DE102014210595A1

DE102014210595A1 - Wheel suspension for a mobile agricultural machine

Info

Publication number: DE102014210595A1
Application number: DE102014210595.1A
Authority: DE
Inventors: Stefan Reicheneder; Robert Pauli
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2014-06-04
Publication date: 2015-12-17

Abstract

Die Radaufhängung weist einen Radkopf (1) auf, dessen Gelenkgehäuse (2) auf einem Achsschenkelträger (3) drehbar gelagert ist, wobei der Achsschenkelträger (3) über einen oberen Querlenker (5) und einem unteren Querlenker (7) an einem Rahmenteil 9 angelenkt ist.The wheel suspension has a wheel head (1) whose joint housing (2) is rotatably mounted on a stub axle carrier (3), the stub axle carrier (3) being articulated to a frame part 9 via an upper transverse link (5) and a lower transverse link (7) is.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für eine mobile Landmaschine oder eine Arbeitsmaschine nach deren Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. The invention relates to a suspension for a mobile agricultural machine or a working machine according to the preamble of claim 1 further defined type.

Mobile Land- oder Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Traktoren oder Baggerlader, verfügen über einen sich in Längsrichtung erstreckenden Fahrzeugrahmen an dessen vorderen Ende eine lenkbare Vorderachse oder lenkbare Räder über eine Einzelradaufhängung angelenkt sind. Der sich in Längsrichtung erstreckende Fahrzeugrahmen kann aus Längsräumen oder aus geschlossenen Gehäuseteilen bestehen, welche beispielsweise auch das Gehäuse eines Schaltgetriebes oder eines Verbrennungsmotors bilden können. Mobile agricultural or working machines, such as tractors or backhoe loaders, have a longitudinally extending vehicle frame at the front end of a steerable front axle or steerable wheels are articulated via an independent suspension. The longitudinally extending vehicle frame may consist of longitudinal spaces or of closed housing parts, which may for example also form the housing of a gearbox or of an internal combustion engine.

Die DE 10 2006 061 259 A1 offenbart eine Radaufhängung für eine mobile Landmaschine, welche an den sich in Längsrichtung erstreckenden Fahrzeugrahmen anlenkbar ist und welche einen oberen und einen unteren Querlenker aufweist. Die Lenkbewegung erfolgt direkt an der Verbindungsstelle der Querlenker, wodurch diese Verbindungselemente stark belastet werden. The DE 10 2006 061 259 A1 discloses a suspension for a mobile agricultural machine, which is steerable on the longitudinally extending vehicle frame and which has an upper and a lower control arm. The steering movement takes place directly at the junction of the wishbone, whereby these fasteners are heavily loaded.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine angetriebene lenkbare Radaufhängung für eine mobile Landmaschine oder eine Arbeitsmaschine zu schaffen, welche betriebssicher lenkbar ist und dabei ausrechend Federweg ausführen kann. The present invention has for its object to provide a driven steerable suspension for a mobile agricultural machine or a working machine, which is safe to steer and thereby perform ausrechend spring travel.

Die Aufgabe wird mit einer auf die gekennzeichneten Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden gattungsgemäßen Radaufhängung gelöst. The object is achieved with a generic features on the characteristics of the main claim having generic suspension.

Erfindungsgemäß weist die lenkbare angetriebene Radaufhängung einen lenkbaren Radkopf auf, dessen Gelenkgehäuse drehbar mit einem Achsschenkelträger verbunden ist, wobei der Achsschenkelträger über einen oberen Querlenker und einen unteren Querlenker mit einem Fahrzeugrahmen verbindbar ist. According to the invention, the steerable driven suspension on a steerable wheel head, the joint housing is rotatably connected to a stub axle, wherein the stub axle carrier is connectable via an upper wishbone and a lower wishbone with a vehicle frame.

In einer Ausgestaltungsform der Erfindung sind der obere Querlenker und der untere Querlenker als Dreiecksquerlenker ausgeführt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den oberen Querlenker und den unteren Querlenker aus einzelnen Querlenkerbauteilen auszuführen. Der obere Querlenker und der untere Querlenker sind vorzugsweise über Achsstrebengelenke mit dem Rahmenteil des Fahrzeugs verbindbar. Diese Achsstrebengelenke können als Radialgelenklager oder als Molekulargelenke ausgeführt sein. Der Achsschenkelträger ist über Scharniergelenke mit dem oberen Querlenker und dem unteren Querlenker verbunden. Diese Scharniergelenke können mit Kegelrollenlagern oder mit Schräggelenklagern ausgeführt sein. Unter Scharniergelenke sind solche Gelenke zu verstehen, welche ein Verdrehen des Achsschenkelträgers im Sinne einer Lenkbewegung nicht zulassen, jedoch die Auf- und Abbewegung im Sinne einer Federungsbewegung des Achsschenkelträgers ermöglichen. Der Achsschenkelträger weist einen oberen und einen unteren Endanschlag auf, wobei diese jeweiligen Endanschläge auf dem oberen Querlenker bzw. dem unteren Querlenker, bei Erreichung des maximalen Federweges, zur Anlage kommen und dadurch den Federweg begrenzen. In one embodiment of the invention, the upper wishbone and the lower wishbone are designed as a triangular wishbone. However, it is also possible to carry out the upper wishbone and the lower wishbone of individual wishbone components. The upper wishbone and the lower wishbone are preferably connectable via Achsstrebengelenke with the frame part of the vehicle. This Achsstrebengelenke can be designed as a radial spherical plain bearings or as molecular joints. The steering knuckle is connected via hinge joints with the upper wishbone and the lower wishbone. These hinge joints can be made with tapered roller bearings or with angular contact bearings. Hinge joints are to be understood as joints which do not allow a rotation of the steering knuckle in the sense of a steering movement, but allow the up and down movement in the sense of a suspension movement of the steering knuckle. The stub axle carrier has an upper and a lower end stop, wherein these respective end stops on the upper wishbone and the lower wishbone, upon reaching the maximum spring travel, come to rest and thereby limit the travel.

Das Gelenkgehäuse umgreift den Achsschenkelträger und ist über Schwenklager mit Lagerbolzen auf dem Achsschenkelträger drehbar gelagert. Das Gelenkgehäuse weist eine Radlagerung auf, welche die Kräfte, welche auf das Fahrzeugrad wirken, überträgt. Des Weiteren weist der Radkopf ein Planetengetriebe auf, welche das Drehmoment der Antriebswelle zum Fahrzeugrad überträgt. Der Achsschenkelträger weist einen Durchbruch auf, durch welchen, bzw. in welchem, die Antriebswelle angeordnet ist. Die Antriebswelle weist ein radkopfseitiges Doppelgelenk und ein fahrzeugseitiges Doppelgelenk auf und verbindet das Planetengetriebe des Radkopfes mit einem Differenzialgetriebe. Die Antriebswelle bzw. das Differenzialgetriebe sind so ausgeführt, dass eine Längenänderung, welche auf die Antriebswelle wirkt, resultierend aus einem Ein- oder Ausfederweg des Radkopfes in der Antriebswelle oder im Differenzial, ausgeglichen wird. Es besteht die Möglichkeit, den Durchbruch im Achsschenkelträger so auszuführen, dass die Antriebswelle seitlich geführt bzw. zentriert werden kann, dies aber die Bewegungen der Antriebswelle resultierend aus einem Ein- oder Ausfederweg des Radkopfes nicht behindert. Der Durchbruch ist vorzugsweise als Langloch ausgeführt. The joint housing surrounds the stub axle carrier and is rotatably mounted on the stub axle carrier via pivot bearings with a bearing pin. The joint housing has a wheel bearing, which transmits the forces acting on the vehicle wheel. Furthermore, the wheel head on a planetary gear, which transmits the torque of the drive shaft to the vehicle. The steering knuckle carrier has an opening through which, or in which, the drive shaft is arranged. The drive shaft has a Radkopfseitiges double joint and a vehicle-side double joint and connects the planetary gear of the wheel head with a differential gear. The drive shaft and the differential gear are designed so that a change in length, which acts on the drive shaft, resulting from a input or Ausfederweg of the wheel head in the drive shaft or in the differential, is compensated. It is possible to perform the breakthrough in the steering knuckle so that the drive shaft can be guided laterally or centered, but this does not hinder the movements of the drive shaft resulting from a single or rebound of the wheel head. The breakthrough is preferably designed as a slot.

Der Achsschenkelträger ist mit einem Dämpfungszylinder verbunden, welcher als Hydropneumatikzylinder oder als Federzylinder ausgeführt sein kann, wobei der Dämpfungszylinder einerseits, vorzugsweise im unteren Bereich des Achsschenkelträgers, mit dem Achsschenkelträger verbunden ist, und andererseits verläuft der Dämpfungszylinder neben der Antriebswelle schräg nach oben, durch den Innenbereich des oberen Querlenkers, wo der Dämpfungszylinder am Rahmenteil des Fahrzeugs, vorzugsweise am Mittelteil des Fahrzeugs, angeschraubt ist. Dadurch werden die auf den Dämpfungszylinder wirkenden Kräfte vom Rad direkt vom Achsschenkelträger auf den Zylinder geleitet und belasten die Scharniergelenke des Querlenkers nicht zusätzlich. Es besteht auch die Möglichkeit, die Radaufhängung mit einer Niveauregulierung auszustatten. The steering knuckle is connected to a damping cylinder, which may be designed as a hydro-pneumatic cylinder or as a spring cylinder, wherein the damping cylinder on the one hand, preferably in the lower region of the steering knuckle, is connected to the steering knuckle, and on the other hand, the damping cylinder extends obliquely upward, in addition to the drive shaft through the Interior of the upper arm, where the damping cylinder on the frame part of the vehicle, preferably at the central part of the vehicle, is screwed. As a result, the forces acting on the damping cylinder forces are directed by the wheel directly from the steering knuckle to the cylinder and do not burden the hinge joints of the control arm in addition. It is also possible to equip the suspension with a level control.

Ein Lenkzylinder, bzw. dessen Kolbenstange ist mit einer Spurstange verbunden, welche am Gelenkgehäuse angelenkt ist. Dadurch ist es möglich, über den Lenkzylinder das Gelenkgehäuse im Sinne einer Lenkbewegung zu verdrehen. Die Spurstangen können mit einer Lenkwinkel oder federwegabhängigen Längenverstellung ausgeführt sein. A steering cylinder, or its piston rod is connected to a tie rod, which is hinged to the joint housing. This makes it possible to rotate over the steering cylinder, the joint housing in the sense of a steering movement. The tie rods can be designed with a steering angle or spring-dependent length adjustment.

Es besteht die Möglichkeit, den Radkopf mit einer Scheibenbremse auszurüsten, welche direkt das Fahrzeugrad bremst. It is possible to equip the wheel head with a disc brake which directly brakes the vehicle wheel.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine Radaufhängung geschaffen, welche sich durch einen geringen Bauraumbedarf, geringes Gewicht und dadurch geringe ungefederte Masse und eine gute Beeinflussbarkeit der Radstellung, durch die Ausformung des Achsschenkelträgers ohne gegenseitige Beeinflussung der anderen Räder, auszeichnet. The inventive solution a suspension is created, which is characterized by a small space requirement, low weight and thus low unsprung mass and good influenceability of the wheel position, by the formation of the steering knuckle carrier without mutual interference of the other wheels.

Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu benehmen. Further features are to behave the figure description.

Es zeigen Show it

1 eine Seitenansicht der Radaufhängung, 1 a side view of the suspension,

2 eine Draufsicht der Radaufhängung und 2 a top view of the suspension and

3 eine räumliche Ansicht der Radaufhängung 3 a spatial view of the suspension

1:

Die Radaufhängung umfasst einen Radkopf 1, welcher ein Gelenkgehäuse 2 aufweist, welches drehbar über Schwenklager auf einem Achsschenkelträger 3 gelagert ist. Über Scharnierlager 4 ist ein oberer Querlenker 5 mit dem Achsschenkelträger 3 verbunden. Über ein Scharnierlager 6 ist der untere Querlenker 7 mit dem Achsschenkelträger 3 verbunden. Der obere Querlenker 5 ist über Achsstrebengelenk 8 mit einem Rahmenteil 9 des Fahrzeugs verbunden. Der untere Querlenker 7 ist über ein Achsstrebengelenk 10 mit dem Rahmenteil 9 verbunden. Die Antriebswelle 11 verbindet ein nicht dargestelltes Differenzial mit dem nicht dargestellten Planetengetriebe. Der Dämpfungszylinder 12 ist einerseits mit dem Achsschenkelträger 3 und andererseits mit einem Rahmenteil 9 des Fahrzeugs verbunden. Ein nicht dargestellter Lenkzylinder bzw. dessen Kolbenstange 14 ist mit einer Spurstange 13 verbunden, welche am Gelenkgehäuse 2 angelenkt ist. Durch Bewegen der Spurstange 13 kann das Gelenkgehäuse im Sinne einer Lenkbewegung verdreht werden. Der Achsschenkelträger 3 weist einen oberen Anschlag 17 und einen unteren Anschlag 18 auf, wobei der obere Antrag 17 den Einfederweg begrenzt, indem der obere Anschlag 17 am oberen Querlenker 5 zur Anlage kommt und der untere Anschlag 18 den Ausfederweg begrenzt, indem der untere Anschlag 18 am unteren Querlenker 7 zur Anlage kommt. 1 :

The suspension includes a wheel head 1 , which is a joint housing 2 having, which rotatably via pivot bearings on a steering knuckle 3 is stored. About hinge bearing 4 is an upper wishbone 5 with the stub axle carrier 3 connected. About a hinge bearing 6 is the lower wishbone 7 with the stub axle carrier 3 connected. The upper wishbone 5 is over axle strut joint 8th with a frame part 9 connected to the vehicle. The lower wishbone 7 is over an axle stay joint 10 with the frame part 9 connected. The drive shaft 11 connects an unillustrated differential with the planetary gear, not shown. The damping cylinder 12 is on the one hand with the steering knuckle 3 and on the other hand with a frame part 9 connected to the vehicle. An unillustrated steering cylinder or its piston rod 14 is with a tie rod 13 connected, which on the joint housing 2 is articulated. By moving the tie rod 13 the joint housing can be twisted in the sense of a steering movement. The steering knuckle carrier 3 has an upper stop 17 and a lower stop 18 on, with the top request 17 the compression travel is limited by the upper stop 17 at the upper wishbone 5 comes to rest and the bottom stop 18 limited the rebound, by the lower stop 18 at the lower wishbone 7 comes to the plant.

2:

Der Dämpfungszylinder 12 durchdringt den oberen Querlenker 5, ist vorbeigeführt an der Antriebswelle 11 und am Achsschenkelträger 3 verbunden. Der Radkopf 1 weist eine Scheibenbremse 15 auf, mittels welcher ein nicht dargestelltes Fahrzeugrad, welches mit dem Radkopf 1 verbunden ist, bremsbar ist. 2 :

The damping cylinder 12 penetrates the upper wishbone 5 , is passed by the drive shaft 11 and on the steering knuckle 3 connected. The wheel head 1 has a disc brake 15 on, by means of which an unillustrated vehicle wheel, which with the wheel head 1 connected, is brakable.

3:

Der Achsschenkelträger 3 weist einen Durchbruch 16 auf, welcher die Form eines Langloches hat und durch welchen, bzw. in welchem, die Antriebswelle 11 angeordnet ist. Der Durchbruch 16 kann so gestaltet sein, dass die Antriebswelle geführt, bzw. zentriert werden kann, aber ein Ein- oder Ausfedern des Radkopfes die Antriebswelle nicht behindert. Es besteht auch die Möglichkeit, den Durchbruch 16 so auszugestalten, dass die Antriebswelle keinen Kontakt am Achsschenkelträger 3 hat. 3 :

The steering knuckle carrier 3 has a breakthrough 16 on, which has the shape of a slot and through which, or in which, the drive shaft 11 is arranged. The breakthrough 16 can be designed so that the drive shaft out, or can be centered, but a compression or rebound of the wheel head does not hinder the drive shaft. There is also the possibility of the breakthrough 16 to design so that the drive shaft no contact on the steering knuckle 3 Has.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Radkopf wheel head
22: Gelenkgehäuse joint housing
33: Achsschenkelträger steering knuckle
44: Scharnierlager hinge bearing
55: oberer Querlenker upper wishbone
66: Scharnierlager hinge bearing
77: unterer Querlenker lower wishbone
88th: Achsstrebengelenk Achsstrebengelenk
99: Rahmenteil frame part
10 10: Achsstrebengelenk Achsstrebengelenk
11 11: Antriebswelle drive shaft
12 12: Dämpfungszylinder damping cylinder
13 13: Spurstange tie rod
14 14: Kolbenstange piston rod
15 15: Scheibenbremse disc brake
16 16: Durchbruch breakthrough

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006061259 A1 [0003]

Claims

Wheel suspension for a mobile agricultural machine with a drivable and steerable wheel head ( 1 ) which via an upper wishbone ( 5 ) and a lower wishbone ( 7 ) with a frame part ( 9 ) is connectable to the agricultural machine, characterized in that the upper transverse link ( 5 ) and the lower wishbone ( 7 ) on a steering knuckle carrier ( 3 ) are hinged and the wheel head ( 1 ) a joint housing ( 2 ), which in the sense of a steering movement rotatable with the steering knuckle ( 3 ), wherein a tie rod ( 13 ) on the joint housing ( 2 ) is articulated.

Wheel suspension according to claim 1, characterized in that the upper transverse link ( 5 ) and the lower wishbone ( 7 ) are listed as a triangular wishbone.

Wheel suspension according to claim 1, characterized in that the upper transverse link ( 5 ) and the lower wishbone ( 7 ) via axle stays ( 8th . 10 ), which are designed as radial spherical plain bearings or as molecular joints, with the frame part ( 9 ) are connectable.

Wheel suspension according to claim 1, characterized in that the upper transverse link ( 5 ) and the lower wishbone ( 7 ) via hinge bearing ( 4 . 6 ), which are designed with tapered roller bearings or angular contact bearings, with the steering knuckle ( 3 ) connected is.

Wheel suspension according to claim 1, characterized in that the steering knuckle carrier ( 3 ) with the joint housing ( 2 ) is rotatably mounted via a pivot bearing with a bearing pin.

Wheel suspension according to claim 1, characterized in that the wheel head ( 1 ) one on the joint housing ( 2 ) arranged wheel bearing and a planetary gear.

Wheel suspension according to claim 1, characterized in that the steering knuckle carrier ( 3 ) a breakthrough ( 16 ), by which a drive shaft ( 11 ), whereby the breakthrough ( 16 ) is formed so that by a movement of the wheel head ( 1 ) caused movement of the drive shaft ( 11 ), wherein the drive shaft ( 11 ) additionally in the steering knuckle ( 3 ) is guided.

Wheel suspension according to claim 1, characterized in that the steering knuckle carrier ( 3 ) with a damping cylinder ( 12 ) connected is.

Wheel suspension according to claim 1, characterized in that the damping cylinder ( 12 ) next to a drive shaft ( 11 ) through the upper wishbone ( 5 ) to the frame part ( 9 ) is guided.

Wheel suspension according to claim 1, characterized in that the steering knuckle carrier ( 3 ) at least one stop ( 17 . 18 ), which with one of the two wishbones ( 5 . 7 ) a spring travel of the wheel head ( 1 ) limited.