DE3013992A1

DE3013992A1 - Lastfahrzeug mit radgestellen und hebezeug fuer ein raederpaar

Info

Publication number: DE3013992A1
Application number: DE19803013992
Authority: DE
Inventors: Sixten Arnold Maurit Johansson
Original assignee: Volvo BM AB
Current assignee: Volvo Construction Equipment AB
Priority date: 1979-04-23
Filing date: 1980-04-11
Publication date: 1980-11-06
Also published as: SE422553B; CA1138013A; US4324417A; SE7903536L; GB2048179B; GB2048179A

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Lastfahrzeug entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Vorwiegend betrifft die Erfindung Fahrzeuge dieser Art für Hoch- und Tiefbauarbeiten, insbesondere Muldenkipper (Dumper). Der lasttragende Teil solcher Fahrzeuge ist oft mit keiner anderen Federung versehen als die Eigenfederung der Bereifung. Die Federungseigenschaften werden hierdurch dem Fahren mit voller Last angepasst, weshalb die Federung ziemlich hart und beim Fahren ohne Last praktisch stumm ist.

Beim Fahren eines unbelasteten Muldenkippers oben genannter Art stellt sich heraus, dass bereits geringe Bodenunebenheiten starke senkrechte Beschleunigungen des Fahrzeugs hervorrufen und dass diese Beschleunigungen schon bei einer Fahrgeschwindigkeit von 9-13 km/h einen Höchst-

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wert erreichen. Hat die Fahrbahn oder der Boden eine Oberflächenstruktur Klasse 0,6 und weist somit kurze Höhenunterschiede von 4 bis 6 cm auf, treten bei einer Geschwindigkeit von 11 km/h Beschleunigungen von etwa 3 g auf. Bei höheren Fahrgeschwindigkeiten von beispielsweise 25 km/h oder der in Schweden höchstzulässigen Geschwindigkeit von 30 km/h nehmen die Beschleunigungen wieder ab. Da aber die Beschleunigungen im Bereich 9-13 km/h so hoch sind, dass sie für Fahrer und Fahrzeug eine erhebliche Beanspruchung darstellen, wird der Fahrer diesen Bereich und daher auch die höheren Geschwindigkeiten vermeiden. Er wird daher eine niedrigere Fahrgeschwindigkeit von 8-9 km/h wählen, wo die Beanspruchung durch Beschleunigungskräfte erträglich ist.

Die bekannten Räderaufhängungen bei Fahrzeugen obiger Art bewirken daher, dass sowohl Fahrer wie Fahrzeug stark beansprucht werden, dass die an sich mögliche Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs nicht ausgenutzt werden kann, es sei denn auf sehr ebener Strasse, und dass der Verschleiss der Fahrbahn durch die hüpfenden Bewegungen des Fahrzeugs stark wird. Um die Eigenfrequenz des Fahrzeugs herabzusetzen und dadurch die Beschleunigungen bei Leerfahrten zu dämpfen, ist es bei Lastwagen bekannt, eine der beiden mit Radgestellen versehenen Radachsen soweit anzuheben, dass nur die Räder der anderen Achse auf der Fahrbahn aufliegen. Eine nennenswerte Senkung der Beschleunigungen lässt sich jedoch hierdurch nicht erzielen, sondern der wichtigste Vorteil dieser Massnahme besteht darin, dass die Bereifung der beiden angehobenen Räder geschont wird.

Zweck der Erfindung ist es, eine Raderaufhängung zu ermöglichen, welche die oben genannten Nachteile genügend

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verringert um das Fahrzeug bei gegebener Hindernishöhe (Bodenerhöhungen, Rinnen usw) schneller gefahren werden kann ohne dass die lotrechten Beschleunigungen merklich zunehmen.

Erfindungsgemäss lässt sich dies mit einem Fahrzeug erzielen, das die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist. Hierbei wird eine weichere Federung eingeschaltet, wenn das Fahrzeug unbelastet ist oder nur geringe Last trägt, wodurch Bodenunebenheiten so aufgefangen werden, dass sie nur geringere Beschleunigungen des. Fahrzeugs selbst hervorrufen. Eine derartige erfindungsgemässe Federung kann es beispielsweise ermöglichen, den oben genannten Muldenkipper beim Fahren ohne Last auf einer Fahrbahn der Strukturklasse 0,6 mit einer Höchstgeschwindigkeit von 30 km/h zu fahren, ohne dass der oben erwähnte Beschleunigungswert 3 g überschritten wird. Gerade der Wert 3 g, beispielsweise am Boden der Fahrerkabine gemessen, wird oft als derjenige Höchstwert betrachtet, dem ein Fahrer ausgesetzt werden darf, vorausgesetzt dass er auf einem gut gefederten Fahrersitz sitzt. Die Erfindung ermöglicht es daher, die Fahrgeschwindigkeit eines belasteten Fahrzeugs zu erhöhen und die Fahrbahnzerstörung durch sog. Waschbrettbildung zu verringern.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für Muldenkipper-Sattelschlepper wie sie bei Bauunternehmen aller Art benutzt werden, wo die beiden Fahrzeugteile mithilfe eines sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckenden Lagers in Bezug aufeinander um eine Längsachse des Fahrzeugs schwenkbar sind. Je nach Bauart des Fahrzeugs kann das Drehlager am einen oder am anderen der beiden Fahrzeugteile vorgesehen sein, d.h. vor oder hinter der senkrechten Achse der Rahmenlenkung zwischen den beiden Fahrzeug-

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teilen. Die beiden Fahrzeugteile sind daher in Bezug aufeinander sowohl um eine senkrechte Achse wie auch um eine ungefähr wagerechte Längsachse verschwenkbar. Um die Seitenstabilität eines solchen Fahrzeugs zu gewährleisten, dürfen seine Radachsen nicht frei in Bezug auf den Fahrzeugaufbau pendeln können. Bei bekannten Fahrzeugen vergleichbarer Art wird dies dadurch erzielt, dass im Falle nur einer Hinterradachse diese mit dem Fahrzeug unbeweglich verbunden ist und dass bei einem Doppelachsgestell die wagerechte Querachse der Schwinge in Bezug auf den Fahrzeugaufbau unbeweglich ist. Wird nun erfindungsgemäss das eine im Drehgestell angebrachte Räderpaar angehoben und das andere gleichzeitig hiermit gefedert, könnte ein Fahrzeug soeben genannter Art instabil werden. Entsprechend einer Weiterentwicklung der Erfindung ist daher ein solches Fahrzeug mit Steuergliedern versehen, die bei angehobenem einen Räderpaar die Federungsbewegung des anderen Räderpaares so steuern, dass die Bewegung der beiden Räder des letztgenannten Räderpaares im wesentlich die gleiche ist. Wenn daher die beiden am Boden aufliegenden Räder gezwungen werden, sich in senkrechter Richtung im wesentlichen synchron zu bewegen, wird die Seitenstabilität des Fahrzeugs aufrechterhalten.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Radachsen unter der Einwirkung eines Druckmittelzylinders oder entsprechenden Geräts zum Abheben des einen Radpaares von der Fahrbahn schwenkbar. An den Druckmittelzylinder ist ein Gasspeicher (Gasakkumulator) angeschlossen, wodurch die Gasfederung automatisch nur für das auf dem Boden anliegende Räderpaar eingeschaltet wird. Die Eigenschaften der Federung können jedoch wahlweise in verschiedenartiger anderen Weise bewirkt werden, beispielsweise durch Gummifedern, Torsionsfedern aus Stahl usw.

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Die Radgestelle der beiden Räderpaare können durch einen gemeinsamen oder durch je einen Mechanismus so beeinflusst werden, dass sie im Sinne einer synchronen Radbewegung gesteuert werden.

Anhand der anliegenden Zeichnung wird nachstehend ein erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Fig. 1 der Zeichnung ist ein vereinfachtes Schaubild des hinteren Teiles des Fahrgestells eines Muldenkippers. Fig. 2 ist ein Prinzipschema einer hydraulischen Radabhebevorrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Teil des hinteren, die Kippmulde tragenden Teils eines Muldenkippers, auch Dumper genannt. Dieser ist rahmengelenkt, und das Chassis oder Fahrgestell 1 (nicht zu verwechseln mit "Radgestell") ist in bekannter und daher nicht dargestellter Weise mit dem vorderen, das Fahrerhaus tragenden Fahrzeugteil über eine Lagerung verbunden, die ein gegenseitiges Verschwenken der beiden Fahrzeugteile sowohl um eine lotrechte Achse wie auch um eine im wesentlichen wagerechte Längsachse erlaubt, und die es ermöglicht, dass die beiden Fahrzeugteile durch seitliches Kippen in Bezug aufeinander etwaigen Bodenunebenheiten folgen können. Beiderseits des Fahrgestells 1 ist je eine Radgestellschwinge 2 vorgesehen, die um eine vom jeweiligen Seitenträger 12 des Fahrgestells abstehende wagerechte Querachse 3 schwenkbar ist. Die vorderen Enden der beiden Schwingen 2 sind über je ein Gummigelenk 4 mit den Enden der hinteren Treibachse 5 des Fahrzeugs verbunden. In entsprechender Weise sind die hinteren Schwingenenden über Gummigelenke 6 mit den Enden der Laufachse 7 des Fahrzeugs verbunden. Die Treibachse 5 trägt zwei treibende Räder 8, und die Laufachse 7 trägt zwei nicht angetriebene Laufachsen 9.

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Eine Stange 10 erstreckt sich quer über das Fahrgestell 1 und ist in Lagerböcken 11 auf den Seitenträgern 12 des Fahrgestells 1 drehbar gelagert. Die Enden der Stange 10 erstrecken sich ausserhalb der Seitenträger 12 über die vorderen Enden der Radgestellschwingen 2. Zwei Hebel 13 sind mit je einem Stangenende fest verbunden. Das freie . Ende jedes Hebels 13 ist mit einer Rolle 14 versehen, deren Achse mit der Stange 10 parallel verläuft. Neben dem einen Seitenträger 12 ist ein Gelenkhebel 15 mit seinem einen Ende fest mit der Stange 10 verbunden. Das andere Ende des Gelenkhebels 15 ist gelenkig mit der Kolbenstange 16 eines Hydraulikzylinders 17 verbunden, der in diesem Beispiel ein doppeltwirkender Zylinder ist, also für Krafthub in beiden Richtungen. Das der Kolbenstange abgekehrte Ende des Zylinders 17 ist drehbar mit einem an Seitenträger 12 angebrachten Sitz 18 verbunden.

Der Hydraulikzylinder 17 wird durch das in Fig. 2 schematisch dargestellte Hydraulsystem gesteuert. Von einem Behälter 19 saugt eine Pumpe 20 Hydraulöl durch eine Leitung 21 an und führt dieses über eine Pumpdruckleitung einem Steuerventil 23 zu. Von diesem Ventil 23 führt eine Rücklaufleitung 24 zum ölbehälter 19 und ausserdem eine Zylinderleitung 25 zum Kolbenstangenraum, des Hydraulikzylinders 17 sowie eine Zylinderleitung 26 zum Kolbenraum des Zylinders 17. An die Leitung 26 ist ein Gasspeicher 27 angeschlossen.

Das Steuerventil 23 hat drei Stellungen I, II und III. In Stellung I ist die Pumpdruckleitung 22 über die Leitung 26 mit dem Kolbenraum des Zylinders 17 verbunden. Hierdurch wird die Kolbenstange 16 hinausgedrückt und daher die Stange IQ durch den Gelenkhebel 15 laut Zeichnung nach links (entgegen dem Uhrzeigersinn) gedreht. Die beiden

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Hebel 13 an den Enden der Stange 10 werden hierdurch von einer nicht gezeigten wagerechten Stellung nach unten gedreht, bis die Rollen 14 sich gegen die obere Seite des vorderen Endes der betreffenden Radgestellschwinge 2 anlegen. Bei fortgesetztem Hydraulikdruck und Hinausschieben der Kolbenstange 16 bewirken dann die Hebel 13, dass die Schwingen 2 sich um ihre Achsen 3 drehen. Hierdurch wird die Laufradachse 7 mit ihren Rädern 9 angehoben und gleichzeitig die Antriebsachse 5 mit den Treibrädern 8 gesenkt. Das Steuerventil kann in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung automatisch und/oder durch den Fahrer von Hand gesteuert werden. Wenn der für die jeweilige Fahrt gewünschte Höhenunterschied zwischen den Rädern 8 und 9 erreicht wird, wird das Steuerventil 23 in seine Stellung

II gebracht. In dieser Ruhestellung II ist die Zylinderleitung 26 abgesperrt, während die mit dem Kolbenstangenraum verbundene Leitung 26 ebenso wie in Stellung I mit der Rückaufleitung 24 verbunden ist. In der Stellung II werden die Räder 8 gefedert, da sie nicht nur von den Achsen 3 der Radgestellschwingen 2 getragen werden, sondern auch vom Zylinder 17 über den Gelenkhebel 15, die Stangen 10 und die Schwenkhebel 13. Die Federung wird hierbei in Form einer Gasfederung mithilfe des zwischen dem Kolbenraum des Zylinders 17 und der Absperrung im Ventil 23 eingeschalteten Gasspeichers 17 erzielt. Infolge der symmetrischen Anordnung der Hebel 13 an der Stange 10 wird erreicht, dass die Antriebsachse 5 in Bezug auf den Fahrzeugaufbau nicht pendeln kann sondern dass die Räder 8 sich gleichartig bewegen und das Fahrzeug daher seitenstabil wird, obwohl die beiden Fahrzeugteile (Zugmaschine und Anhänger) kardanisch miteinander gekuppelt sind.

Beim Beladen des Fahrzeugs wird das Ventil in Stellung

III umgestellt, wodurch die Kolbenstange 16 in den Zylin-

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der 17 hineingezogen wird. Hierdurch werden die Hebel 13 nach oben in ihre unwirksame Stellung geschwenkt und liegen daher nicht mehr gegen die Schwingen 2 an. Nach Erreichen dieser Stellung wird das Ventil 23 wieder in seine Ruhestellung II gestellt. Die Hebel 13 haben jetzt auf die Schwingen 2 keinen Einfluss mehr, welch letztere sich daher in normaler Weise um ihre Achsen 3 drehen können. Die Fahrzeugachsen 5 und 7 sind mit den Schwingen 2 ziemlich starr verbunden, weshalb die Federung des Fahrzeugs praktisch nur durch die Federungsfähigkeit der Räder 8 und 9 bewirkt wird.

Wenn das Fahrzeug entladen wird und dann unbeladen gefahren werden soll, wird das Ventil 23 in seine Stellung I zurückgestellt, wodurch die Hebel 13 heruntergeschwenkt werden, so dass das Radpaar 9 angehoben und das Radpaar 8 gesenkt wird und gleichzeitig die Gasfederung durch den Speicher 27 wieder in Tätigkeit tritt.

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Claims

"f3 AT-E Kl TA N WAJLTlE " DR. RUDOLF BAUER DiPL.-INGr. HELMUT HUBBUCH DIPL.-PHYS. ULRICH TWELMEIER WESTLICHE 2O-31 (AM LEOPOLDPLATZ) D-753O PFORZHEIM, (WEST-QERMANV) ^C ioaaoo/7o 9. April 1980 I/B· VOLVO BM AB, S-63185 Eskilstuna (Schweden) 11 Lastfahrzeug mit Radgestellen und Hebezeug für ein Räderpaar " Patentansprüche»

1. j Fahrzeug mit lasttragendem Fahrzeugteil (1), der .-^y von zwei Räderpaaren (8,9) getragen wird, die nacheinander liegen und mithilfβ von Radgestellschwingen (2), je eine an den beiden Fahrzeugseiten aufgehängt sind, wobei das Fahrzeug mit einer Hebevorrichtung (17, 10, 13) versehen ist, die beim Fahren mit geringer oder keiner Last durch Schwenken der Schwingen (2) das eine, erste, Radpaar (9) aus seiner Arbeitsstellung mit Bodenberührung in eine hochgehobene Ruhestellung ohne Bodenberührung

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anhebt, dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten Räderpaar (8) eine Federungseinrichtung (13,10,17,27) zugeordnet ist, die durch Federungsumstellglieder (17,23) zwischen einer Laststellung, in der die Federungseigenschaften einem Fahren mit voller Last angepasst sind, und einer Leerstellung mit einer für Leerfahrt mit unbeladenem Fahrzeug angepassten weicheren Federung umstellbar ist, und dass diese Umstellglieder (17,23) mit Steuergliedern (23) für die Hebevorrichtung (17,10,13) so gekoppelt sind, dass beim Einstellen der Steuerglieder auf Abheben des ersten Radpaares (9) die Federungseinrichtung des zweiten Radpaares (8) gleichzeitig selbsttätig in Leerstellung umgestellt wird und beim Einstellen des ersten Räderpaares auf Senkung die Federungseinrichtung in Laststellung umgestellt wird.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Federungseinrichtung des zweiten Räderpaares (8) gehörenden Federorgane (17,27) in der Laststellung unwirksam sind, und dass die Federungsumstellglieder (17 _t 23) in der Leerstellung die Federorgane (17,27) zwischen den Rädern (8) des zweiten Radpaars und dem Fahrgestell (1) einschaltet.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere rahmengelenktes zweiteiliges Fahrzeug, dessen beide Teile auch um eine Längsachse eines der Fahrzeugteile gegenseitig verdrehbar sind, gekennzeichnet durch Steuerglieder (10,13), die in Ruhestellung des ersten Räderpaares (9) die Federungsbewegungen des zweiten Räderpaares (8) so steuern, dass die Bewegungen der Räder (8) des zweiten Paares in Bezug aufeinander im wesentlichen die gleichen sind.

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4. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerglieder durch Teile (10,13) der Hebevorrichtung gebildet sind.

5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Radgestelle (2) unter der Einwirkung,eines Druckmittelzylinders (17) oder entsprechender Einrichtung schwenkbar sind, und dass die Federungsumstellglieder einen an den Zylinder (17) angeschlossenen Gasspeicher (27) einbegreifen, wodurch das zweite Radpaar (8) nur in der angehobenen Ruhestellung des ersten Radpaares (9) eine Gasfederung erhält.

6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerglieder zwei synchron bewegliche Hebel (13) einbegreifen, die in Bezug auf den Fahrzeugrahmen (12) an je einer der Schwingen (2) angeordnet sind, und dass zu der Hebevorrichtung Schwenkglieder (10,15,17) gehören, welche die soeben genannten Hebel betätigen, sowie dass die Zuordnung derart ist dass die Hebel (13) bei ihrem Schwenken aus einer unwirksamen Stellung in eine Hebestellung je eine der Radgestellschwingen (2) so steuern dass letztere geschwenkt werden.

7. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zu den Schwenkgliedern eine sich parallel zu den Radachsen (5,7) quer zum Fahrzeug

(1) erstreckende Stange (10) gehört, an deren beiden Enden je einer der Hebel (13) unbeweglich befestigt ist, und dass die Stange (10) mittels der Hebevorrichtung (15,17) um ihre Längsachse drehbar ist.

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