DE3324401C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lastkraftwagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Lastkraftwagen, die abwechselnd schwerer und leichter beladen gefahren werden, haben oft zusätzlich zu einer hin­ teren Antriebsachse eine Schleppachse, die bei leichter Beladung in eine Ruhestellung anhebbar ist. Die hierdurch erhöhte Achslast auf der Antriebsachse sichert eine gute Bodenhaftung der angetriebenen Räder. Bei schwerer Bela­ dung wird die Schleppachse abgesenkt, wodurch die Bela­ stung auf die beiden Hinterachsen verteilt wird. Viele Länder bestimmen eine höchstzulässige Achslast und stel­ len das Fahren mit zu hoher Achslast unter hohe Strafen. Deshalb werden Nutzfahrzeuge immer häufiger mit einer heb- und senkbaren Schleppachse ausgerüstet.

Zum Heben und Senken einer Schleppachse sind üblicherwei­ se elektrohydraulische oder elektropneumatische Servo-Organe vorgesehen, die durch manuelle Betätigung eines Schalters oder dgl. verstellbar sind. Der Benutzer muß dabei die Achslast der Antriebsachse schätzen und darauf­ hin beurteilen, ob die Schleppachse heruntergelassen wer­ den muß oder nicht. Mangelnde Erfahrung führt dabei häu­ fig zu falschen Entscheidungen.

Aus der gattungsbildenden DE 30 28 472 A1 ist ein Fahrzeug mit luftgefederter Schleppachse und einer pneumatischen Steuerung bekannt, welche die Schleppachse automatisch absenkt, wenn die Belastung der Antriebsachse einen vorbestimmten Wert über­ schreitet. Die Achslast auf der Antriebsachse wird mechanisch abgetastet, und ein Hebel betätigt proportional zur Belastung ein pneumatisches Drucksteuerventil, das die Luftfederung unter Druck setzt und dadurch die Schleppachse absenkt. Ein solches System läßt sich nur auf Fahrzeuge mit luftgefederter Schlepp­ achse anwenden. Außerdem erfordert dieses bekannte System eine große Anzahl Ventile und andere pneumatische Bauteile mit der Folge, daß das System verhält­ nismäßig teuer und störanfällig ist.

Aus der DE 22 00 348 A1 ist eine Vorrichtung zum lastabhängigen Regeln des Bremsdrucks bei Fahrzeugen bekannt. Diese Vorrichtung, die einen auf der Hinterachsbrücke einer Antriebs­ achse gelagerten, zweiarmigen Übertragungshebel aufweist, an dessen Arme je eine Schubstange angelenkt ist, soll bei Fahr­ zeugen mit einer heb- und senkbaren Schleppachse dafür sorgen, daß unabhängig von der Stellung der Schleppachse der Bremsdruck in einem bestimmten Verhältnis zur Belastung des Fahrzeugs ge­ halten wird. Der Bremsdruck wird bei dieser Anordnung in Abhän­ gigkeit der Belastung des Fahrzeugs stufenlos geregelt. Zum belastungsabhängigen Heben und Senken der Schleppachse ist die beschriebene Vorrichtung ungeeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Lastkraft­ wagen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 die Anordnung zum Steuern des Hebens und Senkens der Schleppachse einfacher und betriebssicherer zu gestalten.

Diese Aufgabe ist mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist das automatische Ab­ senken der Schleppachse bei Überschreitung einer vorbestimmten Belastung der Antriebsachse auf einfache Weise ermöglicht. Die Anordnung besteht hauptsächlich aus mechanischen Bauteilen und ist deshalb besonders unempfindlich und zuverlässig; darüber­ hinaus ist die Anordnung preiswert und läßt sich leicht an vor­ handene Fahrzeuge anbauen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel mit weiteren Einzelheiten der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schrägansicht einer erfindungsgemäßen An­ ordnung an einem Lastkraftwagen,

Fig. 2 einen senkrechten Teilschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Anordnung,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Hinterachsbereichs des Lastkraftwagens und

Fig. 4 das Schaltbild einer elektro-hydraulischen Steuerung für die Anordnung gemäß Fig. 1 bis 3.

In Fig. 1 sind die hinteren Teile eines üblichen Fahrge­ stellrahmens 1 dargestellt, der u. a. zwei Längsträger 2 sowie einen Querträger 3 aufweist. Der Fahrgestellrahmen 1 ruht auf einer Federung 4 mit zwei Blattfederpaketen 5, von denen jedes um eine querliegende waagerechte Lager­ achse 6 schwenkbar an einer vorderen Konsole 7 gelagert ist; jede der Konsolen 7 ist an einem der Längsträger 2 befestigt. Die Federung 4 stützt eine hintere Antriebsach­ se 8 mit Antriebsrädern 9 und kann außerdem eine in Fig. 3 dargestellte Schleppachse 10 abfedern, zu der zwei Räder 11 gehören.

Jedes der Federpakete 5 ist hinten über ein Doppelgelenk 12 mit einem zweiarmigen Hebel 13 verbunden, der in einer hinteren Konsole 14 am zugehörigen Längsträger 2 schwenk­ bar gelagert ist und die Schleppachse 10 trägt.

Ein zweiarmiger Übertragungshebel 15 ist an einer Lager­ stelle 16 auf der Oberseite einer zur Antriebsachse 8 gehörigen Hinterachsbrücke 17 schwenkbar gelagert. Die Lage der Lagerstelle 16 ist so gewählt, daß sich deren Abstand von der Lagerachse 6 des Federpaketes 5 bei ver­ schiedenen Belastungen des Fahrzeugs ändert. Gemäß Fig. 3 wird dies dadurch ermöglicht, daß der Mittelpunkt 18 des betreffenden Federpakets 5 bei variierenden Belastungen eine bogenförmige Bahn 19 um einen Bahnmittelpunkt 20 beschreibt, der bedeutend näher am Mittelpunkt 18 des Feder­ pakets 5 liegt als dessen Lagerachse 6; die Hinterachs­ brücke 17 hat eine durch den genannten Mittelpunkt 18 verlaufende Bewegungsbahn.

In Fig. 3 sind Form und Lage der Federpakete 5 bei mäßiger Fahrzeugbelastung mit ausgezogenen Linien und bei einer höheren Fahrzeugbelastung mit strichpunktierten Linien dargestellt.

Am äußeren Ende des einen Arms 21 des Übertragungshebels 15 ist das eine Ende einer ersten Schubstange 22 unverän­ derlicher Länge gelenkig gelagert, deren anderes Ende an einem auf der Verbindungslinie zwischen den Lagerachsen 6 liegenden Punkt am Fahrgestellrahmen 1 derart gelagert ist, daß das äußere Ende des Arms 21 immer denselben Ab­ stand von der Lagerachse 6 hat.

Am äußeren Ende des zweiten Arms 23 des Übertragungshe­ bels 15 ist das eine Ende einer zweiten Schubstange 24 gelenkig gelagert, die mit ihrem anderen Ende in der Nähe der Lagerachse 6 am äußeren Ende eines Lenkers 25 ange­ lenkt ist. Der Lenker 25 ist um eine zu der Lagerachse 6 parallele Schwenkachse 26 schwenkbar gelagert, die an einer am Querträger 3 befestigten Konsole 27 fest ange­ bracht ist. An der Schwenkachse 26 ist außerdem ein Hebel 28 drehbar gelagert, der von dem Lenker 25 in einer Dreh­ richtung betätigbar ist. Hierfür ist in den unteren Teil des Hebels 28 eine Stellschraube 30 eingeschraubt, die unter Einwirkung einer zwischen dem oberen Teil des He­ bels 28 und der Konsole 27 eingespannten Zugfeder 29 an einem am Lenker 25 ausgebildeten Anschlag 31 anliegt.

An dem Querträger 3 ist ein Kontaktgeber 32 befestigt, der zu einer Steuerung für die Schleppachse 10 gehört. Der Kontaktgeber 32 umfaßt einen von dem Hebel 28 be­ tätigbaren Druckkontakt 33, gegen den der Hebel 28 von der Zugfeder 29 gezogen wird. Wenn die Achslast auf der Antriebsachse 8 einen vorbestimmten Grenzwert über­ schreitet, liegt der Hebel 28 an dem Druckkontakt 33 nicht mehr an; beim Unterschreiten des genannten Grenz­ wertes kann zwischen der Stellschraube 30 und dem An­ schlag 31 ein gewisses Spiel entstehen.

Fig. 4 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer elektrohy­ draulischen Steuerung mit einem hydraulischen Kolben 34, der eine nicht dargestellte, übliche Lenkeranordnung zum Heben und Senken der Schleppachse 10 betätigt. Der Kolben 34 ist in einem Zylinder 40 geführt, dessen Enden durch je eine Leitung 41 bzw. 42 mit einem elektromagnetisch betätigbaren Ventil 38 verbunden sind. Dieses ist an einen Ölbehälter 35 über eine Ölpumpe 36 und eine Zulei­ tung 37 sowie eine Rückleitung 39 angeschlossen. Fig. 4 zeigt das Ventil 38 in seiner Ruhestellung, in der sein mittlerer Teil 43 die Leitungen 41 und 42 absperrt und dadurch den Kolben 34 in seiner jeweiligen Stellung fest­ hält.

Das Ventil 38 hat zwei Elektromagneten 44 und 45, von denen jeder in erregtem Zustand das Ventil in eine Schaltstellung 46 bzw. 47 bringt. Die Elektromagneten 44 und 46 sind über einen manuell zu betätigenden zweipoli­ gen Schalter 48 und ein ebenfalls als zweipoliger Schal­ ter ausgebildetes Zeitrelais 52 an eine elektrische Stromquelle 51 angeschlossen. Das Zeiterelais 52 hat eine mit der Stromquelle 51 verbundene Erregerspule 53, die über den Kontaktgeber 32 und eine Leitung 55 mit der Masse verbunden ist.

Bei betätigtem Druckkontakt 33 hält die Erregerspule 53 gemäß Fig. 4 einen Anker des Zeitrelais 52 gegen die Wir­ kung einer nicht dargestellten Rückstellfeder in einer Stellung, in welcher Kontakte des Zeitrelais die Strom­ quelle 51 mit dem Schalter 48 verbinden. In dieser Stel­ lung, die einer leichten Achslast entspricht, kann eine Betätigung der Schleppachse 10 durch ein Betätigungsglied 49 manuell ausgelöst werden. Bei hoher Achslast nimmt der Hebel 28 eine Lage ein, in der er an dem Druckkontakt 33 nicht anliegt. Die Masseverbindung der Erregerspule 53 über die Leitung 55 ist dabei unterbrochen und das Zeit­ relais 52 nimmt eine Stellung ein, bei der die Verbindung der Stromquelle 51 mit dem Schalter 48 unterbrochen ist. In dieser Stellung des Zeitrelais 52 ist die Stromquelle 51 mit elektrohydraulischen Servo-Organen, die unten nä­ her beschrieben werden, direkt verbunden. Um Rückstrom zu verhindern, ist hinter dem Schalter 48 eine Diode 54 vor­ gesehen. Direkte Leitungen zu den Servo-Organen bewirken, daß bei infolge erhöhter Achslast unbetätigtem Druckkon­ takt 33 die Schleppachse 10 automatisch und unabhängig von der Stellung des Schalters 48 abgesenkt wird.

Wenn das Ventil 38 seine Normal- oder Mittelstellung 43 einnimmt, sind sämtliche an dieses Ventil angeschlossenen Leitungen 37,39,41 und 42 blockiert. Unter Einwirkung seiner beiden Elektromagneten 44,45 kann das Ventil 38 eine der beiden Stellungen 46 und 47 einnehmen, in denen der Zylinder 40 jeweils auf einer Seite des Kolbens 34 mit der Zuleitung 37 und auf der anderen Seite mit der Rückleitung 39 verbunden ist. Bei eingefahrenem Kolben 34 ist die Schleppachse 10 angehoben; bei ausgefahrenem Kol­ ben ist sie abgesenkt.

Eine Erregung des Elektromagneten 45 erfolgt entweder automatisch beim Überschreiten einer bestimmten Achslast auf der Antriebsachse 8 oder dadurch, daß das Betäti­ gungsglied 49 derart betätigt wird, daß es am Schalter 48 eine äußere Lage einnimmt. Der Elektromagnet 44 wird da­ gegen nur dann erregt, wenn das Betätigungsglied 49 der­ art betätigt wird, daß es am Schalter 48 eine innere Lage einnimmt. Wenn das Betätigungsglied 49 die äußere Lage einnimmt, wird außer dem Elektromagneten 45 auch ein die Pumpe 36 antreibender Elektromotor 50 in Gang gesetzt. Dabei nimmt das Ventil 38 seine Stellung 47 ein, in wel­ cher das Hydrauliköl über die Leitung 42 dem Zylinder 40 so zugeführt wird, daß der Kolben 34 eingefahren, die Schleppachse 10 also abgesenkt wird. In entsprechender Weise hat eine nach innen gerichtete Bewegung des Betä­ tigungsgliedes 49 zur Folge, daß die Schleppachse 10 an­ gehoben wird.

Wenn der Lastkraftwagen nicht oder nur leicht belastet ist, können Fahrbahnunebenheiten, Krängungen des Fahrzeugs und dgl. bewirken, daß die Federung 4 intermittierenden zusätzlichen Beanspruchungen ausgesetzt wird, die eine Form- und Lageänderung der Blattfederpakete 5 bewirken. Die Blattfederpakete 5 werden dabei um die Lagerachse 6 geschwenkt, wodurch die Lagerstelle 16 des Übertragungs­ hebels 15 auf der Hinterachsbrücke 17 ebenfalls eine Dre­ hung um die Lagerachse 6 ausführt. Demzufolge wird der Übertragungshebel 15 nicht geschwenkt; durch verschiedene Lagen der Antriebsachse 8 verursachte Beanspruchungen be­ wirken somit keine Änderung der Stellung der Schleppachse 10. Dies ist eine Folge davon, daß der Übertragungshebel 15 auf der Hinterachsbrücke 17, vorzugsweise in deren be­ züglich Krängungen des Fahrzeugs mittlerem Punkt, zentral gelagert ist.

Wenn dagegen die Beladung des Lastwagens erhöht wird, er­ fahren die Federpakete 5 eine Formänderung, wie in Fig. 3 mit strichpunktierten Linien angedeutet. Dabei wird dem Übertragungshebel 15 eine Schwenkung erteilt, die zur Folge hat, daß auch der Lenker 25 geschwenkt wird. Solche Schwenkungen des Übertragungshebels 15 haben ihr Zentrum in der gelenkigen Lagerung der Schubstange 22 am Arm 21 und entstehen dadurch, daß der Abstand der Lagerstelle 16 von der Lagerachse 6 sich ändert, da die Bewegungsbahn 56 der Lagerstelle 16 von einer Bewegungsbahn 57 mit Zentrum auf der Lagerachse 6 divergiert. Der Lenker 25 bewirkt dabei über den Anschlag 31 und die Stellschraube 30 eine Schwenkung des Hebels 28.

Die Stellschraube 30 ist vorzugsweise so eingestellt, daß die Anlage des Hebels 28 am Druckkontakt 33 bei einer Achslast in der Nähe der höchstzulässigen aufhört. Wenn jedoch die Achslast abnimmt, entsteht ein Spiel zwischen dem Anschlag 31 des Lenkers 25 und der Stellschraube 30, wobei der Hebel 28 unter Einwirkung der Rückstellfeder 29 gegen den Druckkontakt 33 geschwenkt wird.

Das Zeitrelais 52 ist so eingestellt, daß es seine Lage nicht ändert, wenn der Druckkontakt 33 für kurze Zeit, beispielsweise weniger als fünf Sekunden lang, betätigt wird. Eine solche Betätigung des Druckkontaktes 33 kann beispielsweise infolge vorübergehender Schwankungen über die Schubstangen 22 und 24 von dem Hebel 28 herbeigeführt werden.

Der Kontaktgeber 32 kann, anstatt den Druckkontakt 33 aufzuweisen, für induktive Abtastung von Hebellagen aus­ gebildet sein, denen unterschiedliche Achslasten der An­ triebsachse 8 entsprechen.

Es ist auch möglich, eine Lampe vorzusehen, die anzeigt, wenn die Achslast auf der Antriebsachse 8 einen vorbe­ stimmten Grenzwert unterschreitet, bei welchem der Fahrer des Lastkraftwagens dafür sorgen kann, daß die Schlepp­ achse 10 in ihre Ruhestellung angehoben wird.

Claims (7)

1. Lastkraftwagen mit einer in Abhängigkeit der Belastung einer hinteren Antriebsachse (8) heb- und senkbaren Schlepp­ achse (10), bei dem eine Hinterachsbrücke (17) mit dem Fahrge­ stellrahmen (1) über Federpakete (5) verbunden ist, die an je einem Ende mit einer querliegenden Lagerachse (6) am Fahrge­ stellrahmen (1) gelagert sind, und ein Hebelgestänge ein Stell­ glied betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß

• - auf der Hinterachsbrücke (17) ein zweiarmiger Übertragungs­ hebel (15) gelagert ist, dessen einer Arm (21) über eine Schub­ stange (22) an einer auf der Verbindungslinie zwischen den Lagerachsen (6) der Federpakete (5) liegenden Lagerstelle mit dem Fahrgestellrahmen (1) verbunden ist,
• - der zweite Arm (23) des Übertragungshebels (15) über eine zweite Schubstange (24) mit einer am Fahrgestellrahmen (1) ge­ lagerten Lenkeranordnung (25, 28) gelenkig verbunden ist,
• - das Stellglied ein am Fahrgestellrahmen (1) befestigter Kontaktgeber (32) einer Steuerung zum Verstellen der Schlepp­ achse (10) ist, welcher von einem Hebel (28) der Lenkeranord­ nung (25, 28) betätigbar ist, und
• - ein Lenker (25) der Lenkeranordnung (25, 28) mit dem Hebel (28) erst bei Erreichen einer vorbestimmten Belastung der An­ triebsachse (8) in Eingriff tritt, so daß der Kontaktgeber (32) im wesentlichen bei dieser vorbestimmten Belastung schaltet.

2. Lastkraftwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker (25) und der Hebel (28) auf einer am Fahrgestell­ rahmen (1) fest angeordneten Schwenkachse (26) einzeln schwenk­ bar gelagert sind.

3. Lastkraftwagen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Hebel (28) und auf dem Lenker (25) eine Stellschraube (30) bzw. ein fester Anschlag (31) angeord­ net sind, die durch eine den Hebel (28) belastende Feder (29) zueinander hin vorgespannt sind.

4. Lastkraftwagen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (29) zwischen dem Hebel (28) und einer die Achse (26) tragenden Konsole (27) eingespannt ist, so daß sie den Hebel (28) in Richtung zum Kontaktgeber (32) hin belastet.

5. Lastkraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktgeber (32) aktiviert wird, wenn ein vorbe­ stimmter Grenzwert der Achslast auf der Antriebsachse (8) unterschritten wird, wobei ein zur Steuerung gehöriger Schalter (48) an eine elektrische Stromquelle (51) ange­ legt wird und durch manuelles Umschalten dieses Schalters (48) das Heben der Schleppachse (10) in ihre Ruhestellung mittels Servo-Organen (34, 40) auslösbar ist.

6. Lastkraftwagen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Ruhestellung der Schleppachse (10) der Kontaktge­ ber (32) beim Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwer­ tes der Achslast der Antriebsachse (8) von einer aktiven in eine inaktive Lage umgeschaltet wird, wobei die Strom­ quelle (51) mit Steuergliedern (38, 50) für die Servo-Organe (34, 40) eine direkte Verbindung erhält und da­ durch ein automatisches Absenken der Schleppachse (10) in ihre Betriebsstellung bewirkt.

7. Lastkraftwagen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Steuerung mindestens eine Verzögerungsschaltung aufweist, die ein Verstellen der Schleppachse (10) ver­ hindert, wenn der Kontaktgeber (32) nur vorübergehend, insbesondere weniger als fünf Sekunden lang, betätigt wird.