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Die Erfindung betrifft eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, insbesondere einen Traktor, mit mindestens zwei antreibbaren Raupenlaufwerken gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Traktoren, werden zunehmend größer und leistungsstärker konstruiert, um eine effizientere Bearbeitung von landwirtschaftlichen Flächen zu ermöglichen. Dabei steigt mit dem Eigengewicht der Arbeitsmaschinen auch das zulässige Gesamtgewicht an, welches auf dem Boden abgestützt werden muss. Ein hohes Gesamtgewicht ermöglicht dabei oftmals auch eine hohe Ballastierung der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, welche je nach durchzuführenden Arbeiten variabel an der Arbeitsmaschine angeordnet sein kann, beispielsweise um eine Verlagerung des Schwerpunktes der Arbeitsmaschine zu beeinflussen. Um hierbei eine nachteilige Bodenverdichtung möglichst zu vermeiden, muss die Aufstandsfläche am Boden vergrößert werden, wobei bei luftgefüllten Rädern mit zunehmender Aufstandsfläche auch der Durchmesser der Räder ansteigt, wodurch der benötigte Bauraum ansteigt. Alternativ werden zunehmend Raupenlaufwerke eingesetzt, welche konstruktionsbedingt bereits eine hohe Aufstandsfläche aufweisen. Die Raupenlaufwerke sind dabei üblicherweise mit einem Fahrgestell der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine verbunden. Nachteilig bei dem Einsatz von Raupenlaufwerken ist oftmals eine Beeinträchtigung der Lenkung der Arbeitsmaschine, beispielsweise aufgrund einer gegenüber Rädern größeren Längserstreckung der Raupenlaufwerke, wodurch es bei engen Kurvenfahrten zu Scherbelastungen des Bodens aber auch zu einer Kollision eines angehängten Arbeitsgerätes mit einem Raupenlaufwerk kommen kann.
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Eine Anordnung zur Verbesserung der Lenkung mit Raupenlaufwerken ist beispielsweise aus der
DE 20 2012 103 930 U1 bekannt. Hierbei umfasst ein Fahrgestell einen Rahmen und wenigstens eine an dem Rahmen angelenkte Vorderachse sowie eine an dem Rahmen angelenkte Hinterachse, wobei zumindest eine der beiden Achsen, insbesondere die Hinterachse, als Viergelenkachse ausgebildet ist. Eine Spurstange der Viergelenkachse übernimmt dabei gleichzeitig eine tragende Funktion, wodurch eine heckseitige Anordnung der Raupenlaufwerke mit einem größeren Schwenkbereich ermöglicht wird. Nachteilig ist hierbei, dass für die schwenkbare Lagerung der Raupenlaufwerke eine aufwändige Konstruktion erforderlich ist und zudem durch das seitliche Auslenkung der Raupenlaufwerke relativ zu dem Fahrgestell eine Anordnung von Zusatzgewichten an dem Fahrgestell deutlich eingeschränkt wird, wodurch eine Optimierung der Ballastierung des Fahrzeuges erschwert wird.
Ein weiteres Fahrzeug bzw. landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mit Raupenlaufwerken ist beispielsweise aus der
JP 2001-48 066 A bekannt.
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Eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
JP H07-237 566 A bekannt.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine variable Ballastierung der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine zu verbessern, sowie eine Verbesserung der Lenkung der Arbeitsmaschine zu ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, insbesondere ein Traktor, umfasst ein Fahrgestell und mindestens zwei antreibbare Raupenlaufwerke, welche jeweils an dem Fahrgestell in einer Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sind. Gemäß der Erfindung sind die Raupenlaufwerke jeweils seitlich an dem Fahrgestell angeordnet und mittels einer Verstellvorrichtung in Fahrzeuglängsrichtung relativ zu dem Fahrgestell zwischen einer vorderen Position und einer hinteren Position verlagerbar ausgebildet. Die Raupenlaufwerke können im Stand und/oder während der Fahrt verlagerbar ausgebildet sein. Durch das Verlagern der Raupenlaufwerke, insbesondere im Wesentlichen in eine Fahrzeuglängsrichtung, ist die Lage des Schwerpunkts der Arbeitsmaschine relativ zu den Raupenlaufwerken und insbesondere deren Aufstandsfläche veränderbar. Dies hat den Vorteil, dass eine Ballastierung der Arbeitsmaschine, insbesondere während des Betriebes der Arbeitsmaschine, angepaßt und optimiert werden kann. Zudem können durch die variable Ballastierung Einflüsse äußerer Einwirkungen, wie Zugkräfte oder Drehmomente, auf die Lastverteilung zwischen den Raupenlaufwerken und dem Boden kompensiert werden. Weiterhin kann durch das Verlagern der Raupenlaufwerke, insbesondere in die vordere Position, ein Überstand der Raupenlaufwerke über das Fahrgestell hinaus verkürzt werden. Dies hat den Vorteil, dass eine Kollision eines beispielsweise heckseitig an die Arbeitsmaschine angehängten Arbeitsgerätes mit einem Raupenlaufwerk bei stärkeren Kurvenfahrten vermieden werden kann, wodurch engere Kurvenradien gefahren werden können und die Lenkung somit verbessert werden kann.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Raupenlaufwerke unabhängig voneinander verlagerbar. Durch die unabhängige Verlagerung kann eine einseitige Verlagerung beispielsweise eines kurveninneren Raupenlaufwerkes ermöglicht werden, wodurch das Durchfahren eines engeren Kurvenradius mit einem angehängten Arbeitsgerät im Wesentlichen ohne eine Verschiebung des Schwerpunktes der Arbeitsmaschine ermöglicht werden kann. Besonders vorteilhaft ist eine stufenlose Verlagerung der Raupenlaufwerke zwischen der vorderen und hinteren Position, wodurch eine Verlagerung eines oder mehrerer Raupenlaufwerke nur soweit wie notwendig erfolgt.
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Erfindungsgemäß ist die Arbeitsmaschine als Halbraupenfahrzeug ausgebildet, wobei die Raupenlaufwerke eine Hinterachsanordnung der Arbeitsmaschine bilden. Durch die Bauform als Halbraupe weist die Arbeitsmaschine im Wesentlichen zwei Achsen auf, zwischen denen der Schwerpunkt der Arbeitsmaschine verlagerbar ist. Dies hat den Vorteil, dass eine Ballastierung der Arbeitsmaschine, insbesondere während des Betriebes der Arbeitsmaschine, angepaßt und optimiert werden kann. Zudem können hierdurch Einflüße auf die Lastverteilung, beispielsweise durch Zugkräfte oder Drehmomente, insbesondere kontinuierlich, kompensiert werden.
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Vorteilhafterweise ist eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, durch welche eine Verlagerung mindestens eines Raupenlaufwerks in Abhängigkeit von einem Benutzersignal und/oder einem Sensorsignal durchführbar ist. Durch eine Verlagerung eines oder mehrerer Raupenlaufwerke in Abhängigkeit eines Benutzer- und/oder Sensorsignals kann eine Anpassung der Position der Raupenlaufwerke, insbesondere kontinuierlich, an den jeweiligen Betriebszustand erfolgen, wodurch eine optimale Position der Raupenlaufwerke beispielsweise im Hinblick auf die Ballastierung und/oder einen Kurvenradius einstellbar ist.
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In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform ist die Verstellvorrichtung an dem Fahrgestell und/oder an dem Raupenlaufwerk angeordnet. Durch die Anordnung des Verstellmechanismus an dem Fahrgestell und/oder an dem Raupenlaufwerk kann eine bauraumoptimierte Anordnung der Verstellvorrichtung erfolgen, wodurch vorhandener Bauraum nutzbar ist und beispielsweise auch eine kostengünstige Nachrüstung einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine mit entsprechenden Verstellmechanismen ermöglicht wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Verstellvorrichtung in Form einer Linearführung, in Form von Pendelstützen, und/oder einer um einen Drehpunkt schwenkbaren Schwenkmechanik ausgebildet. Durch die Linearführung wird eine im Wesentlichen translatorische Verlagerung eines zugeordneten Raupenlaufwerkes, insbesondere parallel zu dem Fahrgestell in eine Fahrzeuglängsrichtung, ermöglicht. Durch Pendelstützen, welche jeweils fahrgestellseitig und raupenlaufwerkseitig angeordnet und parallel verschwenkbar sind, kann mittels einer konstruktiv einfachen Lösung ein Verlagern der Raupenlaufwerke ermöglicht werden. Zudem kann durch die Pendelstützen eine Veränderung einer Spurweite der Arbeitsmaschine ermöglicht werden. Durch eine Schwenkmechanik kann alternativ oder zusätzlich eine, beispielsweise horizontale, Schwenkbewegung eines Raupenlaufwerkes um den zugeordneten Drehpunkt ermöglicht werden. Dies hat den Vorteil, dass bei einer Kurvenfahrt eine Lenkbewegung durch ein seitliches Verschwenken der Raupenlaufwerke unterstützt werden kann, da diese durch die Schwenkbewegung an einen Kurvenradius angenähert werden können.
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Vorteilhaft ist weiterhin, dass eine, insbesondere horizontale, Lagerachse eines Raupenlaufwerks im Wesentlichen mittig zwischen zwei äußeren Umlenkrollen eines Raupenlaufwerkes angeordnet ist. Die Lagerachse kann dabei im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene mit den Umlenkrollen angeordnet sein. Hierdurch kann ein flachbauendes, bauraumsparendes Raupenlaufwerk verwendet werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Lagerachse des Raupenlaufwerkes durch die Verstellvorrichtung, insbesondere in eine Fahrzeuglängsrichtung, translatorisch verschiebbar. Die Verstellvorrichtung kann dabei raupenlaufwerksseitig angeordnet sein, wodurch das Raupenlaufwerk relativ zu der mit dem Fahrgestell verbundenen Lagerachse verlagerbar ist. Dies ermöglicht beispielsweise eine Nachrüstung eines verlagerbaren Raupenlaufwerkes, welche keine fahrgestellseitige Verlagerung der Lagerachse erfordert. Das Raupenlaufwerk ist dabei mit der Verstellvorrichtung verbunden, wodurch Lagerkräfte des Raupenlaufwerkes über die Verstellvorrichtung aufgenommen und in das Fahrgestell abgeleitet werden können.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist einem Raupenlaufwerke zur Verlagerung jeweils mindestens ein Aktor zugeordnet. Durch den jeweils mindestens einen, insbesondere raupenseitig und/oder arbeitsmaschinenseitig angeordneten Aktor, kann eine unabhängige Verlagerung der Raupenlaufwerke sichergestellt werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigt:
- 1: eine schematische Draufsicht einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine gemäß eines nicht erfindungsgemäßen Beispiels mit Vollraupen;
- 2: eine schematische Darstellung der Arbeitsmaschine aus 1 mit Raupenlaufwerken in einer hinteren Position;
- 3: eine schematische Draufsicht einer erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine in Form einer Halbraupe; und
- 4: eine schematische Darstellung der Arbeitsmaschine aus 3 mit eingeschlagenen Vorderrädern und einem verlagerten, kurveninnenseitig angeordneten Raupenlaufwerk.
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In 1 ist in einer schematischen Draufsicht eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 10 in Form eines Traktors gemäß eines nicht erfindungsgemäßen Beispiels mit Vollraupen dargestellt. Auf den Aufbau eines Traktors wird nicht detailliert eingegangen, da dieser als dem Fachmann bekannt angesehen wird. Eine Arbeitsmaschine im Sinne der Erfindung kann eine Baumaschine mit Raupenlaufwerken oder auch eine selbstfahrende Erntemaschine wie ein Mähdrescher oder ein Feldhäcksler sein.
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Der Traktor weist eine auf einem Fahrgestell 12 angeordnete Fahrerkabine 14 auf. In Fahrzeuglängsrichtung 16 der Arbeitsmaschine 10 ist vor der Kabine 14 ein Motorraum 18 mit einem Antriebsmotor der Arbeitsmaschine 10 angeordnet. An dem Fahrgestell 12 der Arbeitsmaschine 10 ist an jeder Seite jeweils ein Raupenlaufwerk 20 angeordnet, wobei die Raupenlaufwerke 20 jeweils beispielsweise durch den Antriebsmotor antreibbar ausgestaltet sind. Frontseitig und/oder Heckseitig an dem Fahrgestell weist die Arbeitsmaschine 10 Befestigungsvorrichtungen zur Aufnahme von Anbaugeräten auf. Die dargestellten heckseitigen Befestigungsvorrichtungen sind dabei in Form eines Zugpendels 22 und eines Drei-Punkt-Heckkrafthebers 24 ausgebildet.
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Gemäß der Erfindung sind die Raupenlaufwerke 20 jeweils mittels einer Verstellvorrichtung 26 mit dem Fahrgestell 12 verlagerbar verbunden. Mittels der Verstellvorrichtungen 26 sind die Raupenlaufwerke 20 jeweils zwischen einer vorderen Position PV und einer hinteren Position PH relativ zu dem Fahrgestellt 12 verlagerbar. Die in 1 dargestellten Raupenlaufwerke 20 der Arbeitsmaschine 10 sind in einer vorderen Position PV angeordnet, in der die Raupenlaufwerke 20 bezogen auf das Fahrgestell 12 in der am weitesten vorne gelegenen Position angeordnet sind. Eine Verlagerung eines Raupenlaufwerkes 20 kann dabei jeweils im Wesentlichen translatorisch und/oder parallel zu einer Fahrzeuglängsrichtung 16 erfolgen. Weiterhin kann die Verlagerung der Raupenlaufwerke 20 dabei jeweils im Wesentlichen stufenlos und/oder unabhängig voneinander erfolgen.
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Eine Verstellvorrichtung 26 kann dabei fahrgestellseitig und/oder raupenlaufwerkseitig angeordnet und beispielsweise in Form einer Schlitten- oder Linearführung und/oder in Form von Pendelstützen ausgestaltet sein. Eine Verstellvorrichtung 26 in Form einer Schlitten- und/oder Linearführung kann beispielsweise Führungen am Fahrgestell und/oder innerhalb des Raupenlaufwerkes 20 aufweisen. Bei einer Verstellvorrichtung 26 in Form von Pendelstützen können diese, beispielsweise paarweise je Raupenlaufwerk 20, derart an dem Fahrgestell 12 und dem Raupenlaufwerk 20 schwenkbar angeordnet sein, dass das Raupenlaufwerk 20 parallel zu dem Fahrgestell 12 verlagerbar ist, wobei ein seitlicher Abstand zwischen dem Raupenlaufwerk 20 und dem Fahrgestell12 veränderbar sein kann. Die Raupenlaufwerke 20 weisen eine im Wesentlichen flache Bauart auf, wobei jeweils ein Raupenband 28 zwischen zwei Umlenkrollen (nicht dargestellt) angeordnet und gespannt ist. Im Wesentlichen mittig des Raupenlaufwerkes 20, insbesondere auf einer Höhe im Wesentlichen zwischen den zwei Umlenkrollen, ist jeweils eine Lagerachse 30 des Raupenlaufwerkes 20 angeordnet, über die das Raupenlaufwerk 20 drehbar mit dem Fahrgestell 12 verbunden ist. Bei einer Verlagerung eines Raupenlaufwerkes 20 in eine vordere oder hintere Position PV, PH kann die Lagerachse 30 relativ zu dem Fahrgestell 12 und/oder das Raupenlaufwerk 20 relativ zu einer, beispielsweise an dem Fahrgestell 12 ortsfesten, Lagerachse 30 verlagert werden.
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Für eine flexiblere Anpassung der Raupenlaufwerke 20 an die jeweilige Betriebssituation, insbesondere zur Lenkunterstützung, kann eine Verstellvorrichtung 26 jeweils eine Schwenkmechanik aufweisen, durch welche ein Verschwenken des jeweiligen Raupenlaufwerkes 20 um einen Drehpunkt 32 ermöglicht werden kann. Ein Verschwenken eines Raupenlaufwerkes 20 erfolgt dabei um eine im Wesentlichen vertikal angeordnete Drehachse, welche durch den Drehpunkt 32 hindurch geht. Die Raupenlaufwerke 20 können dabei unabhängig voneinander verschwenkt werden. Eine Verlagerung und/oder Verschwenkung eines Raupenlaufwerkes 20 kann dabei mittels jeweils mindestens eines Aktors 34 erfolgen. Zur Steuerung und/oder Regelung der Verlagerung und/oder des Aktors 34 ist eine Steuerungseinrichtung 36 vorgesehen, welche mit den Aktoren 34 und beispielsweise Sensoren (nicht dargestellt) in Signalverbindung steht.
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Durch eine Verlagerung der Raupenlaufwerke 20 kann ein Schwerpunkt 38 der Arbeitsmaschine 10 beispielsweise relativ zu einem Flächenschwerpunkt 40 der Aufstandsfläche der Raupenlaufwerke 20 auf dem Boden verlagert werden. So sind bei der in 2 dargestellten Arbeitsmaschine 10 beide Raupenlaufwerke 20 in der hinteren Position PH angeordnet, wodurch der Abstand zwischen dem Schwerpunkt 38 der Arbeitsmaschine 10 und dem Flächenschwerpunkt 40 der Raupenlaufwerke 20 vergrö-ßert worden ist, wodurch beispielsweise ein an den Befestigungsvorrichtungen 20, 22 wirkendes Moment um eine Querachse der Arbeitsmaschine 10 vergrößert werden kann. Eine Verlagerung des Schwerpunktes 38 kann dabei in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebszustandes der Arbeitsmaschine 20 erfolgen.
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In 3 ist die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 10 in Form eines erfindungsgemäßen Halbraupenfahrzeuges 42 ausgebildet. Die Arbeitsmaschine 10 weist dabei eine Vorderachse 44 auf, an der lenkbare Räder 46 angeordnet sind und die Raupenlaufwerke 20 bilden dabei eine Hinterachsanordnung 48. Bei dem dargestellten Halbraupenfahrzeug 42 sind die Räder 46 unausgelenkt und die Raupenlaufwerke 20 in einer hinteren Position PH dargestellt. An dem Zugpendel 22 ist eine Deichsel 50 eines (nicht dargestellten) Anbaugerätes angeordnet, welches durch die Arbeitsmaschine 10 gezogen werden kann. In dem dargestellten Betriebszustand der Arbeitsmaschine 10 sind die Raupenlaufwerke 20 beide in einer hinteren Position PH, beispielsweise um eine optimale Ballastierung durch einen entsprechend verlagerten Schwerpunkt 38 zu erreichen. Hierbei ist der Schwerpunkt 38 zwischen der Vorderachse 44 und der Hinterachsanordnung 48, welche wie eine Hinterachse betrachtet werden kann, entsprechend des augenblicklichen Betriebszustandes verlagerbar. Eine Verlagerung der Raupenlaufwerke 20 und/oder des Schwerpunktes 38 kann dabei in Abhängigkeit von einem Benutzersignal und/oder, insbesondere automatisch und/oder kontinuierlich, von einem Sensorsignal erfolgen. Ein Benutzersignal kann beispielsweise eine manuelle Einstellung zur Verlagerung der Raupenlaufwerke 20 oder eine Lenkbewegung mit einer Lenkvorrichtung 52 wie einem Lenkrad sein. Ein Sensorsignal kann beispielsweise ein Lenkwinkel, ein Schlupf, eine Drehzahl eines Rades 46 und/oder eines Raupenlaufwerkes 20, eine Schlupfdifferenz zwischen Rädern 46 und/oder Raupenlaufwerken 20, eine Topografieinformation, eine beispielsweise durch ein Anbaugerät wirkende Zugkraft, Stützkraft und/oder ein Moment sein. Zur Generierung der Signale weist die Arbeitsmaschine 10 Lenkwinkelsensoren 54, Drehzahlsensoren 56 und einen Zugkraftsensor 58 auf, welche mit der Steuerungseinrichtung 36 signalverbunden sind.
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In 4 ist die Arbeitsmaschine 10 in Form eines erfindungsgemäßen Halbraupenfahrzeuges 42 dargestellt, deren Räder 46 zum Durchfahren einer Kurve eingeschlagen sind. In einer Kurvenfahrt verschwenkt auch die Deichsel 50 relativ zu dem Fahrgestell 12 der Arbeitsmaschine 10, wodurch es bei einem zu engen Kurvenradius zu einer unerwünschten Berührung zwischen der Deichsel 50 und dem kurveninnerer Raupenlaufwerk 20 kommen kann. Um den Kurvenradius zu verkleinern, kann beispielsweise in Abhängigkeit eines Lenkwinkels das kurveninnere Raupenlaufwerk nach vorne, insbesondere bis in die vordere Position PV, verlagert werden. Dies ermöglicht ein weiteres Verschwenken der Deichsel 50, so dass ein engerer Kurvenradius ohne Kollision gefahren werden kann. Durch die Verlagerung nur eines Raupenlaufwerkes 20 erfolgt auch nur eine geringe Veränderung der Lage des Schwerpunktes 38 zwischen der Vorderachse 44 und der Hinterachsanordnung 48.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine
- 12
- Fahrgestell
- 14
- Fahrerkabine
- 16
- Fahrzeuglängsrichtung
- 18
- Motorraum
- 20
- Raupenlaufwerk
- 22
- Zugpendel
- 24
- Heckkraftheber
- 26
- Verstellvorrichtung
- 28
- Raupenband
- 30
- Lagerachse
- 32
- Drehpunkt
- 34
- Aktor
- 36
- Steuerungseinrichtung
- 38
- Schwerpunkt
- 40
- Flächenschwerpunkt
- 42
- Halbraupenfahrzeug
- 44
- Vorderachse
- 46
- Rad
- 48
- Hinterachsanordnung
- 50
- Deichsel
- 52
- Lenkvorrichtung
- 54
- Lenkwinkelsensor
- 56
- Drehzahlsensor
- 58
- Zugkraftsensor
