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Achsanordnung für geländegängige Fahrzeuge Die Erfindung betrifft
eine Achsanordnung für geländegängige Fahrzeuge mit wenigstens einer um die Fahrzeuglängsachse
schwenkbaren Achse, an der die Räder um eine in Fahrtrichtung liegende Achse schwenkbar
angeordnet sind, dergestalt, daß der Achsschenkel jedes Rades einen aufrecht stehenden
Lenkarm aufweist und die Lenkarme beider Räder durch eine Stange, deren Längsmitte
in einer senkrechten Querebene schwenkbar am Fahrzeugrahmen gelagert ist, miteinander
verbunden sind und bei der hydraulisch betätigte Verstellvorrichtungen zum Verschwenken
der Räder gegenüber der Achse vorgesehen sind, die mittels eines Pendelsystems steuerbar
sind. Solche Anordnungen und Vorrichtungen sollen den Fahrzeugkörper stabilisieren,
insbesondere bei Quer- bzw. Schrägfahrt an geneigten Hängen.
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Eine bekannte Anordnung dieser Art ist vor allem mit einer zu großen
Trägheit des Pendelsystems behaftet, um mit der nötigen Schnelligkeit auf vom Fahrzeug
überfahrene Bodenunebenheiten zu reagieren, da das Steuerpendel in einer Flüssigkeit
gedämpft ist.
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Demgegenüber sind hydraulische Systeme bekannt, die praktisch trägheitslos
arbeiten, zumindest mit so geringer Trägheit, daß die Steuerimpulse ohne merkliche
Verzögerung auf die Steuerungseinrichtung des Fahrzeuges wirken können. Dies bedeutet,
daß bei Einzelstößen das Pendelsystem zunächst nicht im Sinne einer Stabilisierung,
sondern genau entgegengesetzt wirken würde, weil bei durch Einzelstöße ausgelösten
Pendelbewegungen das hydraulische System dieser Pendelbewegung sehr schnell folgen
würde. Erst einen Augenblick später würde das Pendel dann die stabilisierende Steuerbewegung
auslösen. Es könnte dergestalt unter Umständen zu einem gewissen Schwingungsvorgang
kommen. Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, das Pendelsystem
so auszubilden, daß unter allen denkbaren, durch das jeweilige befahrene Gelände
gegebenen Umständen eine Wirkung der Steuerung im Sinne einer Stabilisierung des
Fahrzeuges erhalten bleibt.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe, ausgehend von der eingangs
geschilderten Achsanordnung, dadurch, daß bei dem Pendelsystem senkrecht über einem
in der Fahrzeuglängsachse gelagerten Pendel ein zweites Pendel als Gegengewicht
aufrecht stehend vorgesehen ist und beide Pendel in ihren Anlenkpunkten einen rechtwinklig
abstehenden Arm aufweisen, wobei beide Arme an ihren freien Enden mittels einer
Koppel gelenkig miteinander verbunden sind, und daß die hydraulisch betätigte Verstellvorrichtung
aus zwei doppeltwirkenden Druckzylindern besteht, die einerseits an der Achse und
andererseits an den Lenkarmen angelenkt sind.
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Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung an Hand des in
den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.
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F i g. 1 zeigt schematisch im teilweisen Schnitt die erfindungsgemäße
Achsanordnung bei Fahrt auf horizontalem Gelände, F i g. 2 die gleiche Darstellung
bei Fahrt am geneigten Hang; in F i g. 3 ist in schematischer Darstellung die Steuerung
der Druckausgleichszylinder und in F i g. 4 eine Ausführungsform des dazu verwendeten
Pendels dargestellt; während F i g. 5 ein schematisches Schaltbild der Druckleitung
bei einem Fahrzeug mit zwei erfindungsgemäß ausgebildeten Achsen zeigt.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung am Beispiel eines dreirädrigen
Fahrzeuges erläutert. Ohne daß die Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Achsanordnung
damit auf Dreiradfahrzeuge mit einer hinteren Antriebsachse beschränkt werden soll,
stellt dieses jedoch die einfachste Ausführungsform für die Erfindung dar. Außerdem
bietet ein Dreiradfahrzeug hinsichtlich seiner Wendigkeit gewisse Vorteile gegenüber
einem Vierradfahrzeug.
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An einem Fahrzeugkörper 1 ist in an sich bekannter Weise ein Ausgleichsgetriebe
2 um die Fahrzeuglängsachse schwingbar aufgehängt. Vom Differentialgetriebe 2, das
seinen Antrieb in beliebiger Weise erhalten kann, wird die Bewegung über zwei Halbachsen
3, 3' und die gelenkig angeschlossene Radnabe 4, 4' auf die Triebräder
5, 5' übertragen. An der Nabe sind aufrecht stehende Lenkarme 6, 6'
fest angeschlossen, welche ihrerseits gelenkig an einer parallel zu den Halbachsen
3, 3' verlaufenden, am Fahrzeugkörper schwenkbar befestigten Stange 7 angeschlossen
sind. Die Halbachsen 3, 3', die Lenkarme 6, 6' und die Stange 7 stellen somit
ein parallelogrammartig verschiebliches Gestänge dar. An den
freien
Enden, der Halbachsen 3, 3' sind die Räder 5, 5' mittels bekannter Gelenke derart
angebracht, daß die Gelenkachsen je in einer Ebene mit den Längsachsen der Lenkarme
6, 6' liegen.
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Zur Stabilisierung des an sich instabilen Gestänges sind zwei vorzugsweise
hydraulisch betriebene Druckzylinder 8, 8' vorgesehen, die auf der einen Seite über
Arme 9, 9' gelenkig an den Halbachsen 3, 3' im Bereich des Ausgleichsgetriebes 2
befestigt und deren Kolben 10, 10' ebenfalls gelenkig am oberen Ende der
Lenkarme 6, 6' angeschlossen sind.
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Die Druckzylinder 8, 8' sind über einen Steuerschieber in an sich
bekannter Weise an eine Druckleitung angeschlossen, in deren Kreislauf sich eine
Ölpumpe befindet. F i g. 3 zeigt in schematischer Darstellung den Steuerschieber
mit der Zuleitung 33. von der Ölpumpe, den beiden Druckleitungen 32 zu den Druckzylindern
8, 8', die wechselweise als Vor- und Rücklauf dienen, sowie den Rücklaufleitungen
16,17 zum Ölsammelbehälter, aus dem die Ölpumpe gespeist wird. Die Betätigung dieses
Steuerschiebers erfolgt über eine Steuerstange 21 durch ein Pendelsystem.
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Das in F i g. 4 dargestellte Pendelsystem ist der impulsgebende Teil
der hydraulischen Stabilisierungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Achsanordnung.
Bei dem Pendelsystem sind ein Pendel 23 und ein Gegengewicht 24 um Bolzen 25, 26
drehbar entgegengesetzt zueinander aufgehängt. Das Pendel 23 hängt frei nach unten,
während das Gegengewicht 24 an einem entsprechend dem größeren Abstand dieses Gewichtes
von dem Berührungspunkt zwischen Rad und Geländeoberfläche kürzeren Hebelarm auf
dem Kopf stehend angebracht ist. Beide Pendel tragen in den Drehpunkten 25, 26 biegesteif
mit ihnen verbundene horizontale Arme 27, 28, die an ihren Endpunkten wiederum gelenkig
mit einer Koppel 29 verbunden sind. Bei 22 ist die Verbindung zum Steuerschieber
angedeutet.
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Die Aufhängepunkte 25, 26 von Pendel und Gegengewicht müssen genau
in der Mittelachse des Fahrzeuges liegen, und zwar, soweit es die Bodenfreiheit
zuläßt, möglichst tief und derart, daß das Pendel 23 und das Gegengewicht 24 quer
zur Fahrzeuglängsachse schwingen können. Die Verbindung von Pendel 23 und Gegengewicht
24 über das Gestänge 27, 28, 29 muß, wie bereits erwähnt, steif und die Lagerung
des Gestänges spielfrei sein. Bei Fahrt des Fahrzeuges auf horizontaler Ebene, also
bei alleiniger Einwirkung der Schwerkraft, hängt das Pendel 23 immer im Lot, während
das Gegengewicht 24 lotrecht über seinem Aufhängepunkt steht.
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Das Pendelsystem betätigt bei Schrägstellung des Fahrzeuges, also
bei Fahrt quer zu einer geneigten Ebene den Steuerschieber (F i g. 3). Dieser Steuerschieber
besteht zweckmäßigerweise aus zwei hintereinander auf einer Kolbenstange 11 angeordneten
Kolben 12, 13, die in an beiden Seiten mit Zu- bzw. Ableitungen versehenen Zylindern
14, 15 laufen. Diese Zu- und Ableitungen sind mit den einander entsprechenden
Abteilungen der Druckzylinder 8, 8' in Verbindung. Bei Schrägfahrt des Fahrzeuges
auf einem geneigten Hang gibt der Steuerschieber infolge Betätigung durch das Pendelsystem
die Druckleitung 31 für den Druck von der Ölpumpe im gleichen Maß frei, wie er die
andere Druckleitung 16 oder 17 für einen Flüssigkeitsrücklauf freigibt. Es wird
also bei entsprechender Schaltung durch die Ölpumpe auf die Kolben der Zylinder
8, 8' ein Druck in der Weise ausgeübt, daß der Fahrzeugkörper bei Schrägstellung
der Achse 3, 3' wieder geradegerichtet wird. In dieser Lage hat das Pendelsystem
wieder seine Ruhelage erreicht und schließt die Druckleitungen über den Steuerschieber
wieder (F i g. 2). Trotz Querfahrt auf einem bis zu etwa 40° geneigten Hang steht
das Fahrzeug senkrecht. Das Vorderrad, dessen Lenkachse senkrecht durch den Mittelpunkt
des Rades geht, macht alle Bewegungen des Fahrzeugkörpers zwang läufig mit.
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Trifft ein Rad des Fahrzeuges beim Elberfahren von Geländeunebenheiten
auf ein Hindernis, so stellt sich das Fahzeug zunächst schräg, und es entsteht ein
Seitenstoß, der auch den Aufhängepunkt 25 des Pendels 23 trifft. Infolge dieses
Stoßes hat der Aufhängepunkt das Bestreben auf einem Kreisbogen um den Berührungspunkt
des dem Hindernis gegenüberliegenden Rades mit dem Boden auszuweichen. Infolge seiner
Trägheit würde das Pendel 23 ohne die Anordnung eines Gegengewichtes dem Stoß in
der falschen Richtung ausweichen. Das bedeutet, daß bei einem einzigen hängenden
Pendel bei derartigen Stößen die Schräglage des Fahrzeuges verstärkt würde. Durch
die Anordnung eines Gegengewichtes 24, das mit dem Pendel 23 über ein Gestänge
verbunden ist, wird diese Reaktion bei plötzlichen Stößen ausgeschaltet. Um das
zu erreichen, müssen die Gewichte der Pendel 23, 24 sowie die Länge ihrer Hebelarme
in einem bestimmten Verhältnis zu der Höhenlage ihrer Aufhängepunkte sowie der Spurweite
des Fahrzeuges stehen.
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Wie in F i g. S dargestellt, läßt sich die erfindungsgemäße Anordnung
auch an zweiachsig-vierrädrigen Fahrzeugen anwenden. Die Verbindung der Zylinder
8, 8' und 38, 38' erfolgt in der dargestellten Weise, wobei bei 30 eine der in F
i g. 3 dargestellten entsprechende Steuerung anzubringen ist.
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Die Leitungen 32 führen über Verteilerpunkte 33 und Leitungen 34 bzw.
35 zu den Zylindern 8 und 38 bzw. 8' und 38' an den beiden Achsen des Fahrzeuges.
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Bei diesem Fahrzeugtyp kann also beim Elberfahren von Geländeunebenheiten
bereits zwischen den den beiden Achsen zugeordneten Zylindern ein Druckausgleich
erfolgen, ohne daß die Druckflüssigkeit erst den bei 30 vorgesehenen Steuerschieber
passieren muß.
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Dieser Fahrzeugtyp kann sowohl mit einer angetriebenen nicht gelenkten
Achse und einer nicht angetriebenen gelenkten Achse als auch mit zwei angetriebenen
und gelenkten Achsen ausgeführt werden.