DE4032893C2 - Sperrbare Achsfederung eines Nutzfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine sperrbare Achsfederung eines Nutzfahrzeuges, insbesondere eines Ackerschleppers mit vorderer Pendelachse, die an einem verschwenkbar am Fahrzeugaufbau gelagerten, mit der fahrzeugseitig abgestützten Federung zusammenwirkenden Schwenkkörper aufgehängt ist.

Sperrbare Achsfederungen an Fahrzeugen, die auch in der Landwirtschaft eingesetzt werden, sind bereits bekannt. So ist in der DE-AS 20 53 656 die Achse eines landwirtschaftlichen Mehrzweckfahrzeuges, bei der es sich jedoch nicht um eine Pendelachse handelt, mit einer Federung versehen, die sich durch Kuppeln eines achsfesten Bolzens mit einem Fahrzeugrahmen seitlich gelagerten Schwenkarm sperren läßt. Der Sperrvorgang selbst läßt sich allerdings nur im Stand des Fahrzeuges durchführen, wobei ein vorgegebener Belastungszustand des Fahrzeuges in engen Grenzen eingehalten werden muß. Ein Sperren der Federung während der Fahrt ist gänzlich unmöglich, da in diesem Fall mit schweren Schäden an den miteinander in Eingriff zu bringenden Teilen zu rechnen ist.

Erschwerend kommt hinzu, daß der Belastungszustand des Fahrzeuges je nach Gewicht und Anbauort des Arbeitsgerätes am Fahrzeug sehr unterschiedlich sein kann. Daraus ergeben sich Schwierigkeiten bei der Sperrung der Federung nach Erreichen eines Einsatzgebietes, wenn das Fahrzeug zuvor z. B. anläßlich einer Transportfahrt mit freigegebener Federung betrieben worden ist.

Eine andere sperrbare Federung für eine pendelfähige Achse der gattungsgemäßen Art ist in der DE-GM 17 96 551 (Fig. 6 und 7) am Beispiel eines Gabelstaplers beschrieben. Dort erfolgt das Sperren der Federung durch axiales Verschieben einer Schaltmuffe, die drehfest mit einem die Achse tragenden Schwenkkörper verbunden ist. Die Schaltmuffe weist stirnseitig einen als Anschlag wirkenden Zahnkranz auf, dem ein entsprechender, einen Gegenanschlag bildender Zahnkranz an einem fahrzeugfesten Bauteil gegenübersteht. Beide Zahnkränze müssen zum Sperren der Achsfederung zusammengebracht werden.

Dies erweist sich bei stehendem Fahrzeug nicht in allen Belastungszuständen des Fahrzeuges ohne weiteres als durchführbar, nämlich wenn sich die Zähne der beiden Zahnkränze mehr oder weniger gegenüberstehen. Während der Fahrt ist zwar das Sperren der Federung möglich, es muß jedoch mit einem hohen Verschleiß oder gar Beschädigung der miteinander in Eingriff zu bringenden Zahnkränze gerechnet werden, da diese während eines Einfederungsvorganges nicht immer schnell genug vollständig miteinander zusammengebracht werden und so örtliche Überlastungen auftreten können. Daneben ist es mit der bekannten Sperreinrichtung nicht möglich, die Federung während der Fahrt in einer bestimmten, vorgegebenen Stellung zu sperren, wenn sie sich nicht bereits aufgrund der Fahrzeugbelastung in der betreffenden Stellung befindet.

Demgegenüber beschreibt die DE-PS 8 68 963 ein Kranfahrzeug mit einer ungefederten Pendelachse. Um die Kippsicherheit des Fahrzeuges im Arbeitseinsatz zu verbessern, kann die Pendelachse mittels einer hydraulischen Feststellvorrichtung, die am Fahrzeugrahmen und an der Pendelachse angelenkt ist, gegen den Fahrzeugrahmen fixiert werden. Diese bekannte Achsaufhängung ist für schnellere Fahrzeuge, wie z. B. landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge unbrauchbar, da sie bei Straßenfahrten keinen ausreichenden Federungskomfort bietet. Aber auch zum Sperren einer Achsfederung wie die Eingangs beschriebene, die eine hohe Eigendämpfung besitzt, erweist sich die bekannte Feststellvorrichtung als ungeeignet, da sie die Dämpfung in unerwünschter Weise erhöht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine sperrbare Achsfederung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die unabhängig von der jeweiligen Belastung der Achse sowohl bei stehendem als auch sich bewegenden Fahrzeug verschleißfrei einrückbar ist.

Die Merkmale, die zur Lösung dieser Aufgabe notwendig sind, sind im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 beschrieben.

Aufgrund der dort angegebenen Anordnung können die Anschläge zu jedem beliebigen Zeitpunkt unabhängig von der Achsbelastung völlig verschleißfrei und verhältnismäßig stoßfrei in die Sperrstellung gebracht werden.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in ,den übrigen Ansprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Eine perspektivische Ansicht der Aufhängung einer gefederten Pendelachse eines Fahrzeuges mit Vorderachsbock,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Aufhängung gemäß Fig. 1 ohne Vorder­ achsbock und

Fig. 3 eine Schnittansicht der Achsaufhängung nach der Linie A-B in Fig. 1.

Der besseren Übersichtlichkeit wegen ist eine die erfindungsgemäße Achsfederung enthaltende Achsaufhängung in Fig. 1 mit dem zum Aufbau eines Ackerschleppers gehörenden Vorderachsbock und in Fig. 2 ohne den Vorderachsbock wiedergegeben.

Der Vorderachsbock 1 ist in seinem oberen Bereich mit Flansche 1a und Augen 1b versehen, die Durchgangsbohrungen für Schrauben zur Befestigung des Vorderachsbockes 1 an benachbarten tragenden Fahrzeugbauteilen aufweisen. Seine in Fahrtrichtung und entgegengesetzt dazu weisenden Stirnwände 1c bzw. 1d enthalten weit außerhalb der Längsmittelebene des Fahrzeuges je eine mit nicht gezeigten gummielastischen Elementen ausgekleidete Bohrung, in denen in Längsrichtung des Fahrzeuges verlaufende Schwenkzapfen 2, 3 eines Querlenkers 4 gelagert sind.

Der Querlenker 4 besteht aus zwei mit Abstand voneinander parallel angeordneten, quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden doppelarmigen Schwingen 5, 6 mit einer Bohrung, in die die Schwenkzapfen 2, 3 fest eingesetzt sind. Von den Schwingenarmen stehen in uneingefedertem Zustand des Fahrzeuges (Normalstellung) die Schwingenarme 5a, 6a annähernd waagerecht und die Schwingenarme 5b, 6b annähernd senkrecht. An ihren senkrecht stehenden Schwingenarmen 5b, 6b sind beide Schwingen 5, 6 über eine Traverse 7 miteinander verbunden. Die waagerechten Schwingenarme 5a, 6a, die sich über die Längsmittelebene des Fahrzeuges hinauserstrecken, sind dort, wo sie die Längsmittelebene schneiden, mit in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Lagerbohrungen versehen. In diesen sind Lagerzapfen 8 der auf Räder 9 abgestützten Pendelachse 10 schwenkbar gehalten. Auf diese Weise ist die Pendelachse 10 um eine in der Längsmittelebene des Fahrzeuges liegende, horizontale Achse 11 frei pendelbar.

Abgefedert ist der den Vorderachsbock 1 einschließende Fahrzeugaufbau gegen die Pendelachse 10 mit Hilfe einer eine ausreichend hohe Eigendämpfung aufweisenden Drehstabfeder 12. Diese ist in ihrem einen freien Endbereich über eine Keilverzahnung 12a in einer axialen Bohrung drehfest mit dem hinteren Lagerbolzen 3 verbunden und in ihrem anderen Endbereich in gleicher Weise drehfest am Fahrzeugaufbau gehalten.

Der Achskörper der Pendelachse 10 besteht aus zwei miteinander verflanschten Teilen 10a, 10b, die ein Differentialgetriebe enthalten, über das die vorderen Räder 9 von einer Gelenkwelle 13 angetreibbar sind.

Zur Festsetzung des Querlenkers 4 und damit Blockierung der Federung sind gemäß Fig. 3 am Vorderachsbock 1 mehrere im Aufbau gleichartige Druckmittelzylinder befestigt, in denen hydraulisch beaufschlagbare Plungerkolben verschiebbar sind. Zwei Druckmittelzylinder 14 sind vertikal mit nach unten arbeitenden Plungerkolben 15 so angeordnet, daß jeweils ein Plungerkolben 15 in der Bewegungsebene eines waagerechten Schwingenarmes 5a, 6a liegt. In nicht druckbeaufschlagt ein Zustand befinden sich die Plungerkolben 15 normalerweise in einer zurückgeschobenen Stellung, wodurch die freien Endbereiche der waagerechten Schwingenarme 5a, 6a beim Einfedern des Fahrzeuges, das mit einer Tieferverlagerung der Lagerstellen einhergeht, frei hochschwingen können. Im druckbeaufschlagten Zustand sind die Plungerkolben 15 um einen bestimmten vorgegebenen Hub ausgefahren, wobei sie auf die freien Endbereiche der Schwingenarme 5a, 6a drücken und diese daran hindern, aus der waagerechten Normalstellung im Sinne eines Einfederns des Fahrzeuges nach oben zu verschwenken. In bekannter Weise ist dabei die Druckbeaufschlagung der Plungerkolben 15 so gesteuert, daß diese synchron ausfahren.

Damit in gleicher Weise eine Schwenkbewegung des Querlenkers 4 im Sinne eines Ausfederns des Fahrzeuges verhindert werden kann, ist am Vorderachsbock 1 ein weiterer, tangential zur Bewegungsbahn der Traverse 7 und quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufender Hydraulikzylinder 16 mit einem darin verschiebbaren Plungerkolben 17 in einer Höhe angeordnet, in der der Plungerkolben 17 in der Bewegungsebene der Traverse 7 liegt. Auch dieser Plungerkolben 17 ist aus einer hinteren, zurückgeschobenen Stellung, in der die Traverse 7 eine ausreichende Bewegungsfreiheit zum Ausfedern des Fahrzeugaufbaus besitzt, in eine vordere Stellung schiebbar, in welcher der Plungerkolben 17 an der Traverse 7 anliegt und der Querlenker 4 daran gehindert ist, eine Schwenkbewegung im Sinne des Ausfederns des Fahrzeugaufbaus auszuführen. In Fig. 3 sind beide Plungerkolben 15, 17 aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung nicht vollständig in die vordere Stellung geschoben.

Jeder Druckmittelzylinder 14, 16 weist zwei im Durchmesser unterschiedliche Bohrungen 14a, 14b und 16a, 16b aus. Die vordere, die Austrittsöffnung der Plungerkolben 15, 17 bildende Bohrung 14a, 16a dient zur Führung des jeweiligen Plungerkolbens 15, 17. Ihr Durchmesser ist geringer als der der hinteren Bohrung 14b, 16b. Der Absatz 14c, 16c zwischen den beiden Bohrungen 14a, 14b; 16a, 16b stellt einen Gegenanschlag für einen Anschlag 18, 19 am Plungerkolben 15, 17 dar. Dieser ist so plaziert, daß der Plungerkolben 15, 17 gerade soweit aus dem zugehörigen Druckmittelzylinder ausfahren kann, bis der Querlenker 4 in seine neutrale Normallage gestellt ist.

Soll das Fahrzeug mit aktiver Federung betrieben werden, so müssen die Plungerkolben 15, 17 sämtlicher drei Hydraulikzylinder 14, 16 zurückgeschoben sein, damit dem Querlenker 4 ein freies Verschwenken möglich ist. Hierzu sind die Hydraulikzylinder 14, 16 zu entlasten, wodurch die Plungerkolben 15, 17 durch während der Fahrt beim Ein- und Ausfedern des Fahrzeugaufbaus einsetzende Pendelbewegungen der Schwingenarme 5a, 6a, 5b, 6b aus der vorgeschobenen Stellung zurückgeschoben werden. Soll das Fahrzeug mit blockierter Federung betrieben werden, so sind durch Druckbeaufschlagung die Plungerkolben 15, 17 aller Druckmittelzylinder 14, 16 auszufahren, wodurch der Querlenker 4 unabhängig von der Belastung der Pendelachse 10 und damit seiner augenblicklichen Schwenkstellung in seine Normalstellung gedrückt wird. Die beiden Druckmittelzylinder 14 übernehmen dabei die Aufgabe, das Einfedern des Fahrzeugaufbaus zu unterbinden, während der Druckmittelzylinder 16 das Ausfedern des Fahrzeugaufbaus verhindert.

Claims (6)

1. Sperrbare Achsfederung eines Nutzfahrzeuges, insbesondere eines Ackerschleppers, mit vorderer Pendelachse (10), die an einem verschwenkbar am Fahrzeugaufbau gelagerten, mit der fahrzeugseitig abgestützten Federung zusammenwirkenden Schwenkkörper aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkkörper als Querlenker (4) ausgestaltet ist, der zwei im Abstand voneinander angeordnete, quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende waagerechte Schwingenarme (5a; 6a), die die Pendelachse (10) zwischen sich aufnehmen, senkrecht verlaufende Schwingenarme (5b; 6b), die über eine Traverse (7) miteinander in Verbindung stehen, und in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende, außerhalb der Fahrzeugmittelebene am Fahrzeugaufbau gelagerte Schwenkzapfen (2; 3) aufweist und zur Sperrung der Federung durch zwei verstellbare, in Wirkstellung gebrachte Anschläge (15; 17) in beiden Schwenkrichtungen gegenüber dem Fahrzeugaufbau festsetzbar ist, wobei die Anschläge (15) in der Schwenkebene der Schwingenarme (5a; 6a) und der Anschlag (17) in der Schwenkebene der Schwingenarme (5b; 6b) oder der Traverse (7) des Querlenkers (4) angeordnet sind und zur Sperrung der Federung in die und zur Freigabe der Federung aus der Bewegungsbahn der Schwingenarme (5a; 6a) und/oder der Schwingenarme (5b; 6b) oder der Traverse (7) bewegbar sind.

2. Achsfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (15, 17) von druckmittelbeaufschlagbaren Plungerkolben gebildet sind.

3. Achsfederung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plungerkolben (15; 17) einzeln oder gemeinsam verstellbar sind.

4. Achsfederung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Plungerkolben (15; 17) an einem fahrzeugfesten Bauteil (Vorderachsbock (1)) angebracht sind.

5. Achsfederung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plungerkolben (15; 17) im dem Querlenker (4) abgewandten Endbereich einen über ihre Kreiskontur herausragenden Anschlag (18; 19) tragen, der in einer gegenüber der die Plungerkolben (15; 17) führenden Zylinderbohrung (14a; 16a) erweiterten Zylinderbohrung (14b; 16b) bewegbar ist, deren Übergang (14c; 16c) zur Zylinderbohrung (14a; 16a) einen den Hub der Plungerkolben (15; 17) begrenzenden Gegenanschlag darstellt.

6. Achsfederung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der das Verschwenken des Querlenkers (4) beim Einfedern begrenzende Plungerkolben (15) im freien Endbereich eines der waagerechten Schwingenarme (5a; 6a) und der das Verschwenken des Querlenkers (4) beim Ausfedern begrenzende Plungerkolben (17) im Bereich der die beiden senkrechten Schwingenarme (5b; 6b) verbindenden Traverse (7) zur Wirkung bringbar ist.