DE1157941B

DE1157941B - Independent wheel suspension with air suspension in an all-terrain vehicle

Info

Publication number: DE1157941B
Application number: DEK41832A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Norbert Van Der Meer; Dipl-Ing Ulrich Kaiser
Original assignee: Krupp Ardelt GmbH
Current assignee: Krupp Ardelt GmbH
Priority date: 1960-10-06
Filing date: 1960-10-06
Publication date: 1963-11-21

Description

Einzelradaufhängung mit Luftfederung bei einem geländegängigen Fahrzeug Die Erfindung bezieht sich auf eine Einzelradaufhängung mit Luftfederung bei einem geländegängigen Fahrzeug mit Abstützung des Fahrzeugrahmens auf die Radachsen unter Vermittlung von Zylinder-Kolben-Kraftgeräten sowie einer Luftfederung, wobei zur Erzielung eines Höhenausgleichs zwischen je zwei oder mehr auf einer Fahrzeugseite hintereinander angeordneten Rädern die Zylinder der zu diesen Rädern gehörenden Kraftgeräte durch eine Ausgleichsleitung miteinander verbunden sind.Independent wheel suspension with air suspension in an all-terrain vehicle The invention relates to an independent wheel suspension with air suspension in a all-terrain vehicle with support of the vehicle frame on the wheel axles below Mediation of cylinder-piston power devices and air suspension, with for Achieving height compensation between two or more on one side of the vehicle wheels arranged one behind the other are the cylinders of the wheels belonging to these wheels Power machines are connected to one another by a compensating line.

Mit der Erfindung wird bezweckt, eine solche Einzelradaufhängung so zu gestalten, daß sich besonders günstige Verhältnisse für das Fahren und Lenken des Fahrzeuges ergeben. Die Erfindung besteht darin, daß bei Anwendung von Querlenkern zur Verbindung der Räder mit dem Fahrzeugrahmen auf einem Querlenker jedes Rades eine balgförmige Luftfeder sitzt, deren oberer Teil gegenüber dem Fahrzeugrahmen durch einen weiteren Querlenker geführt ist, und daß der Fahrzeugrahmen mit Hilfe der auf Zug beanspruchten Zylinder-Kolben-Kraftgeräte an den oberen Teilen der Luftfedern hängt. Zweckmäßig kann die Luft aus den balgförmigen Luftfedern zur Absenkung des Fahrzeugrahmens auf ausgefahrenen Stützen abgelassen und zum Übergang in die Fahrstellung Luft in die Luftfedern eingedrückt werden.The aim of the invention is to provide such an independent suspension to design that particularly favorable conditions for driving and steering of the vehicle. The invention consists in that when using wishbones to connect the wheels to the vehicle frame on a wishbone of each wheel a bellows-shaped air spring sits, the upper part of which is opposite the vehicle frame is guided by another wishbone, and that the vehicle frame with the help of the cylinder-piston power devices on the upper parts of the air springs, which are subjected to tensile loads hangs. Appropriately, the air from the bellows-shaped air springs to lower the Lower the vehicle frame on the extended supports and move to the driving position Air can be pressed into the air springs.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 das Fahrgestell eines geländegängigen Autokranes in einem lotrechten Längsschnitt, Fig. 2 die zugehörige Draufsicht ohne die Motoren und die an diesen sitzenden Getriebe, wobei auch die auf der einen Seite befindlichen Rädern weggelassen sind, Fig. 3 eine Schrägansicht der Aufhängung eines Rades und Fig. 4 bis 6 das Fahrgestell schematisch bei verschiedenen Geländeverhältnissen in Seitenansicht. Der Rahmen des Fahrgestelles wird durch einen biege- und torsionssteifen Hohlkasten 1 gebildet. Er trägt den Kranaufbau, dessen untere Begrenzung in Fig. 1 durch die strichpunktierte Linie 5 angedeutet ist und der auf dem Fahrgestell um eine lotrechte Achse 6 schwenkbar ist. Am vorderen Ende des hohlen Rahmens 1 sitzt ein Führerhaus 7.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown, namely Fig. 1 shows the chassis of an all-terrain truck crane in a vertical longitudinal section, FIG. 2 the associated top view without the motors and the gears seated on them, including those on one side Wheels are omitted, Fig. 3 is an oblique view of the suspension of a wheel and 4 to 6 show the chassis schematically in different terrain in side view. The frame of the chassis is made by a bending and torsion stiff Box girder 1 formed. It carries the crane structure, the lower limit of which is shown in Fig. 1 is indicated by the dash-dotted line 5 and the one on the chassis is pivotable about a vertical axis 6. At the front end of the hollow frame 1 sits a driver's cab 7.

Das Gerät hat zwei Motoren 8, 9. Der Motor 8 ist hinter dem Führerhaus 7 im wesentlichen oberhalb des Hohlkastens 1 so angeordnet, daß seine Ölwanne und ein Teil des angeflanschten Getriebes durch die Öffnung 2 bzw. 3 in das Innere des Kastens hineinragen. Er treibt über eine im Inneren des Kastens 1 befindliche Kardanwelle 10 und ein ebenfalls in diesem Raum angeordnetes dreifaches Differentialgetriebe 11 zwei Paare von Fahrzeugrädern 12, 13 der beiden vorderen Fahrzeugachsen an. Der Motor 9 ist mit seiner unteren Hälfte innerhalb des Hohlkastens angeordnet und ragt mit seinem oberen Teil durch die Öffnung 4 hindurch. Er treibt über eine im Inneren des Kastens 1 befindliche Kardanwelle 14 und ein in demselben Raum angeordnetes dreifaches Differentialgetriebe 15 zwei Paare von Fahrzeugrädern 16, 17 der beiden hinteren Fahrzeugachsen an.The device has two motors 8, 9. The motor 8 is behind the driver's cab 7 arranged essentially above the hollow box 1 so that its oil pan and a part of the flanged gear through the opening 2 or 3 into the interior of the The box. It drives via a cardan shaft located inside the box 1 10 and a triple differential gear also arranged in this space 11 two pairs of vehicle wheels 12, 13 of the two front vehicle axles. Of the Motor 9 is arranged with its lower half within the hollow box and protrudes with its upper part through the opening 4. He's floating about one inside of the box 1 located cardan shaft 14 and one arranged in the same space triple differential gear 15 two pairs of vehicle wheels 16, 17 of the two rear vehicle axles.

Der Fahrzeugantrieb durch beide Motoren 8, 9 erfolgt vorzugsweise bei Geländefahrt mit einer entsprechend großen Leistung. Bei Fahrt auf der Straße wird es häufig genügen, wenn das Fahrzeug nur durch eine der beiden Motoren angetrieben wird, wobei der andere als Reserve zur Verfügung steht. Zur Betätigung des Kranes wird einer, 9, der beiden Motoren verwendet, der dann mit verminderter Drehzahl laufen kann. Beide Motoren übertragen ihre Antriebsleistung über je einen Strömungswandler.The vehicle is preferably driven by both motors 8, 9 when driving off-road with a correspondingly high performance. When driving on the road it will often be sufficient if the vehicle is driven by only one of the two motors with the other being available as a reserve. To operate the crane one, 9, of the two motors is used, which then runs at reduced speed can run. Both motors transmit their drive power via a flow converter each.

Jedes der Räder 12, 13, 16, 17 ist an dem Hohlkasten 1 in bekannter Weise mit einem Paar von Querlenkern 18, 19 befestigt, von denen der untere länger ist als der obere. Die Räder 12, 13 der beiden vorderen Achsen und die Räder 17 der hinteren Achse sind lenkbar. Zum Lenken dienen die Stangen 20, 21, 22 (Fig.2), die gemeinsam mittels einer Stange 23 über Hebelscheiben 24, 25, 26 betätigt werden. Die Fahrzeugräder sind mit Hilfe von balgartigen Luftfedern 27 gefedert, und zwar die vorderen Räder 12, 13 mit je einer Luftfeder und die hinteren Räder 16, 17 mit deren zwei. Die Luftfedern 27 stützen sich auf die oberen Querlenker 18. Die oberen Abschlußscheiben 28 der Luftfedern 27 werden mit Hilfe von am Hohlkasten 1 angelenkten Schwingen 29 geführt. An der oberen Scheibe 28 jeder Luftfeder 27 bzw. jedes Luftfederpaares greifen zwei hydraulische Einrichtungen an, die aus je einem Zylinder 30 und einem in diesen geführten Kolben mit einer Kolbenstange 31 bestehen und von der Scheibe 28 aus schräg nach unten gerichtet sind, wo die Kolbenstange 31 an dem Hohlkasten gelenkig befestigt ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Druck der im Inneren der Einrichtung befindlichen Flüssigkeit den Kolben 31 in den Zylinder hineinzuziehen sucht. Die Zylinder 30 jedes Rades, z. B. des Rades 12, sind durch einen Schlauch 32 und eine anschließende Leitung 33 mit den Zylindern derjenigen hydraulischen Einrichtungen verbunden, die dem dahinter angeordneten Rad, z. B. 13, zugeordnet sind.Each of the wheels 12, 13, 16, 17 is attached to the box girder 1 in a known manner with a pair of wishbones 18, 19, the lower one of which is longer than the upper one. The wheels 12, 13 of the two front axles and the wheels 17 of the rear axle are steerable. The rods 20, 21, 22 (FIG. 2), which are operated jointly by means of a rod 23 via lever disks 24, 25, 26, are used for steering. The vehicle wheels are sprung with the help of bellows-like air springs 27, namely the front wheels 12, 13 each with one air spring and the rear wheels 16, 17 with two. The air springs 27 are supported on the upper wishbones 18. The upper end disks 28 of the air springs 27 are guided with the aid of rockers 29 articulated on the hollow box 1. On the upper disk 28 of each air spring 27 or each pair of air springs attack two hydraulic devices, each consisting of a cylinder 30 and a piston guided in this with a piston rod 31 and directed obliquely downward from the disk 28, where the piston rod 31 is hinged to the box girder. The arrangement is such that the pressure of the liquid located inside the device tends to pull the piston 31 into the cylinder. The cylinders 30 of each wheel, e.g. B. the wheel 12, are connected by a hose 32 and a subsequent line 33 with the cylinders of those hydraulic devices that the wheel arranged behind it, for. B. 13, are assigned.

Auf diese Weise ist ein hydraulischer Höhenausgleich zwischen den beiden hintereinander angeordneten Rädern hergestellt. Denn z. B. beim Anheben des Rades 12 werden die zugehörigen Kolbenstangen 31 um ein bestimmtes Maß aus den Zylindern 30 herausgezogen. Hierdurch wird eine entsprechende Flüssigkeitsmenge aus diesen Zylindern herausgedrückt und durch die Schläuche 32 und die Leitung 33 in die zu dem Rad 13 gehörenden Zylinder hineingedrückt, so daß sich dieses Rad um den gleichen Betrag nach unten bewegen muß. Unabhängig hiervon ist die durch die Luftfedern 27 bedingte Federbewegung der Räder.In this way there is a hydraulic height compensation between the two wheels arranged one behind the other. Because z. B. when lifting the Wheel 12, the associated piston rods 31 to a certain extent from the cylinders 30 pulled out. This creates a corresponding amount of liquid from them Cylinders pushed out and through the hoses 32 and the line 33 in the too the cylinder belonging to the wheel 13 pushed in, so that this wheel is around the same Amount must move down. The air springs 27 are independent of this conditional spring movement of the wheels.

Da sich bei der beschriebenen Einzelradaufhängung die Radachsen in lotrechten Ebenen bewegen, ändert sich beim gegenläufigen Schwingen zweier Räder in der Höhenrichtung deren Achsabstand voneinander nicht, im Gegensatz zu den Verhältnissen bei einem mechanischen Höhenausgleich, bei dem die an den Enden einer Längsschwinge sitzenden Radachsen Kreisbögen beschreiben, deren Radius gleich der halben Länge der Schwinge ist. Infolgedessen kann man auf einfachere Art größere Ausschläge in der Höhenrichtung erzielen als bei einem mechanischen Höhenausgleich.Since the wheel axles are in move perpendicular planes changes when two wheels swing in opposite directions in the vertical direction their center distance from one another not, in contrast to the ratios with a mechanical height compensation, in which the at the ends of a longitudinal rocker Seated wheel axles describe arcs with a radius equal to half the length the swing arm is. As a result, there is a simpler way of getting larger rashes in the height direction than with a mechanical height compensation.

Außerdem nimmt der hydraulische Höhenausgleich weniger Platz in Anspruch als ein mechanischer Ausgleich. Infolgedessen können die einzelnen Räder größere Lenkausschläge ausführen (vgl. Fig. 2).In addition, the hydraulic height compensation takes up less space as a mechanical compensation. As a result, the individual wheels can be larger Carry out steering deflections (see. Fig. 2).

Die geschilderte Einzelradaufhängung mit hydraulischem Höhenausgleich und der hierdurch ermög- z lichte große Ausschlag nach oben und unten bewirkt, daß sich die einzelnen Räder den verschiedenen Geländeunebenheiten besonders gut anpassen und eine gleichmäßige Belastung aller Räder auch bei schwierigem Gelände gewähTleistet isst. So zeigt z. B. E Fig. 4, wie das Fahrgestell eine Böschung mit 26 % Steigerung anfährt. Gemäß Fig. 5 fährt das Fahrzeug über eine Erhöhung mit einer beiderseitigen Neigung von ebenfalls 26 %, und Fig. 6 zeigt das Hindurchfahren eines Fahrzeuges gemäß der Erfindung durch einen Graben mit einer beiderseitigen Neigung gleicher Größe. In allen diesen Fällen liegen sämtliche Räder auf dem Boden an, und der Fahrwerkrahmen bleibt frei vom Boden.The described independent suspension with hydraulic height compensation and the large upward and downward deflection made possible by this means that the individual wheels adapt particularly well to the various uneven terrain and ensures an even load on all wheels, even on difficult terrain eats. So shows z. B. E Fig. 4, how the chassis has an embankment with a 26% increase drives off. According to FIG. 5, the vehicle travels over an elevation with one on both sides Inclination of also 26%, and FIG. 6 shows the passage of a vehicle according to the invention by a trench with a mutual slope the same Size. In all of these cases, all of the wheels are on the ground and the chassis frame stays clear of the ground.

Das Vierachsfahrzeug hat sonach etwa die gleichgünstigen Eigenschaften wie ein Zweiachsfahrzeug. Zum Absenken des Fahrzeugrahmens 1 auf nicht dargestellte, ausgefahrene Stützen kann man die Luft aus den Luftfedern 27 ablassen. Zum Übergang in die Fahrstellung wird dann in die Luftfedern wieder Luft eingedrückt.The four-axle vehicle therefore has approximately the same favorable properties like a two-axle vehicle. To lower the vehicle frame 1 on not shown, When the supports are extended, the air can be let out of the air springs 27. To the transition In the driving position, air is then pressed into the air springs again.

Auch beim Fahren von schwerer Last kann man die Luft aus den Luftfedern ablassen, wobei deren Aufgabe durch nicht dargestellte Gummiklötze übernommen wird. Zum Beispiel kann bei Kranbetrieb durch Anwendung besonders harter Gummiklötze die Querneigung auf das dabei erforderliche Maß vermindert werden.Even when driving with a heavy load, you can get the air out of the air springs drain, their task being taken over by rubber blocks, not shown. For example, when using a crane by using particularly hard rubber blocks, the Cross slope can be reduced to the required level.

Die Erfindung ist naturgemäß auch anwendbar, wenn abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel mehr oder weniger als vier Fahrzeugachsen vorhanden sind; z. B. kommen auch einmotorige Fahrzeuge mit nur drei Achsen in Betracht, wowei zwischen zwei Achsen ein hydraulischer Höhenausgleich angewendet wird. Es kann auch vorkommen, daß zwischen mehr als zwei hintereinander angeordneten Achsen, z. B. zwischen dreien, ein solcher hydraulischer Ausgleich vorgesehen wird.The invention is of course also applicable if different from that illustrated embodiment more or less than four vehicle axles available are; z. B. single-engine vehicles with only three axles come into consideration, wowei Hydraulic height compensation is used between two axes. It can also it happens that between more than two axes arranged one behind the other, e.g. B. between three, such hydraulic compensation is provided.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Independent wheel suspension with air suspension for one all-terrain vehicle with support of the vehicle frame on the wheel axles below Mediation of cylinder-piston power devices and air suspension, with for Achieving height compensation between two or more on one side of the vehicle wheels arranged one behind the other are the cylinders of the wheels belonging to these wheels Strength machines are connected to one another by a compensating line, characterized in that that when using wishbones to connect the wheels (12) to the vehicle frame (1) a bellows-shaped air spring (27) sits on a wishbone (18) of each wheel, its upper part (28) opposite the vehicle frame by a further wishbone (29) is supplied, and that the vehicle frame (1) with the help of the stressed on train Cylinder-piston power devices (30, 31) hang on the upper parts (28) of the air springs.

2, independent suspension according to claim 1, characterized in that the air from the bellows-shaped air springs (27) for lowering the vehicle frame (1) to the extended position Supports (34, 35) lowered and air to the air springs for transition to the driving position can be pressed in. Publications considered: German patent specification No. 471219; USA: Patent No. 2,393,324.