DE2850981A1 - Gelenkfahrzeug - Google Patents

Description

Gelenkfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Gelenkfahrzeug, mit einem auf Rädern ruhenden vorderen Rahmen, mit einem auf Rädern ruhenden hinteren Rahmen, und mit einer Kupplung zwischen den beiden Rahmen, die eine relative Drehbewegung der Rahmen in einer horizontalen Ebene um eine vertikale Achse und in einer vertikalen Ebene um eine horizontale Achse ermöglicht.

Derartige Konstruktionen werden bei schweren, für die Erdbearbeitung ausgerüsteten Fahrzeugen verwendet, weil es dort sehr erwünscht ist, daß der Rahmen, der die Antriebsmittel enthält, mit einem zweiten Rahmen, der das Erdbearbeitungsgerät enthält so verbunden ist, daß der das Erdbearbeitungsgerät enthaltende Rahmen stets während des Betriebes richtig in bezug auf die Fortbewegungsrichtung ausgerichtet ist.

Derartige Fahrzeuge werden normalerweise dadurch gesteuert, daß Antriebsmittel, z.B. eine hydraulische Kolben/Zylinder-Einheit zwischen den beiden Rahmen an einer Stelle angeordnet werden, die einen Abstand von der Gelenkverbindung zwischen den beiden Rahmen aufweist. Derartige Vorrichtungen sind in den US-Patentschriften 3 038 619 und 26 635 beschrieben. Bei diesen bekannten Fahrzeugen ist zwar eine Drehverbindung zwischen den beiden Rahmen vorgesehen, jedoch fehlt dort die Möglichkeit einer Drehbewegung der Rahmen relativ zueinander in Fort-

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bewegungsrichtung des Fahrzeugs. Häufig kommen derartige Fahrzeuge auf sehr unebenem Boden zum Einsatz, und dabei ist von besonderer Bedeutung, daß alle vier Räder stets in Eingriff mit dem Boden bleiben.

Es ist daher schon vorgeschlagen worden, eine einzige mittlere Drehverbindung zwischen den beiden Rahmen vorzusehen, die eine Drehbewegung der Rahmen sowohl um eine vertikale Achse als auch um eine horizontale Längsachse erlaubt. Derartige Konstruktionen sind in den US-Patentschriften 3 299 982 und 3 521 719 beschrieben.

Bei Verwendung einer zentralen Verbindung zwischen den entsprechenden Rahmen ist jedoch ein Unterrahmen erforderlich, um eine Bewegung der Achsen in bezug aufeinander um eine Längsachse zu ermöglichen. Eine solche Lösung hat jedoch den Nachteil, daß die zentrale Drehverbindung besondere Drehlager an den Rahmen erfordert, die zu einem höheren Gesamtschwerpunkt führen, weil die für ein solches Fahrzeug benötigten Komponenten entsprechend unterzubringen sind.

Ein weiterer Nachteil einer einzigen mittleren Verbindung zwischen den Rahmen besteht darin, daß es schwieriger wird, die Verbindungen zwischen den auf den beiden Rahmen angeordneten Komponenten herzustellen. Normalerweise befindet sich nämlich die Antriebseinheit auf dem einen Rahmen, während die Materialbearbeitungseinheit am anderen Rahmen angeordnet ist. Da die meisten Steuerfunktionen jedoch notwendigerweise an dem Rahmen angeordnet sein müssen, an dem sich die Materialbearbeitungseinheit befindet, müssen entsprechende Verbindungen zwischen dieser

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Einheit und der Antriebsvorrichtung auf der anderen Einheit vorgesehen werden, die normalerweise aus Rohren oder Schläuchen für die Hydraulik und elektrischen Leitungen bestehen. Da ferner alle vier Räder angetrieben werden, ist es auch erforderlich, eine Antriebsverbindung zwischen den beiden Rahmen vorzusehen, die üblicherweise über eine Antriebswelle erfolgt. Bei einer zentralen Gelenkverbindung fehlt jedoch ein ausreichender Raum zur Durchführung der Antriebswelle durch die Verbindung zwischen den Rahmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gelenkfahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, das die erforderlichen Drehbewegungen ausführen kann, ohne daß die erwähnten konstruktiven Schwierigkeiten auftreten.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kupplung einen Abstand voneinander aufweisende Drehverbindungen aufweist, die die beiden Rahmen so verbinden, daß sie eine Drehung um eine der Achsen ausführen können, und daß Lagermittel vorgesehen sind, die eine Bewegung wenigstens einer der beiden Drehverbindungen in einer durch die eine Achse verlaufenden Ebene zur Drehbewegung der Rahmen um die andere Achse ermöglichen.

Dadurch, daß zwei einen Abstand voneinander aufweisende Drehverbindungen vorgesehen sind, ergibt sich ein Zwischenraum, in der die Antriebsachse zwischen den beiden Rahmen untergebracht werden kann. Außerdem steht genügend Raum zur Verfügung, um die erforderlichen hydraulischen und elektrischen Verbindungen zwischen den beiden Rahmen dort vorsehen zu können.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist einer der Rahmen mit einer länglichen Führungsschiene versehen, die sich quer zur Längsachse erstreckt, und auf der ein Lagerelement entlangbewegbar ist. Zwischen dem Lagerelement und dem anderen Rahmen ist eine erste Universalverbindung vorgesehen, und eine zweite Universalverbindung befindet sich unmittelbar zwischen den beiden Rahmen an einer von der Führungsschiene einen Abstand aufweisenden Stelle. Somit bildet die zweite Universalverbindung nicht nur eine Verbindung zwischen den beiden Rahmen zur Ermöglichung einer Drehung um die erste vertikale Achse, sondern sie bildet auch eine im wesentlichen horizontale Längsachse, um die sich die beiden Rahmen relativ zueinander drehen können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 ein gemäß der Erfindung ausge

bildetes Gelenkfahrzeug in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 eine perspektivische Teildarstel

lung der Kupplung in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung ent

lang der Linie 3-3 in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab;

' Fig. 4 einen Teilquerschnitt entlang der

Linie 4-4 in Fig. 3; und

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Fig. 5 einen Teilquerschnitt entlang der

Linie 5-5 in Fig. 2.

Das in Fig. 1 dargestellte Gelenkfahrzeug 10 besitzt einen hinteren Rahmen 12 und einen vorderen Rahmen 14. Die beiden Rahmen sind miteinander durch eine Kupplung 16 verbunden. Der hintere Rahmen 12 ruht auf zwei Rädern 18, die an gegenüberliegenden Enden einer nicht dargestellten, am Rahmen befestigten Achse angebracht sind. Der hintere Rahmen enthält vorzugsweise einen nicht dargestellten Motor zur Fortbewegung des Fahrzeuges. Der vordere Rahmen 14 ruht ebenfalls auf zwei Rädern 20, von denen nur eines dargestellt ist, und ferner ist am vorderen Rahmen eine Fahrerkabine 22 angebracht.Am vorderen Ende des Rahmens 14 ist drehbar in bekannter Weise eine Materialbearbeitungseinheit 24 gelagert, und daher kann eine genaue Beschreibung entfallen.

Gemäß der Erfindung ist die Kupplung 16 so ausgebildet, daß eine Gelenkbewegung zwischen den Rahmen um eine vertikale Achse und ferner eine oszillierende Bewegung der Rahmen um eine im wesentlichen in Längsrichtung verlaufende, horizontale Achse möglich ist. Zu diesem Zweck enthält die Kupplung 16 zwei einen Abstand voneinander aufweisende Drehverbindungen 30 und 32, die die beiden Rahmen so verbinden, daß eine Drehbewegung um die in Fig. 5 dargestellte vertikale Achse V möglich ist.

Die erste oder untere Drehverbindung 30 bildet eine Universalverbindung zwischen den beiden Rahmen und ist in Einzelheiten in Fig. 3 und 5 dargestellt. Die Drehverbindung 30 enthält zwei Ohren 34 und 36, die jeweils an einem der Rahmen so angebracht sind, daß sie einander überlappen. Im Ohr 34 ist ein aufwärtsragender Stift 40 befestigt, der an seinem im Durchmesser verringerten oberen Ende einen Körper 42 mit sphärischer Oberfläche trägt. Der Körper 42 wirkt mit der sphärischen Fläche einer Buchse 44 zusammen, die in einer öffnung des Ohres 36 am anderen Rahmen befestigt ist.

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Die zweite, obere Drehverbindung zwischen den beiden Rahmen gleicht im Aufbau der unteren Drehverbindung 30 und enthält ebenfalls einen festen Stift 50 mit einem außen kugelförmigen Körper 52, der zwischen seinen Enden angeordnet ist und mit einer Buchse 54 zusammenwirkt, die in einem Ohr 56 gelagert ist, das sich am hinteren Rahmen 12 befindet. Der Körper 52 ist auf dem Stift 5O aus einem später noch beschriebenen Grunde axial beweglich.

Gemäß einem wesentlichen Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Universalverbindung 32 quer zum Fahrzeug bewegbar, so daß eine Drehbewegung der Rahmen 12 und 14 um eine im wesentlichen longitudinale, horizontale Achse möglich ist. Zu diesem Zweck ist der Stift 50 auf einem Lagerelement 60 gelagert, das quer zur Längsachse des Fahrzeugs 10 bewegbar ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Lagerelement 60 aus einem U-förmigen Bügel 62, wobei sich der Stift 50 zwischen den beiden Schenkeln des Bügels 62 befindet, was aus Fig. 4 deutlicher hervorgeht. Der Stift 50 kann lösbar am Bügel 62 durch eine Platte 64 gehalten werden, die ein Teil mit dem Stift 50 bildet und durch Bolzen 66 lösbar am Bügel 62 angebracht ist.

Das Lagerelement 60 wird bei einer Bewegung durch Führungsmittel 70 geführt, die aus einer länglichen, im wesentlichen horizontalen Führungsschiene 72 bestehen, die im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist (Fig. 4). Die Führungsschiene 72 erstreckt sich zwischen zwei vertikalen Platten 74 (Fig. 2), die einen Teil des vorderen Rahmens bilden, und die Führungsschiene 72 verläuft quer zur Längsachse des Fahrzeuges, wenn dieses sich geradeaus bewegt.

Haltemittel arbeiten mit der Führungsschiene zusammen, um das Lagerelement 60 auf der Führungsschiene 72 zu halten und

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zugleich die äußeren Grenzen für die Bewegung des Lagerlementes 16 entlang der Führungsschiene 72 zu definieren. Aus diesem Grunde ist gemäß Fig. 2 eine zweite Führungsschiene 80 vorgesehen, die sich parallel zur Führungsschiene 72 in geringem Abstand zu dieser erstreckt. Zwischen den beiden Führungsschienen 72 und 80 sind an gegenüberliegenden Enden Abstandsstünke 82 angeordnet, die miteinander durch Bolzen 84 (Fig. 5) verbunden sind. Daher sorgen die Abstandsstücke 82 nicht nur für einen vorgegebenen Zwischenraum zwischen den Führungsschienen 72 und 80, sondern sie bilden auch die äußeren Begrenzungen für die Bewegung des Lagerelementes 60 entlang der Führungsschiene 72. Vorzugsweise sind Verschleißplatten 86 an den einander zugekehrten Flächen der Basisteile des U-förmigen Bügels 62 vorgesehen, die in inniger Berührung mit den benachbarten Flächen der Führungsschienen 72 und 80 stehen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das Lagerelement 60 in einer vorgegebenen Lage in bezug auf die Führungsmittel 70 arretiert werden. Dieses Merkmal ist von außerordentlicher Bedeutung für den Gebrauchswert der erfindungsgemäßen Kupplung. Manchmal ist es beispielsweise erwünscht, eine Schwenkbewegung der Rahmen 12 und 14 gegeneinander um eine Längsachse zu verhindern. Wenn beispielsweise das Fahrzeug auf Landstraßen transportiert wird, ist es erwünscht, daß die Rahmen sich nur um eine vertikale Achse gegeneinander drehen können, um die Stabilität des Fahrzeuges bei hohen Geschwindigkeiten zu erhöhen. Gemäß Fig. 3 können die Verriegelungsmittel aus Bolzen 90 bestehen, die an gegenüberliegenden Seiten des Lagerelementes 60 durch den oberen Schenkel der Führungsschiene 72 verlaufen und jegliche Querbewegung des Lagerelementes 16 auf der Führungs-

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schiene 72 verhindern. Wenn die Bolzen 90 angebracht sind, wird die Schwenkbewegung der Rahmen auf eine Schwenkbewegung um die vertikale Achse V begrenzt.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß die Erfindung eine einfache Anordnung zur Verbindung von zwei Rahmen aufzeigt, die sowohl eine Drehbewegung als auch eine oszillierende Bewegung ermöglicht. Die Drehbewegung der Rahmen relativ zueinander erfolgt dabei durch Betätigung einer nicht dargestellten Kolben/Zylinder-Einheit um die vertikale Achse V, die gemäß Fig. 3 durch die vertikal fluchtenden Stifte 40 und 50 definiert wird. Wenn jedoch einer der Rahmen über ein unebenes Gelände verläuft, können die Rahmen auch in Anpassung an diese Unebenheiten eine Schwenkbewegung um eine Längsachse ausführen. Wenn somit - wie in Fig. 5 dargestellt ist - der vordere Rahmen 14 leicht im Uhrzeigersinn geschwenkt wird, drehen sich der Rahmen 14 und die Führungsschiene 72 um eine horizontale Drehachse H , die in der unteren Drehverbindung 30 definiert ist. Bei dieser Drehbewegung bewegt sich das Lagerelement 60 auf der Führungsschiene 72 entlang, und der mit einer kugelförmigen Oberfläche versehene Körper 52 wird axial in bezug auf den Stift 50 bewegt, so daß der vordere Rahmen in die in Fig. 5 dargestellte Winkellage bewegt werden kann, während der hintere Rahmen in einer im wesentlichen horizontalen Lage verbleibt. Natürlich werden die äußeren Begrenzungen für die Bewegung des Lagerelementes 60 in bezug auf die Führungsschiene 72 durch die in Fig. 2 dargestellten Abstandsstücke 82 begrenzt.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die vorliegende Erfindung eine Kupplung zwischen zwei gelenkig verbundenen Rahmen eines Fahrzeuges aufzeigt, die in der Herstellung preiswert ist und eine Schwenkbewegung um zwei zueinander senkrechte Achsen ermöglicht, wobei die beiden Drehverbindungen 30

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und 32 in einem gewünschten vertikalen Abstand voneinander angeordnet werden können, um einen großen freien Raum im Bereich der mittleren Längsachse des Fahrzeuges zu schaffen, und um die Lagerbelastung der Drehverbindung zu vermindern. Dieser große Zwischenraum kann dabei zur Unterbringung einer Antriebsachse zwischen den beiden Rahmen ausgenutzt werden, so daß die Vorderräder ohne Schwierigkeiten von dem in dem hinteren Rahmen angeordneten Motor angetrieben werden können. Ferner kann der große Zwischenraum zur Durchführung der hydraulischen und elektrischen Verbindungen von einem Rahmen zum anderen ausgenutzt werden, und auch diese Verbindungen können etwa durch die in Längsrichtung verlaufende horizontale Drehachse zwischen den beiden Rahmen verlaufen, so daß komplizierte Bauelemente, die normalerweise für die Herstellung solcher Verbindungen zwischen den einzelnen Rahmen erforderlich sind, entfallen.

Bs / dm

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Claims (11)

EIKENBERG & BRÜMMERSTEDT PATENTANWÄLTE IN HANNOVER J.I, Case Company 105/37 Patentansprüche

1.I Gelenkfahrzeug, mit einem auf Rädern ruhenden vorderen Rahmen, mit einem auf Rädern ruhenden hinteren Rahmen, und mit einer Kupplung zwischen den beiden Rahmen, die eine relative Drehbewegung der Rahmen in einer horizontalen Ebene um eine vertikale Achse und in einer vertikalen Ebene um eine horizontale Achse ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (16) einen Abstand voneinander aufweisende Drehverbindungen (31, 32) aufweist, die die beiden Rahmen (12, 14) so verbinden, daß sie eine Drehung um eine der Achsen (V) ausführen können, und daß Lagermittel vorgesehen sind, die eine Bewegung wenigstens einer der Drehverbindungen (32) in einer durch die eine Achse (V) verlaufenden Ebene zur Drehbewegung der Rahmen (12, 14) um die andere Achse (A) ermöglichen.

2. Gelenkfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Achse (V) die vertikale Achse ist.

3. Gelenkfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagermittel Führungsmittel (70) an einem der Rahmen (14)

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zur Führung der wenigstens einen Drehverbindung (32) enthalten.

4. Gelenkfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Drehverbindung (3 2) ein Lagerelement (60), das auf den Führungsmitteln (70) entlangbewegbar ist und einen festen Stift (50) aufweist, und eine Universalverbindung (54) an dem anderen Rahmen (12) zur Aufnahme und Lagerung des Stiftes (50) enthält.

5. Gelenkfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Drehverbindung (30) einen zweiten, an dem anderen Rahmen (12) befestigten Stift (40) und eine Universalverbindung (44) an dem einen Rahmen (14) zur Aufnahme des zweiten Stiftes (40) enthält.

6. Gelenkfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagermittel eine im wesentlichen horizontale Führungsschiene (72) an dem einen Rahmen (40) enthalten, auf der die wenigstens eine Drehverbindung (32) entlangbewegbar ist, und daß die andere Drehverbindung (30) eine Universalverbindung zwischen den beiden Rahmen (12, 14) bildet.

7. Gelenkfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlagmittel (82) vorgesehen sind, die eine Begrenzung der Bewegung der wenigstens einen Drehverbindung (32) entlang der
Führungsschiene (72) bewirken.

8. Gelenkfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Haltemittel (80) vorgesehen sind, die das Lagerelement (60) auf der Führungsschiene (72) in Verbindung mit den Anschlagmitteln (82) festhalten.

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9. Gelenkfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet/ daß die Universalverbindungen jeweils aus einer innen kugelförmigen Buchse (44, 54) zur Aufnähme eines auf dem zugehörigen Stift (40, 50) angeordneten kugelförmigen Körpers(42, 52) bestehen.

10. Gelenkfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der kugelförmige Körper der ersten Universalverbindung

(54) auf dem zugehörigen Stift (50) axial verschiebbar ist.

11. Gelenkfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Arretiermittel (90) zur Arretierung des Lagerelementes (16) auf der Führungsschiene (72) und damit zur Verhinderung einer Drehbewegung der Rahmen (12, 14) um die horizontale Achse (H) vorgesehen sind.

-Beschreibung-

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