DE2715247A1

DE2715247A1 - Gestellkonstruktion eines gelaendefahrzeuges

Info

Publication number: DE2715247A1
Application number: DE19772715247
Authority: DE
Inventors: Ahti Ilmari Ahonen
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1976-04-12
Filing date: 1977-04-05
Publication date: 1977-10-20
Also published as: SE436410B; SE7704106L; BR7702291A; CA1119639A; FI760992A; FR2348095A1; FR2348095B1; DE2715247C2; FI53425C; FI53425B; US4099733A

Description

TlEDTKE - BüHLING - KlüNE - GrUPE

27152A7

Patentanwälte:

Dipl.-Ing. Tiedtke Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-Ing. Kinne Dipl.-Ing. Grupe

Bavarlarlng 4, Postfach 20 24 03

8000 München 2

Tel.: (0 89) 53 96 53-56

Telex:5 24 845tipat

cable. Germaniapatent München

5.April 1977

B 8083

case 23363/TP/es

Valmet Oy
Helsinki,Finnland

Gestellkonstruktion eines Geländefahrzeuges,

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Dresdner Bank (München) Kto. 3938 S44 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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Die Erfindung betrifft eine Gestellkonstruktion eines mit Rädern versehenen Geländefahrzeuges, insbesondere eines Forstschleppers_/mit einem vorderen Fahrgestell und einem hinteren Fahrgestell, die um eine vertikale Achse und um eine horizontale Achse drehbar miteinander verbunden sind.

Die Konstruktionen des Achsensystems vorbekannter Forstschlepper sind hauptsächlich ganz ungefedert. Der einzige bedeutend federnde Bauteil bei Traktoren ist der Reifen gewesen. Deswegen ist das dynamische Verhalten des Forstschleppers schlecht ,obwohl die Fahrgeschwindigkeiten gering gehalten werden müssen, erhält das Fahrgestell der Schlepper dennoch kräftige stoßartige Beanspruchungen, wobei die auf den Fahrer gerichteten Beschleunigungen sogar gesundheitsgefährdend sind. Man hat danach gestrebt, letzteren Nachteil durch besondere Fahrersitzkonstruktionen zu verbessern, was aber zu keinem befriedigenden Resultat führte. Besonders das Dämpfen der Cuerbeschleunigungen mit Hilfe des Fahrersitzes hat sich als schwierig erwiesen. Für die Geländefahrzeuge hat mar. außerdem verschiedene Federungssysteme vorgeschlagen. Diesbezüglich wird beispielsweise auf die schwedische Offenlegungsschrift Nr. 370 911 und auf die finnischen offengelegten Patentanmeldungen Nr. 3294/7 3 und 3518/74 verwiesen. Diese Systeme haben aber keine weite Anwendung gefunden. Da das Abtrennen des Fahrers von den Schaukelbewegungen des Fahrgestelies bei den vorbekannten Ausführungen nicht befriedigend gelungen ist, war man bestrebt, das ganze Schaukeln des Schleppers zu dämpfen. Mit der Erfindung soll dasselbe Ziel mit Hilfe einer neuen Ausführung in weit besserem Maße erzielt werden. Außer dem Verringern der auf den Fahrer gerichteten Beschleunigungen bezweckt die Erfindung auch das Verringern der Beanspruchungen des Fahrgestelles des Schleppers.

Da besonders die Gefahr des Umkippens bei Schleppern oft groß ist, wird bei der Erfindung danach gestrebt, daß die er-

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findungsgemäß mit Federn versehene Gestellkonstruktion diese Gefahr nicht erhöht.

Die Erfindung bezweckt kurz gesagt die Vermeidung der vorgenannten Nachteile und das Verbessern des Fahrkomforts bei einem schweren, im Gelände fahrbaren Fahrzeug, indem die seitliche Schaukelbewegung des Fahrerhauses vermindert und das Vertikalschwingen desselben gedämpft wird, wobei sich auch die auf das Fahrgestell gerichteten Beanspruchungen vermindern.

Um dieses Ziel zu erreichen, ist die Erfindung in der Hauptsache dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Achsensystem der Gestellkonstruktion an sich bekannte Stützhebel aufweist, an denen die Vorderräder bzw. die Radfahrgestelle angebracht sind und die gesondert an dem vorderen Fahrgestell abgestützt sind, und daß an der besagten horizontalen Achse ein Federungssystem angebracht ist, das für das gegenseitige Verdrehen des vorderen und des hinteren Fahrgestells sorgt.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf

einige in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Geländefahrzeug mit der erfinduncrsgemäßen,

mit Federn versehenen Gestellkonstruktion in schematischer Seitenansicht,

Fig. 2 die Federung der Vorderräder des erfindungsgemäßen Fahrzeuges in schematischer Darstellung,

Fig. 3 das horizontale, zwischen den vorderen und

hinteren Fahrgestellen befindliche Gelenk gemäß Fig. 1 und die Details des daran befind-

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lichen Federungssystems im Vertikalschnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 4,

Fig. 4 das Gelenk gemäß Fig. 3 von oben, Fig. 5 eine gemeinsame Kupplung des zwischen den vorderen- und hinteren Fahrgestellen befindlichen horizontalen Gelenks und

Fig. 6 und 7 einen an dem horizontalen Gelenk befindliehen hydraulischen Zylinder in schematischer

Darstellung, wobei Fig. 6 ein Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 7 ist.

Das Gestell des in den Fig. dargestellten Geländefahrzeuges besitzt zwei Fahrgestelle, nämlich ein vorderes Fahrgestell 1 und ein hinteres Fahrgestell 2, die um eine vertikale Achse 3 und um eine horizontale Achse 4 drehbar aneinander befestigt sind. Eine Anordnung dieser Art ist an sich bekannt.

Das vordere Fahrgestell 1 weist ein Fahrerhaus 5 auf, worin

die Bedienungselemente des Schleppers angeordnet sind. An dem vorderen Fahrgestell sind weiter ein Motor 6 und ein Getriebe 7 angebracht. Die Vorderräder 20 des Fahrzeuges sind erfindungsgemäß an Stützhebeln 9 gelagert, die an ihrem vorderen Ende an der Stelle 8 mit dem vorderen Fahrgestell 1 des Fahrzeuges durch ein Gelenk verbunden sind. Erfindungsgemäß ist weiter mit jedem der auf den beiden Seiten des Fahrzeuges befindlichen Stützhebel 9 jeweils eine Kolbenstange 15 eines Federzylinders 10a bzw. 10b verbunden. Die Federzylinder 10a und 10b sind mit geeignetem Druckfluid gefüllt und in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise durch ein Verbindungsrohr 19 jeder für sich mit einem eigenen Druckbehälter 16a bzw. 16b verbunden. Die Verbindungsrohre 19 weisen jeweils eine regulierbare Drossel 17 auf, mit deren Hilfe die Dämpfung der

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Federung gewünscht einstellbar ist. Die Verbindungsrohre 19 weisen weiter ein Ventil 14 (Fig.2) auf, mit dessen Hilfe die Federzylinder 10a und 10b so miteinander kuppelbar sind, daß sie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wie bekannte mechanische Pendel arbeiten. Am vorteilhaftesten arbeiten die auf den beiden Seiten des Fahrzeuges befindlichen Federzylinder 10a und 10b jedoch selbständig und jeder für sich. Das Ventil 14 weist auch eine Stellung auf, bei der die Zylinder 10a und 10b in einer gewünschten Stellung abgeschlossen werden können, zum Beispiel während sich im Fahrzeug Arbeitsmaschinen befinden, während des Antriebs des Laders zur Erhöhung der Stabilität oder unter anderen besonderen Situationen. Ein dem hydraulischen System angehörendes Ventil ist mit dem Bezugszeichen 18 bezeichnet.

Wie bereits erwähnt, sind das vordere Fahrgestell 1

und das hintere Fahrgestell 2 durch ein Vertikalgelenk miteinander verbunden, an dem in an sich bekannter Weise die Drehungszylinder angebracht sind, soweit das Fahrzeug knickgelenkt ist.

Erfindungsgemäß befindet sich zwischen dem vorderen Fahrgestell 1 und dem hinteren Fahrgestell 2 außerdem ein horizontales Gelenk 4, das mit einem Federungssystem versehen ist.

Ein Ausführungsbeispiel hierfür geht aus Fig. 3 und 4 hervor. Diese zeigen zu den Federungselementen des Systems gehörende Federzylinder 21 bzw. entsprechend wirkende, mit einem Gasdruckspeicher versehene hydraulische Zylinder. Die Zylinder sind zwischen horizontalen Hebeln 22 und 23 angeordnet, von denen der eine 22 an einem am Gelenk 3 befindlichen Bauteil und der andere 23 am hinteren Fahrgestell befestigt ist.

Die guten Federungseigenschaften der erfindungsgemäßen Gestellkonstruktion beruhen auf dem Zusammenwirken der Federungselemente 10 und der an dem horizontalen Gelenk 4 be-

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findlichen Federungselemente 21. Durch die Bemessung der Federungselemente wird angestrebt, daß das seitliche Schaukeln des vorderen Fahrgestelles auf ein Minimum reduziert ist. Zum Beispiel tritt dieses günstige Zusammenwirken bei einem Fahrzeug mit vier Rädern insbesondere dann auf, wenn die Federungssysteme der Vorderräder 20 und des horizontalen Gelenks 4 im Verhältnis zueinander so bemessen sind, daß das Verdrehen zwischen den beiden Fahrgestellen 1 und 2 gleich dem Verdrehen. zwischen dem vorderen Fahrgestell und der die Vorderräder verbindenden gedachten Achse ist.

Wie es aus Fig. 1 am besten hervorgeht, besitzt das hintere Fahrgestell 2 ein Bauteil zur Aufnahme einer Last bzw. einer Arbeitsmaschine oder dgl. und ein Achsensystem mit Ubertragungsvorrichtungen für Leistung. Zu diesem Zweck sind mittels eines Gelenks 13 auf beiden Seiten des hinteren Fahrgestells 2 Radgestelle 12, die die Räder 11 aufweisen, am hinteren Fahrgestell 2 befestigt. Zur Erzielung einer zweckmäßigen Federung des Fahrzeuges ist es vorteilhaft, daß die Hinterräder 11 oder die Radgestelle 12 an dem hinteren Fahrgestell ungefedert befestigt sind.

Die Anordnung 8,9,10,15,16 und 17 des Federungssystems an den Vorderrädern 20 des erfindungsgemäßen Fahrzeuges erlaubt auf einfache und vorteilhafte Weise eine stufenlose Reguliermoglichkeit der Bodenfreiheit des Fahrzeuges. Die obenerwähnten Stützhebel 9 sind am besten kastenbalkenförmig ausgebildet ,wobei in ihrem Inneren die Kraftübertragungselemente untergebracht sind, die die Zugkraft auf die Vorderräder 20 übertragen.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich darin von der vorstehend beschriebenen, daß die federnde Abstützung der Stützhebel des Fahrzeuges nicht unabhängig voneinander durchgeführt ist. Es sind vielmehr die hydraulisch-pneumatischen Federungselemente 10a und 10b wie z.B. durch das Verschieben des Ventils 14 nach gemäß Fig. 2 rechts

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miteinander gekuppelt, wobei der Vorderteil des Achsensystems wie mechanische Pendel so arbeitet, daß das Federungssystem eine widerstandsfreie Drehung des vorderen Fahrgestelles um die Längsachse gegenüber den Vorderrädern ermöglicht. In diesem Falle muß das zwischen den beiden Fahrgestellen 1 und 2 befindliche horizontale Gelenk z.B. durch Anwendung von an sich bekannten Befestigungen (nicht dargestellt) starr gehalten werden.

Die hydraulisch-pneumatischen Federungssyeteme der Vorderräder 20 und des horizontalen Gelenks 4 können auch zu einer gemeinsam arbeitenden Einheit z.B. in der aus den Fig. 5, 6 und 7 ersichtlichen Weise gekuppelt sein, wobei ein Zylinder 26 mit einer durchgehenden Kolbenstange 27 versehen ist, die ihrerseits mit Hilfe von Befestigungen 24 und 25 einerseits an dem hinteren Fahrgestell 2 und andererseits an dem am Gelenk 3 befindlichen Bauteil befestigt sind.

Bei dem in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellen Ausführungsbeispiel verursacht eine Bewegung der Kolbenstange 15 (Drehung der gedachten Achse) ein Drehen des vorderen Fahrgestells 1 gegenüber dem hinteren Fahrgestell 2. Das Drehen des hinteren Fahrgestells 2 gegenüber dem vorderen Fahrgestell 1 verursacht entsprechend eine entgegengesetzte Bewegung der Kolbenstange 15 (Drehen der gedachten Vorderachse) .

Durch Bemessung der Zylinder 10 und 26 wird die gewünschte Abhängigkeit der Drehungen voneinander erhalten. Da die Gasdruckspeicher 16 und die Drosselventile 17 dem System angehören, werden die Drehbewegungen und die Vertikalbewegung des vorderen Fahrgestells 1 federnd erhalten.

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Da bei der in Fig. 5, 6 und 7 dargestellen Ausführung der im statischen Zustand vorhandene Druck des hydraulischen Fluids auf die beiden Seiten des Kolbens 29 des Zylinders 26 gleich hoch ist, treten an den Befestigungen 24 und 25 hierbei keine Kräfte auf. Durch das Ventil 28 kann man das System in einer gewünschten Stellung abschließen, zum Beispiel für die Zeit während der Ladung bzw. der Verwendung von möglichen Arbeitsmaschinen, oder unter anderen entsprechenden Sondersituationen.

Die beschriebenen pneumatischen und hydraulisch-pneumatischen Federungselemente 10 und 21 können auf Wunsch auch von anderen Blattfedern, die ebenfalls leicht zu montieren sind, ersetzt werden. Wegen der Reibungsdämpfung der Blattfedern mag hierbei die Verwendung von Stoßdämpfern nicht nötig sein.

Das Vermindern der Beschleunigungen und der dynamischen Kräfte des erfindungsgemäßen Geländefahrzeugs ist im Vergleich mit herkömmlichen Typen beträchtlich (10...70 %).

Da die Federung Bewegungsamplituden in einigen Fällen erhöht, nimmt besonders die Gefahr des Umkippens des geladenen Schleppers zu. Deswegen ist eben eine Federung der Hinterachse nicht vorteilhaft.

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Claims

B 8083 Patentansprüche

Eine mit Rädern versehene,vorzugsweise knickgelenkte Geste^v3tixonstruktion eines Geländefahrzeuges, insbesondere eines Forstschleppers, mit einem vorderen Fahrgestell und einem hinteren Fahrgestell, die um eine vertikale Achse und um eine horizontale Achse drehbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Achsensystem an sich bekannte Stützhebel (9) aufweist, an denen die Vorderräder

(20) oder die Radfahrgestelle angebracht sind und die jeder für sich an dem vorderen Fahrgestell (1) federnd abgestützt sind, und daß ein Federungssystem (21,22,23; 16,17, 26,27,29) vorgesehen ist, das für eine Federung des gegenseitigen Verdrehens des vorderen und des hinteren Fahrgestells (1,2) um die horizontale Achse (4) sorgt.
2. Gestellkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federungssysteme der Vorderräder (20) und der horizontalen Achse (4) so miteinander arbeiten und bemessen sind, daß das Schaukeln des vorderen Fahrgestelles (1) in Seitenrichtung gegenüber der Längsachse minimal ist.
3. Gestellkonstruktion eines Geländefahrzeuges, dessen hinteres Fahrgestell ein Bauteil zum Anordnen der Last, der Arbeitsmaschine oder dgl. und ein Achsensystem mit tibertragungsvorrichtungen für Leistung aufweist, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterräder (11) oder die Radfahrgestelle (12) ungefedert an dem hinteren Fahrgestell (2) befestigt sind.
4. Gestellkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß ümstelleinrichtungen vorgesehen sind, die die Räder (20) des vorderen Achsensystems oder die Radfahrgestelle abhängig voneinander wie eine Pendelachse arbeiten lassen und zwischen dem vorderen und dem hinteren

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Fahrgestell (1,2) nur das Vertikalgelenk (3) wirksam sein lassen oder die das Federungssystem der horizontalen Achse (4) ungefedert abschließen lassen.

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5. Gestellkonstruktion nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulisch-pneumatischen Federvorrichtungen der Vorderräder (20) und der horizontalen Achse (4) des Fahrzeuges zu einer gemeinsam arbeitenden Einheit gekuppelt sind.
6. Gestellkonstruktion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Gelenk der horizontalen Achse (4) ein mit einer durchgehenden Kolbenstange (27) versehener hydraulischer Zylinder (26) befindet, der auf der einen Seite seines Kolbens (29) mit einem Federzylinder (10) des einen Vorderrades (20) und mit einem Gasdruckspeicher (16) und der auf der anderen Seite seines Kolbens entsprechend mit einem Federzylinder (10) des anderen Vorderrades (20) und mit einem Gasdruckspeicher (16) verbunden ist.

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