"-i#inrichtung zur Beeinflussung einer Pahrzeugfederung,
,insbesondere für_Z2ländeZänZiL#2_#E21112#l#22Zem Die Erfindung betrifft
eine Einrichtung zum Einstellen bzw. zur Beeinflussung einer Fahrzeugfederung, insbesondere
für geländegängige Kraftfahrzeuge, wobei die zwischen einem ungefederten Pahrzeugteil,
z.B. einem Rad oder einer Laufrolle einerseits und dem gefederten Fahrzeugteil,
z.B. dem Rahmen andererseits angeordneten Federelemente miteinander in Verbindung
stehen. Einrichtungen der obigen Art benutzen für einen Raddruckausgleich meist
Hebel als starre Verbindungsglieder zwischen den Yederungen der einzelnen Räder
oder Rollen. Dieser bisher bekannte Raddruckausgleich hat den Nachteil, daß sich
das Fahrzeug in bestimmten definierten Fahrzuständen, z.B. bei Hangfahrten, selbst
umwirft. Vor allem aber ist der bekannte Raddruckausgleich.an das jeweilige Federsystem
bzw. die Radaufhängung gebunden. Er wird auch den weiteren Forderungen nicht gerecht,
die an ein geländegängiges Fahrzeug gestellt werden.müssen. Hierzu gehört u.a. die
erwähnte Fähigkeit zu Fahrten quer am Hang bzw. die Einstellung auf eine andere
Neigung, eine Lage-Stabilisierung, und die Möglichkeit zum Heben und Senken des
C) Fahrzeuges. Die Erfindung hat sich eine Einrichtung zur Aufgabe gestellt, mit
der die s-enannten Forderungen erfüllt werden können. Ferner soll diese Einrichtung
zusätzlich zu jedem beliebigen Federsystem bzw. Radaufhängung oder Achsausbildung
verwendbar sein. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jedem
ungefederten Fahrzeugteil ein an sich bekanntes, aus Zylinder und Kolben bestehendes
Stell-Element zugeordnet ist, dessen Zylinder an einem und dessen Kolben am anderen
Fahrzeugteil befestigt ist und dessen Kammern beiderseits des
Kolbens
mit einem Drubk-mittel gefüllt sind und daß diesen Stell-Elementen ein gemeinsames,
eine Sperrstellung aufweisendes Schaltventil zugeordnet ist, und daß durch dieses
Schaltventil in einer Stellung desselben die auf derselben Kolbenseite liegenden
Kammern aller Stell-Elemente miteinander verbindbar und in einer weiteren Stellung
desselben die Stell-Elemente nur gruppenweise derart miteinander verbindbar sind,
daß die auf-derselben Kolbenseite liegenden Kammern der einen Gruppe jeweils mit
den auf der anderen Kolbenseite liegenden Kammern der anderen Gruppe verbunden sind.
Die Erfindung ermöglicht es, durch das Schaltventil die Federung unter Verwendung
derselben Elemente allen vorstehend genannten Wünschen anzupassen. Sie ist bei jedem
beliebigen Federsystem bzw. Achsausbildung anwendbar. Ferner gilt sie sinngemäß
für Rad- und Kettenfahrzeuge, wobei im letzteren Fall die Iaufrollen anstelle der
Räder zu denken sind. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch noch nachträglich
zum Einbau kommen. Sie ermöglicht in der beschriebenen Form wiederum einen Raddruckausgleich
und - was besonders wichtig ist - eine Sperrung desselben. Ferner
kann man mit ihr eine Lage-Stabilisierung erreichen, so daß das Fahrzeug nicht kippt
bzw. sich der Aufbau nicht neigt. Das Schaltventil kann erfindungsgemäß von Hand
oder selbsttätig durch einen Impulsgeber in Abhängigkeit von gewünschten Fahrzuständen
gesteuert werden. Aus der nachstehenden Beschreibung werden noch weitere Vorteile
sowie noch weitere mögliche Stellungen des Schaltventils hervorgehen. Für eine bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, daß dem Schaltventil noch ein
Umschaltventil zugeordnet ist und daß durch dieses Umschaltventil die gruppenweise
oder insgesamt miteinander verbundenen Kammern der Stell-Elemente wahlweise mit
einem Druckmittelzufluß oder einem Abfluß verbindbar sind. Eine Pumpe sorgt dabei
in an sich bekannter Weise gegebenenfalls über einen Druckmittelspeicher für einen
entsprechenden Druckaufbau. Auf diese Weise wird es u.a. möglich, die Niveauhöhe
des Fahrzeuges zu regulieren.
Dabei erscheint es besonders zweckmäßig,
wenn in einer Stellung des Schaltventils die Kammern auf denselben Kolbenseiten
derjenigen Stell-Elemente auf der einen Fahrzeugseite mit den Kammern auf der anderen
Ko-lbenseite der'jenigen Stell-E - lemente auf der anderen Fahrzeugseite
verbunden sind. Dadurch kann man den F,-hrzeugrahmen mit dem Aufbau gegenüber den
Rädern bzw. Rollen seitlich schräg stellen, so daß der Aufbau auch bei Fahrten schräg
zum Hang zumindest annähernd in der Waagerechten gehalten werden kann. Hierbei,
wie auch bei anderen Merkmalen der Erfindung, ist es prinzipiell gleich, ob es sich
um ein Fahrzeug mit vier oder mehr Rädern bzw. Rollen handelt. Ebenso spielt es
keine Rolle, ob und welche Räder davon angetrieben bzw. gelenkt sind. Bei einer
anderen Ausführungsform nach der Erfindung sind in einer Stellung des Schaltventils
die Kammern auf denselben.Kolbenseiten der hinteren Stell-Elemente des Fahrzeuges
mit den Kammern auf der anderen Kolbenseite der vorderen Stell-Elemente des Fahrzeuges
verbunden. Jetzt wird es möglich, sinngemäß dieselbe Schrägstellung nach vorn oder
hinten zu erzielen. DiEsist z.B. bei vorn angeordneten Anbaugeräten wichtig. Selbstverständlich
liegt auch die Kombination aller gezeigten Möglichkeiten im Bereich des Erfindungsgedankens,
was durch verschiedene Stellungen des Schaltventiles zu erreichen ist. Nach einer
Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann jedem Stell-Element ein pneumatisches
oder hydro-pneumatisches Federelement zugeordnet und durch das Schaltventil wirksam
zuschaltbar sein. Hierdurch hat man den Vorteil, daß bei gesperrtem Raddruckausgleich,
der durch Sperrstellung des Schaltventils erreicht wird, mit einer hydro-pneumatischen
oder pneumatischen Federung gefahren werden kann. Es besteht bei den Vorschlägen
nach der Erfindung die Möglichkeit, die Stell-Elemente nach Art an sich bekannter
Flüssigkeitsstoßdämpfer auszubilden. Dabei können natürlich auch die ohnehin vorhandenen
Stoßdämpfer zu diesem Zweck benutzt und durch das vorgeschlagene Schaltventil in
der angegebenen Weise miteinander verbunden werden.
Die Erfindung
schlägt als besonders zweckmäßig vorg daß die Stell-Ellemente mit der vorhandenen
Radfederung wirkungsmäßig hintereinandet geschaltet sind. Hierdurch steht dann in
jeder durch die Stell-Elemente hervorgerufenen liage noch der ganze Federweg entsprechend
der jeweiligen Fahrzeugl st bzw. gegea U
benenfalls der eingestellten Niveauhöhe
zur Verfügung. Prinzipiell wäre auch die Parallelschaltung der Stell-Elemente zur
Federung denkbar. Im Rahmen der Erfindung ist es auch noch möglich, die Stell-Elemente
ohne Federung anzuwenden" insbesondere dann, wenn die Stell.-Elemente durch eine
die Fahrbahn abtastende Einrichtung über eine elektronische Steuerung oder dergleichen
selbsttätig eingesteuert werden. Bei Fahrzeugen mit Schraubenfedern als Federungselemente
empfiehlt die Erfindung, daß die Stell-Elemente in an sich bekannter Weise konzentrisch
innerhalb dieser Schraubenfedern angeordnet sind. Dies ergibt eine baulich sehr
einfache und raumsparende Anordnung. Dabei ist der Kolben des Stell-Elementes mit
dem ungefederten Fahrzeugteil, z.B.'dem Fahrzeugrahmen, verbunden und die dem ungefederten
Fahrzeugteil zugewandte Zylinder-Stirnwand bildet zugleich einen Federteller für
die Abstützung der Schraubenfeder. In der Kolbenstange sind dann die Verbindungskanäle
zu den Kammern des Stell-Elementes enthalten. Ausführungsbeispiele der Erfindung
zeigt die Zeichnungg und zwar zeigt: Fig. 1 - 4 die erfindungsgemäße Einrichtung
bei einem Vierrad-Fahrzeug im Schema und in verschiedenen Stellungen des Schaltventils,
Fig. 5 ein Fahrzeug bei Hangfahrt (Schema), Fig. 6 ein Stell-Element
im Schnitt (schematisch) und Fig. 7 - 9 ein Kettenfahrzeug mit einer Einrichtung
entsprechend den Fig. 1 und 3 in verschiedenen Stellungen.
Nach
Fig. 1 ist jedem Rad eines nicht dargestellten Vierrad-Fahrzeuges ein Steil-Element
10 bis 13 zugeordnet. Dabei sind die Zylinder 14 aller dieser Stell-Elemente
jeweils am Fahrzeugrahmen befestigt, während die Kolben 15 mit ihren Kolbenstangen
16 in nicht dargestellter Weise mit dem Rad in Verbindung stehen. Die rechts*dargestellten
Stell-Elemente 12 und 13
liegen auf der rechten und die links dargestellten
Stell-Elemente 10 und 11 auf der linken Fahrzeugseite. Die Stell-Elemente
10 und 12 sind den Vorderrädern und die Stell-Elemente 11 und
13 den Hinterrädern zugeordnet. Die Stell-Elemente 10
bis
13 sind in an sich bekannter Weise mit einer Flüssigkeit gefüllt. Die Zylinder
14 werden durch die Kolben 15 jeweils in eine obere 17 und eine untere
Kammer 18 geteilt. Den Stell-Elementen 10 bis 13 ist
ein gemeinsames Schaltventil 19 zugeordnet, welches nur schematisch dargestellt
ist. In der dargestellten Stellung sind durch das Schaltventil 19 der oberen
Kammer 17 aller Stell-Elemente 10 bis 13 miteinander
verbunden. In derselben Weise stehen alle unteren Kammern 18 durch das Schaltventil
19 miteinander in Verbindung. Auf diese Weise wird ein Raddruckausgleich
zwischen allen vier Rädern erzielt. Wenn man sich vorstellt, daß z.B. am Stell-Element
11 der Kolben 15 durch einen Stoß auf das Rad nach oben geworfen wird,
dann verdrängt er die Flüssigkeit durch die Leitungen 20 in die oberen Kammern
17 aller anderen Stell-Elemente 10, 12 und 13,
deren Kolben
15 dann um einen entsprechenden Betrag nach unten ausweichen. Die entsprechende
Flüssigkeitsbewegung findet in den unteren Kammern 18 durch die Leitungen
21 statt. Nach Fig. 2 ist das Schaltventil 19 in eine andere Stellung bewegt
worden. Die Stell-Elemente stehen jetzt gruppenweise miteinander in Verbindung.
Die oberen Kammern 17 der Stell-Elemente 11 und 12 sind durch eine
im Schaltventil 19 vorhandene weitere Leitung 22 mit den unteren Kammern
18 der Stell-Elemente 10 und 13 verbunden. Dasselbe geschieht
mit den unteren Kammern 18 der Stell-Elemente 11 und 12 mit Hilfe
der Leitung 23, die zu den oberen Kammern 17 der Stell-Elemente
10 und 13 führt. In dieser Stellung des Schaltventils 19 wird
eine Lage-Stabilisierung erreicht,
d.h. die Kolben 15 der
Stell-Elemente können - im Mittel gesehen - nur gemeinsam nach oben
oder unten ausweichen. Der Fahrzeugrahmen bzw. der Aufbau behält damit seine im
wesentlichen waagerechte Lage stets bei. Diese Schaltung ist dann wesentlich, wenn
das Fahrzeug z. B. als Träger fgr in der Waagerechten einzusetzende Arbeitsgeräte
dienen soll. Nach Fig, 3 stehen durch wiederum eine andere Stellung des Schaltventils
19 die oberen Kammern 17 der Stell-Elemente 10
und
11 auf der linken Fahrzeugseite miteinander und über die Querverbindung 24
mit den unteren Kammern 18 der Stell-Elemente 12 und 13 auf der rechten
Fahrzeugseite in Verbindung. Entsprechend sind die unteren Kammern 18 auf
der linken Fahrzeugseite miteinander und durch die Querleitung 25 mit den
oberen Kammern17 auf der rechten Fahrzeugseite verbunden. Weiterhin ist noch ein
Umschaltventil 26 vorgesehen, welches die Querleitungen 24 und
25 wahlweise mit einem Druckmittelzufluß 27
oder einem Abfluß
28 verbindet. In der dargestellten Stellung ist der Zufluß 27 mit
der Querleitung 24 verbunden. Wird auf diese Weise den Stell-Elementen Druckmittel
zugeführt, so gehen die Kolben 15 auf der linken Fahrzeugseite nach unten
und die Kolben 15 auf der rechten Fahrzeugseite nach oben. Dabei wird aus
den anderen Kammern
der Stell-Elemente 10 bis 13 die übrige
Flüssigkeit in den Abfluß 28 zurückgeführt. Auf diese Weise stellt sich der
Fahrzeugrahmen gegenüber den Rädern schräg, d.h. das Fahrzeug kann quer zum Hang
fahren, ohne daß der Aufbau seine waagerechte lage verläßt. Soll eine umgekehrte
Qu.erneigung des Fahrzeugrahmens erzielt werden, so wird das Umschaltventil-26
- das normalerweise natürlich in seiner Sperrstellung steht - so umgeschaltet,
daß der Zufluß 27 mit der Querleitung 25 und der Abfluß
28 mit der Querleitung 24 in Verbindung steht. Ferner wäre es denkbar, das
Umschaltventil 26 auch der Anordnung nach Fig. 1 zuzuordnen, wobei
dann eine Niveau-Einstellung des Fahrzeugrahmens gegenüber den Rädern erfolgen könnte.
Pig.
4 zei,-t die Stell-Elemente 10 bis 13 prinzipiell in derselben Anordnung.
Das Schaltventil 19 befindet sich jetzt je-
doch in seiner Sperrstellung,
d.h. die Leitungen 20 und 21 sind unterbrochen. Der Raddruckausgleich ist gesperrt.
Jedes Stell-Element 10 bis 13 ist durch die Leitungen 20 oder 21 mit
hydropneumatischen oder pneumatischen Federkraftspeichern 29 verbunden, so
daß auf diese Weise eine entsprechende Federung des Fahrzeuges erreicht werden kann.
Diese Federung kann in einer üblichen Art und Weise ihrerseits mit einer Niveauregulierung,
Federeinstellung oder gegenseitigen Beeinflussung verbunden sein. Zur Ausnutzung
der Federung müssen naturgemäß die nicht mit den Federelementen verbundenen Kammern
der Stell-Elemente 10 bis 13 entlastet sein, so daß eine Bewegung
der Kolben in ihnen stattfinden kann. In der gezeichneten Stellung tritt dagegen
eine völlige Blockierung der Stell-Elemente ein, so daß sich das Fahrzeug völlig
ungefedert gegenüber dem Boden verhält. Dies kann z.B. im Stand bei der Benutzung
als lafette eines Kranes zweckmäßig sein. Fig. 5 zeigt das Fahrzeug mit einer
Einrichtung entsprechend ,71
der Fig. 3 bei einer Hangfahrt. Dabei
ist ersichtlich, daß die infolge der verschiedenen Einstellungen der Stell-Elemente
10/11
und 12/13 erreichte Radeinstellung den Pahrzeugaufbau
30 in seiner waagerechten Lage aufrecht erhält. Bei dieser Anordnung sind
die Stell-Elemente ohne Federung des Fahrzeuges dargestellt. Dies kann z.B. bei
solchen Anordnungen zweckmäßig sein, wobei das Fahrzeug mit einer den Boden abtastenden
Vorrichtung versehen ist, die ihrerseits die Radbewegung entsprechend der abgetasteten
Geländeform steuert. Im allgemeinen wird aber die erfindungsgemäße Einrichtung neben
einer normalen Fahrzeugfederung Verwendung finden. Dabei kann sie dieser normalen
Federung parallel oder mit ihr hintereinander geschaltet werden. Die letztere Anordnung
zeigt schematisch die Fig. 6. Dabei ist am Fahrzeugrahmen 31 die Kolbenstange
32 zum Kolben 33 eines Stell-Elementes 10 befestigt. letzteres
liegt innerhalb einer Schraubenfeder 34, die sich in beliebiger Art'und Weise auf
einem nur schematisch angedeuteten Rad- oder Achsträger
35
abstützt. Hferbei dient die obere Stirnwand 36 des Zy-
linders
37 des Stell-Elementes 10 zugleich als Pederteller. Die
Kammern des Stell-Elementes 10 stehen durch entsprechende Bohrungen
oder andere Kanäle in der Kolbenstange 32 mit dem nicht mehr dargestellten
Schaltvontil 19 in Verbindung. Die Anordnung nach Fig. 3 kann dahingehend
abgewandelt werden, daß die beiden hinteren und die beiden vorderen Stell-Elemente
gruppenweise zusammengefaßt sind. Es sind dann die oberen Kammern vorn mit den unteren
Kammern hinten und umgekehrt verbunden. Auf diese Weise läßt sich eine Schrägstellung
des Fahrzeuges nach vorn oder hinten erreichen. Kombiniert man dies- mit der bei
Fig. 1 beschriebenen Niveau-Einstellung, so lassen sich u.a. die in den Fig.
7 bis 9 dargestellten Stellungen erreichen. Nach Fig. 7 sind
bei einem Gleis-Kettenfahrzeug die vorderen Laufrollen 38 -und die hinteren
Laufrollen 39 angehoben, um ein leichteres Wenden des Fahrzeuges zu erreichen.
Nach Fig. 8
sind vermittels der Stell-Eleinente die vorderen !aufrollen 38
abgesenkt, während die hinteren laufrollen 39 angehoben sind. Das Fahrzeug
steht nun nach hinten abwärts geneigt. in dieser Stellung befindet sich einei z.Be
vorn angebrachte Räumäöhau" fel 40 außer Eingriff. Wird nach Fig. 9 das vordere
laufrellenpaar 38 durch seine Stell-Elemente angehoben und umgekehrt das
hintere Laufrollenpaar 39 äbgeäehktg so neigt sich das Fähr-Zeug
nach Vorn und die Räumschaufel 40 befindet sich in Arbeits-Atellung.