DE19908957A1 - Einrichtung zur Verbesserung der Tandem-Fahreigenschaften von Arbeitsmaschinen, insbesondere von Waldtraktoren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verbesserung der Tandem-Fahreigenschaften, wobei ein Tandemgehäuse um einen Auflagepunkt pendelbar gelagert ist und vom Auflagepunkt aus über eine Antriebsvorrichtung antreibbare Vorder- und Hinterräder aufweist. Zur Verbesserung der Fahreigenschaften werden über eine Antriebswelle am Tandemgehäuse ein Moment eingeleitet und der Auflagepunkt des Tandemgehäuses von der Mitte des Abstandes zwischen den Radachsen des Vorder- und Hinterrades nach vorne verlagert und die Höhe des Auflagepunktes über dem Untergrund verkleinert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verbesserung der Tandem-Fahreigenschaften von Arbeitsma­ schinen, insbesondere von Waldtraktoren, nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

Derartige Arbeitsmaschinen sind beispielsweise Kraftfahr­ zeuge für die Forstwirtschaft, z. B. solche, die mit Sägen, Greifern, Entlastungs- und/oder Transportvorrichtungen ver­ sehen sind. Im wesentlichen weisen solche Arbeitsmaschinen ein Fahrzeug auf, dessen Vorderteil mittels eines Knickge­ lenkes mit einem Hinterrahmen gelenkig verbunden ist. Der Hinterrahmen weist zwei Tandems auf, von denen an jedem ein Vorderrad und ein Hinterrad angeordnet sind. Jedes Tandem besitzt eine Antriebsvorrichtung, die die von einem Diffe­ rential auf eine Treibwelle übertragene Kraft auf das Vor­ derrad und das Hinterrad überträgt. Eine solche Antriebs­ vorrichtung geht beispielsweise aus der DE 41 20 801 A1 hervor.

Gemäß Fig. 1 pendelt jedes Tandem T um einen Schwerpunkt S. Da der Vortrieb nicht in der Ebene liegt, in der S ange­ ordnet ist, sondern an den Auflagepunkten A der Räder VR, HR am Untergrund erfolgt, ergibt sich gemäß Fig. 2 ein Moment M, um den Schwerpunkt S mit dem Hebelarm h und dem Vortrieb als Kraft. Der Hebelarm h entspricht der Höhe zwi­ schen dem Schwerpunkt S und den Auflagepunkten A der Räder R. Das Moment M stützt sich über das Hinterrad HR ab, wobei gleichzeitig das Vorderrad VR entlastet wird. Durch diese ungleiche Radlastverteilung entsteht ein sogenannter "Auf­ richteffekt", der in Extremfällen zu einem Abheben des Vor­ derrades führen kann. Durch den durch den Aufrichteffekt bewirkten starken Druck auf die Hinterachse wird ein emp­ findlicher Untergrund zerstört.

Bei der genannten DE 41 20 801 A1 ist ein Drehmomententei­ ler vorgesehen, der zur Verringerung des Aufrichteffektes ein ungleichmäßig auf Hinter- und Vorderrad wirkendes Kraftmoment in zwei gleichmäßigere Kraftmomenten aufteilt, die einerseits gegen ein Fahrzeuggestellrohr und anderer­ seits gegen das Tandemachsengehäuse wirken.

Das Aufrichtmoment beträgt etwa 70 kNm. Über die Antriebs­ welle, die in den Kettenkasten führt, wird ein Moment im Drehpunkt S eingeleitet, das dem Aufrichtmoment entgegen­ wirkt. Dieses Moment (etwa 35 kNm bei Radlast 2 : 1) ist al­ lerdings zu groß, um durch eine bezahlbare Driveline über­ tragen zu werden. Deshalb sind bei der DE 41 20 801 A1 zwei Planetentriebe in der Mitte jedes Tandems (in der Fuge zwi­ schen Achsbrücke und Tandem) vorgesehen. Der erste Plane­ tentrieb mit einer Übersetzung von ca. i = 6 erzeugt aus einem kleinen Moment an den Steckwellen beidseitig des Dif­ ferentials ein großes Moment (ca. 35 kNm). Dieses Moment herrscht in der Fuge zwischen Achsbrücke und Kettenkasten und somit gleichzeitig zwischen dem Planetentrieben. Es stützt sich am Vorderrad ab und erzeugt damit eine gleich­ mäßigere Radlastverteilung (2 : 1). Der zweite Planetentrieb mit dem umgekehrten Übersetzungsverhältnis (i = 1/6) ver ringert das Moment im Kettenkasten auf übertragbare 6 kNm. Somit werden zur Verbesserung der Fahreigenschaften vier zusätzliche, also acht Planetentriebe benötigt. Die sich daraus ergebenden Herstellungskosten sind sehr hoch.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Einrichtung zur Verringerung des Aufrichteffektes bei Tandems zu schaffen, der bei Erreichen der Fahreigenschaf­ ten des Standes der Technik wesentlich kostengünstiger ist. Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung zur Verbesserung der Tandem-Fahreigenschaften mit dem Merkmalen des Patent­ anspruches 1 gelöst.

Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß durch äußerst einfache und kostengünstige Maß­ nahmen am Tandem die Tandem-Fahreigenschaften, insbesonde­ re der Aufrichteffekt, wesentlich verbessert werden können. Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 Darstellungen zur Erläuterung des Standes der Technik,

Fig. 3 bis 6 Darstellungen zur Erläuterung der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung zur Verbesserung der Tandem- Fahreigenschaften und

Fig. 7 und 8 eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Ver­ besserung der Tandem-Fahreigenschaften.

Zu der Erfindung führten die folgenden Überlegungen.

Es gibt vier theoretische Möglichkeiten, dem Aufrichteffekt entgegenzuwirken. Insbesondere können drei davon in der Praxis übernommen werden. Gemäß Fig. 3 kann über die An­ triebswelle am Tandem ein Moment M ein eingeleitet werden, das dem Moment M des Aufrichteffekts entgegenwirkt.

Gemäß Fig. 4 kann theoretisch durch eine Vergrößerung des Radstandes, d. h. also des Abstandes zwischen den Radach­ sen, eine Verbesserung der Fahreigenschaften erzielt wer­ den. Diese Vergrößerung des Radstandes ist jedoch problema­ tisch, da sie nur durch Veränderungen der Vorgaben des Kun­ den erreicht werden kann.

Gemäß Fig. 5 kann der Auflagepunkt S des Tandems T nach vorne verlagert werden. Dadurch wird erreicht, daß das Vor­ derrad VR stärker an den Boden angedrückt wird.

Gemäß Fig. 6 kann die Höhe h des Schwerpunktes S über dem Erdboden verkleinert werden. Dadurch wird der Hebelarm der Vortriebskraft verringert, was zur Folge hat, daß sich das Moment M um den Schwerpunkt S verkleinert. Dadurch wird auch der Aufrichteffekt verringert. Die Verkleinerung von h muß jedoch unter der Berücksichtigung zweier Bodenfreihei­ ten erfolgen. Erstens werden für die Bodenfreiheit unter der Achsbrücke mindestens 600 mm gefordert (siehe Fig. 8). Zweitens muß die Bodenfreiheit unter dem Tandem so groß wie möglich sein.

Da jeder der oben genannten Effekt allein nicht groß genug ist, um eine Radlastverteilung von 1 : 2 zu realisieren, wer­ den erfindungsgemäß die oben genannten Effekte, insbesonde­ re die Einleitung des Momentes M ein, die Verlagerung des Auflagepunktes S nach vorne und die Verringerung der Höhe h des Schwerpunkts über den Erdboden kombiniert.

In der Fig. 7, die einen Schnitt durch eine Tandem- Achsbrücke zeigt, ist die Treibwelle mit 1 bezeichnet. Die Treibwelle 1 ist in dem Tandemgehäuse 2 drehbar gelagert. An ihrem Ende weist die Treibwelle 1 ein Zahnrad 3 auf, das mit einem in Richtung auf den Untergrund darunter angeord­ neten Zahnrad 4 kämmt, das über eine Antriebsvorrichtung 6 (Fig. 6), die beispielsweise die Form einer Kette oder einer Zahnradreihe aufweisen kann, die Radachsen 7 an­ treibt, an denen das Vorderrad VR bzw. das Hinterrad HR des Tandems angeordnet sind. Entsprechend dem Abstand der Achse der Treibwelle 1 von der Achse des Zahnrades 4 wird die Höhe h nach unten verringert.

Besonders bevorzugt wird zur Erreichung idealer Tandem- Fahreigenschaften der Auflagepunkt entsprechend einem Ver­ hältnis a/b in einem Bereich von 0,73 bis 0,87 eingestellt. Vorzugsweise wird gleichzeitig ein Eingangsmoment = -16,65 kNm über die Antriebswelle am Tandem eingeleitet. Gleich­ zeitig wird die Höhe über dem Boden h so gewählt, daß sie etwa 700 mm beträgt. Vorzugsweise wird der Achsabstand ent­ sprechend der Vorgabe des Kunden gewählt.

Claims (5)

1. Einrichtung zur Verbesserung der Tandem- Fahreigenschaften, wobei ein Tandemgehäuse (2) um einen Auflagepunkt (S) pendelbar gelagert ist und vom Aufla­ gepunkt (S) aus über eine Antriebsvorrichtung antreib­ bare Vorder- und Hinterräder aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Verbesserung der Fahreigenschaften über eine Antriebswelle (1) am Tandemgehäuse (2) ein Moment (M ein) eingeleitet wird, und/oder der Auflage­ punkt (S) des Tandemgehäuses (2) von der Mitte des Ab­ standes zwischen den Radachsen des Vorder- und Hinter­ rades (VR, HR) nach vorne verlagert wird und/oder die Höhe (h) des Auflagepunktes (S) über dem Untergrund verkleinert wird und/oder der Radabstand des Vorderra­ des (VR) vom Hinterrad (HR) vergrößert wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Fahreigenschaften ein Moment (M ein) über die Antriebswelle (1) am Tandemgehäuse (2) eingeleitet wird und der Auflagepunkt (S) des Tandem­ gehäuses (2) von der Mitte des Abstandes zwischen den Radachsen des Vorder- und Hinterrades (VR, HR) nach vorne verlagert wird und die Höhe (h) des Schwerpunktes über dem Erdboden verringert wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das eingeleitete Moment (M ein) etwa -16,65 kNm beträgt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflagepunkt (S) entsprechend einem Verhältnis a/b nach vorne verlagert wird, das in einem Bereich von 0,73 bis 0,87 liegt, wobei a dem Ab­ stand der Achse des Vorderrades (VR) vom Auflagepunkt (S) des Tandems in horizontaler Richtung und b dem Ab­ stand der Achse des Hinterrades (HR) vom Auflagepunkt (S) des Tandems in horizontaler Richtung entsprechen.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h) etwa 700 mm beträgt.