DE2101504B2

DE2101504B2 - Höhen- und Spurweiten veränderliche Einzelradaufhängung für eine fahrbare Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE2101504B2
Application number: DE2101504A
Authority: DE
Inventors: Hans 7525 Bad Mingolsheim Scheuerpflug
Original assignee: Fa. Johannes Fuchs, 7257 Ditzingen
Priority date: 1971-01-14
Filing date: 1971-01-14
Publication date: 1979-03-22
Also published as: US3779581A; DE2101504A1; DE2101504C3; GB1362471A; FR2121749B1; FR2121749A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einzelradaufhängung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Radaufhängung dieser Art ist durch das DEGM 19 43 754 bekannt. Dort sind die Radträger eines jeden Rades mittels zwei an diametral einander gegenüberliegenden Stellen des Radträgers angreifenden Querlenkern und dem Hydrozylinder mit dem Fahrgestell verbunden. Bei größeren fahrbaren Arbeitsmaschinen, z. B. bei Kranfahrzeugen, Baggern und dergleichen, die beispielsweise Reifen der Größe 16,00/25 besitzen, treten Radlasten von etwa 15 bis 20 Tonnen bei der Kranarbeit auf, so daß sehr große Hydrozylinder für die Höhen- und Spurweitenänderung erforderlich sind. Die Anordnung derartig großer Verstellzylinder bei der Bauweise gemäß dem DE-GM 19 43 754 macht jedoch große Schwierigkeiten, da dadurch die an sich schon große Sperrigkeit der Arbeitsmaschine durch die Hydrozylinder noch weiter erhöht wird.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Arbeitsmaschine besteht darin, daß der Radsturz dort durch die Aufhängung an zwei Querlenkern nicht besonderen Umständen angepaßt werden kann, was bei einer Arbeitsmaschine sehr wichtig sein kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine fahrbare Arbeitsmaschine zu schaffen, bei der durch die für die Radverstellung notwendigen Hydrozylinder die Sperrigkeit der Maschine nicht erhöht wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst Dadurch wird erreicht, daß der Hohlraum des Fahrgestellrahmens für die Anordnung der Hydrozylinder ausgenutzt wird, so daß diese ohne störende Inanspruchnahme eines äußeren Raumes an der Arbeitsmaschine angeordnet werden können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Hydrozylinder dadurch auch vom Fahrgestellrahmen geschützt unter-ϊ gebracht sind, was insbesondere bei Baggern und dergleichen wichtig ist, da eine sehr starke Verschmutzung der Hydrozylinder ihre Funktionsfähigkeit beeinträchtigen kann. Dadurch, daß für jedes Rad nur ein Querlenker

in vorgesehen ist, wird Raum gewonnen, innerhalb dessen der Sturzeinstellzylinder angeordnet werden kann. Dadurch, daß hierbei der Steuerzylinder im Hohlraum des Fahrgestellraumes angeordnet ist, wird der Außenraum des Fahrgestells nicht weiter beeinträchtigt

ι ο Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Teiles eines Fahrgestellrahmens mit einer Fahrzeugachse im einzelnen erläutert Es zeigt F i g. 1 die schematische, stark vereinfachte Vorder ansicht des Fahrgestellrahmens mit den wesentlichen Teilen der Vorderachse, mit unterschiedlich hoch eingestellten Vorderrädern;

F i g. 2 die teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht auf den vorderen Teil des Fahrgestellrahmens mit der

-'"> Vorderachse nach F i g. 1.

Das Fahrgestell besteht aus einem durchgehenden Fahrgestellrahmen 1, von dem in den Fig. 1 und 2 nur der mit der Fahrzeugvorderachse verbundene vordere Teil dargestellt ist An diesem Fahrgestellrahmen 1 sind

)'i mittels je einer zur Rahmenlängsachse spiegelbildlich ausgebildeten Radaufhängung 2 die beiden Vorderräder 3 mit ihren Achsschenkeln 4 aufgehängt. Jede Radaufhängung 2 ist außerdem mit einer Sturzeinstelleinrichtung 5 versehen.

y> Der Fahrgestellrahmen 1 ist als hohler Kastenträger ausgebildet und aus mehreren Teilen zusammengeschweißt, von denen in F i g. 2 der Vorderteil 11 und der vordere Tragteil 12 ganz dargestellt sind, während der an den Tragteil 12 anschließende Mittelteil 13 nur noch

-tu teilweise gezeigt ist Die übrigen, nicht mehr dargestellten Teile des Fahrgestellrahmens 1 sind ähnlich aufgebaut.

Die beiden Vorderräder 3 sind am vorderen Tragteil 12 aufgehängt, weshalb dieser Teil als Stahlgußteil

4^r> ausgeführt ist, um die von den Radaufhängungen 2 auf ihn übertragenen Kräfte ohne unzulässige Verformungen aufnehmen zu können. Daran sind die dem Anschluß der Radaufhängung 2 dienenden Anschlußteile, wie beispielsweise Knaggen für Gelenkbolzen,

■''» einstückig angeformt Der Vorderteil 11 und der Mittelteil 13 sind aus Stahlblech zusammengeschweißt und mit dem Tragteil 12 verschweißt, wobei der Vorderteil If durch ein teilweise eingesetztes und verschraubtes Joch 14 nach vorne zu abgeschlossen ist

■>'> Die Radaufhängungen 2 der beiden Vorderräder 3 sind zur Längsmittellinie des Fahrgestellrahmens 1 spiegelbildlich ausgebildet, weshalb im folgenden nur die Radaufhängung eines Rades beschrieben ist. Das Vorderrad 3 ist mittels eines einzigen Querlenkers 21

^hn mit dem Tragteil 12 des Fahrgestellrahmens 1 gelenkig verbunden. Der Querlenker 21 ist einstückig ausgebildet und weist einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf. An seinem äußeren Ende ist er durch ein Kreuzgelenk 22 mit dem unteren Ende des Achsschen-

h^r> kels 4 verbunden. Die eine Gelenkachse des Kreuzgelenkes 22 ist parallel zur Mittellinie des Fahrgestellrahmens 1 ausgerichtet. An seinem inneren Ende ist der Querlenker 21 mit dem Tragteil 12 durch ein

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Gabelgelenk 23 verbunden, dessen Drehachse ebenfalls parallel zur Längsmittellinie des Fahrgestellrahmens 1 ausgerichtet ist Für die weitere Abstützung und Führung des Rades 3 am Querlenker 21 ist ein Sturzeinstellzylinder 24 vorgesehen, der einerseits mit dem Querlenker 21 zwischen dessen beiden Gelenken 22 und 23 mittels eines Bolzengelenkes 25 und andererseits mit dem obei-en Teil des Achsschenkels 4 mittels eines Kreuzgelenkes 26 verbunden ist. Die Drehachse des Bolzengelenkes 25 und eine der Drehachsen des Kreuzgelenkes 26 sind parallel zur Längsmittellinie des Fahrgestellrahmens 1 ausgerichtet Für die Abstützung des oberen Teils des Achsschenkels 4 in Fahrzeuglängsrichtung ist ein Längslenker 27 vorgesehen, der im wesentlichen parallel zur Mittellinie des Fahrgestellrahmens 1 ausgerichtet und einerseits mittels eines Kugelgelenkes 28 mit dem oberen Teil des Achsschenkels 4 und andererseits mittels eines Kugelgelenkes 29 mit einem nicht dargestellten Teil des Fahrgestellrahmens 1 verbunden ist In den beiden Kreuzgelenken 22 und 26 sind die jeweils zweiten Drehachsen im wesentlichen vertikal ausgerichtet Sie liegen auf einer geraden Linie, die auch durch die Mitte des Kugelgelenkes 28 hindurchgeht und die somit die Lenkachse des Vorderrades 3 darstellt Für die Übertragung der Lenkkräfte ist parallel zum Längslenker 27 noch ein zweiter, nicht dargestellter Längslenker vorgesehen, der einerseits mittels eines Kugelgelenkes 31 mit einem am Achsschenkel 4 angeordneten Lenkhebel 32 und andererseits mit dem nicht dargestellten Lenkgetriebe verbunden ist

Die Radaufstandskräfte üben ein Drehmoment auf den Querlenker 21 aus, das ihn um sein Gabelgelenk 23 zu drehen versucht Dieses Drehmoment wird am Tragteil 12 von einem Hydrozylinder 41 aufgenommen, der in Längsrichtung in dem Hohlraum des Fahrgestellrahmens 1 untergebracht ist Der Hydrozylinder 41 ist an seinem Zylinderende mittels eines Bolzengelenkes 42 mit dem Joch 14 des Vorderteils Il des Fahrgestellrahmens 1 verbunden. Seine Kolbenstange 43 ist mittels eines Bolzengelenkes 44 mit dem einen Arm eines Winkelhebels 45 verbunden, der mittels eines Bolzengelenkes 46 am Tragteil 12 gelagert ist. Der andere Arm des Winkelhebels 45 ist mittels eines Bolzengelenkes 47 mit einer Stange 48 verbunden, die ihrerseits wieder mittels ein^s Bolzengelenkes 49 mit lern Querlenker 21 verbunden ist. Durch den Winkelhebel 45 wird die vom Querlenker 21 ausgehende Kraft des an ihm wirkenden Drehmomentes in die Längsrichtung des Fahrgestellrahmens 1 umgelenkt Dadurch ist es möglich, den verhältnismäßig großen Hydrozylinder 41 in Längsrichtung anzuordnen, und ihn im Hohlraum des Fahrgestellrahmens 1 unterzubringen. Das ergibt eine sehr gedrungene Bauweise des Fahrgestelles. Außerdem steht dadurch die Oberseite des Fahrgestellrahmens 1 praktisch uneingeschränkt für die Aufbauten zur Verfügung, so daß beispielsweise, wie in F i g. 1 angedeutet ist, im Bereich der Vorderachse auch ein Antriebsmotor 62 in V-Form untergebracht werden kann.

Der Hydrozylinder 41 nimmt aber nicht nur die Radaufstandskräfte auf. Er dient auch als Verstellzylinder für den Querlenker 21, um diesen um sein Gabelgelenk 23 zu schwenken. Dadurch wird das Rad 3 gegenüber dem Fahrgestellrahmen 1 in der Höhe und in der Spurweite verstellt Die Sturzeinstelleinrichtung 5 sorgt dafür, daß das Rad 3 dabei stets seine im wesentlichen lotrechte Stellung beibehält. Die hydraulisch wirkende Sturzeinstelleinrichtung 5 weist zwei Hydrozylinder auf, und zwar einen Steuerzylinder 51 und den Sturzeinstellzylinder 24.

Sowohl der Steuerzylinder 51 wie auch der Sturzeinstellzylinder 24 sind doppeltwirkende Hydrozylinder mit im wesentlichen volumengleichen Zylinderräumen. Durch nicht dargestellte Leitungen stehen einerseits die Zylinderräume auf der freien Kolbenseite und andererseits die die Kolbenstangen umgebenden Zylinderräume der beiden Hydrozyünder 24 und 51 miteinander in Verbindung. Durch diese Leitungsführung wird ein völliger Gleichlauf zwischen dem Steuerzylinder 51 und dem Sturzeinstellzylinder 24 erreicht Der Querlenker 21 ist mit der Kolbenstange 58 des Steuerzylinders 51 durch einen Winkelhebel 55 verbunden, der mittels eines Bolzengelenkes 56 am Tragteil 12 des Fahrgestellrahmens 1 gelagert ist und an dessen einem Arm das eine Ende einer Stange 53 durch ein Bolzengelenk 54 angelenkt ist, deren anderes Ende über ein Bolzengelenk 52 am Querlenker 21 angreift

Mit dem anderen Arm des Winkeliiv'bels 55 ist mittels eines Bolzengelenkes 57 die Kolbenstange 58 des Steuerzylinders 51 verbunden. Der Steuerzylinder 51 ist an seinem Ende mittels eines Bolzengelenkes 5? mit dem Mittelteil 13 des Fahrgestellrahmens 1 verbunden. Durch -en Winkelhebel 55 wird die vom Querlenker 21 abgeleitete Verstellkraft für den Sturzeinstellzylinder 24 in die Längsrichtung des Fahrgestellrahmens 1 umgelenkt Dadurch ist es ähnlich wie bei dem Hydrozylinder 41 für die Radverstellung möglich, den Steuerzylinder 51 in Längsrichtung anzuordnen und im Hohlraum des Fahrgestellrahmens 1 unterzubringen.

Die in den Zeichnungen nicht dargestellte Hinterachse ist im wesentlichen gleich aufgebaut wie die oben beschriebene Vorderachse. Soweit nicht vorgesehen ist, auch die hintere Achse wahlweise lenkbar auszubilden, kann sie einfach dadurch als unlenkbare starre Hinterachse ausgeführt werden, daß man den jeweils zweiten Längslenker statt mit einem Lenkgetriebe mit einem am Fahrgestellrahmen 1 entsprechend raumfest angeordneten Kugelgelenk verbindet.

Die Wirkungsweise der dargestellten Radaufhängung 2 und ihre Verstellmöglichkeiten ergeben sich ohne weiteres aus der obigen Beschreibung. M^rttels des Hydrozylinders41 kann der Querlenker 21 zwischen der auf der linken Seite der F i g. 1 dargestellten, abwärtsgerichteten Stellung und der auf der rechten Seite der F i g. 1 dargestellten, annähernd waagerecht ausgerichteten Stellung verstellt werden. Im ersteren Falle ist das Rad 3 gegenüber dem Fahrgestellrahmen 1 in seiner tiefsten Stellung, wobei zugleich die kleinste Spurweite eingestellt ist, wie sie beispielsweise für die Fahrt der Arbeitsmaschine auf einer öffentlichen Straße eingehalten v» erden muß. Im letzteren Falle ist das Rad 3 in seiner höchsten Stellung, wobei zugleich die größte Spurweite eingestellt ist. In diesem Falle Hegt der Gesamtschwerpunkt der Arbeitsmaschine sehr tief und die Aufstandspunkte der Räder 3 haben ihre größte seitliche Auslenkung, was besonders bei einer mit einem Kran ausgerüsteten Arbeitsmaschine beim Einsatz desselben sehr vorteilhaft ist Zur Entlastung des Hydrozylinders 41 gerade in dieser Arbeitsstellung ist am Querlenker 21 noch ein Anschlag 61 vorgesehen, der sich in der hochgeschwenkten Stellung des Querlenkers 21 am Tragteil 12 der Fahrgestellrahmens 1 abstützt

Beim Arbeiten in unebenem Gelände kann die fahrbare Arbeitsmaschine innerhalb gewisser Grenzen dadurch waagerecht eingestellt werden, daß die den

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einzelnen Rädern 3 zugeordneten Hydrozylindcr 41 entsprechend der jeweiligen Bodenhöhe verstellt werden, wie das beispielsweise aus der F i g. 1 ersichtlich ist. Der dort gezeigte Höhenunterschied Wbeträgt etwa 600 mm. Die Spurweitenänderung beträgt dabei etwa 850 mm auf einer Fahrgestellseite.

Wenn man elastische Glieder, wie beispielsweise hydropneumatische Druckspeicher, in die Druckmittelzuleitung zu den Hydrozylindern 41 einschaltet, erreicht man auf einfache Weise eine hydropneumatische Federung der Arbeitsmaschine z. B. für die Straßenfahrt. Falls die Nachgiebigkeit des Fahrgestelles beim Einsatz der Arbeitsmaschine unerwünscht ist, braucht man nur die elastischen Glieder wieder abzuschalten.

Der Steuerzylinder 51 und sein zugehöriger Sturzeinstellzylinder 24 sind, wie oben beschrieben, im allgemeinen so ausgelegt, daß sich von selbst ein Gleichlauf zwischen der Verstellung des Querlenkers 21 und der Änderung der Sturzeinstellung des Rades 3 ergibt, so daß die Hochachse des Rades 3 zur Mittelsenkrechtendes Fahrgestellrahmens 1 im wesentlichen parallel bleibt. Im Bedarfsfalle kann man jedoch auch in die Verbindungsleitungen zwischen dieser beiden Hydrozylindern Steuerorgane einschalten, se

^r> daß es möglich ist, den Gleichlauf zwischen den* Sturzeinstellzylinder 24 und seinem zugehöriger Steuerzylinder 51 aufzuheben und die Sturzeinstellung des zugehörigen Rades 3 besonderen Umständer anzupassen.

ίο Die großen Hydrozylinder 41 sind in dem hohler Fahrgestellrahmen 1 gegen Verschmutzung und Be Schädigung gut geschützt untergebracht. Wenn dennoch einemal eine Überholung dieser Zylinder 41 erforderlich ist, dann können sie nach dem Lösen des Joches 14 unc

ι ί nach dem Herausnehmen der Bolzen der Bolzengelenkt 44 ohne Schwierigkeiten aus dem Fahrgestellrahmen I herausgenommen werden. Da sie ganz am Ende de; Hohlraumes des Fahrgestellrahmens 1 angeordnet sind kann dazu im Bedarfsfälle beispielsweise auch eir

.'" Gabelstapler eingesetzt werden.

Hierzu 1 Dl,ilt Zeichnungen

Claims

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Patentansprüche;

t. Höhen- und spurweitenveränderliche Einzelradaufhängung für eine fahrbare Arbeitsmaschine, z. B. für Kranfahrzeuge und Bagger, mit einem als Hohlkörper ausgebildeten Fahrgestellrahmen, an dem mittels schwenkbarer Querlenker die Räder angelenkt sind und die Höhen- und Spurweitenänderung durch Hydrozylinder erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrozylinder (41) im Hohlraum des Fahrgestellrahmens (1) angeordnet sind.
2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Rad (3) ein Querlenker (21) vorgesehen ist, der über ein exzentrisch am Radträger angeordnetes Gelenk (22) mit diesem verbunden ist, und daß ein doppeltwirkender Sturzeinstellzylinder (24) vorhanden ist, der einerseits über ein dem Gelenk (22) diametral gegenüberliegendes Gelenk (26) mit dem Radträger und andererseits gelenkig mit dem Querlenker verbunden ist, und daß für diesen Sturzeinstellzylinder ein Steuerzylinder (51) vorhanden ist, der im Hohlraum des Fahrgestellrahmens (1) angeordnet ist
3. Radaufhängung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Hohlraum des Fahrgestellrahmens (1) angeordneten Hydrozylinder (41 und 51) mit ihren Längsachsen im wesentlichen nach der Längsachse des Hohlraumes ausgerichtet sind und mittels Winkelhebel (45 und 55) und querverlaufenden Stangen (48 und 53) mit den Querlenker™ (21) verbunden sind.