DE2101513C3

DE2101513C3 - Einzelradaufhängung für eine verfahrbare Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE2101513C3
Application number: DE2101513A
Authority: DE
Inventors: Hans 7525 Bad Mingolsheim Scheuerpflug
Original assignee: FA JOHANNES FUCHS 7257 DITZINGEN
Current assignee: FA JOHANNES FUCHS 7257 DITZINGEN
Priority date: 1971-01-14
Filing date: 1971-01-14
Publication date: 1980-10-09
Also published as: DE2101513A1; DE2101513B2; FR2121813B1; FR2121813A1; US3751061A; GB1362081A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einzelradaufhängung für eine verfahrbare Arbeitsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Durch das DE-GM

is 19 43 754 ist eine Einzelradaufhängung dieser Art für einen Fahrzeugkran bekannt, bei der für die Verbindung des Radträgers mit dem Fahrgestell zwei übereinander angeordnete Querlenker vorgesehen sind, von denen der obere von einem als Spurhalteeinrichtung und als Spureinstelleinrichtung dienenden Hydrozylinder steuerbar ist Eine Einzelradaufhängung dieser Art ist für eine Arbeitsmaschine besonders geeignet, weil die einzelnen Räder der Arbeitsmaschine unabhängig voneinander hydraulisch verstellt werden können und dadurch eine erhöhte Manövrierfähigkeit der Arbeitsmaschine erreicht wird.

Die bekannte Einzelradaufhängung mit zwei Querlenkern hat jedoch den Nachteil, daß die Lagerung des oberen Querlenkers am Rahmen oben oder an einem Ausleger desselben verhältnismäßig viel Platz sowohl in der Höhe als auch zwischen Radinnenseite und Rahmen beansprucht, wobei der verbleibende Raum oberhalb des Rahmens jeweils zwischen gegenüberliegenden Rändern stark eingeengt und so die Unterbringung irgendwelcher Rahmenaufbauten oder z. B. breiterer Verbrennungsmotoren dort erschwert ist.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Einzelradaufhängung besteht darin, daß es nicht möglich ist, den Radsturz zur Anpassung an verschiedene Verhältnisse beliebig einzustellen.

Durch die US-PS 26 73 830 ist eine weitere Einzelradaufhängung bekannt, bei der der Radträger sowohl durch einen Querlenker als auch durch zwei Hubzylinder mit dem Fahrgestell verbunden ist. Neben anderen Aufgaben dienen diese beiden Hubzylinder ebenfalls als Querlenker. Der Lehre dieser US-PS liegt die Aufgabe zu Grunde, die Räder eines Fahrzeuges durch Zylinder hydraulisch so miteinander zu koppeln, daß die Bewegung eines Rades eine gewünschte

yi Bewegung des anderen Rades ausführt. Es ist daher grundsätzlich nicht möglich, bei jeder Stellung des Querlenkers einen in weiteren Grenzen beliebigen Radsturz einzustellen.

Weiterhin sind (z.B. durch das DE-GM 17 48 068)

γ, Einzelradaufhängungen bekannt, die nur einen einzigen Querlenker aufweisen. Bei diesen bekannten Einzelradaufhängungen sind die Radträger entweder starr oder, wenn die Räder als Lenkräder benutzt werden sollen, um eine vertikale Achse schwenkbar mit dem

w) Querlenker verbunden. In beiden Fällen wird bei einer Radverstcllung, z. B. durch Änderung der Radspur oder bei einer sich durch die Federung ergebenden Schwenkbewegung des Qucrlenkers, der Stur/ des Kades verändert, der immer von der Lage des

ι,-, Qucrlenkers abhängt.

Her l'.rf'iid'iiig liegt die Aufgabe /u Grunde, für eine Arbeitsmaschine ι mc l.in/elradaulhängung /u schaffen, • lit· für tlit.· Vi.-fbitidnni' des HadtrÜL'ers mit dem

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Fahrgestell einen einzigen Querlenker aufweist und bei der bei jeder Stellung des Querlenkers ein in weiten Grenzen beliebiger Radsturz eingestellt werden kann.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch den Anspruch 1 gelöst. Dadurch, daß bei einer Einzelradaufhängung mit nur einem einzigen Querlenker der Längslenker über ein dem radseitigen Gelenk des Querlenkers diametral gegenüberliegendes Gelenk mit dem Radträgrr und über ein gestellseitiges Gelenk mit dem Fahrgestell verbunden ist, wird erreicht, daß der Querlenker durch Antriebs- und Bremskräfte nicht auf Torsion beansprucht wird. Dadurch, daß zum Halten und Einstellen des Radsturzes ein Sturzhydrozylinder in Abständen von dem radseitigen Querlenkergelenk einerseits mit dem Radträger und andererseits mit dem Querlenker verbunden ist, wird erreicht, daß durch den Sturzhydrozylinder jeder beliebige'Winkel zwischen der Radebene und dem Querlenker eingestellt und festgehalten werden kann. Die Erfindung ermöglicht es also, das Rad bei jeder Stellung des Querlenkers auf einen beliebigen Sturz einzustellen. Durch eine entsprechende Steuerung des Sturzhydrozylinders kann a!so erreicht werden, daß auch dann, wenn als Spurhalteeinrichtung eine Federung vorgesehen ist, bei der durch das federnde Nachgeben des Querlenkers sich die Spur dauernd um einen Mittelwert ändert, der Sturz des Rades immer konstant gehalten werden kann.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, bei diesen durch die Federung bedingten Schwenkbewegungen des Querlenkers den Sturz immer so zu steuern, daß die Spur immer konstant gehalten wird, was im Winter bei Glatteis von Bedeutung sein kann. Bei Arbeitsmaschinen, die auf einem weichen Boden einen festen Stand haben sollen, wie z. B. bei Fahrzeugkranen od. dgl., kann die Erfindung in der Weise vorteilhaft ausgenutzt werden, daß die Räder mittels des Sturzhydrozylinders in eine waagerechte Lage geschwenkt werden, so daß sie mit ihrer Seitenfläche auf dem weichen Boden aufliegen und eine gute Abstützung der Arbeitsmaschine ergeben

Die erfindungsgemäße Einzelradaufhängung läßt sich auch vorteilhaft bei Arbeitsmaschinen anwenden, bei denen eine Radspurverstellung wünschenswert ist, z. B. bei Fahrzeugkranen, die im Einsatz eine Spurweite haben sollen, die größer ist als die nach der Straßenve/kehrszulassungsordnung für den Transport zugelassene Fahrzeugbreite. Dies kann bei der Einzelradaufhängung gemäß der Erfindung einfach dpdurcn erreicht werden, daß eine hydraulisch gesteuerte Spurhalteeinrichtung vei wendet wird, mittels deren der Querlenker in seiner Schwenklage verstellt werden kann.

Die Steuerung des Radsturzes kann durch eine Handsteuerung des Sturzhydrozylinders erfolgen. Eine vorteilhafte Ausfünrungsform der Erfindung ist gemäß Anspruch 3 ausgebildet. Dadurch wird erreicht, daß der Steuerhydrozylinder den Sturzhydrozylinder nach einem vorgeplantcn Programm in Abhängigkeit von der Stellung des Rades gegenüber dem Fahrgestell steuert. Eine besonders einfache Form kann gemäß Anspruch 4 ausgebildet sein, so daß jede Verstellung des Steuerhy-'.li'ci/ylinders sofort eine entsprechende Verstellung des Suirzhydro/ylinders zur Folge hat.

Line weitere vorteilhafte Ausführungsform der Lifindunf! ist grnviß Anspruch b ausgebildet Dadurch i,-> wird erreicht, dal.* die Einzelradaufhängung ohne bauliche Änderung sow ;ΊΙ für ein lci'khnre*. als auch für ein nicht lenkbare*. Rad benutzt winden kann. Hierbei ist es vorteilhaft, diese Ausführungsform gemäß Anspruch 7 auszubilden. Dadurch wird erreicht, daß tei jeder Änderung dar Stellung des Rades beide Längslenker die gleiche Bewegung ausführen, so daß die Lage des Rades um die Lenkachse bei allen Verstellungen des Radsturzes und der Radspur gleich bleibt, was bei den bekannten Einzelradaufhängungen nicht gewährleistet ist

Wird zum Schwenken des Querlenkers eine hydraulisch betätigte Spurhalteeinrichtung benutzt, dann kann deren Zylinderraum in bekannter Weise mit einem federelastischen Speicher verbunden sein, so daß dadurch gleichzeitig eine Federung des Fahrzeuges gegeben ist Ist jedoch eine starke Federung nicht erwünscht, dann kann als Spurhalteeinrichtung eine starre, jedoch vorzugsweise einstellbare Verbindung des Querlenkers mit dem Fahrgestell vorgesehen sein. In diesem Fall kann es zweckmäßig sein, den Sturzhydrozylinder mit einem elastisch nachgiebigen Speicher für die Druckflüssigkeit ζ verbinden, so daß sich dadurch eine elastisch nachgiebige Änderung des Sturzes und somit eine geringe Federung der Lagerung des Rades ergibt.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung von in der Zeichnung stark schematisch vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispielen von Einzelradaufhängungen gemäß der Erfindung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Rückansicht eines AusfChrungsbeispieles einer Einzelradaufhängung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Einzelradaufhängung nach F i g. i;

F i g. 3 und 4 der F i g. 1 entsprechende Darstellungen von zwei weiteren Ausführungsbeispielen.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Einzelradaufhängung ist ein Radträger 10, auf dem ein Rad 1 drehbar gelagert ist, mit einem Fahrgestell 2 mittels eines einzigen Querlenkers 3 verbunden, der ais zwei einander parallelen Armen 4 besteht, die mit ihren einen Enden an einem Achsrohr 5 angeschweißt sind, das um sei .e zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges parallele Längsachse 6 drehbar auf Rohrlagern 7 im Fahrgestell 2 gelagert ist. Am äußeren Ende de- Arme 4 ist ein Kreuzgelenk 8 vorgesehen, mittels dessen die Arme 4 und damit der Querlenker 3 in einem Abstand a unter der Drehachse 9 des Rades I mit dem Radträger IO verbunden sind.

Am Rohr 5 ist in einem axialen Abstand vom Querlenker 3 ein Arm 11 vorgesehen, an dem die Kolbenstange 12 eines Steuerhydrozylinders 13 angreift, dessen Zylinderkörper schwenkbar mit dem Fahrgestell 2 verbunden ist.

An einem weiteren am Rohr 5 befestigten Arm 14 greift die Kolbenstange 15 eine., als Spurhalteeinrichtung 16 und al? Spureinstelleinnchtunt, dienenden Spurhydrozylinders an, dessen Zylinderkörper um eine Achse 20 schwenkbar mit dem Fahrgestell 2 verbunden ist.

Diametral ge^jnüber dem Kreuzgelenk 8 des Querlenkers 3 ist etwa in einem dem Abstand a gleichen Abstand über der Raddrehachse 9 an einem nil dem Radträger 10 fest verbundenen Lcnkar.n 17 mittels eines Kugelgelenkes 18 ein sich längs des Fahrgestelles ? erstreckender Längslenker 19 angelenkt, dessen anderes in der Zeichnung nicht dargestelltes Ende ebenfalls mittels eines Kugelgelenkes mit dem Fahrgestell 2 verbunden isl. Dadurch werden die auf die Drehachse ^ des Rades 1 wirkenden /witrii-h·.- nnH

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Bremskräfte ohne Erzeugung ·.·!■■ cs Drehmomentes von dem Querlenker 3 und dem längslenker 19 aufgenom men.

Durch diese Verbindung des Radlrägers 10 mittels ties Kreuzgelenkes 8 mit den· Querlenker 3 und mitte!. des Kugelgelenkes 18 mit dem Längslenker 19 ist das Rad 1 um eine die beiden Gelenke 8 und 18 verbindende Gerade schwenkbar, die somit die Lenkachse 21 des Rades 1 bildet. Um das 1. wenn es als nicht lenkbares Rad benutzt wird, in einer bestimmten Stellung um die Lenkachse 2) zu halten oder bei einem lenkbaren Rad den Lenkausschlag des Rades I durch ein Lenkgestange verändern zu können, greift am Lenkarm 17 in einem größeren Abstand vom Rad 1 als das Kugelgelenk 18 ein /weiter Längslenker 22 an, der mit dem Lenkarm 17 ebenfalls über ein Kugelgelenk 23 verbunden ist. Der Längslenker 22 ist im wesentlichen genau so lang wie der Längslenker 19 und ist parallel zu diesem angeordnet. Das dem Kugelgelenk 23 abgekehrte Ende des i.ängsienkers 22 ist bei der Verwendung des Kades I als nicht lenkbares Rad über ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Kugelgelenk mit dem Fahrgestell 2 verbunden und bei Verwendung des Rades 1 als lenkbares Rad mit einem in der Zeichnung nicht dargestellter. Lenkhebel des Lenkgestänges \ erblinden Dadurch, daß die beiden Längslenker 19 und 22 gleich lang und einander parallel sind, wird bei einer Verstellung des Rades 1 durch das Schwenken des Querlenkers 3 um seine fahrgestellseitige Achse 6 oder durch Schwenken des Rades 1 bei festgehaltenem Querlenker 3 um das Gelenk 8 der Lenkausschlag des Rades 1 nicht geändert.

Zum Halten und zum Verstellen des Sturzes des Rades 1 ist ein Sturzhydrozylinder 24 vorgesehen, dessen Kolbenstange 25 mittels eines Kreuzgelenkes 26 mit dem Querlenker 3 verbunden ist. Der Zylinderkörper des Sturzhydrozylinders 24 ist ebenfalls mit einem Kreuzgelenk 27 mit dem Lenkarm 17 verbunden. Das Kreuzgelenk 27 ist so angeordnet, daß der Schnittpunkt seiner beiden Drehachsen genau auf der Lenkachse 21 liegt, so daß die Lenkbewegung des Rades 1 durch den Sturzhydrozylinder 24 nicht beeinträchtigt und nicht beeinflußt wird

Sowohl der Sturzhydrozylinder 24 als auch der Steuerzylinder 13 sind doppelwirkende Hydrozylinder mit im wesentlichen volumengleichen Zylinderräumen. Jeder der Zylinderräume des Sturzhydrozylinders 24 ist mit einem entsprechenden Zylinderraum des Steuerzylinders 13 über Leitungen 28 und 29 verbunden, so daß eine eine Schwenkbewegung des Querlenkers 3 anzeigende Bewegung des Kolbens im Steuerzylinder 13 sofort eine entsprechende Bewegung des Kolbens im Sturzhydrozylinder 24 verursacht und so bewirkt, daß der Sturz bei jeder Änderung der Schwenklage des Querlenkers 3 gleich groß bleibt, wie das strichpunktiert in Fig. 1 dargestellt ist.

Bei einem abgewandelten in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können der Sturzhydrozylinder 24 und/oder die Spurhalteeinrichtung 16 und/oder i!er Steuerzylinder 13 wahlweise in bekannter Weise mit einem elastisch nachgiebigen Speicher, z. B. einem Hydrospeicher für die Druckflüssigkeit, verbunden sein, wodurch die Federung des Rades 1 durch eine federelastische Nachgiebigkeit des eingestellten Sturzes und/oder der eingestellten Spur ermöglicht wird.

Es können auch in bekannter Weise jeweils in den Hydrozylindern die Drücke gemessen werden, um so die Radlasten für Überlastungsschutzeinrichtungen ver-

schiedener Art /u bestimmen.

Beim dargestellten Ausfiihnngsbei'.pie: fieil; di-Spurludrozylindet lh am Arm 14 des Rohres > an I kann aber auch unmittelbar am Querlenker i oder In einem nicht lenkbaren Rad t unmittelbar .im R.nitrate, /. B. in Radmitte, angreifen.

Die Wirkungsweise der in den Fig. I und dargestellten Radaufhängung ergibt sich ohne hu' ie a\'s der vorhergehenden Beschreibung. Mittels de Spurhvdro/ylmders 16 kann der Querlenker } in eir. beliebige Stellung geschwenkt werden. Dadurch wir. die Höhe des Fahrgestells 2 und die Radspur serander Bei dieser Schwenkbewegung des Querlenker 3 steuci der Steuerhydro/ylinder 13 den Stur/hvdro/\l,iuler 2 so um. daß der Sturz des Rades I immer konstan gehalten wird, wie das in F i g. I durch ausgezogene um durch strichpunktierte Linien dargestellt ist. Bei diese Bewegung werden die beiden Längslenker 19 und 2 lediglich um ihre dem Lenkarm 17 abgekehrten Endei geschwenkt, so dali eine Änderung des Lenkausschlage des Rades 1 nicht eintritt. Der Sturzlndro/v linder 2· kann aber auch mit einer in der Zeichnung tuch dargestellten hydraulischen Steuerung verbunden sen die die Verbindung mit dem Sleuerhydro/■. 'intler I 3 los und die Einstellung eines beliebigen Stur/es be konstanter Querlenkerstellung 3 ermöglicht, -.o d.il beispielsweise das Rad 1 in eine waagerechte l.agi geschwenkt und als festes Auflager für das I ahrgestell. benutzt ν-irden kann.

Bei dem in F i g. J dargestellten Ausführungsbeispie werden diejenigen Teile, die in ihrer Wirkungsweise dei Teilen des Ausführungsbeispieles nach den F i g. I und . entsprechen, mit um 100 größeren Bezugszahlci bezeichnet, so daß durch diesen Hinweis auf di( Beschreibung der F i g. I und 2 Bezug genommen wird.

Die Einzelradaufhängung nach F i g. 5 \\ eist einen mi dem Radträger 110 verbundenen Querlenker 103 auf bei dem als Spurhalteeinrichtung 116 eine Federung vorgesehen ist. die ähnlich wie die hvdrau^;;seh betätigst Spurhalteeinrichtung 16 des Ausfülmingsbeispiele¹ nach den Fig. 1 und 2 zwischen dem Fahrgestell Wi und dem Querlenker 103 geschaltet ist. Der Lenkaus crhlaa Hoc P2d°^{r 1}O! v/ird hier ähr.üch wie bei de™ vorhergehenden Ausführungsbeispiel durch zwei Längslenker 119 und 122 gehalten. Für die Einhaltung eines konstanten Sturzes sind ein Stur/hydrozylinde: 124 und ein mit diesem durch zwei Leitungen 128 und 129 verbundener Steuerhydrozylinder vorgesehen.

Die Wirkungsweise der Einzelradaufhängung nach Fig. 3 ist im wesentlichen die gleiche wie die Wirkungsweise der Einzelradaufhängung nach den F i g. 1 und 2. nur daß hier die Spur nicht verschieden eingestellt werden kann, sondern sich lediglich infolge der als Spurhalteeinrichtung 116 dienenden Federung ändert.

Bei dem in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind diejenigen Teile, die in ihrer Wirkungsweise den Teilen des ersten Ausführungsbeispieles entsprechen, mit um 200 größeren Bezugszahlen bezeichnet

Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich im wesentlichen dadurch von den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, daß hier der Querlenker 203 über der Drehachse 209 des Rades 201 mit seinem radseitigen Gelenk 208 am Radträger 210 angreift. Dementsprechend ist der Lenkarm 217, an dem die beiden Längslenker 219 und 222 angreifen, unterhalb der Drehachse 209 angeordnet Im übrigen ist der Querlenker 203 mit dem Lenkarm 217 durch den

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Siurzhydrozylinder 224 verbunden, der über die Leitungen 228 und 229 mit dem Steuerhydrozylinder 213 verbunden ist. Auch hier ist ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 als Spurhalteeinrichtung 216 eine Federung vorgesehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 21 Ol 513

1. Einzelradaufhängung für eine verfahrbare Arbeitsmaschine, mit einem Querlenker, der in einer im wesentlichen vertikalen Ebene schwenkbar einerseits über ein radseitiges Gelenk mit dem Radträger und andererseits über ein gestellseitiges Gelenk und über eine Spurhalteeinrichtung mit dem Fahrgestell verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Radführungsglieder in an sich bekannter Weise nur ein einziger Querlenker (3; 103; 203) und ein Längslenker (19, 22; 119, 122) wirksam sind, wobei der Längslenker über ein dem radseitigen Gelenk (8; 208) diametral gegenüberliegendes Gelenk (18) mit dem Radträger (10; 110; 210) und über ein gestellseitiges Gelenk mit dem Fahrgestell (2) verbunden ist, und daß zum Halten und Einstellen des Radsturzes ein Sturzhydrozylinder (24; 124; 224) in Abständen von dem radseitigen Querlenkergelenk (8; 208) einerseits mit dem Radträger und andererseits mit dem Querlenker verbunden ist

2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querlenker (5) an einem sich in Fahrtrichtung längs des Fahrgestells (2) erstreckenden im Fahrgestell drehbar gelagerten Achsrohr (5) fest verbunder, ist, an dem in einem axialen Abstand vom Querlenker die Spurhalteeinrichtung (16) exzentrisch angreift.

3. Radaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern des Sturzhydro^ylinders (24; 224) ein Steuerhydrozylinder (13; 213) vorgesehen ^r -t, der zwischen zwei Punkten gelagert ist, deren Abstand voneinander von der Stellung des Rades (1 201) gegenüber dem Fahrgestell (2; 202) abhängt.

4. Radaufhängung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sturzhydrozylinder (24; 124; 224) und der Steuerhydrozylinder (13; 213) beide doppelwirkend sind und daß jeder Zylinderraum des einen Hydrozylinders mit einem Zylinderraum des anderen Hydrozylinders verbunden ist.

5. Radaufhängung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhydrozylinder (13; 213) einerseits schwenkbar mit dem Fahrgestell (2) und andererseits schwenkbar mit dem Querlenker (3; 103; 203) verbunden ist.

6. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke (8; 208 bzw. 27 und 26), die den Radträger (10; 110; 210) mit dem Querlenker (3; 103; 203) und mit dcrn Sturzhydrozylinder (24; 124; 224) und diesen mit dem Querlenker verbinden, Kreuz- oder Kugelgelenke sind, und daß die radseitigen Gelenke (8, 208, 27 und 18) des Querlenkers, des Sturzhydrozylinders und des Längslenkers (19; 119; 219) auf einer die Lenkachse (21) des Rades (I) bildenden Geraden liegen, an dem über einen am Radträger befestigten Lenkarm (17; 217) in einem Abstand von der Lenkachse ein zweiter Längslenker (22; 122; 222) mittels eines Kren/- oder Kugelgelenkes (23) iingreift. der mit seinem anderen linde bei einem nicht lenkbaren Rad über ein weiteres Kreuz- oder Kugelgelenk mit dem Fahrgestell (2; 102) und bei einem lenkbaren KmI mit dem l.enkhehel eine i.enkgcstanücs verbanden ist

7 !'.adatilhangiiii;. nach Anspruch Ί. dadurch p> din/. ■- hn-i daU beule l^ntrsknkor (IS und .??) im wesentlichen gleich lang und zueinander im wesentlichen parallel angeordnet sind und vorzugsweise beide am Lenkarm (17; 217) angelenkt sind.

8. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sturzhydrozylinder (24; 124; 224) mit einem elastisch nachgiebigen Speicher für die Druckflüssigkeit verbindbar ist