DE2161051A1

DE2161051A1 - Luftgefedertes dreiachsfahrzeug mit einer hinteren doppelachse

Info

Publication number: DE2161051A1
Application number: DE19712161051
Authority: DE
Inventors: Toni Dahmen; Walter Dipl Ing Nau
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1971-12-09
Filing date: 1971-12-09
Publication date: 1973-06-14
Also published as: FR2162615B1; FR2162615A1

Description

klöckner-humboldt-deutzagköln 5 Köln 80, den 2. Dez. 1971

Unser Zeichen: D 71/144 AP Dah/B

Luftgefedertes Dreiachsfahrzeug mit einer hinteren Doppelachse

.Die Erfindung betrifft ein luftgefedertes Dreiachsfahrzeug mit einer hinteren Doppelachse.

Es ist ein luftgefedertes Dreiachsfahrzeug bekannt, bei dem eine der hinteren Achsen angetrieben wird und die andere Achse als Schleppachse ausgebildet ist. Das Entlasten der Schleppachse erfolgt durch Entlüftung bei gleichzeitigem Absenken des Fahrzeugrahmens, wobei im abgesenkten Zustand die Schleppachse mit dem Fahrzeugrahmen verriegelt wird und nach Anheben desselben unter dem Fahrzeugrahmen hängt.

Diese Entlastungseinrichtung der Schleppachse ist jedoch sehr aufwendig, und erfordert vor allen Dingen eine sehr schwere und steife Verriegelung, da diese nicht nur das Gewicht der Schleppachse tragen muß, sondern noch zusätzlich durch die Federkräfte in den Luftfederbälgen belastet wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, für ein Fahrzeug der eingangs beschriebenen Art eine Entlastungseinrichtung für eine der hinteren Achsen zu schaffen, die baulich sehr leicht und vom Fahrer einfach zu bedienen ist, wobei die Nachteile der bekannten Entlastungseinrichtung vermieden werden.

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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Luftfederbälge einer der hinteren Achsen von der Druckluftversorgung abschaltbar sind und daß während dieses Zustands in den Innenräumen der abgeschlossenen Luftfederbälge wahlweise Atmosphären« oder Unterdruck ist.

Die erfindungsgemäße Entlastungseinrichtung hat den Vorteil, daß ohne die schwere aufwendige Verriegelung nur mit Hilfe eines

* leichten und kleinen Ventiles ein Entlasten bzw. Anheben einer der hinteren Achsen möglich ist. Das Entlasten einer der hinteren Achsen kann ohne Fahrtunterbrechung während der Fahrt innerhalb kürzester Zeit durchgeführt werden» Dies ist besonders vorteilhaft bei Fahrten auf morastigen odsr vereisten Straßen, um schnellstens durch Abschalten der Luftfederbälge einer der hinteren Achsen das Fahrzeuggewicht auf nur eine Achse, insbesondere die angetriebene Achse zu verlagern. Außerdem ist die Anlage in ihrem Aufbau sehr einfach, wobei die zusätzlichen Teile im Gegensatz zur Verriegelungseinrichtung in keiner Weise zur Erhöhung des Fahrzeuggewichtes beitragen.

Das Entlasten einer der hinteren Achsen erfolgt zweckmäßig durch ein in den Druckluftleitungen der abschaltbaren Federbälge angeordnetes Absperrventil, das in seiner einen Stellung die Luftfederbälge mit der Druckluftversorgung und in der anderen Stellung die Luftfederbälge mit einer EntlUftungsleitung verbindet. Das Schalten des Absperrventiles soll dabei vom Fahrersitz und/oder

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außen vom Fahrzeug aus durch eine Betätigungseinrichtung erfolgen.

Zur Vermeidung von Reifenverschleiß ist es vorteilhaft, wenn die entlastete Achse ganz von der Fahrbahn abgehoben werden kann. Zu diesem Zweck wird im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen» die abgeschalteten Luftfederbälge über die Entlüftungsleitung mit der Saugseite des Kompressors zu verbinden. Hierdurch wird in den abgeschalteten Luftfederbälgen ein Unterdruck erzeugt, der die Achse von der Fahrbahn abhebt, so daß in diesem Zustand die Achse über der. Fahrbahn schwebt. Damit während dieses Zustandes der Unterdruck in den Luftfederbälgen dauernd erhalben bleibt, mündet die zum Kompressor führende Leitung in die Hauptsaugleitung des Kompressors. In der Hauptsaugleitung des Kompressors ist weiterhin eine Drosselklappe vorgesehen, die bei abgeschalteten Luftfederbälgen die Hauptsaugleitung ganz oder teilweise verschließt. Die Drosselklappe ist dabei außermittig in der Hauptsaugleitung gelagert und mit einer in Schließrichtung der Drosselklappe und entgegen dem Ansaugdruck des Kompressors wirkenden Feder verbunden. Je nach der Größe des Unterdruckes saugt also der Kompressor entweder nur Luft aus den Federbälgen oder aber teilweise Luft aus der Hauptsaugleltung und den Luftfederbälgen.

Eine besonders einfache Ausführung der Liftachse wird dadurch erreicht, daß zur Erzeugung von Unterdruck in den Luftfederbälgen einer Achse der Fahrgestellrahmen durch Entleeren aller Luftfeder-

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bälge abgesenkt wird, die Luftfederbälge der anzuhebenden Achse von jeglicher Luftzufuhr abgesperrt werden und danach der Fahrgestellrahmen durch Auffüllen der übigen Luftfederbälge angehoben wird. Nach dem Anheben des S hrgestellrahmens hält der Unterdruck in den von der Druckluft abgesperrten Luftfederbälgen die Achse über der Fahrzeugstandebene.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung darfe gestellt. Ss zeigen;

Abb. 1 eine Einrichtung zur Entlastung einer der hinteren Achsen, Abb. 2 eine Einrichtung zum Anheben einer der hinteren Achsen,

die zu diesem Zweck mit der Saugseite des Kompressors verbunden wird, *
Abb. 3 eine weitere Einrichtung zum Anheben einer der hinteren Achsen, bei der durch Absenken des Fahrgestellrahmens die Luftfederbälge entleert und die Luftfederbälge der anzuhebenden Achse von jeglicher Druckluftzufuhr abgesperrt werden.

In den Abb. sind nur die zur Erläuterung der Erfindung notwendigen Teile der Luftfederanlage eines Dreiachsfahrzeuges vereinfacht dargestellt. Aus diesem Grunde wurde auch die zur Luftfederanlage gehörende Niveauregeleinrichtung nicht mit in die Abb. aufgenommen. Als Luftfederbälge wurden bekannte Wulst- oder Faltenbälge verwandt, die gegenüber den einfachen Rollbälgen den Vorteil haben, daß die

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im normalen Federspiel auftretenden unterschiedlichen Innendrücke in den Faltenbälgen keine wesentlichen Querschnittsänderungen ergeben.

Die in den Abb. dargestelle Luftfederanlage hat zur Abfederung der Vorderachse des Fahrzeuges Luftfederbälge 1 und zur Abfederung der hinteren Doppelachse Luftfederbälge 2, 3· Die von den Luftfederbälgen benötigte Druckluft wird von einem Kompressor 4 erzeugt, der die Druckluft über eine Fülleitung 5 in einen Druckluftvorratsbehälter 6 fördert. Der Kompressor 4 wird von dem aus den Abb. nicht ersichtlichen Antriebsmotor des Fahrzeuges angetrieben. Über Druckluftleitungen 7 bzw. 8 wird die im Druckluftvorratsbehälter 6 gespeicherte Druckluft den Luftfederbälgen 1 bis 3 zugeführt. Damit die Luftfederbälge 2, 3 der hinteren Doppelachse unabhängig voneinander gefüllt oder entleert werden können, haben die Luftfederbälge 2, 3-getrennte Zuführungsleitung®!^ 9 und 10. Erfindungsgemäß ist nun für die Steuerung der Druckluft wahlweise zu den Federbälgen 2 oder 3 einer der hinteren Achsen des Doppelachsaggregates ein Steuerschieber 11, 11a in der Druckluftleitung 7 vorgesehen. Der Steuerschieber 11, 11a ist mit einem elektromagnetischen Schaltventil 12 gekoppelt, das die einzelnen Schaltstellungen des Steuerschiebers 11, 11a einstellt und das über eine besondere im Bereich des Fahrersitzes und/oder außen am Fahrzeug angeordnete Betätigungseinrichtung 13 bedient wird.

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Die konstruktive Gestaltung des Steuerschiebers 11, 11a ist jeweils dem Verwendungszweck der in den Abb. 1 bis 3 dargestellten Luftfederanlagen angepaßt.

Der Steuerschieber 11 im Ausführungsbeispiel der Abb. 1 dient nur zur Entlüftung einer der hinteren Luftfederbälge 2 oder 3· Aus diesem Grunde ist der Steuerschieber 11 als einfaches 4/3-Wegeventil ausgebildet, das in seiner mittleren Neutraletellung beide Federbälge 2, 3 mit dem Vorratsbehälter 6 verbindet, so daß Druckluft vom Vorratsbehälter 6 über die Leitung 7 und die Zuführungsleitungen 9, 10 zu den Luftfederbälgen 2 und 3 gelangen kann. In den beiden anderen möglichen Schaltstellungen des Steuerschiebers 11 sind wahlweise die Luftfederbälge 2 der inneren Hinterachse oder die Luftfederbälge 3 der äußaren Hinterachse von der Druckluftzufuhr abgesperrt und an eine vom Steuerschieber 11 abführende Entlüftungsleitung 14 angeschlossen. Die Entlüftungsleitung 14 mündet ins Freie, wobei der Auslaßdruck in der Entlüftungsleitung durch ein lastabhängig geregeltes Druckminderventil 15 gesteuert wird. Zu diesem Zweck kann die Vorspannkraft der im Druckminderventil 15 vorhandenen Ventilfeder 23 durch eiren Schieber 16 geändert werden, der über ein nicht dargestelltes Gestänge in Wirkverbindung mit der automatisch arbeitenden Niveauregeleinrichtung steht, über die Niveauregeleinrichtung wird das Druckminderventil 15 in Abhängigkeit vom Gewicht der Ladung des Fahrzeugs so eingestellt, daß in den von der Druckluftzufuhr abgeschalteten Luftfederbälgen ein so großer Restdruck erhalten

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bleibt, daß die zulässige Achslast der mit der Druckluftversorgung verbundenen Hinterachse nicht überschritten wird.

In normalen Fahrzuständen des Fahrzeugs sind die Luftfederbälge 2, 3 der beiden hinteren Achsen an den Druckluftvorratsbehälter 6 angeschlossen.Ändert sich der Straßenzustand jedoch in der Weise, z.B. morastige oder verschneite Straßendecke, daß ein Vorwärtskommen des Fahrzeuges gefährdet ist, so kann das Fahrpersonal während der Fahrt ohne Fahrtunterbrechung durch Bedienen der Betätigungseinrichtung 13 den Steuerschieber 11 aus seiner Neutralstellung in eine der möglichen Schaltstellungen verschieben. Die Luft· federbälge 2 oder 3 werden dann automatisch durch das Druckminderventil soweit entlüftet, bis der Achsdruck der nicht entlüfteten Achse die zulässige Achslast erreicht hat. Da bei luftgefederten Dreiachsfahrzeugen mit einer hinteren Doppelachse üblicherweise beide hinteren Achsen angetrieben werden, muß zum Entlasten einer der hinteren Achsen das zwischen den beiden Achsen wirkende Aus- · gleichsgetriebe gesperrt werden. Das Sperren des Ausgleichsgetriebes erfolgt zweckmäßigerweise gleichzeitig über die Betätigungseinrichtung 13.

Bei der Luftfederanlage gemäß der Abb. 2 besteht die Möglichkeit, die Luftfederbälge 2 oder 3 einer der hinteren Achsen von der Druckluftversorgung abzuschalten und die zugehörige Achse von der Fahrbahn des Fahrzeuges abzuheben. Der hierfür notwendige Steuerschieber 11 entspricht dem bereits in Abb. 1 beschriebenen. In

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der mittleren Neutralstellung des Steuerschiebers 11a sind wiederum beide Luftfederbälge 2, 3 mit dem Druckluftvorratsbehälter 6 verbunden. Anstelle der EntlUftungsleitung 14 in Abb. 1 ist eine Verbindungsleitung 17 vorgesehen, die in die Hauptsaugleitung 18 des Kompressors 4 mündet. In der Haujjtsaugleitung 18 ist eine Drosselklappe 19 angeordnet, die außermittig gelagert ist und mit einer in Schließrichtung der Hauptsaugleitung 18 sowie entgegen dem Ansaugdruck des Kompressors 4 . wirkenden Feder 20 verbunden

ψ ist. An die Drosselklappe 19 ist ein Elektromagnet 21 angeschlossen, der in Neutralstellung des Steuerschiebers 11 die Drosselklappe 19 aus dem Querschnitt der Hauptsaugleitung geschwenkt festhalt. Der Elektromagnet 21 ist über eine Leitung 22 mit der Betätigungseinrichtung 13 verbunden, Wird vom Fahrpersonal die Betätigungseinrichtung 13 bedient und der Steuerschieber 11 in einer der möglichen Schaltstellungen gebracht, so sind entweder die Luftfederbälge 3 der äußeren Hinterachse von der Druckluftversorgung abgesperrt und über die Verbindungsleitung 17 an die Saug-

fc seite des Kompressors angeschlossen. Die nicht abgeschalteten Luftfederbälge 2 oder 3 bleiben mit der Druckluftversorgung verbunden. Gleichzeitig wurde von der Betätigungseinrichtung 13 die Drosselklappe 19 durch den Elektromagnet 21 in die strich-punktierte Stellung geschwenkt. Der Kompressor 4 saugt über die Verbindungsleitung 17 die abgeschalteten Luftfederbälge leer. Durch dei Unterdruck ziehen sich die Luftfederbälge zusammen und heben die Achse von der Fahrbahn ab. Die Kraft der Feder 20 ist auf den notwendigen Unterdruck zum Anheben der Achse abgestimmt, so daß nach Erreichen diesee Unterdruckes die Drosselklappe 19 nur noch einen

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Teil des Querschnittes der Saugleitung 18 verschließt. Das Anheben einer der hinteren Achsen kann während der Fahrt ohne Fahrtunterbrechung erfolgen.

Im Rahmen der Erfindung ist eine weitere Ausgestaltung der Luftfederanlage darin zu sehen, die angehobene Achse mittels einer geeigneten Verriegelung am Fahrgestellrahmen aufzuhängen.

Die Luftfederanlage der Abb. 3 bietet die Möglichkeit, eine der hinteren Achsen vom Boden abzuheben, ohne hierfür zusätzliche Aggregate des Fahrzeuges in Anspruch zu nehmen. Zum Anheben einer der Achsen werden zuerst alle Luftfederbälg* 1 bis 3 des Fahrzeugs von Druckluftfentleert. Zu diesem Zweck sind alle Luftfederbälge 1 bis 3 von jeglicher Druckluftzufuhr abgeschaltet und. mit einer Entlüftungsleitung verbunden, über die Entlüftungsleitung strömt die in den Luftfederbälgen gespeicherte Druckluft ins Freie weg. Da die Luftfederbälge zwischen Fahrgestellrahmen und den Achsen angeordnet sind, senkt sich beim Entleeren der Fahrgestellrahmen ab. Während des Absenkens falten sich die Luftfederbälge zusammen. Nach Beendigung des Vorganges liegt der Fahrgestellrahmen auf den Druckanschlägen der Fahrzeugachsen auf. In dieser Stellung bleiben die Luftfederbälge 2 oder 3 der anzuhebenden hinteren Achse von jeglicher Druckluftzufuhr und der Entlüftungsleitung abgesperrt. Die Luftfederbälge der anderen Achsen werden mit der Druckluftversorgung: verbunden. Die Luftfederbälge füllen sich mit Druckluft und heben den Fahrgestellrahmen an. In den luftleren Federbälgen

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der zu Hütenden Achse entsteht ein Unterdruck, der bei hochgehobenem Fahrgestellrahmen die luftleeren Federbälge zusammengefaltet und die zu Iiftende Achse angehoben über der Fahrzeugstandebene schwebend hält. Der zur Steuerung der Druckluft für die Luftfederanlage notwendige Steuerschieber 11a ist als 5/3-^wegeventil ausgebildet, an das sämtliche Druckleitungen 8 bis 10 der Luftfederbälge und die Druckleitung 7 des Druckluftvorratsbehälters ^ 6 angeschlossen sind. In der mittleren Neutralstellung des Steuerschiebers 11a sind alle Luftfederbälge 1 bis 3 mit dem Druckluftvorratsbehälter 6 verbunden. Vom Steuerschieber 11a ist eine Entlüftungsleitung ins Freie geführt, die in der Neutralstellung von den übrigen Leitungen abgesperrt ist. Die beiden anderen möglichen Schaltstellungen des Steuerschiebers 11a \*erden durch Bedienen der Betätigungseinrichtung 13 eingeschaltet. In diesen Schaltstellungen sind ,jeweils <ü^e Luftfederbälge 2 oder 3 der anzuhebenden Achse von der Druckluftzufuhr abgesperrt und die Federbälge der anderen Achsen sind mit der Druckluftzufuhr verbunden. Der Steuerschieber 11a hat zum unterschied gegenüber dem Steuerschieber 11 besondere Entlüftungs-Zwischenstellungen, die beim Verschieben des Steuerschibers 11a aus seiner Neutralstellungvor Erreichen der Schaltstellungen durchfahren werden. In diesen Entlüftungs-Zwischenstellungen sind kurzzeitig alle Luftfederbälge 1 bis 3 an die Entlüftungsleitung angeschlossen, so daß in dienen Zwischenstellungen alle LuftfederbMlge restlos entlüftet werden können. Erst nachdem alle LuftfederMlge 1 bis 3 entleert sind, wird die eigentliche eingestellte Schalt3tellung erreicht, in der dann die

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Luftfederbälge der anzuhebenden Achse von der Druckluftzufuhr abgesperrt und die übrigen Luftfederbälge mit der Druckluftzufuhr verbunden werden.

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Claims

KHD klöckner-humboldt-deutzag·Köln 5 Köln 80, den 2. Dez. 1971 Unser Zeichen: D 71/144 AP Dah/B Patentansprüche

1.y Luftgefedertes Dreiachsfahrzeug mit einer hinteren Doppelachse, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfederbälge (2, 3) einer der hinteren Achsen von der Druckluftversorgung absehaltbar sind und daß während dieses Zustande in den Innenräuaen der abgeschlossenen Luftfederbälge (2 oder3) wahlweise Atmosphären- oder Unterdruck ist.

2. Luftgefedertes Dreiachsfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den zu den abschaltbaren Luftfederbälgen (2, 3) führeden Druckluftleitungen (7) ein Steuerschieber (11, 11a) angeordnet ist, der in seiner einen Stellung die Luftfederbälge (2, 3) mit der Druckluftversorgung und in der anderen Stellung die Luftfederbälge (2 oder 3) mit einer EntlUftungsleitung verbindet.

3. Luftgefedertes Dreiachsfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2,

fc dadurch gekennzeichnet, daß der und/oder die Steuerschieber (11» 11a) vom Fahrersitz und/oder außen vom Fahrzeug aus durch eine Betätigungseinrichtung (13) schaltbar sind.

4. Luftgefedertes Dreiachsfahrzeug nach einem der Anspruch·

1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von Unterdruck in den abgeschalteten Luftfederbälgen (2 oder 3) der Steuerschieben (11) über eine Verbindungsleitung (17) mit der Saugseite des Kompressors (4) verbunden ist.

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5. Luftgefedertea Dreiachsfahrzeug nach einem der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Kompressor (4) führende Leitung (17) in die Hauptsaugleitung (18) des Kompressors (4) mündet und die Hauptsaugleitung (18) eine Drosselklappe (19) aufweist, die bei abgeschalteten Luftfederbälgen (2 oder 3) die Hauptsaugleitung (18) ganz oder teilweise verschließt.

6. Luftgefedertes Dreiachsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe (19)
außermittig gelagert und mit einer in Schließrichtung der Drosselklappe (19) und entgegen dem Ansaugdruck wirkenden Feder (20)
verbunden ist.

7. Luftgefedertes Dreiachsfahrzeug nach einem dtr Ansprüche

1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von Unterdruck in den Luftfederbälgen (2 oder 3) der Fahrgestellrahmen durch Entleeren aller Luftfederbälge (1 bis 3) abgesenkt wird, die Luftfederbälge (2 oder 3) der anzuhebenden Achse von jeglicher Luftzufuhr abgesperrt werden und danach der Fahrgestellrahmen durch Auffüllen der übrigen Luftfederbälge angehoben wird.

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