DE2928628C2 - Kufenaufhängung für ein zweispuriges Schneefahrzeug - Google Patents

Description

Anwendung der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Kufenaufhängung für ein zweispuriges Schneefahrzeug, das von der Hangabtriebskraft betrieben wird und mindestens mit zwei vorderen Kufen versehen ist, auf denen sich der Fahrzeugkörper über eine Schraubenfeder abstützt, wobei am Vorderteil einer jeden Kufe ein um eine dem Schneefahrzeug zugeordnete Querachse schwenkbarer Tragarm angeordnet ist, der mit einem Ausleger über die Querachse nach hinten reicht und wobei an dem Ausleger des Tragarmes ein Stoßdämpfer angelenkt ist

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind Schneefahrzeuge, bei denen die Kufen ohne besondere ledernde Zwischenglieder an der Achse derart befestigt .ind, daß sie sich nur um ihre Querachse zur Anpassung von Unebenheiten auf der Fahrbahn verdrehen. Um dieses Verdrehen zu ermöglichen, sind radial und axiai wirkende Gleitlager am Ende der Achse angeordnet Mitder Nabe des Gleitlagers ist der Träger der Kufe verbunden, an dem die Kufe mittels Schrauben festgeklemmt Und durch eine Tasche geführt ist Die Vertikal wirkenden Kräfte werden direkt in die Nabe der Gleitlager und von dort in die Achse geleitet. Nachteilig 1st, daß der Kufenträger durch die feste Verbindung mit der Kufe einen starren Verband bildet, der in vertikaler und horizontaler Richtung nur unbedeutend elastisch nachgeben kann.

Durch die DE-OS 24 07 190 ist es bekannt, zwischen dem Kufenträger und dem Boot des Schneefahrzeuges eine Hebelarmeinrichtung anzuordnen, die mit einer an der Kufe befestigten Feder abgestützt wird. Diese Hebelarmeinrichlung vermeidet nur die Flexibilität einer Blattfeder, jedoch werden durch die zentrale Befestigung der Kufe besonders hohe Forderungen an deren Steifigkeit gestellt Die Gelenkpunkte, die im Zusammenhang mit der Vertikalbewegung der Kufe eine gewünschte Federung ermöglichen, sind auf sehr kleinem Raum konzentriert Nachteilig ist, daß sich mit diesen kleinen Lagerahsiänden ein kleines Lagerspiel sehr stark vergrößernd auf das Lenkungsspiel auswirkt.

Vergrößert man die Lagerabstände, so vergrößert sich auch der Abstand zwischen der Kufe und dem Boot des Schneefahrzeuges, wodurch sich die Schwerpunkthöhe des Gerätes vergrößert und auftretende Seitenkräfte das Fahrverhalten negativ beeinflussen und ein Kippen begünstigen.

Ferner ist es durch die UE-AS 20 44 433 bekannt, bei einem mit Motorkraft angetriebenen Fahrzeug an jeder Kufe als Lastlagerung einen Stoßdämpfer mit einem starren Arm zu verbinden und im unmittelbaren Bereich der Achslagerung die Kufe an dem starren Arm durch eine Schraubenfeder abzustützen. Nachteilig ist, daß keine seitliche Führung der Kufen durch die in der Kufenmitte angeordnete Schraubenfeder erreicht werden kann und der Stoßdämpfer beim Auftreten von seillichen Kräften nicht als geeignetes Führungselement anzusehen ist und sich zwischen den Befestigungspunkten verkantet. Außerdem steht für den Einbau der Schraubenfedern ein niedriger Raum zur Verfügung, wodurch ein sehr kleiner Federweg erreicht wird.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es. eine Kufenaufhängung zu schaffen, mit der ein großer Federweg bei geringer Bauhöhe erreicht wird.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kufenaufhängung /u schaffen, die die Kufe seitlich gut fühn und mit der auch den größeren Teil des Federweges eine flache Federkennlinie erreicht wird.

Bei einer Kufenaufhängung der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgeinäß dadurch gelöst, daß ein von der Querachse nach hinten weisender Lenker vorgesehen ist, der schwenkbar an seinem ■>" vorderen Ende neben der Achstiabe in einem im Tragarm gelagerten Gehänge und an seinem hinteren F'nde in einem Lager der Kufe angeordnet ist, daß sich die Schraubenfeder /wischen dem Lenker und dem Ausleger des Tragarmes befindet, daß der Stoßdämpfer ■" mit seinem unteren Finde an dem I enker befesiigt ist und dzi zwei nach oben weisende I locker der Kufe in am Tragarm befestigten Taschen gleitend geführt sind.

In der weiteren Ausbildung der Erfindung sind in den

Taschen Zusat/federn angeordnet. \n einem Ausleger der Querachse oder am Bootskörper und an dem Ausleger des Tragarmes oder am Tragarm selbst ist eine Torsionsfeder befestigt

Ein nicht selbständiges Merkmal nach der Erfindung besteht auch darin, daß nur ein Höcker an der Kufe ⁶^ vorgesehen ist, welcher durch die Tasche gleitend geführt ist

Die Kufenäüfhängüng ermöglicht durch die Anordnung des Lenkers, der Schraubenfeder und des

Stoßdämpfers einen großen Federweg mit einer flachen Federkennlinie. Durch die Zusatzfeder steigt die Federkennlinie progressiv an, und es werden von der Kufenaufhängung auch kurzzeitige, sehr hohe Belastungen aufgenommen. Außerdem wird durch die in den Taschen des Armes angeordneten Hocker eine seitliche Führung der Kufe erreicht

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausfüh- '° rungsbeispiel erläutert. Die Zeichnungen zeigen

F i g. 1 eine Kufenaufnängung in der Seitenansicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht im Schnitt nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Teildraufsicht nach Fig. 1,

F i g. 4 eine schematische Darstellung für die Kinematik der Kufenaufhängung,

Fig. 5 ein Diagramm mit einer Federkennlinie der Kufenaufhängung.

Aufbau

20

Nach Fig. i bis 3 wird eine Kufe ί in einem Lager 2 und über einen Tragarm 3, der aus kastenförmigem Profil besteht, von einer Querachse 4 geführt. Der Mittelpunkt des Lagers 2 ist tiefer angeordnet als der Mittelpunkt der Querachse 4. Die Kufe 1 ist in diesem dargestellten Ausführungsbeispiel mit 2 Höckern 5 versehen, die beim Einfedern von zwei am Tragarm 3 befestigten Taschen 7 geführt werden, jedoch kann auch nur ein Hocker 5 in einer Tasche 7 vorgesehen werden. Der Abstand der Hocker 5 ist größer als der ^so Durchmesser einer Achsnabe 8 am Tragarm 3 und Voraussetzung für einen großen Federweg bei geringer Bauhöhe der Kufenaufhängung. In den Taschen 7 sind beidseitig der Nabe 8 zwei Zusatzfedern 6 angeordnet. Gleichzeitig dienen die Taschen 7 zur seitlichen Führung der Hocker 5. Im eingefederten Zustand sind die Zusatzfedern 6 durch die Hocker 5 etwa gleichstark zusammengedrückt. Im Tragarm 3 ist vor oder hinter der Querachse 4 nach Fig.4 ein Gehänge 12 befestigt, das einen Lenker 11 an einem Ende führt. Das andere Ende des Lenkers 11 ist in einem Lager 10 der Kufe 1 angeordnet. Der Tragarm 3 ist mit einem Ausleger 13 versehen. Am Ausleger 13 und an dem Lenker 11 ist ein Stoßdämpfer 14 befestigt. Zwischen dem Ausleger 13 und dem Lenker 11 stützt sich in der Nähe der Achsnabe 8 eine Schraubenfeder 15 ab. Die Schraubenfeder 15 und der Stoßdämpfer 14 sind zwischen dem Ausleger 13 und dem Lenker 11 derart eingefügt, daß sie den Raum zwischen der Unterkante des Lenkers 11 und der Oberkante des Auslegers 13 maximal nutzen, wobei der so zur Verfügung rtehende Zwischenraum für die Sehrau benfeder Ϊ5 nur um die Blechdicken des Lenkers 11 und des Auslegers 13 reduziert wird. Damit wird der große Federweg an der Schraubenfeder 15 gesichert. Der Federweg wird in Richtung der Fintederung dutch die '>*> zusammengedrückten Zusatzfedern 6 und in Richtung der Ausfederung durch den Stoßdämpfer 14 begrenzt Obwohl der Stoßdämpfer 14 auf Grind des flachen Einbauraumes nicht vertikal eingebaut «,erden kann, so ist er derart angeordnet, daß er eine möglichst große w vertikale Komponente bringt, um kleine innere Kräfte iff der Kufenaufhängung aufzunettien. Zur Fixierung der Kufenstellung ist eine Torsionsfeder 16 vorgesehen, die »ich auf der einen Seite am Ausleger 13 des Tragarmes 3 und auf der anderen Seite an einem Ausleger 17 der Querachse 4 abstützt. Es ist auch möglich, die Torsionsfeder aiii Tragarm 3 und an einem nicht dargestellten Bootskörper zu befestigen. Mit der Torsionsfeder 16 wir·! erreicht, daß sich die Kufe 1 in den von der Fahrbahn abgehobenen Zustand immer in die Grundstellung zurückdreht.

F i g. 4 zeigt, daß die Bewegung der Kufe 1 relativ zur Querachse 4 zwei Freiheitsgrade hat. Der erste Freiheitsgrad ist durch die drehbare Lagerung der ganzen Kufenaufhängung auf der Querachse 4 gegeben. Dadurch kann sich die Kufe 1 den Winkelabweichungen zwischen der Längsachse des Schneefahrzeuges und der Oberfläche der Schneebahn anpassen. Der rweite Freiheitsgrad ist durch ein Koppelgetriebe, das durch den Tragarm 3, dem Gehänge 12 und dem Lenker 11 gebildet wird, gegeben. Zwischen dem Ausleger 13 des Tragarmes 3 und dem Lenker 11 ist die Schraubenfeder 15 und der Stoßdämpfer 14 angeordnet Die Schraubenfeder 15 hat auf diese Weise ein günstiges Obersetzungsverhältnis für die Kufenaufhiingung, da bei der Kufeneinfederung sowohl die Verdrehung des Armes 3 als auch die Verdrehung und Verschiebung des Lenkers 11 als Federweg wirksam werden

Damil der Stoßdämpfer 14 eine yrrßere wirksame Komponente in der Kufenfederungsrichtung bringt, ist vorgesehen, dal? der Abstand a mindestens ein Viertel bis ein Dritteides Abstandes bbeträgt.

Fig 5 zeigt den Verlauf der Federkraft Füber den vertikalen Weg der Kufe 1. Bei der statischen Last F, ist die Kufenaufhängung auf Si eingefedert. Bei der Lasterhöhung auf F> (durch die Fliehkraft bei Kurvenfahrt oder eine Unebenheit) kommt ei zur Einfederung auf Si und zum Einsatz der Zusatzfedern 6 nach Fig. I. Die Zusatzfedern begrenzen infolge des progressiven Anstieges der Federkral' auf F) den Federweg auf Sj.

Die Schraubenfeder 15 und die Zusatzfedern 6 nach F i g. I sollen so dimensioniert sein, daß der Federweg % bis Si etwa ein Viertel bis ein Drittel des Federweges von .So bis Sj beträgt.

Funktionsweise

Es sollen drei Funkiionen der erfindungsgemäßen Lösung erreicht werden.

1. Funktion des tiefliegenden Lagers 2

Beim Überfahren eines Hindernisses wird sich die Kufe zuerst vorn anheben, so daß der Tragarm 3 nach oben schwenkt und sich auf der Querachse 4 dreht. Gleichzeitig schwenkt der Ausleger 13 nach unten und drückt die Schraubenfeder 15 und den Stoßdämpfer 14 /u-uimmen.

Im weiteren Verlauf wird auch die Kufe 1 in der Mitte und hinten angehoben, wodurch sich der Lenker 11 auch noch nach oben verschiebt und sowohl die Schraubenfeder 15 als auch den Stoßdämpfer 14 zusammendrückt.

Nachdem die Kufe 1 über das Hindernis hinweggeglitten ist. taucht zuerst das Lager 2 der Kufe 1 nach mten. In der jetzt folgender· Phase, in der anfangs noch .'ine über dem statischen Wer; liegende Knfenlast vorliegt, schwenkt das Schneefahrzeug mit der Ouerachse 4 um das Lager 2 nach vorn und ooen heraus und überträgt auf das Schneefahrzeug einen Impuls mit einer Komponente in Gleitrichtung. Die Komponente in Gleitrichlung wird mit tiefer liegendem Lager 2 gegenüber der Querachse 4 größer.

Dieser Bewegungsablauf ist mit dem bei einem Skilangläufer vergleichbar, der sich auch auf dem Ski, den er vorübergehend höher belastet, nach vorn und oben abdrückt.

2. Funktion der weichen Federung

Durch die weiche Federung wird beim Einfedern infolge Fahrbahnerhebung die Kufenlast nur etwas erhöht, und beim Ausfedern infolge Fahrbahnvertiefung wird die Kufenlast nur wenig abgesenkt. Die Kräfte zwischen Kufe I und Fahrbahn ändern sich demzufolge nur wenig, und insbesondere entstehen keine größeren die Fahrbahn zerstörenden Kraftspitzen. Da aber die Zerstörung der Fahrbahn mit einem entsprechenden Energieverbrauch und auch mit Gescliwindigkeilsverlust verbunden; ist, wirkt sich die weiche Federung günstig auf die Erhaltung der Fahrgeschwindigkeit aus. Gleichzeitig wird durch die weiche Federung die Fahrbahn geschont.

3. Funktion der Federwegaufteilung

Die Federwegaufteilung zusammen mit der weichen Federung bewirkt, daß die Kufe 1 sowohl über Fahrbahnerhebungen als auch durch Fahrbahnvertiefungen gleiten kann, ohne von der Fahrbahn abzuheben bzw. zu springen. Da bei abgehobener Kufe 1 bzw. während des Sprunges die Hangabtriebskraft fehlt, würde das Schneefahrzeug dabei an Geschwindigkeit in Richtung des

ίο Hanges verlieren. Eine entsprechende Umsetzung der durch die Fallbeschleunigung entstehenden vertikalen öesciiwindigkciiskömponente beim Aufkommen atif die Fahrbahn erfolgt nicht, da beim Aufsprung zu viel Energie umgewandelt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kufenaufhängung für ein zweispuriges Schneefahrzeug, das von der Hangabtriebskraft betrieben wird und mindestens mit zwei vorderen Kufen versehen ist, auf denen sich der Fahrzeugkörper über eine Schraubenfeder abstützt, wobei am Vorderteil einer jeden Kufe ein um eine dem Schneefahrzeug zugeordnete Querachse schwenkbarer Tragarm angeordnet ist, der mit einem Ausleger über die Querachse nach hinten reicht und wobei an dem Ausleger des Tragarmes ein Stoßdämpfer angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Querachse nach hinten weisender Lenker (11) vorgesehen ist, der schwenkbar an seinem vorderen Ende neben der Achsnabe (8) in einem Tragarm (3) gelagerten Gehänge (12) und an seinem hinteren Ende in einem Lager (10) der Kufe (1) angeordnet ist, daß sich die Schraubenfeder (15) zwischen dem Lenker (11) und dem Ausleger (13) des Tragarmes (3) befindet, daß der Stoßdämpfer (14) mit seinem unteren Ende an dem Lenker (11) belestigt ist und daß zwei nach oben weisende Hocker (5) der Kufe (1) in am Tragarm (3) befestigten Taschen (7) gleitend geführt sind.

2. Kufenaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zusatzfedern (6) in den Taschen (7) angeordnet sind.

3. Kufenaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Torsionsfeder (16) vorzugsweise a· einem Ausleger (17) der Querachse (4) und an dem Ausleper (1?^ des Tragarmes (3) befestigt ist.

4. Kufenaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Hocker (5) der Kufe (1) vorgesehen ist, welcher in am Tragarm (3) befestigter Tasche (7) gleitend geführt ist.