SE528713C2

SE528713C2 - Adjustable wheel suspension for commercial vehicles

Info

Publication number: SE528713C2
Application number: SE0501263A
Authority: SE
Inventors: Goete Haakansson
Original assignee: Fors Mw As
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2007-01-30
Also published as: SE0501263L; NO20076141L; EP1885568A4; EP1885568A1; WO2006130077A1

Abstract

Adjustable wheel suspension for a utility vehicle with two wheels located on the same side of the vehicle (1 ), suspended on a vehicle frame (3). The wheels are mounted on separate supporting arms (14, 15) in such a way that they can rotate on separate wheel axles (18, 19) and can assume different height positions in relation to each other. The wheel suspension has a suspension part (13) arranged on the frame (3) on each side, mounted on a pivot axle (12) in such a way that it can pivot. This is mounted on the supporting arms (14, 15), in such a way that it can pivot, at a distance from the bearing axle (18, 19) of the respective wheel. Linear force devices (30, 31 ) are arranged between the frame and the movable suspension part, for controlling the position of the suspension part. Linear force devices (52, 53) are arranged between the supporting arms and the suspension part for controlling the rotational position of each supporting arm in relation to the suspension part and hence the height of each wheel axle in relation to the frame.

Description

25 30 528 713 FÖREDRAGEN urFöRiNe-sFoRM Hjulupphängningen enligt uppﬁnningen kan användas på olika typer av hjulfordon för transport av nyttolast, där man har behov av en boggi, som är omställbar mellan rörligt och fast skick och där man önskar en mellan olika höjdlägen inställbar fordonsram, som exempelvis vid släpvagnar av typ lastväxlarvagn 1, som således visas med ett exempel i ﬁg. 1 och 2. 25 30 528 713 PREFERRED CATEGORY FORM The wheel suspension according to the invention can be used on different types of wheeled vehicles for transporting payloads, where you need a bogie, which is adjustable between movable and fixed condition and where you want a vehicle frame adjustable between different heights, as for example in trailers of type demountable trailer 1, which is thus shown with an example in ﬁ g. 1 and 2.

Grunduppbyggnaden för en vagn av aktuell typ innefattar ett chassi 2 med en ram 3 och hjulupphängning 4 för hjulen 5-8, som är minst två på varje sida och bildar en samverkande enhet, vanligen kallad boggi. I större fordon, släpfordon eller dragfordon förekommer även främre hjul, men i princip kan ett släpfordon med en boggi enligt uppfinningen bestå av två hjulpar och en i ramens främre ände anordnad draganordning. l övrigt har vagnen i exemplet en överbyggnad i form av en växlarenhet 9 med tippram 10 och växelflak 11, dvs ett löst flak som kan tippas av och ställas för lastning, och växlas till nytt flak. För detta ändamål är en höjdregleringsfunktion fördelaktig för att i Iossningsläge och lastningsläge kunna sänka ramen till en lägre höjd, som ger en mindre pådragningsvinkel, och i körläge kunna inta en högre höjd.The basic structure of a carriage of the type in question comprises a chassis 2 with a frame 3 and wheel suspension 4 for the wheels 5-8, which are at least two on each side and form a cooperating unit, usually called a bogie. In larger vehicles, trailers or towing vehicles, front wheels are also present, but in principle a trailer with a bogie according to the invention can consist of two pairs of wheels and a towing device arranged at the front end of the frame. In the example, the trolley in the example has a superstructure in the form of an exchange unit 9 with a tipping frame 10 and an exchange platform 11, ie a loose platform which can be tipped off and set for loading, and exchanged for a new platform. For this purpose, a height adjustment function is advantageous in order to be able to lower the frame to a lower height in the unloading position and the loading position, which gives a smaller angle of application, and to be able to assume a higher height in the driving position.

Genom sänkning av ramen vid lastning av ett växelﬂak minskas vridmomentet på vagnen med minskad risk för resning av vagnen framtill.By lowering the frame when loading a gear ﬂ ak, the torque on the trolley is reduced with a reduced risk of the trolley being raised at the front.

Hjulupphängningen 4 enligt uppfinningen är, såsom framgår av bl.a. ﬁg. 3, på varje sida av vagnen uppbyggd av en i vagnsramen 3 kring en horisontell axel 12 svängbart lagrad styv upphängningsdel 13 och två kring samma lagringsaxel svängbart anordnade bärarmar 14,15 för var sitt hjul 5,6, en framåtriktad bärarm 14 för det främre hjulet och en bakåtriktad bärarm 15 för det bakre hjulet. Hjulen är roterbart lagrade i var sin hjulaxel 18,19 i den yttre änden 20,21 av varje bärarm, vars inre ände 22,23 är lagrad i vagnsramen 3. Varje bärarm kan i princip ha separat svängningspunkt, som dessutom är skild från upphängningsdelens 13 svängningsaxel 12, men gemensam axel har stora fördelar. 10 15 20 25 30 5128 715 den styva upphängningsdelen 13 kan svängas kring sin horisontella svängningsaxel 12 och antingen pendla fritt eller låsas i Genom att symmetriskt läge eller lutande åt ena eller andra hållet, och genom att bäramarna 14,15 dessutom kan vara kopplade stelt till upphängningsdelen eller vinkelställas relativt varandra och upphängningsdelen, möjliggöres ett antal driftslägen och -tillstånd.The wheel suspension 4 according to the invention is, as appears from e.g. ﬁ g. 3, on each side of the trolley built up of a rigid suspension part 13 pivotally mounted in the trolley frame 3 about a horizontal axis 12 and two support arms 14,15 pivotally arranged about the same bearing axis for each wheel 5,6, a forward support arm 14 for the front wheel and a rearward support arm 15 for the rear wheel. The wheels are rotatably mounted in their respective wheel axles 18,19 in the outer end 20,21 of each support arm, the inner end 22,23 of which is mounted in the carriage frame 3. Each support arm can in principle have a separate pivot point, which is further separated from the suspension part 13 pivot shaft 12, but common shaft has great advantages. The rigid suspension part 13 can be pivoted about its horizontal pivot axis 12 and either oscillate freely or be locked in By symmetrical position or inclined in one or the other direction, and by the support frames 14,15 also being rigidly coupled to the suspension part or are angled relative to each other and the suspension part, a number of operating positions and states are enabled.

Upphängningsdelens 13 kontrollerade lägen och tillstånd åstadkommes genom att det mellan ramen 3 och upphängningsdelen år anordnade linjära kraftanordningar, som är inrättade att antingen tillåta upphängningsdelens svängningsrörelse inom ett begränsat vinkelintervall eller att låsa delen i ett valt svängningsläge. l exemplet är på varje vagnssida anordnade två symmetriskt kring det tänkta stående planet 24 i ramens 3 längsgående rambalk 25 i var sin horisontell ledaxel 26, 27 med sin ena ände, i exemplet cylinderänden 28, 29, ledbart infästa kolvcylindrar 30,31 av t.ex. pneumatisk eller hydraulisk typ. Med sin andra ände, i exemplet kolvstångsånden 32, 33, är varje kolvcylinder kopplad till den svängbara upphängningsdelen 13 vid var sitt ställe 34, 35 på avstånd från varandra och på avstånd från upphängningsdelens svångningsaxel 12 och så att kolvcylindramas längdaxlar 36,37 inte skär svängningsaxeln 12, för att skapa vridmoment.The controlled positions and condition of the suspension part 13 are achieved by the linear force devices arranged between the frame 3 and the suspension part, which are arranged to either allow the pivoting movement of the suspension part within a limited angular range or to lock the part in a selected pivot position. In the example, on each carriage side, two symmetrically arranged around the imaginary standing plane 24 in the longitudinal frame beam 25 of the frame 3 are arranged in each horizontal hinge axis 26, 27 with one end, in the example cylinder end 28, 29, articulated piston cylinders 30,31 of t. ex. pneumatic or hydraulic type. With its other end, in the example piston rod end 32, 33, each piston cylinder is coupled to the pivotable suspension part 13 at respective positions 34, 35 at a distance from each other and at a distance from the pivot axis 12 of the suspension part and so that the longitudinal axes 36,37 of the piston cylinders do not intersect 12, to create torque.

Man kan säga att svängningsaxeln 12 och kopplingsställena 34, 35 bildar hörn i en tänkt triangel med spetsen nedåt. Kopplingsställena 34, 35 är rörliga genom att kolvstångsändarna uppvisar styrtappar 38, 39 eller rullar som kan löpa i var sin gejd 40, 41 i upphängningsdelen 13. De båda gejderna sträcker sig så, att de tvâ varandra motställda kolvcylindrarna är i huvudsak liggande, dvs sträcker sig med huvudsakligen horisontella längdaxlar 36, 37 i ett neutralläge och kan vinklas uppåt och nedåt i andra lägen. l exemplet har upphängningsdelen 13 en vald konﬁguration, men kan ha helt annan utformning. Den består av en styv enhet, som är svängbart anbragt på 10 15 20 25 30 svängningsaxeln 12 och innefattar i exemplet en styv bärbygel 42 med två armar 43, 44, som möts nedtill i svängningsleden 12 och uppbär upptill ett överstycke 45, som i exemplet har formen av ett svagt vinklat omvänt v med två ben 46, 47, som kan utföras som lädbalkar, i vilka kolvcylindrarna 30, 31 inskjuter och uppvisar gejderna 40, 41 utförda som Iàngsträckta spàr i balkväggarna. Varje spår begränsas i sina ändar av yttre och inre stoppanslag 48-51, mot vilka styrtapparna 38, 39 kommer till anslag för begränsning av upphängningsdelens svängningsrörelse resp. helt låsa den i ett valt läge, bestämt av kolvcylindrarnas 30, 31 lägen.It can be said that the pivot axis 12 and the coupling points 34, 35 form corners in an imaginary triangle with the tip downwards. The coupling points 34, 35 are movable in that the piston rod ends have guide pins 38, 39 or rollers which can run in separate guides 40, 41 in the suspension part 13. The two guides extend so that the two opposite piston cylinders are substantially horizontal, i.e. stretch with substantially horizontal longitudinal axes 36, 37 in a neutral position and can be angled upwards and downwards in other positions. In the example, the suspension part 13 has a selected configuration, but may have a completely different design. It consists of a rigid unit which is pivotally mounted on the pivot shaft 12 and comprises in the example a rigid support bracket 42 with two arms 43, 44, which meet at the bottom of the pivot joint 12 and support at the top a top piece 45, as in the example has the shape of a slightly angled inverted v with two legs 46, 47, which can be designed as guide beams, in which the piston cylinders 30, 31 project and have the guides 40, 41 designed as elongated grooves in the beam walls. Each groove is limited at its ends by outer and inner stop stops 48-51, against which the guide pins 38, 39 come to abutments for limiting the pivoting movement of the suspension part resp. completely lock it in a selected position, determined by the positions of the piston cylinders 30, 31.

Enligt uppﬁnningen är anordnat ett andra par av linjära kraftanordningar 52, 53 som var och en är anbragt mellan upphängningsdelen 13 och den ena respektive den andra bärarmen 14, 15. Dessa utgöres av kolvcylindrar, som med sin ena ände, t.ex. cylinderänden 54, 55, är ledbart infäst kring en axeltapp 56, 57 i överstycket 46 och med sin andra ände, i exemplet kolvstàngsänden 58, 59, är ledbart infäst medelst en ledtapp 60, 61 i respektive bärarm på avstånd från svängningsleden 12. Kolvcylindrarna är inrättade att styra bäramarnas vinkellägen relativt upphängningsdelen alternativt tillåta en rörelse relativt denna, t.ex. en tjädringsrörelse om en t.ex. tillätes att sådan funktion väljes, genom att kolvcyllndrama längdförändras under fjädring t.ex. medelst komprimerad luft.According to the invention, a second pair of linear force devices 52, 53 are arranged, each of which is arranged between the suspension part 13 and the one and the other support arm 14, 15, respectively. These consist of piston cylinders which, with their one end, e.g. the cylinder end 54, 55, is hingedly attached about a shaft pin 56, 57 in the upper piece 46 and with its other end, in the example piston rod end 58, 59, is hingedly attached by means of a hinge pin 60, 61 in the respective support arm at a distance from the pivot joint 12. The piston cylinders are arranged to control the angular positions of the support frames relative to the suspension part or to allow a movement relative thereto, e.g. a tethering movement if a e.g. such a function is allowed to be selected by changing the length of the piston-cylinder frame during suspension, e.g. by means of compressed air.

Medelst hjulupphängningen enligt uppﬁnningen möjliggöres omställning av de två hjulparen 5-8 mellan olika driftslägen och -tillstånd för t.ex. anpassning av fordonet mellan olika terrängförhållanden genom att t.ex. låta hjulupphängningen pendla fritt så att hjulparen låtes helt följa markens ojämnheter och välja olika frigång antingen med pendlande eller låst upphängning med hjulen i lika axelavstånd eller olika axelavstånd till ramen.By means of the wheel suspension according to the invention, it is possible to adjust the two wheel pairs 5-8 between different operating positions and conditions for e.g. adaptation of the vehicle between different terrain conditions by e.g. let the wheel suspension swing freely so that the pair of wheels is allowed to completely follow the unevenness of the ground and choose different clearances either with oscillating or locked suspension with the wheels at equal wheelbases or different wheelbases to the frame.

Hjulen är utelämnade från sidovyerna för överskådlighets skull.The wheels are omitted from the side views for the sake of clarity.

Fig. 3 visar drifttillståndet frigjord boggi med bärarmarna i neutralläge genom att de liggande kolvcylindrarna 30,31 beﬁnner sig i ett mellanläge och inte 10 15 20 25 30 5128 715 låser upphängningsdelen 13 som kan pendla och de lutande kolvcylindrarna 52, 53 likaså beﬁnner sig i ett mellanläge vad beträffar deras linjära längdförändring. Här kan alla fyra kolvcylindrarna vara låsta medelst sitt Altemativt kan de liggande kolvcylindrarna 30, 31 vara pendelrörelsen, när tryckﬂuidum. avlastade tryckmässigt och tillåtas följa med i styrtapparna 38, 39 når anslag mot respektive stoppanslag 48-51, varigenom en dämpad pendelrörelse uppnås. Även de nedre, stående eller lutande låsta eller rörliga med kolvcylindrarna 52, 53 kan antingen vara tryckmediedämpning eventuellt fjädringsfunktion.Fig. 3 shows the operating condition of the released bogie with the support arms in neutral position in that the horizontal piston cylinders 30,31 are in an intermediate position and do not lock the suspension part 13 which can oscillate and the inclined piston cylinders 52, 53 are also in this position. an intermediate position in terms of their linear change in length. Here, all four piston cylinders can be locked by means of their Alternative, the horizontal piston cylinders 30, 31 can be the pendulum movement, when pressure ﬂ uidum. relieved in terms of pressure and allowed to follow in the guide pins 38, 39 reach abutment against the respective stop abutment 48-51, whereby a damped pendulum movement is achieved. Also the lower, standing or inclined locked or movable with the piston cylinders 52, 53 can either be pressure medium damping or suspension function.

Fig. 4 visar ett drifttillstånd där de övre, liggande kolvcylindrarna 30, 31 är utkörda till sina inre stoppanslag 49, 51 och står under fluidumtryck.Fig. 4 shows an operating condition where the upper, horizontal piston cylinders 30, 31 are extended to their inner stop stops 49, 51 and are under fluid pressure.

Därigenom är upphängningsdelen 13 låst och skapar fasta positioner för de lutande kolvcylindrarnas 52, 53 övre fästpunkter, varvid kolvcylindrarrna kan manövreras, dvs ställas i valda, medelst ﬂuidumtryck låsta utkörningslägen, i fig, 4 ett mellanläge för en mellanhöjd hos vagnsramen 3 och båda hjulparen i aktivt lastbärande läge, vid horisontellt underlag.As a result, the suspension part 13 is locked and creates fixed positions for the upper attachment points of the inclined piston cylinders 52, 53, whereby the piston cylinders can be operated, ie set in selected, pressure-locked driving positions, in Fig. 4 an intermediate position for active load-bearing position, on a horizontal surface.

Fig. 5 visar frigjord boggi, dvs upphängningsdel 13, i likhet med driftstillståndet i ﬁg. 3, men i fullt utslagsläge, där ändläget uppnåtts genom att den främre gejdens 40 yttre stoppanslag 30 kommer till anslag mot styrtappen 32 hos den främre liggande kolvcylindern 30, samtidigt som ﬂuidumsystemet låser samma kolvcylinder. Det främre hjulet beﬁnner sig därvid i sitt högsta läge, pga ojämnheteri marken.Fig. 5 shows the released bogie, ie suspension part 13, similar to the operating condition in ﬁ g. 3, but in the fully extended position, where the end position is achieved by the outer stop stop 30 of the front guide 40 coming into contact with the guide pin 32 of the front horizontal piston cylinder 30, at the same time as the housing system locks the same piston cylinder. The front wheel then settles in its highest position, due to the unevenness of the ground.

Fig. 6 visar låst boggi i likhet med läget i fig. 4, men där det främre hjulet lyfts till toppläge genom att den främre lutande kolvcylindern 52 är maximalt indragen och därmed är den främre bärarmen 14 uppsvängd kring svängningsaxeln 12.Fig. 6 shows a locked bogie similar to the position in Fig. 4, but where the front wheel is lifted to the top position by the front inclined piston cylinder 52 being maximally retracted and thus the front support arm 14 is pivoted about the pivot axis 12.

Maximalt sänkt ram 3 och pådragsrulle 54 erhålles, när båda de lutande kolvcylindrarna 52,53 är maximalt indragna och båda bäramarna 14,15 är 10 15 20 25 528 7123 uppsvängda till sitt ändläge mot var sitt bomningsstopp . Detta läge är eftersom växelflak, VHQHGHS gynnsamt vid pådragning av ett svängningscentrum blir lika med bakre hjulaxeln 19, som hamnar relativt nära pådragsrullen 62. Därmed får man en kort momentam som minskar den uppåtgâende kraften i kopplingsstället mellan vagnen och ett dragfordon.Maximum lowered frame 3 and feed roller 54 are obtained when both the inclined piston cylinders 52,53 are maximally retracted and both support frames 14,15 are swung up to their end position towards their respective stopping stops. This position is because the gear unit, VHQHGHS favorable when tightening a pivot center becomes equal to the rear wheel axle 19, which ends up relatively close to the tightening roller 62. This gives a short torque which reduces the ascending force at the coupling point between the carriage and a towing vehicle.

Fig. 7 är en delvy från ovan av den bakre delen av vagnen, varvid man tydligare ser bärarmarna 14, 15 och deras lagring i svängningsaxeln 12, som kan fysiskt bildas av ett rör som sträcker sig under vagnen och i sin motsatta ände på vagnens högra sida bildar motsvarande lagring för den högra hjulupphängningens bärarmar och upphängningsdel.Fig. 7 is a partial top view of the rear part of the carriage, showing more clearly the support arms 14, 15 and their bearing in the pivot shaft 12, which can be physically formed by a tube extending below the carriage and at its opposite end on the right side of the carriage. side forms the corresponding bearing for the support arms and suspension part of the right wheel suspension.

Fig. 8 och 9 är vyer motsvarande fig. 6 och 7, men med kolvcylindrarna och upphängningsdelen utelämnade för överskådlighets skull.Figs. 8 and 9 are views corresponding to Figs. 6 and 7, but with the piston cylinders and the suspension part omitted for the sake of clarity.

Uppfinningen är inte begränsad till ovan beskrivna och på ritningarna visade exempel utan kan varieras inom ramen för efterföljande patentkrav.The invention is not limited to the examples described above and shown in the drawings, but can be varied within the scope of the appended claims.

Kolvcylindrarna kan ingå i ett tryckmediumsystem, som med fördel är hydrauliskt, men kan vara rent pneumatiskt eller kombineras med luftﬁädring, där de lutande kolvcylindrarna kan ges en ﬁädringsfunktion. Boggin kan alternativt vara s.k. trippelboggi. Boggin på vänster och höger sida av vagnen är lämpligen separat lagrade för att individuellt pendla efter markens ojämnheter, men är med fördel synkront styrda i ett integrerat manöversystem, t.ex. hydraulsystem. De liggande kolvcylindrarna kan alternativt vara rörligt kopplade till ramen.The piston cylinders can be part of a pressure medium system, which is advantageously hydraulic, but can be purely pneumatic or combined with air suspension, where the inclined piston cylinders can be given a suspension function. The bogie can alternatively be so-called trippelboggi. The bogies on the left and right sides of the trolley are suitably stored separately to commute individually according to the unevenness of the ground, but are advantageously synchronously controlled in an integrated maneuvering system, e.g. hydraulic system. The horizontal piston cylinders can alternatively be movably coupled to the frame.

Claims

10 15 20 25 30 PATENT REQUIREMENTS

Adjustable wheel suspension for a commercial vehicle with at least two wheels (5-8) suspended in a vehicle frame (3) on the same side of the vehicle (1), which are rotatably mounted in each wheel axle (18, 19) in each support arm (14, 15) and arranged to assume mutually different height positions, characterized in that the wheel suspension comprises on the one hand a rigid suspension part (13) pivotally arranged in the frame (3) on each side, in a pivot shaft (12) in which the support arms (14, 15) are pivotally mounted at a distance from the bearing axis (18, 19) of the respective wheels (5-8), first linear force devices (30, 31) arranged between the frame and the movable suspension part for position control of the suspension part and partly between the support arms and the suspension part arranged second linear force devices (52, 53) for the positioning of the pivot position relative to the pivot position of each support arm and thus the height position of each wheel axle relative to the frame.

Wheel suspension according to claim 1, characterized in that the first linear force devices (30, 31) are adjustable between a first operating state in which the suspension part (13) is allowed to pivot about its pivot axis (12) between two end positions and a second operating state. , in which the suspension part is locked in a selected pivot position.

Wheel suspension according to claim 2, characterized in that the power devices (30, 31, 52, 53) consist of pressure medium-controlled piston cylinders, which are arranged as symmetrically located pairs with the two piston cylinders in the first power devices switchable between movable and fixed coupling between the vehicle frame (39) and the suspension part (13).

Wheel suspension according to one of the preceding claims, characterized in that the pivot axis of the support arms (14, 15) coincides with the pivot axis (12) of the suspension part (13) and that the suspension device is in a neutral position symmetrical about an imaginary position. vertical plane through the common pivot axis.

Wheel suspension according to claim 4, characterized in that the pivot axis (12) extends parallel to the axles (18, 19) of the wheels (5-8) and coaxially with the corresponding pivot axis in a corresponding wheel suspension located on the opposite side of the carriage.

Wheel suspension according to Claim 5, characterized in that the two wheel suspensions on each side of the trolley (1) are individually stored.

Wheel suspension according to claim 6, characterized in that the two wheel suspensions on each side of the carriage are synchronously controlled in a common pressure medium system for controlling all piston cylinders (30, 31, 52, 53).

Wheel suspension according to claim 7, characterized in that all piston cylinders (30, 31, 52, 53) extend with their longitudinal axes in the vertical plane forming radial plane of the pivot axis (12).

Wheel suspension according to claim 3, characterized in that the suspension part (13) has a portion (46) which has two symmetrically located grooves (40, 41) with stop stops (48, 49, 50, 51) which form the movable clutch for guide means (38, 39) belonging to one pair of piston cylinders (31, 32).