DE3511336C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine knickgelenkte Baumaschine, nämlich einen auf Rädern fahrbaren Schaufellader, ein Planierfahrzeug oder dergleichen nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 2 (DE-GM 83 01 480).

Bei Schaufelladern oder ähnlichen fahrbaren Baumaschinen mit Knicklenkung, so zum Beispiel bei der Baumaschine nach dem DE-GM 83 01 480 ergeben sich in verschiedenen Betriebs­ zuständen und Beladungen erhebliche Verlagerungen des Fahrzeug­ schwerpunktes, wodurch ein indifferentes Fahrverhalten ausgelöst wird. Bei einem gefederten Fahrzeug mit entsprechendem Fahrkomfort können im übrigen solche großen Schwerpunktabweichungen zu Auf­ schaukelungen führen, die den Fahrer der Maschine verunsichern.

Die Verlagerung des Schwerpunktes beim Einknicken verringert die Standsicherheit des Fahrzeugs, und dieser Zustand wird noch zu­ sätzlich beim Anheben der Ladekinematik mit Nutzlast ver­ schlimmert.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Bau­ maschine der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß bei Erreichen eines bestimmten Knickwinkels und/oder einer bestimmten Hubstellung der Schaufel eine Stabilisierung des Fahrwerks er­ folgt.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einer knick­ gelenkten Baumaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen in den Ansprüchen 1, 2 gelöst.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 24 50 236 ist eine Bau­ maschine bekannt, bei der ein doppelseitig beaufschlagbarer Druckmittelzylinder zur Fixierung der Lage der Achse mit einem Ventil verbunden ist, welches von Hand betätigt wird.

In der Zeichnung sind die verschiedenen Merkmale der Erfindung beispielhaft dargestellt und im folgenden erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Seitenansicht einen fahrbaren Schaufellader mit Knicklenkung,

Fig. 2 u. 3 in Seitenansicht bzw. in Draufsicht einen Schaufellader mit Anzeige der verschiedenen Schwerpunktlagen,

Fig. 4 einen Gesamt-Schaltplan des Abfederungssystems eines Schaufelladers und

Fig. 5 einen Teil-Schaltplan eines Hub-Grenztasters.

Der in Fig. 1 als Beispiel gewählte Radlader besteht aus einem Vorderwagen mit Vorderrahmen 31 und einem Hinterwagen mit Hinter­ rahmen 32, welche durch die vertikale Gelenkachse 33 eines Knick­ gelenks miteinander verbunden sind. Der mit zwei Vorderrädern 34 versehene Vorderwagen, auf dem eine Fahrerkabine 35 angeordnet ist, trägt eine hydraulisch betätigbare Arbeitsschaufel 36. An dem mit zwei Hinterrädern 34′ versehenen Hinterwagen kann zum Beispiel ein nicht näher dargestelltes Aufreißwerkzeug befestigt sein. Am Vorderrahmen 31 ist ein vorderer, um die horizontale Achse eines Pendellagers 37 drehbarer Schwinghebel 38 angelenkt, welcher die Vorderachse 39 der Vorderräder 34 trägt. Am Hinter­ rahmen 32 ist entsprechend ein um die horizontale Achse eines Pendellagers 40 drehbarer hinterer Schwinghebel 41 angelenkt, welcher die Hinterachse 42 der Hinterräder 34′ trägt. Die Schwing­ hebel 38 und 41 halten die Vorderachse 39 bzw. die Hinterachse 42 in Längsrichtung und übertragen die Brems- und Vorschubkräfte. Bei wirksamer Abfederung dienen sie zur Übernahme der Pendelbe­ wegungen der Achsen 39 und 42. Die Schwinghebel 38 und 41 sind mit vorderen und hinteren Querlenkern 43 bzw. 44 verbunden, welche zur korrekten Achsenführung dienen und seitliche Schubkräfte aufnehmen. Um die Querneigungen des Fahrzeugs auf ein zulässiges Maß zu begrenzen, sind ferner an den vorderen und hinteren Schwinghebeln 38 bzw. 41 Querstabilisatoren 45 bzw. 46 angeordnet. Der vordere Schwinghebel 38 bzw. die Vorderachse 39 wird erfindungsgemäß von zwei vorderen, doppelbeaufschlagten Druck­ mittelzylindern 4 abgestützt, während der hintere Schwinghebel 41 entsprechend erfindungsgemäß von zwei hinteren, ebenfalls doppel­ beaufschlagten Druckmittelzylindern 4′ abstützbar ist. Diese Druckmittelzylinder 4 bzw. 4′ können erfindungsgemäß einerseits an die freien Enden des Schwinghebels 38 bzw. 41 und andererseits an den Fahrzeugaufbau oder dem Vorder- bzw. Hinterrahmen 31 bzw. 32 angeordnet oder angelenkt sein.

In Fig. 2 und 3 sind die verschiedenen Schwerpunkte von Radladern angedeutet, welche sich bei leerer bzw. bei beladener Schaufel 36 in gestreckter oder geknickter Lage des Fahrzeugs ergeben.

Im einzelnen sind folgende Punkte eingezeichnet:
P1: Schwerpunkt des beladenen Radladers, Schaufel in höchster Position;
P2: Schwerpunkt des beladenen Radladers, Schaufel in Transport­ stellung;
P3: Schwerpunkt des leeren Radladers, Schaufel in Transport­ stellung;
P4: Schwerpunkt des beladenen Radladers, geknickt;
P5: Schwerpunkt des beladenen Radladers, gestreckt;
P6: Schwerpunkt des leeren Radladers, gestreckt.

Man erkennt aus diesen Darstellungen, welche Bedeutung die Ver­ lagerung des Schwerpunktes gerade bei knickgelenkten Schaufelrad­ ladern in den verschiedenen Betriebszuständen für die Standsicher­ heit, die Stabilität und das Fahrverhalten eines solchen Fahr­ zeuges hat, und wie wichtig es daher ist, die dadurch entstehenden Schwierigkeiten zu beseitigen.

Gemäß dem in Fig. 4 schematisch dargestellten Schaltplan wird das hydraulische Federungssystem von einer Regelpumpe 1 mit Null­ hubregelung mit Öl gespeist, welches aus einem Hydrauliktank 2 über ein Rücklauffilter 12 mit Bypassventil 12′ angesaugt wird. Die Regelpumpe 1 fördert das Drucköl zu einem Zentralspeicher 7. Dieser ist als Stickstoff-Druckspeicher ausgebildet, dessen Stick­ stoff-Füllung von dem Ölraum durch eine Membrane 7′ abgetrennt ist. Das aus dem Zentralspeicher 7 kommende Drucköl wird erfindungsgemäß über ein Sicherheitsrückschlagventil 7′′ auf zwei vordere Niveaulagenventile 3 und ein hinteres Niveaulagenventil 3′ verteilt. Vorzugsweise werden Niveaulagenventile 3, 3′ mit geschlossener Mitte verwendet.

Die zwischen den Schwinghebeln 38, 41 der Radachsen 39 bzw. 42 und dem Fahrzeugaufbau angeordneten, erfindungsgemäß doppelseitig beaufschlagbaren Druckmittelzylinder 4 bzw. 4′ stehen in der Federungsstellung normalerweise ungefähr in ihrer Mittelstellung.

Zur Einfeder- und Ausfederdämpfung sind die Druckmittelzylinder 4, 4′ mit Endlagendämpfungen versehen. Über ein von einer Druck­ luftversorgung 22 gespeichertes Niveaulagenschaltventil 10 (pneu­ matisches 3/2-Wege Magnetventil) und zwei Niveaulagenzylinder 9 ist die Federung erfindungsgemäß in die Endlagendämpfung ein­ fahrbar. In diesem Zustand ist der Fahrzeugaufbau praktisch starr oder fast starr mit der betreffenden Fahrzeugradachse 39 bzw. 42 verbunden, d. h. es ist nur noch ein geringer Restfederweg im Dämpfungsbereich der Druckmittelzylinder 4, 4′ vorhanden. Eine Leitung 23 führt zur Arbeitshydraulik.

Wenn das Fahrzeug zum Beispiel über Unebenheiten der Straße oder des Bodens fährt, die von den Rädern 34, 34′ auf die Achsen 39, 42 übertragen werden, so werden die Druckmittelzylinder 4 bzw. 4′ bzw. deren Kolben aus ihrer Mittellage verschoben. Das dadurch verdrängte Öl wird erfindungsgemäß über Grundlastdämpfer 5 ge­ dämpft in die Federspeicher 6 verdrängt, wobei erfindungsgemäß für jedes Vorderrad 34 zwei Federspeicher 6 und für jedes Hinter­ rad 34′ ein Federspeicher 6′ vorgesehen sind. Das in diese Feder­ speicher 6, 6′ einströmende Öl komprimiert die durch die Membrane 7′ (beim Zentralspeicher 7) vom Ölraum abgetrennte Stickstoff- Füllung des Speichers 7. Beim Ausfedervorgang drückt der Stick­ stoff über die Membrane 7′ das Öl über die Grundlastdämpfer 5 in die Druckmittelzylinder 4 zurück, und die Druckmittelzylinder 4 fahren, erfindungsgemäß gedämpft durch das kolbenstangenseitig anstehende Öl, das erfindungsgemäß über ein Druckreduzier- und Sicherheitsventil 11 eingespeist wird, bis in die Endlagendämpfung aus. Für Spitzendruckbedarf ist erfindungsgemäß an die Kolben­ stangenseite ein Vorspannspeicher 8 angeschlossen. Gegen zu hohe Druckspitzen sichert erfindungsgemäß das Sicherheitsventil im Druckreduzierventil 11 ab. An der Hinterachse 42 werden die beiden Druckmittelzylinder 4′ erfindungsgemäß durch Drosselrückschlag­ ventile 13 gegeneinander abgesichert.

Um die bei Radladern mit Knicklenkung durch die Schwerpunktver­ lagerungen verursachten Schwierigkeiten in bestimmten Fahr­ bereichen möglichst weitgehend zu beseitigen, ist gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung in das Federungssystem mindestens ein Querstabilisierungsventil 21 eingebaut, welches jeweils mit einem Druckmittelzylinder 4 und mit dem zugehörigen Grundlastdämpfer 5 in Verbindung steht. Dieses bewirkt, daß zum Beispiel bei einem Differenzdruck von ca. 90 bar (von rechts nach links) bei den vorderen Druckmittelzylindern 4 das Ventil 21 automatisch sperrt. In diesem Zustand steht das Druckmittel von dem höchstbelasteten Druckmittelzylinder 4 für den Federungsvor­ gang nicht mehr zur Verfügung. Dadurch erhält man eine wesent­ liche Verbesserung bzw. Erhöhung der Stabilisierung des Fahr­ zeuges.

Gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung ist ein Grenztaster 14 vorgesehen, der bei einem gewissen Grad der Fahr­ zeugknicklenkung über ein Relais 15 und ein Pilotventil 19 ein Signal mit gleichem Effekt abgibt. Dieser Grenztaster 14 ist erfindungsgemäß als Näherungsschalter ausgebildet, der bei einem definierten Knickwinkel eine entsprechende Schaltung bewirkt.

In dem Schaltplan nach Fig. 4 ist mit 16 ein Hochdruckfilter bezeichnet, hinter welchem ein Rückschlagventil 17 angeordnet ist. Ferner können Anzeigeleuchten 18 und 20 an gewünschte Stellen der Leitungen eingebaut sein.

Wie bereits gesagt, zeigt sich bei knickgelenkten Fahrzeugen eine nachteilige Tatsache darin, daß sich beim Einknicken des Fahr­ zeuges der Schwerpunkt der Maschine verlagert und dadurch die Standsicherheit des Fahrzeuges verringert wird. Dieser nachteilige Zustand wird noch zusätzlich beim Anheben der Ladekinematik mit Nutzlast erschwert.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, welches in Fig. 5 schematisch gezeigt ist, kann diese Schwierigkeit durch eine besondere Ausbildung der Fahrwerkabfederung behoben werden. Zu diesem Zweck ist ein Grenztaster 24 vorzugsweise in der Nähe der Hubarmlagerung am Vorderrahmen 31 des Schaufelladers befestigt, der ab einer bestimmten Hubgestell-Stellung die vorgegebene Höhe der Schaufel 36 einem Magnetventil 25 (z. B. 4/2-Wegeventil) signalisiert. Dieses Magnetventil 25 steuert das Drucköl über ein Druckregelventil 26 zu den Druckmittelzylindern 4′ der Hinterachse 42, welche dadurch mit einem definierten Druck in Stellung "Aus­ federung" gebracht wird. Nach diesem Vorgang wird eine zu­ sätzliche Abstützung über die Hinterachse 42 ausgelöst und sonst auch die Fahrzeugleistung gesteigert.

Im übrigen beschränkt sich die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispiele, sondern sie umfaßt alle Varianten im Rahmen der wesent­ lichen Erfindungsmerkmale. Beispielsweise ergibt sich die An­ wendung der Erfindung bei einem Raddozer oder einer sonstigen fahrbaren Baumaschine analog der Ausbildung des Schaufelladers.

Claims (2)

1. Knickgelenkte Baumaschine, nämlich auf Rädern fahrbarer Schaufellader, Planierfahrzeug oder dergleichen, mit einer hydraulischen Abfederung der Radachsen, die von drehbar ge­ lagerten Schwingen gehalten werden, wobei zwischen den Schwingen und dem Fahrzeugaufbau doppelseitig beaufschlagbare und mit mindestens einem Querstabilisierungsventil verbundene Druckmittelzylinder angeordnet sind, die an diesen Fahrzeug­ teilen gelenkig gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Knickwinkel-Grenzabtaster (14) vorgesehen ist, der über ein Relais (15) der Fahrzeugknickung entsprechende Signale auf ein Pilotventil (19) überträgt.

2. Knickgelenkte Baumaschine, nämlich auf Rädern fahrbarer Schaufellader, Planierfahrzeug oder dergleichen, mit einer hydraulischen Abfederung der Radachsen, die von drehbar ge­ lagerten Schwingen gehalten werden, wobei zwischen den Schwingen und dem Fahrzeugaufbau doppelseitig beaufschlagbare und mit mindestens einem Querstabilisierungsventil verbundene Druckmittelzylinder angeordnet sind, die an diesen Fahrzeug­ teilen gelenkig gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hubweg-Grenztaster (24) vorgesehen ist, der die Höhe der Schaufel (36) einem Magnetventil (25) signalisiert, welches über ein Druckregelventil (26) den Zufluß von Drucköl zu den Druckmittelzylindern (4′) der Hinterachse steuert.