DE19936503A1 - Nutzkraftfahrzeug mit zwei Hinterachsen und lenkbarer Vorderachse - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Nutzkraftfahrzeug mit zwei Hinterachsen und lenkbarer Vorderachse, wobei die Vorderachse (2) mit schwenkbaren Radträgern (26, 26') ausgestattet ist, die über ein Lenkgestänge bewegbar sind, mit einem Antriebsaggregat (13) und einem daran angeblockten Getriebe (14) im Bereich der Vorderachse (2), das über mindestens eine Gelenkwelle (15) mit mindestens einem Differentialgetriebe (412) einer Hinterachse (4) antriebsverbunden ist, und mit Paaren von Längslenkern (42, 52) zur Führung der Hinterachsen (4, 5), denen Luftfedern (43, 53) und Dämpfungsglieder (45, 55) zur Abstützung von dem Rahmen (1) zugeordnet sind. Mit dem Ziel, das Verhältnis von Nutzlast und Eigenmasse zu verbessern, einen guten Vortrieb auch im extrem bergigen und unebenen Gelände auch an Fahrzeugen schmaler Bauart zu gewährleisten, wird das Nutzkraftfahrzeug an beiden Hinterachsen (4, 5) mit Einzelrädern (40, 40'; 50, 50') ausgestattet und jeder Hinterachse (4, 5) ein Differentialgetriebe (412, 512), ein Verteilergetriebe (46, 56) und eine Gleichlaufgelenkwelle (15, 16) zugeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Nutzkraftfahrzeug mit zwei Hinterachsen und lenkbarer Vorderachse, wobei die Vorderachse mit schwenkbaren Rad­ trägern ausgestattet ist, die über ein Lenkgestänge bewegbar sind, mit einem Antriebsaggregat und einem daran angeblockten Getriebe im Bereich der Vorderachse, das über mindestens eine Gelenkwelle mit mindestens einem Differentialgetriebe einer Hinterachse antriebsverbunden ist, und mit Paaren von Längslenkern zur Führung der Hinterachsen denen Luftfe­ dern und Dämpfungsglieder zur Abstützung von dem Rahmen zugeordnet sind.

Ein Nutzkraftfahrzeug dieser Art ist u. a. durch das DE 296 03 240.9 U1 bekannt geworden. Das hier vorgestellte Nutzkraftfahrzeug, in diesem Falle schmaler Bauart, gehört zu der Klasse von Fahrzeugen mit einer Breite unter 1.8 m. Es wird vorzugsweise in Gebäuden oder auf schmalen Stra­ ßen und Wegen zum Transport mittlerer Lasten mit einer Gesamtmasse des Fahrzeuges bis zu 6 t verwendet.

Der Rahmen eines solchen Fahrzeuges besteht üblicherweise aus zwei Längsträgern, die zwischen den Rädern angeordnet und durch Querverbin­ der begrenzt flexibel miteinander verbunden sind. Zusätzlich zur, mit Zwil­ lingsrädern versehenen, angetriebenen Hinterachse ist nahe hinter dersel­ ben eine nicht angetriebene zweite Hinterachse als Nachlaufachse vor­ gesehen.

Zur Verringerung des sogen. "Radierens" bei Kurvenfahrten wird diese Nachlaufachse erst dann tragend wirksam, wenn die angetriebene Hinter­ achse den Bereich ihrer obere Belastungsgrenze erreicht.

Beide Hinterachsen, sind paarweise an Längslenkern geführt, die sich an der Unterseite des Rahmens über Luftfedern abstützen. Die vordere der Hinterachse ist mit Zwillingsrädern versehen und mit einem Differential­ getriebe ausgestattet. Das Differentialgetriebe ist über eine Gelenkwelle, die übliche Kreuzgelenke hat, mit dem Schaltgetriebe verbunden.

Die lenkbare Vorderachse hat eine übliche Aufhängung, die in dem genann­ ten Dokument nicht weiter beschrieben ist. In der Praxis ist das Nutzkraft­ fahrzeug zur Abstützung der Vorderachse mit längs der Fahrzeugachse ausgerichteten Blattfederpaketen ausgestattet. Das Antriebsaggregat mit dem seitlich angeblockten Getriebe befindet sich im vorderen Teil des Fahrzeuges, während die lastaufnehmenden Aufbauten im hinteren Teil des Fahrzeuges angeordnet sind.

Die Fahrerkabine kann oberhalb des Antriebsaggregates angeordnet sein, wenn sie mit zwei Sitzen ausgestattet sein soll. Das ist jedoch nur prakti­ kabel, wenn die Abmessungen des Antriebsaggregates begrenzt sind. Die Fahrerkabine liegt dann hoch und führt zu einer großen Fahrzeughöhe, die z. B. in Parkhäusern und Tiefgaragen die Durch- oder Einfahrt behin­ dern.

Sollen größere Nutzlasten vor allem im bergigen Gelände transportiert werden, benötigt man größere Antriebsaggregate, die dann nicht mehr unter der Fahrerkabine positioniert werden können.

In diesem Falle hilft man sich in der Regel dadurch, dass man das Antriebs­ aggregat neben der Fahrerkabine positioniert. Bei Fahrzeugen schmaler Bauart steht dann jedoch nicht genügend Raum für einen zweiten Sitzplatz zur Verfügung. Solche Fahrzeuge sind deshalb nur auf kurzen Strecken einsetzbar.

Nachteilig ist in diesem Falle auch die exzentrische Anordnung des An­ triebsaggregates. Die Gelenkwelle kreuzt die Rahmenebene in einem Be­ reich der der Lastaufnahme dienen könnte. Probleme bereitet auch die kontinuierliche Kraftübertragung über die Gelenkwelle bei diagonaler An­ ordnung derselben und einer vertikal, bogenförmig schwingenden Federbe­ wegung der getriebenen Hinterachse.

Die Nutzkraftfahrzeuge schmaler Bauart beschränken sich in der Praxis auf den Transport kleinerer Nutzlasten (meist nur bis 1,5 t) auf überwiegend befestigten, ebenen Straßen und Wegen.

Es ist jedoch nach wie vor wünschenswert, dass Fahrzeuge sowohl breiter als auch schmaler Bauart (< 1,80 m) auch größere Nutzlasten auf oft wenig befestigten und oft steifen Wegen im Gebirge und sowohl auf breiten Straßen, als auch in engen Gassen und innerhalb von Gebäuden mit mehreren Etagen (Parkhäuser und oder Tiefgaragen) transportieren. Dieser Wunsch bleibt offen.

Ein weiterer Nachteil des eingangs beschriebenen Fahrzeugaufbaues ist, dass an einem Fahrzeug insgesamt vier verschiedene Radformen, zwei verschiedene Radformen an der Zwillingsachse, die Räder der Nachlauf­ achse und die Räder der lenkbaren Vorderachse, verwendet werden müs­ sen. Unvermeidbar sind auch unterschiedliche Radaufhängungen und unterschiedliche Federausführungen an jeder der Achsen.

Man wählte deshalb für den Transport von mittleren und größeren Nutzla­ sten ab 2 t und darüber regelmäßig Fahrzeuge größerer Breite (deutlich über 2,2 m) und beschränkte sich auf eine einzige angetriebene Hinter­ achse, die man gerelmäßig mit Zwillingsrädern ausstattete.

Das aber führte dazu, dass dort, wo nur schmale steile und meist unbe­ festigte Wege zur Verfügung stehen, die Lasten entweder mit Hubschrau­ bern befördert oder in mehrere Teile untergliedert und mit kleineren Fahr­ zeugen getrennt befördert werden mussten.

Fahrzeuge dieser Breite und Höhe können z. B. Tiefgaragen oder Parkhäu­ ser meist nicht befahren. Sie sind regelmäßig zu hoch und zu breit.

Die große Breite führt meist auch zu einer Reduzierung des Wenderadius. Das ist insgesamt unbefriedigend.

So können z. B. Feuerwehrfahrzeuge in der breiten Bauform viele Brand­ herde nicht direkt erreichen. Große Strecken sind dann mit Schläuchen zu überbrücken. Das Auslegen der Schläuche kostet viel Zeit, in der sich der Brand weiter ausbreitet und u. U. nicht mehr gelöscht werden kann. Vorhan­ dene Fahrzeuge schmaler Bauart sind wegen der zu geringen Nutzlast für diesen Einsatzzweck nicht empfehlenswert.

Durch die DE 36 37 523 C1 wird ein auf allen Rädern getriebenes Fahr­ zeug mit vier Achsen, bzw mit zwei Achspaaren vorgeschlagen. Die Auf­ hängung der Achsen ist dort nicht gezeigt und nicht beschrieben. Alle Achsen haben Einzelräder, die durch kombinierte Verteil- und Differential­ getriebe von einem einzigen Antriebsaggregat getrieben werden. Die Ein­ zelräder befinden sich regelmäßig seitlich außerhalb der Fahrzeugaufbau­ ten und des Fahrzeugrahmens, ein solches Fahrzeug kann sich sicher ausgezeichnet im straßen- und weglosen Gelände bewegen. Es ist jedoch mit Sicherheit nicht möglich, damit die vorn kritisierten Mängel der üblichen Nutzkraftfahrzeuge schmaler Bauart zu beseitigen.

Insbesondere werden hier keine Mittel und Maßnahmen beschrieben, die es erlauben, die Höhe und Breite des Fahrzeuges bei mehrachsigem, konti­ nuierlichem, nicht pulsierendem Antrieb zu reduzieren. Es werden auch keine Mittel beschrieben, die dem "Radieren" der getriebenen Räder auf irgendeine Weise vorbeugen.

Für den Antrieb von Tandemachsen schlägt z. B. die DE 30 18 925 A1 vor, den beiden seitlichen Abtriebswellen eines Differentialgetriebes eine elastische Kupplung und jeweils zwei Ketten- oder Stirnradgetriebe zu­ zuordnen, die die Antriebsbewegung sowohl auf die Räder der vorderen, als auch auf die Räder der hinteren Tandemachse zu übertragen.

Die Getriebekette zum hinteren Rad der Tandemachse ist dazu noch im Bereich der Schwingachse des hinteren Rades zu unterbrechen. Das hat eine zusätzliche seitliche Erstreckung und damit eine weitere Vergrößerung der Breite des Fahrzeuges zur Folge.

Eine solche Anordnung bewirkt, dass zwischen dem Rahmen und den Rädern zusätzlich zur Radaufhängung und zur Stoßdämpfung die Getriebe­ kette untergebracht werden muss. Die Radaufhängung hat dann nur noch unter dem Rahmen Platz. Das wiederum führt zu einer Erhöhung der Lage des Rahmens und damit auch zu einer größeren Fahrzeughöhe. Diese wiederum setzt auch eine bestimmte Mindestbreite des Fahrzeuges voraus. Auch hiermit ist es nicht möglich, das eingangs herausgearbeitete Problem von Nutzkraftfahrzeugen vorzugsweise schmaler Bauart zu lösen. Auch das Verhältnis der Nutzlast zur Eigenmasse kann damit nicht verbessert wer­ den.

Eine ähnliche Anordnung beschreibt die EP 520 389 A2 für Schleppfahr­ zeuge im Forst. Ein einziges Differentialgetriebe, das mittig über den beiden Tandemachsen angeordnet ist, liefert für beide Abtriebsseiten ein notwendi­ gerweise geteiltes Drehmoment, das dann über einen Drehmomentteiler und Zahnketten oder Zahnräder auf die, Räder der beiden Tandemachsen übertragen wird.

Auch eine solche Antriebsanordnung ist, insbesondere für Fahrzeuge mitt­ lerer Nutzlasten vor allem bei schmaler Bauweise nicht geeignet. Die Getriebeketten vom Differentialgetriebe zu den Radachsen müssen auch hier zwischen dem Rahmen und den Rädern angeordnet werden. Sie befinden sich regelmäßig in dem Raum, in dem an schmalen Nutzfahr­ zeugen die Elemente zur Radaufhängung anzuordnen wären.

Die Räder und Getriebeketten beider Seiten müssen zwangsläufig an einem gemeinsamen, um die Achse des Differentialgetriebes schwenkbaren Träger gelagert sein. Dieser Träger erfordert ein breites und kräftig ausgebildetes Lager, das einen erheblichen Raum mit großer Höhe beansprucht.

In dem Ausführungsbeispiel dieses Dokumentes verlagerte man deshalb den Rahmen des Fahrzeuges unter dieses Lager. Das ist für Nutzfahrzeuge mit unterschiedlichen Aufbauten keine vertretbare Lösung.

Damit bietet auch diese Lösung keinen Ansatzpunkt für die Bereitstellung vorzugsweise schmaler und flacher Fahrzeuge mit ausreichend hoher Nutzlast und mit zwei angetriebenen Hinterachsen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Aufbau für ein Nutz­ kraftfahrzeug vorzuschlagen, der es ermöglicht, bei geringer Fahrzeugmas­ se mittlere Nutzlasten auch im bergigem Gelände auf wenig befestigten, steilen und unebenen Wegen sicher zu transportieren und dabei eine opti­ male Standsicherheit des Fahrzeuges zu gewährleisten. Der Fahrzeug­ aufbau soll auch für Nutzkraftfahrzeuge schmaler Bauart anwendbar sein.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der Merkmale des Anspruches 1 auf überraschend einfache Weise gelöst.

Die Verwendung von Einzelrädern an den beiden getriebenen Hinterachsen und die Verwendung der Gleichlaufgelenkwellen an einem Fahrzeug mit an Längslenkern geführten Hinterachsen, die mittels Luftfedern am Rahmen abgestützt sind, führt dazu, dass die Antriebsmomente auch bei ungleichem Einfedern der treibenden Hinterräder gleichmäßig, d. h. auch nicht pulsie­ rend, auf alle treibenden Einzelräder beider Hinterachsen übertragen wer­ den können. Beide Hinterachsen können stets ohne Einschränkungen die volle Tragfähigkeit der Räder für die Bewältigung der Achslast nutzen. Alle getriebenen Räder bringen damit auch stets den vollen Anteil der Vortiebs­ kraft auf die Straße.

Diese Kombination führt zu einem wesentlich verbesserten Verhältnis von Nutzlast zur Eigenmasse des Nutzfahrzeuges. Bei einem Pritschenfahr­ zeug kann man das Verhältnis von 2,3 : 1 und bei einem als Sattelauflieger gestalteten Fahrzeug 3,1 : 1 erreichen.

Das Fahrzeug kann auch auf sehr unebenen Gelände mit steilen Anstiegen eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Kombination lässt sich auch uneingeschränkt an Fahrzeugen schmaler Bauart anwenden.

Die Verwendung von Einzelrädern an beiden getriebenen Hinterachsen verhindert oder begrenzt in Verbindung mit der gewählten Radaufhängung auch das gefürchtete Radieren der Reifen.

Die gewählte Ausführung gestattet zudem, dass an allen Achsen Räder gleicher, standardisierter Ausführung eingesetzt werden können. Die Ausführung nach Anspruch 2 ermöglicht eine einfache und massearme Gestaltung der Getriebezüge zu den beiden Hinterachsen.

Die Führung der Gleichlaufgelenkwelle für die hintere Hinterachse über die vordere Hinterachse - nach Anspruch 3 - gestattet die Antriebsführung außerhalb des Bereiches der Radaufhängung bei gleichmäßiger Verteilung des Drehmomentes auf alle treibenden Räder. Eine ausreichende Boden­ freiheit wird gewährleistet.

Vor allem für die Verwendung des Fahrzeuges im bergigen Gelände mit sehr steilen Anstiegen und mit oft wenig befestigten Wegen oder beim Aufbringen erheblicher Zugleistungen eignet sich die Ausführung nach Anspruch 4.

Mit den Merkmalen des Anspruch 5 lässt sich die Rahmenhöhe, vor allem im Bereich der Vorderachse auf ein niedriges Niveau reduzieren, ohne dass die Tragfähigkeit oder der Lenkeinschlag reduziert werden muß. Die Rad­ aufhängung der Vorderachse gestattet zudem auch die zuverlässige Auf­ nahme der erhöhten Bremslast bei vergrößerter Nutzlast. Der Fahrkomfort hat ein hohes Niveau.

Die Positionierung des Antriebsaggregates vor der Vorderachse und vor der Fahrerkabine - nach Anspruch 6 - erlaubt den Einsatz von ausreichend leistungsfähigen Antriebsaggregaten. Der tief und mittig liegende Anschluss für die Gleichlaufgelenkwelle am Getriebe unterhalb der Sitzanordnung der zweisitzigen Fahrerkabine gestattet eine tiefe und fast horizontale Aus­ richtung der Gleichlaufgelenkwelle zum ersten Verteilergetriebe. Die Fahr­ zeughöhe und auch die Fahrzeugbreite kann im Bereich der Fahrerkabine kann ausgesprochen niedrig bzw. schmal gehalten werden. Der Einsatz dieser Nutzkraftfahrzeuge in Tiefgaragen und Parkhäusern auf schmalen Wegen im Gebirge und in engen Gassen alter Stadtkerne wird damit mög­ lich.

Mit der Ausgestaltung und Anordnung des Lenkgetriebes nach Anspruch 7 wird es möglich, die Höhe des Rahmens im Bereich der Vorderachse unter die notwendige Rahmenhöhe des Hinterrahmens zu abzusenken. Der Schwerpunkt wird nach unten verlagert und die Fahrzeughöhe im Bereich der Fahrerkabine kann weiter reduziert werden.

Die Gestaltung des Rahmens nach Anspruch 8 läßt einerseits eine rationel­ le Fertigung bei kleineren Stückzahlen zu. Andererseits unterstützt sie die niedrige Bauhöhe des Fahrzeuges im Bereich der Fahrerkabine und sichert die Führung der ersten Gleichlaufgelenkwelle ausschließlich unter der Rahmenoberkannte des Hinterrahmens. Der Raum für die Ladefläche wird nicht begrenzt.

Mit der Form des Rahmens nach Anspruch 9 lässt sich die Breite des Nutzkraftfahrzeuges etwa auf die Breite von PKW's reduzieren. Ihr Einsatz auf schmalen Wegen im Gebirge, in schmalen Gassen alter Stadtkerne und mit Vorteilen auch in Tiefgaragen und Parkhäusern wird unterstützt. Beim Einsatz als Feuerlöschfahrzeug kann es gerade auf schmalen Fahrbahnen die Brandherde mit höherer Wahrscheinlichkeit erreichen als es mit den üblichen, breiten und hohen Fahrzeugen der Fall ist.

Die Anordnung von Lastaufnahmen nach Anspruch 10 für den Hilfsrahmen starrer Kastenaufbauten verhindert, ebenso wie eine "eiche Gestaltung des Hilfsrahmens selbst, die Einschränkung der Flexibilität des Rahmens. Der Rahmen kann einen hohen Anteil zur Dämpfung des Fahrzeuges auf un­ ebenen Fahrbahnen beitragen.

Mit der Steuerung der Druckluft in den Luftfedern nach Anspruch 11 kann man zuverlässig erreichen, dass auch bei unebenem Gelände jedes Rad seinen Anteil zur Tragfähigkeit des Fahrzeuges beiträgt und im Falle eines Antriebsrades auch die entsprechende Vortriebsleistung auf die Fahrbahn bringt. Bei der Verwendung entsprechender Sensoren zur Erfassung der Lage des Fahrzeuges zur Schwerachse kann man damit auch die Kipp­ gefahr im seitlich geneigten Gelände weiter reduzieren.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläu­ tert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen,

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Nutzkraftwagens mit angedeuteten Radaufhängungen und der schematischen An­ triebsführung,

Fig. 2 eine vereinfachte Draufsicht auf Fig. 1, wobei die Lage der Kastenaufbauten und der Fahrerkabine nur angedeutet ist,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorderachse des Nutzkraftwagen mit der Zuordnung zum Rahmen, dem Antriebsaggregat und dem Getriebe,

Fig. 3a eine vereinfachte Seitenansicht im Bereich der Vorderachse mit einer Prinzipdarstellung des Lenkgestänges,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die beiden Hinterachsen mit einer verein­ fachten Darstellung der Antriebsführung, des Rahmens und der Radaufhängung und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Steueranordnung für die Luftfedern nach Daten von Sensoren der aktuellen Luftfeder­ wege und nach Daten der aktuellen Richtung der Schwerkraft.

Der in Fig. 1 und 2 vereinfacht dargestellte Nutzkraftwagen besteht aus einem hier zweiteiligen Rahmen 1. Dieser besteht aus einem Vorderrahmen 1a und einem Hinterrahmen 1b. Der Hinterrahmen 1b überlappt den Vor­ derrahmen 1a im Bereich der Trennstelle von Fahrerkabine 18 und Lastauf­ nahmebereich 17.

Beide Teile des Rahmens 1, 1a, 1b sind mittels Paaren von Dehnschrau­ ben, die die Längsträger 11a, 11b durchgreifen, miteinander verbunden. Der Vorderrahmen 1a und der Hinterrahmen 1b haben zueinander parallele Längsträger 11a, 11b, die in einer relativ geringen Rahmenbreite a von etwa 0,6 m angeordnet sind. Zusammengefügt, erstrecken sie sich fast über die gesamte Fahrzeuglänge.

Die Querverbindungen 12a, 12b, 121b, 122b sind unter normalen Bedin­ gungen starr. Unter Last sind sie jedoch so flexibel, dass sie sich durch eine Torsion um eine Längsachse der Form einer unregelmäßigen Fahr­ bahn weitgehend anpassen.

Der Hinterrahmen 1b ist mit zwei Querträgern 121b und 122b besonderer Funktion ausgestattet. Der Querträger 121 ist im Hinterrahmen 1b angeord­ net und überragt nahe an der Fahrerkabine 18, seitlich auskragend die Längsträger 11b. An seinen äußeren Enden befinden sich Lastaufnahmen 123 und 124, die den Hilfsrahmen 171 für das Tragen der Aufbauten 17 im Lastaufnahmebereich fixieren.

Ein weiterer Querträger 122b ist am hinteren Ende des Hinterrahmens 1b vorgesehen. Dieser Querverbinder 122b hat in seiner Mitte eine einzelne Lastaufnahme 125 für den Hilfsrahmen 171. Die so ausgebildete Lastauf­ nahme 123, 124, 125 sorgt für eine stabile Befestigung aller Lastaufnahmee­ lemente. Der Hilfsrahmen 171 wird auch bei einer Torsion des Rahmens 1 um seine Längsachse nicht verformt. Der Rahmen 1 bleibt unabhängig von starren Aufbauten 17 flexibel und kann seinen Beitrag zur Dämpfung der Schwingungen, die von unebenen Fahrbahnen herrühren, leisten.

Besonders günstige Bedingungen hinsichtlich der Raumaufteilung unterhalb des Lastaufnahmebereiches 17 und hinsichtlich der Torsionsfähigkeit des Rahmens 1 ergibt sich, wenn die Breite a des Rahmens 1, gemessen über die seitlichen Außenflächen der Längsträger 11a, 11b etwa 0,6 m beträgt.

Das Nutzkraftfahrzeug ist als Fahrzeug mit 3 Achsen ausgestattet. Etwa mittig unter dem Lastaufnahmebereich 17 befinden sich zwei Hinterachsen 4, 5. Die mit lenkbaren Radträgern 26, 26' ausgestattete Vorderachse 2 befindet sich etwa an der Trennstelle zwischen dem Auflager für das An­ triebsaggregat 13 zum Getriebe 14 einerseits und zur zweisitzigen Fahrer­ kabine 18 unterhalb des Vorderrahmens 1a andererseits.

Die Breite des Vorderrahmens 1a wird bestimmt durch einen Lenkeinschlag der Vorderräder 20, 20' von etwa 40° beiderseits der Längsachse des Fahrzeuges. Ein zusätzliches Kriterium für die Breite dieses Vorderrahmens 1a ist die zur Fahrzeugmitte gerichtete Anordnung des Lenkhebels 261 der Radträger 26. Bei einer Fahrzeugbreite b von 1,7 m ergibt sich auch hier ein Optimum der Rahmenbreite a von etwa 0,6 m.

Das Lenkgestänge bestehend aus der Lenksäule 30, dem Lenkgetriebe 3, dem Lenkhebel 31 am Lenkgetriebe 3 und der Lenkstange 32, die zu dem Lenkhebel 261 an einem Radträger 26 führt, sind vor der Fahrerkabine 18 und seitlich vom Antriebsaggregat 13 angeordnet. Sie können in Abhängig­ keit von der Position des Fahrersitzes links oder rechts des Antriebsaggre­ gates 13 montiert werden.

Die Lenkbewegung wird jeweils durch die Spurstange 262, die unterhalb des Rahmens 1a geführt ist, zum jeweils anderen Vorderrad 20', 20 über­ tragen.

Das an das Antriebsaggregat 13 angeblockte Getriebe 14 befindet sich unterhalb der Fahrerkabine 18 und nimmt im Bereich des Vorderrahmens 1a den Raum zwischen der Vorderachse 2 und der Fahrerkabine 18, zwi­ schen den Längsträgern 11a ein. Die Kupplung zur Gleichlaufgelenkwelle 15 befindet sich zwischen den beiden Längsträgern 11a und unterhalb der Oberkante des Hinterrahmens 1b. Durch diese Anordnung wird gewähr­ leistet, dass die Aufbauten im Lastaufnahmebereich 17 auf einer absolut ebenen Fläche untergebracht werden können.

Die deutlich niedrigere Gestaltung des Getriebes 14 gegenüber dem An­ triebsaggregat 13 erlaubt es, die Fahrerkabine 18 mit mindestens zwei Sitzen unmittelbar oberhalb der Vorderräder 20, 20' anzuordnen.

Dadurch bleibt die Gesamthöhe h des Fahrzeuges, die im Wesentlichen durch die Fahrerkabine 18 (vorgeschriebene Höhe: 1,4 m) bestimmt wird, auf einem niedrigen Niveau. (niedriger als 2 Meter). Die Fahrtmöglichkeit in Tiefgaragen oder Parkhäusern ist daher von dieser Seite gegeben.

Der Querträger 21 der Vorderachse 2 wird in diesem Falle durch zwei Längslenker 22, 22' geführt. Die Längslenker 22, 22' und die sich auf ihnen abstützenden Luftfedern 23, 23' grenzen dabei unmittelbar an den Bewe­ gungsbereich der Vorderräder 20, 20' an.

Der Querträger 21 der Vorderachse 2 ist mit den Längslenkern 22, 22' über Klemmschraubverbindungen 211, 211' verbunden. In diesem Fall unter­ greifen die Längslenker 22, 22' den Querträger 21 der Vorderachse 2. Die Klemmschraubverbindung 211, 211' wird hier auf Zug belastet und gewähr­ leistet so eine bestimmte Flexibilität der Vorderachse 2 im Verhältnis zum Vorderrahmen 1a. Beide Vorderräder können sich unabhängig voneinander und nahezu ohne Rückwirkung auf die Lage des Rahmens 1 bestimmten Vertiefungen in der Fahrbahn anpassen. Die Luftfedern 23 sorgen dabei für einen ausgeglichenen Druck beider Vorderräder 20, 20' auf die Fahrbahn. Die üblichen Stoßdämpfer 25, 25' erfüllen auch hier ihre Aufgabe.

Die so gelagerte Vorderachse kann auch die bei größeren Nutzlasten auftretenden größeren Bremsbelastungen zuverlässig aufnehmen.

Der Nutzkraftfahrzeug ist mit zwei angetriebenen Hinterachsen 4, 5 ausge­ stattet. Beide Hinterachsen 4, 5 besitzen Einzelräder 40, 40'; 50,50'. Die Hinterachsen 4, 5 werden analog zur Lagerung der Vorderachse mittels Längslenkern 42, 42'; 52, 52' und Luftfedern 43, 43'; 53,53' geführt. Die Luftfedern 43,43'; 53, 53' stützen sich unten am Hinterrahmen 1b ab. Die Lager 421, 421', 521, 521' der Längslenker 42, 42'; 52, 52' und die Stütz­ flächen für die Luftfeder 43,43'; 53, 53' ragen von den Längsträgern 11b des Hinterrahmens 1b seitlich nach außen und nähern sich soweit als möglich dem jeweils benachbarten Rad 40, 40'; 50, 50'.

Die Längslenker 42, 42'; 52, 52' übergreifen hier die Achsen 4, 5. Dadurch wird eine höhere Sicherheit bei der Kraftübertragung ermöglicht. Beide Hinterachsen 4, 5 sind mit je einem Differentialgetriebe 412, 512 ausgestat­ tet. An dieses Differentialgetriebe 412, 512 ist jeweils ein sog. Verteilerge­ triebe 46, 56 angeblockt. Das Verteilergetriebe 46, 56 besteht im Wesentli­ chen aus Stirnradpaarungen, die die Antriebsbewegung auf zwei zueinander parallele weiterführende Getriebestränge verteilen.

Das erste Verteilergetriebe 46 der vorderen Hinterachse 4 wird durch eine Gleichlaufgelenkwelle 15 mit dem Getriebe 14 verbunden. Das von dieser Gleichlaufgelenkwelle 15 übertragene Drehmoment wird im Verteilergetriebe 46 aufgeteilt und einmal dem Differentialgetriebe 412 der vorderen Hinter­ achse 4 und zum anderen über die Gleichlaufgelenkwelle 16 dem Verteil­ ergetriebe 56 der hinteren Hinterachse 5 zugeführt. Von dort gelangt die Antriebsbewegung über das Verteilergetriebe 56 an das Differentialgetriebe 512 der Hinterachse 5. Durch die Verwendung der Gleichlaufgelenkwellen 15, 16 und durch das üblicherweise vorhandene Getriebespiel verteilt sich das Antriebsmoment gleichmäßig auf beide Hinterachsen 4, 5. Die Gleich­ laufgelenkwellen 15, 16 sind nicht an eine besondere Führung der Hinter­ achsen gebunden. Sie gleichen sowohl die Schwingbewegung der Längs­ lenker um eine Querachse als auch eine Schwingbewegung um eine Achse längs des Fahrzeuges problemlos aus. Dadurch kann die Antriebsüber­ tragung an jedes Rad bei vollkommen ungleichmäßiger Ausfederung jedes der angetriebenen Räder sicher übertragen werden.

Die gleichmäßige Verteilung der Achslast beider Hinterachsen 4, 5 und die gleichmäßige Verteilung des Drehmoments für den Antrieb der beiden Hinterachsen 4, 5 hat zur Folge, dass die Bodenhaftung der Räder 40, 40'; 50, 50' beider Hinterachsen 4, 5 nahezu identisch ist.

Bei Kurvenfahrten müssen sich die Hinterräder 40, 40'; 50, 50' deshalb so einstellen können, dass sie der Bahn, die durch die gelenkte Vorderachse 2 vorgegeben, ist ohne dem gefürchteten "Radieren" folgen können. Dieses Problem lösen zunächst die einzeln angeordneten Räder 40, 40'; 50, 50' der Hinterachsen, 4, 5. Durch das seitliche "Walken" der Reifen werden bereits unterschiedliche Lagen der am Boden haftenden Reifen zu ihren Achsen ermöglicht. Eine zusätzliche Anpassung der Lagen ergibt sich zudem durch eine gewisse Flexibilität in der Führung der Hinterachsen 4, 5 durch die Längslenker 22, 22'; 42, 42; 52,52'.

Dieser Anpassbewegung der Achsen an den Boden und an die unterschied­ lichen Fahrlinien können sowohl die Luftfedern 43, 53 als auch die mit Gleichlaufgelenkwellen 15, 16 ausgestatteten Antriebe im notwendigen Maße folgen.

Diese erstmals mögliche, vollständige Nutzung der Tragfähigkeit beider Hinterachsen 4, 5 und die gleichmäßige Übertragung des Antriebsmomen­ tes beider Hinterachsen 4, 5 gestattet es, eine große Nutzlast über diesen Achsen anzuordnen.

In der Praxis ergibt sich aus dieser Gestaltungsart des Antriebes die Mög­ lichkeit, ein Nutzkraftfahrzeug mit einem sehr guten Verhältnis zwischen der Nutzlast und der Eigenmasse des Fahrzeugs auszugestalten.

Die gleichzeitig mögliche Beschränkung in der Breite und in der Höhe des Fahrzeuges erlaubt es, Nutzlasten in der Regel bis zu 5 t und im wahr­ scheinlichen Spitzenbereich bis 7,5 t auf schmalen und steilen Wegen mit unregelmäßigen Oberflächenprofilen zu transportieren.

Die Verwendung von Luftfedern an allen Achsen 2, 4, 5 ermöglicht zudem eine Reduzierung der Eigenmasse des Fahrzeuges. Gleichzeitig wird der Fahrkomfort für Beifahrer und Fahrer wesentlich verbessert. Es ist deshalb nicht ausgeschlossen, dass derartige Fahrzeuge auch als Kleinbusse mit hohem Fahrkomfort eingesetzt werden können.

Die Verwendung von Luftfedern 23, 43, 53 an allen Achsen gestattet es, dass die Räder 20, 40, 50 überwiegend in die Vertiefungen der Fahrbahn ausweichen. Das Ausweichen der Räder nach oben, durch Erhebungen auf der Straße, ist begrenzt und wirkt sich, sobald eine bestimmte Größe über­ schritten wird, so aus, dass das Fahrzeug samt Rahmen 1 angehoben wird. Dieser Zustand ist bei den heute vorhandenen befestigten und geebneten Wegen und Straßen eher die Ausnahme.

Damit alle Einzelräder auch bei einem großen Federausschlag nach unten stets mit gleicher Kraft auf dem Boden liegen, ist der gesamten Luftfeder­ anordnung des Fahrzeuges ein zentraler Druckbehälter 91 mit einer durch den Motor 93 getriebenen Pumpe 92 zugeordnet (Vergleiche Fig. 5).

Jede Luftfeder 23, 23', 43, 43', 53, 53' hat ein steuerbares Ventil zu diesem Druckbehälter 91 und je ein steuerbares Ventil, das den Druck in jeder Luftfeder an die Umwelt abgeben kann. Die steuerbaren Ventile sind in­ nerhalb des Druckverteilers 90 angeordnet.

Ein zentraler Prozessor 8 steuert diese Ventile in Abhängigkeit von den Lagesensoren 27, 27'; 47, 47'; 57, 57' jeder Luftfeder. Der Prozessor 8 kann damit gewährleisten, dass alle Räder einen gleichen Bodendruck ausüben und eventuelle Schaukelbewegungen des Fahrzeuges minimiert werden.

Ordnet man dem Fahrzeug weitere Sensoren 6, 61, 62; 7, 71, 72 für die Ermittlung der Lage des Fahrzeuges zur Richtung der Schwerkraft zu, kann der Prozessor 8 bei Zuordnung entsprechender Programme auch die Lage des Fahrzeuges ausrichten, wenn die Fahrbahn seitlich geneigt ist.

Bezugszeichenliste

1

Rahmen

1

a Vorderrahmen

1

b Hinterrahmen

11

a,

11

b Längsträger

111

,

111

' lager für Längslenker

112

,

112

' Stützlager für Luftfeder

12

a,

12

b Querverbinder

121

Querträger (vorn)

122

Querträger (hinten)

123

,

124

Lastaufnahme (vorn)

125

Lastaufnahme (hinten)

13

Antriebsaggregat

14

Getriebe

15

Gleichaufgelenkwelle

16

Gleichlaufgelenkwelle

17

Aufbauten (Lastaufnahmebereich)

171

Hilfsrahmen

18

Fahrerkabine

2

Vorderachse, lenkbar

20

,

20

' Räder

21

Querträger

211

,

211

' Klemmschraubverbindung

22

,

22

' Längslenker

23

,

23

' Luftfeder

25

,

25

' Stoßdämpfer

26

,

26

' Radträger

261

Lenkhebel

262

Spurstange

27

,

27

' Weggeber

3

Lenkgetriebe

30

Lenksäule

31

Lenkhebel

32

Lenkstange

4

Hinterachse vorn

40

,

40

' Räder

41

,

41

' Querträger

411

,

411

' Klemmschraubverbindung

412

Differentialgetriebe

42

,

42

' Längslenker

421

,

421

' Lager

43

,

43

' Luftfeder

44

,

44

' Radlager

45

,

45

' Stoßdämpfer

46

Verteilergetriebe

47

,

47

' Weggeber

5

Hinterachse, hinten

50

,

50

' Räder

51

Querträger

511

,

511

' Klemmschraubverbindung

512

Differentialgetriebe

52

,

52

' Längslenker

521

,

521

' Lager

53

,

53

' Luftfeder

54

,

54

' Radlager

55

,

55

' Stoßdämpfer

56

Verteilergetriebe

57

,

57

' Weggeber

6

Lagegeber

61

,

62

Sensoren

7

Lagegeber

71

,

72

Sensoren

8

Steuereinheit

90

Druckverteiler

91

Druckbehälter

92

Pumpe

93

Motor

Claims (11)

1. Nutzkraftfahrzeug mit zwei Hinterachsen und lenkbarer Vorderachse,
wobei die Vorderachse (2) mit schwenkbaren Radträgern (26, 26') aus­ gestattet ist, die über ein Lenkgestänge bewegbar sind,
mit einem Antriebsaggregat (13) und einem daran angeblockten Getriebe (14) im Bereich der Vorderachse (2), das über mindestens eine Gelenk­ welle (15) mit mindestens einem Differentialgetriebe (412) einer Hinter­ achse (4) antriebsverbunden ist, und
mit Paaren von Längslenkern (42, 52) zur Führung der Hinterachsen (4, 5), denen Luftfedern (43, 53) und Dämpfungsglieder (45, 55) zur Abstützung von dem Rahmen (1) zugeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass beide Hinterachsen (4, 5) mit Einzelrädern (40, 40'; 50, 50') ausge­ stattet sind und
dass jeder Hinterachse (4, 5) ein Differentialgetriebe (412, 512), ein Ver­ teilergetriebe (46, 56) und eine Gleichlaufgelenkwelle (15, 16) zugeord­ net sind.

2. Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Verteilergetriebe (46, 56) an die Differentialgetriebe (412, 512) direkt angeblockt sind,
dass sich die Gleichlaufgelenkwelle (15) für die vordere Hinterachse (4) zwischen dem Getriebe (14) und ihrem Verteilergetriebe (46) erstreckt und
dass die Gleichlaufgelenkwelle (16) der zweiten Hinterachse (5) zwischen dem Verteilergetriebe (46) der vorderen Hinterachse (4) und dem Ver­ teilergetriebe (56) der zweiten Hinterachse (5) positioniert ist.

3. Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichlaufgelenkwelle (16), die zu dem Verteilergetriebe (56) der hinteren Hinterachse (5) führt, die vordere Hinterachse (4) übergreift.

4. Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auch der lenkbaren Vorderachse (2) ein Differentialgetriebe, eine Gleichlaufgelenkwelle und ein Verteilergetriebe zugeordnet ist.

5. Nutzkraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass alle Achsen, die lenkbare Vorderachse (2) und beide Hinterachsen (4, 5), durch Paare, in vertikaler Richtung begrenzt flexibel mit ihnen verbundener Längslenker (42, 42'; 52, 52') geführt sind und
dass sich die Längslenker (42, 42'; 52, 52') aller Paare mittels Luftfedern an einem aus zwei zueinander parallelen Längsträgern (11b) bestehenden Rahmen (1; 1a, 1b) abstützen.

6. Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das Antriebsaggregat (13) in der Fahrzeugmitte und überwiegend vor der Vorderachse (2) positioniert ist und
dass sich die mit zwei Sitzen ausgestattete Fahrerkabine (18) hinter dem Antriebsaggregat (13) und überwiegend oberhalb des zentral angeord­ neten Getriebes (14) befindet.

7. Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet,
dass das die Radträger (26, 26') der Vorderachse (2) schwenkende Lenk­ gestänge (31, 32, 261) seitlich außerhalb des Rahmens (1, 1a) und des Antriebsaggregates (13) geführt ist und
dass die Längslenker (22, 22') der Vorderachse (2) unterhalb des Lenk­ gestänges (31, 32, 261) und unterhalb der Vorderachse (2, 21) an­ geordnet sind.

8. Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Rahmen (1) aus zwei Teilen, einem Hinterrahmen (1b) und aus einem Vorderrahmen (1a), besteht,
dass der Hinterrahmen (1b) den Vorderrahmen (1a) in einem Bereich, beginnend nahe dem Getriebe (14), in der vertikalen Ebene überlappend übergreift und
dass der Hinterrahmen (1b) und der Vorderrahmen (1a) mittels Dehn­ schrauben miteinander verbunden sind.

9. Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Längsträger (11a, 11b) des Rahmens (1), bzw. des Vorder- (1a) und Hinterrahmens (1b) zusammen, sich über die Gesamtlänge des Nutzkraftfahrzeuges parallel zueinander erstrecken und
dass der Rahmen (1), über die seitlichen Außenflächen der Längsträger (11a, 11b) gemessen, eine Breite (a) von kleiner oder gleich 0,6 m aufweist.

10. Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass dem Hinterrahmen (1b), nahe hinter der Fahrerkabine (18) ein erster Querträger (121) zugeordnet ist, der sich über die Breite des Rahmens (1, 1b) hinaus erstreckt,
dass dem Hinterrahmen (1b) an seinem hinteren Ende ein zweiter Quer­ träger (122) zwischen den Längsträgern (11b) zugeordnet ist und
dass an den äußeren Enden des ersten Querträgers (121) und in der Mitte des zweiten Querträgers (122) Lastaufnahmen (123, 124, 125) für den Hilfsrahmen (171) vorgesehen sind.

11. Nutzkraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass den Luftfedern aller Achsen ein Druckbehälter (91), eine Pumpe (92) und ein Steuersystem (8, 90, 93) zugeordnet sind und
dass allen Luftfedern Sensoren (27, 47, 57) zur Erfassung des Federweges und steuerbare Ventile zur Umgebung und zum Druckbehälter (91) zugeordnet sind.