DE2811873A1

DE2811873A1 - Fahrzeug mit zumindest drei achsen

Info

Publication number: DE2811873A1
Application number: DE19782811873
Authority: DE
Inventors: Jes-Ernst Carstensen; Walter Dipl Ing Nau
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1978-03-18
Filing date: 1978-03-18
Publication date: 1979-09-20
Also published as: AT378517B; IT1100953B; GB2016388A; ATA753678A; GB2016388B; NL7810760A; IT7828654A0; FR2419830B1; DE2811873C2; BE871449A; FR2419830A1

Description

5000 Köln SO. den 03. März 1978 Unser Zeichen: D 78/15 AG-XPB N/Lo

Fahrzeug mit zumindest drei Achsen

Die Erfindung cezlrSnt sich auf ein Fahrzeug mit zumindest drei Achsen, xvobei zwei Achsen zu einem Doppelachsaggregat zusammengefaßt und federnd am Fahrzeugrahmen angelenkt sind, und mit einer Vorrichtung zum selbsttätigen Anheben und Absenken einer Achse des Doppelachsaggregates, wobei ein eine Hubvorrichtung in Abhängigkeit der Achsbelastung steuerndes Element vorgesehen ist.

Es ist bekannt (DE-PS 15 55 685), an der anhebbaren Achse eine hydraulische. Hubvorrichtung und an der nicht anhebbaren Achse ein Steuerelement anzuordnen. Sowohl das Steuerelement als auch die Hubvorrichtung sind an ihrem oberen Ende am Fahrzeugrahmen befestigt. Das Steuerelement mißt dabei den Abstand zwischen Achse und Rahmen, wobei dieser Abstand als Maß für die Belastung und die Steuerung der Hubvorrichtung dienen soll. Dabei tritt grundsätzlich folgendes Problem auf;

Sind beide Achsen abgesenkt und wird das Fahrzeug entladen, so werden beide Achsen entlastet und das Maß der lastabhängigen Durchfederung vergrößert sich. Bei einem vorbestimmten Maß betätigt das Steuerelement die Hubvorrichtung, wodurch die zweite Achse angehoben wird und dadurch der Lastanteil der zweiten Achse von der nicht anhebbaren Achse übernommen werden muß. Dies führt dazu, daß die nicht anhebbare Achse ei'nfedert und damit der Abstand sich wieder verkleinert und zwar je nach Achsausgestaltung so, daß das Steuerelement die Hubvorrichtung wieder in Absenkstellung schaltet, durch die die nicht anhebbare Achse

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wieder entsprechend entlastet wird. Dieser Vorgang kann sich in einem bestimmten Betriebsbereich beliebig wiederholen, so daß hier ein prinzipieller Fehler vorliegt. Weiterhin ist nicht sichergestellt, daß Schwingungen der Achsen aufgrund von Fahrbahnunebenheiten su Fehlsteuerungen führen.

Gemäß dem Ausführungebeispiel der Patentschrift ist die Hubvorrichtung bei einer Achsaufhängung dargestellt, die "Waagebalken-Blattfedern" aufweist, wobei am Ende der Blattfedern die Achsen befestigt sind. Bei dieser Ausgestaltung führen auch Ausgleichsbewegungen der beiden Achsen beim Befahren von Bodenunebenheiten zu Abstandsänderungen zwischen der nicht anhebbaren Achse und dem Rahmen, so daß auch dadurch Fehlsteuerungen der Hubvorrichtung entstehen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben geschilderten Nachteile zu beheben und eine Hubvorrichtung zu schaffen, die unter allen Betriebsbedingungen'sicher arbeitet und die Hubvorrichtung im gewünschten Sinne steuert.

Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dabei ist wichtig, daß die Meßeinrichtung ausschließlich die jeweilige Belastung der nicht anhebbaren Achse ermittelt und daß nicht irgendwelche anderen Auswirkungen, wie beispielsweise Ausgleichsbewegungen der Achsen, zum Tragen kommen. Im Rahmen der Erfindung können die der Belastung entsprechenden Werte die lastabhängige Durchfederung aber auch verschiedene andere Größen sein, beispielsweise der Druck in den Reifen der nicht anhebbaren Achse oder die Durchbiegung der Achse. Weiterhin können an den Auflagestellen bzw. Befestigungsaugen der Federung am Fahrzeugrahmen elektrische oder hydraulische Geberelemente angeordnet sein, die der Belastung entsprechende Werte liefern. Die mit der Meßeinrichtung in Verbindung stehende Verstelleinrichtung gewähr-

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leistet, daß die durch die Meßeinrichtung ermittelte Belastung bzw. ein dieser Belastung entsprechender Wert entsprechend der Stellung der anhebbaren Achse korrigiert wird. Da diese Verstelleinrichtung mit der anhebbaren Achse in Verbindung steht, erfolgt die Korrektur auch zum richtigen Zeitpunkt, da erst durch Anheben der ar.hebbaren Achse die nicht anhebbare Achse durch den Gewichtsenteil der anhebbaren Achse höher bzw. beim Absenken weniger belastet wird. Da dies aber keine Laständerung des Fahrzeuges ist, muß dieser Gewichtsanteil eleminiert werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 enthalten. Da bei Luftfederungen üblicherweise eine Niveau-Regulierung vorgesehen ist, ändert sich der Abstand zwischen Achsen und Fahrzeugrahmen durch Laständerungen' nicht, so daß dann keine Abstandsänderungen bzw. Werte der lastabhängigen Durchfederung zur Verfügung stehen. Infolgedessen wird vorgeschlagen, den Druck in den Federbälgen als den der Belastung entsprechenden Wert zu benutzen.

Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 wird sichergestellt, daß auch bei Achsaufhängungen mit Ausgleichsmechanismus, bei dem sich die Achsen gegenseitig abstützen, immer nur die lastabhängige Durchfederung als Wert für die Belastung ermittelt wird, da der oder die Bügel die Ausgleichswegungen mit vollführen und der Abstand zwischen Bügeln und Achsen bzw. Federn nur von der Belastung abhängig ist.

Die Verstelleinrichtung als federbelasteten Stellsylinder auszuführen, der mit der Druckseite der Hubvorrichtung in Verbindung steht, bietet den Vorteil, daß keine mechanischen Verbindungsglieder erforderlich sind, um die Stellung der nicht anhebbaren Achse zu registrieren. Dabei bietet sich der Druck in der Hubvorrichtung als Maß an, da dieser Druck ursächlich für

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das Anheben der anhebbaren Achse ist und die Hubvorrichtung im abgesenktem Zustand drucklos in Schwimmstellung geschaltet ist, um die freie Lastverteilung zwischen den Achsen zu gewährleisten.

Eine besonders komp-kte Bauweise wird durch Merkmale des Anspruchs 5 ersielt, \:cbei das Steuerelement und der Stellsylinder zusammengefaßt sind. Dabei kann die Druckleitung des Stellzylinders direkt an den entsprechenden Ausgang des Steuerelements angeschlossen sein und die beiden Teile eine Baueinheit bilden.

Bei einem Übertragungselement gemäß Anspruch 6 können das Steuerelement und auch der Stellzylinder an irgendeiner beliebigen Stelle angeordnet sein.

Gemäß dem Merkmal des Anspruchs 7 können das Ende des Bowdenzuges und die Gehäuse des Steuerelements und des Stellzylinders festzueinander montiert sein und das Ganze zu einer Baueinheit vereinigt werden, die an einer geschützten Stelle ara Fahrzeug angeordnet werden kann.

Um die Laständerungen an der nicht anhebbaren Achse, die durch Fahrbahnunebenheiten entstehen, zu eleminieren, werden erfindungsgemäß zwei Wege vorgeschlagen. Der wohl einfachste ist, die automatische Einrichtung als solche während des Fahrens des Fahrzeuges abzuschalten und die letzte "Stand-Schaltstellung" festzubehalten, da davon auszugehen ist; daß das Fahrzeug nur während des Stillstandes be- und entladen wird, so daß vor Fahrtbeginn beim stehenden Fahrzeug die jeweilige Belastung der nicht anhebbaren Achse ermittelt werden kann, die dann die betreffende Steuerung der Hubvorrichtung vornimmt und diese Steuerung während der gesamten Fahrt beibehalten wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Übertragungselemente oder das

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Steuerelement ein Zeitglied bzw. Tiefpaß aufweisen. Da gemäß dieses Zeitgliedes das Steuerelement oder das Übertragungselement elastisch angelenkt und gedämpft sind, folgt das Steuerelement oder Übertragungselement nur verzögert der jeweiligen lastabhängigen Durchfederung, so daß die durch Fahrbahnunebenheiten verursachten Schwingungen nicht zu Fehlsteuerungen führen können.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der zwei Ausführungsbeispiele vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Doppelachsaggregates mit automatischer Hubvorrichtung, bei der die Achsen über Waagebalken-Blattfedern angelenkt sind und

Fig. 2 eine Achsanlenkung bei der nur an der nicht anhebbaren

Achse Federn vorgesehen sind, die sich an den Enden an

starren Waagebalken abstützen, an deren anderen Enden die zweite Achse befestigt ist.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 eine Hubvorrichtung bezeichnet, durch die die anhebbare Achse angehoben werden kann. Die Hubvorrichtung besteht aus einem Hydraulikzylinder, an dem zwei Druckmittelleitungen 2 angeschlossen sind, die mit beiden Stirnseiten des Kolbens in Verbindung stehen. Die Druckmittelleitungen 2 führen zu einem Steuerelement' 3 und von dort einerseits zu einem Sumpf 4 und andererseits zu einer Hydraulikpumpe 5, die durch ein Überdruckventil 6 abgesichert ist. Das Steuerelement 3 ist als 4/2-Wegeventil ausgebildet, wobei die gegenüberliegenden Stirnseiten durch eine Leitung 7 miteinander verbunden sind, in d*r eine Verstelldrossel 8 angeordnet ist. An der Steuerstange 9 des Steuerelements 3 ist eine Feder 10 angeordnet, so daß die Feder 10 in Verbindung mit der Leitung 7 und der Verstelldrossel 8 als Zeitglied dient. An Stelle der Leitung 7 und der

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Drossel 8 kann ein Klemmechanismus vorgesehen sein, der von ei nem das Fahren des Fahrzeuges registrierenden Fühler gesteuert ist, der nur im Stillstand des Fahrzeuges das Wegeventil frei gibt. Dieser Fühler kann z.B. mit dem Tachometer selbst oder dessen Antrieb in Wirkverbindung stehen.

Hit 23 ist allgemein eine Verstelleinrichtung bezeichnet, die mittels einer Leitung 24 mit der Druckseite der Hubvorrichtung 1 verbunden ist. Die Verstelleinrichtung 23 weist einen Stellzylinder 25 auf, in dem ein Kolben mit einer Kolbenstange 26 beweglich gelagert ist, der einerseits von einer Stellfeder 27 belastet ist und andererseits über die Leitung 24 druckbelastet werden kann. In der Leitung 24 kann, wie in Fig. 1 abgebildet, eine Stelldrossel 28 eingebaut sein, um ein der Belastungsänderung zeitlich angepaßtes Ansprechen der Verstelleinrichtung sicherzustellen.

Weiterhin ist in Fig. 1 mit 11 ein Fahrzeugrahmen bezeichnet, an dem Stützen 12 befestigt sind, die ein allgemein mit 13 bezeichnetes Doppelachsaggregat führen. Das Doppelachsaggregat 13 weist auf beiden Seiten des Fahrzeuges Lagerböcke 14 auf, die miteinander über eine Welle verbunden sind und an denen Waagebalken-Blattfedern 15 befestigt sind. Ali den Enden der Waagebalken-Blattfedern 15 sind, nicht näher dargestellte, eine mit 16 bezeichnete nicht anhebbare und eine mit 17 bezeichnete anhebbare Achse befestigt. Die Hubvorrichtung ist mit der anhebbaren Achse 17 am Ende der Waagebalken-Blattfedern 15 verbunden und die Feder 10 des Steuerelements 3 greift an der nicht anhebbaren Achse im Bereich der anderen Enden der Waagebalken-Blattfedern 15 an. Entweder an einem oder an beiden Lagerböcken 14 ist ein mit 18 bezeichneter Bügel befestigt, der sich in Richtung der nicht anhebbaren Achse erstreckt und mit dem Stellzylinder 2 5 verbunden ist. Die Kolbenstange 26 des Stellzylinders 25 ist mit dem Gehäuse

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des Steuerelements 3 verbunden. Durch die Anlenkung der Verstelleinrichtung am Bügel 18 wird sichergestellt, daß unabhängig von Schwenkbewegungen des Doppelachsaggregates durch starke Bodenunebenheiten oder durch Heben und Senken der Hubvorrichtung nur die tatsächliche lastabrvingige Durchfederung an der nicht anhebbaren Achse ermittelt wird.

Ist die anhebbare Achse abgesenkt und das Fahrzeug voll beladen, so befindet sich das Steuerelement 3 in der in Fig. l nicht dargestellten, zweiten Schaltstellung, so daß der Hubzylinder in Schwimrnstellung geschaltet ist. Dabei kann in Abhängigkeit der Leitungsquerschnitte der Druckmittelleitungan 2 bzw. zusätzlich eingebauter Drosseln gewährleistet sein, daß durch die Hubvorrichtung eine Dämpfung von Pendelbewegungen der Doppelachse erfolgt. Da die Druckseite der Hubvorrichtung drucklos geschaltet ist, ist auch der Stellzylinder 25 drucklos, so daß die Stellfeder 27 des Gehäuses in die gemäß der Figur nicht dargestellte zweite Schaltstellung verschoben hat. Wird nun das Fahrzeug entlastet, so vergrößert sich der Abstand zwischen Bügel und vorderem Ende der Waagebalken-Blattfedern, so daß das Steuerelement 3 in die dargestellte Schaltstellung verschoben wird und dadurch die Druckseite der Hubvorrichtung 1 mit der Hydraulikpumpe 5 in Verbindung tritt. Durch die teilweise bzw.-ganze Übernahme das Lastanteils der anhebbaren Achse durch die nicht anhebbare Achse erfolgt eine Belastungserhöhung und eine Verringerung des Abstsndes zwischen Bügel und Waagebalken-Blattfederenden, so daß eine Verschiebung des Steuerelements 3 in die Absenkstellung erfolgen würde. Hier nun greift die Verstelleinrichtung bzw. der Verstelizylinder 25 ein, da die der Steilfeder 27 entgegengesetzte Kolben«· fläche mit der Druckseite der Hubvorrichtung 1 in Verbindung steht und das Gehäuse des Steuerelements 3 entsprechend der Einfederung der Waagebalken-Blattfedern verschiebt, so daß im Steuerelement keine Verscniebuna eintritt. Zu diesem Zweck muß natürlich

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der Hub des Stellzylinders in Verbindung mit dem Bewegungsablauf über die Steildrossel 28 aufeinander abgestimmt sein. Je nach Ausgestaltung kann wie bereits oben angedeutet, auf jeder Seite an den Lagerböcken ein Bügel befestigt sein, wobei zwei Steuerelemente und r.-.vei Stellzylinder vorgesehen sind, die miteinander verbunden, verschiedene Durchfederwege der rechten und linken Seite zueinander ausgleichen. Der Bügel kann aber auch in der Mitte zwischen beiden Lagerböcken angeordnet sein, wobei das Steuerelement dann in der Mitte der nicht anhebbaren Achse angreift und dadurch den mittleren Wert ermittelt.

In Fig. 2 sind am ebenfalls mit 11 bezeichneten Fahrzeugrahmen Federböcke 30 befestigt, an denen Blattfedern 31 angreifen. Die Blattfedern 31, an denen die ebenfalls mit 16 bezeichnete nicht anhebbare Achse befestigt ist, stützen sich andererseits an Waagebalken 32 ab, die an Stützstreben 33 schwenkbar gelagert sind und an denen .am gegenüberliegenden Ende die ebenfalls mit 17 bezeichnete anhebbare Achse befestigt ist. Die Stützstreben 33 sind mit dem Fahrzeugrahmen 11 verbunden. Die Hubvorrichtung 1 greift bei diesem Ausführungsbeispiel an der Verbindungsstelle zwischen Waagebalken 32 und Blattfedern 31 an, wobei eine Druckbelastung der Hubvorrichtung die Waagebalken 32, die Blattfedern 31 und die Räder in die strichpunktierte Lage verschwenkt. Zwischen den Enden zumindest einer Blattfeder 31 ist ein mit 18a bezeichneter flacher Bügel angeordnet, auf dem sich eine Hülse 34 eines mit 35 bezeichneten Bqwdenzuges abstützt. Das mit 36 bezeichnete Innenseil des Bowdenzuges ist im mittleren Bereich der Blattfeder 31 befestigt. Das Gehäuse des Steuerelements 3 und des Stellzy-' linders 25 sind, nicht näher dargestellt, aneinander befestigt und weisen ein Stützlager 37 für das andere Ende der Hülse 34 auf. Diese Baueinheit mit Steuerelement 3 und Stellzylinder 25 kann an einer beliebigen Stelle des Fahrzeuges befestigt sein. Das noch freie Ende des Innenseils 3S ist an einem Steuerbalken

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befestigt, der mit dem anderen Ende mit der Kolbenstange 26 des Stellzylinders 25 in Verbindung steht und in dessen mittleren Bereich die Steuerstange 9 über die Feder 10 des Steuerelements 3 angreift. Die Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 2 entspricht im wesentlichen der von Fig. 1, da der Bowdenzug 35 nur die echten Durchfia^rvece weitergibt und der Stellzylinder die Änderungen der 1a£tabhängigen Durchfederung beim Heben und Senken der anhebbaren Achse ausgleicht.

Selbstverständlich kann diese erf indungsgeniäße Vorrichtung auch bei allen anderen beliebigen Achsaufhängungen Verwendung finden, wobei hier lediglich übliche Achsaufhängungen verwendet wurden, die bezüglich ihrer Anforderungen an die Steuerung mit einem hohen Schwierigkeitsgrad behaftet sind. Die Hubx^rorrichtung und die Steuerung können hydraulisch, pneumatisch .oder mit zwei Kreisläufen in kombinierter Bauweise ausgebildet sein.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. \ Fahrzeug r..i-ϊ: "-urrindes fc drei Achsen, wobei zwei Achsen zu/ einem Doppelsch^aggregat zusammengefaßt und federnd am Fahrzeugrahmen angelenkt sind, und mit einer Vorrichtung zum selbsttätigen Anheben und Absenken einer Achse des Doppelachsaggregates, wobei ein eine Kubvorrichtung in Abhängigkeit der Achsbelastung steuerndes Element vorgeseher: ist, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung, die ausschließlich die jeweilige Belastung der nicht anhebbaren Achse (16) des Doppelachsaggregates (13) bzw. dieser Belastung entsprechende Werte ermittelt, und durch eine Verstelleinrichtung (23), die in Abhängigkeit der angehobenen und abgesenkten Stellung der anhebbaren Achse (l?) einen Steuerwert liefert, wobei der durch die Verstelleinrichtung (23) korrigierte Belastungswert der Meßeinrichtung das Steuerelement (3) ansteuert.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß bei Luftfederung der Achsen der Druck in den Federbälgen und bei mechanischen Federn die lastabhängige Durchfederung als Wert für die Belastung dienen.

3. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Abstützstellen der Federn (31) bzw. an zentralen Lagerböcken (14) von Waagebalken-Blattfedern (1.5) Bügel (13, 13a) bfüfestigt sind, wobei der jeweilige Abstand zwischen den Bügeln (13, 18a) und den Federn (31 und 15),vorzugsweise im max. Federhubbereich als Wert der Belastung dient.

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4. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (23) mechanisch, elektrisch oder vorzugsweise hydraulisch bzw- pneumatisch als federbelasteter Stellzyiinder (25) ausgeführt ist, dessen der Feder (C⁷) abgewandte Seite mit der Druckseite der Hubvorrichtung (·*) in Verbindung steht.

5. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellzylinder (25)und das Steuerelement (3) mechanisch in Serie geschaltet sind und die freien Enden des Steuerelements (3) und des Stellzylinders (25) am Bügel (13, 18a) und an den Federn (15, 31) angelenkt sind.

6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 'dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Bügeln (18, l8a) und Federn (15, 3l) ein Übertragungselement (35) angreift, das elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch, beispielsweise nach Art eines Bowdenzuges (35) ausgebildet ist und die Verstelleinrichtung (23) in die Kinematik zwischen Eingangsglied des Übertragungselements (35) und Ausgangsglied des Steuerelements (3) eingebaut ist.

7. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile des Stellzylinders

(25) und Steuerelements (3) starr aneinander befestigt sind und ein Stützlager (37) für die Bowdenzughülse (34) aufweisen, wobei ein Steuerbalken (38) vorgesehen ist, an dessen Enden sich das freie Ende des Bowdenzuges (35) und die Steilzylinderstangs

(26) sowie im mittleren Bereich das freie Ende des Steuerelements (3) abstützen.

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8. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenneeicr.net, daß die Übertragungselemente (35) und/ oder das S teuer el ε-.-ent (3) ein Zeitglied (7,8,10) bzw. Tiefpaß aufweisen, wodrrcr. nur längeranhaltende Belastungswerte eine Verstellung de:: 11" \ : ■■ r3l treats (3) bewirken.

9. . Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungselemente (35) und/ oder das Steuerelement (3) elastisch angelenkt sind und einen Klemmechanismus aufweisen, der fahrabhängig, vorzugsweise über einen tachometergesteuerten Fühler, die Übertragungselemente oder Steuerelement in der im Stillstand des Fahrzeuges ermittelten Stellung festhält.

%0. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (3) als 4/2-Wegeventil ausgebildet ist, das in der einen Schaltstellung die Hubvorrichtung (1) mit einer Druckmittelquelle (5) verbindet und ir der anderen Stellung die Hubvorrichtung (l) in Schwimmstellung schalter.

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