專利名稱：具有行進驅動裝置和乘員位置的工業卡車的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有如權利要求1或2的前序部分所述的具有行進驅動裝置的工業卡車。
背景技術：
關于工業卡車，尤其是叉車的車輪布置，在三輪、四輪或五輪車輛之間存在區別。在三輪車輛中，兩個車輪用作輪-臂支撐式叉車的承載車輪，或甚至作為所謂的平衡重量式叉車的前輪。后部區域僅支撐驅動輪，該驅動輪另外可繞用于轉向目的的豎直軸線樞轉。在四輪車輛中，前端和后端有兩個車輪或滾輪，例如在輪臂上的每個承載輪，在拐角區域的相對端的驅動輪，和在其側面的支撐滾輪。
驅動輪可繞用于轉向目的的豎直軸線樞轉。在五輪車輛中，轉向的驅動輪大約位于工業卡車驅動部分的中心處，每個支撐滾輪分別支撐在驅動輪的兩側，從而可繞豎直軸線自由地樞轉。
工業卡車的車輛框架中車輪的上述配置分解成下述行走裝置組1.三輪式行走裝置，靜態地定義1.1所有的齒輪不可移動地連接于所述框架，彈簧系統和阻尼舒適物僅受輪胎彈簧系統的特性來影響。
1.2平衡重量式叉車的前輪在彈簧承載式懸架上支撐(DE10062565A1)。
1.3彈簧承載式驅動輪與承受的負載成比例地減輕負載(DE919517)。
2.四輪式行走裝置，靜態地定義2.1所有齒輪不可移動地豎直連接于所述框架，彈簧系統和阻尼舒適物(damping comforts)僅受輪胎彈簧系統的特性和輪臂剛性的影響。
2.2彈簧承載式支撐滾輪與非彈簧承載的驅動輪組合。
2.3彈簧承載的、緩沖的支撐滾輪與非彈簧承載的驅動輪組合(DE29801892U1)。
2.4液壓承載的/可鎖定的支撐滾輪與非彈簧承載的驅動輪組合(DE19753412)。
2.5彈簧承載式支撐滾輪與彈簧承載式驅動輪組合(US6488297B2)。
3.四輪式行走裝置，靜態地定義3.1支撐滾輪和驅動輪在運動學上靜態地互相連接，且通過輔助彈簧承載(US6488297B2)。
3.2支撐輪和驅動輪位于運載單元上，該單元位于轉動軸線上，從而相對于基本框架擺動。此外，運載單元和基本框架連接于彈簧部件(US6488297B2)。
3.3一個車輛軸的車輪通過轉向裝置互相連接且互相作用。
3.4 3.2的運載單元和3.3的轉向裝置可以根據操作參數在幾何學上調節和/或鎖定。
4.五輪式行走裝置4.1豎直不可移動的側向支撐滾輪與豎直可運動的驅動輪組合，該驅動輪a)以恒定的彈簧力壓在地面上(US4431084)。
b)以依賴負載的彈簧力壓在地面上(EP0209502B1)。
c)通過依賴負載的提升運動壓在地面上(DE3904798A1和DE3904798C2)。
d)根據操作參數壓在地面上(DE3402495，EP0329504B1，GB2094727)。
e)根據提升高度減輕負載(DE3106027A1)。
4.2豎直不可運動的驅動輪與豎直可運動的支撐輪組合，該支撐輪互相獨立地a)以恒定的彈簧力壓在地面上(EP0480817，EP0329504，EP2606765)。
b)在地面上接觸緩沖單元(EP0584704)。
c)在地面上接觸彈簧/緩沖單元。
d)液壓加載和/或鎖定。
4.3豎直地不可運動的驅動輪與豎直可運動的支撐輪組合，該支撐輪以從屬運動地互相聯接的方式a)以恒定的彈簧力壓在地面上。
b)在地面上接觸彈簧/緩沖單元。
c)與獨立于路徑的設定部件互鎖。
d)通過設定部件根據負載壓在地面上。
所有行走裝置設計都基于車輛橫向穩定性的衡重和驅動輪的牽引力。如果賦予橫向穩定性優先權，那么形成搖桿軸的車輪懸架做成剛性的，這樣導致過分限制車輪端部軸承作用力的狀態(an overdefinedwheel end-bearing force situation)，導致四輪和五輪車輛的驅動輪上產生牽引力問題。
為了獲得限定的驅動輪負載，需要重新打開車輪軸承的已封閉的自由度。這基本上包括五輪車輛中驅動輪懸架的豎直運動，或者四輪車輛中豎直可運動的橫向支撐輪。
這也適用于軸上的輪的運動學聯接或擺動軸的形成。
豎直可運動的車輪懸架經彈簧部件或液壓缸朝車輛框架支撐。在a.m.支撐部件上的附加設定單元可以改變相應車輪的負載，所述負載又對豎直地固定連接于框架的車輪的車輪負載產生影響。這樣，如果驅動輪負載增加，橫向支撐輪上的車輪負載在同一軸上增加，但在四輪行走裝置中所有車輪的車輪負載都受到影響。
所以，如果驅動輪負載增加，那么橫向穩定性將降低，從而搖桿軸的行走裝置車輪的豎直剛性連接明顯下降。存在著一定的極限負載，由此不可避免地需要將車輪懸架從“豎直固定”轉換為“豎直可運動”)，反之亦然，因為否則將產生不穩定的驅動狀態。
豎直不可運動的驅動輪配合豎直可運動的橫向支撐輪，所述支撐輪經彈簧和緩沖件朝車輛框架支撐，從而避免在轉彎時動態振蕩的增加。此時，依靠前面作出的稱重，整個驅動軸負載的較重部分支撐在驅動輪上，所謂的“負載定向的驅動輪”上。在極限狀態下，橫向支撐滾輪可以在操作參數的控制下豎直地互鎖或重置在基本位置。
所以，可以聲稱，如果使用五輪式行走裝置，至少每個車輛軸的一個車輪設計為豎直地不可運動。同樣適用于四輪車輛，除了一種情況(US6488297B2的2.5項)之外，其中驅動輪和支撐輪分離地經彈簧朝車輛行走裝置支撐。
在上述的行走裝置設計中，僅是車輛軸的豎直不可運動的車輪，它們一方面決定橫向穩定性和牽引能力之間的一致，另一方面這是路況和車輛框架振蕩之間的主要接觸面。來自地面的沖擊傳遞到未阻尼狀態的行走裝置。這使其自身通過煩人的噪音而被感知，例如當經過急劇變化高度的道路時。而且，未緩沖的沖擊傳遞給在驅動器平臺和承座裝置中的驅動器。
發明內容
本發明的目的是提供一種工業卡車，其中“負載定向的驅動輪”連接于車輛框架，從而滿足下述特征a)彈性規避來自道路的沖擊。
b)在驅動過程中實現最佳的動態穩定性的高緩沖能力。
c)對橫向穩定性和牽引力形成的行進裝置特性沒有負面影響。
d)方向穩定性和直接轉向性能。
e)低轉向力。
f)驅動輪箍的最佳耐磨損性，尤其是在高車輪載荷時。
g)驅動噪音最小化。
h)滾動阻力最小化。
如果通過采取已知行走裝置部件形成的潛在解決方案來研究所需的特征，則似乎使用具有特別大偏轉特性輪胎的輪是最接近的方案，所謂的“超彈性輪胎”，這在平衡重量式和叉式提升前伸式卡車中采用。這種箍的使用至今僅限于行走裝置類型1.1和2.1，而所有的其他行走裝置設計裝有聚氨酯輪胎車輪，它們具有與“超彈性車輪”相比的非常急劇變化的輪胎偏轉特性。為了改進它們的牽引性能，還使用橡膠箍，然而，它們具有非常低的承載能力，需要較大的轉向力。
“超彈性輪胎”僅非常好地滿足了上述性能a)，c)和g)，而所有其他的性能比目前使用的聚氨酯輪胎車輪相比差很多。可以給出下述原因b)所述箍的緩沖能力直接依賴于彈性模量，它們共同決定彈簧剛度。這樣，不能自由地選擇衰減常數。所產生的結果對于來自道路的沖擊來說下降速度差。
d)所需彈簧剛度需要的較大箍厚度導致車輪在橫向和扭轉剛度上疏松。
e)車輪的樞轉扭矩與車輪的端部軸承表面成比例，該表面越大，車輪箍的剛度越小。
f)已知的“超彈性車輪”的抗磨損性低于普通品牌的聚氨酯輪胎。
h)車輪的滾動阻力與車輪端部軸承表面成比例，越大，車輪箍的剛度越小。
本發明目的的解決方案是通過權利要求1所述的特征實現的。
在本發明的工業卡車中，驅動輪經附加彈簧組件支撐在底盤上，所述彈簧組件具有剛性彈簧特征和特定的衰減常數，如果需要，該常數大致示出了彈性輪胎的彈性行為，但是驅動輪的輪胎基本上是不順從的。除了也在室外使用的平衡重量式叉車之外，工業卡車通常具有90-93Shore A的聚氨酯輪胎的車輪，它們基本上是非彈性的。
這種輪胎還用于本發明的驅動輪。彈簧組件的設計是當工業卡車上的負載最大時退讓只不過2-10mm。
因為驅動輪負載與單獨的行走裝置設計有很大不同，這樣，輪胎幾何形狀也需要單獨地確定尺寸，下面的彈簧常數調整適用于本發明的驅動彈簧系統1.對于具有依賴負載的驅動輪壓力的行走裝置
2.對于具有不依賴負載的驅動輪壓力的行走裝置 在本發明中，正如公知的與工業卡車有關的具有超彈性輪胎的彈性性能被結合到所述彈簧組件中，且驅動輪本身裝有基本上不順從的輪胎。改變彈簧的彈性常數的可能性包括與輪胎相比個別一致的較大勢能。
現在行走裝置的緩沖性能可以單獨地通過作用在驅動輪懸架上的分離緩沖件同樣實現。因為本發明涉及具有負載定向的驅動輪的行走裝置軸，所以如果在軸上有更多的車輪，也可以通過布置緩沖件，將所需的衰減特性傳遞給那些車輪，該軸不可避免地必須設計為可豎直地運動。
這尤其有益，因為那些車輪無論如何都具有它們自己的僅需適應的獨立彈簧/緩沖系統。
本發明可有利地用于三輪行走裝置，但同樣可用于五輪行走裝置。在后一種情況下，根據本發明的一方面，支撐輪經彈簧致動的緩沖組件支撐在底盤上是有用的。彈簧致動的緩沖組件可以以普通的方式構成，例如沿支撐方向提供較剛性的操作特性的形式，但是緩沖件的松弛特性是扁平形狀。這意味著如果施加負載，則產生較高的阻力，但隨著前面的收縮在相對沒有阻力的情況下實現支撐輪的抽出，所以較快，從而如果支撐輪縮回，而正在急劇變化的道路上行駛，則一旦留有高度，支撐輪將快速地移動到達地面。
本發明沒有在地面和框架下邊緣之間的地面間隙上產生相關的作用。而且，車輛框架的費用降低，因為它可以在結構上及其強度上做得更簡單。
根據本發明的一方面，支撐輪也可經液壓或氣壓調節缸加載，以便根據操作參數改變行走裝置的性能，比如提升缸中的壓力，承受負載的提升高度，叉車的加速或減速，驅動輪的轉向角，驅動輪的滑移等。
然而，也可以將本發明適用于四輪行走裝置。
下面將參照附圖中所示的實施例詳細描述本發明。
圖1非常示意地示出了工業卡車的三輪式行走裝置的驅動輪懸架。
圖2示出了圖1的另一細節。
圖3非常示意地示出了在兩側具有支撐滾輪的工業卡車的五輪式行走裝置的驅動輪。
圖4示出了圖3的行走裝置的支撐滾輪的懸架。
圖5示出了圖3的行走裝置的支撐滾輪的另一懸架。
圖6非常示意地示出了具有四輪式行走裝置的工業卡車的驅動輪和支撐滾輪的懸架。
具體實施例方式
在圖1中，未詳細示出的工業卡車的底盤以標記10示出，且具有三輪式行走裝置。前輪未示出，而是代之以僅示出驅動輪12在通過繞水平軸線的引擎傳動組件14驅動的車輛縱軸上，且通過豎直軸16繞豎直軸線樞轉地支撐。后者用于轉向目的，通過雙頭箭頭18示出。轉向裝置未示出。
而且，軸16可以沿豎直方向偏移至限制程度，同時沿適當的引導件引導，然而，未示出該引導件。彈簧組件20位于底盤10和引擎傳動組件14之間。彈簧組件的設計已經做成如果有最大的可允許負載施加在工業卡車上，僅退讓數毫米，例如3至6mm。彈簧組件20基本上有助于模仿通常在工業卡車上用作驅動輪的超彈性輪胎的行為。驅動輪12還具有輪胎22，該輪胎例如由Vulkollan制成，且具有非常低的順從性。
如圖1所示的懸架可以實現彈性輪胎的相同行為，而不需要具有其缺點。如圖1所示的懸架呈現出驅動輪12具有較高的位置穩定性和轉向穩定性，其轉向穩定性優于彈性輪胎。
圖2示出了除彈簧組件20之外還設有緩沖件24，以吸收驅動輪12上的沖擊。緩沖件24的特性可以這樣，即所述操作特性相當陡峭，但相反，松弛特性是平坦的，從而驅動輪12可以以最小的收縮相對快速地重新設定，以便保持與地面的永久接觸。
圖3示出了工業卡車的五輪行走裝置，其中底盤30僅通過可轉向的驅動輪12支撐。(因為使用大多數與圖1的實施例相同的部件，所以它們用相同的附圖標記來表示。)驅動輪12的兩側上裝有支撐滾輪32，34，它們可繞豎直軸線和水平軸線轉動。對于支撐滾輪來說這通常是公知的。在現在的情況下，支撐滾輪32，34經底盤30上的彈簧衰減組件支撐。這種組件例如在圖4中示出。可以看出支撐滾輪32經搖臂36鉸接于底盤30，且搖臂36經彈簧38和緩沖元件40支撐在底盤上。應當理解，圖4類似于圖5，僅用于解釋，其結構可以以非常不同的方式構成。緩沖元件40可以具有相對陡峭的操作特性，以便有效地吸收沖擊，有效地橫向穩定車輛，而不需要擔心車體滾動。在相對方向上(松弛特性)，緩沖元件40克服較低的阻力回縮，以安置彈簧38，保持支撐滾輪32總是與地面接觸。
在圖5的實施例中，液壓缸42位于彈簧38和底盤30之間。缸42由可控制的壓力源44致動，壓力取決于一系列不同的參數，例如工業卡車的提升缸內的壓力，承受負載提升的高度，工業卡車的傾斜度，車輛的加速或減速，驅動輪12的轉向角，驅動輪12的滑動等。這在圖5中通過箭頭46示出。
圖6示出了具有四輪式行走裝置的工業卡車的底盤50，其中僅示出了一個驅動輪12和一個支撐滾輪34。驅動輪12的懸架與圖1和3中的匹配，因此相同的部件用相同的附圖標記示出。支撐滾輪34經彈簧緩沖組件52支撐在底盤上。彈簧緩沖組件大約具有參照圖4和5描述的作用。然而，在圖6的實施例中，應當指出，不同于圖3的五輪式行走裝置，支撐滾輪34設計為與負載定向的驅動輪壓力相一致。彈簧38有助于控制整個驅動軸負載在驅動輪12和支撐輪34上的分配。決定特征是在額定負載下用于啟動和制動的驅動輪壓力。
權利要求
1.一種具有行進驅動裝置的工業卡車，該驅動裝置驅動一個驅動輪，該驅動輪還繞豎直軸線樞轉地支撐，作為轉向輪，且具有非順從性輪胎，其特征在于工業卡車的驅動輪(12)的特征是依賴負載的驅動軸載荷經彈簧組件支撐在底盤上，所述彈簧組件具有剛性彈簧特性，其中彈簧組件(20)的彈簧常數如下確定 其中F是驅動輪(12)的相應接觸壓力。
2.一種具有行進驅動裝置的工業卡車，該驅動裝置驅動一個驅動輪，該驅動輪還繞豎直軸線樞轉地支撐，作為轉向輪，且具有非順從性輪胎，其特征在于工業卡車的驅動輪(12)的特征是依賴負載的驅動軸負載經彈簧組件(20)支撐在底盤(10)上，所述彈簧組件具有剛性彈簧特性，其中彈簧常數如下確定 其中F是驅動輪的相應接觸壓力。
3.如權利要求1(或2)所述的工業卡車，其特征在于所述彈簧組件(20)具有相應的緩沖組件(24)。
4.如權利要求1至3任一所述的工業卡車，其特征在于至少驅動輪(12)的一側或驅動輪(12)的同一軸上設有可豎直運動的支撐輪(32，34)，該支撐輪可自由地繞豎直軸線樞轉，且經彈簧致動的緩沖組件(38，40)支撐在底盤30上。
5.如權利要求3或4所述的工業卡車，其特征在于位于驅動輪的軸上的支撐輪設有緩沖組件，且驅動輪的緩沖動作由支撐輪的緩沖組件承受。
6.如權利要求1至5任一所述的工業卡車，其特征在于所述彈簧組件(20)的順從性在最大允許負載下不超過3至6mm。
7.如權利要求4至6任一所述的工業卡車，其特征在于所述支撐輪(32)通過動力驅動的設定部件(42)作用，該設定部件可由工業卡車的一個或多個操作參數控制，用于改變支撐滾輪(32)的端部軸承作用力。
全文摘要
一種具有行進驅動裝置的工業卡車，該驅動裝置驅動一個驅動輪，該驅動輪還繞豎直軸線樞轉地支撐，作為轉向輪，且具有非順從性輪胎，其特征在于工業卡車的驅動輪的特征是依賴負載的驅動軸負載經彈簧組件支撐在底盤上，所述彈簧組件具有剛性彈簧特性，其中彈簧組件的彈簧常數如下確定(見圖下公式)其中F是驅動輪的相應接觸壓力。
文檔編號B66F9/075GK1640806SQ20051000451
公開日2005年7月20日 申請日期2005年1月14日 優先權日2004年1月16日
發明者馬塞爾·克倫辛 申請人:容海因里希股份公司