DE69105723T2

DE69105723T2 - Achssystem in einem transportfahrzeug.

Info

Publication number: DE69105723T2
Application number: DE69105723T
Authority: DE
Inventors: Joel Lauronen
Original assignee: Sisu Auto Oy AB
Current assignee: Tamrock Oy
Priority date: 1990-03-26
Filing date: 1991-03-11
Publication date: 1995-04-13
Anticipated expiration: 2011-03-12
Also published as: NO923735L; EP0521882A1; JPH05505363A; FI901498A; PT97123B; HUT67760A; FI84895C; KR970005580B1; AR248369A1; RU2093369C1; BR9106169A; ZA912219B; FI901498A0; NO179966B; NO923735D0; NO179966C; DK0521882T3; CA2079111C; HU212744B; EP0521882B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Achsen- und Fahrgestellkonstruktionen für ein Transportfahrzeug, insbesondere für einen Lastkraftwagen, entsprechend den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2.
Zwillingsradlenkachsen werden insbesondere bei Schwertransporten eingesetzt, bei denen es notwendig ist, daß eine oder mehrere der mit Zwillingsrädern versehenen Achsen lenkbar sind, da typischerweise mehr als zwei solcher Achsen existieren und da der Wendekreis des Lastkraftwagens ohne Lenkung unzureichend ist. Zwillingsräder werden dahingegen aufgrund der schweren Ladung benutzt. In unebenem Terrain ist es ebenso wichtig, daß die Ladung gleichmäßig auf alle Achsen verteilt ist.
Es ist gebräuchlich, Zwillingsräder einzusetzen, die von getrennten Federn gestützt werden, wobei die Konstruktion sowohl die Anforderungen an die Drehbarkeit als auch an die Lastverteilung erfüllt.
Es ist ebenso möglich, Achsen einzusetzen, die mittels einer Drehscheibe fest an dem Rahmen gelagert sind. Dadurch werden die Anforderungen an die Drehbarkeit erfüllt, wohingegen in Fällen, wo mehrere Achsen existieren, die Anforderungen an die Lastverteilung jedoch nicht erfüllt werden, da die Stützfedern der Achsen, die in Verbindung mit der Drehscheibe eingesetzt werden, nicht untereinander verbunden sind.
Darüber hinaus sind verschiedene Lastverteilungsanordnungen bekannt, die eine Anzahl von Anhängern umfassen. Ein Problem dabei ist die schlechte Lenkbarkeit bzw. Handhabbarkeit.
Ebenfalls bekannt ist der Einsatz von Zwillingsrädern, wobei ein jedes von getrennten Federn gestützt wird und ein jedes eine separate Drehscheibe hat sowie Räder, die ohne weiteres sogar üm 180º drehen. In diesem Falle können die Räder jedoch nicht mechanisch angetrieben werden, weshalb in den meisten Fällen hydraulische Motoren eingesetzt werden. Diese Anordnung ist sowohl kompliziert als auch teuer.
Zusätzlich offenbart die DE-A-2 147 696 eine Anordnung, die ähnlich denjenigen ist, die in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 definiert ist. Bei diesen Anordnungen ist die Achse so angeordnet, dar sie durch Beeinflussung der Position der länglichen Träger der Achse gedreht wird. Diese Konstruktion nach dem Stand der Technik löst jedoch nicht die Probleme im Zusammenhang mit der Kontrolle des Drehverhaltens der Achse und des Zusammenwirkens zwischen aufeinanderfolgenden Achsen in Fahrgestellkonstruktionen, die mehrere Achsen umfassen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die obengenannten Probleme in derartiger Weise zu lösen, daß die Anforderungen bezüglich der Kontrollbarkeit der Drehung der Achse sowie der Lastverteilung erfüllt werden. Diese Aufgabe wird mittels der Achskonstruktionen der Erfindung gelöst, die dadurch gekennzeichnet sind, was in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 2 offenbart ist.
Diese Art der Halterung der Federn hat einen stabilisierenden Effekt auf die Lenkung. Wenn die Achse gedreht wird, werden die Zugstangen aus ihrer vertikalen Position bewegt, und der Fahrgestellrahmen des Fahrzeuges hebt sich. Dadurch wirkt ein Rückstellmoment auf die Achse, welches versucht, die Achse in die gerade Position zu bringen. Der Einsatz von lenkenden Längsträgern erlaubt eine ausreichende Drehung, so daß eine normale starre Achse oder sogar eine Antriebsachse als Drehachse eingesetzt werden kann.
Im Falle von zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden Achsen wird die Lastverteilung zwischen den Achsen unabhängig von der Position der Drehachse, dadurch erreicht, daß die Federn der Achsen mittels Ausgleichshebeln verbunden werden.
Bei zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden Achsen werden die aufeinanderfolgenden Achsen vorzugsweise sowohl durch einen dreiecksförmigen Träger als auch durch Längsträger gehalten, unabhängig davon, ob die längsträger direkt an dem Fahrgestellrahmen angebracht sind oder nicht, da die Achsen dadurch nicht in der Lage sind zu schwenken, so daß die Ladung nicht von einer Achse zur anderen verlagert wird, wenn eine Änderung der Kraft, die zwischen dem Rad und dem Boden wirkt, dazu neigt, eine derartige Verlagerung hervorzurufen.
In einem Lenk-Antriebsfahrgestell kann der Antrieb der Drehachse auch auf herkömmliche Weise mechanisch mittels einer Kardanwelle erreicht werden, was eine bevorzugte Lösung ist.
Die Lenkung der Lenkachse kann Teil des normalen Lenkmechanismus des Fahrzeuges sein, wobei sie betriebsfähig mit diesem verbunden ist, oder die Lenkachse kann separat gelenkt werden. Der Lenkmechanismus selbst kann natürlich, wie es oft der Fall ist, servounterstützt sein, und einen oder mehrere Kreisläufe umfassen.
Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, die Achse zu halten, und es ist möglich, alle Kombinationen einzusetzen, die durch die Befestigung des nach vorne oder nach hinten gerichteten dreieckförmigen Trägers über der Achse und der nach vorne oder nach hinten gerichteten Längsträger unter der Achse oder durch die Befestigung des dreieckförmigen Trägers und der Achse und der Längsträger über der Achse erreicht werden, ebenso wie oben nach vorne oder nach hinten gerichtet.
Das Fahrgestell kann mehr als zwei Achsen umfassen, was es normalerweise tut, und einige der Achsen können tot sein, d.h. nicht lenkend. Im allgemeinen ist zumindest eine Achse eine tote Achse. Zumindest die folgenden Alternativen sind offensichtlich:
- Ein Fahrgestell bestehend aus einer Lenkachse und einer toten Achse. Ein Ausgleichshebel wird genutzt und die Feder der toten Achse ist an einem Ende mit dem Ausgleichshebel durch eine Zugstange befestigt, wobei ihr anderes Ende auf ähnliche oder andere Weise am Fahrgestellrahmen befestigt ist.
- Ein Fahrgestell bestehend aus zwei Lenkachsen und einer toten Achse. In diesem Falle kann die tote Achse an jedem der beiden Enden des Fahrgestelles angeordnet sein, wobei die Situation die gleiche wie oben ist, abgesehen davon, dar der Ausgleichshebel zwischen den Lenkachsen eingesetzt wird. Alternativ kann die tote Achse als Mittelachse des Fahrgestelles angeordnet sein, wobei sie durch die Ausgleichshebel an beiden Lenkachsen abgefedert ist.
- Ein Fahrgestell bestehend aus drei Lenkachsen und einer toten Achse.
- Ein Fahrgestell bestehend aus einer Lenkachse und zwei toten Achsen.
- Ein Fahrgestell bestehend aus zwei Lenkachsen und zwei toten Achsen.
- Ein Fahrgestell bestehend aus drei Lenkachsen und zwei toten Achsen.
- Eine einzelne Lenkachse, wobei der Ausgleichshebel weggelassen wird und die Zugstangen am unteren Ende an den Befestigungspunkten des Fahrgestellrahmens angebracht sind. Diese Alternative ist keine Fahrgestellkonstruktion, obwohl die Achsenhalterung und -kontrolle der Erfindung benutzt werden.
Selbstverständlich können andere Alternativen mittels der Fahrgestellanordnung der Erfindung ebenso ausgeführt werden.
Im folgenden wird die Erfindung mittels zweier spezifischer Ausführungsformen und in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, detaillierter beschrieben, dabei ist
Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Fahrgestellkonstruktion;
Fig. 2 eine Draufsicht der Konstruktion von Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht der Konstruktion der Fig. 1 und 2, wenn sich die Achse in einer gedrehten Position befindet;
Fig. 4 eine Draufsicht von Fig. 3; und
Fig. 5 eine Einzelachskonstruktion entsprechend der Erfindung, ähnlich wie in Fig. 1.
In den Figuren bezeichnet die Bezugsnummer 1 einen Achsträger, der eine angetriebene Achse oder eine Achse, die lediglich lasttragend sein kann.
Die Bezugsnummern 2 und 3 bezeichnen Räder, die normalerweise Zwillingsräder mit schwerbeladenen Achsen sind.
Ein dreieckförmiger Träger 4 ist federnd mit einem Fahrgestellrahmen 22 eines Fahrzeuges verbunden oder mittels Gelenken 23, 24 an diesem angebracht. Er ist ebenso mittig an der Oberseite des Achsträgers 1 durch ein Kugelgelenk 31 angebracht. Diese Art der Halterung erlaubt es der Achse 1, sich in vertikaler Richtung federnd zu bewegen oder in der vertikalen Ebene zu schwenken, wobei sie zusätzlich eine schwenkende Lenkbewegung in der horizontalen Ebene zuläßt, wobei sie eine nach seitwärts des Fahrzeuges gerichtete Bewegung der Achse verhindert.
Längsträger 16 und 17 sind durch die jeweiligen Kugelgelenke 45 und 46 von oben gesehen symmetrisch auf der linken und rechten Seite, an der Unterseite des Achsträgers 1 angebracht. Die anderen Enden der Längsträger sind mittels der Kugellager 43 und 44, welche an der Lenkachse 13 angebracht sind, an den jeweiligen Lenkschenkeln 14 und 15 befestigt. Die Lenkachse 13 ist mittels der Gelenke 27 und 28 an dem Fahrgestellrahmen befestigt. Die Kugellager 43 und 44, welche an gegenüberliegenden Seiten des Fahrgestellrahmens 22 angeordnet sind, sind so auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse der Lenkachse 13 in einem Abstand von der Mittelachse angeordnet.
Der Längsträger 16 und 17 verhindern zusammen mit dem dreiecksförmigen Träger 4 ein Schwenken des Achsträgers 1, als Ergebnis eines Momentes, welches auf die Räder 2 und 3 wirkt. Sie verhindern ebenfalls eine Anderung der lenkenden Schwenkbewegung, wenn die Lenkschenkel 14 und 15 in Position sind.
Der Längsträger 16 ist derart an dem Lenkschenkel 14 angebracht, daß der Befestigungspunkt in einer Position zum Geradeausfahren unterhalb der Lenkachse 13 liegt. Der Längsträger 17 ist derart an dem Lenkschenkel 15 angebracht, daß der Befestigungspunkt in einer Position zum Geradeausfahren oberhalb der Lenkachse 13 liegt.
Die Lenkachse 13 und die Lenkschenkel 14 und 15, die an ihr angebracht sind, können mittels einer dazwischenliegenden Lenkstange 18 gedreht werden, die mittels eines Kugelgelenkes 42 an einer Verlängerung 14a befestigt ist, die sich aufwärts von dem Lenkschenkel 14 erstreckt und eine deutlich größere Länge als der Lenkschenkel 14 hat.
Wenn die Lenkachse 13 mittels des Lenkschenkels 14 derart gedreht wird, daß das Kugelgelenk 42 sich dem Achsträger 1 nähert, d.h. in Fig. 1 im Uhrzeigersinn in Fig. 1, wird der Befestigungspunkt 43 des lenkenden Längsträgers 16 an dem Lenkschenkel 14 entlang einer kreisförmigen Bahn vom oberen Totpunkt in Richtung der Normalposition des Achsträgers 1 bewegt, wodurch der Befestigungspunkt 45 des Längsträgers 16 an dem Achsträger 1 gezwungen wird, sich nach hinten zu bewegen. Dementsprechend wird der Befestigungspunkt 44 des anderen lenkenden Längsträgers 17 an dem Lenkschenkel 15 entlang einer kreisförmigen Bahn von dem unteren Totpunkt von der Normalposition des Achsträgers 1 wegbewegt, wodurch der Befestigungspunkt 46 des Längsträgers 17 an dem Achsträger 1 gezwungen wird, sich nach vorne zu bewegen. Da die Enden des oberen dreieckförmigen Trägers 4 in Position verbleiben, dreht sich die Achse. Wird die Lenkachse 13 in entgegengesetzte Richtung gedreht (Fig. 3), dreht sich die Achse 1 ebenfalls in eine entgegengesetzte Richtung.
Die Lenkung der Lenkachse 1 kann Teil des normalen Lenkmechanismuses des Fahrzeuges sein, in dem sie betriebsfähig mit diesem verbunden ist, oder sie kann getrennt gelenkt werden. Der Lenkmechanismus selbst kann natürlich, wie es oft der Fall ist, servounterstützt sein und kann einen oder mehrere Kreisläufe umfassen.
Der Einsatz von Lenkunterstützungsstangen ermöglicht eine ausreichende Drehung, wobei normale starre Achsen oder sogar angetriebene Achsen als Drehachsen eingesetzt werden können.
Federn 5 und 6 sind mittels der Gelenke 25 und 26 zentral an dem Achsenträger angebracht und an den Enden an den jeweiligen oberen Enden der Zugstangen 7 und 9 sowie 8 und 10, durch ein Kugelgelenk 32 und 36 sowie 34 und 38. Die Zugstangen 7 und 8 sind an den unteren Enden durch die Kugelgelenke 33 und 35 an dem Fahrgestellrahmen 22 angebracht, und die Zugstangen 9 und 10 mittels der Kugellager 37 und 39, an den Enden der Ausgleichshebel 20 und 21.
Während des Drehens werden die Zugstangen 7, 8, 9 und 10 aus ihrer vertikalen Lage geschwenkt, wie in Figuren 3 und 4 gezeigt, so daß sich der Fahrgestellrahmen 22 des Fahrzeuges hebt. Die Tendenz der Stangen 7, 8, 9 und 10, aufgrund des Gewichtes des Fahrzeuges in ihre vertikale Position zurückzukehren, bedingt, daß die Steuerung einem Moment unterliegt, welches versucht, sie in die Position zum Geradeaus fahren zurückzubringen, was einen stabilisierenden Effekt auf die Steuerung hat.
Die Ausgleichshebel 20 und 21 sind durch die jeweiligen Gelenke 29 und 30 zentral an einer Ausgleichshebelachse 19 angebracht, die an dem Fahrgestellrahmen 22 befestigt ist.
Das andere Ende der Ausgleichshebel 20 und 21 ist mit den Federn einer anderen Achse mittels der Kugelgelenke 40 und 41 und der Zugstangen 11 und 12 verbunden, wobei die andere Achse gelenkt oder nicht gelenkt sein kann. Zusätzlich kann eine, beide oder keine der Achsen des Fahrgestelles angetrieben sein, wodurch die verbleibenden lediglich lasttragende Achsen sind, wie in den Figuren gezeigt wird.
Die Ausgleichshebel verteilen durch sich selbst die Radlasten zwischen den untereinander verbundenen Achsen. In Fällen, wo beide Fahrgestellachsen angetrieben sind, ist es in der Konstruktion der Erfindung möglich, dar der Antrieb der hinteren Lenkachse vorzugsweise durch eine Kardanwelle erreicht wird, die zwischen den Achsen befestigt ist.
In einer Konstruktion, welche eine einzige lenkende Achse (Fig. 5) umfaßt, werden die Ausgleichshebel weggelassen und die Zugstangen 9 und 10 ähnlich wie die Zugstangen 7 und 8 an dem Fahrgestellrahmen 22 angebracht.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist im vorhergehenden durch zwei spezifische Anordnungen beschrieben worden, und es versteht sich, daß die Erfindung erheblich modifiziert werden kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, welcher in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, zu verlassen, und sie kann in verschiedenen Achskonstruktionen angewendet werden, von denen nur einige wenige Beispiele genannt worden sind.
Die Halterung der Achse kann in vielen verschiedenen Arten ausgeführt werden, und es ist möglich, sämtliche Kombinationen zu nutzen, die dadurch erreicht werden, daß der nach vorne oder nach hinten gerichtete dreiecksförmige Träger 4 oberhalb des Achsträgers 1 sowie die lenkenden vorwärts- oder rückwärts gerichteten Längsträger 16 und 17 unterhalb der Achse 1, befestigt werden oder durch die Befestigung des dreiecksförmigen Träger 4 unterhalb des Achsträgers 1 sowie der Längsträger 16 und 17 oberhalb der Achse, ähnlich wie oben nach vorne oder nach hinten gerichtet.

Claims

1. Achssystem für ein Transportfahrzeug mit

- einer starren Achse (1);

- in Lagern an den Enden der Achse montierten Rädern (2, 3);

- an beiden Enden der Achse zwischen der Achse und einem Fahrgestellrahmen (22) des Fahrzeuges vorgesehenen Federn (5, 6);

- einem dreiecksförmigen Träger (4), der an einem Punkt durch ein Gelenk zentral mit der Achse verbunden ist und an zwei Punkten im Fahrgestellrahmen auf seinen gegenüberliegenden Seiten gelagert ist;

- länglichen Trägern (16, 17), die auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrgestellrahmens angeordnet sind und jeweils ein Ende besitzen, das durch ein Gelenk mit der Achse (1) nahe dem jeweiligen Ende der Achse verbunden ist, während das andere Ende durch ein Gelenk mit einer Lenkachse (13) verbunden ist, die im Fahrgestellrahmen gelagert und exzentrisch zwischen den Enden der länglichen Träger (16, 17) eingebaut ist, so daß die Befestigungspunkte (43, 44) der Längsträger auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrgestellrahmens auf der Lenkachse auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse der Lenkachse beabstandet von der Mittelachse angeordnet sind; und

- zu deren Schwenken mit der Lenkachse (13) verbundenen Mitteln (14a, 42, 18), wobei die Achse (1) angeordnet ist, um durch die Drück- und Ziehbewegungen der länglichen Träger (16, 17), die an der Lenkachse befestigt sind, gedreht zu werden,

dadurch gekennzeichnet, daß jede Feder (5, 6) am Fahrgestellrahmen (22) durch zwei im wesentlichen nach unten gerichtete Zugstangen (7-10) befestigt ist, die jeweils auf der Vorder- und Rückseite der Achse angeordnet sind, wobei die Zugstangen (7-10) durch Kugelgelenke (32-39) an einem Ende mit dem Fahrgestellrahmen verbunden sind und an dem anderen Ende mit den Federn.

2. Fahrgestellkonstruktion für ein Transportfahrzeug mit

- zumindest zwei starren Achsen (1);

- an den Enden von jeder Achse befestigten Rädern (2, 3); und

- an beiden Enden von jeder Achse zwischen den Achsen und einem Fahrgestellrahmen (22) des Fahrzeuges vorgesehenen Federn (5, 6),

wobei zumindest eine der starren Achsen eine drehbare Achse ist und

- einen dreiecksförmigen Träger (4), der an einem Punkt durch ein Gelenk zentral mit der Achse verbunden ist und an zwei Punkten auf seinen gegenüberliegenden Seiten im Fahrgestellrahmen gelagert ist;

- längliche Träger (16, 17), die auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrgestellrahmens angeordnet sind und jeweils ein Ende besitzen, das durch ein Gelenk mit der Achse (1) nahe dem jeweiligen Ende der Achse verbunden ist, während das andere Ende durch ein Gelenk mit einer Lenkachse (13) verbunden ist, die im Fahrgestellrahmen gelagert und exzentrisch zwischen den Enden der länglichen Träger (16, 17) eingebaut ist, so dar die Befestigungspunkte (43, 44) der Längsträger auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrgestellrahmens auf der Lenkachse auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse der Lenkachse beabstandet von der Mittelachse angeordnet sind; und

- zu deren Schwenken mit der Lenkachse (13) verbundene Mittel (14a, 42, 18) umfaßt, wobei die Achse (1) angeordnet ist, um durch die Drück- und Ziehbewegungen der länglichen Träger (16, 17) gedreht zu werden, die an der Lenkachse befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Federn (5, 6) von jeder drehbaren Achse (1) mit dem Fahrgestellrahmen (22) durch zwei im wesentlichen nach unten gerichtete Zugstangen (7-10) befestigt sind, die jeweils auf der Vorder- und Rückseite der Achse (1) angeordnet sind, wobei die Zugstangen (7-10) durch Kugelgelenke (32-39) an einem Ende mit den Federn und am anderen Ende entweder mit dem Fahrgestellrahmen oder, wenn sich die Zugstangen (9, 10) auf den benachbarten Seiten der zumindest zwei Achsen befinden, mit Ausgleichshebeln (20, 21) verbunden sind, die an beiden ihrer Seiten in dem Fahrgestellrahmen gelagert sind und durch eine Vorrichtung, mit der die Federn der Achsen miteinander verbunden sind; und

- die Federn (5, 6) von jeder drehbaren Achse an der Achse durch Gelenke (25, 26) befestigt sind.

3. Fahrgestellkonstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Achsen nicht drehbar ist und

- einen dreiecksförmigen Träger, der durch ein Gelenk an einem Punkt zentral mit der Achse verbunden ist und an zwei Punkten auf gegenüberliegenden Seiten im Fahrgestellrahmen gelagert ist;

- längliche Träger, die auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrgestellrahmens angeordnet sind und jeweils ein Ende aufweisen, das durch ein Gelenk mit der Achse nahe dem jeweiligen Ende der Achse befestigt ist, während das andere Ende an dem Fahrgestellrahmen befestigt ist; und

- zwischen der Achse und den Federn vorgesehene Gelenke umfaßt.