DE10158912A1

DE10158912A1 - Knickpendellenkung

Info

Publication number: DE10158912A1
Application number: DE10158912A
Authority: DE
Inventors: Werner Seebohm; Paul Kohn
Original assignee: Volvo Compact Equipment GmbH and Co KG
Current assignee: Volvo Compact Equipment GmbH and Co KG
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2021-12-01
Also published as: DE10158912B4; US20030127828A1; FR2832974A1; US6932373B2; FR2832974B1

Abstract

Knickpendellenkung für Baumaschinen, insbesondere für Radlager, die den Vorderwagen (6) mit dem Hinterwagen (7) derart verbindet, daß sowohl die vom Fahrer ausgeführte Lenkbewegung als auch eine Pendelbewegung zwischen den beiden Wagen (6, 7) ausgeführt wird. Die Knickpendellenkung besteht im wesentlichen aus einem vertikalen Lagerbolzen (2) und einem nahezu horizontal angeordneten Gelenkzapfen (8). Auf dem vertikalen Bolzen (2) sitzt jeweils im oberen und im unteren Bereich ein Lagerring (3', 3''), die von einem schalenförmigen Lager (4', 4'') gehalten werden, welches an zwei Auslegern (5', 5'') des Vorderwagens (6) angeordnet ist. Die beiden Ausleger (5', 5'') ragen in gabelförmige Aufnahmen des Knickpendelgelenkes (1) hinein. An der rückwärtigen Stirnseite des Gelenkzapfens (8) ist ein Verlängerungsbolzen (16) angeordnet, auf dem ebenfalls ein Lagerring (9) sitzt. Dieser Lagerring (9) wird von einer Lagerschale (10) gehalten, die an einem Querträger (11) des Hinterwagens (7) angeordnet ist. Etwa mittig des Gelenkzapfens (8) ist ein horizontaler Lagerbolzen (12) in Fahrzeugquerrichtung angeordnet, auf dem mittig ein weiterer Lagerring (13) sitzt. Dieser wird ebenfalls von einer Lagerschale (17) gehalten, die am Hinterwagen (7) des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Lagerringe (3', 3'', 9, 13) können mit zum Beispiel Teflon beschichtet sein. Die Lagerschalen (4', 4'', 10, 17) können ebenfalls mit Teflon beschichtet sein. Zusätzlich ist das Abschmieren von sich gegeneinander ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Knickpendellenkung für Baumaschinen, insbesondere für Radlader. Die Knickpendellenkung verbindet den Vorderwagen derart mit dem Hinterwagen, daß sowohl die vom Fahrer ausgeführte Lenkbewegung als auch eine Pendelbewegung zwischen den beiden Wagen ausgeführt wird. Bei der Lenkbewegung führt der Vorderwagen oder Vorderrahmen eine Schwenkbewegung von circa +/-40° um die vertikale Lenkachse des Knick- Pendel-Gelenkes aus. Bei der Pendelbewegung wird der Vorderwagen oder Vorderrahmen um einige Grad um eine nahezu horizontale Achse geschwenkt. Der Vorteil der Verwendung von Knickpendellenkungen zur Anbindung des Vorderwagens an den Hinterwagen ist, daß die Radachsen der Baumaschine einfach befestigt werden können. Bei der Verwendung einfacher Knicklenkungen sind andere Maßnahmen zum Ausführen der Pendelbewegung erforderlich, zum Beispiel Pendelung der Hinterachse.
Baumaschinen, insbesondere Radlader, werden häufig auf einem Gelände mit nichtbefestigtem Boden eingesetzt. Sie sollen möglichst wendig sein und klein bauen.
Herkömmliche Knickpendellenkungen bestehen im wesentlichen aus einem Knick-Pendel- Gelenk mit einem vertikalen Lagerbolzen und mit einem Gelenkzapfen, dessen Längsachse die Pendelachse darstellt und nahezu horizontal angeordnet ist. Bei Baumaschinen mit herkömmlicher Knickpendellenkung werden der vertikale Lagerbolzen und der horizontale Gelenkzapfen in zylinderförmigen Buchsen gelagert, die am Vorder- bzw. Hinterwagen angeordnet sind. Die Berührungsflächen zwischen Lagerbolzen bzw. Gelenkzapfen und Buchse müssen wiederholt abgeschmiert werden. Dadurch entstehen während des Betriebes der Baumaschine zusätzliche Kosten für die Wartungsarbeiten und das Schmiermittel. Hinzu kommt, daß Baumaschinen auch im Verleih angeboten werden, wo eine hinreichende Abschmierung nicht gewährleistet ist, was zu erheblichen Kosten durch Verschleiß führen kann.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Knickpendellenkung anzugeben, die optional wartungsfrei ist und es ermöglicht, die Baumaschine klein zu bauen bei großer Wendigkeit derselben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der vertikale Lagerbolzen in zwei Knick-Gelenk-Lagern gelagert wird und der Gelenkzapfen in zwei Pendel-Gelenk-Lagern. Dabei wird der vertikale Lagerbolzen in seinem oberen und in seinem unteren Bereich jeweils von einem Knick-Gelenk-Lager gehalten und der Gelenkzapfen mittig und rückwärtig jeweils von einem Pendel-Gelenk-Lager. Die Erfindung beruht dabei insbesondere auf der Erkenntnis, daß das Anordnen des einen Pendel-Gelenk-Lagers an der Stirnseite des Gelenkzapfens und des anderen Pendel-Gelenk-Lagers im Zentrum des Knickpendelgelenkes eine besonders kompakte Bauweise der Baumaschine ermöglicht.
Die bei dem erfindungsgemäßen Knickpendelgelenk verwendeten Gelenklager bestehen aus
einem auf dem jeweiligen Lagerbolzen sitzenden Gelenkring, dessen Innenseite plan anliegt und dessen Außenseite nach außen gewölbt ist,
und als Gegenstück zu dem Gelenkring einer Lagerschale, die einen entsprechend gekrümmten Ausschnitt aufweist, um den Gelenkring zumindest teilweise aufzunehmen.
Die Lagerschalen der beiden Knick-Gelenk-Lager sind an dem Vorderrahmen der Baumaschine angeordnet und die Lagerschalen der beiden Pendel-Gelenk-Lager an dem Hinterwagen.
Durch das Verwenden von Gelenklagern anstelle der herkömmlichen Lagerbuchsen wird erreicht, daß die Berührungsfläche zwischen den sich gegeneinander verdrehenden Bauteilen verringert wird. Dadurch wird es wirtschaftlich interessant, hochwertiges, aber wartungsarmes Material für die Beschichtung beziehungsweise für die sich berührenden Bauteile selber zu verwenden.
Die Zeichnungen stellen lediglich eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung dar. Dabei zeigen Fig. 1 in der Seitenansicht einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Knickpendelgelenk,
Fig. 2 in der Draufsicht einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Knickpendelgelenk,
Fig. 3 eine Baumaschine, die mit dem erfindungsgemäßen Knickpendelgelenk ausgestattet ist,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Baumaschine und deren maximalen Lenkwinkeln, und
Fig. 5 in perspektivischer Darstellung das Knickpendelgelenk.
Fig. 1 ist in der Seitenansicht ein Schnitt durch das erfindungsgemäße Knickpendelgelenk 1. Auf dem vertikalen Lagerbolzen 2 sitzt jeweils in seinem oberen und in seinem unteren Bereich ein Lagerring 3' und 3" zur Lagerung der Knick- bzw. Lenkachse. Das Gegenstück, also die Lagerschalen 4' und 4" für die Lagerringe 3' und 3", ist jeweils an einem Ausleger 5' und 5" am Vorderwagen 6 der Baumaschine angeordnet.
Zur Lagerung der Pendelachse ist zum einen an der Stirnseite des Gelenkzapfens 8 zentrisch zur Pendelachse ein Verlängersbolzen 16 angeordnet, auf dem zu seinem Ende hin ebenfalls ein Lagerring 9 sitzt. Das Gegenstück, also die Lagerschale 10, ist an einer Querstrebe 11 des Hinterwagens 7 angeordnet. Deutlich zu erkennen ist in dieser Ansicht, daß die beiden Ausleger 5' und 5" in gabelförmige Aussparungen des Knickpendelgelenkes 1 hineinreichen. Zum anderen ist zur Lagerung der Pendelachse parallel zur Querachse der Baumaschine etwa in der Mitte des Knickpendelgelenkes ein horizontaler Lagerbolzen 12 angeordnet.
In Fig. 2 ist in der Draufsicht auf einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Knickpendellenkung der horizontale Lagerbolzen 12 zu erkennen. Dieser wird etwa in seiner Mitte von einem zweiten Pendelgelenklager gehalten. Auch der auf dem horizontalen Lagerbolzen 12 sitzende Lagerring 13 ist ringförmig ausgebildet und liegt an seiner Innenseite plan an dem Lagerbolzen 12 an. Die gewölbte Oberfläche des Lagerrings 13 liegt in einer schalenförmigen Ausnehmung 17 am Hinterwagen 7 an. Die Pendelachse verläuft an ihrem vorwärtigen Ende mittig entlang dem Längsschnitt durch den Lagerring 13 und an ihrem rückwärtigen Ende mittig durch den Querschnitt des Lagerrings 9, welcher in dieser Ansicht nicht zu erkennen ist, da er in der Querstrebe 11 angeordnet ist.
Die zum Knickpendelgelenk 1 beabstandet angeordnete Platte 14 begrenzt die Pendelbewegung, wenn es zum Anschlag an dasselbe kommt.
Fig. 3 zeigt einen Radlader mit der erfindungsgemäßen Knickpendellenkung. Deutlich zu erkennen sind die genau vertikal ausgerichtete Lenkachse und der nahezu horizontal ausgerichtete Gelenkzapfen 8. In dieser Ausführungsform ist der Gelenkzapfen 8 nicht genau horizontal, sondern leicht ansteigend angeordnet, so daß die Verlängerung der Pendelachse oberhalb des Schwerpunktes des Hinterwagens 7 des Radladers verläuft. Durch diese vorteilhafte Variante der Schrägstellung der Pendelachse, dies bedeutet, daß sie in Richtung Maschinenheck nach oben verläuft, wird erreicht, daß, wenn der Hubarm beispielsweise eines Radladers mit einer hohen Kraft so beaufschlagt wird, daß die Hinterräder vom Boden abheben, der Hinterwagen 7 jedoch nicht um die Pendelachse kippt, da sein Schwerpunkt unterhalb der Pendelachse liegt.
Fig. 4 ist die Draufsicht auf die Ausführungsform mit einem Radlader, wobei jeweils der maximale Knickwinkel bzw. Lenkwinkel von plus bzw. minus 40°, ausgehend von der Grundlinie, die die Geradeausfahrt beschreibt, eingezeichnet ist.
Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung des Knickpendelgelenkes 1, die die Aufhängung des Gelenkzapfens 8 am Hinterwagen 7 deutlich macht. Dies sind einerseits der Querträger 11, an dem die Lagerschale 10 angeordnet ist, und andererseits die Vorsprünge, von denen nur der eine mit der Bezugsziffer 15 zu sehen ist, die den horizontalen Lagerbolzen 12 tragen. Der Gelenkzapfen 8 ist zumindest teilweise in seinem oberen Bereich eckig ausgebildet. Als Frontplatte des Hinterwagens 7 ist beabstandet zum Gelenkzapfen 8 eine Platte 14 angeordnet, die fest mit dem Hinterwagen 7 verbunden ist und die Pendelbewegung begrenzt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest einer der Lagerringe 3', 3", 9 oder 13 mit Teflon beschichtet. Bei einer anderen Ausführungsform ist zumindest eine der Lagerschalen 4', 4", 10 oder 17 mit Teflon beschichtet.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind zumindest einige der sich gegeneinander bewegenden Bauteile abgeschmiert.

Claims

1. Knickpendellenkung für Baumaschinen, insbesondere für Radlader, die den Vorderwagen mit dem Hinterwagen verbindet und die vom Fahrer ausgeführte Lenkbewegung sowie eine Pendelbewegung zwischen den beiden Wagen ausführt, die im wesentlichen aus einem vertikalen Lagerbolzen und einem nahezu horizontal angeordneten Gelenkzapfen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung des vertikalen Bolzens (2) und des Gelenkzapfens (8) zumindest teilweise Gelenklager verwendet werden.

2. Knickpendellenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lagerring (3' und 3") jeweils im oberen und im unteren Bereich auf dem vertikalen Lenkbolzen (2) sitzt.

3. Knickpendellenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem vertikalen Bolzen (2) sitzenden Lagerringe (3' und 3") von an dem Vorderwagen (6) angeordneten Lagerschalen (4' und 4") gehalten werden.

4. Knickpendellenkung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschalen (4' und 4") jeweils an einem Ausleger (5' und 5") des Vorderwagens (6) angeordnet sind, der in gabelförmige Aufnahmen des Knickpendelgelenkes (1) hineinreicht.

5. Knickpendellenkung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der rückwärtigen Stirnachse des Gelenkzapfens (8) ein Verlängerungsbolzen (16) angeordnet ist.

6. Knickpendellenkung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf diesem Verlängerungsbolzen (16) ein Lagerring (9) sitzt.

7. Knickpendellenkung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerring (9) von einer Lagerschale (10) gehalten wird, die am Hinterwagen (7) angeordnet ist.

8. Knickpendellenkung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (10) an einem Querträger (11) des Hinterwagens (7) befestigt ist.

9. Knickpendellenkung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß etwa in der Mitte des Knickpendelgelenkes (1) ein horizontaler Lagerbolzen (12) in Fahrzeugquerrichtung angeordnet ist.

10. Knickpendellenkung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lagerring (13) mittig auf dem horizontalen Lagerbolzen (12) sitzt.

11. Knickpendellenkung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (17) für den Lagerring (13) des horizontalen Lagerbolzens (12) am Hinterwagen (7) angeordnet ist.

12. Knickpendellenkung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelachse in rückwärtiger Richtung leicht ansteigt.

13. Knickpendellenkung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt des Hinterwagens (7) unterhalb der Verlängerungslinie der Pendelachse liegt.

14. Knickpendellenkung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der vier Lagerringe (3', 3", 9 oder 13) an seiner Innenseite oder an seiner gewölbten Außenseite mit Teflon beschichtet ist.

15. Knickpendellenkung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der vier Lagerschalen (4', 4", 10 oder 17) an der gekrümmten Oberfläche mit Teflon beschichtet ist oder aus diesem Material besteht.

16. Knickpendellenkung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Lagerbolzen (2) zweiteilig ausgebildet ist.

17. Knickpendellenkung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lenkbewegung von ca. plus und minus 40° bezüglich der Fahrzeuglängsrichtung möglich ist.

18. Knickpendellenkung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelbewegung zwischen Vorderwagen (6) und Hinterwagen (7) begrenzt ist.

19. Knickpendellenkung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Stirnplatte des Hinterwagens als Anschlag während der Pendelbewegung funktioniert.

20. Knickpendellenkung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegeneinander bewegenden Bauteile abgeschmiert sind.