-
Fahrgestell für Fahrzeuge, insbesondere geländegängige Ackerwagen
Die Erfindung bezieht sich auf Fahrgestelle für Fahrzeuge, insbesondere geländegängige
Ackerwagen.
-
Bei Fahrzeugen paßt sich im allgemeinen das Fahrgcstell den Unebenheiten
der Fahrbahn dadurch an, daß bei Anordnung von Gummibereifungen letztere die kleineren
Unebenheiten verschlucken, während die bei Straßenfahrzeugen durchweg vorgesehene
Abfederung der Fahrzeugräder diesen das Ausweichen bei größeren Unebenheiten ermöglicht.
Treten jedoch außergewöhnlich große Unebenheiten auf, wie sie landwirtschaftliche
Fahrzeuge, insbesondere geländegängige Ackerwagen, üblicherweise überwinden müssen,
so vermag auch eine Federung keine Abhilfe zu bringen, weil die hohe Schwerpunktlage
dieser Fahrzeuge, die durch hochliegende Lasten, wie Heu, abzufahrendes Getreide
usw., hervorgerufen wird, eine Kippgefahr des Wagens bedingen würde. Um auch bei
solchen Fahrzeugen das beabsichtigte Ausschwingen der Räder zu erreichen, muß man
das Fahrgestell so ausbilden, daß die Räder mit dem von ihnen getragenen vorderen
und hinteren Achsbock um die Wagenlängsachse schwingen bzw. gegen sie Verdrehungen
ausführen können.
-
Man hat verschiedene Wege eingeschlagen, um dieses Ziel zu erreichen.
So wird die Verschwenkbarkeit der Achsen bzw. Achsböcke dadurch erreicht, daß beide
auf einem mittleren Längsträger pendelnd angeordnet sind. Es sind auch Bauarten
bekannt, bei denen nur einer der Achsböcke pendelnd auf dem zentralen Längsträger,
Langbaum genannt, gelagert ist. Der Ladekasten und die ihn tragenden Längsträger
ruhen hierbei auf den Achsböcken auf und erfahren bei deren Schwenkbewegungen unerwünscht
hohe Verdrehungsbeanspruchungen. Bei anderen Bauarten hat man das Fahrgestell aus
verwindungsfähigen Längsträgern gebildet, an denen starre Achsen oder auch starre
Achsböcke befestigt sind. Diese Bauart bringt es mit sich, daß an einzelnen Stellen
Spannungsspitzen auftreten, die durch Knotenbleche, Verstärkungen usw. aufzunehmen
sind. Da es sich zeigt, daß trotz Anwendung derartiger Notbehelfe Brüche, vor allem
Dauerbrüche, auftreten, hat man die die Spannungsspitzen aufnehmenden
Bauteile
weiter verstärkt, so daß man zu recht schweren Fahrzeugen kommt, die gerade im landwirtschaftlichen
Betrieb unerwünscht sind, da bei gegebener Zugkraft das Verhältnis der Nutzlast
zurTotlast zu ungünstig wird. Die gefährlichen Spannungsspitzen treten vor allem
an den Stellen auf, wo die verdrehsteife Achse mit dem Achsbock verbunden ist, außerdem
an dessen Knotenstellen. Um die Brüche zu vermeiden, hat man in Unkenntnis ihrer
Ursachen an Stelle von Schweißverbindungen, und zwar im allgemeinen erst nach dem
erfahrungsgemäß festgestellten Auftreten der Brüche, Schraub- oder Nietverbindungen
zur Anwendung gebracht, da diese geringe Lageänderungen oder Verschiebungen zulassen.
Der Aufbau des Achsbocks aus geschraubten und genieteten Einzelteilen erfordert
jedoch einen größeren Aufwand an Einzelteilen und erhöht die Kosten. Einen weiteren
Weg beschritt man, indem man die unvermeidlichen Lageänderungen und Verformungen
durch Gelenk- oder Scharnierverbindungen an den Ecken des Fahrgestells unschädlich
machte. Aber diese Gelenke sind nicht nur teuer, sondern sie verursachen eine ständige
Wartung und unterliegen außerdem dem Verschleiß, so daß auf diese Weise keine befriedigende
Lösung der sich stellenden Aufgaben gefunden werden konnte.
-
Hier setzt die Erfindung ein. Bei Beschreitung des zu ihr führenden
Wegs kam man zu der völlig neu- und eigenartigen Erkenntnis, daß sich die Verwindungen
des Fahrgestells bis zu den Rädern fortsetzen. Bildet man die Längsträger nach bekannten
Vorschlägen verwindungsfähig aus, so zeigen genaue Untersuchungen des Kräfteflusses,
der elastischen und bleibenden Formänderungen sowie des verwundenen Fahrgestells,
daß selbst die starren Achsböcke bzw. ihre starren Achsen bei der Wagenbewegung
Verschiebungsbeanspruchungen unterliegen, deren gewaltsame, durch entsprechende
Bemessung der Verbindungsstelle vorgenommene Unterdrückung zu den bereits genannten
Spannungsspitzen Anlaß gibt. Zieht man in folgerichtiger Durchführung des zur Erfindung
führenden Wegs daraus den Schluß, daß alle imKräfteflußliegenden Einzelteile des
Fahrgestells hinsichtlich ihrer Verwindungs fähigkeit aufeinander abgestimmt sein
müssen, so daß das gesamte Fahrgestell nach Art einer Drehstabfeder die Verwindungen
ermöglicht, die notwendig sind, um es den Bodenunebenheiten anzupassen, dann gelingt
es, die sonst auftretenden Spannungsspitzen zu vermeiden und damit eine vollkommene
Werkstoffausnüt zung zu verwirklichen, die zu den bestmöglichen Gewichtsverhältnissen
und zur Vermeidung aller schweren und teuren Verstärkungen sowie aller Gelenkverbindungen
mit ihren Nachteilen zu führen vermag.
-
Die Erfindung geht von dieser Erkenntnis aus und besteht in der Kombination
verwindungsfähiger Längsträger und ebenfalls verwindungsfähiger, die Längsträger
verbindender, von den Fahrzeugrädern getragener, rahmenförmiger Achsböcke.
-
Erst durch Verwirklichung dieses Gedankens wird erreicht, daß alle
Einzelteile des Fahrgestells bis zu den Rädern an der Verwindung teilnehmen und
hinsichtlich ihrer Verwindungsfähigkeit so aufeinander abgestimmt sind, wie es der
jeweiligen Gesamtverwindung entspricht. Man erreicht weiter, daß sämtliche vier
Räder infolge dieser vollkommenen," bis zu
jedem Rad folgerichtig durchgeführten
Verwindungsfähigkeit des Fahrgestells bei der Überwindung aller praktisch in Betracht
kommenden Bodenerhebungen und Bodenvertiefungen dauernd am Boden haften. Dadurch
verteilt sich die Last stets auf alle vier Räder. Diese gute Lastverteilung bewirkt>ei
luftbereiften Rädern eine weitgehende Schonung der Bereifung und eine entsprechende
Vergrößerung ihrer Lebensdauer. Demgegenüber kommt es bei Fahrgestellen mit starrer
Achse oder starren Achsböcken beim Befahren derartig großer Unebenheiten immer wieder
vor, daß der größte Teil der Last zeitweise nur auf drei oder sogar auf zwei Rädern
ruht, so daß entsprechende Überbelastungen der Reifen die Folge sind.
-
Die Achsböcke sind ferner so ausgebildet, daß durch die Stützkräfte
der Räder keine Biegungskräfte auf die Achsböcke übertragen werden können. Das wird
gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Radabstützung der Fahrzeugräder mit
den Seitenstützen der rahmenförmigen Achsböcke verbunden ist, so daß die Stützkräfte
der Räder über di, Seitenstützen unmittelbar auf die Längsträger des Fahrgestells
übertragen werden, ohne den Untergurt auf Biegung zu belasten. Der Untergurt wird
hierbei lediglich auf Zug beansprucht, und der Obergurt auf Druck bzw. Knickung.
Alle von der Last bzw. von den Stützkräften der Räder herrührenden Biegungsmomente
werden von den Achsböcken ferngehalten.
-
Den Achsböcken selbst kann jede gewünschte Ausbildung gegeben werden.
Vorteilhaft bestehen sie aus einem Rahmen, dessen einzelne Teile verwindungsfähig
sind. Diese Verwindungsfähigkeit kann man in üblicher Weise durch offene Profile
wegen ihrer bekannten Vorteile verwirklichen. Auf diese Weise wird auch für den
gesamten Achsbock ein Höchstmaß an Verwindungsfähigkeit erhalten. Zweckmäßig werden
die Rahmenteile durch in der Rahmenebene liegende Zugbänder oder Streben verbunden.
Auf diese Weise können in besonders vorteilhafter Weise auftretende Zug- und insbesondere
Diagonalspannungen des Rahmenwerks aufgenommen werden, ohne daß die Verwindungsfähigkeit
leidet. Als besonders vorteilhaft hat sich die Anwendung eines dünnen Stehblechs
ergeben, das den Rahmen ausfüllt. Das Stehblech kann durch Sicken verstärkt sein.
-
Auch die Wahl der Verbindungsmittel ist nicht beschränkt. Es können
einfache Schraubverbindungen ohne jede Verstärkung Anwendung finden. Dadurch erhält
man den Vorteil, daß derartige Fahrgestelle jederzeit in Einzelteile oder Gruppen
zerlegt werden können. Da die Erfindung jedoch erstmalig die Anwendung von Schweißverbindungen
ohne die bisher unvermeidlichen Übelstände ermöglicht, kommen diese als einfachstes
und dabei zuverlässiges Verbindungsmittel in erster Linie in Betracht. Derartig
einfache Schweißverbindungen der Baugruppen können nach dem Versand derselben in
jeder Landmaschinenwerkstatt ohne Schwierigkeiten ausgeführt werden. Man kann daher
alle Verbindungsstellen schweißen, sofern man nicht aus Gründen eines bequemeren
Zusammenbaus aus einzelnen Baugruppen
an den Verbindungsstellen
zwischen den Längsträgern und den Achsböcken Schraubverbindungen wählt.
-
Die Zeichnung zeigt eine Ausführung des Erfindungsgedankens am schematisch
veranschaulichten Beispiel des Fahrgestells für einen Ackerwagen.
-
Abb. i ist eine Draufsicht auf einen rahmenförmigen Achsbock, der
die verwindungsfähigen Längsträger des Fahrgestells verbindet; Abb.2 entspricht
einem senkrechten Querschnitt durch den Achsbock nach Linie II-II der Abb. i,; Abb.
3 zeigt das erfindungsgemäß ausgebildete Fahrgestell in schaubildlicher Darstellung,
und zwar in uriverwundenem Zustand, während Abb. 4 das Fahrgestell in einem Zustand
darstellt, der sich etwa dann einstellt, wenn bei einer nach links gerichteten Fahrt
das linke Hinterrad in eine tiefe Mulde fällt.
-
Das erfindungsgemäß ausgebildete Fahrgestell besteht, wie insbesondere
die Abb. 3 und 4 zeigen, aus zwei verwindungsfähigen Längsträgern 7, die zu diesem
Zwecke als verhältnismäßig dünnwandige, nach außen offene U-Profile ausgebildet
sind. Während diese Längsträger bisher durch starre Achsböcke miteinander verbunden
waren, kommen erfindungsgemäß verwindungsfähige rahmenförmige Achsböcke zur Anwendung.
Diese bestehen aus einem Obergurt 3, dessen als offenes Profil ausgebildeter Querschnitt
im einzelnen aus Abb. 2 ersichtlich ist, und aus einem ebenso ausgebildeten Untergurt
4. Ober- und Untergurte 3 und 4 sind durch Seitenstützen, Wangen 2, miteinander
verbunden.
-
Ein derartiges Fahrgestell vermag, wie Abb. 4 erkennen läßt, ohne
die dargestellten Nachteile und Schwierigkeiten über Hindernisse geradezu zu klettern.
Bei dem angenommenen Beanspruchungsfall verwinden sich zunächst die Längsträger,
indem sich der (in Fahrtrichtung gesehen) linke Längsträger senkt und dadurch gleichzeitig
verwindet. Diese Verwindung überträgt sich auf die beiden rahmenförmigen Achsböcke.
Die durch das Absinken des linken Längsträgers bedingte Verkürzung, bezogen auf
seine Projektion auf eine die beiden Vorderräder und das rechte Hinterrad von unten
berührende Ebene, wirkt sich in einer Verschwenkung des gesamten hinteren Achsbockrahmens
um die rechte Seitenstütze (rechte Wange) desselben aus, die dieser Rahmen mühelos
mitmacht, weil er in der genannten Richtung bewußt verwindungsfähig ausgebildet
worden ist. Die Verdrehung überträgt sich naturgemäß etwas abgeschwächt auf den
vorderen Achsbockrahmen, von dem sie wiederum ohne die Möglichkeit der Entstehung
irgendwelcher Spannungsspitzen aufgenommen wird, weil auch dieser Rahmen planmäßig
verwindungsfähig gemacht worden ist.
-
Diese Eigenschaften des Fahrgestells ergeben aber die Möglichkeit,
es mit dem theoretisch überhaupt möglichen Mindestaufwand an Werkstoff herzustellen.
Weiter können alle Verbindungen völlig starr, etwa durch Verschweißen, hergestellt
sein, so daß das Fahrgestell trotz seiner verwindungsweichen Ausbildung ein festes
Ganzes bildet. Aus den Abb. i und 2 ist die Ausbildung des Fahrgestells im einzelnen
zu entnehmen. Man erkennt die beiden verwindungsfähigen Längsträger 7, an welche
die Seitenstützen (Wangen) i und 2 angeschweißt sind. Die Seitenstützen (Wangen)
i und 2 nehmen zwischen sich den Gurt (Obergurt) 3 und Untergurt 4 auf. Ober- und
Untergurt sowie die Mittelstege der Wangen i und 2 sind durch ein Stehblech 5 verbunden.
Sicken 6 in diesem Stehblech vermögen auch Druckspannungen aufzunehmen, während
das Stehblech als solches die Zugbeanspruchungen, insbesondere die Diagonalspannungen,
aufnimmt. An den beiden unteren Ecken des Rahmens sind Hülsen 8 angeschweißt, in
denen die Lenkschenkel der in diesem Falle urigefederten und@nicht dargestellten
Räder aufgenommen sind.
-
Es liegt im Wesen der Erfindung, daß ihre Verwirklichungsmöglichkeit
sich in keiner Weise im dargestellten Ausführungsbeispiel erschöpft. Vielmehr kann
der Erfindungsgedanke in mannigfachst abgewandelten Formen verwirklicht werden,
ohne daß er verlassen zu werden braucht. So ist es völlig gleichgültig, auf welche
Weise die Verwindungsfähigkeit von Längsträgern und sie verbindenden Fachwerken
im einzelnen hergestellt wird.