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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur lastabhängigen
Regelung der Druckmittelmenge in der Druckmittelfederung der zweiten Hinterachse
einer Doppel-Hinterachse von Fahrzeugen, bei denen sich der Aufbauschwerpunkt nach
hinten verschieben kann, die in Abhängigkeit von der Belastung der ersten Hinterachse
die Druckmittelzufuhr zur Druckmittelfederung der unabhängig von der ersten Hinterachse
gefederten zweiten Hinterachse steuert.
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Es ist eine Stabilisierungseinrichtung bei Fahrzeugen für fahrbare
Arbeitsmaschinen, insbesondere Mobilkrane bekannt (österreichische Patentschrift
213 018), bei der es sich im wesentlichen um die Anbringung hydraulischer Stelzen
an der Plattform eines Fahrzeuges handelt, die keine federnde Wirkung auslösen,
sondern nur zur Waagerechthaltung der Plattform bei exzentrischen Belastungen wirksam
werden, um eine unerwünschte Neigung der die Arbeitsmaschine tragenden Plattform
des Fahrzeuges zu verhindern.
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Es ist weiterhin ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, bekannt
(deutsche Auslegeschrift 1157 942) mit mehreren Achsen, von denen eine eine mechanische
Abfederung und eine ihr benachbarte Achse eine Luftfederung aufweist, deren Einstellung
von der mechanischen Abfederung abhängig ist. Die Luftfederung ist dabei so auszubilden,
daß es mit ihrer Hilfe möglich wird, der blattgefederten Achse, die in der Regel
die Treibachse ist, während die luftgefederte Achse nur eine Schleppachse ist, eine
relativ höhere Belastung zu erteilen, so daß auf Straßen mit niedrigem Gleitwert
oder auf Steigungen zügig angefahren werden kann.
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Schließlich ist noch ein Fahrzeug mit einer Doppelachse bekanntgeworden
(französische Patentschrift 1261 813), bei der die vordere Achse des Doppelachsaggregats
als Tragachse mit einer mechanischen Abfederung, die hintere Achse dagegen als Schleppachse
mit einer Luftfeder ausgestattet ist, wobei die Schleppachse mit der Luftfederung
nur bei schwerer Belastung der ersten Hinterachse und in Abhängigkeit von dieser
zusätzlichen Belastung zum Einsatz gebracht wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur lastabhängigen
Regelung der Druckmittelmenge in der Druckmittelfederung der zweiten Hinterachse
einer Doppel-Hinterachse von Fahrzeugen zu schaffen, die es ermöglicht, bei einer
Verschiebung des Aufbauschwerpunktes nach hinten eine Längsstabilisierung des Fahrzeuges
zu sichern, um ein Aufbäumen des vorderen Fahrzeugendes zuverlässig zu verhindern,
auch wenn sich der Aufbauschwerpunkt über die erste Hinterachse hinaus nach hinten
verschiebt.
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Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß eine übersteuereinrichtung
vorgesehen ist, mit der der Druckmittelfederung der zweiten Hinterachse eine erhöhte
Druckmittelmenge unter höherem Druck zugeführt werden kann, um das Fahrzeug in Längsrichtung
zu stabilisieren, wenn sich der Ausbauschwerpunkt über die erste Hinterachse hinaus
nach hinten verschiebt. Zweckmäßig ist es für ein Fahrzeug mit nach hinten kippbarem
Aufbau, daß die übersteuereinrichtung selbsttätig in Abhängigkeit vom Kippvorgang
betätigt wird. Ferner wird vorgeschlagen, daß ein selbsttätiges druckabhängig wirkendes
Entlüftungsventil nach Beendigung der übersteuerung die durch die übersteuereinrichtung
den Druckmittelfedern zusätzlich zugeführte Druckmittelmenge wieder aus diesen abfließen
läßt. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung soll für Fahrzeuge mit angetriebener
erster und nicht angetriebener zwei-5 ter Hinterachse das Entlüftungsventil willkürlich
übersteuerbar sein, so daß in an sich bekannter Weise eine kurzzeitige Entlastung
der zweiten, nicht angetriebenen Hinterachse zugunsten einer zusätzlichen Belastung
der angetriebenen ersten Hinterachse möglich ist. Schließlich ist es noch vorteilhaft,
wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung im Normalbetrieb mit dem Steuerungsteil einer
lastabhängigen Bremsanlage des Fahrzeuges gekoppelt ist, so daß über diesen die
lastabhängige Regelung der Druckmittelmenge in der Druckmittelfederung der zweiten
Hinterachse erfolgt.
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Mit der Vorrichtung zur lastabhängigen Regelung der Druckmittelmenge
in der Druckmittelfederung der zweiten Hinterachse einer Doppel-Hinterachse von
Fahrzeugen wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß durch die erfindungsgemäße
übersteuereinrichtung bei einer Verschiebung des Aufbauschwerpunktes zum hinteren
Ende des Fahrzeuges hin für alle Fälle ein Aufbäumen des Fahrzeuges verhindert wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung ist in
der Zeichnung schematisch dargestellt.
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Am hinteren Ende eines Fahrzeugrahmens 1 ist ein Doppelachsaggregat
mit den beiden Hinterachsen 2 und 3 angeordnet. Die erste Hinterachse 2 ist als
Starrachse, die zweite Hinterachse 3 als geteilte Achse mit zwei unabhängig voneinander
schweingenden Achshälften ausgebildet. An den Enden beider Hinterachsen sind die
Räder 4 und 5 mit Einzel- oder Zwillingsbereifung gelagert. Vorzugsweise sind die
Räder 4 der ersten Hinterachse 2 mit Zwillingsbereifung, die Räder 5 der zweiten
Hinterachse 3 mit Einzelbereifung versehen. Außerdem sollen die Räder 4 der ersten
Hinterachse 2 angetrieben, die Räder 5 der zweiten Hinterachse 3 nicht angetrieben
sein. Dadurch kann die zweite Hinterachse 3 die Tragfähigkeit des Fahrzeuges erhöhen,
während mit der ersten Hinterachse 2 bzw. ihren Rädern 4 die Vortriebskraft auf
die Fahrbahn gebracht werden kann.
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Der Fahrzeugrahmen 1 ist auf der ersten Hinterachse 2 über übliche
Blattfedern 6, auf der zweiten Hinterachse 3 über übliche Luftfedern 7 abgestützt.
Die gleicharmige, aus mehreren Federblättern bestehende BIattfeder 6 an jedem Ende
der Hinterachse 2 ist mit ihrem Bund auf dem Achskörper gehalten, mit ihrem vorderen
Ende in einem Bolzengelenk 8 am Fahrzeugrahmen 1 angelenkt und mit ihrem hinteren
Ende zwischen Abwälzflächen 9 des Fahrzeugrahmens 1 gehalten. Sie dient dadurch
gleichzeitig der Führung der Hinterachse 2 gegenüber dem Fahrzeugrahmen 1. An jedem
Ende der zweiten Hinterachse 3 ist ein Längslenker 10 befestigt, dessen vor dem
Achskörper liegendes Ende in einem Gelenk 11 gegenüber dem Fahrzeugrahmen
lotrecht schwingbar an einer Rahmenkonsole 12 gelagert ist und dessen hinter dem
Achskörper liegendes Ende die Luftfeder 7 unterstützt, die ihrerseits den Fahrzeugrahmen
1 trägt. Entsprechend den Enden der zweiten Hinterachse 3 schwingen auch die beiden
Längslenker 10 unabhängig voneinander in lotrechten Ebenen.
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Die Räder 4 und 5 beider Hinterachsen 2 und 3 sind bremsbar. Die pneumatisch
beschickten Radbrems-Zylinder sind mit 13 bezeichnet. Die Druckluft der Bremse ist
dem Druckluftbehälter 14 zu entnehmen.
Die Bremsdruckleitungen 15,16
und 17 führen vom Druckluft-Behälter 14 zu den Radbrems-Zylindern 13. Zum
Bremsen wird die Druckluftentnahme aus dem Druckluft-Behälter 14 mit einem Bremsventil
18 gesteuert. Es handelt sich um ein übliches Trittplattenventil im Bereich
des Fahrers. Außerdem befindet sich zwischen der Bremsdruckleitung 15 einerseits
und den Bremsdruckleitungen 16 bzw. 17 andererseits jedes Radbrems-Zylinderpaares
13 je ein Bremsdrucksteuerventi119 bzw. 20.
Schließlich befindet sich
in einer vom Druckluft- Behälter 14 abgezweigten Steuerleitung
21 ein Steuerdruckgeber 22. Der Geberhebel 23 des Steuerdruckgebers 22 ist
über eine Kuppelstange 24 am Achskörper der starren ersten Hinterachse 2 angelenkt,
vorzugsweise über dem Bund der Blattfeder 6 am einen Ende des Achskörpers.
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Mit der beschriebenen Bremsanordnung ist eine selbsttätig lastabhängige
Bremsung des Fahrzeuges möglich. Der Steuerdruckgeber 22 wird entsprechend der Belastung
der ersten Hinterachse 2 eingestellt, er steuert die Bremsdrucksteuerventile 19
und 20 entsprechend ein, und beim Bremsen des Fahrzeuges gelangt entsprechend der
Stellung des Bremsventils 18,
aber auch entsprechend der Last Druckluft in
die Radbrems-Zylinder 13.
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Die Steuerleitung 21 ist über den Steuerdruckgeber 22, über
das Bremsdrucksteuerventil19 sowie über das Bremsdrucksteuerventil 20 hinaus zu
einem Zweiwegeventil 25 verlängert. Zwischen dem Bremsdrucksteuerventi120 und dem
Zweiwegeventil25 ist über ein Drucksteuerventil 26 ein Druckluft-Behälter 27 zur
Speisung der Luftfedern 7 an die Steuerleitung 21 angeschlossen. über ein
weiteres Drucksteuerventil28 ist ein mit Überdruck gefüllter Druckluft-Behälter
29
an das Zweiwegeventil25 angeschlossen. Ein Entlüftungsventil
30 schließlich ist zwischen dem Zweiwegeventil 25 und den Luftfedern 7 der
zweiten Hinterachse 3 angeordnet.
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Die Betätigung des Drucksteuerventils 28 erfolgt durch einen Geber
31, der abhängig von der Kippstellung des Fahrzeugaufbaues 32 arbeitet und
zu diesem Zweck beispielsweise von einem Kippzylinder 34
des schwenkbaren
Fahrzeugaufbaues 32 beeinflußt wird. Die Betätigung des Entlüftungsventils
30 erfolgt mit einem von Hand zu betätigenden Geber 33 im Bereich des Fahrers oder
selbsttätig in Abhängigkeit von der Differenz der Drücke vor und hinter dem Entlüftungsventil.
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Der Höchstdruck von z. B. 7 atü herrscht in dem mit Überdruck gefüllten
Druckluft-Behälter 29, der niedrigste Druck von z. B. 5 atü herrscht im erheblich
größeren Druckluft-Behälter 27 zur Speisung der Luftfedern und der Bremshöchstdruck
von z. B. 6 atü herrscht im Druckluft-Behälter 14. Die jeweiligen Drücke
werden durch Kompressoren aufrechterhalten, im allgemeinen durch die Druckluft-Beschaffungsanlage
des Fahrzeuges.
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Zum normalen Straßenverkehr regelt der Steuerdruckgeber 22 die Bremsdrucksteuerventile
19 und 20 und das Drucksteuerventil 26 so ein, daß eine bestimmte Achslastverteilung
zwischen den beiden Hinterachsen 2 und 3 eingehalten wird und eine der Federbelastung
entsprechende Bremsung des Fahrzeuges möglich ist. Das Drucksteuerventil 28 verhindert,
daß Druckluft aus dem mit Überdruck gefüllten Druckluft-Behälter 29 in das Zweiwegeventil
25 gelangt. Das Entlüftungsventil 30 öffnet nur dann selbsttätig, wenn durch Einstellung
des Drucksteuerventils 26 der Druck in der Steuerleitung 21 zwischen
Drucksteuerventi126 und Entlüftungsventil 30 geringer als der Druck in der
Luftfeder wird und zur Aufrechterhaltung einer gewünschten Achslastverteilung Druckluft
aus den Luftfedern entweichen muß. Umgekehrt strömt Druckluft in die Luftfedern
ein, wenn der Druck in der Steuerleitung 21 bzw. dem Drucksteuerventil26 und dem
Entlüftungsventil 30 höher wird als der Druck in den Luftfedern. Der Aufstandsdruck
der Räder 5 der zweiten Hinterachse 3 wird also stets eine Funktion des Aufstandsdruckes
der Räder 4 der ersten Hinterachse 2 sein.
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Wird nun der Fahrzeugaufbau 32 mit Hilfe des Kippzylinders 34 um ein
Gelenk im Bereich der beiden Hinterachsen 2 und 3 gekippt, so soll zur Erhöhung
der Tragfähigkeit der zweiten Hinterachse 3 zusätzlich Druckluft in die Luftfedern
7 gelangen. Der Geber 31 veranlaßt beim Einleiten des Kippvorganges das Drucksteuerventil28
zu öffnen. Vom mit überdruck gefüllten Druckluft-Behälter 29 gelangt Druckluft in
das Zweiwegeventil25 und veranlaßt dieses infolge des auf der anderen Seite herrschenden
geringeren Druckes zum Umstellen, so daß Druckluft aus dem mit Überdruck gefüllten
Druckluft-Behälter 29 in die Luftfedern 7 gelangt. Es strömt so lange Druckluft
ein, bis in den Luftfedern der Druck des Druckluft-Behälters 29 herrscht.
Die zweite Hinterachse 3 übernimmt einen größeren Lastanteil und kann das Fahrzeug
während des Kippvorganges stabilisieren. Ist der Kippvorgang beendet, so schließt
das Drucksteuerventil 28, und mit Hilfe des Drucksteuerventils 26 kann wieder
die übliche Achslastverteilung eingestellt und eingehalten werden.
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Bei entsprechender Geländebeschaffenheit, z. B. beim Befahren eines
Schuttberges, kann eine kurzzeitige zusätzliche Belastung der angetriebenen ersten
Hinterachse 2 auf Kosten der Belastung der nicht angetriebenen zweiten Hinterachse
3 erwünscht sein, um eine größere Antriebskraft auf die Fahrbahn bringen zu können.
Hierzu erfolgt mit Hilfe des Gebers 33 eine zwangsweise übersteuerung des Entlüftungsventils
30, so daß Druckluft aus den Luftfedern 7 entweichen kann und die erste Hinterachse
2 einen größeren Lastanteil aufnimmt. Soll dieser Zustand mit weitgehender
Entlastung der zweiten Hinterachse 3 über längere Zeit beibehalten werden, z. B.
während der Straßenfahrt zur Schonung der Reifen der zweiten Hinterachse 3, so müssen
entsprechende Vorkehrungen getroffen sein, die nicht Gegenstand der Erfindung sind.
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Statt der rein pneumatischen Federung der zweiten Hinterachse 3 kann
auch eine hydropneumatische, eine hydromechanische oder eine pneumatisch- mechanische
Federung vorgesehen sein. Bei einer pneumatisch-mechanischen Federung mündet die
vom Entlüftungsventil zu den Luftfedern 7 führende Leitung in Stellzylinder, deren
Kolben die Widerlager von z. B. Schraubenfedern sind. Durch Veränderung der Druckmittelfüllung
der Stellzylinder ist die Lage der oberen oder der unteren Abstützpunkte der Federn
der zweiten Hinterachse 3 zu verändern. Bei einer hydraulischen Bremsanlage sind
die Leitungen des beschriebenen Ausführungsbeispiels mit hydraulischem Druckmittel
gefüllt. Die vom Entlüftungsventil 30 zu den Federn der zweiten Hinterachse 3 führende
Druckmittelleitung mündet wie vorbeschrieben in Stellzylinder der mechanischen Federn,
oder
das hydraulische Druckmittel beaufschlagt Zwischenglieder zwischen
dem hydraulischen Teil und den pneumatischen Federn.
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Das mit der Erfindung behandelte Problem liegt auch nicht nur bei
Kippern vor. Der Aufbauschwerpunkt wandert in Fahrzeuglängsrichtung z. B. auch bei
Kranwagen mit im Bereich der Doppel-Hinterachse aufgebautem Schwenkkran. Ragt der
Ausleger des im Fahrzeugheck aufgebauten Kranes nicht hinten und trägt eine Last,
so liegt der Schwerpunkt von Aufbau und Last, bezogen auf die lotrechte Fahrzeugquermittelebene,
weiter hinten als bei eingeschwenktem Ausleger. Auch bei solchen Anordnungen kann
die Erfindung mit Erfolgt angewendet werden, indem die Federn der zweiten Hinterachse
zusätzlich mit Druckmittel beschickt werden, wenn der Ausleger mit der angehängten
Last nach hinten ragt.