CN105882341A - 用于移动式起重机的车轮悬架以及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于移动式起重机的车桥的车轮悬架，所述车轮悬架具有两个轮，所述轮能够经由独立的单轮悬架来悬架在移动式起重机的底盘上并且单轮悬架包括至少一个摆臂作为车轮承载件，其中车轮悬架包括换向杠杆，所述换向杠杆能够以能枢转的方式铰接在底盘上，并且每个轮侧设有至少一个独立的转向横拉杆，所述转向横拉杆将换向杠杆与相应的轮侧连接。

Description

用于移动式起重机的车轮悬架以及起重机

技术领域

本发明涉及一种用于移动式起重机的车桥的车轮悬架，所述车轮悬架具有两个轮，所述轮能够经由独立的单轮悬架来悬架或被悬架在移动式起重机的底盘上并且单轮悬架包括至少一个摆臂作为车轮承载件。

背景技术

常规的起重机车桥的描述可从图1的描述中获得。起重机车桥经由两个纵向导杆A在下方并且经由两个倾斜导杆B在上方铰接在移动式起重机的底盘上。示出的车桥通过驱动器C驱动。整个车桥结构是将两个轮彼此连接的连续的构件。在轮弹性压入时造成整个车桥结构包括驱动器C的运动。由此，在构件的设计方案中必须确保，车辆车架以及车桥部件允许所述运动并且提供相应的自由空间。

刚好在将起重机使用在难行驶的地区时需要大的弹簧行程，可能的还有轮侧的不对称的弹簧行程的出现。所述极大的弹簧行程使得在车辆车架上的附加的凹部是必需的。然而，鉴于车辆结构的高的阻力距，作为车辆车架，封闭的箱结构是值得期望的。附加的凹部不利地降低产生的阻力矩。所述效应能够借助于有针对性地安装有针对性的加固部或使用更牢固的金属板来补偿，然而这不仅造成更高的制造成本而且同时能够意味着起重机总重量的明显的增加。

作为替选方案，在起重机构造中已知单轮悬架。其中也包括具有两个独立的单轮悬架的所谓的摆臂式车桥(Schwingenachse)，所述单轮悬架经由共同的转向横拉杆彼此直接连接。然而，在行驶运行中能够有规则地发生：以不同的强度对轮侧弹性减震，例如将左轮侧弹性压入，而同时将右轮侧弹性压出。由此得出的长度变化引起更大的转向误差。此外共同的转向横拉杆的位置能够不利地影响起重机的离地间隙。

在正常的弹性压入时通常也在车桥机械转向时出现转向误差。这仅在车桥弹性压入时或也在两个或更多个轴相对于彼此不同地弹性压入时进行。所述转向误差是不对称的进而更尤其影响车辆的行驶方向稳定性。

发明内容

本发明的目的是研究用于移动式起重机的相应的单轮悬架的改进，悬架其克服前述问题。

所述目的通过根据本发明的用于移动式起重机的车桥的车轮悬架来实现。车轮悬架的有利的设计方案是下文的内容。

根据本发明，提出一种用于移动式起重机的车桥的车轮悬架。车轮悬架包括至少两个轮，所述车轮能够经由独立的单轮悬架来悬架或被悬架在移动式起重机的底盘上。所述单轮悬架分别包括至少一个摆臂作为车轮承载件。根据本发明的思想基于，车轮悬架包括至少一个换向杠杆(Umlenkhebel)，尤其居中地设置的换向杠杆，所述换向杠杆能够以能枢转的方式铰接在底盘上或者能够间接地或直接地铰接在驱动器壳体上。附加地，每个轮侧设有至少一个独立的转向横拉杆，所述转向横拉杆将换向杠杆与相应的轮侧连接。换向杠杆的枢转运动经由独立的转向横拉杆用于各个所悬架的轮的转向运动。

根据本发明的结构上的措施将在轮侧的弹簧行程不同时所产生的转向误差降低到最小值。换向杠杆的位置和实施方案影响两个轮侧彼此间的转向角。固定点通过换向杠杆形成。本发明由此具有的优点是，出现的转向误差对于两个轮侧而言是对称的，这有利地作用于车辆的行驶方向稳定性。整个的转向装置是对称设计的。

此外，根据本发明的车轮悬架呈现出经由换向杠杆的适合的结构和铰接有意地迫使达到对称的转向误差的可能性。有意地产生的转向误差改进在特定行驶状况中的、尤其在制动时的行驶特性。尤其，通过产生前束能够改进在制动机动性中的行驶安全性。

每个单轮悬架的所使用的摆臂优选平行于行驶方向定向并且能够围绕横向于行驶方向的旋转轴线转动，即能够摆动，能够在底盘上支承或被支承。

优选经由间接或直接、优选借助于转向横拉杆臂与换向杠杆的转向横拉杆连接的转向节进行至少一个车轮在摆臂上的能转向的支承。优选地，转向节安置在摆臂尖部上。由此，不仅中心的换向杠杆的位置和实施方案影响两个轮侧的转向角，而且转向横拉杆臂的或转向节的位置和结构同样影响转向角。

可考虑的还有摆臂在底盘上的摆动的且能转动的或能转向的铰接装置。在此情况下，摆臂能够围绕水平的旋转轴线摆转，并且车轮能够以能围绕竖直轴线转向的方式支承或被支承在底盘上。不言而喻地，上述轴线分别不精确水平地或精确竖直地定向，而是所述轴线如通常已知的分别略微相对于水平方向或垂直方向倾斜。

转向横拉杆在换向杠杆上的铰接点的理想的位置优选降低到摆臂的旋转轴线上。通过所述措施，在将摆臂式车桥弹性减震时在直线行驶时不出现转向误差。

然而，替选地，也存在将换向杠杆偏移、例如沿着行驶机构的中轴线向前偏移的可能性，使得转向横拉杆在换向杠杆上的铰接点与摆臂的旋转轴线错开。由此，在将摆臂弹性减震时，有意地在直线行驶中产生前束，所述前束在一定的行驶机动性的情况下、优选在起重车辆制动时能够有利地影响行驶安全性。

理想地，换向杠杆居中地位于单轮悬架或转向节之间，使得实现整个车辆悬架的对称的构造。

可考虑的是，至少一个定心缸设为用于换向杠杆的定向。所述定心缸与换向杠杆有效连接，使得优选地，在故障情况下车桥或换向杠杆能够转向为直线行驶。转向定心缸为了所述目的一侧固定在底盘上并且另一侧固定在换向杠杆上。转向定心缸的使用尤其在电子液压转向的车桥或车轮悬架中提供。

此外，设有一个或多个转向缸，所述转向缸同样与换向杠杆有效连接。至少两个转向缸是用于双回路转向装置的构造的前提。与转向定心缸类似地，转向缸分别与换向杠杆并且另一侧与底盘间接地或直接地连接。替选地，转向缸和液压转向定心缸能够不接合在换向杠杆上，而是替代于此直接安装在没有弹性减震的轮侧上。

此外可设想的是，设有与换向杠杆连接的转向直拉杆，以便达到车轮悬架与相邻的车轮悬架的机械耦合。由此，确保转向运动从相邻的车桥和到相邻的车桥的传递。

为了实施并且衰减弹性运动，每个轮侧设有一个或多个弹簧缸，由此应沿竖直方向弹性减震相应的摆臂。可考虑的是一个或多个弹簧缸(Federzylinder)在转向节的转动轴上的设置方案或替选地仅在摆臂上的设置方案。理想地，尽可能靠近摆臂在底盘上的铰接点地设置一个或多个弹簧缸。

在此重要的是在弹簧缸与摆臂之间的支承装置和连接机构之间的竖直的间距。该连接机构的竖直的行程能将弹簧缸弹性压入并且是期望的。该连接机构的水平的行程使弹簧缸倾斜进而阻碍弹簧缸。在弹簧缸的倾斜位置过大时，完全不再能够有意义地传递力。在将弹簧缸设置在摆臂的铰接点附近时，能够忽略摆动运动的非竖直的分量，使得即使在弹簧行程大的情况下也将弹簧缸的倾斜位置保持在可忽略的范围中。当连接具有与支承装置的大的竖直的间距时，弹簧缸也能够沿纵向方向和沿横向方向倾斜。

在将弹簧缸设置在转向节的转动轴上时通过摆臂的或转向节的底面运动(Bodenbewegung)产生弹簧缸的更大的倾斜位置，使得尤其在底盘或在转向节上铰接时必须对此进行考虑。

在一个优选的实施方式中，换向杠杆能够包括至少一个转向角传感器，所述转向角传感器检测换向杠杆相对于底盘的枢转角度。这尤其用于检测转向角的转向装置。由此，在多个转向车轮悬架的情况下，转向角能够传递到其余的车轮悬架上。同样可设想的是，传感器安装在单轮悬架中的至少一个上，使得能够直接在转向节上检测转向角。根据本发明，转向缸也能够设有行程测量系统。因此，能够经由已知的半径求得转向角。

每个单轮悬架的摆臂的支承能够沿行驶方向安装在轮轴前方或替选地安装在轮轴后方。在轮轴前方的设置方案称作牵引的实施方案，而位于轮轴后方的铰接称作推动的实施方案。推动的实施方案在用作前轴时具有显著的优点。在制动时能够产生抵抗车辆颠簸的力。由此，显著地改进行驶性能。

除了车轮悬架以外，本发明同样涉及一种用于移动式起重机的底盘，所述底盘具有根据本发明的或根据本发明的有利设计方案的至少一个车轮悬架。由此，对于底盘而言明显地得到与对于根据本发明的车轮悬架而言相同的优点和特性，因此在此不再重复描述。

在底盘的一个优选的实施方案中，至少一个车轮悬架被驱动并且驱动器设置在底盘上。该方案首先通过使用单轮悬架得到，使得驱动器不安装在有弹性的车桥上。这在驱动器的结构方面具有一定优点，因为所述驱动器不再承受加负荷的弹性运动。另一重要的优点在于，减少非弹性的质量。非弹性质量越小，越多地改进行驶性能。此外提出，车轮经由独立的传动轴驱动。驱动器也能够替选地构造为直接挡传动装置(Durchtrieb)。在独立的传动轴中适宜的是，传动轴中的至少一个是长度可变的，以便实现鉴于弹性运动的一定的灵活性。

根据本发明的底盘的各个车轮悬架能够相同地或也能够不同地构造，尤其根据本发明的优选实施方式的不同变型构造。可考虑的例如是下述底盘，所述底盘具有一个或多个在牵引的实施方案中的车轮悬架，而车轮悬架的另一部分在推动的实施方案中构造。车轮悬架的一部分能够被转向和/或驱动，而其他的车轮悬架是刚性的和/或不被驱动。当然，在此描述的根据本发明的车桥也能够与常规的起重机车桥(根据附图说明的图1)进行组合。

最后，本发明涉及一种具有根据本发明的底盘的移动式起重机。因此，移动式起重机的特征也在于与在根据本发明的底盘中相同的优点和特征。由此，认为没有必要重新描述细节。

在下文中，应根据在附图中示出的实施例详细阐述本发明的其他优点和特性。

附图说明

附图示出：

图1示出根据现有技术的移动式起重机的常规的转向桥；

图2示出安装在底盘上的根据本发明的车轮悬架的下侧上的立体视图；

图3示出根据图2的车轮悬架的侧视图；

图4示出根据本发明的车轮悬架的不具有底盘的俯视图；

图5示出用于阐述具有换向杠杆在底盘上的不同的固定位置的转向性能的原理图；

图6示出根据本发明的车轮悬架的一个替选的实施方式的俯视图；

图7示出在根据本发明的车轮悬架的具有底盘的第三实施方式的下侧上的立体视图；

图8示出根据图7的车轮悬架的俯视图；以及

图9示出具有弹簧缸的轮侧的几何结构关系的概略的示图。

具体实施方式

图1至4示出根据本发明的车轮悬架的第一实施例。相对于图1至4的结构具有略微的改型的实施例在图6以及7、8中示出。相同的构件在图中设有同样的附图标记。

车轮悬架构造成两个独立的呈摆臂式车桥(Schwingenachsen)的形式的单轮悬架。每个轮侧100、101经由摆臂12围绕水平的且横向于行驶方向定向的摆臂轴有弹性地支承在车辆车架102上。轮侧100、101经由转向节23、24以能围绕竖直的转动轴转动的方式支承在摆臂尖部上。轮侧100、101的旋转支承的操作借助于转向横拉杆臂20、21进行，所述转向横拉杆臂铰接地与独立的转向横拉杆3、3’连接。两个所述转向横拉杆3、3’都铰接地安装在中心的换向杠杆1上，所述换向杠杆再以能围绕竖直的枢转轴线2转动的方式间接地或直接地铰接在底盘102上。

借助于根据本发明的结构，转向误差应降低到最小值并且尽可能对于两个轮侧100、101而言对称地定向。转向装置对称地构造并且中心的换向杠杆1以及转向横拉杆臂20、21的实施方案和位置也影响两个轮侧100、101彼此间的转向角。转向装置的固定点是换向杠杆1。如果在将两个轮侧100、101弹性减震时出现转向误差，那么在此产生的转向误差通常是对称的。

根据本发明的结构提供有意地产生对称的转向误差的方案，所述方案在特定的行驶情况下，尤其在制动时，通过产生前束来提高行驶安全性。图5a示出转向横拉杆3、3’在换向杠杆1上的铰接点22的理想的位置。在此，铰接点22位于支承装置13的摆动轴上，摆臂12围绕所述摆动轴摆动。在该前提下，在直线行驶期间在对车轮悬架进行弹性减震时不产生转向误差。

用于有意地产生转向误差的变型在图5b中示出。通过将换向杠杆1借助于转向横拉杆3、3’的铰接点22从支承装置13的摆动轴中移出，在直线行驶期间将车轮悬架弹性减震时产生前束。通过轮侧100、101的不同的半径R100、R101和转向横拉杆3、3’的半径R3以及通过移动转向横拉杆3、3’的半径R3的中心产生前束。

图1至4的示出的车轮悬架是可转向的。为了实施转向运动使用两个转向缸4，其活塞运动使换向杠杆1直接被操纵并且围绕其转动轴2枢转。因此，枢转运动经由转向横拉杆3、3’和转向杆20、21传递到转向节23、24上并且造成轮侧100、101的转向轮回转。多个、即至少两个转向缸4在双回路的转向设备中通常是必需的。

为了构造移动式起重机行驶机构，根据图1的至今为止的传统的车桥通过根据本发明的车桥替代。所述车桥能够是能转向的和/或被驱动的。

在枢转轴线2上能够安装转向角传感器6以控制电子液压式转向桥。在具有多个转向桥的移动式起重机行驶机构中，转向角传感器6能够预设用于后方的电子液压式转向桥的转向角。因此，后桥的转向缸4遵循机械式转向的车桥的转向角的规定。补充地，在电子液压式转向桥中，如在图1至4的示图中示出的，设有转向定心缸7。所述转向定心缸7与换向杠杆1连接并且在故障情况下将车桥置于直线行驶中。

换向杠杆1能够替选地经由转向杆5与移动式起重机行驶机构的其他机械式转向桥连接。示出的是图6的实施例中的该转向杆，所述实施例相对于图1至4的变型的差别仅在于转向杆5和弹簧缸10的设置方案，其中随后详细探讨后面的这点。

根据本发明的结构的另一优点基于在驱动桥的情况下的驱动器的设置方案。至今为止，驱动器C作为车桥的一部分是可运动的并且被整体车桥结构的弹簧行程影响并且随着运动。在具有摆臂式车桥的本发明中，驱动器8替代地固定地安装在车辆车架102上。因为可不再考虑驱动器8的运动，所以进一步增大车辆车架102的高度。万向轴(Gelenkwellen)9从驱动器8伸展到每个轮侧100、101，并且驱动力矩被进一步传导到每个轮侧100、101上。万向轴9由于弹簧行程是长度可变的。驱动器8替选地也能够是直接挡传动装置。图7、8示出用于非驱动桥的车轮悬架的一个实施例。在其他方面，车轮悬架的结构等同于图6的实施方式。

竖直力通过每个轮侧100、101的弹簧缸10来承受。所述弹簧缸或者安装在转向节23、24的转动轴上(参见图1至4)或者替选地直接安装在摆臂12上(参见图6、7和8)。在摆臂12上的固定具有下述优点，在弹簧行程相同时弹簧缸10的长度能够更短地构成(传动比或线束组件(Strahlensatz)，靠近摆臂的支承装置13)。由此，能够节省重量。

当然，原则上最佳的是，弹簧缸10的铰接点竖直地位于摆臂12的支承装置13的高度上。在此情况下，弹簧缸10的最小倾斜位置在弹性压入和弹性压出的状态中得到。几何关系的说明从图9a、9b的示图中获得。在图9a在不同的摆动位置的情况下示出安装在转向节23、24上的缸10的可能的倾斜位置a、b，而在图9b的变型中能看到的是，当柱10沿朝支承装置13的方向更近地定位在摆臂12上时，倾斜位置a’、b’减小。

根据图9c和9d，当连接装置具有与支承装置13的大的竖直的间距时，弹簧缸10替选地也能够沿纵向方向和横向方向倾斜角度α_L和/或α_Q。

在弹簧行程小的情况下，弹簧缸10能够置于转向节23、24的转动轴上。转向节23、24明显比摆臂12的支承装置13更高。在弹簧行程大的情况下，受几何结构限制地，在安装在转向节23、24的转动轴上时弹簧缸10过多地倾斜。为此，在弹簧行程较大的情况下，弹簧缸10安装在摆臂12上。在此，连接点在竖直方向上靠近摆臂12的支承装置13。

根据本发明的结构的巨大优点是，转向缸4和转向定心缸7不再与轮侧100、101连接。由此，明显地减少所述部件的通过弹性减震产生的运动。残留的运动降低到由换向杠杆1的枢转运动产生的份额。由此，转向缸4的和转向定心缸7的借助于液压管路和/或电路的供应是更简单且更少干扰的。供应管路也能够更短地构成，由此能够再例如节省重量。重量节省不仅由构件的、例如液压软管的节省的长度得出。附加地，节省较少的液压油量的重量，能够由于缩短液压软管而节省该重量。

为此，构件换向杠杆1、转向横拉杆3、3’、转向缸4、转向角传感器6和转向定心缸7能够从两个轮侧100、101的尖部区域中取出。因此，所述构件承受较少的环境影响、碎石撞击等，这有利地作用于其易受干扰性和耐久性。甚至可设想特殊的保护构件的覆盖件。因此，大的优点在于车轮悬架的不被弹性减震的质量的减少。通过将转向缸4和转向定心缸7连同其液压管路和电路安装在车辆车架102上，所述部件是车辆车架102的部分并且不再是不被弹性减震的轮侧100、101的部分。然而不能排除的是，将转向缸4和必要时转向定心缸7或转向角传感器安装在弹性减震的轮侧100、101上。换向杠杆1和转向横拉杆3、3’的功能保持不变。

然而，最主要的优点是车辆车架102的可能的更大的高度。与常规的车桥相比，附加地还能够增加离地间隙。离地间隙是在全路面起重机的表示特性的特征。

另一主要的优点是更大的件数。作为摆臂式车桥的车桥能够应用于所有车辆宽度。因此，右侧的和左侧的摆臂12的支承装置1能够3仅相应地不同地定位。仅将万向轴9在长度上进行匹配。据此，能够生产更高数量的能根据起重机类型构成的通用车轮悬架。

摆臂12的支承装置13能够沿行驶方向安装在轮轴30的前方(牵引的实施方案)也能够安装在轮轴30的后方(推动的实施方案)。也能够不同地安装行驶机构的相邻的轴。推动的实施方案在用作前桥时具有明显的优点。在制动时能够产生抵抗车辆的颠簸的力。由此明显地改进行驶性能。

Claims (15)

1.一种用于移动式起重机的车桥的车轮悬架，所述车轮悬架具有至少两个车轮，所述车轮能够经由独立的单轮悬架来悬架在所述移动式起重机的底盘上并且所述单轮悬架包括至少一个摆臂作为车轮承载件，

其特征在于，

所述车轮悬架包括换向杠杆，所述换向杠杆能够以能枢转的方式铰接在所述底盘上，并且每个轮侧设有至少一个独立的转向横拉杆，所述转向横拉杆将所述换向杠杆与相应的所述轮侧连接。

2.根据权利要求1所述的车轮悬架，其特征在于，所述摆臂平行于行驶方向定向并且能够以能围绕横向于所述行驶方向的旋转轴线转动的方式支承在所述底盘上。

3.根据上述权利要求中任一项所述的车轮悬架，其特征在于，至少一个所述车轮能够以能经由转向节枢转的方式支承在所述摆臂上，并且所述转向横拉杆与所述转向节优选借助于转向横拉杆臂连接，其中所述转向节优选安置在摆臂尖部上。

4.根据上述权利要求中任一项所述的车轮悬架，其特征在于，所述转向横拉杆在所述换向杠杆上的铰接点位于所述摆臂的旋转轴线上。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的车轮悬架，其特征在于，所述转向横拉杆在所述换向杠杆上的铰接点与所述摆臂的摆动轴错开，尤其沿行驶方向观察向前或向后错开。

6.根据上述权利要求中任一项所述的车轮悬架，其特征在于，所述换向杠杆位于所述转向节之间，尤其居中地位于所述转向节之间。

7.根据上述权利要求中任一项所述的车轮悬架，其特征在于，至少一个定心缸设置为用于所述换向杠杆的定向，所述定心缸与所述换向杠杆有效连接并且优选在故障情况下将所述车桥或所述换向杠杆转向为直线行驶。

8.根据上述权利要求中任一项所述的车轮悬架，其特征在于，一个或多个转向缸与所述换向杠杆有效连接，其中所述缸一侧铰接在所述底盘上并且另一侧铰接在所述换向杠杆上。

9.根据上述权利要求中任一项所述的车轮悬架，其特征在于，与所述换向杠杆连接的转向直拉杆设置为用于将所述换向杠杆机械地耦合到相邻的车轮悬架上。

10.根据上述权利要求中任一项所述的车轮悬架，其特征在于，设有一个或多个弹簧缸，所述弹簧缸分别将摆臂沿竖直方向弹性减震，其中一个或多个所述弹簧缸设置在所述转向节的转动轴上或设置在所述摆臂上，理想地紧邻于所述摆臂在所述底盘上的铰接点设置。

11.根据上述权利要求中任一项所述的车轮悬架，其特征在于，存在至少一个转向角传感器，所述转向角传感器检测所述换向杠杆相对于所述底盘的枢转角度，其中至少一个所述转向角传感器设置在所述换向杠杆上，设置在所述轮侧的一个或两个转向节上或设置在转向缸上。

12.根据上述权利要求中任一项所述的车轮悬架，其特征在于，所述摆臂能够沿行驶方向在轮轴的前方或后方铰接在所述底盘上。

13.一种用于移动式起重机的底盘，所述底盘具有根据上述权利要求中任一项的至少一个车轮悬架。

14.根据权利要求13所述的底盘，其特征在于，驱动至少一个所述车轮悬架并且车桥驱动器设置在所述底盘上，其中所述车轮经由独立的传动轴驱动，并且优选地所述传动轴中的至少一个是长度可变的。

15.一种移动式起重机，所述移动式起重机具有根据权利要求13或14所述的底盘。