angeordnetes Verstell-Ventil (56) erfolgt.
Oberlenker gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankopplungs-Ventil (62; 64; 98) und das Verstell-Ventil (56) derart aneinander gekoppelt sind, dass während des Anschlusses des Hydraulikzylinders (28; 34) an die Kraftquelle (58) des Landfahrzeuges die Ankopplung des Hydraulikzylinders (28; 34) an den Fluidspeicher (36; 86) getrennt ist.
Oberlenker gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbestimmte Volumen an Hydraulikfluid einstellbar ist.
Oberlenker gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem vorbestimmten Volumen entsprechende Distanz (l_s) des Kolbens (40) in dem Hydraulikzylinder (28; 34) kleiner als die maximale Distanz, die der Kolben (40) in dem Hydraulikzylinder (28; 34) verstellbar ist, ist.
Oberlenker gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (34) ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder (34) mit zwei Kolbenkammern (48, 50; 48', 50') ist, wobei in einer ersten Stellung des Verstell-Ventils (56) eine erste Kolbenkammer (48; 48') des Hydraulikzylinders (34) durch Fluiddruck von der Kraftquelle (58) des Nutzfahrzeuges beaufschlagt wird, während die gegenüberliegende zweite Kolbenkammer (50; 50') des Hydraulikzylinders (34) geregelt druckentlastet wird, und wobei in einer zweiten Stellung des Verstell-Ventils (56) die zweite Kolbenkammer (50; 50') des Hydraulikzylinders (34) durch Fluiddruck von der Kraftquelle (58) des Nutzfahrzeuges beaufschlagt wird, während die erste Kolbenkammer (48; 48') des Hydraulikzylinders (34) druckentlastet wird.
Oberlenker gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Stellung des Verstell-Ventils (56) beide Kolbenkammern (48, 50; 48', 50') des Hydraulikzylinders (34) weder mit der Kraftquelle (58) kommunizieren noch druckentlastet werden.
Oberlenker gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (34) und der Fluidspeicher (36) jeweils durch einen doppelt wirkenden Zylinder, der zwei Kolbenkammern (48, 50; 70, 72) aufweist, gebildet werden, wobei zwischen einer ersten Kolbenkammer (48) des Hydraulikzylinders (34) und einer ersten Kolbenkammer (70) des Fluidspeichers (36) eine Fluidverbindung (62, 74) herstellbar ist und wobei zwischen der zweiten Kolbenkammer (50) des Hydraulikzylinders (34) und der zweiten Kolbenkammer (72) des Fluidspeichers (36) eine Fluidverbindung (64, 76) herstellbar ist, wobei in mindestens einer der Fluidverbindungen ein Ankopplungs-Ventil (62, 64) angeordnet ist.
Oberlenker gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (34) und der Fluidspeicher (36) als separate Bauteile ausgebildet sind.
Oberlenker gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (34) und der Fluidspeicher (86) jeweils durch einen doppelt wirkenden Zylinder, der zwei Kolbenkammern (48', 50'; 92, 94) aufweist, gebildet werden, wobei über ein Ankopplungs-Ventil (98) zwischen einer ersten Kolbenkammer (48') des Hydraulikzylinders (34) und einer ersten Kolbenkammer (92) des Fluidspeichers (86) eine Fluidverbindung (96, 98) herstellbar ist und wobei die zweite Kolbenkammer (50') des Hydraulikzylinders (34) und die zweite Kolbenkammer (94) des Fluidspeichers (86) durch eine gemeinsame Kolbenkammer (50', 94) gebildet werden, die sowohl durch einen verschiebbaren Kolben (90) des Fluidspeichers (86) als auch durch einen verschiebbaren Kolben (40) des Hydraulikzylinders (34) begrenzt wird.
Oberlenker gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenflächen (A'₄, A'₂) der Kolben (90, 40) des Fluidspeichers (86) und des Hydraulikzylinders (34), die jeweils der gemeinsamen Kolbenkammer (94, 50') zugewandt sind, gleich groß sind, und dass die Kolbenflächen (A₃', A₁') des Fluidspeichers (86) und des Hydraulikzylinders (34), die der ersten Kolbenkammer (92) des Fluidspeichers (86) bzw. der ersten Kolbenkammer (48') des Hydraulikzylinders (34) zugewandt sind, gleich groß sind.
Oberlenker gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (90, 40) des Fluidspeichers (86) und des Hydraulikzylinders (34) auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind und jeweils entlang dieser verschiebbar sind.
Oberlenker gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidspeicher (86) und der Hydraulikzylinder (34) integral in einem gemeinsamen Gehäuse ausgebildet sind.
Oberlenker gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberlenker (27; 32; 84; 110) in seiner Länge zweigeteilt ist, wobei ein erster Teil (29; 44) des Oberlenkers an den Kolben (40) des Hydraulikzylinders (34) gekoppelt ist und ein zweiter Teil (30; 46) des Oberlenkers an einen Zylinder (38) des Hydraulikzylinders (34) gekoppelt ist, so dass der Oberlenker durch den Hydraulikzylinder (34) in seiner Länge verstellbar ist.
Oberlenker gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil (30, 46) des Oberlenkers (27; 32; 84; 110) an einem proximalen Ende einen Anlenkpunkt zur Anbringung an das Nutzfahrzeug aufweist und dass der erste Teil (29; 44) des Oberlenkers an einem distalen Ende ein Ankoppelelement zur Anbringung an einem Gerätegestell (10) aufweist.
Oberlenker gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberlenker an einem proximalen Ende einen Anlenkpunkt zur schwenkbaren Anbringung an dem Nutzfahrzeug aufweist, dass ein Ende des Hydraulikzylinders an oder nahe an einem distalen Ende des Oberlenkers angelenkt ist und das andere Ende des Hydraulikzylinders einen Anlenkpunkt zur Anbringung an das Nutzfahrzeug aufweist, und dass das distale Ende des Oberlenkers ein Ankoppelele ment zur Anbringung an einem Gerätegestell aufweist, so dass der Oberlenker in einem an dem Nutzfahrzeug angebrachten Zustand durch den Hydraulikzylinder schwenkend verstellbar ist.
Rückseitige Dreipunktaufhängung eines Nutzfahrzeuges, insbesondere eines landwirtschaftlichen Schleppers, mit zwei schwenkbar angelenkten Unterlenkern (6), gekennzeichnet durch einen Oberlenker (27; 32; 84; 110) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
Vorderseitige Dreipunktaufhängung eines Nutzfahrzeuges, insbesondere eines landwirtschaftlichen Schleppers, mit zwei schwenkbar angelenkten Unterlenkern (6), gekennzeichnet durch einen Oberlenker (27; 32; 84; 110) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17.
Nutzfahrzeug, insbesondere landwirtschaftlicher Schlepper, gekennzeichnet durch einen rückseitig und/oder vorderseitig angebrachten Oberlenker (27; 32; 84; 110) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17.