DE19701019A1 - Fahrgestell - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrgestell nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Tandemachsen-Fahrgestell, bei welchem ein Last- bzw. Achsausgleich zwischen den Tandemachsen vorgese­ hen ist.

Als Lastausgleich im Sinne der vorliegenden Erfindung ist zu verstehen, daß alle Räder des Tandem-Aggregats den glei­ chen Bodendruck besitzen. Derartige Tandem-Aggregate mit Lastausgleich besitzen neben dem durch den Lastausgleich gegebenen Überlastungsschutz der einzelnen Achsen den wei­ teren Vorteil sehr günstigen Fahrverhaltens bzw. guter Nachlaufeigenschaften, da Unebenheiten der Fahrbahn weitge­ hend ausgeglichen werden können. Dies gilt insbesondere für die bei manchen Zugfahrzeugen auftretenden, großen vertika­ len Bewegungen einer Anhängerkupplung od. dgl. Zugaggregat, die durch ein Tandem-Aggregat mit Lastausgleich weitgehend ausgeglichen werden können.

Hieraus ergibt sich bereits ein wesentliches Anwendungsfeld von Tandem-Aggregaten der vorliegenden Gattung, nämlich Anhänger.

Herkömmlicherweise werden Tandem-Aggregate unter Benutzung sog. Drehschubfederachsen realisiert; diese sind als fe­ dernde Radlager ausgebildet und weisen einen Mitnehmer auf, welcher bei Überschreiten einer vorbestimmten Auslenkung den Lastenausgleich über ein Ausgleichsgestänge ermöglicht.

Nachteilig bei diesen Vorrichtungen ist die für jeden Bela­ stungs- bzw. Anwendungsfall notwendige, spezielle Dimensio­ nierung der Drehschubfederachsen: Nicht nur ist - je nach Anhängertyp oder vorgesehener, maximaler Last - eine je­ weils geeignete Drehschubfeder für den Lastausgleich zu di­ mensionieren, darüber hinaus gibt es zudem keinerlei Ab­ stimmungsmöglichkeiten im Hinblick auf Federung oder Dämp­ fung der Achsen.

Konstruktionsbedingt entstehen somit hohe Entwicklungs- und Fertigungskosten beim Entwickeln von Fahrgestellen, etwa für Anhänger von Kraftfahrzeugen.

Ferner ist es bekannt, Achsen-Gummifedern für die Achslage­ rung zu verwenden. Hierbei handelt es sich um an einer gum­ migelagerten Schwinge sitzende Radlager, die preisgünstig herzustellen und handelsüblich erhältlich sind, die jedoch selbst keinen Lastausgleich der Achsen bei Verwendung als Tandem-Aggregat ermöglichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Fahr­ gestell nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, welches auf einfache Weise und ohne die Notwen­ digkeit von Drehschubfederachsen einen Lastausgleich für ein Tandem-Aggregat ermöglicht, und welches zudem die Ver­ wendung handelsüblicher Achsen-Gummifedern gestattet.

Die Aufgabe wird durch das Fahrgestell mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dabei bietet das um die - einzelne, zentrale - Querachse schwenkbar gelagerte Tan­ dem-Aggregat einen, bedingt durch die langgestreckte Ver­ bindungseinrichtung, einfachen und direkten Lastausgleich, wobei entweder selbst wiederum (gummigelagerte) Achsschwin­ gen konfigurierbar in den Achslagerblöcken zum Erreichen einer gewünschten Federwirkung gelagert sein können, oder aber die Verbindungseinrichtung selbst durch ihre erfin­ dungsgemäß mögliche Federwirkung entlang ihrer Längsachse Dämpfungs- bzw. Federungsaufgaben übernehmen kann.

Vorteilhaft ist zudem das erfindungsgemäße Fahrgestell entlang einer als Zentralrohr realisierten Querachse am Fahrgestellrahmen fixiert, so daß - neben einer definierten Schwenkachse - auch eine einfache, leicht und flexibel zu montierende Befestigung des Fahrgestells ermöglicht ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So ist es besonders bevorzugt, die z. B. stangenförmige Verbindungseinrichtung in Vertikalrichtung zuoberst bzw. zuunterst anzuordnen, wobei sich im praktischen Gebrauch insbesondere eine obenliegende Anordnung bewährt hat.

Auf diese Weise bestehen besonders günstige Kräfteverhält­ nisse bei der Lastausgleichsvorrichtung, die einen zuver­ lässigen, verschleißarmen und einfach zu realisierenden Fahr- und Lastausgleichsbetrieb ermöglichen.

Weiterbildungsgemäß ist zudem die Verbindungseinrichtung entlang ihrer Längsachse längenverstellbar. Dies ermög­ licht, durch Verkürzung der Verbindungseinrichtung gegen­ über einer (normalen) Fahrposition des Fahrgestells den Abstand des Fahrgestellrahmens gegenüber der Fahrfläche zu verringern und so die Möglichkeit für ein einfaches Be- und/oder Entladen einer auf dem Fahrgestellrahmen vorgesehenen Lastfläche zu schaffen.

Besonders bevorzugt wird eine derartige Längenverstellung mittels einer - etwa hydraulischen - Kolben- und Zylin­ deranordnung realisiert, bei welcher durch geeignete Steu­ eraggregate innerhalb kurzer Zeit und zuverlässig das Anhe­ ben bzw. Absenken durchgeführt werden kann.

Weiter erfindungsgemäß ist es möglich, das Verbindungsele­ ment selbst als Stoßdämpfer auszubilden, etwa durch Einset­ zen eines entsprechenden Schraubenfeder- oder Gasdruckdämp­ ferelements. Auf diese Weise wäre es dann sogar unnötig, gesondert (etwa gummigelagerte) Achsfederungen vorzunehmen, so daß dann die Räder ungefedert mit ihren Achsen in den Achslagerblöcken sitzen würden, ein Lastausgleich über die Verbindungseinrichtung erfolgt und diese gleichzeitig für die Achsfederung sorgt.

Die insoweit bevorzugte Ausführungsform (best mode) sieht hingegen vor, daß bei starrer, stangenförmiger Verbindungs­ einrichtung bzw. Kolben- und Zylinderanordnung gummigela­ gerte Halbachsen verwendet werden, die - bezogen auf die Querachse - gegensinnig schwenkbar in den Achslagerblöcken gelagert sind. Hierdurch ist es durch einfaches Auswechseln bzw. Wählen geeigneter Gummifedern dann möglich, einen Fahrgestelltyp mit vorgegebenem Lastausgleich jeweiligen Belastungssituationen oder Federungserfordernissen anzupas­ sen.

Zusätzlich liegt es weiterbildungsgemäß im Rahmen der Er­ findung, den Fahrzeugrahmen mit einer Sperrvorrichtung zu versehen, welche das Festlegen einer der Achsen im angehobenen Zustand im normalen Fahrbetrieb ermöglicht: Hierzu ist erfindungsgemäß die Sperrvorrichtung, weiter bevorzugt als geeignet geformter, in einen Achslagerblock eingreifender Haken oder als (Draht-)Schlaufe ausgebildet, so eingerichtet, daß bei verschwenktem Zustand des Fahrgestellrahmens die Sperrvorrichtung auf der abgesenkten Seite in einen jeweiligen Achslagerblock eingreifen kann und diesen fixiert. Bei daraufhin wieder erfolgender Schwenkung des Fahrgestellrahmens in die Horizontale nimmt dann die Sperrvorrichtung diesen Achslagerblock mit, hebt ihn dadurch an und von der Fahrfläche ab, so daß der Fahrbetrieb nur noch über die jeweils andere Achse erfolgt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrwerk mit aus Teilachsen mit je einem Rad realisierten Dop­ pelachsen;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht ei­ nes Tandemaggregates mit obenlie­ gendem, starrem Lastausgleich gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform in geschwenktem Zustand;

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht ei­ nes Tandemaggregats gemäß einer weiteren Ausführungsform als Wei­ terbildung mit einem Hydraulikzy­ linder als Ausgleichsverbindung;

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 4 in ab­ gesenktem Zustand bei eingeführtem Hydraulikkolben;

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht ei­ ner weiteren Ausführungsform der Erfindung mit federnder Ausgleichs­ verbindung und

Fig. 7 eine schematische Seitenansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 6 in verschwenktem Zustand.

Fig. 1 zeigt in schematischer Draufsicht das Fahrwerk eines Kraftfahrzeug-Anhängers, der - zum Erreichen einer mög­ lichst großen Zuladung - mit einer Doppelachse versehen ist.

Genauer gesagt sind die jeweiligen Räder 10 mit ihren Rad­ lagern 12 über zugeordnete Radschwingen 14 paarweise gegen­ sinnig und exzentrisch bezogen auf eine zugehörige Achse 16 ausgebildet, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als Halbachse bzw. Achsenstummel mit Achsen-Gummifeder zur Ach­ senfederung ausgebildet ist.

Während die - bekannten und im einschlägigen Zubehörhandel erhältlichen - Halbachsen 16 beidends in Lagerblöcken bzw. Aufnahmeblöcken 18 geführt sind, welche - siehe insbeson­ dere Fig. 2 - die mit einem Sechskantprofil ausgebildeten Gummifedern aufnehmen, findet eine Verbindung mit einem Chassisrahmen 20 als Basis für Lastaufbauten über einen sich in Fahrtrichtung längs erstreckenden Auflager 22 statt: Ein Auflageransatz 24, der in Fig. 2 in der Seiten­ ansicht als sich zum Boden hin konisch verjüngender Lager­ block dargestellt ist, dient als Lager für ein sich in ho­ rizontaler Richtung und quer zur Fahrtrichtung des Aggre­ gats erstreckendes Zentralrohr 26, welches eine Neigungs- bzw. Schwenkachse des Chassisrahmens 20 definiert.

Der jedem Rad zugeordnete Lagerblock 18 (in den Fig. 2 bis 5 sind die Räder 10 bzw. die zugehörigen Radschwingen 14 lediglich schematisch angedeutet) weist in der Seitenan­ sicht eine parallelogrammartige Form auf und besitzen bo­ denseitig sich bei unverschwenktem Chassisrahmen 20 i.w. horizontal erstreckende Anlenkungen bzw. Ansätze 28, die in der in Fig. 2 gezeigten Weise jeweils über Drehgelenke 30 schwenkbar mit einem drehstarr den Auflageransatz 24 fort­ setzenden Verbindungsstück 32 verbunden sind.

An ihrer jeweiligen, den Anlenkungen 28 entgegengesetzten, oberen Seite weisen die Lagerblöcke 18 - einander zuge­ wandte - Lageransätze 34 auf, die zum schwenkbaren Aufneh­ men einer sich i.w. horizontal erstreckenden Ausgleichs- bzw. Verbindungsstrebe 36 eingerichtet sind. Die in den La­ geransätzen 34 vorgesehenen Lager sind dabei so ausgebil­ det, daß die Verbindungsstrebe 36 um eine zum Zentralrohr 26 achsparallele Achse, d. h. in der Zeichenebene der Fig. 2, schwenkbar ist. Die Verbindungsstrebe 36 verläuft ober­ halb der durch das Zentralrohr 26 definierten Schwenkachse.

Auf diese Weise ist ein Fahrwerk realisiert, welches zum einen - bedingt durch die ansonsten bekannten, gummigela­ gerten Halbachsen - eine einfache und kostengünstige, je nach einem jeweiligen Anwendungsfall zu dimensionierende Achsenfederung ermöglicht, wobei zu diesem Zweck lediglich die Gummifederung angepaßt werden muß. Gleichzeitig ist je­ doch durch die gegenüber der Schwenkachse des Fahrwerks, nämlich dem Zentralrohr, obenliegende Ausgleichs- bzw. Ver­ bindungsstrebe 36 im Zusammenwirken mit den drehbar gela­ gerten Lagerblöcken 18 ermöglicht, daß auch bei einem ge­ genüber der Horizontalen verschwenkten Chassisrahmen 20 ein Lastausgleich stattfindet: Die Räder 10 werden gleichzeitig belastet, und somit wird neben einem Überlastungsschutz der einzelnen Achsen auch ein sehr günstiges Fahrverhalten bzw. gute Nachlaufeigenschaften des Fahrwerks erreicht, da Unebenheiten der Fahrbahn so weitgehend ausgeglichen werden können.

Die gegenüber der Fig. 2 geschwenkte Darstellung der Fig. 3 verdeutlicht die Relativbewegung der zusammenwirkenden Be­ standteile des Tandemaggregats: Das Verschwenken des Chas­ sisrahmens 20 mit dem Auflager 22 führt dazu, daß über den starren Auflageransatz 24 bzw. das fest daran sitzende Ver­ bindungsstück 32 eine Drehbewegung um die Achse des im An­ satz 24 gelagerten Zentralrohres 26 erfolgt; das Verbin­ dungsstück, an welchem endseitig die Anlenkungen 28 der jeweiligen Lagerblöcke 18 drehbar angelenkt sind, bewirkt dann eine entsprechende Bewegung dieser Lagerblöcke 18 mit den darin gehaltenen Achsen 16. Da jedoch die Ausgleichs­ strebe 36 die Lagerblöcke 18 oberhalb der Schwenkachse zu­ sammenhält und insoweit für einen konstanten Abstand in diesem Bereich sorgt, ist trotz des verkippten Chassisrah­ mens 20 der Lastausgleich erreicht - beide Räder 10 werden nach wie vor mit derselben Normalkraft bezogen auf die un­ terliegende Bodenfläche beaufschlagt. Insbesondere zeigt sich, daß jedes durch Verschwenken entstehende Kräftemoment über die Verbindung 36 zwischen den beiden Lagerblöcken zu einer jeweils gegenüberliegenden Achse weitergeleitet wird.

Unter Bezug auf die Fig. 4 und 5 wird nunmehr eine Weiter­ entwicklung der oben dargestellten Ausführungsform be­ schrieben.

Weiterbildungsgemäß weist diese modifizierte Ausführungs­ form anstelle der starren Ausgleichsstrebe 36 der Fig. 2 ein Hydraulikzylinder-/-Kolbenpaar 38, 40 auf, welches (als Beispiel für ein allgemeines, längenverstellbares Element) je nach Position des Kolbens 40 im Hydraulikzylinder 38 ei­ nen variablen Abstand zwischen den - im Ausführungsbei­ spiel der Fig. 4 jeweils auswärts auf den Lagerblöcken 18 angeordneten - Lageransätzen 42 herstellen kann. So ermög­ licht nämlich die in Fig. 4 gezeigte, ausgeschobene Stel­ lung des Hydraulikkolbens 40 eine annähernd horizontal er­ streckte Position der Anlenkungen 28 und definiert somit bei angehobener (höchster) Horizontalposition des Chassis­ rahmens 20 den Fahrzustand. Demgegenüber zeigt die Fig. 5 den abgesenkten Zustand des Rahmens 20: Der Hydraulikkolben 40 ist vollständig in den Hydraulikzylinder 38 eingescho­ ben, so daß die jeweiligen Lagerblöcke 38, um die Drehge­ lenke 30 zueinander verschwenkt, ein Absenken des (in die­ sem Ausführungsbeispiel einstückig und ohne gesondertes Verbindungsstück gezeigten) Auflageransatzes 44 und damit des Rahmens 20 bewirkt.

Insbesondere zum leichteren Be- oder Entladen kann eine auf diese Weise herbeigeführte, einfache Absenkung zu beträcht­ lichen Nutzenvorteilen des Aggregates führen.

In ansonsten nicht näher dargestellter und bekannter Weise wird dabei der Hydraulikzylinder zum Erreichen des ge­ wünschten Betriebszustandes mit dem notwendigen Hydraulik­ druck versorgt und weist eine entsprechende, verbundene Steuervorrichtung auf.

Unter Bezug auf die Fig. 6 und 7 wird nachfolgend noch eine weitere, alternative Ausführungsform der Erfindung be­ schrieben.

Während die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele in vor­ teilhafter Weise herkömmliche, käufliche gummigelagerte Halbachsen zur Achsfederung eingesetzt haben, ist es gemäß des Ausführungsbeispiels der Fig. 6 und 7 möglich, die Rä­ der 10 auch an starren Radschwingen 46 zu lagern. Eine Achsfederung wird erreicht, indem ein die sichelförmig aus­ gebildeten Schwingen 46 oberhalb des Zentralrohres 26 als Schwenkachse verbindendes Ausgleichs- bzw. Verbindungsstück 48 in Längsrichtung federnd bzw. puffernd ausgebildet ist. Auf diese Weise dient dann das Verbindungselement 48 einer­ seits zum Lastenausgleich, wobei zusätzlich durch die ei­ gene Federwirkung ein Stoßdämpfereffekt erreicht wird. Als Federelemente eignen sich dabei neben Schraubfedern auch etwa herkömmliche (Gasdruck-) Stoßdämpfer od. dgl. Alterna­ tiv ließe sich - zum Erreichen einer lastabhängigen Ein­ stellung der Dämpfung - auch eine Luftbalgkonstruktion od. dgl. einsetzen.

Das Verschwenken der in Fig. 6 gezeigten Anordnung erfolgt, wie in Fig. 7 gezeigt, in ansonsten bereits beschriebener Weise analog wie bei den obigen Ausführungsformen: Das bei dem Verschwenken des Rahmens 20 entstehende Moment auf das Rad an der abgesenkten (in der Fig. linken) Seite wird mit­ tels des Ausgleichstückes 48 im Wege eines direkten Lasten­ ausgleiches unmittelbar auf das gegenüberliegende Rad über­ tragen, wobei die Federwirkung des Elements 48 Stöße bzw. andere impulsförmige Belastungen aufnehmen kann.

Eine variable Längenverstellung der Ausgleichsstrebe zwi­ schen den Lagerblöcken (d. h. ein steuerbarer Ausgleich) er­ laubt es zudem gemäß einer weiteren, in den Figuren nicht gezeigten vorteilhaften Weiterbildung, bei Absenkung des Fahrgestelles und somit bei der Verkürzung des Abstandes zwischen Achsaggregat und Chassisrahmen mit Ladefläche, eine der beiden Achsen so zu blockieren, daß dann bei wie­ der erfolgender Anhebung des Fahrgestells (etwa durch Her­ ausführen des Kolbens in eine Position gemäß Fig. 4) nur noch eine Achse die Fahrfläche berührt, während die andere angehoben und im blockierten Zustand verbleibt.

Zu diesem Zweck sind idealerweise am Chassisrahmen bzw. am Auflager (in den Fig. nicht gezeigte) geeignete Feststell- und Aufnahmeeinrichtungen vorhanden, durch welche sich dann dieser Betriebszustand erreichen ließe und insoweit das - für bestimmte Fahrsituationen, etwa Leerfahrten, nachtei­ lige - doppelachsige Fahrverhalten überwunden werden kann.

Claims (10)

1. Fahrgestell mit einem an einem Fahrgestellrahmen (20) um eine horizontale Querachse (26) schwenkbar gelager­ ten Tandem-Aggregat, das zwei in Fahrtrichtung hinter­ einander angeordnete, mit einer Lastausgleichsvorrich­ tung versehene Achsen (16) aufweist,
die Achsen in jeweils zugeordneten Achslagerblöcken (18) gelagert sind,
und die Achslagerblöcke jeweils um eine parallel zur Querachse (26) verlaufende Schwenkachse (30) drehbar mit dem Fahrgestellrahmen (20) verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lastausgleichsvorrichtung eine die Achslager­ blöcke (18) verbindende, entlang einer Längsachse langgestreckte Verbindungseinrichtung (32 ;38, 40;48) aufweist, die an einem jeweiligen Achslagerblock dreh­ bar angelenkt ist und starr oder in Richtung der Längsachse federnd ausgebildet ist.

2. Fahrgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung in einer Vertikalrich­ tung zur Fahrfläche und, bezogen auf die Querachse und die Schwenkachsen, zuoberst liegend oder zuunterst lie­ gend angeordnet ist.

3. Fahrgestell nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querachse (26) zwischen den Schwenkachsen (30) und der Verbindungseinrichtung verläuft.

4. Fahrgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung eine Vorrichtung zur Längenverstellung in Richtung der Längsachse aufweist.

5. Fahrgestell nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Längenverstellung eine Kolben- und Zylinderanordnung (38, 40) aufweist, die über eine Steuervorrichtung mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist.

6. Fahrgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung ein Schraubenfeder- und/oder Stoßdämpferelement (48) aufweist.

7. Fahrgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung eine einstellbare Feder- und Dämpfungswirkung aufweist.

8. Fahrgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen als gummigelagerte Halbachsen realisiert und, bezogen auf die Querachse (26), gegensinnig schwenkbar in den Achslagerblöcken gelagert sind.

9. Fahrgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekenn­ zeichnet durch eine am Fahrgestellrahmen vorgesehene Sperrvorrichtung, die zum Verbinden mit einem der Achslagerblöcke in einer gegenüber einer Horizontallage des Fahrgestellrahmens verschwenkten Stellung eingerichtet ist, und die den betreffenden der Achslagerblöcke in einem gegenüber einer Tandem- Fahrposition verkürzten Abstand relativ zum Fahrge­ stellrahmen festlegt.

10. Fahrgestell nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung als Haken oder Schlaufe rea­ lisiert ist.