DE2723672A1

DE2723672A1 - Fahrzeugradaufhaengungssystem

Info

Publication number: DE2723672A1
Application number: DE19772723672
Authority: DE
Inventors: David Andrew Ernest
Original assignee: Allis Chalmers Corp
Current assignee: Allis Chalmers Corp
Priority date: 1976-05-27
Filing date: 1977-05-25
Publication date: 1977-12-08
Also published as: FR2352680B1; FR2352680A1; GB1519130A; US4071259A; CA1054169A

Description

Bei Hubkarren-Konstruktionen wurde bis jetzt in der Praxis gewöhnlich eine Pendelachse vorgesehen, die am Hauptrahmen des Fahrzeugs an einer Längsachse angelenkt ist, welche in der 1ongitudinalen Mittelebene des Fahrzeugs liegt. Die Pendelachse kann sich in einem gewissen, begrenzten Ausmaß um die Längsachse ihrer Verbindung mit dem Hauptrahmen des Fahrzeugs verschwenken; um dem Hubkarren Stabilität zu verleihen, sind jedoch Anschläge vorgesehen, welche die Pendelweite begrenzen. Wenn mit dem bekannten Karren um eine Ecke gefahren oder auf abschüssigem Boden gearbeitet wird, dann kann möglicherweise ein Rad vom Boden abheben, bevor der Karrenrahmen den Anschlag auf der Pendelachse berührt. Dies erweist sich als Nachteil, da sich ein Antriebsrad vom Boden abheben kann und dadurch die Antriebszugkraft verloren geht. Ein Fahrzeug mit Schräglagengliedern variabler Länge wird in der US-PS 2689747 gezeigt. Bei diesem, dem gegenwärtigen Stand der Technik entsprechenden Fahrzeug liegt dessen Schwerpunkt unter seinem Rollzentrum. Wegen der Federaufhängung der einzelnen Räder kann das Fahrzeug jedoch ki ppen.

Das erfindungsgemäße Radaufhängungssystem oder - gestänge für ein Paar seitlich mit Abstand angeordneter Fahrzeugstützräder erlaubt das Fahren über unebenen Boden oder über eine unebene Straße. Mit dem Aufhängungsgestänge können die Räder über Unebenheiten laufen, während alle Räder auf dem Boden bleiben,so ua'o ' die richtige Abstützung und Zugkraft erhalten bleibt. Dieser Ausgleich für Bodenunebenheiten ist ein wesentliches Merkmal der Radaufhängung bei Hubkarren und dergleichen; darüberhinaus wird im erfindungsgemäßen Aufhängungssystem das Rollzentrum über den Schwerpunkt des Fahrzeugs gelegt, womit eine große Fahrzeugstabilität erreicht wird. Die Aufhängung nach der Erfindung benutzt keine Federn oder ähnliche nachgiebige Vorrichtungen, so daß damit eine feste Abstützung für Hubkarren-Fahrzeuge und dergleichen geschaffen wird.

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In der weiteren beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist ein Paar von Achsaufbauten an ihren oberen Enden mit dem starren Hauptrahmen des Fahrzeugs an einem Paar von seitlich mit Abstand angeordneten Längsachsen verbunden, und eine Querverbindung ist an ihren gegenüberliegenden Enden mit tiefer liegenden, inneren Abschnitten der Achsaufbauten schwenkbar verbunden. Die Achsaufbauten tragen Radachsen, auf denen Stützräder montiert sind. Die Radachsen können dabei Teile von lenkbar gelagerten Achsschenkeln sein, welche mit dem Hauptteil der Achsaufbauten schwenkbar verbunden sind. Die lenkbaren Achsschenkel sind durch ein Lenkgestänge miteinander verbunden, das starr an den Achsschenkeln befestigte Steuerarme und eine Verbindungsstange aufweist, welche die Steuerarme miteinander verbindet. Die Steuerung kann durch einen doppelt wirkenden hydraulischen Antrieb bewirkt werden, der zwischen einem der Achsaufbauten und dem Lenkgestänge angeordnet ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Hubkarrens,

Fig. 2 eine Draufsicht des Untergestells des Hubkarrens nach Fig. 1, in dem eine Lenkpendelachse von bekannter Bauart verwendet wird,

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht des Untergestells eines Hubkarrens, der mit der Erfindung ausgestattet ist,

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in Fig.4,

Fig. 6 eine Draufsicht im vergrößerten Maßstab auf das Aufhängungssystem nach Fig. 4,

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Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in Fig. 6,uηd

Fig. 8 eine Ansicht, die ähnlich der Ansicht nach Fig.5 ist, aber das Fahrzeug beim Fahren über unebenen Boden zeigt.

Nach Fig. 1 ist ein von vorne ladender, mit Gegenausgleich versehener Hubkarren in seinem unbeladenen Zustand gezeigt. Der Hubkarren enthält einen Hauptrahmen 11, der durch ein Paar Antriebsvorderräder 12,13 und ein Paar Hinterräder 14,16 gestützt ist. Auf dem Vorderteil des Rahmens 11 ist eine Hubkarrensäule 17 befestigt, die einen hochbewegbaren Schlitten 18 mit einem Gabelpaar 19,21 trägt. An der Rückseite des Rahmens 11 ist ein Gegengewicht 22 befestigt, und ein Arbeitsplatz 23 für eine Bedienungsperson ist an einer zentralen Stelle auf dem Karren unter einem Überkopfschutz 24 und benachbart zum Steuerrad 26 vorgesehen. Eine Antriebsquelle wie beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine 27 ist unter einer Haube oder Verkleidung 28 angeordnet.

In den Fig. 2 und 3 wurden alle Bauteile des Hubkarrens bis auf dessen Untergestell weggelassen; der Rahmen 11 des Fahrzeugs weist ein Paar longitudinal sich erstreckender Kastenprofil-Rahmenteile 31,32 auf, welche an ihren Vorderenden starr mit einer Antriebsachse 33 verbunden sind. Ein Paar von Querrahmenteilen 34,36 ist an ihren seitlich gegenüberliegenden Enden mit den Rahmenteilen 31,32 starr verbunden und trägt Lagerteile 37,38, an denen longitudinal gegenüberliegende Enden eines Pendelachsaufbaus 39 schwenkbar auf einer Längsschwenkachse verbunden sind. Ein Paar von lenkbaren Achsschenkeln 46,47 ist mit seitlich gegenüberliegenden Enden des Achsaufbaus 39 drehbar um vertikale Steuerachsen verbunden und weist nach außen sich erstreckende Achsen auf, auf denen die Räder 14,16 drehbar montiert sind. Zur Rückseite sich hin erstreckende Arme auf den Achsschenkeln 46,47 sind an einem Paar Lenkstangen 51,52 angelenkt, die weiterhin

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mit ihren seitlich inneren Enden an einem Steuerquadranten 53 angelenkt sind. Der Steuerquadrant ist mit dem Achsaufbau 39 auf einer vertikalen Achse 54 schwenkbar verbunden, die durch die Verbindungsstelle der Längsachse 41 und der vertikalen Querebene 55 durch die vertikalen Steuerachsen der Achsschenkel 46,47 führt. Der Steuerquadrant 53 wird durch einen doppelt wirkenden hydraulischen Antrieb 54 betrieben, dessen Zylinderende mit einem Stützteil 56, das starr am Querrahmenteil 34 befestigt ist, verschwenkbar verbunden ist. Das Stangenende des doppelt wirkenden hydraulischen Antriebs 54 ist am Steuerquadranten 53 angelenkt. Der Schwerpunkt des Fahrzeugs liegt bei einem Punkt 58, der deutlich über der dreieckigen Stützplattform liegt, welche durch die unterbrochenen Linien 61,62 definiert wird, die sich von einem Punkt der durch die vertikale Querebene geschnittenen Achse 41 zu den Punkten 63,64 am Mittelpunkt des Stützkontakts zwischen den Vorderrädern 12,13 und dem Boden sich erstrecken. Wenn ein Hubkarren im Gegensatz zu den Empfehlungen des Herstellers auf einer seitlichen Abschrägung betrieben wird, die so abschüssig ist, daß der Schwerpunkt sich seitlich aus dem durch die Linie.n 61,62 und einer Querlinie zwischen den Punkten 63,64 definierten Stützdreieck herausbewegt, dann wird das Fahrzeug um einen kleinen Winkel um entweder die Linie 61 oder die Linie 62 verkippen, bis einer der Anschläge 66,67 am Hauptrahmen mit dem Achsaufbau 39 in Berührung kommt.

In den Fig. 4 und 5 ist im wesentlichen nur das Untergestell für einen mit der Erfindung ausgestatteten Hubkarren gezeigt. Es sei darauf hingewiesen, daß sowohl das in den Fig. 2 und 3 gezeigte, dem gegenwärtigen Stand der Technik entsprechende Untergestell als auch das in den

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Fig. 4 und 5 gezeigte erfindungsgemäße Chassis in dem von vorne ladenden, mit Gegenausgleich ausgestatteten Hubkarren nach Fig. 1 eingebaut sein kann. Der Hauptrahmen 130 des Untergestells nach den Fig. 4 und 5 weist ein Paar longitudinal sich erstreckender Kastenprofi 1 rahmentei 1 e 131, 132 auf, welche mit ihren Vorder an seitlich mit Abstand angeordneten Abschnitten einer Antriebsachse 133 starr befestigt sind, die an ihren seitlich gegenüberliegenden Enden Antriebsräder 112,113 trägt. Diese starre Verbindung der Achse 133 mit dem Rahmen verhindert vertikale Relativverschiebungen der Räder 112,113 gegenüber dem Rahmen 130. Die Antriebsachse 133 ist über eine passende Antriebskette mit einer geeigneten Antriebsquelle wie beispielsweise der in Fig. gezeigten Maschine verbunden. Die Rahmenteile 131,132 sind durch Querrahmenteile 134,136 starr miteinander verbunden. Die Hinterräder 114,116 des Fahrzeugs werden durch ein einziges Aufhängungssystem mit einem Paar Achsaufbauten 81,82 getragen, welche Hauptteile 181,182 und Achsschenkel 83,84 aufweisen, die an vertikalen Steuerachsen 86,87 mit letzteren verschwenkbar verbunden sind.

Nach den Fig. 6 und 7 sind nach oben sich erstreckende Arme 88,89 der Achsaufbauten 81,82 an ihren oberen Enden durch Bolzen 96,97 an Träger 91,92 angelenkt, welche beispielsweise durch Verschweißen mit den Längsrahmenteilen 131,132 des Hauptrahmens 130 an zueinander parallelen und seitlich voneinander mit Abstand angeordneten Längsachsen 93,94 befestigt sind. Die tieferliegenden , seitlich inneren Abschnitte der Achsaufbauten 81,82 sind durch ein querverlaufendes Verbindungsglied 101 über die Bolzen 102,103 schwenkbar verbunden. Das Paar Achsschenkel 83,84 enthält zur Rückseite sich hin erstreckende Steuerarme 107,108, die durch eine Steuerverbindungsstange 109 miteinander verbunden sind. Wie in der Fig. 7 gezeigt wird, weist der Achsschenkel 84 eine Achse 111 auf, auf der mit einem Paar von axial mit Abstand angeordneter Lager das Rad 116 drehbar montiert ist. Eines dieser Lager ist mit

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dem Bezugszeichen 112 bezeichnet. Der andere Achsaufbau 81 ist ähnlich aufgebaut. Für die Steuerung der Räder 114,116 ist eine Antriebsvorrichtung in der Form eines doppelt wirkenden hydraulischen Antriebs 112 vorgesehen. Das geschlossene Ende des Zylinders 141 des Antriebs 113 ist mit dem Achsaufbau 81 an einer vertikalen Achse 142 angelenkt. Die Stange 143 des doppelt wirkenden hydraulischen Antriebs 113 ist mit ihrem freien Ende mit dem Arm 108 an einer vertikalen Achse 144 schwenkbar verbunden. Damit ist das Fahrzeug mit einer Steuervorrichtung ausgestattet, die ein aus den Steuerarmen 107,108 und der Verbindungsstange 109 bestehendes Lenkgestänge und einen hydraulischen Antrieb 113 enthält, der einen der Hauptteile 181,182 der Achsaufbauten 81,82 und das Lenkgestänge miteinander verbindet.

Das Rollzentrum 151 des Fahrzeugs nach den Fig. 4 bis 8 ist über dem Schwerpunkt 152 des Karrens angeordnet und liegt beim Schnittpunkt der beiden unterbrochenen Linien 153, 154, die durch Längsachsen 93,94 und durch den mittleren Bodenbe»ührungspunkt der Räder 114,116 führen. Damit ist unter Verwendung des Aufhängungssystems der Erfindung das Fahrzeug oder der Hubkarren wesentlich stabiler als ein Fahrzeug oder Karren, der mit einem Aufhängungssystem ausgestattet ist, das dem gegenwärtigen Stand der Technik entspricht und in den Fig. 2 und 3 gezeigt wird. Die dreieckige Stützbasis des Fahrzeugs, das mit der Erfindung ausgestattet ist, wird durch Linien 161, 162 bestimmt, welche sich vom Punkt 151 zu den mittleren Bodenberührungspunkten der Räder 112 und 113 erstrecken. Wenn im Gegensatz zu den Empfehlungen des Herstellers der mit der Erfindung ausgestattete Hubkarren auf einer seitlichen Abschrägung betrieben wird, die so abschüssig ist, daß sich der Rahmen relativ zu den Achsaufbauten 81,82 bewegt, dann berührt einer der starr mit den Rahmenteilen 131,132 befestigten Anschläge 71,72 einen der Achsaufbauten 81,82 und begrenzt damit eine derartige Bewegung.

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Das ungefederte Aufhängungssysteni nach der Erfindung ermöglicht das Fahren über unebenen Boden, ohne daß innerhalb der durch die Anschläge 71,72 erlaubten Grenzen der Rad/Bodenkontakt verlorengeht. Fährt das Fahrzeug über einen erhöhten Bodenbereich 201, dann nimmt das erfindungsgemäße Aufhängungssystem die Position ein, die in der Fig. 8 gezeigt wird.

Die Erfindung kann besonders vorteilhaft in einem Hubkarren verwendet werden, der zum Hantieren von hochgehobener Ladung eine feste, breite Stützbasis benötigt. Es soll ebenfalls für einen Hubkarren ein stabiles Aufhängungssystem geschaffen werden, das die Gefahr des Umwerfens stark vermindert, wenn der Hubkarren ohne Nutzlast an Abschrägungen betrieben wird, deren Neigung die Empfehlung des Herstellers übersteigt. Hubkarrenfahrer wissen sehr wohl, daß ein Hubkarren umgeworfen werden kann, wenn eine Kurve mit zu hoher Geschwindigkeit genommen wird. Mit der bekannten, in den Fig. 2 und 3 gezeigten Aufhängung ist es möglich, daß eines der Antriebsräder vom Boden abhebt, wenn der Rahmen des Karrens um die Achse 41 des Achsaufbaus 39 schwenkt, bis er mit einem der Anschläge 66,67 am Achsaufbau anstößt. Sobald der Anschlag anstößt, wird das ganze Fahrzeug auf einem neuen Stützdreieck abgestützt, das durch die Bodenberührungspunkte der drei am Boden verbleibenden Räder bestimmt ist. Nach der Erfindung bleiben alle 4 Räder unter Beibehaltung der Antriebszugkraft am Boden, bis ein so instabiler Zustand erreicht ist, daß ein Umwerfen des Fahrzeugs erfolgt. Das Kippen des Fahrzeugs um die Längsachse des Achsaufbaus nach den Fig. 2 und 3 und das gleichzeitige Abheben eines der Antriebsräder vom Boden stellt für die Bedienungsperson nicht nur ein beängstigendes Erlebnis dar, das zu Panik und Bedienungsfehlern führen könnte, sondern hat auch einen Verlust an Zugkraft zur Folge, so daß der Fahrer in seinen Möglichkeiten, das Fahrzeug wieder zurück unter Kontrolle zu bringen, beeinträchtigt ist.

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Mit der Erfindung wird somit ein Achsaufhängungssystem geschaffen bei dem ein Paar ungefederter Achsaufbauten mit dem starren Rahmen eines Fahrzeugs an einem Paar seitlich mit Abstand angeordneter, longitudinal sich erstreckender Achsen schwenkbar verbunden ist. Diese seitlich mit Abstand angeordneten Achsen liegen ungefähr auf der Höhe der Fahrzeugräder,die auf den Achsaufbauten montiert sind und sind seitlich einwärts von den Rädern mit Abstand angeordnet. Ein tieferliegendes Querverbindungsglied ist an seinen gegenüberliegenden Enden an tieferliegenden Abschnitten der Achsaufbauten angelenkt und bildet damit eine dazwischenliegende Verbindungsstange.

Diese Aufhängungsanordnung schafft für das Fahrzeugende, das durch die Achsaufbauten getragen wird, ein effektives Schwenk- und Rollzentrum, welches höher als der Schwerpunkt des Fahrzeugs liegt. Bei Betrieb können die Räder über unebenen Boden fahren, während sie das Fahrzeug abstützen; d.h., daß der eine Achsaufbau nach oben schwingen kann, sowie der andere Achsaufbau nach unten schwingt. Weil die Räder über unebenen Boden fahren können und dennoch den Rahmen abstützen, läßt sich mit dem Aufhängungssystem die volle Lauffläche der Räder als Stützbasis des Fahrzeugs verwenden, so daß damit eine ausgezeichnete Fahrzeugstabilität geschaffen wird.

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Claims

PATENTANWÄLTE

MANITZ, FINSTERWALD & GRAMKOW

ALLIS-CHALMERS CORPORATION München, den 25.5.77

South 70th Street, West Allis P/4/en . A 3141 Wisconsin 53214, USA

Fahrzeugradaufhängungssystem

Patentansprüche

Achsaufhängungssystem für ein Fahrzeug mit einem starren längs sich erstreckenden Rahmen (1), mit einem ersten Paar seitlich mit Abstand angeordneter, den Boden berührender Stützräder (112,113), die an einem Längsende des Rahmens an dessen seitlich gegenüberliegenden Seiten drehbar befestigt sind, so daß diese Befestigung vertikale Relativverschiebungen zwischen dem ersten Räderpaar und dem Rahmen verhindert, mit einem Achsaufbau (81,82), der am anderen Ende des Rahmens angeordnet ist, mit einem zweiten Paar von seitlich mit Abstand angeordneten, den Boden berührenden Rädern (114,116), die an dem Achsaufbau drehbar und lenkbar für Drehungen um horizontale Achsen (104,106) befestigt sind, dadurch gekennzeich net , daß jeder von zwei seitlich mit Abstand angeordneten Achsaufbauten (81,82) einen seitlich inneren Abschnitt, einen seitlich äußeren Abschnitt und einen oberen Abschnitt (88,89) aufweist, daß ein quer sich erstreckendes Verbindungsglied (101) an seinen gegenüberliegenden Enden mit den seitlich inneren Abschnitten der

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DR. C. MANITZ · DIPL.-INC. M. FINSTERWALD DIPL.-INC. W. CRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

β MÖNCHEN 99. aOBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART SO IBAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 797Ο

TEL. IOO9I 994911. TELEX Οβ-39672 PATMF SEELBERCSTR. 33/35. TEL. (0711)56 73 61 POSTSCHECK: MÖNCHEN 77O63-BO5

entsprechenden Achsaufbauten an einem Paar seitlich mit Abstand angeordneter Drehzentren (102,103) schwenkbar verbunden ist, daß ein oberer Drehzapfen (96,97) jeden der oberen Abschnitte der Achsaufbauten an einem Paar seitlich im Abstand angeordneter, über den entsprechenden Drehzentren liegender Längsachsen (93,94) mit dem Rahmen verbindet, und daß das zweite Räderpaar mit den seitlich äußeren Abschnitten der Achsaufbauten verbunden ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Ebenen, die durch das Paar von Längsachsen (93,94) und durch die Berührungsmittelpunkte des zweiten Räderpaares mit dem Boden führen, sich (bei 151) über dem Schwerpunkt (bei 152) de Fahrzeugs schnei den.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehzentren (102,103) wenigstens mit dem gleichen Abstand wie das Paar von Längsachsen (93,94) angeordnet sind.
4. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehzentren und das Längsachsenpaar (93,94) ungefähr den gleichen seitlichen Abstand haben.
5. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die oberen Drehzapfen (96,97) senkrecht über den entsprechenden Drehzentren (102,103) angeordnet sind.
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehzentren tiefer als die Achsen des zweiten Radpaares liegen.
7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Längsachse seitlich einwärts von dem zweiten Paar von Rädern angeordnet sind.

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8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Paar von Längsachsen in der angenäherten Höhe der Räder angeordnet ist, und daß die Drehzentren unter den Drehachsen des zweiten Räderpaares angeordnet sind.

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