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Die
Erfindung betrifft ein Off Road Fahrwerk, insbesondere für landwirtschaftliche
Erntemaschinen, zur schonenden Befahrung der Ackerflächen bei
gleichzeitig extremer Wendigkeit und großen Einbauräumen für die erforderlichen Maschinenelemente.
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Heutzutage
werden in der modernen Landwirtschaft immer größere und schwerere Erntemaschinen eingesetzt.
Insbesondere mehrreihige Zuckerrüben-
und Kartoffelvollernter bewegen hohe Gewichte und müssen auf
den Vorgewenden gut handhabbar, sprich wendig sein.
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In
der Praxis wird daher seit längerem
versucht, mit möglichst
großvolumigen
Reifen und in jüngerer Zeit
mit Gurtbandlaufwerken besonders dem Bodendruck entgegenzuwirken.
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Nachteilig
ist dabei, dass großvolumige
Reifen auf standardmäßigen Achsen
mit Achsschenkellenkung nur mehr wenig Lenkeinschlag bieten, sowie
ein Durchfördern
von Erntegut zwischen den Reifen dies noch weiter einschränkt.
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Bei
Gurtbandlaufwerken ist ein Lenken aufgrund der großen Aufstandslängen zudem
schwierig, bieten jedoch die Möglichkeit
durch die relativ niedrige Bauweise, dass das Erntegut beispeilsweise
darüber
weg gefördert
wird.
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So
entstanden bei verschiedenen Erntemaschinenherstellern unterschiedlichste
Fahrzeugrahmenvarianten, die jedoch aufgrund kleiner Lenkeinschläge in der
Wendigkeit sehr eingeschränkt
sind oder es handelt sich um eine Art „Dreiradkonzept" bei denen keine
ausreichende Standfestigkeit mehr besteht, sowie Wendigkeit nur
vorgetäuscht
wird, wenn durch alleiniges Lenken eines Drehschemels z.B. kein
Parallelversatz mehr möglich
ist.
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Somit
weisen alle bekannten Fahrwerkskonzepte Defizite hinsichtlich Standfestigkeit
oder Wendigkeit, oft auch noch in Kombination auf.
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Weiter
nachteilig wirkt oft, dass zur Verminderung genannter Nachteile
Kompromisse hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Bauraums für die eigentlichen
Maschinenelemente eines Ernters eingegangen werden, so z.B. kürzere Achsabstände oder
kleiner dimensionierte Räder.
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu
vermeiden und ein Off Road Fahrwerk, insbesondere für landwirtschaftliche
Erntemaschinen zu konzipieren, dass in der Grundgestaltung für unterschiedlichste
Vollernter einsetzbar ist und über
optimale Aufstandsflächen
bei gleichzeitig höchster Wendigkeit
verfügt,
sowie ausreichenden Einbauraum bietet.
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Dies
wird gemäß Anspruch
1 der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, dass zwei Achsen,
von denen eine sinnvoller und in erfinderischer Weise als Gurtbandlaufwerk
und die andere als Radachse mit größtvolumigen Rädern ausgeführt ist,
an einen dreiteiligen Fahrzeugrahmen wie in Folge beschrieben angelenkt sind.
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Das
vorzugsweise in Dreiecksform (benötigt kleinsten Einbauraum,
bei gleicher Aufstandsfläche)
ausgebildete Gurtbandlaufwerk ist über eine vertikale Lenkachse,
z.B. einen Drehkranz an einen vorderen Fahrzeugrahmen angebunden.
Mit Hilfe entsprechender Stelleinrichtungen z. B. Hydraulikzylindern,
kann das Gurtbandlaufwerk um einen bestimmten Winkel α beidseits
zum vorderen Fahrzeugrahmen einlenken. Speziell bei Gurtbandlaufwerken
sollte der Winkel α aufgrund
der hohen Lenkkräfte
möglichst
klein gehalten werden, jedoch bietet er die Möglichkeit, eine Maschine auf
der Vorderachse zu steuern, um beispielsweise die Rodereihen zu
halten oder einer Abtrift am Seitenhang entgegen zu wirken. Der
Lenkvorgang des Gurtbandlaufwerkes kann auch durch gezielte unterschiedliche
Ansteuerung der Bandantriebe unterstützt werden (Raupenlenkung).
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In
weiterer erfindungsgemäßer Gestaltung
ist der vordere Fahrzeugrahmen mit dem hinteren Fahrzeugrahmen über einen
zwischengelagerten Knickrahmen verbunden. Erfindungsgemäß kann der
vordere Fahrzeugrahmen um die Lenkachse Knick einen Winkel β nach beiden
Seiten beschreiben. Weiter sind der Knickrahmen und der hintere
Maschinenrahmen so ausgeführt
und drehbar miteinander verbunden, dass die Verbindungsstelle die
Längspendelachse
des Fahrzeuggestells bildet. Für
Stabilisierungszwecke, z.B. am Seitenhang kann die Längspendelachse
durch geeignet angebrachte Zylinder verriegelt werden.
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Die
weitere erfindungsgemäße Gestaltung
sieht vor, dass die beiden hinteren, großvolumigen Räder jeweils
einzeln, um eine vertikale Lenkachse drehbar am hinteren Fahrzeugrahmen
angebracht sind. Vorzugsweise jedes per Drehkranz und an einem einarmigen
Drehschemel. Die Räder
können
nun beide um einen Winkel δ und δ' drehen, d.h. lenken.
Dabei kann dieser Lenkein schlag beliebig groß, bis 90° gewählt werden.
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Dieser
große
Lenkeinschlag bietet nun die Möglichkeit,
dass ein Fahrzeug praktisch auf der Vorderachse stehend wendet.
Dabei ist der Einfluß eines
langen Achsstandes auf den inneren Wenderadius gleich Null, da bei
einem möglichen
Lenkeinschlag von 90° er
keine Rolle mehr spielt. Lediglich der äußere Wenderadius wird mit größer werdendem
Achsstand auch erhöht.
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Bei
Gurtbandlaufwerken sollte jedoch auch ein gewisser Innenradius nicht
unterschritten werden, da sonst zuviel Aufwurf entsteht.
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Erfindungsgemäß kann mit
der Kombination aus Knicklenkung und Hinterachslenkung ein spurversetztes
Fahren, zum ganzflächigen Überfahren
des Bodens realisiert werden.
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Entsprechend
den Erfordernissen können
die einzelnen Lenkbewegungen des Gesamtfahrwerks einzeln angesteuert
werden oder auch über
geeignete Lenkprogramme in Kombination, so dass alle Fahrzustände, Geradfahrt,
Radiusfahren, Hundegang, spurversetztes Fahren, parallel Versetzen,
Wenden auf der Stelle möglich
sind.
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Weiter
sieht die Erfindung vor, dass anstatt eines Gurtbandlaufwerkes auch
eine zweite Radachse, evtl. auch mit Achsschenkellenkung eingesetzt
werden kann, wenn dies die Gewichte zulassen. Auch ein andere, umgekehrte
Fahrtrichtung ist bei Bedarf grundsätzlich denkbar.
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Eine
weitere erfindungsgemäße Gestaltung
des Fahrzeugrahmens sieht vor, dass eine zusätzliche zweite Längspendelachse
in den Fahrzeugrahmen eingearbeitet wird, indem der hintere Fahrzeugrahmen nochmals
in einen Mittenrahmen und in einen drehbar damit verbundenen Achsrahmen
hinten unterteilt werden. Zur Stabilisierung des Mittenrahmens muß nun dieser
mittels geeignet angebrachter und verschalteter Zylinder fixiert
werden. Der Fahrzeugrahmen ist jedoch in der Lage, Bodenunebenheiten über die
beiden Längspendelachsen
auszugleichen, indem sich der Mittelrahmen jeweils entsprechend
den Hebel- und Zylinderverhältnissen
zum vorderen Fahrzeugrahmen mit Knickrahmen, sowie entgegengesetzt
zum Achsrahmen hinten verdreht. Vorteilhaft an dieser Auslegung
ist die sehr hohe Standfestigkeit des kompletten Fahrwerks.
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In
weiterer und erfindungsgemäßer Gestaltung
kann diese Anordnung mit zwei Längspendelachsen und
mittels entsprechender Ansteuerung der Zylinder zu einer Niveaureguleirung
quer zur Fahrtrichtung genutzt werden. Besonders sinnvoll bei Vollerntern
mit breiten Sieb- und Reinigungsflächen.
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Die
Erfindung erstreckt sich nicht nur auf die Merkmale der einzelnen
Ansprüche,
sondern auch auf deren Kombination.
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Die
Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel
anhand der I bis X dargestellt und wird im
folgenden näher
beschrieben.
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Es
zeigt:
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I zeigt schematisch die Darstellung
des Off Road Fahrwerks in Seiten- und Draufsicht,
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II zeigt schematisch die
Darstellung des Oft Road Fahrwerks in Fahrtrichtung hinten,
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III zeigt schematisch die
Darstellung des Off Road Fahrwerks in Draufsicht bei Wendefahrt,
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IV zeigt schematisch die
Darstellung des Off Road Fahrwerks mit Radachse vorn,
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V zeigt schematisch die Darstellung
des Off Road Fahrwerks in Seiten- und Draufsicht, mit zweiter Längspendelachse,
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VI zeigt schematisch die
Darstellung des Off Road Fahrwerks in Fahrtrichtung hinten, mit
zweiter Längspendelachse
und Stützzylindern
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VII zeigt schematisch die
Darstellung des Oft Road Fahrwerks in Fahrtrichtung hinten, mit
ausgelenkter zweiter Längspendelachse
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VIII zeigt in schematischer
Darstellung die Anwendung des Off Road Fahrwerks bei einem Zuckerrübenvollernter
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IX zeigt in schematischer
Darstellung die Anwendung des Off Road Fahrwerks bei einem Zuckerrübenvollernter
mit spurversetztem Fahren
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X zeigt in schematischer
Darstellung die Anwendung des Off Road Fahrwerks bei einem Kartoffellvollernter
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I zeigt schematisch die Darstellung
des Off Road Fahrwerks in Seiten- und Draufsicht. Dargestellt sind
das Grutbandlaufwerk (4) , das um die Lenkachse vorn (LV)
drehbar z.B. mittels Drehkranz am Fahrzeugrahmen vorn (1)
angebracht ist. Weiter ist dargestellt, wie der Fahrzeugrahmen vorn
(1) drehbar um die Lenkachse Knick (LK) im Knickrahmen
(2) gelagert ist. Dabei dient der Arm (2a), der
Bestandteil von Knickrahmen (2) ist, zur Anlenkung von
geeigneten Stellzylindern für
die Knicklenkung. Im Anschluß an
den Knickrahmen (2) ist der damit drehbar verbundene Rahmen
hinten (3) erkennbar, die zusammen die Längspendelachse 1 (LP1)
bilden. In weiterer erfindungsgemäßer Gestaltung sind am Rahmen
hinten (3), vorzugsweise mittels Drehkranz die beiden Drehschemel
(6) und (6')
und somit die Räder
(7) und (7')
angebracht. Die Räder
(7) und (7')
an den Drehschemeln (6) und (6') drehen also um die hinteren Lenkachsen
(LH) und (LH').
Die Fahrtrichtung (FR) ist vorzugsweise mit dem Gurtbandlaufwerk
(4) vorne, kann bei Bedarf aber auch umgekehrt sein, wird
jedoch im Lauf der weiteren Beschreibung so beibehalten.
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II zeigt schematisch die
Darstellung des Off Road Fahrwerks in Fahrtrichtung hinten. Erfindungsgemäß dargestellt,
die um die Lenkachsen (LH) und (LH') drehend gelagerten Drehschemel (6)
und (6'),
die vorzugsweise einarmig ausgeführt
werden, um z.B. eine maximale Maschinenbreite (B) als Aufstandsfläche der
Räder (7)
und (7')
nutzen zu können
bzw. diese auch leichter montierbar sind.
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In
sinnvoller Weise sollte die Anbindung an den Rahmen hinten (3) über hier
nicht dargestellte, da Stand der Technik, Drehkränze erfolgen.
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Ebenfalls
zu erkennen, die Lage der Längspendelachse 1 (LP1)
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III zeigt schematisch die
Darstellung des Off Road Fahrwerks in Draufsicht bei Wendefahrt.
Erfindungsgemäß lenkt
das Gurtbandlaufwerk (4) um den Winkel (α) um die
Lenkachse vorn (LV) zum Fahrzeugrahmen vorn (1) ein, gleichzeitig
kann der Fahrzeugrahmen vorn (1) um den Winkel (β) um die
Lenkachse Knick (LK) zum Knickrahmen (2) einlenken. D.h.,
dass das Gurtbandlaufwerk (4) in Summe um den Winkel (α) plus den
Winkel (β)
zum Knickrahmen (2) und damit auch zum Rahmen hinten (3)
einlenken kann. Erfindungsgemäß nach beiden
selten gleichmäßig.
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In
weiterer den Ansprüchen
entsprechender Weise, lenken die Räder (7) und (7') um die Winkel
(δ) und
Winkel (δ') ein, bei Bedarf
bis zu 90°.
Damit kann in erfinderischer Weise der Wenderadius innen (Ri), unabhängig von
einem gewählten
Achsstand immer minimal, sprich gleich Null gehalten werden. Bei
einem Gurtbandlaufwerk (4) sollte jedoch ein Mindestradius
(Ri) eingehalten werden, um unnötigen
Erdaufwurf durch das Gurtbandlaufwerk (4) und eine zu hohe
Belastung des selben zu vermeiden.
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Der
Wenderadius außen
(Ra) ist abhängig
von der Gesamtlänge
eines den Ansprüchen
nach zu gestaltendem Fahrwerks.
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D.h.
der erforderliche Einbauraum für
Maschinenelemente bestimmt den Achsabstand, ohne jedoch die Wendigkeit,
bis auf den Wenderadius außen
(Ra) negativ oder positiv zu beeinflussen. Entsprechend den Ansprüchen können alle
Lenkwinkel, Lenkwinkel Gurtbandlaufwerk (α), Lenkwinkel Knicklenkung (β) und die der
Drehschemel Winkel (δ)
und Winkel (δ') einzeln oder in
Kombination mittels Lenkprogrammen angesteuert werden. Alle Fahrzustände und
zugehörige
Richtungswechsel sind somit möglich.
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IV zeigt schematisch die
Darstellung des Off Road Fahrwerks mit Radachse vorn. Dargestellt
ist ein Fahrwerk, das erfindungsgemäß vorne mit einer Radachse
(8) ausgestattet ist, wenn die Fahrzeuggesamtgewichte einen
Einsatz eines teueren Gurtbandlaufwerkes nicht gerechtfertigen.
Die Radachse (8) kann dabei mit einer hier nicht dargestellten
Achsschenkellenkung ausgestattet sein oder ebenfalls um die Lenkachse vorn
(LV) einlenken, der Effekt ist derselbe.
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Eine
in den Figuren dargestellte Neigung (φ) von der Längspendelachse 1 (LP1)
zu den Aufstandsflächen
der Räder
(7), (7')
oder (8) sowie des Grutbandlaufwerkes (4) ergibt
sich unterschiedlich aus Erfordernissen für die Einbauräume und
die sich daraus ergebende Rahmengestaltung. Solange der Wert nicht
zu groß wird
sprich < 10–15° ist wirkt
sich dies nicht sonderlich aus, bietet jedoch weitere Gestaltungsmöglichkeiten.
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V zeigt schematisch die Darstellung
des Off Road Fahrwerks in Seiten- und Draufsicht, mit zweiter Längspendelachse.
Entsprechend dem Anspruch 3 der Erfindung ist der Rahmen hinten
(3) durch einen Mittenrahmen (9) und einen Achsrahmen
hinten (10) ersetzt worden. Kennzeichnend dabei ist, dass
der Mittenrahmen (9) drehbar und die Längspendelachse 1 (LP1)
bildend am Knickrahmen (2) angebunden ist, sowie ebenfalls
drehbar und damit Längspendelachse 2 (LP2)
bildend mit dem Achsrahmen hinten (10) verbunden ist. Zur
erforderlichen Stabilisierung des Mittenrahmen (9) sind
entsprechende Stützzylinder
vorn (11) und (11') über geeignet
angebrachte Ausleger zwischen Mittenrahmen (9) und Knickrahmen
(2), sowie Stützzylinder hinten
(12) und (12')
zwischen Mittenrahmen (9) und Achsrahmen hinten (10)
eingebaut. Eine hier nicht näher beschriebene,
da Stand der Technik, ausgelegte Verrohrung bzw. Verschlauchung
der Stützzylinder
vorn (11) und (11') über Kreuz
mit den Stützzylindern
hinten (12) und (12'),
bewirkt die Stabilität
des gesamten Fahrzeugrahmens.
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Besonderer
Vorteil dieser Anordnung ist ein erhöhte Standfestigkeit am Hang,
da die Längspendelachsen
nicht mehr frei drehen.
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VI zeigt schematisch die
Darstellung des Off Road Fahrwerks in Fahrtrichtung hinten, mit
zweiter Längspendelachse
und Stützzylindern.
Erfindungsgemäß dargestellt
ist das hintere Fahrgestell, das sich aus Achsrahmen hinten (10),
den Drehschemeln (6) und (6') und den Rädern (7) und (7') zusammensetzt.
Weiter dargestellt und erkennbar die Längspendelachse 2 (LP2),
vorzugsweise mittels Drehkranz drehbar mit dem Mittenrahmen (9)
verbunden. Ebenfalls dargestellt die Stützzylinder hinten (12)
und (12')
die Mittenrahmen (9) und Achsrahmen hinten (10)
zueinander stabilisieren.
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VII zeigt schematisch die
Darstellung des Off Road Fahrwerks in Fahrtrichtung hinten mit ausgelenkter
zweiter Längspendelachse.
Erfindungsgemäß verdreht
sich der Mittenrahmen (9) um einen Winkel (ε) zum Achsrahmen
hinten (10), um die Längspendelachse 2 (LP2),
wenn Bodenunebenheiten auf die hier nicht dargestellten Fahrzeugachsen
einwirken. Gleichzeitig und in gleicher Weise bewegt sich der Mittenrahmen
(9) um die Längspendelachse 1 (LP1),
nur in entgegengesetzter Drehrichtung.
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Nach
Anspruch 4 der Erfindung kann nun diese Anordnung von Längspendelachsen
und Stützzylindern,
hier sichtbar die Längspendelachse 2 (LP2)
und die Stützzylinder
hinten (12) und (12')
so hydraulisch angesteuert werden, dass der Mittenrahmen (9)
quer zur Fahrtrichtung immer in der Waagerechten gehalten wird,
so lange der Zylinderhub die Drehbewegung nicht einschränkt. D.h.
es kann bei Bedarf eine Niveauregulierung z.B. für Einsätze am Seitenhang realisiert
werden.
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VIII zeigt in schematischer
Darstellung die Anwendung des Off Road Fahrwerks bei einem Zuckerrübenvollernter.
In erfinderischer Weise ist hier das Off Road Fahrwerk in einem
Zuckerrübenvollernter umgesetzt.
Kabine (14) und Roder mit Förderorgane (13) sind
am Fahrzeugrahmen vorn (1) angebracht, Bunker mit Förderorganen
(15) und Reinigungseinrichtungen (17) sowie Motorkanzel
(16) sind am Rahmen hinten (3) angebunden. Die
Störkontur
(ST) des Gurtbandlaufwerkes (4) zeigt den Bereich bei voller
Auslenkung der Lenkwinkel vorne.
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Der
Achsabstand (A) kann entsprechend den erforderlichen Einbauräumen gewählt werden.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung
der schweren Maschinenorgane wie Roder (13) und Reinigungseinrichtung (17)
um das Gurtbandlaufwerk (4) und die weit nach hinten verlagerten
Räder (7)
ergibt sich eine günstige
Gewichtsverteilung zwischen Gurtbandlaufwerk (4) und Rädern (7)
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IX zeigt in schematischer
Darstellung die Anwendung des Oft Road Fahrwerks bei einem Zuckerrübenvollernter
mit spurversetztem Fahren. In erfindungsgemäßer Anwendung ist hier dargestellt,
wie der Spurversatz (SV) durch einlenken der Knicklenkung um den
Lenkwinkel Knicklenkung (β)
und die der Drehschemel Winkel (δ)
und Winkel (δ') realisiert wird.
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Hier
wirkt sich ein langer Achsstand wiederum vorteilhaft aus, da er
sich verringernd auf den Lenkwinkel Knicklenkung (β) auswirkt
und ein kleiner Winkel (β)
wiederum positiv für
die Gestaltung sich zueinander bewegter Maschinenelemente (17)
ist, da deren Wege verringert werden.
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X zeigt in schematischer
Darstellung die Anwendung des Off Road Fahrwerks bei einem Kartoffellvollernter.
In erfinderischer Weise ist hier das Off Road Fahrwerk in einem
Kartoffelvollernter umgesetzt. Kabine (14), Roder mit Förderung
(18) über
das Gurtbandlaufwerk (4) sind am Fahrzeugrahmen vorn (1)
angebunden. Bunker mit Förderorganen
(15) und die speziellen Trennorgane (19) eines
Kartoffelvollernters sind am Mittenrahmen (9) angebunden,
die Motorkanzel (16) ist am Achsrahmen hinten (10)
angebunden. Erfindungsgemäß ist hier
ein Fahrwerk mit beiden Längspendelachsen
(LP1) und (LP2) eingesetzt, um eine Niveauregulierung am Seitenhang
zu Realisieren, d.h. Bunker mit Förderorganen (15) und
Trennorgane (19) verbleiben quer zur Fahrtrichtung immer
in der Waagerechten.
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Die
Gewichtsverteilung ist ebenfalls wieder vorteilhaft um das Gurtbandlaufwerk
(4) herum.
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