DE60102552T2

DE60102552T2 - Angelenkte Achsaufhängung für Industriefahrzeuge

Info

Publication number: DE60102552T2
Application number: DE60102552T
Authority: DE
Inventors: Fabrizio Panizzolo
Original assignee: Dana Italia SRL
Current assignee: Dana Italia SRL
Priority date: 2001-01-26
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2021-01-27
Also published as: US20020101052A1; ATE263039T1; EP1226985B1; DE60102552D1; DK1226985T3; PT1226985E; ES2215846T3; EP1226985A1; US6523844B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aufgehängte Achse vom angelenkten Typ für Industriefahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und wie sie durch US-A-5879016 bekannt ist.
Die Achse gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere so gestaltet, dass sie an Industriefahrzeugen wie etwa Teleskophubwagen, Löffelbaggern, kombinierten Erdbewegungsmaschinen oder Tieflöffelbaggern, Planiermaschinen, Traktoren und dergleichen, anzubringen ist.
Zur Klärung der in der vorliegenden Erfindung behandelten technischen Probleme wird ein typisches Beispiel einer herkömmlichen aufgehängten Achse für Industriefahrzeuge mit besonderem Bezug auf 1 im Folgenden kurz beschrieben.
Die herkömmliche Achse 11 ist mittels eines Zentralgehäuses 12 gefertigt, von dem sich zwei Arme 14 erstrecken. Jeder Arm 14 trägt an einem seiner Enden eine Halterung 16 für ein Rad (nicht gezeigt). In verschiedenen Ausführungsformen kann diese Halterung 16 eine Lenkfunktion, eine Antriebsfunktion, eine Lenk- und Antriebsfunktion haben oder andernfalls ungenutzt sein. Die Achse 11 ist mit einem Rahmen eines Industriefahrzeugs (nicht gezeigt) durch vier Längsstangen 18 – je zwei, eine über der anderen – verbunden, die an einer Seite schwenkbar am Gehäuse 12 und an der anderen Seite schwenkbar am Fahrzeugrahmen angeordnet sind. Zusätzlich ist ein Ende eines Panhard-Stabs 20, der bezüglich des Fahrzeugs quer angeordnet ist und dessen gegenüberliegendes Ende schwenkbar am Rahmen angeordnet ist, schwenkbar am Gehäuse 12 angeordnet.
Schließlich sind zwischen den Armen 14 der Achse 11 und dem Rahmen des Industriefahrzeugs zwei hydraulische Elemente 22 angeordnet, die als Stoßdämpfer funktionieren. Üblicherweise sind die Elemente 22 aus hydraulischen Zylindern, die mit pneumatischen, gasgefüllten Druckspeichern verbunden sind, gefertigt und mit einer hydraulischen Antriebseinheit (aus Gründen der Einfachheit in 1 nicht gezeigt) verbunden.
Selbstverständlich sind alle Stangen 18, 20 unter Verwendung von Kugelzapfengelenken schwenkbar angeordnet, um transversale und vertikale Schwingungen der Achse 11 bezüglich des Rahmens des Industriefahrzeugs zu ermöglichen.
Die oben beschriebenen herkömmlichen Achsen sind offenkundig kompliziert und ferner unter Verwendung einer großen Anzahl von Elementen gebaut. Insbesondere erfordert die Verbindung der Achse mit dem Rahmen insgesamt fünf Stangen, wovon jede zwei Kugelzapfengelenke trägt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben bezeichneten technischen Probleme durch die Schaffung einer aufgehängten Achse vom angelenkten Typ für Industriefahrzeuge zu beseitigen, die insbesondere bezüglich ihrer Verbindung mit dem Fahrzeugrahmen verglichen mit herkömmlichen Ausführungsformen unter Verwendung einer beschränkten Anzahl von Elementen gebaut ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Achse zu schaffen, die unterhalb des Fahrzeugrahmens in einer grundlegend einfachen Weise installiert werden kann.
Nicht die unwichtigste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine aufgehängte Achse vom angelenkten Typ für Industriefahrzeuge zu schaffen, die grundlegend einfach, sicher und zuverlässig ist.
Diese und weitere Aufgaben gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch die Schaffung einer aufgehängten Achse vom angelenkten Typ für Industriefahrzeuge gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung sind darüber hinaus in den weiteren Ansprüchen definiert.
Die Achse gemäß der Erfindung ermöglicht vorteilhaft, die Produktivität zu erhöhen und eine Erweiterung der Betriebsmöglichkeiten des Industriefahrzeugs zu erreichen. Tatsächlich gestattet die Achse gemäß der Erfindung dem Fahrzeug, sich schneller umher und mit größerer Sicherheit auf der Straße zu bewegen, wenn es zu einer Baustelle überführt werden muss oder wenn es sich von einer Baustelle zur anderen bewegt. Das ermöglicht eine Reduzierung der Stillstandszeit, wodurch ein beträchtlicher wirtschaftlicher Gewinn erzielt wird.
Zusätzlich erweisen sich die Fahrzeuge, an denen die Achsen gemäß der vorliegenden Erfindung befestigt sind, verglichen mit denen, die mit herkömmlichen Achsen ausgerüstet sind, als sicherer und leichter zu fahren. Dies ermöglicht einen größeren Fahrkomfort und eine Gesamtreduzierung der Belastung und der Ermüdung für den Fahrer des Industriefahrzeugs.
Weitere Merkmale und Vorteile einer aufgehängten Achse vom angelenkten Typ für Industriefahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung gehen klarer aus der folgenden Beschreibung, die als ein nicht einschränkendes Beispiel gegeben wird, mit Bezug auf die beigefügte schematische Zeichnung hervor, in der:
1 eine schematische perspektivische Ansicht einer aufgehängten Achse vom angelenkten Typ für Industriefahrzeuge in einer typischen herkömmlichen Ausführungsform zeigt;
2 eine Draufsicht eines Achsenpaars gemäß der vorliegenden Erfindung, das an einem gewöhnlichen Rahmen eines Industriefahrzeugs befestigt ist, zeigt;
3 eine Seitenansicht der Achsen ist, die wie in 2 dargestellt an dem Rahmen des Industriefahrzeugs befestigt sind;
4 eine vergrößerte Vorderansicht der in 2 dargestellten Achse ist;
5 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie V–V der 3 zeigt;
6 eine vergrößerte Einzelheit der 2 zeigt; und
7 eine vergrößerte Einzelheit der 3 zeigt.
Mit Bezug auf die obigen Figuren ist ein aufgehängtes Achsenpaar vom angelenkten Typ für Industriefahrzeuge gezeigt, wobei jede Achse als Ganzes durch das Bezugszeichen 31 gekennzeichnet ist.
Jede Achse 31 umfasst ein Zentralgehäuse 32, von dem sich zwei Arme 34 erstrecken. Jeder dieser Arme 34 trägt an einem seiner Enden eine Halterung 36 für ein Rad (aus Gründen der Einfachheit nicht gezeigt).
In der vorliegenden Ausführungsform sind die dargestellten Achsen 31 vom Antriebs- und Lenktyp. In diesem Zusammenhang kommt eine angeflanschte Welle 38 für die Verbindung mit einer Antriebswelle des Motors eines Industriefahrzeugs, an dem die Achsen 31 gemäß der vorliegenden Erfindung befestigt sind, aus dem Zentralgehäuse 32 heraus. Die Welle 38 betätigt ein Differentialgetriebe, das wiederum zwei Achswellen, die mit den rotierenden Abschnitten der Halterungen 36 verbunden sind, in Rotation versetzt (alle diese Elemente sind an sich bekannt und daher nicht gezeigt und im Folgenden nicht weiter beschrieben).
Das Zentralgehäuse 32 trägt ferner ein Lenkstellglied 40, das bewirken kann, dass eine Stange 42 quer gleitet. Die ersten Enden der Stangen 46 sind mit den zwei gegenüberliegenden Enden der Stange 42 mittels Kugelzapfengelenken 44 verbunden. Die gegenüberliegenden Enden der Stangen 46 sind ebenso mittels Kugelzapfengelenken 48 mit den Verlängerungsstücken 50 integral mit den Lenkabschnitten der Halterungen 36 verbunden.
Die Achse 31 gemäß der Erfindung ist mit einem Rahmen 52 des Industriefahrzeugs mittels erster Stangen, die quer angeordnet sind, und zweiter Stangen, die bezüglich des Fahrzeugs längs angeordnet sind, verbunden.
Jede Querstange umfasst einen Panhardstab 54, der an einer Seite mit einem Gelenk 56, das mit dem Gehäuse 32 integral ausgebildet ist, und an der anderen Seite mit einem weiteren Gelenk 58, das integral mit dem Rahmen 52 des Industriefahrzeugs ausgebildet ist, verbunden ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gelenk 56 an einem Punkt fixiert, der einer Symmetrieachse 60 der Achse 31 entspricht, während das Gelenk 58 in der Nähe einer Kante des Rahmens 52 fixiert ist.
Die Verbindung zwischen dem Panhardstab 54 und den Gelenken 56, 58 ist mittels der Kugelgelenke 62 hergestellt.
Jede Längsstange umfasst eine einzelne Strebe 64, die ferner die Achse 31 zum Rahmen 52 einspannt.
Die Strebe 64 ist mittels eines länglichen Elements, das sich in Richtung des Gehäuses 32 verbreitert, hergestellt und hat ein angeflanschtes Ende 66 für die Verbindung mit einer Halterung 70 mittels eines Kugelzapfengelenks 68. Die Halterung 70 ist unterhalb eines Kastens 72 eines zentralen Antriebsverteilers des Industriefahrzeugs fixiert.
Der Kasten 72, der bezüglich des Fahrzeugrahmens 52 außermittig angeordnet ist, ist mittels der Schrauben 74 an einer Platte 76, die integral mit zwei Querbauteilen 78 des Rahmens 52 ausgebildet ist, fixiert.
Das andere Ende der Strebe 64 ist eingebogen 80 und ist mit dem Zentralgehäuse 32 der Achse 31 integral gemacht. Entlang zweier gegenüberliegender Seiten der Strebe 64 sind Rippen 82 fixiert, die vorne an den Armen 34 der Achse 31 fixiert sind. Die Rippen 82 haben die Funktion der Versteifung der Struktur der Achse 31.
Zusätzlich sind zwischen der Achse 31 und dem Rahmen 52 des Industriefahrzeugs zwei hydraulische Elemente 84 angeordnet.
Die hydraulischen Elemente 84 bestehen vorzugsweise aus doppelt wirkenden hydraulischen Zylindern, die mit den Gelenken 86 integral mit dem Rahmen 52 verbunden sind. Die Stäbe der hydraulischen Zylinder sind stattdessen mit den Gelenken 88 integral mit den Armen 34 der Achse 31 verbunden.
Die hydraulischen Zylinder werden durch eine elektronisch gesteuerte hydraulische Antriebseinheit versorgt. Dies ermöglicht, die Belastungssensibilität der hydraulischen Elemente 84 zu steuern, um z. B. sowohl ihren Aktionsbereich zu begrenzen als auch eine Selbst-Höheneinstellungs-Funktion für das Fahrzeug durchzuführen usw.
Die grundlegende Arbeitsweise einer aufgehängten Achse 31 vom angelenkten Typ für Industriefahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ist wie im Folgenden beschrieben.
Jede Achse 31 gemäß der vorliegenden Erfindung trägt, insbesondere durch das Ausgleichen der Querbelastungen mittels des Panhardstabs 54 und der Längsbelastungen mittels der Längsstrebe 64, zur Unterstützung des Industriefahrzeugs bei. Die Vertikalbelastungen hingegen werden durch die hydraulischen Elemente 84 ausgeglichen.
Im Ergebnis der Belastungen infolge z. B. der unvollkommenen Ebenheit des Untergrunds, auf dem sich das Industriefahrzeug bewegt, kann die Achse 31 gemäß der Erfindung um eine Längsachse 90, die durch die Verbindungslinie der zwei Kugelzapfengelenke 68 und 62 verläuft, schwingen und kann zusätzlich jede Achse 31 um eine Querachse 92, die ebenfalls durch die Kugelzapfengelenke 68 verläuft, schwingen.
Die Größe der obigen Schwingungen wird durch die hydraulischen Elemente 84 gedämpft.
Änderungen und Abwandlungen sind selbstverständlich möglich; z. B. kann ein Industriefahrzeug sogar mit nur einer Achse 31 gemäß der Erfindung ausgestattet sein, während die andere Achse vom herkömmlichen Typ oder jedenfalls von einem anderen Typ sein kann.
Zusätzlich ist klar, dass die hier beschriebene Achse 31, obwohl sie vom Antriebs- und Lenktyp ist, in einer anderen Ausführungsform nur vom Lenktyp oder nur vom Antriebstyp oder andernfalls weder vom Lenk- noch vom Antriebstyp sein kann.
In weiteren Ausführungsformen kann die Halterung 70, anstatt am Antriebsverteilerkasten 72 fixiert zu sein, direkt am Rahmen 52, z. B. an einem Abschnitt des Rahmens, der sich zum unteren Teil des Industriefahrzeugs erstreckt, fixiert sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Achse 31 gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Panhardstab 54 unter Verwendung eines hydraulischen Zylinders mit begrenztem Hubbereich gefertigt sein. Dadurch, dass in diesem Fall die Kolbenstange des Panhardstabes 54 aus ihrem Zylinder herauskommt, ist der Rahmen 52 außermittig bezüglich der Achse 31 angeordnet. Dies erweist sich als brauchbar während der Manövriervorgänge, um z. B. eine Zentrierung des Fahrzeugs in der Arbeitsposition mit äußerster Präzision zu erlauben, ohne das gesamte Fahrzeug bewegen zu müssen.
Es ist angemerkt worden, wie eine aufgehängte Achse vom angelenkten Typ für Industriefahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhaft ist, da sie, außer einfacher und zuverlässiger verglichen mit herkömmlichen Achsen zu sein, eine kleinere Anzahl von Komponenten als die letzteren erfordert.
Hierzu ist die hohe Sicherheit und Flexibilität der Verwendung hinzuzufügen, die zusammen mit einer merklich hohen Produktivität erhalten werden kann.
Eine auf diese Weise konzipierte aufgehängte Achse vom angelenkten Typ für Industriefahrzeuge kann ferner zahlreichen Änderungen und Abwandlungen unterliegen, die alle durch die beigefügten Ansprüche definiert sind.

Claims

Aufgehängte Achse (31) von angelenkten Typ für Industriefahrzeuge, mit einem Zentralgehäuse (32), von dem sich zwei Arme (34) erstrecken, von denen jeder an einem seiner Enden eine Halterung (36) für ein Rad trägt, wobei die Achse (31) mit einem Rahmen (52) des Industriefahrzeugs mittels erster Stangen verbunden ist, die quer bezüglich des Fahrzeugs angeordnet sind, und zweiter Stangen, die längs bezüglich des Fahrzeugs angeordnet sind, wobei die Querstangen mindestens einen Panhardstab (54) umfassen, und wobei zusätzlich zwischen der Achse (31) und dem Rahmen (52) hydraulische Elemente (84) eingesetzt sind, wobei die aufgehängte Achse (31) es ermöglicht, dass ihre Längsverbindung mit dem Rahmen (52) mittels einer einzigen Strebe (64) erzielt wird, deren Verbindungsende mit dem Rahmen (52) zumindest die Zwischenpositionierung einer Anlenkung mit einem Kugelzapfengelenk (68) vorsieht, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelzapfengelenk (68) an einem Träger (70) fixiert ist, wobei der Träger (70) unterhalb eines Kastens (72) eines zentralen Antriebsverteilers des Industriefahrzeugs befestigt ist, und dadurch, dass der Kasten (72) an einer Platte (76) fixiert ist, die integral mit Querbauteilen (78) des Rahmens (52) ausgebildet ist.
Achse (31) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strebe (64) integral mit dem Zentralgehäuse (32) ausgebildet ist.
Achse (31) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Panhardstab (54) an einer Seite an einem Punkt schwenkbar angeordnet ist, der einer Symmetrieachse (60) der Achse (31) entspricht, während er an der anderen Seite in der Nähe einer Kante des Rahmens (52) fixiert ist.
Achse (31) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strebe (64) mittels eines länglichen Elements erhalten wird, welches sich in Richtung des Zentralgehäuses (32) verbreitert.
Achse (31) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende der Strebe (64) gebogen (80) ist und integral mit dem Zentralgehäuse (32) der Achse (31) gemacht ist.
Achse (31) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entlang zweier gegenüberliegender Seiten der Strebe (64) geformte Platten (82) fixiert sind, welche vorne an den Armen (34) der Achse (31) fixiert sind, wobei die Platten (82) eine Versteifungsfunktion für die Struktur der Achse (31) ausüben.
Achse (31) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulischen Elemente (84) aus doppelt wirkenden hydraulischen Zylindern bestehen.
Achse (31) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulischen Zylinder (84) durch eine elektronisch gesteuerte bzw. geregelte hydraulische Antriebseinheit versorgt werden, welche die Steuerung bzw. Regelung der Belastungssensibilität der gedämpften Elemente in einer solchen Weise gestattet, dass ihr Hubbereich begrenzt wird oder eine Selbst-Höheneinstellungs-Funktion für das Industriefahrzeug durchgeführt wird, sowie andere Funktionen.
Achse (31) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest vom Lenk-Typ ist.
Achse (31) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest vom Antriebstyp ist.
Achse (31) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Panhardstab (54) mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Zylinders umgesetzt wird, der einen beschränkten Hub in einer solchen Weise hat, dass dadurch, dass bewirkt wird, dass die Kolbenstange des Panhardstabes (54) aus einem ihrer Zylinder herauskommt, eine Dezentrierung des Rahmens (52) bezüglich der Achse (31) erzielt wird.