DE10214915B4

DE10214915B4 - Hinterachsverriegelung

Info

Publication number: DE10214915B4
Application number: DE2002114915
Authority: DE
Inventors: Bernhard Huber
Original assignee: Mulag Fahrzeugwerk Heinz Woessner GmbH and Co KG
Current assignee: Mulag Fahrzeugwerk Heinz Woessner GmbH and Co KG
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2022-04-05
Also published as: DE10214915A1

Abstract

Stützvorrichtung zwischen Rad (3) und dem Aufbau (8) eines Kfz (9) zur Deaktivierung der dortigen Federung des Kfz (9) mit
– einer hydraulischen Stütze (1) in Form einer Kolben-Zylinder-Einheit,
– einer die Stütze (1) beaufschlagenden Drucköl-Versorgung und
– einer Steuerung für die Drucköl-Versorgung der Stütze (1)
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stütze (1) radseitig an einer außen am Rad (3) angeordneten, mit dem Rad (3) mitdrehenden Nabe (4) befestigt ist.

Description

I. Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft eine Stützvorrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastfahrzeuge, wie sie entweder zum Transportieren von Lasten oder als Basisfahrzeug für darauf montierte Arbeitsgeräte verwendet werden, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein typischer Anwendungsfall solcher Kraftfahrzeuge ist der bekannte Unimog, auf dessen Ladefläche und/oder in dessen Frontbereich Arbeitsgeräte wie etwa Randstreifen-Mähgeräte für den Randstreifen von Straßen montiert sind.

Dabei fährt das Kfz auf der Straße, und das Mähgerät wird mittels eines Auslegerarmes seitlich neben dem Fahrzeug positioniert, und dadurch das Fahrzeug einseitig belastet, was zu einem einseitigen Einfedern der Federung zwischen den Rädern des Kfz und dessen Aufbau führt.

Da jedoch die Höheneinstellung des entsprechenden Arbeitsgerätes vom Bediener immer nur relativ zu dem Aufbau des Kfz, auf welchem das Arbeitsgerät montiert ist, eingestellt werden kann, sind derartige Einfederungsbewegungen des Aufbaus gegenüber den Rädern und damit dem Untergrund äußerst unerwünscht und vom Bediener kaum auszugleichen.

Aus diesem Grund ist es bereits bekannt, die Federung des Kfz während des Arbeitseinsatzes des entsprechenden Arbeitsgerätes zu deaktivieren, indem eine feste mechanische Stütze zwischen Rad bzw. das Rad tragender Achse und dem Chassis montiert wird.

Da eine solche feste mechanische Stütze nach Beendigung des Arbeitseinsatzes jedes Mal wieder demontiert werden muss, um ein normales, sicheres Fahrverhalten des Kraftfahrzeuges auf dem Weg zum und vom Arbeitseinsatz zu gewährleisten, ist mit dieser Lösung ein hoher Rüstaufwand verbunden.

Die DE 28 07 299 A1 offenbart ein Fahrzeug mit mechanischer Federung und einer Federsperre. Dabei werden die zur Sperrung der Federung vorhandenen Druckmittelzylinder auch zur Abfederung des Fahrzeugoberbaus gegenüber den Achsen verwendet.

a) Technische Aufgabe

Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, eine Stützvorrichtung zu schaffen, die die Federung des Kfz zwischen Rädern und Aufbau außer Kraft setzt und auf einfache Art und Weise montiert werden kann sowie aktiviert und deaktiviert werden kann, auch ohne Demontage.

Es ist weiterhin Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung, zum genannten Zweck eine hydraulische Schaltung zu schaffen, die keine elektrischen und/oder elektronischen Komponenten umfasst und insbesondere ausschließlich mittels hydraulischen Komponenten realisierbar ist.

b) Lösung der Aufgabe

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dadurch, dass als Stützvorrichtung eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit verwendet wird, kann mit Hilfe einer Steuerung, die die Drucköl-Versorgung dieser hydraulischen Stütze steuert, die Stützvorrichtung auf einfache Art und Weise und ohne Demontage vom Fahrzeug aktiviert und deaktiviert werden.

Für kurze Zubringerfahrten muss also die Stütze nicht demontiert werden, sondern es ist die Deaktivierung ausreichend, da die hydraulische Stütze im deaktivierten Zustand die Federung des Fahrzeuges nicht nennenswert beeinflußt.

Insbesondere ist die Kolben-Zylinder-Einheit der hydraulischen Stütze hinsichtlich der internen Reibung, der Durchlassgrößen für die Hydrauliköl-Versorgung etc. so gestaltet, dass im deaktivierten Zustand die Kolbenstange mit der bloßen Hand relativ zum Zylinder verschoben werden kann, und deshalb auch die Federung des Fahrzeuges nur mit sehr geringen Kräften durch die deaktivierte Stütze beaufschlagt wird.

Durch das Anbringen der Stütze auf der Außenseite des Fahrzeuges, also zwischen der Außenseite des Rades und einer entsprechend weit aussenliegenden Stelle des Aufbaus ist zum einen eine gute Zugänglichkeit für die Montage und Demontage der Stütze gegeben, und zum anderen ein optimal großer Hebelarm durch maximalen Abstand der hydraulischen Stütze von der normalen Federung des Kfz, die zwischen den Rädern, zur Fahrzeugmitte hin versetzt, angeordnet ist.

Dadurch, dass die Stütze radseitig an einer mit dem Rad mitdrehenden Nabe befestigt ist, muss für die Demontage lediglich die Stütze selbst entfernt werden, während die Nabe einschließlich des relativ zur Nabe verdrehbaren Lagerbockes, an dem die Stütze mittels Hindurchstecken eines Lagerbolzens befestigt werden kann, am Rad verbleibt. Im Fahrbetrieb hängt der Lagerbock von der Nabe senkrecht nach unten. Aufgrund einer nur geringen Auskragung der Nabe seitlich nach außen ist hierdurch auch keine nennenswerte Gefährdung der Umgebung zu erwarten.

Da in aller Regel auch das obere Ende der hydraulischen Stütze gegenüber dem Aufbau mittels Hindurchschieben eines Lagerbolzens durch einen Lagerbock am Aufbau einerseits und eine diesen Lagerbock umgreifenden Lagerkabel andererseits erfolgt, ist selbst eine vollständige Entfernung der Kolben-Zylinder-Einheit der Stütze durch Entsichern und Herausziehen der beiden Lagerbolzen in weniger als einer Minute möglich.

Die Kolben-Zylinder-Einheit nimmt im druckbeaufschlagtem Zustand eine definierte Länge ein, in dem dann der Kolben formschlüssig gegen einen Anschlag im Zylinder läuft.

Dies bringt den in der Praxis wichtigen Vorteil, dass auch bei schrägstehendem Fahrzeug die Kolbenzylindereinheit aktiviert werden kann mit der Folge, dass dann der Aufbau sich immer parallel zum Fahrgestell, also z. B. den Achsen, einstellt, aufgrund der feststehenden immer gleichen Länge der Kolbenzylindereinheit im druckbeaufschlagten Zustand. Im Gegensatz dazu muss bei einer mechanischen Verriegelung, wie bisher benutzt, das Fahrzeug zunächst auf ebenen Untergrund gestellt und dann die Verriegelung durchgeführt werden, da auf unebenen Untergrund die Federung des Fahrzeuges auf den beiden Seiten unterschiedlich stark einfedert und dann eine mechanische Verriegelung nicht möglich ist.

Diese im aktivierten Zustand feste und jederzeit reproduzierbare ausgefahrene Länge ist auf einfache Art und Weise und auch vor Ort jederzeit veränderbar durch eine an der Kolben-Zylinder-Einheit, insbesondere deren Kolbenstange, angeordnete Stellmutter.

Weiterhin ist die Kolben-Zylinder-Einheit der Stütze zweistufig, aber dreiteilig, und zwar in die gleiche Richtung teleskopierbar, ausgebildet, in dem der im äußeren Zylinder laufende Kolben selbst im Inneren wiederum als Zylinder ausgebildet ist, in dem die eigentliche Kolbenstange verschiebbar ist. Durch eine Durchlaßbohrung in der Wandung des mittleren Zylinder-Kolbens werden beide Arbeitsräume über nur einen Drucköl-Anschluß in dem äußeren Zylinder mit Drucköl versorgt. Durch geeignete Wahl der wirksamen Querschnittsfläche der beiden Arbeitsräume, beispielsweise bei größerer wirksamer Fläche des innersten Kolbens gegen über dem mittleren Kolben-Zylinder, kann festgelegt werden, welcher Kolben gegenüber welchem Zylinder bei Druckbeaufschlagung als erstes auf Anschlag fährt.

Diese zweistufige Lösung hat unter anderem den Vorteil, dass durch annähernd gleich große Festlegung der Querschnittsflächen der Arbeitsräume beim Druckbeaufschlagen ein gleichzeitiges Verschieben beider Kolben gegenüber den sie aufnehmenden Zylindern erreicht wird, und damit eine schnelle Einnahme des vollständig ausgefahrenen, aktivierten Zustandes der Kolben-Zylinder-Einheit gewährleistet ist.

Die hydraulische Beschattung der Drucköl-Versorgung ist dabei weiterhin so ausgebildet, dass sie ausschließlich aus hydraulischen Elementen besteht, und insbesondere keine empfindlichen elektrischen und/oder elektronischen Komponenten umfasst. Damit kann diese Steuerung auch in einer exponierten Lage am Fahrzeug, beispielsweise nahe der Stützvorrichtung, angeordnet werden, ohne dass Erschütterungen oder Verschmutzungen eine Beschädigung dieser Steuerung befürchten lassen.

Wenn es sich bei dem hydraulischen Element wie im vorliegenden Fall nicht um einen Verbraucher von Hydraulikmedium, beispielsweise einen Hydraulikmotor, sondern lediglich um ein mit Druck zu beaufschlagendes, abgeschlossenes Volumen handelt, besteht das grundsätzliche Problem darin, dass bei nachlassendem Druck seitens der Druckmittelquelle kein Hydraulikmedium von den hydraulischen Elementen über die Pumpe zurück zum Tank fließen kann, da die Pumpe selbst in Rückflussrichtung sperrt.

Für diesen Fall muss also ein separater Abfluss vom hydraulischen Element zum Tank vorgesehen werden, der bei gewünschter Beaufschlagung der hydraulischen Elemente mit Druck geschlossen sein muss und nur unter definierten Bedingungen offen sein soll.

Das Öffnen dieses Abflusses vom hydraulischen Element zum Tank wird deshalb in der Regel über steuerbare Ventile realisiert, die elektrisch angesteuert werden, so dass mittels einer elektrischen Schaltung die exakten Bedingungen, bei denen diese Ventile öffnen sollen, hinterlegt sind.

In vielen Fällen kann es jedoch nachteilig sein, wenn eine hydraulische Schaltung zusätzlich elektrische und/oder elektronische Komponenten, also beispielsweise die die hydraulischen Ventile ansteuernden elektromechanischen Magnetventile und/oder die diese Magnetventile steuernde elektronische Schaltung, aufweist. Beispielsweise dann, wenn die hydraulische Schaltung rauhen Umgebungseinflüssen hinsichtlich Verschmutzung, Temperatur etc. ausgesetzt ist und/oder an der Stelle der hydraulischen Schaltung keine elektrische Versorgung vorhanden ist.

Durch die Verzweigung der von der Druckmittelquelle kommenden Druckleitung in eine Arbeitsleitung und eine Steuerleitung steht mittels der Steuerleitung Steuerdruck für das den Abfluss von dem hydraulischen Element zum Tank regelnde Ventil zur Verfügung. Bei diesem Ventil handelt es sich in aller Regel um ein einfaches Wege-Ventil (I/O-Ventil), in der Regel ausgeführt als Zwei/Zwei-Wege-Ventil. Ein solches Ventil kann – z. B. mittels einer Feder – in die Durchflussstellung vorgespannt sein, so dass in dieser deaktivierten Position eine offene Verbindung vom hydraulischen Element zum Tank existiert. Der Druck der Steuerlei tung beaufschlagt das Ventil entgegen der Kraft der Feder in die gesperrte Stellung.

Die Arbeitsleitung dagegen ist wiederum in eine Leitung zum Tank, die über besagtes Ventil führt, einerseits und eine Zielleitung, die zu den zu versorgenden hydraulischen Elementen führt, andererseits verzweigt.

Sofern das den Abfluss zum Tank regelnde Ventil sich also in der geschlossenen Stellung befindet, liegt der Arbeitsdruck am hydraulischen Element, beispielsweise dem Arbeitsraum eines Hydraulikkolbens, an. In der Arbeitsleitung und/oder Steuerleitung ist dabei ein Rückschlagventil angeordnet, dessen Öffnungsdruck zunächst überwunden werden muss, bis die Beaufschlagung des Ventils in die geschlossene Stellung einerseits und/oder der hydraulischen Verbraucher mit Arbeitsdruck andererseits erfolgt. Dadurch werden Druckschwankungen auf niedrigem Niveau, also nur geringere Drücke als Steuerdruck und Arbeitsdruck, ausgeschlossen.

Zusätzlich ist in der Steuerleitung nahe am Punkt der Beaufschlagung des Ventils ein Druckspeicher angeordnet und mit der Steuerleitung verbunden, dessen Aufgabe in der Eliminierung kurzfristiger Druckschwankungen, sowie das Speichern einer geringen Menge an Hydraulik-Öl, um Leckagen auszugleichen, besteht.

Parallel zum Rückschlagventil in der Steuerleitung ist eine Rückleitung angeordnet mit einem in Rücklaufrichtung öffnenden Rückschlagventil, dessen Öffnungsdruck jedoch deutlich höher als der des Rückschlagventiles in Vorwärtsrichtung der parallelen Steuerleitung gewählt ist.

Dies stellt sicher, dass dann, wenn der Druck in der Steuerleitung über diesem höheren Öffnungsdruck lag und von diesem Niveau aus absinkt, nach Unterschreiten des höheren Öffnungsdruckes des Rückschlagventiles in der Rücklaufleitung dieses sperrt und somit der Druck gemäß dem Öffnungsdruck dieser Rückleitung im Speicher erhalten bleibt.

Da jedoch die Kraft der Vorspannung des Ventils in der geschlossenen Stellung größer ist als der Öffnungsdruck des Rückschlagventiles in der Rücklaufleitung, wird sich nach Absinken des Druckes unter das Federniveau – was durch das Volumen des Druckspeichers zeitlich verzögert wird – das Ventil wieder in die offene Stellung bewegen.

Zusätzlich ist in der Arbeitsleitung stromabwärts des Rückschlagventiles, jedoch noch vor dem Verzweigungspunkt zu dem hydraulischen Element hin, eine Drossel angeordnet, während die Steuerleitung in Richtung Ventil keine Drossel enthält. Dadurch wird sichergestellt, dass bei einsetzendem Arbeitsdruck zunächst der Steuerdruck am Ventil und dem gegenüber erst zeitversetzt der Druck in der Arbeitsleitung aufgebaut wird, und sich das Ventil zuverlässig zunächst in die geschlossene Stellung bewegen kann.

Ebenso ist in der Rückleitung stromabwärts des Rückschlagventiles eine Drossel angeordnet, um bei Öffnen dieses mit einem hohen Öffnungsdruck ausgestattetem Rückschlagventiles keine schlagartige Beaufschlagung des Ventilanschlusses und/oder der hydraulischen Elemente mit dem Druck der sich öffnenden Rückleitung erfolgt.

Die diese Hydraulikschaltung beaufschlagende Druckleitung kann gleichzeitig auch eine andere, z. B. parallel geschaltete, Hydraulikeinheit mit Druck versorgen, vor allem dann, wenn diese andere Hydraulikeinheit immer zusammen mit denjenigen hydraulischen Elementen aktiviert werden soll, die durch die erfindungsgemäße Schaltung beaufschlagt werden sollen.

Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im folgenden anhand der Figuren beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
1: Darstellungen des mit der Stützvorrichtung ausgestatteten Fahrzeuges betrachtet in Fahrtrichtung, wobei
jeweils die 1a) den deaktivierten Zustand und die
1b) den aktivierten Zustand der hydraulischen Stütze zeigen und
1c) das Fahrzeug bei demontierter Kolben-Zylinder-Einheit,
2: Darstellungen analog der 1 von der Seite quer zur Fahrtrichtung,
3: Längsschnitt durch die Kolben-Zylinder-Einheit,
4: die hydraulische Schaltung für die hydraulische Stütze.
1b zeigt, wie bei deaktivierter Stütze und damit wirksamer Federung mittels der üblichen Feder-Dämpfer-Einheit 19 der Aufbau 8 einschließlich der Ladefläche 8a sich einseitig gegenüber dem entsprechenden Rad 3 absenkt aufgrund Zusammendrückens der Feder-Dämpfer-Einheit 19 zwischen dem Aufbau 8 und der das Rad 3 tragenden Achse 21. Ursache ist das einseitig Belastungen in die Ladefläche 8a einbringende Arbeitsgerät 18, welches z. B. seitlich auf der Arbeitsfläche 8a montiert ist und einen seitlich auskragenden Auslegerarm 22 umfassen kann.
1a zeigt demgegenüber eine stabilisierte Lage mit einer Ladefläche 8a etwa parallel zur Achse 21 und damit dem Untergrund, aufgrund einer auf Soll-Länge ausgefahrenen hydraulischen Stütze 1 zwischen dem Rad 3 und dem Aufbau 8.
Die Stütze 1 ist dabei über in Längsrichtung 20 verlaufende und entfernbare Lagerbolzen 6, 6' einerseits mit der Unterseite der Ladefläche 8a an deren äußeren Rand und andererseits mit der Außenseite des Rades 3 verbunden. Die Lagerbol zen erstrecken sich dabei in bekannter Art und Weise durch eine Lagergabel 5, 5' und einen in die Lagergabel 5, 5' eingreifenden Lagerbock 2, 2' hindurch, so dass die für das Einfedern im deaktivierten Betrieb der Stütze notwendige Beweglichkeit dieser Befestigungen gegeben ist.
Am radseitigen Ende erfolgt die Befestigung der Stütze 1 an einem Lagerbock 2 der seinerseits drehbar auf dem Achsstummel einer Nabe 4 sitzt, welche konzentrisch zur Drehachse des Rades 3 auf der Außenseite dessen Felge drehfest aufgeschraubt ist.
Wie 3 zeigt, kann durch Entfernen der Lagerbolzen 6, 6' die Kolben-Zylinder-Einheit der Stütze 1 vollständig entfernt werden, und das Fahrzeug dann mit normal funktionierender Federung bewegt werden, wobei dann der Lagerbock 2 entsprechend der Schwerkraft von der mit dem Rad 3 mitdrehenden Nabe 4 herab hängt.
Bei einem immer auf der selben Seite belasteten Fahrzeug, wie etwa einem für einen Randstreifenmäher eingesetzten Fahrzeug kann eine solche hydraulische Stützvorrichtung nur einseitig, vorzugsweise nur an dem durch das Arbeitsgerät belasteten Rad, angeordnet werden. Sofern die einseitige Belastung auf beiden Seiten erfolgen kann, ist die Stützvorrichtung beidseits symmetrisch vorhanden, und eventuell nicht nur an den Hinterrädern, also unter der Ladefläche, sondern an allen Rädern.
Jede Kolben-Zylinder-Einheit, also jede Stütze 1, ist dabei mit nur einem Anschluß 7 für Hydrauliköl ausgestattet. Die entsprechende Hydraulikleitung 23 ist verbunden mit vorzugsweise der Drucköl-Versorgung für das Arbeitsgerät 18 oder der zentralen Drucköl-Versorgung für das gesamte Kraftfahrzeug. Die Steuerung 100 zum Aktivieren oder Deaktivieren der Stütze 1 befindet sich dabei nahe an bzw. integriert in der hydraulischen Steuerung für das Arbeitsgerät 18 oder als separate Einheit möglichst nahe an der Stütze 1, vorzugsweise mit dieser fest verbunden.
Die Steuerung 100 umfasst dabei vorzugsweise keine elektrischen und/oder elektronischen Komponenten, sondern vorzugsweise ausschließlich hydraulische Komponenten, um eine hohe Ausfallsicherheit zu gewährleisten, wie im Folgenden noch beschrieben werden wird.
Dabei ist im deaktivierten Zustand der Stütze 1 der Widerstand in der Kolben-Zylinder-Einheit der Stütze 1 so gering, dass die Kolbenstange 11 von Hand gegenüber dem Zylinder bewegt werden kann, was insbesondere für die Montage der Stütze 1 am Fahrzeug vor Beginn des Arbeitseinsatzes des Arbeitsgerätes 18 wichtig ist:
Dabei wird zunächst die Stütze 1 mit ihrem oberen Ende durch Einstecken und Sichern des oberen Lagerbolzens 6' befestigt. Anschließend wird die Kolbenstange 11 von Hand soweit ausgezogen bzw. eingeschoben, dass die Lagergabel 5 am unteren Ende der Stütze 1 mit dem dortigen Lagerbock 2, der an der Nabe 4 befestigt ist, fluchtet und der untere Lagerbolzen 6 durchgesteckt werden kann.
3 zeigt in einem Längsschnitt den inneren Aufbau der Kolben-Zylinder-Einheit der Stütze 1.
Die Stütze 1 besteht aus einem äußeren Zylinder 13, der beispielsweise am oberen Ende verschlossen ist und dort auf der Außenseite einen Lagerbock 2' zum Befestigen gegenüber dem Aufbau 8 aufweist.
In diesem äußeren Zylinder 13 läuft ein Kolben-Zylinder 12, dessen Kolbenstange 12b nach unten aus dem Zylinder 13 herausragt, wie üblich unter Abdichtung gegenüber dem Innenumfang der Auslassöffnung des Zylinders 13.
Der Außenumfang der Kolbenstange 12b des Kolben-Zylinders 12 ist kleiner als der Außenumfang des Kolbens 12a, so dass zwischen Innenumfang des Zylinders 13 und Außenumfang der Kolbenstange 12b ein erster Arbeitsraum X vorhanden ist, der über eine Öffnung in der Wandung des Zylinders 13 und einem dort vorhandenen Anschluss 7 an eine Hydraulikleitung 23 mit Drucköl beaufschlagt werden kann. Der Kolben 12a liegt bei Beaufschlagung des Arbeitsraumes X mit Drucköl am stirnseitigen oberen Ende des Zylinders 13 an, welcher als Anschlag 15 wirkt. Der Anschluss 7 für das Drucköl befindet sich an dem von diesem Anschlag 15 abgewandten, unteren Ende des Zylinders 13.
Die Kolbenstange 12b des Kolben-Zylinders 12 ist ebenfalls hohl als Zylinder ausgebildet, und wird wiederum am einen, dem oberen, Ende durch den Kolben 12a dicht verschlossen. Im Inneren der Kolbenstange 12b läuft ein Kolben 11a, der mit einer Kolbenstange 11b verbunden ist, die durch den wiederum am anderen, unteren Ende stirnseitig offenen Zylinder 12b nach aussen ragt.
Da in der Wandung des Zylinders 12b nahe an dessen Kolben 12a ebenfalls eine Durchlassöffnung vorhanden ist, kann vom Arbeitsraum X aus das Hydraulikmedium durch diesen Durchlass in den zweiten Arbeitsraum Y zwischen dem Kolben 11a und dem verschlossenem Ende des Zylinders 12b, also dem Kolben 12a, strömen. Im druckbeaufschlagten Zustand wird somit der Kolben 11a maximal aus dem Zylinder 12b ausgeschoben, und schlägt an dem Ringflansch um die stirnseitige Öffnung des Zylinders 12b als Anschlag 14 an.
Dies führt dazu, dass bei Deaktivierung, also Abschalten der Druckbeaufschlagung in den Arbeitsräumen X und Y und einer Rückflussmöglichkeit von Hydrauliköl aus dem Anschluss 7 heraus, bei einsetzenden Federungsbewegungen des Kraftfahrzeuges der Kolben 12a von seinem Anschlag 15 abheben wird und der Kolben 11a von seinem Anschlag 14. Bei Druckbeaufschlagung dagegen werden beide Kolben in entgegengesetzte Richtungen gegen ihre jeweiligen Anschläge gepresst, so dass die Stütze 1 im druckbeaufschlagten Zustand eine jederzeit reproduzierbare, durch diese Anschläge 14, 15 bestimmte, Länge einnimmt.
Diese Bauform ist vor allem für das Verhalten im deaktivierten Zustand der Stütze von Bedeutung, in der die Federung 19 des Fahrzeuges voll funktionsfähig ist, und die Stütze 1 eine Längenveränderung durch Einfedern des Fahrzeuges zulassen muss. In diesem Fall können beide Kolben von ihren Endanschlägen abheben und befinden sich in einer freien Mittellage, so dass beide Kolben um diese freie Mittellage bewegbar sind und dabei zusätzlich Verlagerungen von Hydraulikmedium vom einen Arbeitsraum X in den anderen Arbeitsraum Y möglich sind, wobei mittels Übersetzung die Verkürzung bzw. Verlängerung der Stütze etwa um den Faktor 2 beschleunigt wird.
Zusätzlich kann die definierte Länge im vollständig ausgefahrenen Zustand der Stütze 1 verändert werden, indem in das freie Ende der Kolbenstange 11b stirnseitig in ein dort vorhandenes Innengewinde eine Stellspindel 17 eingeschraubt ist, auf der eine Stellmutter 16 verschraubbar ist, welche drehbar, jedoch axial fest auf dem Ende der Kolbenstange 11b gelagert ist. Durch Verdrehen der Mutter 16 wird somit die Stellspindel 17 in die Kolbenstange 11b hinein oder weiter aus dieser heraus verschraubt und damit die Länge der Stütze 1 verändert.
Am freien Ende der Stellspindel 17 ist die Befestigung, in diesem Fall die Lagergabel 5, zum Befestigen am Rad, angeordnet.
4 zeigt die hydraulische Beschattung in Form einer Steuerung 100 von in diesem Fall zwei parallel geschalteten hydraulischen Stützen 1:
4 zeigt die vollständige hydraulische Anordnung, also neben den zu versorgenden beiden Hydraulikkolben 120, 121 die den Druck zur Verfügung stellende Pumpe 101, deren Antrieb (Motor M) sowie die dazwischen angeordnete erfindungsgemäße Hydraulikschaltung 110.
Der Motor 101 bezieht sein Druckmedium aus einem Reservoir T, ebenso wie überflüssiges Druckmedium von der Schaltung 110 in den Tank T abgegeben wird. Die Pumpe 101 versorgt die Hydraulikschaltung 110 über eine Druckleitung 111, von der vor Erreichen der Hydraulikschaltung auch eine weitere Versorgungsleitung 118 abzweigen kann zu einer parallel zur Hydraulikschaltung 110 parallel versorgten weiteren Hydraulikeinheit 119, welche ohne besondere Beschattung immer parallel zur Hydraulikschaltung 110 mit dem gleichen Arbeitsdruck seitens der Pumpe 101 versorgt wird.
Im Folgenden wird die Hydraulikschaltung 110 beschrieben, die sich als separate, ausschließlich passive, Einheit und ohne zusätzlich benötigte elektrische/elektronische Versorgung an beliebiger Stelle in diesem Hydraulikkreis, vorzugsweise jedoch nahe an den zu versorgenden hydraulischen Elementen, beispielsweise den Hydraulikzylindern 120, 121, befindet:
Die Druckleitung 111 erreicht – innerhalb der Schaltung 110 – zunächst einen ersten Verzweigungspunkt A, der eine Verzweigung in eine Arbeitsleitung 112 und eine Steuerleitung 113 bewirkt. Die Steuerleitung 113 beaufschlagt ein Zwei/Zwei-Wege-Ventil 17 in die aktivierte Stellung, verzweigt jedoch unmittelbar vor Erreichen des Ventils 17 in eine Ventilleitung 113a und eine Speicherleitung 113b, wobei letztere mit dem Volumen eines ausgleichenden Druckspeichers 106 in Verbindung steht.
Die Arbeitsleitung 112 wird stromabwärts an einem weiteren Verzweigungspunkt B in eine Tankleitung 112a und eine Zielleitung 112b verzweigt. Die Zielleitung 112b führt zu den Arbeitsräumen 120a, 121a der parallel geschalteten Hydraulikkolben 120, 121.
Die Tankleitung 112a führt dagegen – über das Zwei/Zwei-Wege-Ventil 107 – zum Ablauf, den Tank T. Das Ventil 107 ist dabei mittels einer Feder 109 in die deaktivierte Position vorgespannt, in welcher das Ventil 107 den Durchfluss zum Tank freigibt. Die von der Feder 109 wegführende Leitung dient lediglich der Entlüftung des Federraumes zum Tank hin. Die Stärke der Feder 109 entspricht etwa 12 bis 14 bar, also höher als der Öffnungsdruck des Rückschlagventiles 103.
Der Steuerdruck der Steuerleitung 113a beaufschlagt das Ventil 107 entgegen der Kraft der Feder 109 in die geschlossene Stellung, weshalb das Zwei/Zwei-Wege-Ventil 107 vorzugsweise als Schiebeventil ausgestattet ist.
Sowohl in der Arbeitsleitung 112 stromaufwärts des Verzweigungspunktes B als auch in der Steuerleitung 113 sind Rückschlagventile 102, 102' mit gleichem Öffnungsdruck von beispielsweise 102 bar angeordnet. Sobald dieser Öffnungsdruck von 2 bar überschritten wird, reicht der dann am Steueranschluss des Ventils 107 anliegende Steuerdruck von mehr als dem Öffnungsdruck dieser Rückschlagventile 102, 102' aus, um das Ventil 107 in die gesperrte Stellung zu bewegen.
Um bei Überschreiten des Öffnungsdruckes des Rückschlagventiles 102 in der Arbeitsleitung 112 den Druck zuerst in der Steuerleitung 113 und erst hierzu zeitversetzt in der Arbeitsleitung 112 aufzubauen, ist stromabwärts des Rückschlagventiles 102 eine Drossel 104 angeordnet.
Zusätzlich ist in der Steuerleitung 113 parallel zu deren Rückschlagventil 102' für die Vorwärtsrichtung eine Rückleitung mit einem Rückschlagventil 103 angeordnet, welches nur in der Rückwärtsrichtung durchflossen werden kann und einen wesentlich höheren Öffnungsdruck von z. B. 8 bar aufweist. Stromabwärts dieses Rückschlagventiles 103 ist in dieser Rückleitung 104 eine weitere Drossel 105 angeordnet.
Die den gesamten hydraulischen Kreis beliefernde Pumpe 101 ist vorzugsweise mittels eines Elektromotors M gekoppelt, der separat – ohne dass dies in den Zeichnungen dargestellt ist – geschaltet werden kann.
Die in der gesperrten Stellung im Ventil 107 vorhandenen Rückschlagventile 108 dienen lediglich dazu, das Ventil 107 in dieser gesperrten Stellung in beide Durchflussrichtungen druckdicht auszubilden, indem mit zunehmendem auf das Ventil 107 einwirkenden Druck die Dichtigkeit der Rückschlagventile jeweils steigt.
Die Hydraulikeinheit 119, die vom Verzweigungspunkt D aus ebenfalls an der Druckleitung 111 über eine Versorgungsleitung 118 angeschlossen ist, kann eine andere Hydraulikeinheit, insbesondere der Steuerblock einer solchen weiteren hydraulischen Einheit, sein.
Dabei sind die Hydraulikkolben 120, 121 insbesondere dreiteilige Hydraulikeinheiten gemäß 3a.

1: Stütze
2, 2': Lagerbock
3: Rad
4: Nabe
5, 5': Lagergabel
6, 6': Lagerbolzen
7: Anschluss
8: Aufbau
8a: Ladefläche
9: Kfz
10: Federungsrichtung
11: Kolben
11a: Kolben
11b: Kolbenstange
12: Kolben-Zylinder
12a: Kolben
12b: Zylinder
13: Zylinder
14: Anschlag
15: Anschlag
16: Stellmutter
17: Stellspindel
18: Arbeitsgerät
19: Feder-Dämpfer-Einheit
20: Längsrichtung
21: Achse
22: Auslegerarm
23: Hydraulik-Leitung
X, Y: Arbeitsraum
100: Steuerung
101: Pumpe
102, 102': Rückschlagventil
103: Rückschlagventil
104: Drossel
105: Drossel
106: Speicher
107: Zwei/Zwei-Wege-Ventil
107a, 107b: Anschlussleitungen
108: Rückschlagventil
109: Feder
110: Hydraulikschaltung
111: Druckleitung
112: Arbeitsleitung
112a: Tankleitung
112b: Zielleitung
113: Steuerleitung
113a: Ventilleitung
113b: Speicherleitung
114: Rückleitung
118: Versorgungsleitung
119: Hydraulikeinheit
120: Hydraulikzylinder
121: Hydraulikzylinder
A, B, C, D: Verzweigungspunkte
M: Motor
T, T': Tank

Claims

Stützvorrichtung zwischen Rad (3) und dem Aufbau (8) eines Kfz (9) zur Deaktivierung der dortigen Federung des Kfz (9) mit – einer hydraulischen Stütze (1) in Form einer Kolben-Zylinder-Einheit, – einer die Stütze (1) beaufschlagenden Drucköl-Versorgung und – einer Steuerung für die Drucköl-Versorgung der Stütze (1) dadurch gekennzeichnet, dass die Stütze (1) radseitig an einer außen am Rad (3) angeordneten, mit dem Rad (3) mitdrehenden Nabe (4) befestigt ist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheit der Stütze (1) zweistufig als in die gleiche Richtung teleskopierbare Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist.
Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikkolben (11a; 12a) der Stütze (1) im druckbeaufschlagtem Zustand gegen einen mechanischen Anschlag (14; 15) im Zylinder (12b; 13) gepresst wird.
Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Stütze (1) im mit Druck beaufschlagtem, vollständig ausgefahrenem Zustand der Kolben-Zylinder-Einheit mittels einer Längenverstellvorrichtung einstellbar ist.
Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Längenverstellvorrichtung eine entlang einer Stellspindel (17) verschraubbare Stellmutter (16) ist, die drehbar, jedoch längsfest an der Kolbenstange (11b) angeordnet ist.
Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Stütze (1) wenigstens an einem Ende demontierbar am Fahrzeug (9) befestigt ist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Befestigung des Endes der Stütze (1) aus einem von einer Lagergabel (5) umgriffenen Lagerbock (2) besteht, die gemeinsam von einem entfernbaren Lagerbolzen (6) durchdrungen werden.
Stützvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des Lagerbolzens (6) in Fahrzeuglängsrichtung (20) liegt.
Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Drucköl-Versorgung der Stütze (1) aktivierbar und deaktivierbar ist, und im deaktivierten Zustand die Federung (19) des Kfz (9) nicht beeinträchtigt wird.
Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei deaktivierter Druckbeaufschlagung alle Kolben (11a; 12a) von ihren Anschlägen (14; 15) in den umgebenden Zylindern (12b; 13) abheben.
Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheit nur einen Drucköl-Anschluß (7) aufweist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (7) im äußeren Zylinder (13) sich an dem vom dortigen Längsanschlag (15) abgewandten Ende des Zylinders (13) befindet und im inneren Zylinder (12b) an dem dem Kolben (12a) nächst liegenden Ende des Zylinders (12b).
Stützvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucköl-Versorgung die zentrale Drucköl-Versorgung des Kfz (9) ist und die Aktivierung der Druckbeaufschlagung der Stütze (1) zusammen mit der Aktivierung eines am Kraftfahrzeug befestigten Arbeitsgerätes (18) erfolgt.
Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung nur auf einer Seite des Fahrzeuges (9) an den Rädern (3) vorhanden ist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung symmetrisch beidseits an den einander gegenüberliegenden Rädern (3) des Fahrzeuges vorhanden ist.
Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung nur hydraulische Elemente umfasst und als Hydraulikschaltung (110) ausgebildet ist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Hydraulikschaltung (110) – die von der Druckmittelquelle kommende Druckleitung (111) sich am Verzweigungspunkt (A) verzweigt in eine Arbeitsleitung (112) und eine Steuerleitung (113), – die Arbeitsleitung (112) sich am Verzweigungspunkt (B) verzweigt in eine Tankleitung (112a), die über ein Wege-Ventil zum Tank (T) führt und eine Ziel-Leitung (112b), die Druckmedium zu dem Hydraulikzylinder (120; 121) führt und – das Wege-Ventil in der Tankleitung (112a) vom Druck der Steuerleitung (113) in die gesperrte Stellung beaufschlagt wird.
Stützvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelquelle eine Pumpe (101) ist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Hydraulikschaltung (110) in der Arbeitsleitung (112) eine Drossel (104) angeordnet ist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Hydraulikschaltung (110) in der Arbeitsleitung (112) stromaufwärts der Drossel (104), und/oder in der Steuerleitung (113) ein Rückschlagventil (102; 102') angeordnet ist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Hydraulikschaltung (110) unmittelbar vor Beaufschlagung des Wege-Ventiles am Verzweigungspunkt (C) sich die Steuerleitung (113) verzweigt in eine Ventilleitung (113a) zum Wege-Ventil und eine Speicherleitung (113b) zu einem Speicher (106).
Stützvorrichtung nach Anspruch 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Hydraulikschaltung (110) das Wege-Ventil ein Zwei/Zwei-Wege-Ventil (107) ist, welches in der geschlossenen Stellung in beide Richtungen druckdicht ausgebildet ist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Hydraulikschaltung (110) in der Sperrstellung des Zwei/Zwei-Wege-Ventils (107) in den zu den Anschlussleitungen (107a; 107b) führenden Leitungen des Ventilkörpers Rückschlagventile (108) angeordnet sind.
Stützvorrichtung nach Anspruch 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Hydraulikschaltung (110) das Wege-Ventil in die Durchlassstellung mittels einer Feder (109) beaufschlagt wird.
Stützvorrichtung nach Anspruch 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Hydraulikschaltung (110) in der Steuerleitung (113) eine Rückleitung (114) mit einem Rückschlagventil (103) in Gegenrichtung zum Rückschlagventil (102') in der Steuerleitung (113) angeordnet ist, und der Öffnungsdruck des Rückschlagventiles (103) höher ist als derjenige des Rückschlagventiles (102').
Stützvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Hydraulikschaltung (110) der Öffnungsdruck der Rückschlagventile (102; 102') gleich hoch ist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Hydraulikschaltung (110) in der Rückleitung (114) stromabwärts des Rückschlagventiles (103) eine Drossel (105) angeordnet ist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Hydraulikschaltung (110) der Durchlass der Drossel (105) kleiner oder gleich groß ist wie der Durchlass der Drossel (104).
Stützvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Hydraulikzylinder (120; 121) parallel geschaltet sind.
Stützvorrichtung nach Anspruch 16 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Hydraulikschaltung (110) die Druckleitung (111) außer der Schaltung (110) auch eine weitere Hydraulikeinheit (119) versorgt.
Stützvorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Hydraulikschaltung (110) die Versorgungsleitung (118) für die Hydraulikeinheit (119) von der Druckleitung (111) am Verzweigungspunkt D vor dem Verzweigungspunkt A abzweigt.
Stützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikschaltung (110) unmittelbar an den hydraulischen Elementen (120; 121), angeordnet ist.