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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Geländefahrzeug, wie beispielsweise
eine Forstmaschine, wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben
ist.
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Geländefahrzeuge
beispielsweise Forstmaschinen mit ein oder zwei Fahrgestellteilen,
welche derartig montiert sind, dass sie relativ zueinander drehbar
sind, sind vorher bekannt. Auf beiden Fahrgestellteilen sind eine
Drehkupplung und ein Mittel zur Erzielung der so genannten gesteuerten
Gelenkverbindung angeordnet. Diese liefern eine verbesserte Geländegängigkeit
in unwegsamem Gelände.
Das vordere und hintere Fahrgestellteil folgt jeweils der Geländelage,
während
die Gelenkverbindung als ein Verbindungsglied dient.
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Aus
der
US 4,470,475 , gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffs des Anspruchs 1, ist ein Geländefahrzeug mit Gelenkverbindung
bekannt. Es umfasst einen von einem Hydraulikmotor angetriebenen zweiteiligen
Forsttraktor, welcher eine Antriebseinheit beinhaltet, welche auf
einem ersten Radsatz aufgehängt
ist und eine Lasttrageanhängereinheit,
welche auf einem zweiten Radsatz aufgehängt ist. Der Anhängerteil
ist mit der Antriebseinheit mittels eines Zughakens verbunden. Der
Zughaken ist so gestaltet, dass er Drehbewegungen der zwei Wageneinheiten
mit Bezug aufeinander um eine Welle, welche in dem Zughaken angeordnet
ist, erlaubt, so dass diese vertikal in Neutralposition positioniert
ist. Der Zughaken erlaubt auch die Drehung der zwei Wageneinheiten
in Relation zueinander um eine Längsachse
des Zughakens, aber erlaubt keine Drehung in der vertikalen Ebene.
Zwei Hydraulikpumpen treiben zwei hydraulische, parallel gekoppelte
Motoren an, jeweils ein Motor auf jedem entsprechenden Radsatz,
jeder Motor ist derartig angeordnet, dass er ein Räderpaar antreibt.
Wenn das Fahrzeug gedreht werden soll, beispielsweise nach Links,
wird das Räderpaar
auf der einen Seite der ersten Einheit und das Räderpaar auf der zweiten Seite
der zweiten Einheit manövriert, so
dass sich das Fahrzeug dadurch dreht. Eine derartige Fahrzeugsteuerung
verhindert, dass der Fahrer das vordere Teil von dem zweiten Teil
abkoppelt, und dann den vorderen Teil separat fährt, weil diese Steuerung ein
hydraulisches Zusammenwirken zwischen den Wageneinheiten vorsieht.
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Forstarbeit
bedeutet häufig,
dass es eine Erntemaschine und einen Vorschubmaschine gibt, innerhalb
des gleichen Baumfällungsgebiets,
wobei die Erntemaschine die Bäume
fällt und
zurechtschneidet und die Vorschubmaschine die Stämme zusammensammelt und transportiert.
Dieses bedeutet, dass während
geringer Fällarbeiten,
die Vorschubmaschine solange stillstehen und warten muss, bis die
Erntemaschine Zeit hatte, um eine Menge an Stämmen zu verarbeiten, welche
abtransportiert werden müssen.
Dieses ist bei der Durchführung
von Forstarbeiten unter dem Gesichtspunkt der Maschinenkosten und
auch der Arbeitskosten unökonomisch.
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Es
ist deswegen ein Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Geländefahrzeug
zu erzielen, welches ein erstes motortragendes Fahrgestellteil und ein
zweites werkzeugtragendes Fahrgestellteil derartig aufweist, dass
es so angeordnet ist, dass es einen erhöhten Nutzungsgrad hat und die
Möglichkeit
einer schnellen Anpassung an laufende Arbeitsbedingungen liefert,
wobei der Bediener lediglich das werkzeugtragende Fahrgestellteil
schalten muss, ohne dazu genötigt
zu sein, die komplette Maschine zu schalten, während dies es erlaubt, den
ersten motortragende Fahrgestellteil separat anzutreiben. Ein weiterer
Gegenstand der Erfindung besteht darin, Kopplungsmittel zwischen
den unterschiedlichen Fahrgestellteilen zu erzielen, die ein vereinfachtes Schalten
des werkzeugtragenden Fahrgestellteils zu einem anderen mit einem
geeigneten Werkzeug erlaubt.
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Diese
Aufgaben der Erfindung können
erzielt werden durch ein Geländefahrzeug,
welches unterscheidungsfähige
Merkmale und Charakteristika zeigt, welche in den Ansprüchen spezifiziert
sind.
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Die
Erfindung wird nachfolgend im Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
ausführlicher
beschrieben, welche Beispiele ausgewählter Ausführungsformen zeigen, worin:
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1 zeigt
ein Geländefahrzeug
gemäß der vorliegenden
Erfindung
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2 zeigt
eine Ansicht eines passiven Teils beinhaltet in den Kopplungsmitteln.
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3 zeigt
eine Explosionsansicht der in der Kopplungseinheit aufgenommen aktiven
Teile.
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In
Bezug auf 1 beinhaltet ein Geländefahrzeug
gemäß der vorliegenden
Erfindung einen ersten 1 und ein zweiten 2 Fahrgestellteil,
an welchem ein drehbarer Schaft 3 senkrecht zu der Längsachse
des Fahrzeuges und ein Kopplungsmittel 4 angeordnet sind,
welche zusammen eine Verbindung zwischen den beiden Fahrgestellteilen 1 und 2 bilden,
und eine Rotation in der Längsachse
des Fahrzeuges verhindern, jedoch um eine Achse senkrecht zu der
Längsachse
des Fahrzeuges rotieren können, und
eine Pendelbewegung um die Längsachse
erlauben. Das starre Verbindungsglied stattet das Fahrzeug mit Eigenschaften
aus, welche bereits in steuerbaren angelenkten Geländefahrzeugen,
welche an der Vorderseite und der Rückseite mit Fahrgestellteilen
ausgestattet sind, wie beispielsweise Forstmaschinen, bekannt sind.
Auf einem ersten Fahrgestellteil 1 ist eine Fahrerkabine 5 und
eine Motoreneinheit 6 angeordnet. Der Motor ist in diesem
Falle ein Verbrennungsmotor, welcher vorgesehen ist, um das Fahrzeug
durch separate Hydraulikmotoren anzutreiben, welche an jeder Radachse
oder an jedem der Räder
angeordnet sind. Andere Mittel zum Vortreiben des Fahrzeugs, wie
beispielsweise ein Getriebe, sind natürlich möglich. Die Motoreinheit 6 ist
ebenso mit einer Hydraulikausstattung bestehend aus Pumpen und Ventilen
(nicht dargestellt) ausgestaltet, welche dazu vorgesehen sind, die
Maschine als einen Werkzeugträger
zu betreiben. An dem Fahrgestellteil 1 sind zwei Mittel
zum Aufhängen
eines Radsatzes 7, 7' angeordnet, jedes mit einem Paar
von Rädern 8, 8'.
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Der
zweite Fahrgestellteil 2 umfasst zwei Mittel zum Aufhängen eines
Radsatzes 9, 9',
jedes mit einem Räderpaar 10, 10', zudem auf
der Oberseite eine Basis 11, an der eine Klammer 12 zum
Tragen von Ausrüstungsgegenständen, wie
beispielsweise ein Kranausleger oder anderes geeignetes Werkzeug.
In einer weiteren Ausführungsform
weist das zweite Fahrgestellteil Seitenstücke auf, zum Tragen und zur
Rückhaltung einer
Holzladung während
des Transports oder anderer Werkzeuge, welche üblicherweise in der Forstwirtschaft
oder zu Fließbandverarbeitungszwecken
verwendet werden. Die Radsatzaufhängungen 7, 7', 9, 9' der Räderpaare 8, 8', 10, 10' sind dafür vorgesehen,
um das Geländefahrzeug
in sanfter Weise über
Bergkuppen mittels eines großen
Bodenabstands zu tragen, mit großen Rädern 8, 8' 10, 10', und dass der
jeweilige Radsatz 7, 7', 9, 9' einen großen Abstand
zwischen den jeweiligen Endpositionen seiner Federauslenkung zeigt.
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Das
Verbinden des ersten 1 und zweiten Fahrgestellteiles 2 bildet
ein Geländefahrzeug
als ein angelenktes, steuerbares Fahrzeug, welches die gleichen
Merkmale wie ein konventioneller Forsttraktor aufweist. Die Kopplungsmittel 4,
welche in diesem Fall gesperrt sind, um zu verhindern, dass die
beiden Fahrgestellteile um die Längsachse
des Fahrzeugs rotieren, aber eine Pendelbewegung um diese Längsachse
erlauben und eine Drehbewegung um eine Achse, die senkrecht zur
Längsachse
ist, dient als steuerbare Drehverbindung und kann prinzipiell durch
zwei Hydraulikzylinder (nicht dargestellt), welche am ersten Fahrgestellteil 1 und
am Kopplungsmittel 4 angeordnet sind, gesteuert werden.
Der erste 1 und der zweite Fahrgestellteil 2 weisen
einen Allradantrieb auf, wobei der zweite Fahrgestellteil 2 mit einer
Traktion via hydraulischer Schläuche
ausgestattet ist, welche mit den Antriebsmotoren verbunden sind.
Mit den zwei zusammengefügten
Fahrgestellteilen kann der Räderantrieb über zwei
so genannte kommunizierende Röhren
durch computerunterstützte
Steuerungsprogramme gesteuert werden, welche die Rotation der Räder in Bezug
zum durch das Fahrzeug eingeschlagenen Kurvenradius anpassen. Kommunizierende
Röhren
in diesem Bezug bedeutet zum Beispiel, dass während einer Linkskurve das
linke Räderpaar
auf dem ersten Fahrgestell 1, mit dem rechten Räderpaar
des zweiten Fahrgestellteils 2 kommuniziert und so die
Drehung der Räder abhängig vom
Kurvenradius zueinander anpasst. Dieses bedeutet, dass wenn sich
die Fahrgestellteile bei stehendem Fahrzeug in Relation zueinander
bewegen, werden die Räder
sich derartig drehen, dass der Boden nicht wegen dem stehenden Fahrzeug aufgewühlt wird,
sondern die Räder
werden sich in Kombination mit der Bewegung drehen, um zu verhindern,
den Boden zu zerstören.
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Wenn
beide Fahrgestellteile ungekoppelt sind, d. h., die Kopplung ist
in ihrer offenen, nicht gesperrten Position und die hydraulischen
Schläuche sind
entkoppelt, kann der erste motortragende Fahrgestellteil 1 zum
Verbinden mit einem anderen, werkzeugtragenden Fahrgestellteil betrieben
und manövriert
werden. An diesem Punkt wird ein zweites computerunterstütztes Steuerprogramm
verwendet, um den Antrieb auf die Räder zu schalten, wobei das Fahrzeug
zum Lenken durch Drehung der Räder
in unterschiedliche Richtungen gesteuert werden kann. Das Steuerprogramm
kann entweder durch den Fahrer gewählt werden, aber kann auch
durch angeordnete Sensoren automatisiert werden, beispielsweise mittels
Kopplungsmittel, welche erkennen, ob der erste Fahrgestellteil mit
einem zweiten Fahrgestellteil verbunden ist. Nach dem Abkoppeln
des werkzeugtragenden Teils, verbleibt sein Kupplungsende auf dem
Boden oder auf einem Träger,
der dem Fahrgestellteil eine im Wesentlichen horizontale Ruheposition
gibt.
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2 zeigt
einen passiven Teil 13 eines klauenähnlichen Kupplungsmittels 4.
Eine erste vertikale Bodenplatte 14 ist mit zahlreichen
Bolzen am Ende der Vertikalfront des zweitens Fahrgestellteils 2 angeordnet,
in der normalen Fahrrichtung gesehen. An der Bodenplatte 14 ist
ein Paar von vertikalen Befestigungs-Bügeln 16, 17,
parallel zueinander und mit einer Relativdistanz voneinander, angeordnet.
Zwischen den angeordneten Befestigungs-Bügeln 16, 17 ist
ein Paar von im Wesentlichen horizontalen quer liegenden Stäben 18, 19 angeordnet,
eine zwischen den oberen Teilen und eine zwischen den unteren Teilen
der Befestigungs-Bügel 16, 17.
Die Stäbe 18, 19 sind
dazu vorgesehen, Befestigungspunkte zu bilden für einen korrespondierenden
Teil der Kupplungsmittel 4, das sich an dem ersten Fahrgestellteil 1 vorfindet.
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Der
erste Fahrgestellteil 1 weist eine Welle 3 auf,
welche drehbar senkrecht zur Längsachse
des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei die Welle 3 im korrespondierenden
Aktivteil 20 des Kupplungsmittels 4 angeordnet
ist. Wie in 3 dargestellt ist, umfasst das
Aktivteil 20 eine zweite vertikale Bodenplatte 21, an
der ein Paar horizontaler Anfügungsplatten 22, 23 angeordnet
sind. Die horizontalen Anfügungsplatten 22, 23 zeigen
Durchgangslöcher 24, 25 mit
Lagerungen, durch welche die Vertikalwelle 3 eingeführt werden
soll, wobei der Aktivteil 20 so angeordnet ist, um sich
bezüglich
der Vertikalwelle 3 zu drehen. Die Distanz zwischen der
Zentralachse der drehbaren Welle 3 und dem Trennpunkt zwischen
beiden Fahrgestellteilen 1, 2 ist derartig angepasst,
dass sie die kürzest mögliche Schlauchverbindung
ergibt. Die diesbezügliche
Schlauchverbindung ist die Kupplung zwischen den Hydraulikkomponenten
der beiden Fahrgestellteile 1, 2.
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Die
gegenüberliegende
Seite 26 der zweiten vertikalen Bodenplatte 21 weist
eine kreisförmige Passoberfläche 27 auf,
an der eine Seite einer Drehschwenkringlagerung 28 von
einer üblichen
Bauart aufgenommen ist. Die Drehschwenkringlagerung 28 ist
dafür vorgesehen,
eine Pendelbewegung um die Längsachse
des Fahrzeugs zu erlauben, welche durch die geländebedingte Neigung der beiden
Fahrgestellteile 1, 2 herrührt, und ist dafür vorgesehen, als
Verbindungsglied zu wirken. Auf der anderen Seite der Drehschwenkringlagerung 28 ist
eine Grundplatte 29 vorgesehen, welche im Wesentlichen
den gleichen Außendurchmesser
wie die Drehschwenkringlagerung 28 aufweist. Die Seite
der Grundplatte 29, die von der Drehschwenkringlager 28 abgewandt ist,
weist ein Paar von voneinander beabstandeten und im Wesentlichen
dreieckförmigen äußeren vertikalen
Anfügungsplatten 30, 31 auf,
welche mit ihrer Basis auf der Grundplatte 29 angeordnet
sind. Zwischen den äußeren Anfügungsplatten 30, 31 an
den Punkten der Anfügungsplatten,
ist eine Teil-Röhre 32 angeordnet,
deren Öffnung 33 in
einem schiefen Winkel nach unten zeigt, und welche die klauenähnlichen
Kupplungsmittel darstellt. Die Röhre 32 weist ein
Innendurchmesser auf, welcher etwas größer ist als der Durchmesser
der Stäbe 18, 19,
welche die Anfügungspunkte
des zweiten Fahrgestellteils 2 bilden.
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In
Verbindung mit der nach oben weisenden Ecke der äußeren Anfügungsplatte 30, 31,
wie sie in 3 dargestellt ist, und in Verbindung
mit der Verbindung der äußeren Anfügungsplatte
zu der Basisplatte 29, sind Bohrungen 34, 35 zur
Aufnahme einer Welle 36 vorgesehen. Bei den jeweiligen äußeren Anfügungsplatten 30, 31 sind
in einer geeigneten Distanz zwischen den Anführungspunkten der Röhre 32 und
den Löchern 34, 35, Öffnungen 37, 38 zur
Einfügung
von einem Keil 39 vorgesehen. Der Keil 39 ist zur
Sicherung eines dritten aktiven Teils 40 des klauenähnlichen
Kupplungsmittels vorgesehen.
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Wie
in 3 dargestellt ist, beinhaltet der dritte Aktivteil 40 in
einer ähnlichen
Weise eine aufgeteilte Röhre 41,
angeordnet auf dem unteren Rand eines Paares von inneren Anfügungsplatten 42, 43,
deren Öffnung 44 in
einem Winkel nach oben zeigt. Die inneren Anfügungsplatten 42, 43 sind
voneinander entfernt angeordnet, die ein wenig kleiner ist als die Distanz
zwischen äußeren Anfügungsplatten 30, 31 auf
dem anderen Aktivkupplungsteil 20. Die Öffnung 44 des Rohres 41 ist
so angeordnet, dass diese, in Sperrposition des dritten Teils 40,
im Winkel nach oben zeigt, und im Wesentlichen in den oberen Stab 18 der
beiden quer und horizontal liegenden Stäbe 18 und 19 eingerastet
wird. An der einen Kante der inneren Anfügungsplatten 42, 43 ist
ein Paar Bohrungen 45, 46 für die Welle 36 vorgesehen,
welche zu den Löchern 34, 35 in
den äußeren Anfügungsplatten 30, 31 korrespondieren.
Die inneren Anfügungsplatten 42, 43 des
dritten Teils 40 sind zwischen die äußeren Anfügungsplatten 22, 23 des
zweiten Teils 20 eingefügt
und die Löcher 34, 35, 45, 46 sind
zueinander ausgerichtet, nachdem die Welle 36 durch die
Löcher
durchgeführt
und mit einem Bolzen 47 gesichert wurden. Derartig dient
die Welle 36 als eine Verbindung zwischen den zweiten 20 und
den dritten Kupplungsteilen 40. Die gegenüberliegende
Seite der inneren Anfügungsplatte 42, 43 weist
aus der Sicht der Röhre 41 eine
gleitende Oberfläche 48 auf.
Die gleitende Oberfläche 48 ist
dazu vorgesehen, als Träger für den Keil 39 zu
dienen, wenn dieser durch die dazu vorgesehenen Öffnungen 37, 38 getrieben
wird, um die zweiten 20 und dritten Teile 40 in
eine Position zu bringen, bei der die Öffnungen 33, 44 der
Röhren 32, 41 maximale
Distanz aufweisen.
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Die
Anordnung funktioniert wie folgt: der erste Fahrgestellteil 1 ist
mit dem Aktivteil 20 des Kupplungsmittels 4 und
der zweite Fahrgestellteil ist mit dem Passivteil 13 versehen.
Wenn die zwei Fahrgestellteile 1, 2 gekoppelt
werden, wird das Frontfahrgestellteil 1 mit der Kupplung 13 in
Richtung zu der Kupplung 20, 40 des hinteren Fahrgestellteils 2 manövriert.
Das Ende des Frontfahrgestellteils 1 mit der Kupplung wird
durch den Hydraulikzylinder, welcher zwischen dem Radsatz und dem
Fahrgestell vorgesehen ist, in eine Position abgesenkt, bei der
die Öffnung 33 der unteren
Röhre des
zweiten aktiven Kupplungsmittels 20 mit ihrem Boden eines
der horizontal und quer liegenden Stäbe 18, 19 auf
dem ersten passiven Kupplungsteil 13 ergreift. Mithilfe
der Radsatzhydraulikzylinder wird das zweite Fahrgestellteil in
eine Position angehoben, wo beide Fahrgestellteile im Wesentlichen
horizontal zueinander sind. Der dritte Teil 40 des Kupplungsmittels 40 wird
dann um die Welle 36 gedreht, so dass die Röhrenöffnung 44,
den oberen der quer liegenden Stäbe 18, 19 eingreift.
In dieser Position sind die Keilöffnungen 37, 38 auf
dem zweiten Kupplungsteil 20 im Wesentlichen mit der gleitenden
Oberfläche
des dritten Kupplungsteils 40 ausgerichtet, und der Keil 39 kann
in die Öffnungen 37, 38 getrieben
werden. Hierbei werden die zweiten 20 und die dritten Kupplungsteile 40 auseinander
getrieben, die offenen Röhren 32, 41 schließen sich
um die quer liegenden Stäbe 18, 19,
und der dritte Teil 40 wird in eine gesperrte Endposition
geführt. Anschließend werden
die verschiedenen Hydraulikschläuche
miteinander verbunden, um das zweite Fahrgestellteil und das Werkzeug
anzutreiben. Die Schläuche
können
mit Schnelllösekupplungen
versehen sein, wie beispielsweise von der Bauart wo die männlichen
Schlauchteile 2 und die weiblichen Schlauchteile 3 jeweils
in einem Paar von Blockhälften
zum simultanen schnellen und sicheren Verbinden aller Kupplungsteile
angeordnet sind. Die Länge der
Horizontalanfügungsplatten 22, 23,
d. h. die Distanz zwischen den Kupplungspunkten und der Verbindung
sind so angepasst, dass sie eine kürztest mögliche Schlauchführung erlauben.
Der zweite Fahrgestellteil kann von dem ersten Fahrgestellteil in umgekehrter
Reihenfolge wieder entkoppelt werden, so dass danach der motorangetriebene
Fahrgestellteil in eine andere Position gefahren und manövriert werden
kann, zum Verbinden eines anderen zweiten Fahrgestellteils mit einem
geforderten Werkzeug.
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Die
oben im Detail beschriebene Kupplungsart bezieht sich auf eine mechanische
Bauart. In einer anderen Ausführungsform
wird die Drehung des zweiten aktiven Kupplungsteils und der Verschluss für den ersten
passiven Kupplungsteil durch ein Fluid aktiviert, welches es dem
Fahrer ermöglicht,
unabhängig
von dem Gefälle
des Bodens, den ersten Frontfahrgestellteil zu positionieren, um
schnell und einfach das rückwärtige Fahrgestellteil
zu schalten.