DE69507548T2

DE69507548T2 - Schwingungsbegrenzer für Kleinschlepper

Info

Publication number: DE69507548T2
Application number: DE69507548T
Authority: DE
Inventors: Charles A. Lancaster Pa 17601 Hansen; Joseph C. Lancaster Pa 17603 Hurlburt
Original assignee: New Holland Italia SpA
Current assignee: CNH Industrial Italia SpA
Priority date: 1994-07-08
Filing date: 1995-06-22
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2015-06-23
Also published as: EP0691256A1; US5447321A; EP0691256B1; DE69507548D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Geländefahrzeuge, wie z. B. Traktoren, und insbesondere auf einen Schwingungsanschlagmechanismus, der mit einem Verbund-Lenkungsmechanismus zusammenwirken kann, bei dem die Vorderachse in Verbindung mit der Lenkbewegung der lenkbaren Räder verschenkt wird, um das Ausmaß der vertikalen Schwingung der Vorderachse gegenüber dem Traktor zu begrenzen.
In der folgenden Beschreibung werden Bezugnahmen auf rechts und links so bestimmt, als ob man an der Rückseite des Traktors steht und in Richtung seiner Vorwärtsbewegung blickt. Weiterhin ist in der folgenden Beschreibung verständlich, daß Ausdrücke, wie z. B. "vorwärts", "rückwärts", "nach oben" usw. aus Bequemlichkeitsgründen gewählte Worte sind und nicht in beschränkender Weise aufgefaßt werden sollen.
Traktoren schließen unabhängig davon, ob sie in einer landwirtschaftlichen Umgebung oder einer gewerblichen Umgebung eingesetzt werden, typischerweise eine feste Achse, über die die Hauptantriebsleistung über feste Räder übertragen wird, die drehbar an gegenüberliegenden Enden der festen Achse angebracht sind, und eine Lenkachse ein, die schwenkbar befestigte, mit dem Boden in Eingriff stehende Räder aufweist, die drehbar auf gegenüberliegenden Enden der Lenkachse befestigt sind, um das Fahrgestell des Traktors über dem Boden anzustützen. Üblicherweise wird eine zusätzliche Antriebsleistung in vielen Fällen auch den lenkbaren, mit dem Boden in Eingriff stehenden Rädern zugeführt. Ein von dem Fahrer von dem Fahrerstand fernsteuerbarer Lenkungsmechanismus steuert in selektiver Weise die Schwenkbewegung der lenkbaren Räder gegenüber der Lenkachse.
Ein derartiger Lenkungsmechanismus schließt einen in Querrichtung angeordneten, sich in Horizontalrichtung erstreckenden Hydraulikzylinder ein, der von der Lenkachse gehaltert und mit den entgegengesetzt angeordneten lenkbaren Rädern verbunden ist. Dieser Hydraulikzylinder bewirkt eine Schwenkbewegung der lenkbaren Räder um deren jeweilige Schwenkverbindungen mit der Lenkachse durch Manipulieren der Drücke in dem Hydraulikzylinder, um eine in Querrichtung erfolgende Ausfahr- oder Einziehbewegung der Zylinderstange zu bewirken, was ein Verschwenken der Räder hervorruft.
Aufgrund von mechanischen Beschränkungen, die sich auf den Bewegungsbereich des Lenkungsmechanismus und auf die mögliche Berührung zwischen den Lenkrädern und dem Fahrgestellrahmen oder der Lenkachse beziehen, ist die Größe der Schwenkbewegung der lenkbaren Räder gegenüber der Lenkachse auf einen vorgegebenen Lenkwinkel beschränkt. Dieser maximale Lenkwinkel legt den minimalen Kurvenradius des Traktors für einen vorgegebenen Radstand und Spurabstand fest. Die Auswahl der Länge des Radstandes, d. h. des Abstandes zwischen der festen Achse und der Lenkachse, ist ein Kompromiß zwischen der Notwendigkeit, den Kurvenradius so klein wie möglich zu machen und damit den Radstand zu einem Minimum zu machen, und der Erwägungen hinsichtlich eines optimalen Fahrverhaltens, was einen größeren Radstand erfordern würde.
Diese miteinander in Konflikt stehenden Radstandsforderungen können durch einen sogenannten Verbund-Lenkungsmechanismus gelöst werden, der eine in seitlicher Richtung verschiebbare Vorderachse aufweist, die in Abhängigkeit von einer entsprechenden Lenkbewegung der lenkbaren Räder beweglich ist, wodurch der Kurvenradius des Traktors für irgendeinen vorgegebenen Radstand verringert wird.
Aufgrund der Größe und Ausrichtung der Achsenhalterungs- und Schwingbewegungsbauteile sind bekannte Verbundlenkungsmechanismen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art, wie sie beispielsweise in der US-A-5 297 648 zu finden sind, für kleine Traktoren nicht gut geeignet, insbesondere dann, wenn vordere Anhängevorrichtungs- und vordere Zapfwellenanwendungen erwünscht sind. In gleicher Weise sind die in der vorstehend genannten US-A-5 297 648 und in der US-A-5 322 309 gezeigten Schwingungsanschlagmechanismen aufgrund der Größe der zugehörigen Bauteile für kompakte Traktoren nicht gut geeignet. Die Wirtschaftlichkeit ist ebenfalls ein wichtiger Gesichtspunkt bei kleinen Traktoren, weil die zusätzlichen Kosten der Schaffung eines Verbundlenkungsmechanismus zu einem größeren prozentualen Anteil an den Gesamtkosten des kleinen Traktors werden. Durch Schaffung einer kompakten Schwenkhalterung für die Lenkachse und einer Schwingungsanschlaggruppe unmittelbar hinter der Vorderachse könnte eine an der Vorderseite befestigte Anhängevorrichtung näher an die Achse gebracht werden und die Wirtschaftlichkeit aufrechterhalten werden.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik dadurch zu beseitigen, daß ein Schwingungsanschlagmechanismus zur Verwendung in Verbindung mit einem Verbundlenkungsmechanismus an einem kompakten Traktor geschaffen wird, bei dem die Schwenkhalterung für die Vorderachse und der Schwingungsanschlagmechanismus unmittelbar hinter der Vorderachse angeordnet sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug geschaffen, mit:
- einem Fahrgestell;
- einer Vorderachse, die schwenkbar mit dem Fahrgestell für eine Schwenkbewegung um eine sich allgemein vertikal erstreckende Lenkungsachse verbunden ist, wobei die Vorderachse mit seitlichem Abstand angeordnete lenkbare Räder aufweist, die an deren gegenüberliegenden Enden schwenkbar befestigt sind, wobei die Vorderachse weiterhin um eine Schwingungsachse verschwenkbar ist, um es einem der lenkbaren Räder zu ermöglichen, in einer höheren Höhenlage angeordnet zu werden, als das andere lenkbare Rad;
- einem Lenkungsmechanismus, der betriebsmäßig mit den lenkbaren Rädern gekoppelt ist, um deren Schwenkbewegung zu steuern und um eine Schwenkbewegung der Vorderachse um die Lenkungsachse zu bewirken; und
- einem Schwingungsanschlagmechanismus, der betriebsmäßig das Fahrgestell und die Vorderachse verbindet, um das Ausmaß der Schwenkbewegung der Vorderachse um die Schwingungsachse zu begrenzen.
Das Fahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsanschlagmechanismus zumindest ein langgestrecktes Anschlaggestänge umfaßt, das zwischen dem Fahrgestell und der Vorderachse in Eingriff steht und Anschlagbegrenzungen einschließt, die jeweils mit dem Fahrgestell bzw. der Vorderachse in Eingriff bringbar sind, wenn ein vorher ausgewähltes Ausmaß der Schwenkbewegung der Vorderachse um die Schwingungsachse erreicht wurde.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schwingungsanschlagmechanismus zwei langgestreckte Anschlaggestänge, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten sowohl der Lenkungsachse als auch der sich allgemein in Längsrichtung erstreckenden Achse angeordnet sind, um die die lenkbare Achse schwingt. Die gegenüberliegenden Anschlaggestänge können unabhängig voneinander eingestellt werden, um unterschiedliche Beträge einer zulässigen Schwingung der Vorderachse bezüglich entgegengesetzten Lenkungsrichtungen zu erzielen.
Die Schwingungsanschlagvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann in kompakter Weise in Verbindung mit dem Verbundlenkungsmechanismus-Schwenkpunkt konstruiert werden, der mit dem Lenkungsmechanismus gekoppelt ist, um die gleichzeitige Schwenkbewegung einer Lenkachse gegenüber dem Fahrgestell zu bewirken. Die Anordnung ist gut für kleine Traktoren geeignet, weil das Schwingungsanschlagsystem hinter der Vorderachse angeordnet ist, um eine kompakte Konstruktion der Schwenkhalterung für die Vorderachse zu begünstigen.
Die Konfiguration des Verbundlenkungsmechanismus und der Schwingungsanschlaggruppe ist in vorteilhafter Weise mit an der Vorderachse befestigten vorderen Gewichten, vorderen Anhängekupplungs- und vorderen Zapfwellenanwendungen kompatibel und verbessert die Manövrierbarkeit von kleinen Traktoren. Weiterhin kann der Schwingungsanschlagmechanismus mit einem Verbundlenkkungsmechanismus zusammenwirken, der in wirtschaftlicher Weise hergestellt werden kann, um die zusätzlichen Kosten für die Schaffung derartiger Mechanismen für kleine kompakte Traktoren zu einem Minimum zu machen.
Die Vorteile dieser Erfindung werden aus einer Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung, insbesondere in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen:
Fig. 1 eine bruchstückhafte Draufsicht auf die Lenkachse ist, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwirklicht und die am vorderen Teil eines Traktorfahrgestells angeordnet ist, wobei die Spurstangen-Befestigungsplatten in ihrer am weitesten innenliegenden Position ausgerichtet sind,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Lenkungsmechanismus nach Fig. 1 ist, wobei eine Motordarstellung, die vordere Zapfwelle und vordere lenkbare Räder strickpunktiert gezeigt sind und eine Spurstangen-Befestigungsplatte in ihrer am weitesten außen liegenden Position ebenfalls strickpunktiert dargestellt ist,
Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linien 3-3 nach Fig. 1 ist, um die Einzelheiten der Spurstangen und der hydraulischen Lenkzylinder besser zu zeigen, wobei die Spurstangen-Befestigungsplatten in ihrer am weitesten außen liegenden Position angeordnet sind und eine vordere Zapfwelle verwendet wird,
Fig. 4 eine Teil-Draufsicht der Lenkachse ähnlich der nach Fig. 1 ist, wobei die lenkbaren Bodenräder zusammen mit der Lenkachse in eine maximale Stellung für eine Linkskurve verschwenkt sind und die Bodenräder in ihrer am weitesten innenliegend befestigten Position gezeigt sind, um die maximale innenliegende Position der Bodenräder wiederzugeben, wobei der vordere Teil des vorderen Fahrgestellteils weggeschnitten dargestellt ist, um den Lenkungsmechanismus besser zeigen zu können, und wobei die Spurstangen-Befestigungsplatten auf ihre am weitesten innen liegende Position ausgerichtet sind,
Fig. 5 eine Querschnittsansicht entlang der Linien 5-5 nach Fig. 1 ist, um den Schwingungsanschlagmechanismus und die oberen und unteren Schwenkgelenke besser zu zeigen, die einen Teil des Schwenkmechanismus bilden, der die Vorderachse an dem Traktor-Fahrgestell befestigt,
Fig. 6 eine Querschnittsansicht ähnlich der nach Fig. 5 ist, jedoch mit der Ausnahme, daß das rechte lenkbare Rad in Vertikalrichtung gegenüber dem gegenüberliegenden lenkbaren Rad ausreichend weit bewegt wurde, um mit dem entsprechenden Schwingungsanschlaggestänge in Eingriff zu kommen,
Fig. 7 eine schematische Querschnittsansicht ist, die eine Seitenansicht eines abgeänderten Schwenkmechanismus zeigt, der die Vorderachse mit dem Traktor-Fahrgestell verbindet, um die Lenkungsachse, die Schwingungsachse und die effektive Spannachse des Halterungsgestänges besser zu zeigen, wobei die Zapfwelle und die Vorderrad-Antriebswelle strichpunktiert sind und ein an der Vorderseite befestigtes Anbaugerät an der Lenkachse befestigt und fortgebrochen dargestellt ist, um die Einzelheiten des abgeänderten Schwenkmechanismus besser zu zeigen,
Fig. 8A eine schematische Draufsicht, die der Fig. 7 entspricht, wobei die Lenkungskomponente jedoch einen Geradeausbetrieb bewirkt,
Fig. 8B eine schematische Draufsicht ähnlich der nach Fig. 8A, jedoch mit der Ausnahme, daß das rechte lenkbare Rad angehoben wurde, um die Wirkung der Vorderachsenschwingung auf den unteren Schwenkpunkt und das Halterungsgestänge zu zeigen,
Fig. 9 eine vergrößerte Teilansicht des vorderen Fahrgestellteils ist, um die alternativen Befestigungspositionen der strichpunktiert dargestellten Spurstangen-Befestigungsplatten besser zu zeigen, wobei die linke Spurstangen-Befestigungsplatte in der am weitesten außen liegenden Position gezeigt ist, währen die rechte Spurstangen-Befestigungsplatte in der am weitesten innenliegenden Position gezeigt ist und die zugehörigen Schwenkmechanismus- und Schwingungsanschlagmechanismus- Konstruktionen aus Gründen der Klarheit entfernt sind,
Fig. 10 eine Querschnitts-Teilansicht des vorderen Fahrgestellteils entlang der Linien 10-10 nach Fig. 9 ist, um eine Ansicht der Spurstangen-Befestigungsplatten in ihren gegenüberliegenden jeweiligen Stellungen zu zeigen,
Fig. 11 eine vergrößerte schematische Ansicht des linken Schwingungsanschlagmechanismus ist, die eine abgeänderte Konfiguration des Anschlaggestänges in der Geradeaus-Ausrichtung ohne Kurvenfahrt zeigt, wobei ein entgegengesetzt befestigtes Anschlaggestänge strickpunktiert gezeigt ist, und
Fig. 12 eine vergrößerte schematische Ansicht ähnlich der nach Fig. 11 ist, jedoch mit der Ausnahme, daß die Lenkachse einer Schwenkbewegung gegenüber dem Fahrgestell während eines Linkskurvenbetriebes unterworfen wurde.
In den Zeichnungen und insbesondere in den Fig. 1 bis 4 ist ein Verbundlenkungsmechanismus am besten zu erkennen, der die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwirklicht und für die Einfügung in kleine kompakte Traktoren ausgelegt ist. Das Traktor-Fahrgestell 10 besteht aus einem üblichen mit Rädern versehenen Rahmen, der von Vorder- und Hinterachsen getragen ist, an denen mit dem Boden in Eingriff stehende Räder befestigt sind. Das Chassis ist lediglich als Beispiel in allen Zeichnungen gezeigt. Ein Fachmann wird ohne weiteres erkennen, daß das Fahrgestell 10 auch aus einer üblichen "nach oben ab geknickten" Konstruktion bestehen kann, bei der die Vorderachse mit dem Motor E verschraubt ist, der mit dem Getriebe verschraubt ist, das mit der Hinterachsbaugruppe verschraubt ist, ohne daß eine formelle Rahmenstruktur ausgenutzt wird, die alle diese Bauteile trägt. In den Zeichnungen sind lediglich die vordere Lenkachse 12 und der vordere Teil eines Beispiels eines Fahrgestells 10 dargestellt.
Die vorderen lenkbaren Räder 13, die auf gegenüberliegenden Enden der vorderachse 12 befestigt sind, sind schwenkbar mit der Achse 12 in einer allgemein üblichen Weise verbunden, so daß sie um einen Achsschenkelbolzen 14 gegenüber der Vorderachse 12 verschwenkbar sind, um ein Lenken oder Wenden des Traktors T hervorzurufen. Die Vorderräder 13 können in einer Vielzahl von Positionen befestigt werden, um den Abstand zwischen den gegenüberliegenden Vorderrädern für unterschiedliche Abstände von Reihenfrüchten zu ändern. Hydraulische Lenkzylinder 15 verbinden die Vorderachse 12 mit jeweiligen Lenkarmen 16, die sich von den Rädern 13 nach hinten erstrecken, um deren Lenk-Verschwenkbewegung zu steuern. Das Fahrgestell 10 schließt ein vorderes Fahrgestellteil 17 ein, das sich in freitragender Weise nach vorne erstreckt, und das entweder an dem Fahrgestell-Hauptrahmen 10 befestigt ist, wie dies in den Zeichnungen gezeigt ist, oder an dem Motorblock in einer üblichen "abgeknickten" Fahrgestellkonstruktion befestigt ist, um eine Halterung für einen Kühler oder andere Traktor- oder Motor-Bauteile zu schaffen.
Der Lenkungsmechanismus 20 schließt zwei Spurstangen 21 ein, die schwenkbar mit jeweiligen Lenkarmen 16 verbunden sind und sich von diesen aus nach innen zu einer Schwenkverbindung mit dem vorderen Fahrgestellbauteil 17 erstrecken, das mit einer Vielzahl von Vorsprüngen 19 versehen ist, die in einer gemeinsamen Ebene enden. Eine lösbare dreieckförmige Befestigungsplatte 25 haltert eine Schwenkverbindung für das innenliegende Ende 22 jeder jeweiligen Spurstange 21. Die Befestigungsplatten 25 sind an einem entsprechenden Satz von Vorsprüngen 19 befestigbar, um die innenliegenden Enden der Spurstangen 21 an dem Fahrgestell 10 zu befestigen. Wie dies weiter unten ausführlicher erläutert wird, können die Befestigungsplatten 25 selektiv an abwechselnden Sätzen von Vorsprüngen 19 befestigt werden, um die innenliegenden Enden 22 der Spurstangen 21 näher an der längsverlaufenden Mittellinie des Traktors T oder weiter von dieser fort festzulegen.
Die Vorderachse 12 weist einen sich nach hinten erstreckenden trompetenförmigen Abschnitt 29 auf, der mit dem vorderen Fahrgestell-Teil 17 über einen Lenkungsschwenkmechanismus 30 verbunden ist, der eine Lenkungsachse 31 bildet, um den sich die Vorderachse 12 verschwenkbar bewegt. Der Schwenkmechanismus 30 schließt ein oberes Schwenkgelenk 32, vorzugsweise in Form eines Kugelgelenkes 32 ein, um eine geeignete Schwingbewegung der Lenkachse 31 zu ermöglichen, wie dies weiter unten ausführlicher beschrieben wird. Das obere Schwenkgelenk 32 ist in dem vorderen Fahrgestellteil 17 befestigt.
Der Lenkungs-Schwenkmechanismus 30 schließt weiterhin ein unteres Schwenkgelenk 34 ein, das in dem trompetenförmigen Abschnitt 29 befestigt und mit einem Traggestänge 35 verbunden ist, das sich von einem hinteren Schwenkgelenk 38 aus nach vorne erstreckt, das an einer festen Stelle auf dem Fährgestell 10 befestigt ist. Sowohl das untere als auch die hinteren Schwenkgelenke 34, 38 sind vorzugsweise Kugelgelenke, um eine Bewegungsfreiheit in mehreren Richtungen zu ermöglichen. Während Schwingungsbewegungen, die weiter unten ausführlicher erläutert werden, schwingt das untere Schwenkgelenk 34 seitlich gegenüber dem oberen Schwenkgelenk 32. Die Verwendung von Kugelgelenken an jedem der Schwenkpunkte 32, 34, 38 ermöglicht diese Schwingungsbewegung.
Für den Fachmann ist ohne weiteres zu erkennen, daß der Abstand zwischen den oberen und unteren Schwenkpunkten 32, 34 festgelegt ist, weil beide Schwenkpunkte 32, 34 an dem trompetenförmigen Abschnitt 29 befestigt sind. In gleicher Weise ist der Abstand zwischen den oberen und hinteren Schwenkgelenken 32, 38 ebenfalls festgelegt, weil beide Schwenkpunkte 32, 38 an dem Fahrgestell 10 befestigt sind. Die drei Schwenkpunkte 32, 34, 38 bilden ein "Gelenkdreieck", um eine große Flexibilität hinsichtlich der Bewegungsfreiheit der Vorderachse 12 sowohl bei Lenkungs- als auch Schwingungsvorgängen zu erzielen. Um die Position des innenliegenden Vorderrades 13 zu berücksichtigen, wenn sich dieses in seiner am weitesten innenliegenden Position befindet und auf einen extremen Kurvenwinkel eingestellt ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, ist das vordere Fahrgestellteil 17 im Bereich des Lenkungsschwenkmechanismus ausgenommen.
Um den Zusammenbau zu erleichtern, ist das Traggestänge 35 als ein zweistückiges Bauteil mit einer verschraubten Verbindung 36 zwischen diesen Teilen konstruiert. Am Verbindungspunkt mit dem hinteren Schwenkgelenk 38 schließt das Traggestänge einen U-förmigen Bügel 37 ein, um den Durchgang einer Antriebswelle 28 durch den Haltebügel 37 zu ermöglichen, damit diese mit der Vorderachse 12 verbindbar ist, um dieser Drehbetriebsleistung zuzuführen. Von dem Haltebügel 37 aus ist die Antriebswelle 28 von unten her durch das Traggestänge 35 abgeschirmt, während sich diese Antriebswelle 28 zwischen dem Traggestänge 35 und dem Fahrgestell 10 erstreckt. Wie dies am besten in Fig. 7 zu sehen ist, ist es für den Fachmann zu erkennen, daß die geschraubte Verbindung 36 entlang einer Effektivkraftlinie liegt, die zwischen den unteren und hinteren Schwenkpunkten 34, 38 verläuft, um die Kräfte auf die Befestigungsmittel, die die geschraubte Verbindung 36 verbinden, sowie auf die Schwenkgelenke 34, 38 haltenden Befestigungsmittel zu einem Minimum zu machen.
Wie dies am besten aus den Fig. 1 bis 8B zu erkennen ist, ist ein Schwingungsanschlagmechanismus vorgesehen, um die vertikale Querneigungsschwingung der Vorderachse 12 zu begrenzen. Wie dies als Beispiel in Fig. 6 gezeigt ist, sind die Vorderachse 12 und der trompetenförmige Abschnitt 29 einer vertikalen Querneigungsschwingung bei wellenförmiger Gestalt des Bodens G ausgesetzt, wenn eines der Vorderräder 13 angehoben wird, so daß das Fahrgestell 10 allgemein eben bleiben kann.
Diese Querneigungsschwingungsbewegung der Vorderachse 12 wird innerhalb des Lenkungsschwenkmechanismus 30 ermöglicht, weil sich das untere Schwenkgelenk 34 frei seitlich über die Schwenkverbindung des Traggestänges 35 durch das hintere Schwenkgelenk 38 verschwenken kann.
Der Zweck des Traggestänges 35 besteht hauptsächlich darin, den vorgegebenen Abstand zwischen dem hinteren Schwenkgelenk 38 und dem unteren Schwenkgelenk 34 aufrechzuerhalten, während die seitliche Schwingungsbewegung des unteren Schwenkgelenkes 34 ermöglicht wird. Weil das obere Schwenkgelenk 32 ein Kugelgelenk ist, wird die Lenkungsachse einer entsprechenden Bewegung ausgesetzt und bleibt mit dem festen oberen Schwenkgelenk 32 und dem unteren Schwenkgelenk 34, das eine Schwingung ausführen kann, ausgerichtet. Unter spezieller Bezugnahme auf die Fig. 8A und 8B ist zu erkennen, daß sich das untere Schwenkgelenk 34 und damit die Vorderachse 12 um eine Schwingachse 41 drehen, die einer Linie entspricht, die durch das obere Schwenkgelenk 34 und das hintere Schwenkgelenk 38 verläuft.
Der Schwingungsanschlagmechanismus 40 ergibt eine Begrenzung für das Ausmaß der Querneigungsschwingungsbewegung, die die Vorderachse 12 ausführen kann, um eine Berührung zwischen verschiedenen Traktorbauteilen zu verhindern. Der Schwingungsanschlagmechanismus 40 schließt zwei mit seitlichem Abstand angeordnete Anschlaggestänge 42 ein, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Lenkungsschwenkmechanismus 30 angeordnet sind. Jedes Anschlaggestänge 42 verläuft durch einen oberen Bügel 46, der als Teil des vorderen Fahrgestellteils 17 ausgebildet ist, und einen unteren Bügel 47, der als Teil des trompetenförmigen Abschnittes 29 der Vorderachse ausgebildet ist. Jedes Anschlaggestänge 42 weist einen oberen und unteren schalenförmigen Flansch 43, 44 mit einer gekrümmten Oberfläche auf, die mit einem Sitz in Eingriff bringbar ist, der in dem entsprechenden Bügel 46, 47 ausgebildet ist. Einer der Flansche 43, 44 steht in Betriebseingriff mit einem Einstellmechanismus 45, um diesen Flansch 43, 44 entlang der Länge des Anschlaggestänges 42 einzustellen und um damit selektiv den Abstand zwischen den oberen und unteren Flanschen 43, 44 zu ändern, um das Ausmaß der Querneigungsschwingung zu steueren, die für die Vorderachse 12 zugelassen wird. Für einen einfacheren Zugang ist vorzugsweise der obere Flansch 43 in seiner Position einstellbar.
Der normale Betriebsabstand zwischen den oberen und unteren Flanschen 43, 44 ist größer als der vertikale Abstand zwischen den oberen und unteren Bügeln 46, 47, wie dies am besten in Fig. 5 zu erkennen ist. Wenn eines der Vorderräder 13 in seiner Höhenlage gegenüber dem anderen Vorderrad 13 angehoben wird, wie dies als Beispiel in Fig. 6 gezeigt ist, so verschwenkt die Vorderachse 12 um die Schwingachse 41, was dazu führt, daß die oberen und unteren Bügel 46, 47, die dem Vorderrad 13 entsprechen, das eine geringere Höhenlage aufweist, einen größeren Abstand als den normalen Betriebsabstand einnehmen. An dem Punkt, an dem die maximal gewünschte Querneigungsschwingung erreicht ist, kommt der untere Bügel 47 gegen den unteren Flansch 44 zur Anlage.
Als Ergebnis hiervon stoppt dann das Anschlaggestänge 42 jede weitere Schwenkbewegung der Vorderachse 12 um die Schwingungsachse 41 und jede weitere Vergrößerung der Höhenlage des höheren Rades wird direkt auf das Fahrgestell 10 übertragen. Der Schwingungsanschlagmechanismus 40 bewirkt weiterhin eine Begrenzung der Querneigungsschwingung der Vorderachse 12 bei Lenkvorgängen. Weil sich die unteren Bügel 47 in einer Längsrichtung bewegen, wenn die Vorderachse 12 um das obere Schwenkgelenk 32 verschwenkt wird, steigt der effektive Abstand zwischen den oberen und unteren Bügeln 46, 47 an, wenn die Vorderachse 12 als Teil des Lenkvorganges verschwenkt wird, wodurch andererseits das Ausmaß der Querneigungsschwingung verringert wird, das für die Vorderachse 12 zugelassen wird.
Für den Fachmann ist es ohne weiteres zu erkennen, daß die Handhabung des Einstellmechanismus 45 zur Neueinstellung des oberen Flansches 43 gegenüber dem unteren Flansch 44 zu einer Änderung des Ausmaßes der Querneigungsschwingung führt, die die Vorderachse 12 gegenüber dem Fahrgestell 10 ausführen kann. Für den Fachmann ist es weiterhin zu erkennen, daß in der in den Fig. 11 und 12 gezeigten Weise eine Neuanordnung des Anschlaggestänges 42 bezüglich der oberen und/oder unteren Bügel 46, 47, beispielsweise in anderen Befestigungssitzen in dem oberen Bügel 46 oder eine tatsächliche Neuanordnung der oberen und/oder unteren Bügel 46, 47 zur Bewegung des Anschlaggestänges 42 in Längsrichtung ebenfalls die Betriebscharakteristik des Schwingungsanschlagmechanismus 40 als eine Funktion des Lenkungswinkels ändert.
Beispielsweise würde eine Neuanordnung der Anschlaggestänge 42 in den oberen Bügeln 42 in Rückwärtsrichtung von der in Fig. 2 gezeigten Stellung zu einer Vergrößerung des zulässigen vertikalen Anhebens des Vorderrades 13 führen, wenn sich das Vorderrad 13 in Vorwärtsrichtung gegenüber dem Fahrgestell 10 bewegt, weil der effektive Abstand zwischen den gegenüberliegenden oberen und unteren Bügelm 46, 47 abnehmen würde, und sie würde zu einer Verringerung des zulässigen vertikalen Anhebens des Vorderrades 13 führen, wenn sich das Vorderrad 13 in Rückwärtsrichtung gegenüber dem Fahrgestell 10 bewegt. Eine derartige Schwingungscharakteristik könnte wünschenswert sein, wenn das Fahrgestell 10 ein größeres Ausmaß einer vertikalen Bewegung I des Vorderrades 13 in Vorwärtsrichtung vor der geradlinigen Bewegungsrichtung zulassen kann, beispielsweise wenn sich das Vorderrad 13 durch die Schwenkbewegung der Vorderachse 12 vor dem vorderen Fahrgestellteil 17 befindet, jedoch auf die Struktur des Fahrgestells 10 auftreffen würde, wenn das Vorderrad 13 gegenüber der Geradeausstellung nach hinten bewegt ist.
Unter Bezugnahme auf alle Figuren, insbesondere jedoch auf Fig. 2 ist für den Fachmann leicht zu erkennen, daß der Motor E mit einer sich in Vorwärtsrichtung erstreckenden Zapfwelle (PTO) 50 versehen werden kann, die betriebsmäßig mit einem Anbaugerät I zu verbinden ist, das vor dem Fahrgestell 10 angeordnet ist, um diesem Betriebsleistung zuzuführen. Sowohl der vordere Fahrgestellteil 17 als auch die Vorderachse 15 sind mit Befestigungsvorsprüngen 52 versehen, an denen auf der Vorderseite angeordnete oder frontbefestigte Anbaugeräte alternativ befestigt werden können. Durch Befestigen des frontbefestigten Anbaugerätes an der Vorderachse 12 würde sich das Anbaugerät schwenkbar mit der Lenkung der Achse 12 bewegen, wie dies ausführlicher in der US-A-5 299 821 beschrieben ist. In manchen Fällen würde das Anbaugerät jedoch am besten betreibbar sein, wenn es an dem Fahrgestell befestigt ist, wobei sich dieses Anbaugerät nicht seitlich mit der Lenkbewegung der Vorderachse bewegen würde.
Weil der vordere Fahrgestellteil 17 den Kühler und andere zugehörige. Strukturen darüberliegend haltert, durch die die Zapfwelle nicht hindurchlaufen könnte, wird die Zapfwelle von dem Motor E nach unten hindurch eine Öffnung 18 im hinteren Teil des vorderen Fahrgestellteils 17 geführt. Für die Konfiguration von frontbefestigten Anbaugeräten, die an der Vorderachse 12 befestigt sind, muß sich die Zapfwelle 50 frei von einer Seite zur anderen bei der Lenkbewegung der Vorderachse 12 bewegen können. Entsprechend ist die Breite der Öffnung 18 in Querrichtung ausreichend groß, um die seitliche Bewegung der Zapfwelle zu ermöglichen.
Wie dies am besten aus Fig. 3 zu erkennen ist, kann ein weiterer Spielraum für die Bewegung der Zapfwelle 50 dadurch erzielt werden, daß die Spurstangen-Befestigungsplatten 25 nach außen hin bezüglich der längsverlaufenden Mittellinie des Fahrzeuges auf die alternativen Befestigungsvorsprünge 25 verlegt werden. Aufgrund des beschränkten Ausmasses der vertikalen Schwenkbewegung, die durch die Struktur der üblichen Spurstangen-Kugelgelenke 23 zugelassen wird, kann ein größeres Ausmaß einer Vorderachsen-Querneigungsschwingung erzielt werden, wenn die Spurstangen 21 normalerweise horizontal ausgerichtet sind und in dieser Position solange wie möglich gehalten werden. Das Anbringen der Befestigungsplatten 25 an dem am weitesten innenliegenden Satz von Befestigungsvorsprüngen ergibt die geringste Beschränkung für die Querneigungsschwnigung der Vorderachse.
Bei einer Bewegung der Spurstangen-Befestigungsplatten 25 auf den am weitesten außenliegenden Satz von Befestigungsvorsprüngen müssen eine kürzere Länge aufweisende Spurstangen 21 verwendet werden, was zu einer stärkeren vertikalen Schwenkbewegung der Spurstangen-Kugelgelenke 23 für irgendein vorgegebenes Ausmaß der Querneigungsschwingung der Vorderachse führt. Ein größeres Spiel für die Zapfwelle 50 kann durch eine Anordnung des am weitesten außenliegenden Satzes von Befestigungsvorsprüngen derart erzielt werden, daß die Befestigungsplatte 25 in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung ausgerichtet wird, wie dies in den Fig. 3, 9 und 10 gezeigt ist. Wenn die innenliegenden Enden 22 der Spurstangen 21 nach außen auf die alternativen Fahrgestellbefestigungen bewegt werden, wird die erforderliche Gesamtlänge der jeweiligen Spurstange 21 kürzer, was durch eine einstellbare Spurstange berücksichtigt wird, wie z. B. bei der dargestellten Konfiguration, bei der die beiden Hälften der Spurstange in Gewindeeingriff stehen, oder dadurch, daß die Spurstange 21 durch eine neue Spurstange 21 mit geeigneter Länge ersetzt sind.
Der Kompromiß der Bewegung der Spurstangen 21 nach außen zur Erzielung eines ausreichenden Spiels für die Schwingungsbewegung der Zapfwelle 50 besteht in einer stärker eingeschränkten zulässigen Querneigungsschwingung. Es ist naheliegend, daß der Betreiber in der Lage ist, die Spurstangen-Befestigungsplatten an dem am weitesten innenliegenden Satz von Befestigungsvorsprüngen zu lassen, sofern kein frontbefestigtes zapfwellengetriebenes Anbaugerät auf der Vorderachse 12 für eine seitliche Bewegung mit dieser befestigt ist, die andererseits eine seitliche Schwingungsbewegung der Zapfwelle und einen ausreichenden Spielraum für diese Bewegung erfordern würde. Dennoch sollte immer dann, wenn die Spurstangenbefestigungsplatten 25 auf dem am weitesten außenliegenden von Befestigungsvorsprüngen 19 befestigt werden, der Einstellmechanismus 45 so verändert ewrden, daß das Ausmaß der zulässigen Querneigungsschwingung der Vorderachse 12 auf einen Punkt unterhalb des Punktes beschränkt wird, bei dem die Spurstangen-Kugelgelenke 23 beschädigt würden.
Eine alternative Konfiguration der Kugelgelenke 32, 34 und 38 ist in Fig. 7 gezeigt. Das hintere Kugelgelenk 38 ist durch ein Drucklager 58 ersetzt, das mit der Schwingungsachse 41 ausgerichtet ist, die durch das obere Kugelgelenk 32 hindurchläuft. Das untere Schwenkgelenk 34 ist durch ein Hülsenlager 54 ersetzt, das mit der Lenkungsachse 31 ausgerichtet ist, die ebenfalls durch das obere Kugelgelenk 32 hindurchläuft. Weil das Traggestänge 35 normalerweise unter Zug steht, während der Längsabstand des unteren Schwenkpunktes 34, 54 gegenüber dem hinteren Schwenkpunkt 38, 58 aufrechterhalten wird, und weil das Traggestänge 35 nicht immer senkrecht zu der Lenkungsachse 31 sein kann, müssen die Hülsenlager 54, 58 in der Lage sein, Schub bzw. Druckkräften zu wiederstehen. Die seitliche Schwingungsbewegung des unteren Schwenkgelenks 34, 54 um die Schwingachse 41 wird durch das Drucklager 58 und das Kugelgelenk 32 aufgenommen. In gleicher Weise ist bei der entsprechenden seitlichen Schwingungsbewgung der Lenkungsachse 31 das Hülsenlager 54 immer mit dem Kugelgelenk 32 ausgerichtet, so daß die Vorderachse 12 sich schwenkbar um die Lenkungsachse 31 bewegen kann.

Claims

1. Fahrzeug mit:

- einem Fahrgestell (10);

- einer Vorderachse (12), die schwenkbar mit dem Fahrgestell (10) für eine Schwenkbewegung um eine sich allgemein vertikal erstreckende Lenkungsachse (31) verbunden ist, wobei die Vorderachse (12) mit seitlichem Abstand angeordnete lenkbare Räder (13) aufweist, die an deren gegenüberliegenden Enden schwenkbar befestigt sind, wobei die Vorderachse (12) weiterhin um eine Schwingungsachse (41) verschwenkbar ist, um es einem der lenkbaren Räder (13) zu ermöglichen, in einer höheren Höhenlage angeordnet zu werden, als das andere lenkbare Rad (13);

- einem Lenkungsmechanismus (20), der betriebsmäßig mit den lenkbaren Rädern (13) gekoppelt ist, um deren Schwenkbewegung zu steuern und um eine Schwenkbewegung der Vorderachse (12) um die Lenkungsachse (31) zu bewirken; und

- einem Schwingungsanschlagmechanismus (40), der betriebsmäßig das Fahrgestell (10) und die Vorderachse (12) verbindet, um das Ausmaß der Schwenkbewegung der Vorderachse (12) um die Schwingungsachse (41) zu begrenzen,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsanschlagmechanismus (40) zumindest ein langgestrecktes Anschlaggestänge (42) umfaßt, das zwischen dem Fahrgestell (10) und der Vorderachse (12) in Eingriff steht und Anschlagbegrenzungen (43, 44) einschließt, die jeweils mit dem Fahrgestell (10) bzw. der Vorderachse (12) in Eingriff bringbar sind, wenn ein vorher ausgewähltes Ausmaß der Schwenkbewegung der Vorderachse (12) um die Schwingungsachse (41) erreicht wurde.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsanschlagmechanismus (40) zumindest zwei langgestreckte Anschlaggestänge (42) umfaßt, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Lenkungsachse (31) angeordnet sind.

3. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrgestell (10) mit zwei mit seitlichem Abstand angeordneten und daran befestigten oberen Bügeln (46) versehen ist, wobei jeder der oberen Bügel (46) einen darin ausgebildeten Sitz für einen Eingriff mit entsprechenden oberen Anschlagbegrenzungen (43) aufweist.

4. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderachse (12) mit zwei an dieser mit seitlichem Abstand angeordneten unteren Bügeln (47) versehen ist, daß jeder untere Bügel (47) einen darin ausgebildeten Sitz zum Eingriff mit entsprechenden unteren Anschlagbegrenzungen (44) ausgebildet ist, wobei jeder der unteren Bügel (47) einem der oberen Bügel (46) entspricht, und wobei die Paare von entsprechenden oberen und unteren Bügeln (46, 47) auf gegenüberliegenden Seiten der Lenkungsachse (31) ausgerichtet sind.

5. Fahrzeug nach den Ansprüchen 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Anschlagbegrenzungen (43, 44) an jedem der langgestreckten Anschlaggestänge (42) in seiner Position entlang der Länge des Anschlaggestänges (42) beweglich ist, um selektiv den linearen Abstand zwischen den entsprechenden Anschlagbegrenzungen (43, 44) zu ändern.

6. Fahrzeug nach Anspruch 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anschlagbegrenzung (43, 44) einen schalenförmigen Flansch (43, 44) umfaßt, der eine gekrümmte Oberfläche für einen Eingriff mit dem entsprechenden Bügel (46, 47) aufweist.

7. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Anschlagbegrenzungsflansch (43) eine hiermit verbundene Mutter (45) einschließt, die auf das langgestreckte Anschlaggestänge (42) aufgeschraubt ist, um ihre Position entlang der Länge des langgestreckten Anschlaggestänges (42) zu ändern.

8. Fahrzeug nach Anspruch 5 und den Ansprüchen 5-7 bei Rückbeziehung auf Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der unteren Bügel (47) um die Lenkungsachse (31) den linearen Abstand zwischen jedem der unteren Bügel (47) und dem entsprechenden oberen Bügel (46) ändert, um das Ausmaß der Schwenkbewegung der Vorderachse (12) um die Schwingungsachse (41) als eine Funktion des Ausmaßes der Schwenkbewegung der Vorderachse (12) um die Lenkungsachse (31) zu ändern.

9. Fahrzeug nach Anspruch 4 und den Ansprüchen 5-8 bei Rückbeziehung auf Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Bügel (47) gegenüber den oberen Bügeln (46) in sowohl einer allgemein vertikalen Richtung als auch entlang einer bogenförmigen Vorwärts-Rückwärts- Richtung beweglich sind, die auf der Lenkungsachse (31) zentriert ist.

10. Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlaggestänge (42) die Schwenkbewegung der Vorderachse (12) um die Schwingungsachse (41) immer dann beschränken, wenn der lineare Abstand zwischen entsprechenden oberen und unteren Bügeln (46, 47) gleich dem linearen Abstand zwischen den entsprechenden oberen und unteren Anschlagbegrenzungen (43, 44) ist.

11. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlaggestänge (42) in zumindest zwei unterschiedlichen Vorwärts-Rückwärts-Ausrichtungen anzuordnen sind, daß eine erste der verschiedenen Vorwärts- Rückwärts-Ausrichtungen die Anschlaggestänge (42) bei sich in einem geradeausfahrenden, keine Kurvenbewegung ausführenden Fahrzeug mit einem der entsprechenden Anschlagbegrenzungen (43, 44) in Längsrichtung vor der anderen entsprechenden Anschlagbegrenzung (43, 44) anordnet, um unterschiedliche Beträge einer zulässigen Schwingung eines Endes der Vorderachse (12), verglichen mit den anderen, als eine Funktion der Richtung der Lenkbewegung zu schaffen.

12. Fahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite der verschiedenen Vorwärts-Rückwärts-Ausrichtungen die Anschlaggestänge (42) bei sich geradeausbewegenden, keine Kurvenfahrt ausführenden Zustand des Fahrzeuges mit den entsprechenden Anschlagbegrenzungen (43, 44) in längsgerichteter Ausrichtung anordnet, um gleiche Beträge einer zulässigen Schwingung beider Enden der Vorderachse (12) unabhängig von der Richtung der Lenkungsbewegung zu schaffen.

13. Fahrzeug nach Anspruch 12 bei direkter oder indirekter Rückbeziehung auf Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Bügel (46, 46) mit zumindest zwei darin ausgebildeten Sitzen für den Eingriff mit einer entsprechenden Anschlagbegrenzung (43, 44) für die abwechselnde selektive Positionierung des entsprechenden Anschlaggestänges (42) in den unterschiedlichen Ausrichtungen ausgebildet ist.