DE2717388A1

DE2717388A1 - Hydropneumatische federung, insbesondere fuer die hinterachse von radladern oder dergleichen mit verriegelbarer vorderachse

Info

Publication number: DE2717388A1
Application number: DE19772717388
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Ing Pfeiffer; Guenther Ing Grad Strauff
Original assignee: Integral Hydraulik Langen & Co
Current assignee: Integral Hydraulik Langen & Co
Priority date: 1977-04-20
Filing date: 1977-04-20
Publication date: 1978-10-26
Also published as: FR2387810B1; DE2717388C2; FR2387810A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydropneumatische Federung, insbesondere für die Hinterachse von Radladern oder dergleichen mit verriegelbarer Vorderachse gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bekanntlich gehen die Hersteller von Radladern, Raddozern und ähnlichen Fahrzeugen immer mehr dazu über, ihre Fahrzeuge mit einer vollständigen Ausrüstung nach der Straßenverkehrszulassungsordnung (StVZO) zu versehen. Während normalerweise aufwendige Überführungen auf Tiefladern von einer Baustelle zur anderen notwendig sind, können Fahrzeuge mit StVZO-Ausrüstung am öffentlichen Verkehr teilnelimen und beliebige Entfernungen auf eigener Achse überbrücken. Zu Erhöhung der Marschgeschwindigkeit vor allem auf Schlechtwegstrecken und zur Verbesserung des Fahrkomforts speziell im Hinblick auf das Wohlbefinden des Fahrers werden derartige Fahrzeuge auch neuerdings mit hydropneumatischen Federungen ausgerüstet. Beim Arbeiten auf der Baustelle wird die Federung abgelassen und das Fahrzeug auf seine Einfederanschläge gesetzt. Die Vorderachse wird verriegelt und ist dann starr mit dem Fahrzeugrahmen verbunden. Die Hinterachse liegt frei auf den Einfederanschlägen auf und kann um diese pendeln. Das Fahrzeug verhält sich dann ähnlich wie eines mit starrer Vorderachse und pendelnder Hinterachse. Ein Verriegeln an der Hinterachse ist jedoch nicht möglich, da sich Schwierigkeiten in unebenem Gelände ergeben würden, und es bei Fahrzeugen mit Knick-Lenkung außerdem zu Überlastungen der Knickgelenke kommen kann. Während bei Raddozern ein Absinken auf die Einfederanschläge ohne Verriegelung noch ohne besondere Nachteile möglich ist, verbieten die Betriebsverhältnisse bei Radladern eine solche Lösung. So kommt es bei Arbeiten mit der Schaufel an der Wand vor, daß der hintere Teil des Fahrzeuges angehoben wird, wobei die Vorderachse als Drehachse wirkt. Die an den Einfederanschlägen liegen-

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de Hinterachse kann dann ohne Widerstand und ungebremst unter Umständen bis auf die Ausfederanschläge herausfallen. Es fehlt ein beträchtlicher Teil des Kontergewichtes bzw. kommt dies erst nach einem gewissen Hub hinzu. Bei einem Achsgewicht von beispielsweise 2 Mp ergeben sich dann Rucke und Stöße, die aus verschiedenen Gründen nicht mehr hingenommen werden können. Auch bei unebenem Gelände kann die Achse einseitig herausfallen. Das spätere Aufsetzen des Fahrzeugrahmens auf der Achse erfolgt ohne Federung, wenn man von der Wirkung der Einfederanschläge absieht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile bei einer hydropneumatischen Federung der in Rede stehenden Art zu vermeiden, d.h. die Federung so auszubilden, daß sowohl ein normales Fahren mit Komfort auf Straßen oder im Gelände möglich ist, jedoch im arbeitsbereiten Zustand insbesondere bei verriegelter Vorderachse die Wirkung der Federung an der Hinterachse weitgehend ausgeschaltet ist, ohne daß jedoch die Hinterachse herausfallen und der Fahrzeugrahmen ungefedert auf der Achse aufsetzen kann. Zur Schonung von Knickgelenken soll sich die Hinterachse überdies bei unebenen Bodenverhältnissen den Unebenheiten anpassen, d.h. um die Anschläge pendeln können. Die Ausgestaltung soll einfach und billig erfolgen und insbesondere auch dazu geeignet sein, eine bereits vorhandene hydropneumatische Federung ohne wesentliche Umbauten am Fahrzeug zu verbessern. Es soll weiterhin möglich sein, die Federung verschiedenen, am Heck des Fahrzeuges angebrachten Geräten anzupassen. Eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Federung gegen statische oder dynamische Überlastungen während des Arbeitens zu schützen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß entsprechend den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs

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Beim Schalten des Umschaltventils strömt solange Druckmittel in die Federungszylinder, bis die Hinterachse auf den Ausfederungsanschlägen aufliegt. Sie kann daher nicht mehr fallen und ist hydraulische eingespannt. Der Druck in den Federbeinen ist um einen definierten Betrag höher als der statische Druck bei eingeschalteter Federung. Bei Bodenunebenheiten, d.h. bei einseitiger Belastungserhöhung, kann eine Seite der Achse dennoch einfedern. Eine Federung findet auch statt, wenn das gesamte Hinterteil des Fahrzeuges beim Arbeiten abgehoben hat und bei Entlastung der Schaufel a(ff die Hinterachse fällt. Die Federung gleicht dann die Stöße aus. Das Niveauregelventil steht zwar in diesem Betriebsbereich auf „Abregein", jedoch findet das Abregein nicht statt, weil die Steuerleitung des entsperrbaren Rückschlagventils drucklos ist und dieses daher nicht öffnet. Eine weitere Vereinfachung ergibt sich gemäß Anspruch 2 durch die Verwendung eines Drei-Wege-Druckregelventils, welches die Funktion eines Druckregelventils und eines Druckbegrenzungsventils mit Hilfe nur eines Steuerkolbens in sich vereinigt.

Die Erfindung wird anhand von in den Abbildungen zum Teil in Form von Schaltplänen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine hydro-pneumatische Federung mit einem in Neutralstellung stehenden Niveauregelventil und einer aus Druckregelventil und Druckbegrenzungsventil bestehenden Ventilanordnung.

Figur 2 zeigt die gleiche Federung mit gegen die Ausfederanschläge gefahrener Achse und einem Dreiwegedruckregelventil.

An einer Hinterachse 1 sind Räder 2 und 3 befestigt. Auf jeder Seite der Achse 1 sind jeweils Federungszylinder 4 und 5 angeordnet, deren Kolben 6 und 7 an der Hinterachse 1 befestigt sind und deren Zylinder 8 und 9 sich gegenüber einem Fahrzeugrahmen 10 abstützen. Am Fahrzeugrahmen 10

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sind in der Nähe der Federungszylinder 4 und 5 Einfederanschläge 11 und 12 sowie Ausfederanschläge 13 und 14 angeordnet. An die Druckräume 15 und 16 der Federungszylinder 4 und 5 sind über zwischengeschaltete Dämpfungsventile 17 und 18 hydro-pneuraatische Druckspeicher 19 und 20 angeschlossen, die durch eine Verbindungsleitung 21 mit einander verbunden sind. Von einer nicht näher dargestellten Druckquelle 22 gelangt Druckmittel zum Anschluß P eines Schaltventils 23, das drei weitere Anschlüsse A, B und T besitzt. Der Anschluß T ist mit einem Vorratsbehälter 24 verbunden. Der Anschluß A steht in Verbindung mit einer Druckzuleitung 25, die zu einem Anschluß P₁ eines Niveauregelventils 26 führt, das zwei weitere Anschlüsse A₁ und T₁ besitzt, von denen der Anschluß T. mit dem Vorratsbehälter 24 und der Anschluß A₁ mit dem Anschluß P₂ eines entsperrbaren Rückschlagventils 27 verbunden ist. Das Rück schlagventil 27 weist einen weiteren Anschluß A₂ auf, der über eine Leitung 28 mit der Verbindungsleitung 21 kommuniziert. Ein Anschluß Z₂ ist über eine Steuerleitung 29 mit der Druckzuleitung 25 verbunden. Das Rückschlagventil 27 öffnet selbstätig die Verbindung P₂ - A₂. Die Verbindung A₂ - P₂ ist jedoch nur dann möglich, wenn am Anschluß Z₂ ausreichend hoher Druck vorhanden ist. Der Anschluß B des Schaltventils 23 führt über ein Rückschlagventil 30 zu einem Druckanschluß P₃ einer Ventilanordnung 31 mit einem Niederdruckanschluß A₃ und einem Tankanschluß T₃. Zwischen die Anschlüsse P₃ und A₃ ist ein Druckregelventil 32 geschaltet, während zwischen den Anschlüssen A₃ und T₃ ein Druckbegrenzungsventil 33 eingebaut ist, dessen Öffnungsdruck etwas höher liegt als der am Druckregelventil 32 eingestellte Niederdruck. Der Tankanschluß T₃ ist mit dem Vorratsbehälter 24 verbunden. Eine vom Niederdruckanschluß A₃ ausgehende Leitung 34 mündet in der Verbindungsleitung 21 . Die Betätigung des Niveauregelventils 26 erfolgt über einen etwa in der Mitte der Hinterachse 1 angebrachten Hebel 35.

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Das Niveauregelventil 26 weist drei Schaltstellungen O, a und b auf. In der Schaltstellung 0 sind die Anschlüsse A₁, P- und T₁ von einander getrennt. In der Schaltstellung a ergibt sich die Verbindung P₁ - A. und in der Schaltstellung b die Verbindung A₁ -T₁. Das Schaltventil 23 besitzt zwei Schaltstellungen c und d. In der Schaltstellung c ergeben sich die Verbindungen P-A und B-T, in der Schaltstellung d hingegen die Verbindung P-B und A-T. Die Anordnung von Figur 2 unterscheidet sich abgesehen von den verschiedenen Schaltstellungen von jener der Figur 1 nur dadurch, daß die Ventilanordnung 31 durch ein Dreiwegedruckregelventil 31· ersetzt ist. Die Federung bei normalen Betriebsverhältnissen wird am besten anhand der Figur 1 erläutert. Wie leicht zu ersehen ist, befindet sich dann das Schaltventil 23 in seiner Schaltstellung c, in welcher die Verbindungen P-A und B-T hergestellt werden. Von der Druckquelle 22 gelangt daher Druckmittel über die Druckzuleitung 25 zum Anschluß P₁ des Niveauregelventils 26. Gleichzeitig gelangt Druckmittel über die Steuerleitung 29 zum Anschluß Z₂ des entsperrbaren Rückschlagventils 27. Wie in dem Symbol angedeutet ist, wird dadurch das Rückschlagventil 27 entsperrt. Das bedeutet, daß Druckmittel sowohl vom Anschluß P₂ zum Anschluß A₂ fließen kann als auch in umgekehrter Richtung. Ausgehend von der Schaltstellung O des Niveauregelventils 26 wird bei einer Belastungserhöhung am Fahrzeug die Achse 1 etwas einfedern und über den Hebel 35 wird das Niveauregelventil 26 in seine Schaltstellung a geschaltet. Durch die dabei entstehende Verbindung P₁ - A₁ gelangt Druckmittel über das entsperrbare Rückschlagventil, die Leitung 28, und die _t Verbindungsleitung 21 in die hydro-pneumatischen Druckspeicher 19 und 20 bzw. die Federungszylinder 4 und 5, wodurch der Fahrzeugrahmen etwas angehoben wird. Dieser Vorgang dauert solange an, bis das Niveauregelventil 26 sich wieder in seiner Schaltstellung O befindet. Wenn in umgekehrter Weise am Fahrzeug eine Belastungsverminderung

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vorgenommen wird, vergrößern sich die Druckräume 15 und 16, d.h., die Achse 1 bewegt sich vom Fahrzeugrahmen 10 fort, über den Hebel 35 wird dann das Niveauregelventil 26 in seine Schaltstellung b geschaltet, in welcher die Verbindung A₁ -T. hergestellt wird. Druckmittel kann dann aus den Federungszylindern 4 und 5 solange zum Vorratsbehälter 24 zurückfließen, bis die Schaltstellung 0 wieder erreicht wird. Das entsperrbare Rückschlagventil 27 gestattet dabei, wie schon erwähnt, freien Durchfluß von A- nach P₂-

Wenn nun das Fahrzeug bestimmte Arbeitsgänge ausführen soll, wird die nicht näher dargestellte Vorderachse bis auf die Einfederanschläge abgesenkt und dort verriegelt. Das Schaltventil 23 wird in seine Schaltstellung d geschaltet. Die Folge davon ist, daß die Druckzuleitung 25 über die Verbindung A-T drucklos wird. Damit wird auch die Steuerleitung 29 drucklos und am Anschluß Z- liegt kein Druck mehr an. Das entsperrbare Rückschlagventil 27 kann nunmehr nicht mehr entsperrt werden, und die Verbindung A_-P₂ ist gesperrt. Unabhängig von der Schaltstellung des Niveauregelventils 26 kann daher Druckmittel auf diesem Wege nicht mehr aus den Federungszylindern 4 und 5 abströmen. Auf der anderen Seite gelangt das Druckmittel von der Druckquelle 22 über die Verbindung P-B und das Rückschlagventil 30 zum Druckanschluß P₃ des Dreiwegedruckregelventils 31'. Innerhalb des Druckregelventils 31" wird das Druckmittel vom Anschluß P₃ zum Anschluß A₃ hin um einen bestimmten Betrag reduziert und gelangt über die Leitung 34 und die Verbindungsleitung 21 in die Druckspeicher 19 und 20 bzw. in die Druckräume 15 und 16 der Federungszylinder 4 und Durch die Vergrößerung der Druckräume 15 und 16 wird der Wagenkasten 10 angehoben und zwar so lange, bis die Achse 1 an den Ausfederanschlageη 13 und 14 anstößt.Da der am Druckregelventil 31' eingestellte Druck etwas höher ist als der sich bei statischen Betriebsverhältnissen in den

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Druckräumen 15 und 16 einstellende Druck, ergibt sich eine quasJL^starre Einspannung der Achse 1. Der eingestellte Druck ist jedoch nicht so hoch, daß nicht bei einseitiger Belastung des Fahrzeuges einer der Kolben 6 oder 7 einfahren könnte, wobei die Achse 1 um einen der Ausfederanschläge 13 oder 14 kippen könnte. Ebenso ist eine Abfederung des Wagenkastens dann möglich, wenn bei Enlastung der Schaufel der möglicherweise zusammen mit der Achse 1 angehobene Wagenkasten 10 plötzlich abfällt. Soweit dabei in den Druckräumen 15 und 16 Druckanstiege entstehen, die den eingestellten Druck überschreiten, wird über das Druckbegrenzungsventil 33 bzw. das Druckregelventil 31' eine Verbindung zwischen den Anschlüssen A-, und T^ hergestellt. Druckmittel kann dann aus den Druckräumen 15 und 16 zum Vorratsbehälter 24 zurückströmen. Sobald sich dann wieder normale Betriebsverhältnisse eingestellt haben, wird erneut Druckmittel vom Anschluß P^ zum Anschluß A, strömen und die Hinterachse 1 wird erneut bis gegen die Ausfederanschläge 13 und 14 gefahren. Wie schon erwähnt, findet über das Niveauregelventil 26 kein Abregein statt, da das entsperrbare Rückschlagventil 27 gesperrt hat. Nach dem Umschalten des Schaltventils 23 in die Schaltstellung c wird erneut die Verbindung P-A hergestellt, wodurch die Druckzuleitung 25 ebenso wie die Steuerleitung 29 mit Druck beaufschlagt werden. Das entsperrbare Rückschlagventil 27 wird wieder entsperrt und das Niveauregelventil 26 übt seine normale Funktion aus. Die Hinterachse 1 löst sich von den Ausfederanschlägen 13 und 14 und nimmt nach einem Abregelvorgang wieder ihre normale Sollposition ein. Die Federzylinder 4 und 5 erhalten wieder ihre normale FederungsiHÖglichkeit. Es ist selbstverständlich, daß das Schalten des SchaltventiIs 23 in irgendeiner geeigneten Weise mit dem Absenken und Verriegeln der nicht näher dargestellten Vorderachse gekoppelt werden kann. Wie in den Abbildungen durch die; gemeinsame Umrandung des Niveauregelventils 26 und cloü entsperrbaren RiickschLagventLLs 27

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bereits angedeutet ist, besteht durchaus die Möglichkeit, das Niveauregelventil 26 und das entsperrbare Rückschlagventil 27 in einer einzigen Baueinheit zu vereinigen. Im übrigen ist die Funktion der Federung vollkommen unabhängig von der Bauweise des Niveauregelventils 26. Anstelle des Rückschlagventils 30 könnte selbstverständlich auch das Schaltventil 23 in seiner Schaltstellung c die Verbindung B-T unterbrechen.

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Leerseite

Claims

PATENTANMELDUNG

Gegenstand: Hydropneumatische Federung, insbesondere für

die Hinterachse von Radladern oder dergleichen mit verriegelbarer Vorderachse

Anmelder: Langen & Co, Am Hochofen 108, 4000 Düsseldorf 11

Patentansprüche:

1J Hydropneumatische Federung, insbesondere für die Hinterachse von Radladern oder dergleichen mit verriegelbarer Vorderachse, mit einer Druckquelle, einem Vorratsbehälter, mindestens einem Federungszylinder je Fahrzeugseite, die Federwege begrenzenden Ein- und Ausfederanschlägen, mindestens einem vom Abstand zwischen den gefederten und ungefederten Massen gesteuerten Niveauregelventil zum Verbinden der Federungszylinder mit der Druckquelle bei Unterschreiten eines Sollabstandes und mit dem Vorratsbehälter bei Überschreiten des Sollabstandes, wobei dem Niveauregelventil ein in Richtung Federungszylinder öffnendes entsperrbares Rückschlagventil nachgeschaltet ist, dessen Steuerleitung von der Druckzuleitung vor dem Niveauregelventil abzweigt, dadurch gekennzeichnet, daß

zwischen Druckquelle (22) und Abzweigung der Steuerleitung (29) von der Druckzuleitung (25) ein Schaltventil (23) eingebaut ist, das in einer ersten Schaltstellung (c) die Druckquelle (22) mit der Druckzuleitung "(25) des Niveauregelventils (26) verbindet und in einer zweiten Schaltstellung (d) die Druckzuleitung (25) mit dem Vorratsbehälter (24) und die Druckquelle (22) mit dem Druckanschluß (P^) einer aus einem Druckregelventil (32) und einem Druckbegrenzungsventil (33) bestehenden Ventilanordnung (31,31') verbindet, die einen mit dem Federungszylinder (4; 5) kommunizierenden Niederdruckanschluß (A^) sowie einen mit dem Vorratsbehälter (24) verbundenen Tankanschluß (T-J besitzt, derart, daß unterhalb eines Solldruckes im Fedorungszylinder (4;!5) ein Überströmen von Druckmittel vom Druckanschluß (I' _})

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zum Federungszylinder (4;5) stattfindet, und bei Überschreiten des Solldruckes hingegen ein Abströmen aus dem Federungszylinder (4; 5) zum Tankanschluß (TJ stattfindet, wobei der Solldruck am Druckreyelventil (32,31* auf einen Wert eingestellt wird, der um ein vorbestimmtes Maß höher ist als jener sich bei statischen Betrieb, bedingungen einstellende Wert und wobei eine Einrichtung (Rückschlagventil 30) vorgesehen ist, welche das Rückströmen von Druckmittel über den Druckanschluß (P-J des Druckregelventils (32,3I¹) in der ersten SchaLtstellung (c) verhindert.
2. Hydro-pneumatische Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung aus einem die Funktionen eines Druckregelventils und eines Druckbegrenzungsventils in sich vereinenden Dreiwegedruckregelventils (31') besteht.

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