DE60029317T2

DE60029317T2 - Luftaufhängung einer fahrzeugdoppelachse

Info

Publication number: DE60029317T2
Application number: DE60029317T
Authority: DE
Inventors: Jerome Tinley Park CORTEZ; Ashley Yorkville DUDDING; J. Michael Tinley Park CAVANAUGH; J. Richard Naperville VOGLER
Original assignee: Hendrickson International Corp
Current assignee: Hendrickson International Corp
Priority date: 1999-05-03
Filing date: 2000-04-24
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2020-04-25
Also published as: DE60029317D1; JP2002542976A; AU757598B2; AU7211100A; KR20020010908A; US6193266B1; EP1175305A4; WO2000066378A1; EP1175305A1; NZ515002A; KR100703053B1; CA2370671A1; ES2267530T3; CA2370671C; EP1175305B1; BR0010300A

Description

Hintergrund
Diese Erfindung betrifft so genannte Schwerlast-Arbeitsfahrzeuge und Anhänger, die für verschiedenste Arbeiten im Gelände geeignet sind, etwa Betonmischer-LKWs, Holztransporter und andere LKWs, die schwere Lasten transportieren und auf holprigen, unebenen Böden im Gelände funktionieren müssen. Solche LKWs müssen aber auch für den Überland-Straßenverkehr tauglich sein.
Aufhängungen von jenem Typ, auf den sich die Erfindung bezieht, verwenden Tandemachsen, die durch Tandemausgleichsschwingen an gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs wirksam miteinander verbunden sind. An ihren gegenüberliegenden Enden sind die Tandemausgleichsschwingen schwenkbar mit den Enden der Achsen verbunden, wobei die Tandemausgleichsschwingen durch ein transversales Querrohr verbunden sind, das mit den Mittelpunkten der Tandemausgleichsschwingen verbunden ist. Im Vorschlag der Erfinder ist eine Vielzahl an Luftsäcken an der Oberseite der Tandemausgleichsschwingen direkt unterhalb der longitudinal verlaufenden Chassis-Seitenrahmenelemente in lagernder Beziehung zu diesen angebracht. Eine Drehfeder ist wünschenswerterweise zwischen der hinteren Achse und dem Rahmen verbunden, um seitlichen Aufhängungskräften beim Einschlag des Fahrzeugs standzuhalten. Gemäß der nachstehend beschriebenen Erfindung sind Stabilisierungsmerkmale in den Aufhängungen enthalten, um bei den Fahrzeugen, auf welche diese Aufhängungen angewendet werden, für Rollstabilität, seitliche Stabilität und Längsstabilität (longitudinal) zu sorgen.
Die US-A-5.228.718 beschreibt eine Tandemausgleichsschwingen-Radanordnung für LKWs, Anhänger und dergleichen, die längs verlaufende, zueinander beabstandete und parallele Chassiselemente (Spalte 1, Zeilen 53–54) beinhaltet. Die Tandemausgleichsschwingen-Radanordnung umfasst eine in den Boden eingreifende Radunterwagenkomponente, die ein Paar aus transversal verlaufenden, zueinander beabstandeten und parallelen Radachsen mit in den Boden eingreifenden Rädern an beiden Enden selbiger umfasst, und eine längs verlaufende Tandemausgleichsschwinge, die sich zwischen den Rädern an besagten beiden Enden der Achsen erstreckt (Spalte 1, Zeilen 56–62).
Angesichts des oben Beschriebenen ist es verständlich, dass es allgemein ausgedrückt ein Ziel der Erfindung ist, neue und verbesserte Tandemachsenaufhängungen für LKWs, die für die Arbeit im Gelände auf unebenen Böden bestimmt sind, bereitzustellen, die Tandemausgleichsschwingen verwenden, welche Tandemachsen miteinander verbinden und Strukturen enthalten, die für Rollstabilität, seitliche Stabilität und Längsstabilität sorgen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung von Luftlageraufhängungen, die Luftsäcke oder Luftfedern verwenden, welche bei einem Druck von etwa 0,69 MPa (100 Pfund pro Quadratzoll) oder darunter arbeiten und Belastbarkeits-Ladefähigkeiten aufweisen.
Weitere Ziele der Erfindung sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung ersichtlich und gehen aus dem Folgenden deutlich hervor.
Die Erfindung ist in Anspruch 1 dargelegt.
Für ein vollständigeres Verständnis der Art und des Umfangs der vorliegenden Erfindung kann auf die nun folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform bezug genommen werden, die gemeinsam mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Seitenaufriss einer Tandemachsenaufhängung für einen Arbeitslastkraftwagen oder -anhänger, die Luftsäcke zur Bereitstellung eines Luftlagerlastenträgers verwendet und eine Stabilisatorstruktur als Unteranordnung, die Rollstabilität und Längsstabilität bereitstellt, sowie eine Drehfeder, die für die Bereitstellung seitlicher Stabilität positioniert ist, umfasst;
2 ist eine Draufsicht auf die in 3 dargestellte Aufhängung, bei der Teile einer Seite, die an der anderen Seite identisch sind, weg gelassen wurden;
3 ist ein Seitenaufriss einer Kurbelwange, die ein Element der Stabilisatorstruktur als Unteranordnung der Aufhängung bildet;
4 ist eine Ansicht im Längsschnitt entlang der Linie 4-4 aus 3;
5 ist eine Längsansicht entlang der Linie 5-5 aus 6 eines Stabilisatorrohrs, das ein weiteres Element der Stabilisatorstruktur als Unteranordnung der Aufhängung bildet;
6 ist ein rückseitiger Aufriss entlang der Linie 6-6 aus 5.
Die in den 1 und 2 dargestellte Tandemachsenaufhängung ist insofern herkömmlich, als sie eine im Allgemeinen mit 5 gekennzeichnete Vorderachse, eine im Allgemeinen mit 6 gekennzeichnete Hinterachse, im Allgemeinen mit 7-7 gekennzeichnete vordere und hintere Bodenräder, die an gegenüberliegenden Enden der Achsen 5 und 6 angebracht sind; ein im Allgemeinen mit 8 gekennzeichnetes Stabilisierungs- oder Querrohr und im Allgemeinen mit 10-10 gekennzeichnete Tandemausgleichsschwingen umfasst. Die gegenüberliegenden Enden der Tandemausgleichsschwingen 10 sind unterhalb der Enden der Achsen 5 und 6 durch bekannte Typen von Schwenk-Befestigungsstrukturen, die im Allgemeinen mit 11-11 gekennzeichnet sind, schwenkbar gelagert. Die Einzelheiten solcher Schwenk-Anordnungen und Befestigungsstrukturen sind beispielsweise in der US-A 4.699.399 vom 13.10.1987, die hierin durch Verweis aufgenommen ist, dargestellt und beschrieben.
Die Enden des Stabilisierungsrohrs 8 erstrecken sich in Schwenkbeziehung durch Buchsen an den Mittelpunkten der Tandemausgleichsschwingen 10. Die gegenüberliegenden Enden 12-12 des Stabilisierungsrohrs 8 stehen von den Außenseiten der Tandemausgleichsschwingen 10 vor. Das Stabilisierungsrohr 8 weist einen im Allgemeinen dreieckigen Querschnitt auf, damit die vorstehenden Enden 12 eine fixe Passbeziehung mit einer Kurbelwange 14 an jeder Seite der Aufhängung eingehen. Das Innere 15 des proximalen Endes 16 (3 und 4) einer jeden Kurbelwange ist im Allgemeinen dreieckig geformt, um eine Passbeziehung mit einem dreieckigen Ende 12 des Stabilisierungs- oder Querrohrs 8 einzugehen, wodurch jedes Spiel zwischen den Kurbelwangen 14 und den Enden 12 des Stabilisierungsrohrs 8, an dem die Kurbelwangen wirksam befestigt sind, verhindert wird.
Jede montierte Kurbelwelle 14 ist nach oben und nach vorn geneigt, wie in 1 dargestellt ist, wobei ihr distales Ende 17 schwenkbar mit einem Stift 18 verbunden ist, der seitlich aus einem Hängelager 20 vorsteht, der an der Seite eines jeden der longitudinalen Chassis-Seitenrahmenelemente 21, die Komponenten des an der Aufhängung montierten Chassis bilden, angebracht ist. Die Seitenrahmenelemente 21 sind durch eine vordere Luftfeder oder vorderen Luftsack 19 und ein Paar aus hinteren Luftfedern 22 an der entsprechenden Tandemausgleichsschwinge 10 gelagert. Die oberen Enden der Luftsäcke 19 und 22 sind an Befestigungsteilen 23-23 an den Unterseiten der jeweiligen Rahmenelemente 21 angebracht.
Aus den 1 und 2 geht hervor, dass die Luftfedern oder Luftsäcke 19 und 22 zwar in Bezug aufeinander gleichmäßig beabstandet an den Oberseiten der Tandemausgleichsschwingen 10 angebracht sind, sie jedoch in Bezug auf das Stabilisatorrohr 8 oder die Mittelpunkte der Tandemausgleichsschwingen 10 nicht symmetrisch angeordnet sind. Stattdessen ist die zentrale oder mittlere Luftfeder 22 zum Mittelpunkt der Tandemausgleichsschwinge 10 deutlich nach hinten und in bezug auf das Stabilisatorrohr 8 nach hinten versetzt positioniert. Diese unsymmetrische Befestigungsanordnung sorgt für die Ausbildung eines Abstands für die Rahmenhängelager 20 und wird durch die Verwendung einer vorderen Luftfeder 19, die größer als die kleineren, hinteren Luftfedern 22 ist, ausgeglichen.
Durch die mithilfe von Stiften 18 an den Halterungen 20 schwenkbar angebrachten distalen Enden der Kurbelwangen 14 und durch die an gegenüberliegenden Enden der Querrohre 8 steif angebrachten proximalen Enden selbiger ergibt sich, wie klar hervorgeht, Rollstabilität für das Fahrzeug. Gleichermaßen sorgt diese Stabilisator-Unteranordnung auch für die Längsstabilität (d.h. longitudinal), einschließlich des Widerstands gegenüber Brems- und Beschleunigungskräften des Fahrzeugs.
Um auch für seitliche Stabilität zu sorgen, ist eine transversale Drehfeder 25 (2) an einem Ende 26 an einem Befestigungsteil 27 an der Oberseite der Hinterachse 6 schwenkbar angebracht und am gegenüberliegenden Ende 28 mit einer an einem Chassisträger 21 angebrachten Buchse 30 schwenkbar verbunden. Seitlich wirkende Kräfte, die an die hintersten Reifen in der Tandemaufhängung angelegt werden, werden von der Hinterachse 6 über die Drehfeder 25 direkt an den Fahrzeugrahmen übertragen. Da der hintere Teil des Rahmenelements 21 an der Achse 6 angebracht ist, ist der hintere Teil des Trägers 21 in bezug auf den Fahrzeugrahmen in seitlicher Richtung relativ festgelegt. Die Vorderachse 5 weist keine Drehfeder auf. Somit werden seitlich wirkende Kräfte von der Achse an eine Schwinge 10 übertragen, deren vorderer Teil sich um ein diskretes Ausmaß in die Richtung der angelegten seitlichen Kraft verschieben oder bewegen kann, bis der Schwingenmittelpunkt mit deren internen Buchse ausreichend fehlausgerichtet ist und eine Blockade auftritt. Danach lässt die Verschiebung nach und die seitlich wirkenden Kräfte werden von der Vorderachse an die Schwinge, dann an das Stabilisatorrohr übertragen und schlussendlich vom Fahrzeugrahmen aufgenommen. Zwei Vorteile ergeben sich aus diesem System der seitlichen Fixierung:
Wenn eine Drehfeder an der Vorderachse 5 montiert wäre, würde erstens die bei hoher Anlenkung der Schwinge durch die vordere und die hintere Drehfeder verursachte Verschiebung die Schwinge 10 an ihrem mittleren Lager verfrüht blockieren, da die seitlich Fixierung „überdefiniert" wäre, d.h. es liegen drei seitliche Fixierungspunkte anstatt von zweien vor. Mit nur einer, hinteren Drehfeder kann eine Schwinge 10 für ein größeres Verschiebungsausmaß angelenkt werden und somit größere Hindernisse im Gelände überwinden.
Aufgrund der seitlichen Verschiebung des Vorderteils einer Schwinge 10 in der Richtung der Innenseite des Wendekreises des Fahrzeugs sind zweitens, die sich ergebenden Reifeneinschlagswinkel der Tandemachsen zur Innenseite des Wendekreises hin gerichtet, proportional zur ansteigenden seitlich wirkenden Last ansteigend, und legen ein zum ausgelösten Einschlag entgegengesetztes Drehmoment an das Chassis an, sodass eine Tendenz zur Eigenkorrektur von Abweichungen von einem geraden Fahrzeugweg gegeben ist. Diese der seitlich wirkenden Kraft gehorchende Untersteuerung ist ein wünschenswerter Zustand, der eine stabile und vorhersehbare Handhabe und Kontrolle des Fahrzeugs ermöglicht.
Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung dürfte klar sein, dass an der Aufhängung gewisse Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem in den Ansprüchen definierten Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können anstatt des Stabilisierungsrohrs 8 mit einer im Allgemeinen dreieckigen Form und anstatt der Kurbelwangen mit passend geformten Aufnahmebuchsen auch andere Formen verwendet werden, etwa eine quadratische oder hexagonale Form. Gleichermaßen könnten die vorstehenden Enden 12 des Stabilisatorrohrs 8 axial verzahnt und die proximalen Enden 16 der Kurbelwangen passend verzahnt sein.

Claims

Tandemachsenaufhängung für ein Fahrzeugchassis, das longitudinal verlaufende Chassis-Seitenrahmenelemente (21) umfasst, wobei die Aufhängung longitudinal beabstandete Achsen (5, 6) mit an gegenüberliegenden Enden der Achsen (5, 6) angebrachten Bodenrädern (7), entsprechende longitudinal verlaufende Tandemausgleichsschwingen (10), die zwischen den Enden der Achsen (5, 6) an jeder Seite der Aufhängung verlaufen und schwenkbar an ihren gegenüberliegenden Enden durch die Enden der benachbarten Achsen (5, 6) gelagert sind, und ein Querrohr (8), das zwischen den Mittelpunkten der Tandemausgleichsschwingen (10) in schwenkbarer Beziehung mit diesen verläuft, aufweist, gekennzeichnet durch eine Vielzahl an Luftfedern (19, 22) an jedem der Tandemausgleichsschwingen (10), die in Chassis-lagernder Beziehung mit dem entsprechenden Chassis-Seitenrahmenelement (21) angebracht sind, und eine Stabilisator-Unteranordnung, die eine kombinierte Roll- und Längsstabilisierung bereitstellen, wobei die Unteranordnung Folgendes umfasst: eine Kurbelwange (14) an jeder Seite der Aufhängung, die ein fix am benachbarten Ende des Querrohrs (8) angebrachtes proximales Ende (16) sowie ein schwenkbar mit einem fixen Träger (20) am Chassis-Seitenrahmenelement (21) an einer vor dem Querrohr (8) und oberhalb der Vorderachse (5) befindlichen Stelle verbundenes distales Ende (17) aufweist, wodurch jede Kurbelwange (14) nach oben und nach vorne geneigt ist; wobei das Querrohr (8) durch dessen fixe Verbindungen mit den Kurbelwangen (14) ein Stabilisatorrohr (8) bildet, das bei der Verwendung in Zusammenwirkung mit den Kurbelwangen (14) sowohl eine Roll- als auch eine Längsstabilisierung für ein Fahrzeug, das dieses Chassis und diese Aufhängung umfasst, bereitstellt.
Tandemachsenaufhängung nach Anspruch 1, worin die Enden (12) des Stabilisatorrohrs (8) an den Außenseiten der Tandemausgleichsschwingen (10) vorstehen und die proximalen Enden (16) der Kurbelwangen (14) fix an den vorstehenden Enden (12) für die Drehbewegung mit diesen angebracht sind.
Tandemachsenaufhängung nach Anspruch 2, worin die vorstehenden Enden (12) des Stabilisatorrohrs (8) außen so geformt sind, dass sie eine fixe Passbeziehung mit den proximalen Enden (16) der Kurbelwangen (14) eingehen.
Tandemachsenaufhängung nach Anspruch 3, worin die vorstehenden Enden (12) des Stabilisatorrohrs (8) eine im Allgemeinen dreieckige äußere Form aufweisen.
Tandemachsenaufhängung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Vielzahl an Luftfedern (19, 22) die vollständige Lagerung des Fahrzeugchassis an der Aufhängung bereitstellen, wobei die Luftfedern (19, 22) in Bezug auf das Stabilisatorrohr (8) unsymmetrisch an den Tandemausgleichsschwingen (10) angeordnet sind.
Tandemachsenaufhängung nach Anspruch 5, worin drei gleich beabstandete Luftfedern (19, 22) diese Vielzahl bilden, wobei die mittlere Luftfeder (22) oberhalb des Stabilisatorrohrs (8) angeordnet, ihr Mittelpunkt aber hinter dem Mittelpunkt des Stabilisatorrohrs (8) positioniert ist.
Tandemachsenaufhängung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend eine transversale Drehfeder (25), die schwenkbar an einem Ende (26) mit der Hinterachse (6) verbunden ist und an ihrem gegenüberliegenden Ende (28) schwenkbar mit dem Chassis verbunden ist, um für das Fahrzeug seitliche Stabilität bereitzustellen.