用于使串聯(lián)式軸或履帶式軸與車輛本體之間能夠進行旋轉運動的裝置及方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1的前序部分所述的用于使串聯(lián)式軸或履帶式軸與車輛本體之間能夠進行旋轉運動的裝置。
[0002]本發(fā)明還涉及根據(jù)權利要求8的前序部分所述的用于使串聯(lián)式軸或履帶式軸與車輛本體之間能夠進行旋轉運動的裝置。
[0003]這種類型的解決方案的一個重要應用領域是用于使具有例如鉸接式轉向裝置的車輛的艙室的側傾穩(wěn)定的穩(wěn)定系統(tǒng)。在林業(yè)機器中發(fā)現(xiàn)了如下這種類型的一個車組，其駕駛員由于處于搖擺的車輛的工作環(huán)境中而通常接受到已發(fā)現(xiàn)對健康有害的具有隨機變化的振幅的許多低頻(0.5Hz至10Hz)振動。這種振動對駕駛員的不良影響是疲勞、較低工作效率以及針對肌肉骨骼系統(tǒng)和脊椎尤其是下背部的應力。Griffin(1990)以及Dupruis和Zerlett(1986)等等已經(jīng)討論了這種振動對身體健康的影響。在林業(yè)機器尤其是傳送器的情況中，已知相對于機器的縱向軸線的橫向運動或側向搖擺(lateral sway)是最有危害的。搖擺通常是由傳送器的車輪或履帶在一側上越過高的障礙物比如巖石或樹粧而引起的。地形越不平坦并且車輛速度越高，這些搖擺通常就會越強。
[0004]車輛的搖擺不僅影響駕駛員的舒適性，而且影響車輛的穩(wěn)定性尤其是林業(yè)機器的地形友好性。通過抑制搖擺，能夠提高車輛的速度，這直接影響車輛的輸出。
[0005]例如，在本林業(yè)機器中已經(jīng)以不同的方式解決了上述缺點。簡單的方式是用特定的搖桿串聯(lián)式軸來替換雙車輪軸，這是由于搖桿串聯(lián)式軸趨向使由障礙物引起的搖擺大致減半，其中，該搖桿串聯(lián)式軸由于車輪之間的傳動效應而在一定程度上使車輛的搖擺均衡。另一方面，該解決方案導致獲得兩個較小的搖擺而不是取決于障礙物的尺寸和形狀的僅一個搖擺，取決于障礙物的尺寸和形狀的僅一個搖擺是不受歡迎的。也可以通過使用例如由汽車工業(yè)開發(fā)的主動懸架來降低針對駕駛員的加速度。然而，這種類型的主動懸架不會消除針對艙室的并且尤其是根據(jù)研究對健康最具危害的低頻側向搖擺。
[0006]林業(yè)機器大多具有雙本體結構，在這種情況下，前部件和后部件通過具有兩個自由度的接頭彼此連接，該接頭使機器可以轉向并且在兩個部件的軸靜止固定于本體部件的情況下通常還允許這些本體部件相對于彼此旋轉。另一個常規(guī)布置為如下的方式:該方式在尚未在位于機器的本體之間的接頭中實施允許本體大致相對于機器的縱向軸線的旋轉的自由度的情況下，將一個本體的軸布置成搖桿軸。
[0007]在機械動力傳輸中，通常使用普通軸和搖桿串聯(lián)式軸兩者。搖桿串聯(lián)式軸通常固定至本體。串聯(lián)式軸將引力和表面壓力更均勻地分布給地形并且在一定程度上使搖擺均衡。在任何情況下，由于較大的接觸表面和較低的表面壓力，因此串聯(lián)式軸通常允許在斜坡地形和差的承載地形條件方面的更好的改進。借助于串聯(lián)式軸，也可以在基本不影響地面間隙的情況下使機器的重心降低，并且這有利地影響機器的穩(wěn)定性。普通的雙車輪軸可以既固定地又以鉸接的方式緊固至本體，即作為擺動軸。第二軸通常是固定軸，而另一個軸擺動。
[0008]在公開的專利EP 0 824 413中，車廂的擺動運動由如下裝置控制:在該裝置中，相對于車輛的縱向軸線大致擺動的軸布置至前本體，該前本體以旋轉的方式布置至后本體。前本體還具有用于控制該擺動軸的至少一個致動器。前本體的重心的沿相對于前本體的縱向軸線的橫向方向的轉移在致動器中引起推動或牽拉運動，這種運動使重心的轉移均衡，直到致動器中實現(xiàn)平衡并且前本體處于大致水平位置中為止。以這種方式，可以降低或完全消除由地形不平而引起的前本體的側傾。由于通過該類型的裝置所移動的質(zhì)量相對較小，因此裝置中所需的液壓動力的需求不會過高。
[0009]以上所描述的裝置在控制擺動軸時工作良好，但其不能同樣地應用于對安裝在串聯(lián)式軸上的車輪進行控制。由于在林業(yè)機器中串聯(lián)式軸的使用持續(xù)增長，因此有關串聯(lián)式軸的搖擺運動的控制也變得比以前更重要。
[0010]已知的解決方案確實能夠使艙室中的駕駛員保持持續(xù)地定向成大致水平。然而，當穩(wěn)定軸定位地較高時，不能夠避免由上述側向擺動或側傾引起的作用于駕駛員上的側向平移運動。這在用于林業(yè)機器艙室的若干已知的穩(wěn)定裝置中成為問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]因此，本發(fā)明的目的是提供用于避免上述問題中的至少主要問題的裝置和方法。該目的以下述這種方式來實現(xiàn):用于使串聯(lián)式軸或履帶式軸與車輛本體之間能夠進行旋轉運動的裝置和方法具有根據(jù)本發(fā)明的權利要求中所限定的特征。
[0012]特別地，存在的問題可以通過以組合權利要求1和8的特征部分中所公開的特征的方式來解決。
[0013]在從屬權利要求中公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
[0014]當車輛的艙室或其他部分相對于車輛的主本體進行旋轉運動時，有利的是將這樣的部分的旋轉軸線定位成盡可能地靠近車輛正在行進的地形表面，在這種情況下，還能夠使車輛的側向搖擺的強度減至最小。換言之，能夠抑制作用在駕駛員上的旋轉并且甚至還能夠完全消除與位置較高的穩(wěn)定軸相關的旋轉。當車輛具有控制輪對的擺動軸時，該解決方案實施起來非常簡單。在配備有串聯(lián)式軸或履帶式軸的機器中，該問題的解決方案明顯更具挑戰(zhàn)性。理論上，能夠通過用新型的搖桿串聯(lián)式軸替換擺動軸來將類似解決方案應用于車輛。則這種類型的搖桿串聯(lián)式軸可以被應用于相對于車輛的縱向軸線擺動并且同時相對于車輛的主本體擺動。然而，這種搖桿串聯(lián)式軸的接頭構造將由于其需求而變得較大且昂貴。該結構的昂貴性通過以下事實加以解釋:由于其至地形表面的彼此分開比較遠的四個接觸點，因此當使用鉸接式轉向裝置使車輛轉向時，與不會沿側向方向破壞地面的更常規(guī)的雙車輪擺動軸相比，搖桿串聯(lián)式軸將引起對本體結構的相當大的力。在具有鉸接式轉向裝置的車輛中比如林業(yè)機器中，這種現(xiàn)象尤其突出。
[0015]由于其較大的結構，因此機器的主要尺寸和重量也將會增加，這將削弱車輛的操作及輸運性能。
[0016]在本方案中，已經(jīng)通過為車輛提供單獨的輔助本體來避免這些問題。該輔助本體進而大致同心地鉸接至車輛的主本體，該主本體具有配備有差速齒輪的普通的串聯(lián)式軸或履帶式軸。當將該方案應用于具有鉸接式轉向裝置的車輛時，因此，主本體以已知的方式將具有鉸接式轉向裝置的車輛的轉向接頭與串聯(lián)式軸或履帶式軸連接，所述串聯(lián)式軸或履帶式軸剛性地布置至主本體。因此，像之前一樣，應力從轉向接頭傳遞至緊固串聯(lián)式或履帶式軸的螺栓而無需在其間具有如擺動軸或履帶式軸所需的重型的承載系統(tǒng)。
[0017]由于本發(fā)明的方案不需要將搖桿串聯(lián)式軸單獨地鉸接至承受由于地形和動力傳輸所產(chǎn)生的力的車輛本體，其還主要能夠防止車輛的靜負載增加。同時，已經(jīng)能夠保持車輛的鉸接機構盡可能簡單，并且車輛的液壓裝置或轉向裝置基本不會變得比以前更復雜。
[0018]當將艙室安裝于可移動的輔助本體上時，在艙室的常規(guī)的抗側傾和穩(wěn)定方案中，艙室與輔助本體之間的加熱、通風和控制裝置線纜和管道不會被指向其的連續(xù)摩擦損壞。因此，與能夠僅僅調(diào)節(jié)艙室的水平位置的結構相比，車輛的操作可靠性得到大大改善。
[0019]本發(fā)明還提供了其他可觀的優(yōu)點。因此，除了提高駕駛員的舒適性和的人體工程性能，還能夠以較高的速度驅動車輛，這提高了生產(chǎn)率。由于相對于主本體支承艙室的輔助本體或者安置在該主本體上的一些其他輔助本體可以保持在比之前更直的位置中，因此例如越過相當高以及所謂“矮的”障礙物比如地形中的巖石或樹粧的能力顯然比現(xiàn)有技術的解決方案更好。當能夠在車輛的前本體與后本體兩者中利用串聯(lián)式軸結構時，車輪的表面壓力比之前分布在基部上的壓力更均勻，由此，在更容易地在軟的基部上移