Vortrag HET 70 am 20.7.1965 in Koblenz

Einzelradaufhängung und Hydrop Federung
von Herrn Grandjot

Bestimmend für unsere Entscheidung, Einzelradaufhängung und hydropneumatische Federung zu wählen, waren frühere Untersuchungen Über die Geländegängigkeit von Geräteträgern.
Günstigste Fahreigenschaften im Gelände hat das 2 Achsfahrzeug.
Bei größeren Gewichten und mehr Achsen müssen jeweils 2 Achsgruppen über Ausgleichschwingen zusammengefaßt werden, damit eine 2 Achscharakteristik erreicht wird.
Hierdurch ergeben sich im Gelände verhältnismäßig große Ausschwingwinkel und Federwege, zumal für Geräteträger in den meisten Fällen torsionssteife Rahmen erforderlich sind.
Die großen Federwege können am günstigsten durch die Hydrop Feder verwirklicht werden, die bei gleichen Bauelementen jede gewünschte Federcharakteristik ermöglicht.
Außerdem können Radgruppen durch eine Verbindungsleitung der Radzylinder sehr einfach zu einer Ausgleichsschwinge zusammengefaßt werden.

Bild 25

Radaufhängung
Die Räder sind einzeln an Doppelquerlenkern auf gehängt.
Unten am Achsschenkel befindet sich eine Gelenkkugel, die in einer Kugelschale am unteren Lenker gelagert ist. Am oberen Lenker befindet sich ein Kreuzgelenk mit Drucklager und Wälzlager für den Lenkzapfen.
Der obere Lenker stütz sich Über die Kolbenstange und den Hydraulikzylinder am Rahmen ab. Die Lenkerhebel und Zyl. sind für Zugmaschine und Sattelauflieger gleich. Unterschiede ergeben sich nur im Abstand der Anlenkpunkte an den Achsschenkeln und am Rahmen wegen der Felgenunterschiede. Siehe rechte Bildhälfte.

Bild 24 zeigt einige Details.

Kugellagerung unten; oben Drucklager und Halslager als Nadellager ausgebildet. Die Lagerung der Kolbenstange wird als Flanschlager in den Lenker eingesetzt. Sie ist dicht und wird oben mit dem Zyl. durch Faltenbalg abgedichtet. Die Kinematik der Querlenker gestattet einen Höhenausgleich am Rad von +150 -150 mm bei statischer Last und noch eine zusätzliche Einfederung von 53 mm bei maximaler Stoßbelastung. Die obere Begrenzung erfolgt durch den Kolben in der Endstellung.
Dämpfung der Stöße durch Drosselung der Durchflußöffnung kurz vor dem Anschlag. Als untere Begrenzung dient ein Anschlag des unteren Lenkerhebels am Rahmen.

Bild 27

Schaltbild der Hydrop Federung
Die Zylinder je 2er Vorder- und Hinterräder sind durch eine Hydraulikleitung verbunden. Schwingenwirkung.
Jede Schwingenleitung hat Stickstoff Federspeicher, deren Druck- und Volumenänderung die Federung bewirken.
Pro Schwinge sind 2 Federspeicher für verschiedene Belastungszustände vorgesehen.
Der erste Speicher ist für die Maximallast ausgelegt, während der zweite Speicher für Halblast oder unbelastet mit niedrigerem Druck über einen Kugelhahn zuschaltbar ist. Der erste Speicher arbeitet unbelastet nicht, da der höhere Druck nicht erreicht wird. Bei Vollast wird der Hahn abgesperrt. Alle Speicherblasen der Zugmaschine sind gleich groß.
Durch unterschiedlichen Fülldruck, der nur einmal, eingestellt wird, können für jeden Beladungszustand optimale Federeigenschaften eingestellt werden.
Federkennlinien folgen später.
Ein Drossel Rückschlagventil in der Leitung zum Federspeicher dient zur Dämpfung. Es ist für den Prototyp einstellbar vorgesehen und kann später fest eingestellt eingebaut werden.

Durch eine Querverbindung (im Schaltbild nicht gezeichnet,) der Vorderachsschwingen mit Absperrhahn ist eine Dreipunktlagerung der Zugmaschine im Gelände möglich.

Niveauregulierung
Absenken bei Brückendurchfahrten oder Anheben beim Überfahren von Hindernissen.

Zu diesem Zweck befindet sich in der Zugmaschine eine Hydraulikpumpe mit 4 Anschlüssen. Jeder Anschluß ist mit einem Rückschlagventil versehen. Die Ölpumpe fördert an jedem Anschluß gleiche Fördermengen unabhängig vom Druck in den einzelnen Ölkreisen.
Die Höhenregulierung erfolgt durch Einschalten der Ölpumpe und Einpumpen gleicher Ölmengen in die Zylinder der 8 Räder.
Die Federeigenschaften bleiben hierbei unbeeinflußt, da der Öldruck nur von den Radlasten abhängig ist und sich nicht ändert.
Die Zeit zum Anheben des Niveaus um 150 mm beträgt etwa 40 Sek., sie kann durch Wahl einer größeren Pumpe mit größerer Förderleistung verkürzt werden. Die Niveauabsenkung erfolgt über die eingebauten, Ablaßventile für jede Schwingleitung einzeln, wobei das Öl in den Pumpenbehälter zurückfließt.

Die Zylinder-Dimensionen sind so gewählt, daß die Drücke bei, max. statischer Last ca. 145 atü betragen und die max. Spitzenstöße 260 atü nicht überschreiten.
Diese Drücke sind gut zu beherrschen, so daß ein störungsfreier Betrieb gewährleistet ist. Da die Zylinder starr eingebaut sind, können die Rohrleitungen starr am Rahmen verlegt werden. Schlauchanschlüsse sind nicht erforderlich.

Sattelauflieger
Im Sattelauflieger sind die gleichen Zylinder und Schwingenhebel eingebaut, wie in der Zugmaschine.
Alle 4 Zylinder einer Seite sind durch eine Schwingenleitung verbunden. Hierdurch werden gleiche Raddrücke aller 4 Räder erzielt. Bei Vollast sind die Speicherblasen abgesperrt, da die verwendeten Breitreifen selbst eine genügende Einfederung haben.
Eine Zusatzfederung ist in diesem Falle unerwünscht, wegen der besseren Fahrstabilität bei der hohen Schwerpunktslage und bei Kurvenfahrt.

Für Halblast und unbelastet sind 2 Speicherblasen zuschaltbar angeordnet. Sie sind in ihrem Volumen und den Fülldrücken so abgestimmt, daß für jeden Belastungszustand gute Federeigenschaften vorhanden sind. Für die Niveau Regulierung wird die gleiche Pumpe wie in der Zugmaschine verwendet, mit dem Unterschied, daß hier nur 2 Anschlüsse für die rechte und linke Seite abgenommen werden. Die Niveauregulierung erfolgt wie bei der Zugmaschine beschrieben, wobei für jede Seite nur 1 Ablaßhahn vorhanden ist.

Bild 28

Federkennlinien
Die Federkennlinien verlaufen progressiv. Für gute Federeigenschaften ist es erforderlich, daß die Federung auf die Belastung abgestimmt ist. Für die Hinterachse der Zugmaschine - belastet - haben wir eine Federung von 0,71 mm/100 kg gewählt, wie sie beim Lkw üblich ist.

Bei einem Stoßfaktor von 1,8 steigt die Federung auf 0,36 mm/100 kg an, woraus sich eine sehr gute Progression ergibt.

Bei der unbelasteten Zugmaschine beträgt die Federung der Hinterachse 2 mm/100 kg im Anfang, also sehr weich und steigt auf 0,9 mm/100 kg im Stoß an.
Für die Vorderachse ist mit Rücksicht auf gute Fahreigenschaften die Federung belastet 0,9 mm/100 kg bis 0,5 mm/ 100 kg und unbelastet 1,2 mm/ 100 kg bis 0,7 mm/ 100 kg gewählt.
Beim Sattelauflieger wirkt belastet nur die Reifenfederung, und die Werte für Halblast betragen. 0,77 mm/ 100 kg und steigen bis 0,38 mm/ 100 kg an.
Unbelastet sehr weich 2,2 mm/ 100 kg bis 0,83 mm/ 100 kg.

Die Temperaturen bleiben in normalen Grenzen bei Stoßfaktoren von 1,2 - 1,4 - 1,8 betragen die Temperaturen 13° - 24° - 43°

Diese treten nur kurzzeitig auf und sinken sofort bei Ausfederung und Druckabfall wieder ab.

Die Temperaturen durch die Stoßdämpfer verhalten sich je nach der Einstellung der Dämpfung wie bei handelsüblichen Stoßdämpfern.

Bild 29

zeigt im Diagramm die Spur und Sturzänderung für die Zugmaschine.
Hieraus ist zu ersehen, daß im Bereich von ± 5o mm keine Spuränderung eintritt und daß bei 15o bis +150 mm Einfederung die Spuränderung 8 mm beträgt. Da bei den großen Einfederungen nur langsam gefahren wird, können diese geringfügigen Änderungen ohne weiteres von den Reifen aufgenommen werden.
Die Sturzänderung im Normalzustand beträgt 2° und ändert sich bei, den normalen Federwegen nicht; erst bei einer Einfederung von 150 mm beträgt sie 1,2° und bei Ausfederung von 150 mm o,2°: Hierbei bleiben die Lenkfehler noch in zulässigen Grenzen.

Bild 30

zeigt im Diagramm die Spur und Sturzänderung für den Sattelauflieger. Hierfür verhalten sich die Werte ähnlich wie bei der Zugmaschine.

Bild 54

Aus diesem Bild ist die Zeichnung einer doppelten Speicherblase mit den Absperrhähnen ersichtlich.

Bild 55

zeigt das Foto einer Speicherblasenbefestigung, wie sie an von uns in Serien gebauten Geräten verwendet wird.