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Die
Erfindung betrifft ein zweistufiges Lenkachsenkonzept für Erntemaschinen,
insbesondere für selbstfahrende
Zuckerrübenvollernter
und sonstige Off Road Fahrzeuge.
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Durch
die zunehmende Forderung den Boden und insbesondere die Ackerböden vor
zu hohen Gewichtsbelastungen durch Maschinen und Fahrzeuge zu schonen,
werden die dafür,
durch ihre großen
Aufstandsflächen
geeigneten Gurtbandlaufwerke bzw. großvolumige Breitreffen eingesetzt.
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Dabei
ergibt sich in der Praxis immer das Problem, die Forderung nach
genügend
Lenkeinschlag, sprich Wendigkeit einer Maschine, mit dem Bedarf
an Einbauraum für
Förder-
oder Reinigungseinrichtungen in Einklang zu bringen.
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In
der Praxis wird teilweise auch versucht, das Problem zu umgehen,
in dem man mit dem Fördergut, z.B.
Zuckerrüben über eine
vordere Laufachse hinweggeht, was jedoch wieder den Nachteil einer
erheblichen und zu Störungen
führenden
Verschmutzung von Rahmen- und Achsteilen führt, die unterhalb der Förder- und Reinigungsstrecken
liegen.
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu
vermeiden und ein Lenkachskonzept zu gestalten, dass zum einen eine
hohe Wendigkeit und zum anderen genügend Platz für Fördereinrichtungen
lässt.
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Dies
wird gemäß Anspruch
1 der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, dass der Gesamtlenkeinschlag
einer Fahrzeugachse in zwei Stufen aufgeteilt wird, die unabhängig voneinander
betätigt
werden können
und die eine gemeinsame zentrale, vertikale Lenkachse besitzen,
wie eine Art Drehschemellenkung. Erfindungsgemäß erreicht wird dies dadurch,
dass an einem Fahrzeughauptrahmen um eine entsprechend gestaltete
vertikale Lenkachse zunächst
ein weiterer Rahmen, hier Vorderrahmen genannt, mit Querholm drehbar
gelagert angebracht wird. Beidseitig angelenkte Lenkzylinder innen
bewegen dann den Vorderrahmen mit einem Winkel von ±α um die vertikale
Lenkachse.
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Weiter
ist um die gleiche vertikale Lenkachse ein Vorderachsrahmen drehbar
angebracht, der wiederum über
die beiden Lenkzylinder außen
mit dem Vorderrahmen verbunden ist und somit mit Hilfe der Lenkzylinder
außen,
Vorderrahmen und Vorderachsrahmen um einen Winkel von ±β zueinander
verstellt werden können.
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Dem
Anspruch entsprechend ist der Vorderachsrahmen so ausgeführt, dass
in zwei durch vier Gabelarme gebildeten Gabeln, zwei Gurtbandlaufwerke,
vorzugsweise in einer Dreiecksform aufgenommen werden.
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Die
so ausgestaltete Lenkachse erlaubt nun einen Lenkeinschlag zwischen
Vorderrahmen und Hauptrahmen des Fahrzeugs durch Ansteuerung der
beiden innenliegenden Lenkzylinder um einen Winkel von ±α. Dabei wird
der Vorderachsrahmen, der über
die außenliegenden
Lenkzylinder mit dem Vorderrahmen verbunden ist um den gleichen
Winkel von ±α mit gedreht.
Für einen
werteren Lenkeinschlag sorgen dann die außenliegenden Lenkzylinder,
indem sie den Vorderachsrahmen um einen Winkel von ±β weiterbewegen.
Der Gesamtlenkeinschlag bzw. -winkel ergibt sich somit aus der Summe
der Winkel von α und β unter der
Berücksichtigung
der Vorzeichen.
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Vorteil
der Erfindung ist es, das durch die Wahl einer zentralen, vertikalen
Lenkachse die Dreiecks-Laufwerke
zueinander nicht bewegen und somit relativ viel Durchgangsbreite
für eine
Fördereinrichtung bleibt.
Weiter gewährleistet
die Aufteilung der Lenkbewegungen, dass die horizontale Relativbewegung
zwischen einem, z.B. am Vorderrahmen angebrachten Rodeaggregat und
einer am Vorderachsrahmen angebrachten Fördereinrichtung klein gehalten
werden kann, gleichzeitig der Gesamtlenkeinschlag groß ist.
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So
kann zum Beispiel beim Wendevorgang einer Erntmaschine am Vorgewende,
wo ein Rodeaggregat nicht im Einsatz und angehoben ist, der Gesamtlenkeinschlag
vorteilhaft genutzt werden. Im Schlag während des Rodens ist dann möglich, den
Lenkwinkel zwischen Vorderrahmen und Hauptrahmen zu nutzen, um ein
spurversetztes Fahren von Vorder- und Hinterachse darzustellen und
mit dem Lenkwinkel zwischen Vorderrahmen und Vorderachsrahmen die
Korrekturlenkung für
Geradeausfahrt oder Hangabtrift auszuführen.
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Durch
die Wahl einer Dreiecksform für
die Gurtbandlaufwerke und der dann sinnvoller weise mittig oben
liegenden Gurtbandantriebsräder,
liegt auch der Antrieb für
die Gurtbänder
hoch über
deren Aufstandsfläche,
was wiederum vorteilhaft für
eine darunter liegende Fördereinrichtung
ist.
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Entsprechend
Anspruch 2 ist eine Fördereinrichtung
zwischen den Gurtbandlaufwerken, vorzugsweise ein Band, über einen
entsprechenden Ausleger in Fahrtrichtung hinten am Vorderachsträger mit angebunden.
Bei allen Lenkbewegungen wird so die Position zwischen den Gurtlaufwerken
sicher gehalten und die gesamt Durchgangsbreite kann optimal ausgenutzt
werden.
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In
Fahrtrichtung vorne, wird das Zwischenachsband so an einem über den
Vordenahmen geführten und
angebundenen Roder angelenkt, dass alle Relativbewegungen zueinander
ausgeglichen werden (Stand der Technik).
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In
weiterer erfindungsgemäßer Gestaltung
sind dem Zwischenachsband nachfolgende Reinigungsorgane, dann in
Fahrtrichtung vorne wiederum am Ausleger des Vorderachsrahmens angebracht.
Das hat den Vorteil, dass zwischen Zwischenachsband und Reinigungsorgane
wenig Relativbewegung stattfindet und einfache, schonende Gutstromübergänge darstellbar
sind.
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Als
weitere erfindungsgemäße Gestaltung
ist bei geringeren Fahrzeuggewichten auch der Einsatz einer Radachse
anstatt der Dreieckslaufwerke denkbar. Die beschriebenen Vorteile
und Funktionen bleiben dabei genauso erhalten.
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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 1 bis 7 dargestellt und wird im
Folgenden näher
beschrieben.
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Es
zeigt:
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1 schematisch die Darstellung
und den Grundaufbau eines Rübenvollernters
mit zweistufiger Lenkachse vorn in der Seitenansicht
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2 zeigt in schematischer
Darstellung den Grundaufbau eines Rübenvollernters mit zweistufiger Lenkachse
vorn in der Draufsicht
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3 zeigt in schematischer
Darstellung einen Ausschnitt auf die zweistufige Lenkachse in der
Draufsicht
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4 schematisch die Darstellung
und den Grundaufbau eines Rübenvollernters
mit zweistufiger Lenkachse vorn, von der Seite im Schnitt
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5 zeigt in schematischer
Darstellung einen Ausschnitt auf die zweistufige Lenkachse, von
der Seite im Schnitt
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6 zeigt in schematischer
Darstellung den Vorderachsrahmen von vorn
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7 zeigt in schematischer
Darstellung den Vorderachsrahmen von vom, mit Laufwerken und Zwischenachsband
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Die 1 zeigt in schematischer
Darstellung den Grundaufbau eines Rübenvollernters mit zweistufiger
Lenkachse vorn in der Seitenansicht. Dabei ist ersichtlich, wie
um die zentrale, vertikale Lenkachse (LAV) der Hauptrahmen hinten
(7), der Vorderrahmen (8) und der Vorderachsrahmen
(9) mit Dreieckslaufwerk (6) angeordnet sind.
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Weiter
erkennbar, wie für
einen Rübenroder
typisch, der in Fahrtrichtung (FR) vorne über ein Dreipunkthubwerk (13)
am Vorderrahmen (8) angebrachte Roder (2). Die
auf dem Vorderrahmen (8) aufgebaute Kabine (1),
den auf dem Hauptrahmen (7) aufgebauten Bunker (3)
und der über
der Hinterachse (5) aufgebauten Motorkanzel (4).
Efindungsgemäß dargestellt
auch das zwischen den Laufwerken (6) liegende Zwischenband
(10), die im Anschluß folgende
Reinigungseinrichtung (11) und einen angedeutetenden Elevator
(12).
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Ebenfalls
dargestellt, der Lenkzylinder außen links (14) und der Lenkzylinder
innen links (16).
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Gut
ersichtlich und erkennbar auch, wie sich die um das Dreieckslaufwerk
(6) angeordnete Hauptlast des Rübenvollernters über den
Vorderachsrahmen (9) und die Anlenkachse Dreieckslaufwerk
(D) auf dem Dreieckslaufwerk (6) abstützt.
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2 zeigt in schematischer
Darstellung den Grundaufbau eines Rübenvollernters mit zweistufiger Lenkachse
vom in der Draufsicht. Dargestellt ist hier der Ernter in Geradeausfahrt
und die kennzeichnenden Merkmale, wie die zentrale, vertikale Lenkachse
(LAV) um die angeordnet sind, der Hauptrahmen hinten (7), der
Vorderrahmen (8), der Vorderachsrahmen (9) mit
den Dreieckslaufwerken (6) und (6a), sowie die
Lenkzylinder außen
links und rechts (14) und (15) und die Lenkzylinder
innen links und rechts (16) und (17). Weiter angedeutet
der Roder (2), der über
ein Dreipunkthubwerk (13) an den Vorderrahmen (8)
angebunden ist, sowie das nachfolgende Zwischenachsband (10)
und die Reinigungseinrichtung (11) hier Reinigungssterne.
Die Hinterachse (5) ist am Hauptrahmen (7) angebunden.
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3 zeigt in schematischer
Darstellung einen Ausschnitt auf die zweistufige Lenkachse in der
Draufsicht. Dabei nun deutlicher erkennbar, der erfindungsgemäße Aufbau
der Lenkachse und ihre Funktion. Um die zentrale, vertikale Lenkachse
(LAV) angeordnet, der Hauptrahmen (7), der Vorderrahmen
(8) mit Querholm (8a) und der Vorderachsrahmen
(9) mit den Dreieckslaufwerken (6) und (6a).
Mit dargestellt auch der angedeutete Roder (2), das Dreipunkthubwerk
(13), das am Ausleger (9a) des Vorderachsrahmens
(9) angelenkte Zwischenachsband (10) und das ebenfalls
daran befestigte Reinigungselement (11).
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Mit
Hilfe der Lenkzylinder innen links und rechts (16) und
(17), die zwischen dem Querholm (8a) des Vorderrahmens
(8) und dem Hauptrahmen (7) angelenkt sind, kann
der Vorderrahmen (8) um einen Winkel von ±α um die zentrale,
vertikale Lenkachse (LAV) relativ zum Hauptrahmen (7) bewegt
werden. Vorteilhaft hierbei ist auch, dass durch die großen Hebelverhältnisse
bei der Anbringung der Lenkzylinder innen links und rechts (16)
und (17), es steht praktisch die ganze Maschinenbreite
zur Verfügung,
die Zylinder im Verhältnis zu
den hohen Lenkkräften
relativ klein im Durchmesser gehalten werden können.
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Weiter
ist ersichtlich, dass in erfindungsgemäßer Funktion bei einer Lenkbewegung
des Vorderrahmens (8) auch der Roder (2), angebunden über das
Dreipunkthubwerk (13) und der Vorderachsrahmen (9) über die
beiden Lenkzylinder außen
links und rechts (14) und (15) mit dem Vorderrahmen
(8) verbunden mitbewegt werden.
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Die
zweite Stufe der Lenkbewegung besteht nun darin, dass mit Hilfe
der Lenkzylinder außen
links und rechts (14) und (15), die zwischen dem
Querholm (8a) des Vorderrahmens (8) und dem Vorderachsrahmen
(9) angelenkt sind, der Vorderachsrahmen (9) um
einen Winkel von ±β um die zentrale,
vertikale Lenkachse (LAV) zum Vorderrahmen (8) bewegt werden
kann. Vorteilhaft hier wiederum die weit außen liegenden Lenkzylinder, die
in den Dimensionen klein gehalten werden können.
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Der
Gesamtlenkwinkel (6) des Vorderachsrahmens (9)
relativ zum Hauptrahmen (7) ergibt sich somit aus der Summe
der einzelnen Lenkwinkel (α)
zwischen Vorderrahmen (8) und Hauptrahmen (7)
und des Lenkwinkels (β)
zwischen Vorderrahmen (8) und Vorderachsrahmen (9)
unter Berücksichtigung
der Vorzeichen. Dargestellt in der 3 ein
maximaler Gesamtlenkwinkel (δ)
in Fahrtrichtung (FR) nach links eingelenkt.
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Erfindungsgemäß sollte
der Lenkwinkel (β)
nur so groß ausgelegt
werden, dass ausreichende Lenkbewegungen zur Korrektur der Geradeausfahrt
einer Maschine bzw. gegen eine Hangabtrift vorhanden ist, die horizontale
Relativbewegung zwischen Roder (2) und einem Zwischenachsband
(10) kann so klein und beherrschbar gehalten werden.
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Der
Lenkwinkel (α)
kann dann so groß ausgelegt
werden, wie es die Übergabesituation
auf die Reinigungselemente (11) zulässt, da wie im Ausführungsbeispiel
dargestellt, der Roder (2) und die Kabine (1)
diese Lenkbewegung mit ausführen.
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4 schematisch die Darstellung
und den Grundaufbau eines Rübenvollernters
mit zweistufiger Lenkachse vorn, von der Seite im Schnitt. D.h.
das linke Dreieckslaufwerk ist nicht dargestellt und der Vorderachsrahmen
(9) ist im Schnitt gezeichnet. Dadurch ist die Gesamtanordnung
um die zentrale, vertikale Lenkachse (LAV) aus dem Hauptrahmen hinten
(7), dem Vorderrahmen (8) und dem Vorderachsrahmen
(9) gut erkennbar.
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Ebenfalls
erfindungsgemäß dargestellt,
die Anlenkung des Zwischenachsbandes (10) an der Lager-Achse Zwischenband
an Vorderachse (A) und deren Verbindung über den Ausleger (9a)
zum Vorderachsrahmen (9).
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In
werterer Ausführung
die Anbindung des Zwischenachsbandes (10) über den
Lagerpunkt Zwischenachsband an Roder (B) zur Höhenführung des Zwischenachsbandes
(10). Die Ausgestaltung des Lagerpunktes (B) ist abhängig vom
eingesetzten Roder (2) und wird daher hier nicht näher beschrieben.
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5 zeigt in schematischer
Darstellung einen Ausschnitt auf die zweistufige Lenkachse, von
der Seite im Schnitt. Den Ansprüchen
entsprechend ist hier im Ausführungsbeispiel
der Hauptrahmen hinten (7) so ausgeführt, dass sich durch eine Art
dreifache Gabel die zentrale, vertikale Lenkachse (LAV) ergibt,
um die weiter drehbar gelagert der Vordenahmen (8) und
der Vorderachsrahmen (9) angeordnet sind. Efindungsgemäß angebracht
an der Lagerachse Zwischenachsband an Vorderachse (A) das Zwischenachsband
(10). Durch den Ausleger (9a), der Bestandteil
des Vorderachsrahmens (9) ist, wird das in (A) gelagerte
Zwischenachsband (10) sowie das Reinigungselement (11)
zueinander und zum Vorderachsrahmen (9), damit auch zu den
Dreieckslaufwerken (6) und (6a) in der Position
bestimmt Weiter ist ersichtlich, dass durch die erfindungsgemäße Verwendung
eines Dreieckslaufwerkes (6a) der Antrieb desselbigen,
hier Hydromotor oder Differential (18) hoch über der
Laufwerksaufstandsfläche
befindet. Die Durchgangshöhe
(H) für
ein entsprechendes Erntegut auf einem Zwischenachsband (10)
fällt damit
auch sehr großzügig und
somit vorteilhaft aus.
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6 zeigt in schematischer
Darstellung den Vorderachsrahmen von vom und damit die beiden Gabeln,
die sich aus der Anordnung der vier Gabelarme (9b) am Vorderachsrahmen
(9) ergeben. Da erfindungsgemäß der Vorderachsrahmen (9)
in der zentralen, vertikalen Lenkachse (LAV) gelagert ist, ist diese
auch Bestandteil am Vorderachsrahmen (9).
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In
sinnvoller Ausgestaltung des Vorderachsrahmens (9), hier
nicht dargestellt, können
zumindest zwei der Gabelarme (9b) in geschraubter Weise
mit dem Vorderachsrahmen (9) verbunden sein. Vorzugsweise
die beiden äußeren, zur
vereinfachten Montage der Dreieckslaufwerke.
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Weiter
und ebenfalls nicht dargestellt, könnten die Gabelarme (9b)
so gekröpft
sein, dass sie im Bereich der Anlenkachse Dreieckslaufwerke (D)
(siehe 7) im Schatten
der Gurtbänder
liegen und so der Raum zwischen den Laufwerken noch optimaler genutzt
werden kann.
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7 zeigt in schematischer
Darstellung den Vorderachsrahmen von vorn, mit Laufwerken und Zwischenachsband,
sowie den Antrieb der Dreieckslaufwerke (6) und (6a),
hier ein Hydromotor oder Differential (18), der am Vorderachsrahmen
(9) angebunden im Abstand Höhe Achsantrieb (HA) über der
Aufstandsfläche der
Laufwerke liegt.
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Der
Antrieb (18) und die Anlenkachse Dreieckslaufwerk (D) können auf
einer Ebene bzw. Achse liegen, müssen
aber nicht. Sinnvoller weise liegt die Anlenkachse Dreieckslaufwerk
unterhalb des Antriebs (18) und sind die innen liegenden
Gabelarme (9b) für
einen Durchtrieb gestaltet, da sich daraus günstigere Abstützwinkel
für das
Antriebsmoment ergeben und unterschiedlichste Laufwerkskonzepte
angebunden werden können.
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Aus
der erfindungsgemäßen Anordnung
der Dreieckslaufwerke (6) und (6a) ergibt sich
auch eine große,
vorteilhafte Durchgangsbreite (DB), die hier durch das Zwischenachsband
(10) genutzt wird.
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