DE102016003885A1 - Radaufhängung für einen Mobilkran - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für eine Fahrzeugachse eines Mobilkrans mit wenigstens zwei Rädern, die über separate Einzelradaufhängungen am Fahrgestell des Mobilkrans aufhängbar sind und die Einzelradaufhängungen wenigstens eine Schwinge als Radträger umfassen, wobei die Schwingen jeweils wenigstens ein Lagermittel zur schwingbaren Anlenkung der Schwinge an einem Seitenteil des Fahrzeugrahmens eines Mobilkrans umfassen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für eine Fahrzeugachse eines Mobilkrans mit wenigstens zwei Rädern, die über separate Einzelradaufhängungen am Fahrgestell des Mobilkrans aufhängbar sind und die Einzelradaufhängungen wenigstens eine Schwinge als Radträger umfassen.
  • Herkömmliche Kranachsen sind über Längslenker und Schräglenker am Fahrgestell eines Mobilkrans angelenkt. Ist die Achse zudem angetrieben, so ist der Antrieb Bestandteil der Achse, welche über mehrere Aufhängepunkte ebenfalls am Fahrgestell montiert ist. Die gesamte Achskonstruktion ist ein durchgehendes Bauteil, das beide Räder miteinander verbindet. Beim Einfedern der Räder kommt es zu einer Federbewegung der gesamten Achskonstruktion inklusive des Antriebs. Bei der Auslegung der Bauteile muss somit sichergestellt sein, dass der Fahrzeugrahmen sowie die Komponenten der Achse diese Federbewegungen zulassen und den entsprechenden Freiraum bieten.
  • Gerade Mobilkrane, insbesondere All-Terrain-Krane, kommen in unwegsamem Gelände zum Einsatz und benötigen dadurch einen großen Federweg. Hier treten oftmals asymmetrische Federwege der Radseiten auf. Bisherige Lösungsansätze sehen teilweise Ausnehmungen im Fahrzeugrahmen vor, in diese dann die Achse einfedern kann. Eine geschlossene Kastenstruktur des Fahrzeugrahmens ist jedoch wichtig für ein hohes Widerstandsmoment des Fahrzeugrahmens. Ausnehmungen reduzieren nachteilig das resultierende Widerstandsmoment, was alternativ mit zusätzlichem Gewicht durch Verstärkungsbleche kompensiert werden kann.
  • Eine alternative Lösung wäre es, die Achse durch einen geschlossenen Fahrzeugrahmen hindurch zu stecken. Für das Einbringen sind geeignet große Ausnehmungen an den Seitenwänden des Fahrzeugrahmens vorzusehen. Hierdurch könnte zwar die gesamte Höhe des Fahrzeugrahmens gesteigert werden, es ergeben sich jedoch Schwierigkeiten bei der Montage und Wartung des Fahrwerks, da die zu wartenden bzw. zu montierenden Teile innerhalb des Fahrzeugrahmens liegen. Beispielsweise ist zur Montage zumindest eine Radseite der Achse zu demontieren und nach dem Einstecken der Achse in den Fahrzeugrahmen diese wieder zu montieren. Dies steigert die Gesamtmontagekosten erheblich. Bei größeren Wartungen muss unter Umständen die gesamte Achse zuerst ausgebaut werden.
  • Nicht außer Acht gelassen werden darf die Größe der benötigten Ausnehmung in den Seitenwänden des Fahrzeugrahmens. Hierbei ist der Ein- und Ausfederweg der kompletten Achse inklusive der Spurstange bei Lenkachsen zu berücksichtigen. Die Breite der Ausnehmung ist definiert von der Achse und der Lage der Spurstange bei Lenkachsen, die Höhe der Ausnehmung ist definiert vom Federweg. Große Ausnehmungen führen stets zu einer deutlichen Schwächung des Fahrzeugrahmens.
  • Das Ziel der Erfindung liegt darin, die mögliche Fahrzeugrahmenhöhe zu steigern, was jedoch möglichst ohne bzw. nur durch kleine Ausnehmungen in der Fahrzeugrahmenstruktur erreicht werden soll.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass für die Radaufhängung des Mobilkrans separate Einzelradaufhängungen eingesetzt werden, die am Fahrgestell des Mobilkrans aufhängbar sind und jeweils wenigstens eine Schwinge als Radträger umfassen. Zwar sind Einzelradaufhängungen bzw. Schwingenachsen im Kranbau bekannt, jedoch schlägt die vorliegende Erfindung einen neuartigen Ansatz vor, wonach diese nicht an der Bodenseite des Fahrzeugrahmens gelagert werden, sondern stattdessen an den Seitenteilen des Fahrzeugrahmens, d. h. an den vertikal bzw. annähernd vertikal stehenden Seitenflächen des Rahmens. Diese Montageart wird dadurch ermöglicht, dass die Schwingen jeweils wenigstes ein Lagermittel zur um eine Horizontalachse schwingbaren Anlenkung der Schwinge an einem Seitenteil des Fahrzeugrahmens eines Mobilkrans aufweisen.
  • Bisher wurden die Schwingen einer Einzelradaufhängung nämlich auf der Bodenfläche, d. h. auf der horizontalen Bodenseite des Fahrzeugrahmens montiert. Die davon abweichende Montageart an einer Seitenfläche des Fahrzeugrahmens führt dazu, dass der Fahrzeugrahmen deutlich höher ausgeführt werden kann. Gleichzeitig wird eine deutlich gesteigerte Bodenfreiheit im Vergleich zu herkömmlichen Achsen erreicht. Gerade die Bodenfreiheit ist ein charakterisierendes Merkmal bei einem „All-Terrain-Kran”.
  • Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die mögliche höhere Stückzahl derartiger Radaufhängungen, da sich diese insbesondere für alle Fahrzeugbreiten anwenden lassen. Die Lagerung der rechten und linken Schwinge an den Seitenteilen des Fahrzeugrahmens ist dann nur entsprechend anders zu positionieren.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine Kulisse pro Einzelradaufhängung, d. h. pro Schwinge, mit einer Kulissenöffnung zur Aufnahme der Schwinge vorgesehen. Dabei wird die Schwingbewegung der Schwinge durch die Kulisse in Vertikalrichtung geführt. Weiterhin kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Kulisse in einem definierten Radius zum Lagerpunkt der Schwinge gekrümmt ausgestaltet ist, sodass der durch die Schwingbewegung beschriebene Radius genau der Krümmung der Kulisse entspricht.
  • Neben der Schwinge ist auch die Kulisse bzw. der Kulissenkörper an einem Seitenteil des Fahrzeugahmens befestigbar, insbesondere am selben Seitenteil des Fahrzeugrahmens, der für die Lagerung der Schwinge genutzt wird.
  • Durch Einsatz der Kulisse können die an der Schwingenlagerung aufzunehmenden Kräfte gegenüber einer herkömmlichen Schwingenachse reduziert werden, da der vorgesehene Kulissenkörper für die Führung der Schwingenbewegung einen Hauptteil der resultierenden Kräfte in der Schwinge aufnimmt. Zu diesen Kräften zählen die angreifenden Seitenkräfte, als auch die aus der Seitenkraft und der Radlast erzeugten Momente. Idealerweise ist die Kulisse direkt auf der senkrechten durch die Radmitte positioniert. In diesem Fall würden alle Seitenkräfte unmittelbar in die Kulisse eingeleitet werden, üblich ist jedoch eine seitlich zur Radmitte versetzte Montage.
  • Auch die Momente, die aufgrund des Versatzes zwischen Radmitte und Kulissenebene aus den Brems- und Antriebskräften entstehen, werden größtenteils durch den Kulissenkörper aufgenommen. Die Brems- und Antriebskräfte selbst werden von der Lagerung der Schwinge aufgenommen. Diese neue Kräfteverteilung hat gegenüber einer konventionellen Achse bzw. einer bereits aus dem Kranbau bekannten Schwingenachse diverse Vorteile. Die Schwinge kann zum einen wesentlich schlanker ausgeführt werden und die Lagerung der Schwinge kann wesentlich kleiner ausgeführt werden, wodurch sich zahlreiche Vorteile bei der Herstellung und Wartung derartiger Radaufhängungen ergeben. Bei gleicher Rahmenbreite des Fahrzeugrahmens kann die Rahmenhöhe dadurch uneingeschränkt oder nur von der gewünschten Bodenfreiheit beschränkt vergrößert werden. Die erfindungsgemäße Radaufhängung hat demnach keinen Einfluss mehr auf die maximal mögliche Rahmenhöhe.
  • Es ist vorteilhaft, wenn an der Schwinge wenigstens ein Anker angeordnet ist und die Schwinge mit dem Anker gemeinsam um den Lagerpunkt der Schwinge schwenkbar ist, wobei der Anker innerhalb der Kulisse geführt ist. Vorzugsweise enthält die Kulisse und/oder die Schwinge bzw. der Anker ein oder mehrere Führungsmittel zur reibungsoptimierten Führung bzw. reibungslosen Führung des Ankers innerhalb der Kulisse.
  • Als Führungsmittel sind vorzugsweise ein oder mehrere Laufrollen vorgesehen, die in geeigneter Art und Weise am Anker befestigt sind. Diese Laufrollen rollen auf entsprechenden Führungsbahnen der Kulisse ab. Denkbar ist es, dass zwei oder mehrere Laufrollen in Schwingungsrichtung versetzt zueinander am Anker angeordnet sind. Dadurch können auch Momente als Kräftepaare aufgenommen werden.
  • Ferner ist es vorstellbar, dass eine Laufrolle aus wenigstens einem drehbaren Rollenkörper besteht. Da sich über die Breite des Ankers unterschiedliche Radien für die abzurollenden Kreisbahnen ergeben, sind vorzugsweise wenigstens zwei Rollenkörper parallel und koaxial zueinander angeordnet. Alternativ könnte auch ein einziger, dafür breiterer Rollenkörper eingesetzt werden. Ein breiterer Rollenkörper mit konstantem Umfang erweist sich jedoch hinsichtlich des Abrollweges, d. h. Außenseite zur Innenseite, als nicht optimal. Stattdessen ist der Einsatz einer sogenannten Kegelrolle als Rollenkörper besser geeignet. Der Rollenkörper läuft in Richtung der Schwingenlagerung konisch zusammen. Prinzipiell lässt sich die Kulisse auch als Ausschnitt eines Axialwälzlagers auffassen.
  • Die Führungsbahnen der Kulisse können zweckmäßigerweise durch ein demontierbares Blech der Kulisse gebildet sein. Die Demontierbarkeit erleichtert den nachträglichen Austausch und Ersatz der Führungsbahnen, die den üblichen Verschleißwirkungen während der Schwingbewegungen unterliegen. Das verwendete Blechmaterial ist vorzugsweise ein verschleißarmes Material.
  • Denkbar ist es ebenfalls, dass die Kulisse selbst, insbesondere der Bereich der Schwingenführung in der Kulisse, gekapselt ist, um die Kulisse bzw. den Führungsmechanismus des Ankers vor äußeren Umwelteinflüssen zu schützen. Eine Kapselung lässt sich beispielsweise durch ein oder mehrere überlappende Bleche des Ankers und/oder der Kulisse erreichen.
  • Die Radaufhängung kann als gelenkte, insbesondere hydraulisch gelenkte, oder als ungelenkte Achse ausgestaltet sein. Ebenso kann die Achse ohne Antrieb sein oder als angetriebene Achse mit entsprechendem Antrieb und/oder Getriebe ausgestaltet sein.
  • Ferner kann die Radaufhängung einen Umlenkhebel umfassen, der schwenkbar am Fahrgestell anlenkbar ist und pro Radseite wenigstens eine separate Spurstange aufweist, die den Umlenkhebel mit der jeweiligen Radseite verbindet. In diesem Fall kann der Umlenkhebel vorzugsweise durch ein oder mehrere Lenkzylinder betätigbar sein, wobei der Einfluss der Lenkzylinder auf den Umlenkhebel über die Spurstangen an die jeweiligen Radseiten zur Ausführung der Lenkbewegung weitergegeben wird. Denkbar ist es auch, dass der Umlenkhebel mit einer oder mehreren weiteren Radachsen verbindbar ist, idealerweise über eine weitere Lenkstange mit einer gelenkten weiteren Radachse verbindbar ist.
  • Das wenigstens eine Rad kann über einen Achsschenkel schwenkbar an der Schwinge gelagert sein. In diesem Fall ist die Spurstange mit dem Achsschenkel, vorzugsweise mittels Spurhebel verbunden. Idealerweise sitzt der Achsschenkel vorzugsweise an der Schwingenspitze.
  • Die Erfindung betrifft zudem einen Mobilkran mit wenigstens einer Radaufhängung gemäß der vorliegenden Erfindung bzw. einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung. Demnach ergeben sich für den Mobilkran dieselben Vorteile und Eigenschaften wie sie bereits anhand der erfindungsgemäßen Radaufhängung diskutiert wurden. Auf eine wiederholende Beschreibung wird aus diesem Grund verzichtet.
  • Gemäß der Erfindung ist zumindest die Schwinge, optional ebenfalls die Kulisse an einem Seitenteil des Fahrzeugrahmens montiert. Als Seitenteil ist eine vertikale bzw. nahezu vertikalstehende Wandfläche des Fahrzeugrahmens zu verstehen. Dadurch ist die Schwinge um eine Horizontalachse gegenüber dem Fahrzeugrahmen schwenkbar.
  • Der Mobilkran gemäß der Erfindung zeichnet sich zudem dadurch aus, dass etwaige Spurstangen und/oder Antriebswellen zur Verbindung der Radseiten mit einem etwaigen Antrieb und/oder Umlenkhebel durch ausreichende Ausnahmen der Seitenteile in den Innenraum des Fahrzeugrahmens geführt sind bzw. sich durch diese Ausnahmen in den Innenraum des Fahrzeugrahmens erstrecken. Zusätzlich können etwaige Lenkzylinder und/oder Lenksensoren bzw. ein Antrieb für die Radaufhängung und/oder ein Umlenkhebel innerhalb des Fahrzeugrahmens angeordnet sein, um diese insbesondere vor Steinschlag und äußeren Umwelteinflüssen schützend zu lagern.
  • Die Lage der Lagerstelle der Schwinge kann auf Höhe der Radmitte sein. Denkbar ist jedoch auch eine nach oben oder unten zur Radmitte versetzte Anordnung am Seitenteil des Fahrzeugrahmens.
  • Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
  • 1: zwei Teilansichten des Fahrzeugrahmens eines Mobilkrans mit der erfindungsgemäßen Radaufhängung;
  • 2: eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Radaufhängung ohne Fahrzeugrahmen sowie diverse Teilansichten einer Einzelradaufhängung;
  • 3: Ansichten der erfindungsgemäßen Radaufhängung in einer Ausführungsvariante als angetriebene Achse;
  • 4: eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung der wirkenden Kräfte auf die Radaufhängung;
  • 5: eine Darstellung der Geometrieverhältnisse einer Radseite mit Federungszylinder;
  • 6: eine Gegenüberstellung der erfindungsgemäßen Radaufhängung gegenüber einer vorbekannten Schwingenachse und
  • 7: eine Prinzipskizze zur Erläuterung des Lenkverhaltens mit unterschiedlicher Befestigungsposition des Umlenkhebels am Fahrgestell.
  • Ziel der Erfindung ist es, die maximal mögliche Höhe des Fahrzeugrahmens zu vergrößern. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht jedoch nicht nur eine deutliche Vergrößerung der Fahrzeugrahmenhöhe, sondern bietet zudem eine gesteigerte Bodenfreiheit im Vergleich zu herkömmlichen Achsen. Eine gute Bodenfreiheit ist gerade bei einem All-Terrain-Kran ein wichtiges Merkmal.
  • Diese Vorgabe wird durch die erfindungsgemäße Radaufhängung erfüllt. Ein erstes Ausführungsbeispiel ist in den 1 und 2 wiedergegeben. Die Radaufhängung baut auf zwei separaten Einzelradaufhängungen in Form von Schwingenachsen auf. Jede Radseite 100, 101 ist per Schwinge 12 um eine horizontale und quer zur Fahrtrichtung orientierte Schwingenachse federbar an einer in etwa vertikalen Seitenwand 103, 104 des Fahrzeugrahmens 102 gelagert. Die Radseiten 100, 101 sind bei Lenkachsen über Achsschenkel 24 um vertikale oder beinahe vertikale Drehachsen drehbar an der Schwingenspitze gelagert. Die Betätigung der Drehlager der Radseiten 100, 101 erfolgt mittels Spurhebel 20, die gelenkig mit separaten Spurstangen 3, 3' verbunden sind. Diese Spurstangen 3, 3' sind jeweils gelenkig an einem zentralen Umlenkhebel 1 montiert, dieser wiederum um eine vertikal stehende Schwenkachse drehbar am Fahrzeugrahmen 102 angelenkt ist.
  • Die Konstruktion ist zudem als Kulissenschwingachse ausgestaltet. Jede Schwinge 12 ist mittels einer zugeordneten Kulisse 60 geführt, die ebenfalls wie die Schwinge 12 an der Seitenwand 103, 104 des Fahrzeugrahmens 102 befestigt ist. Die Schwinge 12 erstreckt sich vom Lagerpunkt 13 durch die Kulissenöffnung hindurch, wobei am freien Ende der Schwinge der Achsschenkel 24 sitzt. Vertikale Kräfte werden durch einen Federungszylinder 10 pro Radseite 100, 101 aufgenommen, wobei der Zylinder 10 auf der Drehachse der Achsschenkel 24 sitzt.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die als Kulissenschwingachse ausgestaltete Radaufhängung für alle Fahrzeugbreiten angewendet werden kann. Die Lagerung 13 der rechten und linken Schwinge 12 ist dann nur entsprechend anders zu positionieren. Bei angetriebenen Achsen (siehe 3) sind die Gelenkwellen 9 in der Länge anzupassen. Diese universelle Konstruktion der erfindungsgemäßen Radaufhängung ermöglicht deutlich höhere Stückzahlen bei der Produktion, was im Endeffekt geringere Produktionskosten bedeutet.
  • Gegenüber einer herkömmlichen Schwingenachse, deren Schwingen an der Bodenplatte des Fahrzeugrahmens gelagert sind, werden bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht mehr so große Kräfte in der Lagerung 13 aufgenommen. Stattdessen nimmt der Kulissenkörper 60 einen Hauptanteil der Kräfte auf. Die auf die Radseite angreifenden Kräfte sind der 4 zu entnehmen. Diese Kräfte sind sowohl die Seitenkräfte Fq selber, als auch die aus der Seitenkraft Fa und der Radlast FR erzeugten Momente. Falls die Kulisse 60 direkt in der Senkrechten durch die Radmitte positioniert wird, würden alle Seitenkräfte Fq direkt in die Kulisse 60 eingeleitet werden.
  • Auch die Momente, die aus den Brems- und Antriebskräften FA/B entstehen, werden größtenteils in dem Kulissenkörper 60 aufgenommen. Die Brems- und Antriebskräfte FA/B selbst werden von der Lagerung 13 aufgenommen. Diese neue Kräfteverteilung hat gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Schwingenachse diverse Vorteile. Zum einen kann die Schwinge 12 wesentlich schlanker ausgeführt werden. Zum anderen lässt sich auch die Lagerung 13 wesentlich kleiner dimensionieren. Der hierdurch erzielte Vorteil ist in der 6 erkennbar. Rechts ist eine Schwingachse 80 mit Lagerung an der Bodenplatte des Fahrzeugrahmens 102 dargestellt, links die erfindungsgemäße Lösung. Bei gleicher Rahmenbreite kann die Rahmenhöhe uneingeschränkt – oder nur von der gewünschten Bodenfreiheit beschränkt – vergrößert werden. Die erfindungsgemäße Achse 100 hat keinen Einfluss mehr auf die Rahmenhöhe.
  • Der Kulissenkörper 60 ist seitlich fest mit dem Fahrzeugrahmen 102 verbunden. Als Führungsmittel ist im Bereich der Durchführung durch die Kulisse 60 an der Schwinge 12 ein Anker 61 angebracht. Der Anker 61 ist in 2b erkennbar, die eine Darstellung der Radseite 100 mit geöffneter Kulisse 60 zeigt.
  • Die Schwinge 12 ist mit dem Anker 61 als gemeinsames Bauteil um die Lagerung 13 schwenkbar. Der Anker 61 weist eine reibungsarme Führung in dem Kulissenkörper 60 auf. Diese Führung kann durch mehrere Rollen 62, 62' gebildet sein, die drehbar im Anker 61 gelagert sind. Im gezeigten Beispiel der 2b sind jeweils zwei Rollenkörper paarweise mit koaxialen Rollachsen nebeneinander montiert. Dies ist dem unterschiedlichen Radius der überfahrenen Kreisbahn der Kulisse 60 geschuldet. Alternativ wäre eine einzige, breitere Rolle denkbar, idealerweise in Form einer Kegelrollen.
  • Über den Kreisbahnradius sind zwei Rollen 62, 62' im Abstand d (siehe 4) zueinander vorgesehen, um Momente als Kräftepaar aufnehmen zu können. Der Abstand der Führungsbahnen 64 im Kulissenkörper 60 ist etwas größer als der Durchmesser der Rollen 62, 62'. Somit ist sichergestellt, dass die Rollen 62, 62' sicher abrollen ohne zu klemmen.
  • Die Führungsbahnen der Kulisse 60 werden durch ein tauschbares und verschleißarmes Einlegeblech 65 gebildet (s. 4). Weiter kann die gesamte Kulissenführung in geeigneter Form gekapselt und somit vor Umwelteinflüssen weitestgehend geschützt sein. Dies kann unter anderem auch mittels überlappenden Blechen 66, 67 erfolgen.
  • Die gesamte Kulissenschwingenachse besteht aus der linken Kulissenschwingenachse 100 und der rechten Kulissenschwingenachse 101. Die Achse kann als gelenkte oder nicht gelenkte Achse und ohne oder mit Antrieb ausgestaltet sein.
  • Das Ausführungsbeispiel der 1, 2 stellt hingegen eine nicht angetriebene, aber gelenkte Achse dar. Die hydraulische Lenkung wird mittels der beiden Lenkzylinder 7 umgesetzt, die am Umlenkhebel 1 angreifen. Weiter kann der Umlenkhebel 1 über Lenkstangen mit weiteren mechanisch gelenkten Achsen in Verbindung stehen. Mehrere (mindestens 2) Lenkzylinder 7 sind in zweikreisigen Lenkanlagen notwendig. Der Lenkzentrierzylinder 4 stellt im Fehlerfall der Lenkung die Achse auf Geradeauslauf.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer angetriebenen und gelenkten Achse. Der Antrieb 8 steht dazu über Antriebswellen 9 mit den Radaufhängungen 100, 101 in Verbindung, die übrigen Komponenten entsprechenden denen des ersten Ausführungsbeispiels. Bisher war der Antrieb 8 als Teil der Achse beweglich. Bei der vorliegenden Erfindung mit der Kulissenschwingachse kann der Antrieb 8 fest am Fahrzeugrahmen 102 angebracht werden. Da die Bewegung des Antriebs 8 nicht mehr zu berücksichtigen ist, kann die Höhe des Fahrzeugrahmens 102 weiter vergrößert werden. Die Antriebswellen 9 sind wegen des Federweges längenveränderlich. Der Antrieb 8 kann auch ein Durchtrieb sein.
  • Alternativ kann durch die Erfindung auch eine angetriebene, jedoch ungelenkte Achse verwirklicht werden. Im Fall einer ungelenkten und nicht angetriebenen Achse wäre überhaupt keine Ausnehmung am Fahrzeugrahmen 102 erforderlich. Diese Ausführung ist besonders vorteilhaft, wenn der Kran eine Sternabstützung aufweist und die Achse im Bereich des Topfes angebracht ist. Bei den übrigen Versionen (2, 3 sowie angetriebene und ungelenkte Achse) werden je nach Ausführung und Federweg kleinere Ausnehmungen in der Fahrzeugrahmenstruktur 102 benötigt.
  • Durch die Verwendung des Umlenkhebels 1 soll der Lenkfehler auf ein Minimum reduziert bzw. weitestgehend symmetrisch ausgerichtet werden. Die Lage und die Ausführung des zentralen Umlenkhebels 1 und der Spurhebel 20 beeinflussen auch die Lenkwinkel der beiden Radseiten 100, 101 zueinander. Der Fixpunkt ist der Umlenkhebel 1. Treten beim Federn der beider Radseiten 100, 101 Lenkfehler auf, dann sind die dabei entstehenden Lenkfehler in der Regel symmetrisch. Es können auch bewusste symmetrische Lenkfehler erzeugt werden, die bei bestimmten Fahrsituationen, unter anderem beim Bremsen, durch Erzeugung einer Vorspur die Fahrsicherheit erhöhen.
  • 7a zeigt die ideale Lage des Anlenkpunktes 22 der Spurstange 3 am Umlenkhebel 1. Der Anlenkpunkt 22 liegt in der Achse der Lagerung 13, um die die Schwinge 12 schwingt. Hieraus entsteht beim Federn der Schwingenachse bei der Geradeausfahrt kein Lenkfehler. Durch Versetzen des Umlenkhebels 1 mit dem Anlenkpunkt 22 aus der Achse der Lagerung 13 heraus (7b), wird beim Federn der Schwingenachse bei der Geradeausfahrt eine Vorspur erzeugt. Dies erfolgt durch die unterschiedlichen Radien R(100, 101), R(3) der Radseiten 100, 101 sowie der Spurstangen 3 und durch Versetzen des Zentrums des Radius R(3) der Spurstange 3.
  • Auf der Schwenkachse 2 kann ein Lenkwinkelsensor zur Steuerung einer elektrohydraulisch gelenkten Achse angebracht werden. Der Lenkwinkelsensor gibt den Lenkwinkel für die hinteren elektrohydraulisch gelenkten Achsen vor. Die Lenkzylinder 7 der Achsen folgen der Vorgaben der Lenkwinkel.
  • Wie bereits voranstehend beschrieben werden die vertikalen Kräfte durch die Federungszylinder 10 aufgenommen, die auf der Drehachse des Achsschenkels 24 angebracht sind. Alternativ könnten diese auch auf der Schwinge 12 befestigt sein. Eine Befestigung auf der Schwinge 12 weist den Vorteil auf, dass die Länge der Federungszylinder 10 bei gleichem Federweg kürzer ausgeführt werden können (Übersetzung bzw. Strahlensatz, nahe an der Lagerung 13 der Schwinge). Hierdurch kann Gewicht eingespart werden. Eine Darstellung der Geometrieverhältnisse ist den 5a, 5b zu entnehmen, wobei 5a die Variante mit einem auf dem Achsschenkel montierten Federungszylinder zeigt und 5b die zweite Variante mit Montage auf der Schwinge 12 darstellt.
  • Prinzipiell wäre es eigentlich optimal, wenn sich der Anlenkpunkt des Federungszylinders 10 vertikal auf der Höhe der Lagerung der Schwinge 12 befinden würde. Somit ergibt sich bei symmetrischen Federweg die kleinste Schrägstellung des Federungszylinders 10 bei ein- und ausgefedertem Zustand. Dieser Effekt ist auch erzielbar, indem man den Federungszylinder schräg stellt. Er ist dann nahezu optimal angebracht. wenn sich seine Längsachse auf der Tangente zur Kreisbahn des Verbindungspunktes mit der Schwinge um die Lagerung 13 befindet (s. 5a)
  • Bei kleinen Federwegen wäre auch die Anbringung des Federungszylinders 10 auf der Drehachse des Achsschenkels 24 möglich. Der untere Anlenkpunkt des Federungszylinders 10 liegt wesentlich höher als die der Lagerung der Schwinge 12. Bei großen Federwegen ist durch die Geometrie bedingt, dass sich bei Anbringung auf der Drehachse des Achsschenkels 24 der Federungszylinder 10 zu sehr schräg stellt. Darum wird der Federungszylinder 10 bei größeren Federwegen auf der Schwinge 12 angebracht und/oder schräggestellt (bspw. 5b, Bezugszeichen 10').
  • Weiter sind die Lenkzylinder 7 und der Lenkzentrierzylinder 4 nicht mehr mit den federnden Radseiten 100, 101 verbunden. Somit vermindert sich deren Bewegung sehr stark, insbesondere reduziert sich deren Bewegung auf die Bewegung, die aus der Schwenkbewegung des Umlenkhebels 1 resultiert. Somit ist die notwendige energetische Versorgung (Hydraulikleitungen und/oder elektrische Leitungen) der Lenkzylinder 7 und der Lenkzentrierzylinder 4 einfacher und weniger störanfällig. Auch kann sie kürzer gestaltet werden, wodurch wieder etwas Gewicht eingespart wird.
  • Auch liegen die Bauteile (Umlenkhebel 1, Spurstangen 3, Lenkzylinder 7, Lenkwinkelsensor und Lenkzentrierzylinder 4) innerhalb des Fahrzeugrahmens und sind somit vor dem Spritzbereich der beiden Radseiten 100, 101 geschützt. Diese Bauteile sind folglich weniger Umwelteinflüssen wie Steinschlag, usw. ausgesetzt, was sich positiv auf deren Störanfälligkeit und Haltbarkeit auswirkt. Als weiterer Vorteil ist zudem die Verringerung der ungefederten Massen zu sehen. Durch Anbringung der Lenkzylinder 7 und der Lenkzentrierzylinder 4 mit deren Hydraulikleitungen und elektrischen Leitungen sind diese als Teil des Fahrzeugrahmens 102 zu sehen und nicht mehr als Teil der ungefederten Radseiten 100, 101.
  • Die Lagerung 13 der Schwinge kann in Fahrtrichtung vor der Radachse (gezogene Ausführung) wie auch hinter der Radachse (geschobene Ausführung) angebracht sein. Auch benachbarte Achsen können unterschiedlich angebracht sein. Achsen mit einer geschobenen Ausführung haben eine Schwenkachse der Schwinge hinter der Radachse, gezogene Achsen davor. Geschobene Ausführungen haben wesentliche Vorteile beim Einsatz als Vorderachse. Beim Bremsen kann eine Kraft erzeugt werden, die dem Einnicken des Fahrzeugs entgegenwirkt. Somit wird das Fahrverhalten wesentlich verbessert.
  • Die Lenkzylinder 7 und ggf. auch der Lenkzentrierzylinder 4 und der oder ggf. die Drehwinkelgeber könnten auch an den ungefederten Radseiten angebracht sein. Die Funktion des Umlenkhebels 1 und der Spurstangen 3 würden unverändert bleiben. Abschließend ist zu erwähnen, dass die Lage der Lagerstelle 13 beliebig gewählt sein kann. Sie muss sich also nicht auf der Höhe der Radmitte befinden. Ebenso kann die Lage der Kulisse 60 freigewählt sein. Auch kann die Form der Schwinge 12 beliebig gestaltet sein.
  • Ebenso ist es vorstellbar, dass beide Radseiten 100, 101 direkt mit einer Spurstange 3 verbunden sind. In diesem Fall sind die Spurhebel 20 mit der Spurstange 3 verbunden. Damit könnte der Umlenkhebel 1 und die beiden vorher erwähnten Spurstangen entfallen.

Claims (15)

  1. Radaufhängung für eine Fahrzeugachse eines Mobilkrans mit wenigstens zwei Rädern, die über separate Einzelradaufhängungen am Fahrgestell des Mobilkrans aufhängbar sind und die Einzelradaufhängungen wenigstens eine Schwinge als Radträger umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingen jeweils wenigstens ein Lagermittel zur schwingbaren Anlenkung der Schwinge an einem Seitenteil des Fahrzeugrahmens eines Mobilkrans umfassen.
  2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radaufhängung wenigstens eine Kulisse mit einer Kulissenöffnung zur Aufnahme der Schwinge umfasst, wobei die Schwingbewegung der Schwinge durch die Kulisse in Vertikalrichtung geführt ist, und wobei die Kulisse vorzugsweise in einem definierten Radius zum Lagerpunkt der Schwinge gekrümmt ist.
  3. Radaufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse an einem Seitenteil des Fahrzeugrahmens befestigbar ist, insbesondere am selben Seitenteil für die Lagerung der Schwinge.
  4. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schwinge ein Anker angeordnet ist und die Schwinge mit dem Anker gemeinsam um den Lagerpunkt der Schwinge schwenkbar ist, wobei der Anker innerhalb der Kulisse geführt ist und vorzugsweise ein oder mehrere Führungsmittel zur reibungsoptimierten Führung bzw. reibungslosen Führung des Ankers innerhalb der Kulisse vorgesehen sind.
  5. Radaufhängung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker ein oder mehrere Laufrollen umfasst, die auf entsprechenden Führungsbahnen der Kulisse abrollen.
  6. Radaufhängung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Laufrollen in Schwingungsrichtung versetzt zueinander am Anker angeordnet sind.
  7. Radaufhängung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Laufrolle genau einen Rollkörper, insbesondere in Form einer Kegelrolle, oder wenigstens zwei koaxial zueinander angeordnete Rollenkörper umfasst.
  8. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahnen der Kulisse durch ein demontierbares Blech der Kulisse gebildet werden, wobei das verwendete Blechmaterial vorzugsweise verschleißarm ist.
  9. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse, insbesondere der Bereich der Schwingenführung in der Kulisse gekapselt ist, insbesondere mittels ein oder mehrerer überlappender Bleche des Ankers und/oder der Kulisse.
  10. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Radaufhängung eine gelenkte oder ungelenkte und/oder angetriebene oder nicht angetriebene Achse eines Mobilkrans verwirklichbar ist.
  11. Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radaufhängung einen Umlenkhebel umfasst, der drehbar am Fahrgestell anlenkbar ist und pro Radseite wenigstens eine separate Spurstange vorgesehen ist, die den Umlenkhebel mit der jeweiligen Radseite verbindet, wobei der Umlenkhebel vorzugsweise durch ein oder mehrere Lenkzylinder betätigbar ist und/oder über eine weitere Lenkstange mit wenigstens einer weiteren Radachse verbindbar ist.
  12. Radaufhängung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rad über einen Achsschenkel schwenkbar an der Schwinge gelagert ist und die Spurstange mit dem Achsschenkel, vorzugsweise mittels Spurhebel, verbunden ist, wobei der Achsschenkel vorzugsweise an der Schwingenspitze sitzt
  13. Mobilkran mit wenigstens einer Radaufhängung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Schwinge und optional die Kulisse an einem Seitenteil des Fahrzeugrahmens montiert sind.
  14. Mobilkran nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich etwaige Spurstangen und/oder Lenkzylinder und/oder Lenksensoren und/oder ein Antrieb und/oder ein Umlenkhebel durch den Fahrzeugrahmen erstrecken bzw. innerhalb des Fahrzeugrahmens liegen, insbesondere von der seitlichen Montageposition durch Ausnahmen des Seitenteils des Fahrzeugrahmen in das Innere des Fahrzeugrahmens geführt sind.
  15. Mobilkran nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Lagerstelle der Schwinge auf Höhe der Radmitte oder über- bzw. unterhalb der Radmitte liegt.
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