НЕЗАВИСИМАЯ ПОДВЕСКА ДЛЯ ПОДРЕССОРЕННОГО УПРАВЛЯЕМОГО КОЛЕСА
INDEPENDENT SUSPENSION FOR SPRING-LOADED CONTROLLED WHEEL

Настоящее изобретение относится к независимой подвеске для управляемого колеса транспортного средства с признаками независимого п. 1 формулы изобретения.
Традиционные сельскохозяйственные транспортные средства обычно оснащены простыми и жесткими неразрезными мостами, причем передние мосты для улучшения проходимости в большинстве случаев имеют качающийся шарнир, в то время как в задних мостах с целью оптимизации тягового усилия зачастую приходится отказываться от всякого подрессоривания. Однако для некоторых случаев применения бывает целесообразно снабжать ходовую часть системами подрессоривания, в том числе для сохранения почвы. Так, из уровня техники известны независимые подвески колес для сельскохозяйственных транспортных средств, обладающие по сравнению с неразрезными мостами тем преимуществом, что не происходит взаимного воздействия подрессоривания на обеих сторонах транспортного средства. Например, известны такие независимые подвески колес, как стойка Макферсона, балансир или многорычажная подвеска.
В DE 8404619 U1 раскрыта такая независимая подвеска, в которой колесо упруго подвешено на расположенном на гидроцилиндре качающемся рычаге, так что линейное перемещение колеса преобразуется в момент. Для этого нужны дополнительные средства, которые могут привести к дополнительным издержкам и увеличению занимаемого объема. Далее не могут осуществляться управление колесом и привод колеса.
Из DE 19639777 A1 известна также подвеска моста сельскохозяйственного транспортного средства, в которой управляемое колесо снабжено пневматическим подрессориванием. Таким образом создана подвеска колеса, в которой вертикальные упругие перемещения управляемого моста подрессорены и/или демпфированы посредством пневматической рессоры.
В EP 1685988 B описана система подрессоривания для сельскохозяйственного транспортного средства, имеющего управляемые независимые подвески колес. На имеющей возможность вращения вокруг вертикальной оси упорной трубе расположен картер двигателя мотор-колеса или т.п. Верхний конец имеющей с целью управления возможность вращения упорной трубы соединен с пневматической рессорой, так что вся подвеска колеса имеет ограниченный ход подвески.
Первоочередная цель изобретения состоит в том, чтобы предложить усовершенствованную независимую подвеску управляемого и/или имеющего привод колеса с системой подвески с упругими элементами. Такая независимая подвеска должна быть по возможности устойчивой, иметь большие ходы подвески, возможность соединения с простой демпфирующей системой и по возможности компактную конструкцию.
Эта цель изобретения достигнута посредством предмета независимого п. 1 формулы изобретения. Признаки предпочтительных усовершенствованных вариантов изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения. Так, для достижения цели в настоящем изобретении предложена независимая подвеска для управляемого колеса транспортного средства, прежде всего сельскохозяйственного тягача, транспортного средства для перевозки грузов или специального транспортного средства, в котором вал рулевого управления посредством вильчатой перемычки взаимодействует с подвижной в примерно вертикальном направлении линейной направляющей. При этом вильчатая перемычка устанавливает поворотное управляющее сочленение с рамой транспортного средства на проходящей примерно вертикально оси вращения. При этом линейная направляющая соединена с демпфирующим элементом, содержащим рабочее тело и образующим несущий компонент вильчатой перемычки. При этом демпфирующий элемент содержит демпфирующий цилиндр, выполненный в качестве вала рулевого управления, и имеет один или несколько резервуаров высокого давления, снабженных разъемами и сообщающихся с демпфирующим цилиндром через системы трубопроводов.
Предпочтительно, по меньшей мере, части демпфирующего элемента могут заходить в вал рулевого управления или быть встроены в него, демпфирующий элемент может также быть расположен в вале рулевого управления в виде встроенного в него узла, причем вал рулевого управления может быть выполнен, например, в виде цилиндра или в виде подъемного цилиндра для демпфирующего элемента.
Особое преимущество такой компоновки со встроенным в вал рулевого управления подрессориванием и/или демпфирующей системой состоит в очень больших ходах подвески, которые при необходимости могут быть реализованы с ее помощью. Также отпадают ограничения относительно как хода подвески, так и возможности сопряжения с эффективными демпфирующими элементами, которые существуют в случае известных из уровня техники систем с пневматическими рессорами. В то время как обычно используемые пневматические рессоры дают, с одной стороны, очень ограниченный ход подвески и конструктивно довольно объемны, а с другой стороны, требуют комплектования дополнительными демпфирующими элементами, и также должно обеспечиваться демпфирование колес, то подвеска колеса согласно изобретению позволяет посредством частичного или полного встраивания систем подрессоривания в вал рулевого управления реализовать очень большие ходы подвески при минимальном конструктивном объеме.
Кроме того, предпочтительный вариант независимой подвески согласно изобретению может предусматривать, что линейная направляющая снабжена приводным двигателем для привода управляемого колеса. Таким образом, оба колеса одного моста могут на выбор быть снабжены гидростатическими или электрическими мотор-колесами или т.п. На выбор все колеса транспортного средства также могут быть снабжены такими приводными двигателями на подвесках. Особо компактная конструкция и реализуемые длинные ходы подвески могут способствовать тому, что становится достижим очень большой дорожный просвет транспортного средства, что, например, может быть очень благоприятно для ухода за сравнительно высокими растениями или для использования с культурами специальных сортов.
Возможность управления мостами может быть реализована, например, посредством соответствующих рычагов поворотных кулаков, которые на выбор воздействуют на валу рулевого управления подвески каждого колеса или на других деталях подвески. Так, необходимые усилия, прикладываемые для поворота колеса, могут передаваться посредством шарнирных соединений рычагов выше поворотных цапф или традиционным способом посредством шарнирных соединений на самих поворотных цапфах. В варианте независимой подвески согласно изобретению вал рулевого управления на выбор сам может быть выполнен для передачи момента вращения на вильчатую перемычку.
Линейная направляющая, например, может быть образована суппортом или т.п., причем суппорт и соединенная с валом рулевого управления вильчатая перемычка имеют в каждом случае по меньшей мере по одному линейному направляющему элементу, через которые проходит в каждом случае по меньшей мере один направляющий стержень, так что суппорт и вильчатая перемычка выполнены с возможностью взаимного перемещения в линейном направлении. Такая подвеска обеспечивает необходимую устойчивость, т.к. направляющая суппорта может быть выполнена таким образом, чтобы направляющие стержни или по меньшей мере один направляющий стержень были охвачены на достаточной длине, вследствие чего возникают благоприятные отношения плеч рычагов. Так, вал рулевого управления может, например, своей нижней стороной заходить в вильчатую перемычку или т.п., к которой прикреплены пара параллельных валу рулевого управления, выходящих снизу направляющих колонн или стержней, которые в свою очередь принимают и ведут в продольном направлении параллельно валу рулевого управления и вдоль направляющих колонн подвижный суппорт, который принимает и несет всю колесную ступицу, включая мотор-колесо.
Альтернативный вариант выполнения независимой подвески согласно изобретению может предусматривать, что цилиндр или демпфирующий элемент, соединенный с валом рулевого управления или, по меньшей мере, частично встроенный в него, имеет баллон пневматической рессоры, который упруго соединен с опорной площадкой суппорта. Этот баллон пневматической рессоры может быть расположен, например, как дополнительный упругий элемент между вильчатой перемычкой или нижним упорным элементом вала рулевого управления и несущим элементом подвижного суппорта и выполнен на выбор как упругий элемент и/или как буфер для ограничения максимального хода упругого элемента или т.п.
Как указано выше, демпфирующий элемент может иметь один или несколько резервуаров высокого давления с разъемами, причем резервуары высокого давления сообщаются системами трубопроводов с цилиндром и демпфирующим элементом вала рулевого управления. Вследствие компактной конструкции всей подвески эти резервуары высокого давления или по меньшей мере один резервуар высокого давления могут быть выполнены, например, в виде небольших бачков, которые вместе с мотор-колесом прикреплены к суппорту и таким образом размещаются в колесном диске прикрепленного к мотор-колесу колеса транспортного средства, никоим образом не затрагивая или не ухудшая тем самым дорожный просвет или радиус продольной проходимости между мостами.
Наконец, изобретение включает в себя сельскохозяйственное безрельсовое транспортное средство для перевозки грузов, пассажиров и для нетранспортных работ по меньшей мере с одной независимой подвеской согласно одному из вышеописанных вариантов выполнения, раму транспортного средства, на которой расположены по меньшей мере одна, однако в типичном случае по меньшей мере две независимые подвески. Сельскохозяйственное безрельсовое транспортное средство для перевозки грузов, пассажиров и для нетранспортных работ может, например, быть выполнено в виде тягача и иметь по меньшей мере одно или несколько прикрепленных к раме транспортного средства орудий для обработки почвы. Однако безрельсовое транспортное средство для перевозки грузов, пассажиров и для нетранспортных работ может быть выполнено также в виде многоцелевого, комбинированного или специального транспортного средства и иметь седельно-сцепное устройство или т.п. с цистерной для распрыскиваемого препарата или другими сельскохозяйственными функциональными узлами.
Независимая подвеска согласно изобретению служит подрессоренным и/или демпфированным направляющим устройством подвески для управляемого колеса. Независимая подвеска может быть предусмотрена, например, для одно-, двух- или многоколейных безрельсовых транспортных средств для перевозки грузов, пассажиров и для нетранспортных работ. Если предусмотрено несколько заявленных согласно изобретению независимых подвесок для безрельсового транспортного средства для перевозки грузов, пассажиров и для нетранспортных работ, то поворотное движение одной или нескольких независимых подвесок может происходить одновременно или последовательно и относительно поворотного движения одинаково или неодинаково. Для привода колеса согласно изобретению может быть предусмотрен двигатель. Двигатель может быть расположен на линейной направляющей и приводить в движение управляемое колесо. Для выбранной мощности используемого двигателя в распоряжении специалиста имеется широкая гамма, так что он может выбрать оптимальную мощность с учетом цели применения заявленной независимой подвески. Двигатель может быть выполнен, например, в виде мотор-колеса, в виде редуктора с гидромотором или в виде унифицированного электрического приводного узла. Двигатель посредством подвижной примерно в вертикальном направлении линейной направляющей соединен с вильчатой перемычкой. Линейная направляющая может быть выполнена, например, в виде рельсовой направляющей. В зависимости от выбранного варианта выполнения соединение с вильчатой перемычкой может также содержать по меньшей мере шарикоподшипник или аналогичные компоненты. Вильчатая перемычка устанавливает поворотное относительно рамы транспортного средства управляющее сочленение на вертикальной оси вращения. Также линейная направляющая соединена с демпфирующим элементом. В случае демпфирующего элемента речь может идти, например, о гидравлической и/или пневматической системе подвески с упругими элементами. Демпфирующий элемент образует несущий компонент вильчатой перемычки. При этом вильчатая перемычка может иметь один или несколько компонентов демпфирующего элемента. Например, в наличии может быть вал рулевого управления, расположенный на вильчатой перемычке. При желательном поворотном движении независимой подвески может происходить передача момента вращения от вала рулевого управления на вильчатую перемычку. Вал рулевого управления может быть выполнен таким образом, что он также действует в качестве цилиндра демпфирующего элемента.
В предпочтительной форме выполнения настоящего изобретения двигатель может быть расположен на суппорте. Например, двигатель может быть расположен на суппорте посредством резьбовых и/или зажимных соединений и/или других дополнительных фиксирующих элементов. Суппорт может иметь линейный направляющий элемент, через который проходит направляющий стержень. Линейный направляющий элемент может быть выполнен, например, в виде отверстия или в виде направляющего канала. В этом варианте выполнения выбранный диаметр направляющего элемента вильчатой перемычки может отличаться от выбранного диаметра направляющего элемента суппорта. Например, выбранный диаметр направляющего элемента вильчатой перемычки может быть выбран таким образом, что он выполнен как прессовая посадка для направляющего стержня, так что направляющий стержень неподвижно расположен в направляющем элементе вильчатой перемычки. Тем самым суппорт и вильчатая перемычка могут быть взаимно подвижны в линейном направлении. В предпочтительном варианте выполнения взаимная подвижность такова, что вильчатая перемычка занимает фиксированное положение, и линейное перемещение суппорта происходит по направлению к вильчатой перемычке и от него. В другом варианте выполнения настоящего изобретения цилиндр имеет баллон пневматической рессоры, который упруго соединен с опорной площадкой суппорта. Баллон пневматической рессоры предпочтительно выполнен из эластичного материала. Опорная площадка может быть образована, например, ровной поверхностью, на которую может опираться баллон пневматической рессоры. Также демпфирующий элемент может иметь один или несколько резервуаров высокого давления с разъемами. Резервуары высокого давления могут сообщаться с цилиндром через системы трубопроводов. Резервуары высокого давления в выбранном варианте выполнения могут быть выполнены как пневматический и/или гидравлический цилиндр. За счет повышения давления в резервуаре высокого давления, которое, например, происходит посредством разъемов, можно воздействовать на пружинный эффект демпфирующего элемента и оптимально реализовать его.
Заявленная согласно изобретению независимая подвеска пригодна, согласно опыту, например, для сельскохозяйственных безрельсовых транспортных средств для перевозки грузов, пассажиров и для нетранспортных работ, поскольку здесь имеют место различные неровности грунта, которые посредством варианта осуществления с помощью заявленной независимой подвески могут быть оптимально подрессорены или демпфированы. Также на безрельсовом транспортном средстве для перевозки грузов, пассажиров и для нетранспортных работ может быть закреплено орудие для обработки почвы, причем независимая подвеска выполнена таким образом, что она без ущерба может нести дополнительную нагрузку и демпфирование и пружинный эффект обеспечиваются даже при дополнительной нагрузке. Орудием для обработки почвы могут быть, например, трубопроводы с распыливающими наконечниками. Помимо этого принимаются во внимание и другие орудия для обработки почвы, как, например, плуги или т.п.
Примеры выполнения изобретения и его преимущества более подробно поясняются ниже с помощью прилагаемых чертежей. Дальнейшие признаки, цели и преимущества настоящего изобретения следуют из последующего детального описания предпочтительной формы выполнения изобретения, которое служит неограничивающим примером и в котором дается ссылка на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показан первый вид в перспективе варианта выполнения независимой подвески согласно изобретению.
На фиг. 2 показан другой вид в перспективе независимой подвески согласно фиг. 1.
На фиг. 3 показан вид в перспективе подвижного суппорта независимой подвески.
На фиг. 4 показан другой вид в перспективе суппорта согласно фиг. 3.
На фиг. 5 показано схематическое изображение в перспективе варианта выполнения сельскохозяйственного безрельсового транспортного средства для перевозки грузов, пассажиров и для нетранспортных работ с независимой подвеской.
Для одинаковых или действующих одинаково элементов изобретения используются идентичные ссылочные обозначения. Также в целях обзора на отдельных фигурах показаны только ссылочные обозначения, которые необходимы для описания соответствующей фигуры. Изображенные варианты выполнения представляют собой только примеры, как может быть выполнено устройство согласно изобретению, и не являются окончательным ограничением.
На схематических видах в перспективе на фиг. 1 и фиг. 2 показан в разных видах вариант независимой подвески 1 согласно изобретению, которая может быть использована, например, для сельскохозяйственных безрельсовых транспортных средств для перевозки грузов, пассажиров и для нетранспортных работ (ср. фиг. 5). Независимая подвеска 1 содержит в качестве привода мотор-колесо 3, имеющее фланец 4 крепления колеса для имеющего привод колеса транспортного средства. В рамках настоящего изобретения могут также быть варианты выполнения независимых подвесок 1, не имеющих двигателя 3. Мотор-колесо 3 с помощью подвижной примерно в вертикальном направлении А линейной направляющей 5 соединен с вильчатой перемычкой 7. В показанном примере осуществления выполненный в виде соединенной с нижней стороной вала 17 рулевого управления вильчатой перемычки вильчатая перемычка 7 образует по меньшей мере на приблизительно вертикально проходящей оси вращения В поворотное управляющее сочленение с рамой транспортного средства (не показана). Управляющее сочленение с рамой транспортного средства может также быть на выбор шарнирно соединено с линейной направляющей 5.
Выполненная в виде подвижного в вертикальном направлении суппорта линейная направляющая 5 соединена с демпфирующим элементом 9. В данном случае демпфирующий элемент 9 содержит демпфирующий цилиндр. Демпфирующий цилиндр в показанном варианте осуществления выполнен одновременно в качестве вала 17 рулевого управления или встроен в него и может посредством передачи момента вращения вызывать поворотное движение вильчатой перемычки 7. Также демпфирующий элемент 9 может содержать баллон 15 пневматической рессоры, который, по меньшей мере, находится в поверхностном соприкосновении с линейной направляющей 5, но может быть также соединен с ней. Линейная направляющая 5 в показанном варианте осуществления выполнена в виде суппорта 5а. Демпфирующий элемент 9 может содержать, как представлено в показанном варианте осуществления, один или несколько уравнительных резервуаров 11. С помощью разъемов 13 давление в уравнительных резервуарах 11 может меняться, и, таким образом, можно воздействовать на пружинный эффект демпфирующего элемента 9. Мотор-колесо 3 в показанном примере осуществления является гидравлическим или же выполнен в виде объемного гидропривода, поэтому он имеет гидравлические разъемы 19.
На изображении в перспективе на фиг. 2 показан второй вид независимой подвески 1 согласно фиг. 1. Мотор-колесо 3 расположено на суппорте 5a. Направляющий элемент 25 вильчатой перемычки 7 в показанном варианте осуществления выполнен как отверстие, в котором посредством прессовой посадки закреплен направляющий стержень 23. Далее направляющий стержень 23 проходит через направляющий элемент 27 линейной направляющей 5 и охватывается ею. В данном случае направляющий элемент 27 выполнен в виде направляющего канала. Линейная направляющая 5, выполненная в показанном варианте выполнения в виде суппорта 5a, и вильчатая перемычка 7 имеют таким образом возможность взаимного перемещения в линейном направлении. Мотор-колесо 3 посредством крепежного элемента 21 закреплено на линейной направляющей 5 и суппорте 5a. Крепление может происходить, например, посредством резьбовых и/или разъемных соединений, которые сцепляются с предусмотренными для этого выемками (не показаны, ср. фиг. 4) и/или с резьбой линейной направляющей 5.
На фиг. 3 показан вид в перспективе суппорта 5a. Этот суппорт 5а имеет направляющие элементы 27, которые в показанном варианте осуществления выполнены в виде полых каналов. Через опорную площадку 31 суппорт 5a, как показано на фиг. 1, находится в соприкосновении поверхностями с одним или несколькими компонентами демпфирующего элемента 9. Как и в показанном на фиг. 1 варианте выполнения, это может быть, например, баллон 15 пневматической рессоры.
На фиг. 4 показан другой вид в перспективе суппорта 5a. Суппорт 5a имеет установочные поверхности 33 для крепежного элемента 21 (не показан, см. Фиг. 2). Установочные поверхности 33 снабжены выемками 29, которые, например, могут содержать резьбу для закрепления крепежного элемента 21 посредством резьбовых соединений. Суппорт 5a в заранее определенной области может иметь сужение 43.
На перспективном изображении на фиг. 5 показан вариант выполнения безрельсового транспортного средство для перевозки грузов, пассажиров и для нетранспортных работ 35 с независимыми подвесками 1. На каждой независимой подвеске 1 расположено по одному колесу 37. Независимые подвески колес укреплены на раме 39. Далее на раме 39 расположено орудие для обработки почвы, в данном случае трубопроводы 41 с распиливающими наконечниками.
Особое преимущество такой компоновки, по меньшей мере, с частично встроенной в вал рулевого управления 17 подвесной и/или демпфирующей системой 9 состоит в очень больших ходах подвески, которые при необходимости могут быть реализованы посредством сравнительно длинного и не подверженного ограничениям по длине вала рулевого управления 17. Также отпадают ограничения относительно как хода подвески, так и возможности сопряжения с эффективными демпфирующими элементами, которые имеют место в случае известных из уровня техники систем с пневматическими рессорами. В то время как обычно используемые пневматические рессоры дают, с одной стороны, очень ограниченный ход подвески и конструктивно довольно объемны, а с другой стороны, требуют комплектования дополнительными демпфирующими элементами, причем также должно быть возможно демпфирование колес, подвеска 1 колеса согласно изобретению позволяет посредством частичной или полной возможности встраивания систем 9 подрессоривания в вал 17 рулевого управления реализовать очень большие ходы подвески при минимальном конструктивном объеме.
Изобретение описано со ссылкой на предпочтительную форму осуществления. Однако специалисту понятно, что можно выполнить варианты или модификации изобретения, не выходя за пределы объема охраны нижеследующих пунктов формулы изобретения.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 независимая подвеска
3 приводной двигатель, мотор-колесо
4 фланец крепления колеса
5 линейная направляющая
5a суппорт
7 вильчатая перемычка
9 демпфирующий элемент
11 уравнительный резервуар / резервуар высокого давления
13 разъем
15 баллон пневматической рессоры
17 вал рулевого управления
19 гидравлический разъем
21 крепежный элемент
23 направляющий стержень
25 направляющий элемент вильчатой перемычки
27 направляющий элемент суппорта
29 выемка
31 опорная площадка
33 установочная поверхность
35 транспортное средство
37 колесо
39 рама
41 трубопроводы с распыливающими наконечниками
43 сужение
A вертикальная ось
8 ось вращения