DE942546C - Mit Motorantrieb versehener Vorderwagen, der auswechselbar an landwirtschaeftliche Maschinen, insbesondere solche mit grosser Arbeitsbreite und Spurweite ueber 2m anschliessbar ist - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Motorantrieb versehenen Vorderwagen mit Achsschenkellenkung der Treibräder, der auswechselbar an landwirtschaftliche Maschinen mit großer Arbeitsbreite und Spurweite über 2 m anschließbar ist. Solche Maschinen sind insbesondere Drill- und Hackmaschinen, ferner Vielfachgeräte, Düngerstreumaschinen und Maschinen zur Schädlingsbekämpfung. Diese Maschinen werden in der Praxis mit einer genormten Arbeitsbreite und Spurweite hergestellt, die in der Regel 2, 2,25, 2,5, 3 oder 4 m, gelegeetlidh bis zu 5,4 m beträgt.

Die Maschinen bis zu· 2 m Spurweite können ohne Hervorrufen unnötiger Bodendruckschäden durch Zugmaschinen (Schlepper) geschleppt werden, wenn die ^Schlepperspurweite der Spurweite der Arbeitsmaschine entspricht und der Nachteil geringer Einschlagwinkel der Lenkung so breiter Schlepper in Kauf genommen wird. Die Spurweiten der üblichen Schlepper betragen jedoch im allgemeinen höchstens 2 m oder lassen sich höchstens auf dieses Maß einstellen. Will man aber Arbeitsmaschinen größerer Breite mit einem üblichen Schlepper ziehen, so ergeben sich Bodendruckschäden im Arbeitsbereich der Arbeitsmaschine, insbesondere bei Drillmaschinen, weil die Schlepperspurweite mit der meist sehr viel breiteren Spurweite der Arbeitsmaschine nicht übereinstimmt. Häufig sind auch die beim Landwirt

schon vorhandenen und für den Betrieb mit Gespannvorderwagen eingerichteten Arbeitsmaschinen für Schlepperzug nicht geeignet.

Diese Nachteile der meist untersehiedlichen Spurweiten von Schlepper und Arbeitsmaschinen hat mani bei Drillmaschinen dadurch zu beseitigen versucht, daß man die ganze Drillmaschine durch einen auf ihr Fahrgestell aufgesetzten Motor selbstfahrend gemacht und die auf gleiche Spurweite wie ίο die Hinterräder des Fahrgestelles eingestellten Vorderräder mit Achsschenkellenkung versehen hat. Bei diesem selbstfahrenden Gerat können die Drillwerkzeuge auch gegen Hackwerkzeuge ausgewechselt werden. Die Anschaffungskosten einer derartigen Drillmaschine sind aber verhältnismäßig hoch, und das Auswechseln der Hackwerkzeuge ist sehr umständlich und zeitraubend. Das kostspielige motorisierte Fahrgestell ist für andere landwirtschaftliche Zwecke nicht brauchbar, so daß seine Anschaffung in vielen Fällen nicht lohnend ist.

Die Erfindung bezweckt, Abhilfe .von den vorgenannten Übelständen zu schaffen, und geht von der Aufgabe aus, eine Vielzahl von beim Landwirt meist schon vorhandenen landwirtschaftlichen Maschinen

•35 großer Arbeitsbreite, wie sie eingangs genannt wurden, mit ein und demselben auswechselbar anschließbaren, mit Motorantrieb versehenen Vorderwagen zu betreiben. Solche Vorderwagen sind bisher, soweit sie Achsschenkellenkung aufweisen, nur bekannt mit Kreuz- bzw. Kardangelenkübertragung des Antriebes, meist auch nur als schmalspurige Vorderwagen, deren Spurweite, beträchtlich kleiner als diejenige der anzuschließenden Arbeitsmaschine ist. Es ergeben sich dann die .eingangs genannten Bodendruckschäden. Vor allem aber bereifet die Achsschenkellenkung in Verbindung mit der Antriebsübertragung durch Kreuzgelenke gerade auch bei größeren Spurweiten Schwierigkeiten, wenn die breite Arbeitsmaschine am Ende einer Arbeitsspur auf engem Raum um i8o° gewendet werden soll; denn die Kreuz- oder Kardangelenkübertragung ermöglicht Lenkeinschläge praktisch nur im Bereich vori 25 bis 45⁰.

Die gleichen Schwierigkeiten ergeben sich in noch größerem Maße bei den bekannten Vorderwagen, bei denen die Treibräder nicht mit Achsschenkellenkung versehen sind, sondern mit ihrer gemeinsamen Achse bei der Lenkung mittels, eines mittleren Drehstuhles verschwenkt werden. Diese insbesondere beim Ziehen breiter Arbeitsmaschinen mit Spur- . weiten über. 2 m erheblichen Nachteile werden nun gemäß der Erfindung bei einem mit Motorantrieb versehenen Vorderwagen mit Achsschenkellenkung dadurch beseitigt, daß der Antrieb auf die Treibräder über j e ein Kegefeahnradpaar übertragen wird, dessen treibendes Rad an dem mit dem zugehörigen Treibrad verbundenen Kegelzahnrad in einem Punkt angreift, in welchem sich die Antriebskräfte einerseits und vom Fahrwiderstand am Treibrad andererseits erzeugten Momente in bezug auf die Drehachse .des Lenkschenkels für jeden Lenkeinschlagwinkel gegenseitig aufheben. Erfindüngsgemäß tritt also an Stelle der bei der Achsschenkellenkung sonst üblichen Antriebsübertragung mittels Kardangelenken die Ant'riebsübertragiuinig durchs Kegetoahinräder. Die . üblichen Kardanantriebe bedingen nämlich gerade die vorgenannten Schwierigkeiten bei großen Lenkeinschlägen (Einschlagwinkeln), wie sie beim Wenden um i8o° auf engem Raum notwendig sind. Der Vorteil der Antriebsübertragung durch Kegelzahnradpaare liegt also darin, daß die Lenkung auf viel größere Winkel, vorzugsweise über 90⁰, als bei Kardanantrieb in· beiden Richtungen eingeschlagen werden kann. Dabei bedingt die Anordnung der Kegelzahnradpaare gemäß der Erfindung, daß sich keine Einwirkung der Antriebsmomente auf die gekalkten· Treibräder ergibt, gleichviel¹, in welchem Winkel diese vorwärts oder rückwärts eingeschlagen worden sind.

Die Anwendung der Antriebs übertragung durch So Kegelzahnradpaare gemäß- der Erfindung macht es nun möglich, die Spurweite des Vorderwagens ebenso breit zu wählen wife die Spurweite dec zugeordneten Arbeitsmaschinen.· Da diese Arbeitsmaschinen in der Regel bei ein und demselben Landwirt die gleiche Arbeitsbreite und Spurweite haben, genügt es meist, wenn auch die Spurweite des Vorderwagens feststehend an die Spurweite der anzuschließenden Arbeitsmaschinen angepaßt ist. Stattdessen kann gemäß der Erfindung aber auch vorgesehen sein, daß die Spurweite der Treibräder des Vorderwagens auf gleiche oder praktisch gleiche Spurweite mit der anzuschließendenArbeitsmaschine veränderlich einstellbar ist. In beiden Fällen liegt die feststehende oder einstellbare Spurweite des Vorderwagens entsprechend den am häufigsten vorkommenden Spurweiten breiter Arbeitsmaschinen vorzugsweise zwischen 2,5 und 5,5. m.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung greift das treibende Rad des ein Treibrad des Vorderwagens antreibendem Kegelzalioriadpaares unterhalb des 'Adhssdhenfeels- dieses Treibrades an diesem an und ist um die gleiche Achse drehbar ge,-lagert, um die ein geneigter Lenkschenkel bei der Lenkung gedreht wird; dabei liegt der mittlere Berührungspunkt B dieses treibenden Zahnrades mit dem getriebenen Rad des Kegelzahnradpaares auf einer Geraden, die den Angriffspunkt A des Treibrades am Boden mit dem Schnittpunkt S der Drehachse des Lenkschenkels mit der Mittelachse des no Achsschenkels verbindet, wobei dieser Berührungspunkt B in einem senkrechten Abstand c von dieser Achsschenkelachse und in einem senkrechten Abstand α von dieser Lenkschenkelachse liegt, für deren Verhältnis a : b ■=> c : d gilt, wenn d der senkrechte Abstand; des Angriffspunktes» A von der Adhisscihenkelachse und b sein senkrechter Abstand von der Lenkschenkelachse ist. In diesem Falle wird nämlich das gewünschte Gleichgewicht der Drehmomente in bezug auf die Lenkschenkelachse erreicht, so daß die Antriebsübertragung die Lenkung nicht beeinflußt.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt, wobei sich weitere Vorteile ergeben. Es zeigt

Fig. ι eine Draufsicht auf einen an einer Arbeitsmaschine angekuppelten Vorderwagen gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Ausführung nach Fig. i,

Fig. 3 eine Stirnansicht des Vorderwagens bei der Ausführung nach Fig. ι und 2,

Fig. 4 in größerem Maßstab einen Schnitt durch den Kegelzahn'radamtriieb bei der Ausfüihrungsform ίο nach Fig. ι bis 3 bei einem der Treibräder und

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Antrieb des rechten Treibrades nach Fig. 1 und 4 für verschiedene Lenkeirischläge, wobei die Fahrtrichtung nach Fig. 5 in Pfeilrichtung, umgekehrt wie nach Fig. 1, verläuft. In Fig. ι ist die Arbeitsmaschine 1 mit großer Arbeitsbreite und Spurweite über 2 m in gestrichelten Linien dargestellt, wobei die Laufräder mit 2 bezeichnet sind. Der Vorderwagen ist an die Arbeitsmaschine an drei Stellen lösbar, z. B. mittels Steckbolzen, angekuppelt. Er kann in gleicher Weise an eine entsprechend andere breite Arbeitsmaschine angeschlossen werden, die möglichst die gleiche Spurweite aufweisen soll.

Der .Vorderwagen besteht in der Hauptsache aus der mit den Rahmenteilen 4 fest und undrehbar verbundenen Achse 5 für die Treibräder 6. Parallel zur Achse 5 verlaufen die am Rahmen 4 gelagerten Antriebswellen ζ_α, die über ein Differential- und Schaltgetriebe 7 (Fig. 3) an einen Motor 7_a angeschlossen sind, der von den Rahmenteilen 4 und Streben 8 getragen wird.

Die Treibräder 6 sind in gleicher Spurweite oder praktisch gleicher Spurweite wie die Laufräder 2 der Arbeitsmaschine angeordnet und mit einer Achslenkung versehen, die sowohl von der'linken Seite des Vorderwaigems als auch von· der rechten Seite des Vorderwagens auf beide Treibräder gleichzeitig mittels einer der Lenkwellen 9 übertragen werden Rann, an denen je ein Lenkrad 13 sitzt. Die Einzelheiten der Achsschenkellenkung werden weiter • unten in Zusammenhang mit Fig. 4 näher beschrieben.

Jedes der Lenkräder 13 ist in der Nähe eines Fahrersitzes 14 angeordnet, der. an_rdie nach hinten führenden Rahmenteile angebaut ist. Die Fahrersitze 14 liegen in beträcMichem Abstand jeweils hinter -dem zugehörigen Treibrad 6 und über der durch die Treibräder 6 und die Lauf räder 2 auf einer Seite gebildeten Anschlußspur, so daß diese vom Fahrer gut anvisiert und eingehalten werden kann. Auf den nach hinten führenden Rahmenteilen 4 sitzt ein Laufbrett 15, das dem Fahrer beim Wenden schnellen Platzwechsel von einer Seite zur anderen gestattet.

An jedem der hinteren Enden der Rahmenteil'e 4 ist z. B. mittels einer gekröpften Welle 16 ein Hinterrad 17 schwenkbar gelagert, das mit dieser Welle in die in Fig. 2 gestrichelt gezeichnete Bodenstellung herabschwenkbar ist. In der in Fig. 2 voll ausgezeichneten Stellung sind die Räder 17 aus ihrer Bodenstellüng ausgehoben und mittels einer Sperrung am Rahmen gehalten. Soll der Vorderwagen durch Lösen der Anschlußglieder 3 abgekuppelt und für sich allein z. B. zu einer anderen Arbeitsmaschine gefahren werden, so werden zurvor die Räder 17 durch Lösen der Sperrung in die in Fig. 2 gestrichelt gezeichnete Bodenstellung gebracht, so daß der Vorderwagen nicht nach hinten abkippt.

Statt zweier oder mehrerer senkbarer Hinterräder 17 kann ein einziges derartiges "ad am mittleren Teil des Rahmens des Vorderwagens angebracht sein, und statt schwenkbar kann das Hinterrad oder können die Hinterräder in anderer Weise heb- und senkbar gelagert sein.

Jede der Antriebswellen ζ_α trägt an ihrem äußeren 7g Ende ein mit ihr auf Drehung, z. B. durch Keilputen verbundenes Kegelzahnrad 19 (Fig. 4), das in einem auf der Achse 5 ruhenden Lager 18 drehbar gelagert ist. Das Kegelzahnrad 19 kämmt mit einem Kegelzahnrad 20, das fest auf einer Welle 21 aufgekeilt ist. Die Welle 21 ist drehbar in einem geeigneten Rohr 22 gelagert, das den Lenkschenkel des zugehörigen Treibrades 6 bildet. Der Lenkschenkel 22· ist seinerseits drehbar in einer Lagerhülse 23 gelagert, die mittels eines Ansatzes 24 fest 8g auf dem äußeren Ende der Welle 5 sitzt.

Zwischen dem oberen Ende der Lagerhülse 23 und dem Kegelzahnrad 20 sitzt fest auf geklemmt auf dem Lenkschenkel 22 eine Schelle 24_a, an der ein Arm 25 angreift (Fig. 5). Von dem Arm 25 go führt eine Schubstange 26 zu einem Lenkgetriebe mit dem Zahnsegment 32, das an der festen Achsel um einen Lagerzapfen 34 drehbar gelagert ist. Die freien Arme 35 beider Zahnsegmente 32 sind durch eine Spurstange 33 miteinander verbunden, "die gleichsinnige Lenkausschläge an beiden Treibrädern 6 gewährleistet. Jede der Lenkwellen 9 greift mittels eines Ritzels 36 an einem der Zahnsegmente 32 an.

Der als Rohr 22 ausgebildete Lenkschenkel trägt in fester Verbindung einen Achsschenkel .27, auf dem das Treibrad 6 mittels eines Lagers 28 drehbar gelagert ist. Mit der Radnabe 29 ist ein Kegelzahnrad 30 fest verbunden, das mit einem treibenden Kegelzahnrad 31 unterhalb des Achsschenkels 27 kämmt. Das Kegelzahnrad 3.1 ist auf das untere Ende der Welle 21 aufgekeilt. Der mittlere Berührungspunkt zwischen den Kegelzahnrädern 30 und 31 ist mit B bezeichnet und liegt in einem senkrechten Abstand α von der Drehachse des Lenk- ι ίο schenkeis 22 und in einem senkrechten Abstand c von der Mittelachse des Achsschenkels 27;

Der Angriffspunkt A des Treibrades am Boden liegt in einem senkrechten Abstand b von der Drehachse des Lenkschenkels 22 und in einem senkrechten Abstand 0! von der Mittelachse des Achsschenkels. >5Γ ist der Schnittpunkt der Drehachse S-S₁ des Lenkschenkels 22 mit der Mittelachse S-S₂ des Achsschenkels 27.

Erfindungsgemäß soll· die gerade Verbindungs- iao linie von 5 nach A durch Berührungspunkt B gehen und sollen sich die Abstände a: b wie c: d verhalten. Bezeichnet man die imPunkt A wirkende Bodenkraft mit K_A und die im Punkt B wirkende Kraft des Antriebs mit Kß, so herrscht Momentengleichgewicht 1*5 der Bodenkraft mit der Antriebskraft, wenn K_A · d

= Kb · c ist. Es ist also K_A — K_B · cld. Andererseits soll erfindungsgemäß Momentengleichgewicht in bezug auf die Drehachse S-S₁ des Lenkschenkels 22 zwischen dem Moment K_B · α und dem Gegenmoment K_A · b bestehen, also K_B · a ■= K_A · b sein, damit die Lenkung frei von Momenten ist. Diese Bedingung ist- erfüllt, wenn sidh a ·: b wie c : d verhält, und zwar unabhängig von der Winkel'größe des jeweiligen- Lenkeinschlages, den der Achsschenkel

ίο 27 am Treibrad 6 bewirkt.

Fig. 5 zeigt für das rechte Treibrad die erfindungsgemäß möglichen und sehr großen', Lenkeinschläge, die nach rechts (im Uhrzeigersinn) bis zu einem Winkel α von nahezu 90⁰ und nach links (entgegen dem Uhrzeigersinn) bis zu einem Winkel β von etwa 40⁰ reichen. Mit kardanischer Über-" tragung des Antriebs auf die Treibräder waren Lenkeinschläge dieser Größenordnung nicht möglich. Solche Lenkeinschläge ermöglichen aber, daß der Vorderwagen am Ende einer Arbeitsspur auf engem-Raum ohne Schwierigkeiten um i8o° gewendet werden kann.

Dies "ermöglicht die Antriebsübertragung durch je ein Kegelzahnradpaar 30, 31. Diese Übertragung hat auch den Vorteil, daß sie ohne weiteres'eine zweckmäßige Untersetzung zwischen der Antriebswelle 5 _a und dem zugehörigen Treibrad 6 ergibt, während sonst.bei Kardangetriebe diese Untersetzung .in das am Motor vorgesehene Schalt- und Differentialgetriebe verlegt werden muß.

' Bei dem beschriebenen"Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß der Abstand der Treibräder 6 fest auf einen großen· Abstand, d. h. eine größte Spurweite von über 2 m, z. B-. 2,25 m, 2,5 m, 3 m oder 4 m, eingestellt ist. Soll¹ die Spurweite veränderlich einstellbar gemacht werden, so können hierzu in der Technik für ähnliche Zwecke an sich bekannte Mittel verwendet werden, insbesondere Teleskopeinrichtungen. Es müßten dann z. B. die Achse 5, die Antriebswellen 5_a und die Spurstange 33 teleskopisch ausziehbar gemacht werden, wobei die-Lenkvorrichtung 34, 35 und das Kegelzahnradgetriebe nach Fig. 4 samt dem zugehörigen Treibrad. 6 an den nach außen ausziehbaren Teilen sitzen. Zugleich mit den ausziehbaren Teilen der Achse 5 wandern beim Ausziehen auch die Rahmenteile 4 und die an diesen befestigten Fahrersitze 14 sowie die Hilfshinterräder 17 nach außen, so daß die Fahrersitze 14 in der neuen Stellung wieder mit den Treib-Tädern 6 fluchten, d. h, in einer Spur liegen.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE: ,

   i. Mit Motorantrieb versehener Vorderwagen mit Achsschenkellenkung der Treibräder, der auswechselbar an landwirtschaftliche Maschinen, insbesondere solche mit großer Arbeitsbreite und Spurweite über 2 m,. ansdhJliefibar ist, wie an Drill- und Hackmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb auf · die mit großer Spurweite fest angeordneten oder veränderlich • auf solche Spurweite einstellbaren Treibräder

   (6) über je ein Kegelzahnradpaar (30, 31) übertragen wird, dessen treibendes Rad (31) an dem mit dem zugehörigen Treibrad (6) verbundenen Kegelzahnrad (30) in einem Punkt (B) angreift, in welchem sich die von den Antriebskräften _ . einerseits und. vom Fahrwiderstand am Treibrad andererseits erzeugten Momente in bezug auf die Drehachse des Lenkschenkels (22) für jeden, Lenkeinsdilagwinkel gegenseitig aufheben.
2. 2.- Vorderwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Spurweite der Spurweite der zugeordneten Arbeitsmaschinen praktisch gleich" oder auf deren Arbeitsbreite über 2 m einstellbar ist und vorzugsweise zwischen 2,5 und 5,5 m liegt.
3. 3. Vorderwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das treibende Kegelzahnrad (31) des ein Treibrad (6) des Vorderwagens antreibenden Kegekahnradpaares (31, 30) unterhalb des Achsschenkels (27) dieses Treibrades an diesen angreift und um die gleiche Achse (S-S₁), um die ein geneigter Lenkschenkel (22) bei der Lenkung gedreht wird, drehbar gelagert ist und daß der md'ttilere Bcrülunung-spunkt (B) dieses treibenden Zahnrades (31) mit dem getriebenen Rad (30) dieses Kegelzahnradpaares (3¹» 3°) ^auf einer Geraden liegt, die- den An-. griffspunkt (A) des Treibrades (6) >-am Böden mit dem Schnittpunkt (S) der Drehachse ^S-S₁) des Lenkschenkels (22) , mit der Mittelachse (S-S₂) des Achsschenkels verbindet, wobei dieser Berührungspunkt (B) in einem senkrechten Abstand (c) von, diiese'r Achisisdhtenkeliadhse (S-S₁) und ins einem serJkrechiten Abstand (a) von dieser Lenkschenkelachse (S S₂) liegt, für. deren Verhältnis a : b = c : d gällt, d. h. daß in. (B) Gleichgewicht der Drehmomente in bezug auf die Lenkschenkelachse (S-S₁) besteht, wenn d-. der senkrechte Abstand des Angriffspunktes· (A) von der Achsschenkelachse (S-S₂) und b' sein senkrechter Abstand von der Lenkschenkelachse OS^--S₁) ist. ·
4. 4. Vorderwagen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkschenkel als ein an der Vorderachse (5) od. dgl. drehbar gelagertes, den Achsschenkel (27) tragendes Rohr tio (22) ausgebildet ist, das als Lager für eine vom Antrieb aus in Drehung versetzte Welle (21) dient, deren unteres -Ende das treibende Rad (31) des Kegelzahnradpaares (30,31). trägt.
5. 5. Vorderwagen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb auf die im Rohr (22) gelagerte Welle (21) über ein an deren . oberem Ende angreifendes Kegelzahnradpaar (19, 20) übertragen wird.
6. 6. Vorderwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er mit mindestens einem senkbaren, vorzugsweise herabsdhwenkbaren-Hiniterrad (17) ausgerüstet ist.
7. 7. Vorderwagen nach einem der Ansprüche 1

   bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem der Treibräder (6) ein gesondertes Lenkgetriebe (25,

   '26, 35» 3²> 36; 9) vorgesehen ist, .das zu je einem Lenkrad (13) an den Fahrersitzen (14) führt, die jeweils auf der Anschltißspu,rlinie in beträchtlichem Abstand hinter jedem der gelenkten Treibräder (6) in an sich bekannter Weise angeordnet sind, wobei beide Lenkgetriebe durch eine Spurstange (33) gekuppelt sind.
8. 8. Vorderwagen nach · Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Lenkrädern (13) ein Laufbrett (15) vorgesehen ist.

   Angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 783 288; Landtechnik, Nr. 5, 1952, S. 146.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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