轉向裝置製造方法
2023-04-30 14:27:41 4
轉向裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及特別是用於商用車輛及其拖車的轉向裝置、復位部件(41)和轉向系統，所述轉向裝置包括拉杆單元(2)、致動單元(4)和杆元件(6)，杆元件以可樞轉的方式被固定在第一轉動點(81)處，第一轉動點不可移動地布置於參照系中，其中，致動單元(4)具有復位部件(41)、主動部件(42)和阻尼部件(43)並且不會相對於參照系沿著橫軸位移，復位部件、主動部件和阻尼部件(41、42和43)中的至少一者對拉杆單元(2)施加力以使拉杆單元沿著所述橫軸位移或使拉杆單元不會位移，其中，拉杆單元(2)樞轉地被固定在杆元件(6)上的第二轉動點(82)處且因此拉杆單元沿著所述橫軸的位移引起杆元件(6)繞著第一轉動點(81)的樞轉運動。
【專利說明】轉向裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及特別是用於商用車輛或多用途車輛的轉向裝置、復位部件和轉向系統。
【背景技術】
[0002]轉向裝置，特別是用於商用車輛及其拖車的轉向裝置在現有技術中是眾所周知的。在這裡，例如，憑藉與車輛的縱軸垂直的拉杆使如下裝置移動從而使附接的車輪進行樞轉運動，其中，商用車輛的車輪能夠安裝在所述裝置上並且所述裝置能夠相對於車架樞轉。此外，現有技術中已知的是設置穩定單元，該穩定單元抑制所述轉向裝置的振動並且使所述轉向裝置復位到中性位置，在該中性位置處，商用車輛徑直向前運動或者車輪繞著與車輛的縱軸垂直的軸線旋轉。還已知的是通過額外布置的液壓或氣動致動單元來對由上述拉杆施加的力進行補充，其中，致動單元還確保所謂的反向鎖或轉向鎖，即，商用車輛的轉向裝置被固定於某一樞軸位置。從現有技術中已知的方案的缺點是:為了確保多個功能，必須在車橋懸架系統上設置多個單元。帶來的不利結果是:大的重量、需要大的空間以及由於底盤區域中與被渦旋而起的異物的大的整體接觸表面而造成的高損壞概率和使用壽命的縮短。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供這樣的轉向裝置和復位部件:它們是儘可能結構緊湊和輕重量的，並且同時，它們滿足對現有技術中已知的轉向裝置的要求。
[0004]藉助於根據獨立權利要求所述的轉向裝置和復位部件來實現上述發明目的。從屬權利要求限定了本發明的進一步的優勢和特徵。
[0005]根據本發明，轉向裝置，特別是用於商用車輛及其拖車的轉向裝置包括:拉杆單元或系杆單元；致動單元或力單元；和杆元件，所述杆元件以可樞轉或可旋轉的方式固定在第一轉動點出，所述第一轉動點不可移動地布置於參照系中，其中，所述致動單元具有復位部件、主動部件和阻尼部件並且所述致動單元不會相對於所述參照系沿著橫軸位移，所述復位部件、主動部件和阻尼部件中的至少一者對所述拉杆單元施加力以使所述拉杆單元沿著所述橫軸移動或者使所述拉杆單元不會沿著所述橫軸位移，其中，所述拉杆單元樞轉地固定在所述杆元件上的第二轉動點且因此所述拉杆單元沿著所述橫軸的位移引起所述杆元件繞著所述第一轉動點的樞轉運動。優選地，與車輛(即，機動車輛或商用車輛)有關的參照系是具有橫軸和與橫軸垂直的縱軸的固定坐標系。橫軸特別優選垂直於車輛的徑直向前行駛方向。優選地，在車輛的底盤上，杆元件被可樞轉地布置，杆元件優選是轉向節轉向機構的轉向杆，這同樣是已知的。有利地，第一轉動點位於軸頸或軸承中，所述軸頸或軸承將杆元件樞轉地且不可移動地或無法平動地固定在車架上，其中，杆元件的樞轉運動特別優選地關於基本上垂直於由所述參照系的橫向方向的縱向方向張成的平面的垂直方向發生。優選地，致動單元是以中空柱體的形狀設計的組裝件，其被固定為至少不會發生相對於車架或相對於所述參照系的沿著橫向方向的位移。根據本發明，致動單元包括復位部件、主動部件和阻尼部件，其中，所述三個部件的特徵特別在於它們實現的功能，並且它們均包括優選地與拉杆單元嵌接的嵌接件。所述復位部件優選具有至少一個復位元件，該復位元件優選間接地或直接地將力傳遞至拉杆單元，以將拉杆單元引導進入相對於致動單元或相對於參照系的如下位置:在該位置中，所述杆元件布置於所謂的中性位置或徑直向前行駛位置。所述徑直向前行駛位置的特徵特別在於:優選地被設置在所述杆元件上的軸承區域被定位以基本上沿著所述橫軸或平行於所述橫軸將車輪可旋轉地安裝在杆元件上。換言之，在杆元件的中性位置處，轉向偏轉為零。布置於復位部件中的復位元件優選是螺旋彈簧，該復位元件優選可以經受壓力，且當存在關於商用車輛向左或向右的沿著所述橫軸的拉杆單元的轉向偏轉或運動時所述復位元件對拉杆單元施加力，該力試圖使拉杆單元復位至中性位置。所述致動單元的主動部件優選地起到控制所述拉杆單元相對於所述致動單元的位移的作用。優選地，在所述主動部件中，致動單元與優選設置在拉杆單元上的活塞之間存在液壓或氣動聯接，其中，優選位於活塞前後的所述致動單元具有用於供給和排出工作流體的供給通道和排出通道。通過將工作流體供給至或排出致動單元的被活塞彼此隔開的腔室，活塞被推向關於商用車輛的徑直向前行駛方向的左邊或右邊。所述主動部件的作用原理優選地對應於現有技術中已知的液壓或氣動活塞系統，在該系統中，活塞元件被布置於中空柱體形狀的組件中並且將該組件分隔成兩個流體部，其中通過將流體供給至或排出兩個流體部中的一個，使活塞元件在中空柱體形狀的組件內移動。對於所述主動部件的液壓或氣動設計而言可替代的是，也可以確保藉助於例如與相應的齒輪或蝸輪形狀配合嵌接的齒狀元件的機械聯接。所述致動單元的阻尼部件適於通過將阻尼力傳遞至拉杆單元來緩和作用在所述轉向裝置和/或所述杆元件的振動和衝擊。在這裡，優選的是，將諸如由車輪的不平衡造成的具有一定頻率的振動限制到無條件安全最大值，所述振動導致周期振動且在共振的情況下可能導致商用車輛的整個轉向系統的自激振蕩。優選地，所述阻尼部件基於液壓振動阻尼器的現有技術中已知的原理，其中，被活塞元件移動的流體流經閥門或孔，從而造成流阻，該流阻將動能轉換成熱能，且因此延遲或阻尼可相對於彼此移動的組件的位移。優選地，所述致動單元具有內部區域和圍繞該內部區域的中空體形狀的外部區域，其中，所述主動部件和所述阻尼部件優選布置於內部區域中且所述復位部件優選布置於周圍的外部區域中。將所述主動部件、所述阻尼部件和所述復位部件一體化到致動單元中的優勢是非常緊湊的設計以及重量的減輕，這是因為上述個體部件優選僅需要一個殼體。進一步優選地，設置在杆元件上的用於在車輛的徑直向前行駛方向上安裝車輪的區域布置在所述第一轉動點的後方。眾所周知，這樣的布置也被稱為從動軸並且特別地用來實現:當向前行進期間液壓系統故障或沒有控制力作用於轉向系統上時，商用車輛的轉向裝置憑藉自身樞轉回到中性位置。能夠實現這點的原因是關於向前行駛方向在所述第一轉動點後方作用的滾動阻力，該阻力使轉向裝置樞轉回到中性位置。當商用車輛向後行進時，多數情況下需要轉向裝置提供有固定或反向鎖功能，該功能特別優選是由所述致動單元的所述主動部件實現的。為此，如果所述主動部件被設計為液壓或氣動組件，那麼用於供給和排出工作流體的閥門關閉，其中，所述主動部件中含有的工作流體使拉杆單元不會沿著橫向方向位移。特別優選地，所述致動單元被固定在車輛的剛性車軸上或轉向軸的剛性部上，其中，在此情況下的參照系被不可移動地布置於所述剛性車軸。進一步優選地，在所述剛性車軸的遠端處，優選設置有各個第一轉動點，在第一轉動點上可樞轉地固定有杆元件。
[0006]優選地，所述拉杆單元穿過所述致動單元且在所述拉杆單元的各遠端處被固定於各自的所述杆元件的第二轉動點。特別優選地，所述拉杆單元在所述致動單元中被引導以使所述拉杆單元可以僅沿著拉杆單元的主延長方向相對於所述致動單元發生位移。此外，所述拉杆單元優選具有各種嵌接部，該嵌接部與復位部件和/或所述主動部件和/或所述阻尼部件嵌接並且將力從所述這些部件的各者中傳遞至所述拉杆單元。因為轉向單元的各種功能被結合在拉杆單元中，所以能夠儘可能緊湊地設計轉向裝置且能夠節省拉杆單元的附加重量。在這裡，所述拉杆單元既實施主動轉向(即，控制轉向裝置的轉向位置)又實施穩定化(即，優選使轉向裝置復位至中性位置以及優選阻尼發生在轉向裝置上的振動)。
[0007]優選地，所述致動單元相對於所述參照系可樞轉地安裝，以使所述第二轉動點的垂直於所述橫向方向的位移分量通過樞轉所述致動單元來補償。所述第二轉動點的垂直於所述橫向方向的位移分量經由所述拉杆單元傳遞至所述致動單元。所述第二轉動點的垂直於所述橫向方向的所述位移分量尤其是在所述第二轉動點沿著圓形路徑移動的過程中產生的。為了防止所述拉杆單元的或所述致動單元的懸架彎曲或受損，優選相對於參照系可樞轉地安裝所述致動單元。所述致動單元能夠特別優選通過優選固定於底盤或剛性車軸的球窩接頭或由孔和嵌接軸頸構成的機構可樞轉地安裝。
[0008]進一步優選的是所述致動單元具有固定元件,所述固定元件相對於所述參照系垂直於所述橫向方向可移動地固定所述致動單元。換言之，所述固定元件儘可能地確保所述致動單元不會沿著所述橫向方向位移。然而，同時，所述固定元件允許所述致動單元相對於參照系的垂直於所述橫向方向的位移。垂直於所述橫向方向可樞轉和可移動的致動單元的優選布置可以使如下情況成為可能:在被固定至拉杆單元的兩個杆元件的轉向偏轉的情況下，這兩個杆元件各自的第二轉動點可以在垂直於所述橫向方向的不同方向上移動，其中，引導所述拉杆單元的所述致動單元關於所述參照系樞轉並且垂直於所述橫向方向相對於參照系移動。已經證明有利的是，藉助於固定區域使致動單元僅不會沿著所述橫向方向位移，其中，樞轉運動和垂直於所述橫向方向的位移仍有可能。所述固定元件的樞轉運動以及固定點因此在所述固定元件與所述致動單元之間的圓形路徑上的運動確實導致所述致動單元沿著所述橫向方向的輕微的基本上可忽略的運動，這在轉向裝置的布局中已經被考慮到了。因此，所述致動單元沿著所述橫向方向的不可移動性的定義僅忽略了此點。
[0009]在可替代的優選實施例中，所述拉杆單元具有將第一拉杆部和第二拉杆部可樞轉地彼此固定的接頭或鉸鏈，其中，所述第一拉杆部優選在所述致動單元中被引導且不會發生垂直於或正交於所述橫向方向的位移，且其中，所述致動單元被不可移動地固定且不會相對於所述參照系樞轉。可替代地，對於垂直於所述橫向方向可樞轉或可移動的致動單元的布置，也可以優選將至少一個(特別優選兩個)接頭設置在拉杆單元上，這些接頭可樞轉地分別將一個的第二拉杆部固定至第一拉杆部。在這裡，由杆元件的垂直於所述橫向方向的樞轉運動造成的路徑分量通過第二拉杆部相對於第一拉杆部的樞轉運動而被補償，並且第一拉杆部僅沿著所述橫向方向位移且不需要所述致動單元的樞轉布置。特別優選地，所述接頭被設計為球窩接頭，其中，優選設置在第一拉杆部上的球窩或接頭窩容納優選設置在第二拉杆單元上的接頭頭部或球部並且可樞轉地安裝所述所述接頭頭部或球部。特別優選地，在本實施例中，所述致動單元可以不可移動地被固定於車軸或車架，其中，有利地，因此避免了更加複雜的布置和組件並且確保了轉向裝置的高使用壽命和可靠性或穩定性。
[0010]進一步優選地，所述第二拉杆部具有延長長度，該延長長度與所述拉杆單元沿著所述橫軸的最大位移路徑的比的關係為0.3-1.5，優選為0.5-1且特別優選為0.7-0.8。所述關係越大，第二拉杆部相對於拉杆單元沿著所述橫軸的最大位移路徑就越大，其中，特別優選的是在所述第二拉杆部向著所述第一拉杆部的樞轉運動期間存在較小的偏轉或較小的角度變化，並且垂直於橫軸作用至所述第一拉杆部且因此作用至所述致動單元的各個力的分量減小。然而，當所述第二拉杆部的延長長度過大時，轉向裝置的不夠緊湊的設計或增大的建造空間需求可能是不利的。已經表明:所述第二拉杆部的長度相對於所述拉杆單元沿著所述橫軸的最大位移的優選關係為0.3-1.5的轉向裝置在可靠地滿足緊湊度需求的同時使得拉杆單元或第一拉杆部上的剪力也最小。
[0011]進一步優選地,所述杆元件具有在所述第一轉動點與所述第二轉動點之間延長的杆臂，其中，在所述杆臂的中性位置處，沿著所述杆臂延伸的直線以相對於所述參照系的所述橫向方向樞轉某角度的方式被定位或對準，且其中所述角度優選大於90°。處於中性位置的杆元件的杆臂的非垂直對準優選用來創建所謂的轉向梯形。為此，沿著杆臂延伸的直線優選以與商用車輛的徑直向前行駛方向相反地、從橫軸樞轉大於90°的角度的方式來布置，其中，因此，在行進曲線中位於外部的各轉向元件相比於位於內部的各轉向元件從中性位置偏轉較小。換言之，所述角度必須在與徑直向前行駛方向相反的方向延伸的弧中從橫軸或與橫軸平行的平行線擴張至第一轉動點與第二轉動點間相交的直線。例如，在從動軸的情況下，根據第二轉動點關於商用車輛的布置或者在徑直向前行駛方向上是被布置在第一轉動點的後方還是被布置在第一轉動點的前方，從而在各情況下定義所述角度。假如第二轉動點在徑直向前行駛方向上被布置在第一轉動點的後方，則角度是這樣被測量的:從橫軸或橫軸的在商用車輛的優選設置車輪的方向上面朝外部的端部在與徑直向前行駛方向相反的方向上直至沿著杆臂延伸的直線。在這種情況下，轉向梯形的兩條平行線中的較短一條受到第一轉動點的限制且較長一條受到第二轉動點的限制。優選地，杆臂相對於橫軸的樞轉角度在91° -160°的範圍內，特別優選在95° -120°的範圍內且最優選在約100° -115°的範圍內。已經表明:所述角度範圍特別優選地對於各種車輛長度或者對於設置有轉向裝置的車輪懸掛系統距離配置在該系統的後方或前方的車輪懸掛系統的各種距離而言能夠實現最佳駕駛舒適度、最佳駕駛安全度和減小的輪胎磨損。
[0012]優選地，所述第一轉動點距所述第二轉動點間隔著杆長度，其中，所述拉杆單元能夠沿著所述橫軸在最大位移路徑內移動，且其中，所述杆長度與所述最大位移路徑的比的關係在0.7-1.3的範圍內，優選在0.85至1.1的範圍內且特別優選在約0.9-1的範圍內。杆長度與拉杆單元的最大位移路徑的比的關係特別優選地使調整杆元件的可能旋轉範圍成為可能。在所述杆長度與所述最大位移路徑的比小的情況下，必須預期到對於拉杆單元的給定的位移路徑而言杆元件的樞轉範圍就較小。換言之，這意味著:車輛的轉向角度較小且對於拉杆單元的給定位移路徑的迴轉半徑或迴轉圓增大。相比之下，當選擇所述杆臂與所述拉杆單元的位移路徑之比大的時候，有利的是，致動單元上的相對小的力藉助於大的杆長度可靠地使商用車輛的車輪樞轉。然而，如果保持小的上述比率關係，那麼這往往需要致動單元上的更大的調整力。有利地，與車輛的迴轉圓的需求以及轉向裝置上的負載及轉向裝置的重量所要求的致動單元上的力相對應，可以選擇所述杆長度與所述拉杆單元的最大位移路徑的比的最佳關係。
[0013]進一步優選地，所述致動單元的所述主動部件具有閥門裝置，藉助於所述閥門裝置能夠供給和排出工作流體，以經由活塞元件將轉向力傳遞至所述拉杆單元，其中，當所述閥門裝置關閉時，所述拉杆單元不會產生沿著所述橫軸的位移。優選地，閥門裝置包括致動單元上的孔，所述孔優選地可以附接有導管或軟管，所述導管或軟管再通向具有各自的閥門的泵或控制單元。所述閥門裝置的最重要功能是所述致動單元的柱狀區域中的工作流體的供給和排出，在該柱狀區域內，因為致動單元內的位於被固定至拉缸單元的活塞元件前後的工作流體中產生了不同的壓力，所以使所述活塞元件產生位移。通過防止或阻止工作流體供給進入至所述致動單元或排出所述致動單元，就同時防止或阻止了所述活塞元件在所述致動單元的所述柱狀區域內移動並且因此防止或阻止了所述拉杆單元相對於所述致動單元位移。有利地，所述致動單元的所述主動部件因此確保轉向裝置的反向鎖。
[0014]特別優選地，所述致動單元的所述阻尼部件被一體化至所述主動部件並且優選包括阻尼閥門裝置，其中，所述阻尼閥門裝置和/或所述主動部件的閥門裝置有助於阻尼所述拉杆單元的位移。為了實現轉向裝置的特別緊湊的設計，可以優選的是將所述致動單元的所述阻尼部件一體化至所述主動部件並且也可以優選將所述主動部件已經設置有的所述閥門裝置用來阻尼在轉向裝置上產生的振動或振蕩。除了所述閥門裝置，還可以進一步優選的是在所述致動單元上設置並聯連接的阻尼閥門，不管所述主動部件的功能(諸如，當設定反向鎖時，可能阻止工作流體流動)如何，所述阻尼閥門都能夠實現對轉向裝置上的振動或衝擊的阻尼。可替代地，優選地，所述阻尼部件與所述主動部件也可以被流體機械地分隔設置，其中，為了阻尼振動或衝擊，也可以有利地使用諸如空氣或類似的可壓縮媒介等各種工作流體。
[0015]優選地，所述致動單元的所述復位部件與所述致動單元的所述主動部件和/或所述阻尼部件是在空間和功能上被分隔開的。特別當所述復位部件被布置於所述致動單元的與所述主動部件相鄰的和/或與所述阻尼部件相鄰的分離部時，所述復位部件與所述致動單元的所述主動部件或所述阻尼部件在空間上被分隔開，其中，優選設置於所述復位部件內的復位元件與拉杆單元上的專門設置的嵌接部嵌接。本實施例的優勢是:可以在不斷開或中斷可能設置於所述主動部件和/或所述阻尼部件中的工作流體迴路的情況下，維護和安裝或拆卸所述復位部件。
[0016]可替代地，為了實現緊湊設計，所述復位部件可以被一體化至所述主動部件和/或被一體化至所述阻尼部件。
[0017]進一步根據本發明的是復位部件，其包括第一柱狀部、第二柱狀部、第三柱狀部、第四柱狀部和復位元件，其中，至少前三個柱狀部是以中空柱體的形狀設計的，其中，第三、第四柱狀部和所述復位元件基本上布置在第一和第二柱狀部內並且能夠沿著復位軸相對於第一和第二柱狀部移動，其中，第二柱狀部能夠沿著所述復位軸移動到第一柱狀部中並且第四柱狀部能夠沿著所述復位軸移動到第三柱狀部中，其中，所述復位元件的第一端部靠在第三柱狀元件的第一止動器上並且復位元件的相對的第二端部靠在第二柱狀元件的第二止動器上，其中，在第四柱狀元件沿著所述復位軸朝著第一柱狀元件的方向位移期間或之後，第四柱狀元件的第二止動器將第二柱狀元件的第二止動器支撐於所述復位元件，且第三柱狀元件靠在第一柱狀元件的第一止動器上，其中，在第四柱狀元件沿著所述復位軸位移遠離第一柱狀元件期間或之後，第四柱狀元件的第一止動器經由所述第三柱狀元件的第一止動器使第三柱狀元件朝著第四柱狀元件的方向位移，第一柱狀元件的第二止動器經由第二柱狀元件的第一止動器將第二柱狀元件支撐於所述復位元件，其中，在使第一柱狀元件沿著所述復位軸相對於第四柱狀元件位移期間或之後，所述復位元件在第二柱狀元件與第三柱狀元件間創建了復位力。遵循緊湊設計的同一發明理念，特別優選的是所述復位部件包括交錯的柱狀元件，當彈簧範圍足夠大時，交錯的柱狀元件可以以特別節約空間的方式彼此套疊。因此，除了所述阻尼部件和所述主動部件與所述致動單元的優選的一體化以外，例如，所述復位部件在整體上對轉向裝置的緊湊設計作出重要貢獻。根據本發明，所述復位部件負責使轉向裝置復位到徑直向前行駛方向或中性位置。為此，設置有所述復位元件，該復位元件在轉向裝置偏離這個中性位置的情況下在復位部件中受到壓力，在所述復位元件中嘗試使轉向裝置移動至中性位置的復位力起作用。優選地，第一柱狀元件間接地或直接地相對於商用車輛的底盤或轉向軸的剛性部被不可移動地布置，第四柱狀元件相對於轉向裝置的運動部被不可位移地或不可移動地布置。根據本發明，轉向裝置的轉向偏轉使復位部件被壓縮或拉長，其中，第一柱狀元件和第四柱狀元件進行相對於彼此的相對運動。根據本發明的復位部件的特徵是:當復位部件被壓縮以及當復位部件被拉長時，復位元件的緊湊設計和僅受到壓力的能力。因此，能夠顯著增加諸如螺旋彈簧等復位元件的使用壽命或可能的負載周期數。緊湊設計是由根據本發明的四個柱狀元件和設置在各個柱狀元件上的止動器的布置而實現的。所述止動器優選被形成為向內或向外突出的軸環並且用於支撐復位元件或者用於支撐或承載待將在一個方向上被支撐或帶動的柱狀元件的相應的止動器。優選地，當轉向裝置處於中性位置時，所述復位元件在第二柱狀元件與第三柱狀元件之間被預拉伸。
[0018]有利地，所述復位元件基本上完全填充由第二柱狀元件和第三柱狀元件所佔據的沿著所述復位軸或平行於復位軸的構建長度或延長長度。由第二柱狀元件和第三柱狀元件限定的構建長度優選對應於:這兩個柱狀元件的整體延長的和減去第二和第三柱狀元件重疊的長度，再減去第二柱狀元件的第二止動器沿著所述復位軸的延伸長度與第三柱狀元件的第一止動器沿著所述復位軸的延伸長度。因此，「基本上」在這個背景下意味著:從第二柱狀元件和第三柱狀元件一起佔據的構建長度的整體延長長度中僅減去兩個外部的止動器的延長長度，以得到所述復位元件的優選延長長度。所述復位部件的該優選設計可以通過復位元件實現特別好的空間利用率，且在復位元件的緊湊設計以及轉向裝置因此獲得的緊湊設計的情況下，特別大的彈簧範圍是可用的。
[0019]優選地，當所述復位部件被壓縮時，所述第三柱狀元件的第一軸環就會靠在所述第一柱狀元件的第一止動器上。為了實現復位部件的緊湊且輕重量的設計，優選將第三柱狀元件的第一止動器布置得儘可能遠離第四柱狀元件的第二止動器，並且因此優選使復位元件基本上完全利用復位部件沿著所述復位軸的延長長度或可用長度。因此，在復位部件的整體長度相對較短的情況下，得到了復位元件的相當大的最大可能彈簧範圍。在這裡，所述最大可能彈簧範圍(即，彈簧元件最多可以被壓縮的量或行程)與處於中性位置的復位部件的整體長度的比的關係優選為0.3至0.8，特別優選為0.4至0.7且最優選為約0.5至0.6。復位部件的所述整體長度優選是在中性位置處第一柱狀元件的第一止動器距第四柱狀元件的第二止動器的距離。當然，所述關係取決於復位元件的幾何結構，特別是取決於優選使用的螺旋彈簧的線材厚度與線圈沿著所述復位軸的彼此間的距離的關係。
[0020]優選地，所述復位部件具有支撐單元，所述支撐單元包括第一支撐元件和第二支撐元件，其中，所述第一支撐元件被固定至所述第一柱狀元件並且所述第二支撐元件被固定至所述第四柱狀元件，其中，所述支撐元件中的一者具有凹口，另一支撐元件可以沿著所述復位軸至少部分地被插入該凹口，以此防止所述第一柱狀元件沿著所述復位軸相對於所述第四柱狀元件旋轉。當受到沿著所述復位軸的壓力時，所述支撐單元優選地保護所述復位部件不會屈曲。優選地，第一支撐元件可伸縮地嵌接至第二支撐元件，以使這兩個支撐元件間存在著垂直於所述復位軸的形狀配合，所述形狀配合基本上防止了第一支撐元件相對於第二支撐元件的垂直於所述復位軸的位移。「基本上」在這個背景下意思是:在由於生產而造成的間隙的範疇內，也可能存在垂直於所述復位軸的較小位移。
[0021]根據本發明，提出了也是根據本發明的將上述的轉向裝置和復位部件的特徵組合起來的轉向系統。因為所述致動單元的組件的緊湊布置可以與緊湊的復位部件組合，所以所述轉向系統具有優選的緊湊設計。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]從下面參照附圖的說明中，本發明的進一步的優勢和特徵將變得顯然。示出的優選實施例的單個特徵可以在本發明的範圍內組合。
[0023]圖1示出了處於中性位置的根據本發明的轉向裝置的優選實施例的視圖，
[0024]圖2示出了具有接頭的根據本發明的轉向裝置的優選實施例，
[0025]圖3示出了具有插入的拉杆單元的致動單元的優選實施例，
[0026]圖4示出了處於中性位置的根據本發明的轉向裝置的優選實施例的視圖，並且
[0027]圖5示出了根據本發明的復位部件的優選實施例的截面圖。
【具體實施方式】
[0028]圖1示出了根據本發明的轉向裝置的優選實施例，其中，致動單元4經由固定元件45被間接固定到商用車輛的剛性車軸10。固定元件45使致動單元4尤其不會發生相對於參照系I的沿著橫軸Q的位移。致動單元4具有復位部件41、主動部件42和阻尼部件43，其中，在示出的優選實施例中，主動部件42和阻尼部件43是一體化地設計的。或者優選地，阻尼部件43可以被設計為與主動部件42在空間和功能上被分隔開。優選地，拉杆單元2穿過致動單元4,其中，拉杆單元2優選被引導通過致動單元4。優選地,在拉杆單元2的遠端處，拉杆單元2直接或間接地接合第二轉動點82並且在各所述轉動點處分別被可樞轉地固定至杆元件6。在第二轉動點82中，特別優選地設置有使拉杆單元2能夠相對於杆元件6輕微旋轉運動的球軸承或球軸套。杆元件6在對於參照系I不可運動的第一轉動點81處被可旋轉地或可樞轉地固定至剛性車軸10。優選地，杆元件6具有杆臂62以及優選用於可旋轉地安裝商用車輛的車輪或車輪懸架的其它設備。圖中所示的轉向裝置，特別是杆元件被設計為與現有技術中已知的驅動軸類似，其中，待被附接至杆元件6的車輪的旋轉軸被布置在第一轉動點81的後方。此外，圖中所示的根據本發明的轉向裝置的實施例處於中性位置，其特徵特別優選地在於:優選被附接至杆元件6的車輪懸架的旋轉軸被對準為與參照系I的橫向方向Q平行或共線。換言之，處於中性位置的轉向裝置的轉向偏轉為零。特別優選地，為了調整某相對轉向角度，使沿著杆元件6的杆臂62延伸的直線相對於橫向方向Q樞轉了角度a。上下文中的相對轉向角度意味著:在車輪轉彎期間，與位於外部的杆元件6相比，位於內部的杆元件6關於行進的曲線的轉向角度更大。在圖中所示的實施例中，當沿著左曲線行進時，圖中右邊所示的車輪懸架因此比左邊的車輪懸架具有更大的轉向角度。兩個第一轉動點81和兩個第二轉動點82優選地不是張成矩形而是張成梯形，通常也被稱為轉向梯形。可以優選地設定為:角度α越大，相對轉向角度越大。杆元件6的杆臂62優選具有長度L，長度L與拉杆單元2的最大可能位移路徑Smax的比的優選關係為0.7-1.3，優選為0.85-1.1且特別優選為0.9_1。此外，從徑直向前的行駛方向F來看，根據商用車輛上的可用安置空間，根據本發明的轉向裝置可以被布置在剛性車軸10的後面。
[0029]圖2示出了根據本發明的轉向裝置的優選實施例，其中，拉杆單元2特別優選具有兩個接頭24，這兩個接頭24將第一拉杆部21可樞轉地連接至各自的第二拉杆部22，其中，在沒有正交於或垂直於橫向方向Q樞轉或位移第一拉杆部21的情況下，拉杆單元2能夠沿著橫向方向Q位移。優選地，導引第一拉杆部21的致動單元4能夠被固定地且不可移動地布置在剛性車軸10上。優選地，能夠藉助於如圖1所示的固定元件45來避免以昂貴和耗時的方式固定致動單元4，且能夠選擇所述轉向裝置的更加魯棒性的設計。第二拉杆部22具有優選的延長長度S22,延長長度S22與第一拉杆部21的或拉杆單兀2的最大位移路徑Smax的比的關係優選為0.3-1.5，特別優選為0.5-1且最優選為0.7-0.8。特別地，從接頭24的轉動點直至第二轉動點82來測量第二拉杆部22的延長長度s22。因為所述轉向裝置沒有處於所述中性位置，所以角度α不是從橫軸Q的平行線測量的，而是從優選被安裝在所述轉向裝置上的車輪(未圖示)的旋轉軸到沿著杆臂6延伸的直線而測量的。在圖2所示的實施例中，角度α優選僅略大於90°。
[0030]圖3示出了圖2中已經示出的具有第一拉杆部21、兩個接頭24和兩個第二拉杆部22的拉杆單元2的詳細視圖。在這個實施例中，致動單元4能夠被不可移動地固定在剛性車軸10(未圖示)上，其中，兩個固定部46可以同時包含有用於工作流體供入和排出致動單元4的主動部件42或阻尼部件43的供給通道和排出通道。如圖所示，在復位部件41中，設置有復位元件，其中，復位元件在拉杆單元的所示位置中被最大程度地壓縮。在圖中，復位單元2因此沿著橫軸Q相對於致動單元4或相對於參照系I最大限度地偏向左側。
[0031]圖4示出了處於中性位置的被設計為從動軸的根據本發明的轉向裝置的優選實施例。該轉向裝置的第一轉動點81在商用車輛的徑直向前行駛方向F上被優選布置在車輪(未圖示)的車輪軸承的前方，即，圖中的所述車輪軸承的上方，在所示的位置橫軸Q延伸通過所述車輪軸承。此外，在商用車輛的徑直向前的行駛方向F上，第二轉動點82被布置在第一轉動點81的前方，S卩，在圖中相應地布置在第一轉動點81的上方。角度α的上述定義(在中性位置處，在商用車輛的車輪(未示出)的方向上面向外部地從與橫軸Q平行的平行線起，與徑直向前行駛方向F相反地直至沿著杆臂6延伸的直線)對於本實施例而言造成杆臂6形成了開口 V。轉向梯形的平行線中的較長一條線因此受到第二轉動點82的限制。
[0032]當然，測量的角度被定義在空間上布置的直線的投影與各附圖的觀察者平面上的點之間。
[0033]圖5示出了根據本發明的復位部件41的優選實施例的截面圖。復位部件包括四個柱狀元件411、412、413和414，這四個柱狀元件優選設計為中空柱體或套筒的形狀且優選具有不同於各其它柱狀元件的內直徑和外直徑。優選地，第二柱狀元件412可以至少部分地被插入或被移動至第一柱狀元件411中，且第四柱狀元件414可以至少部分地被插入或被移動至第三柱狀元件413中。進一步優選地，第三和第四柱狀元件413、414至少在某些部分處被布置在由第一和第二柱狀元件411、412形成的中空空間內。第一柱狀元件411具有第一止動器411a,第一止動器411a優選被設計為底板或端板。第一柱狀兀件411的第一止動器411a的面向外部的表面連接至致動單元4的其它部件(未示出)或連接至商用車輛的剛性部。此外，在第一柱狀元件411的第一止動器411a上，優選例如通過(圖示的)螺紋接頭或焊接接頭固定有支撐單元419的第一支撐元件417。第二柱狀元件412具有第二止動器412b，第二止動器412b優選被設計為具有凹口的帽蓋，其中，第四柱狀元件414穿過該凹口且可以相對於第二柱狀元件412滑動。當復位部件41被壓縮時，第二柱狀元件412的第二止動器412b靠在第四柱狀元件414的第二止動器414b上，以使得復位元件416在圖的右手側示出的端部朝向左邊位移。復位元件416的左端部靠在第三柱狀元件413的第一止動器413a上,第三柱狀兀件413的第一止動器413a優選靠在第一柱狀兀件411的第一止動器411a上。通過壓縮復位元件416，在第二柱狀元件412的第二止動器412b與第三柱狀元件413的第一止動器413a之間由所述復位元件形成了復位力，並且因此間接地在第四柱狀元件414與第一柱狀元件411之間形成了復位力。當復位元件41被拉長時或當第四柱狀元件414與第一柱狀元件411之間的距離被增大時，第四柱狀元件414在第二柱狀元件412的第二止動器412b中的凹口內向右滑動。當第四柱狀元件414的第一止動器414a支撐第三柱狀元件413的第二止動器413b且因此將第三柱狀元件413朝右邊拉動時，憑藉第二柱狀元件412的與第一柱狀元件411的第二止動器411b嵌接的第一止動器412a使得第二柱狀元件412不發生相對於第一柱狀元件411的向圖中右方的位移。通過使第三柱狀元件413沿著復位軸A相對於第二柱狀元件412位移，復位元件416在第三柱狀元件413的第一止動器413a與第二柱狀元件412的第二止動器412b之間被壓縮，並且復位元件416對止動器413a和412b均施加復位力，該復位力使復位部件41尋求它的中性位置，復位元件416在該中性位置處具有沿著復位軸線A的最大延長長度。當然，例如，圖5所示的復位部件41可以用於圖3所示的致動單元4的實施例，其中，第一柱狀元件411的第一止動器411a或第四柱狀元件414的第二止動器414b被固定至拉杆單元，並且其它各個止動器連接至致動單元4的殼體。圖1和圖2所示的根據本發明的轉向裝置的實施例也可以通過憑藉安裝圖5中所示的復位部件41實現的緊湊設計而得以改善。
[0034]參考符號列表
[0035]I 參照系412a 第一止動器
[0036]2 拉杆單元412b 第二止動器
[0037]4 致動單元413 第三柱狀元件
[0038]6桿兀件413a 第一止動器
[0039]10 剛性車軸413b 第二止動器
[0040]21 第一拉杆單元414 第四柱狀元件
[0041]22 第二拉杆單元414a 第一止動器
[0042]24接頭414b第二止動器
[0043]41復位部件416復位元件
[0044]42主動部件417第一支撐元件
[0045]43阻尼部件418第二支撐元件
[0046]45固定元件419支撐單元
[0047]46固定部A復位軸線
[0048]62桿臂α角度
[0049]81第一轉動點F徑直向前行駛方向
[0050]82第二轉動點L長度
[0051]411第一柱狀元件Q橫軸
[0052]411a 第一止動器Smax最大位移路徑
[0053]411b第二止動器S22第二拉杆部的延長長度
[0054]412第二柱狀元件
【權利要求】
1.一種特別是用於商用車輛及商用車輛的拖車的轉向裝置，所述轉向裝置包括拉杆單元(2)、致動單元⑷和杆元件(6), 其中，所述杆元件￠)以能夠樞轉的方式固定在第一轉動點(81)處，所述第一轉動點(81)不可移動地布置於參照系(I)中， 其中，所述致動單元(4)具有復位部件(41)、主動部件(42)和阻尼部件(43)並且所述致動單元(4)相對於所述參照系(I)不會發生沿著橫軸(Q)的位移， 其中，所述復位部件、所述主動部件和所述阻尼部件(41、42和43)中的至少一者對所述拉杆單元(2)施加力以使所述拉杆單元(2)沿著所述橫軸(Q)移動或者使所述拉杆單元(2)不會沿著所述橫軸(Q)位移， 其中，所述拉杆單元(2)樞轉地固定在所述杆元件(6)上的第二轉動點(82)處以使所述拉杆單元(2)沿著所述橫軸(Q)的位移引起所述杆元件(6)繞著所述第一轉動點(6)的樞轉運動。
2.如權利要求1所述的轉向裝置， 其中，所述拉杆單元(2)穿過所述致動單元(4)並且所述拉杆單元(2)在各遠端處分別被固定在所述杆元件(6)上的所述第二轉動點(82)處。
3.如前述權利要求中任一項所述的轉向裝置， 其中，所述致動單元(4)相對於所述參照系(I)樞轉地安裝，以使得所述第二轉動點(82)的垂直於橫向方向(Q)的位移分量通過樞轉所述致動單元(4)而得到補償。
4.如前述權利要求中任一項所述的轉向裝置， 其中，所述致動單元(4)具有固定元件(45)，所述固定元件(45)垂直於所述橫向方向(Q)並且相對於所述參照系(I)可移動地固定所述致動單元(4)。
5.如權利要求1或2中任一項所述的轉向裝置， 其中，所述拉杆單元(2)包括接頭(24)，所述接頭(24)將第一拉杆部(21)和第二拉杆部(22)樞轉地彼此固定， 其中，所述第一拉杆部(21)優選地在所述致動單元(4)中被引導並且不會發生垂直於或正交於所述橫向方向(Q)的位移，並且 其中，所述致動單元(4)被不可移動地固定並且不會相對於所述參照系(I)樞轉。
6.根據前述權利要求中任一項所述的轉向裝置， 其中，所述杆元件(6)具有在所述第一轉動點與所述第二轉動點(81,82)之間延長的杆臂(62)， 其中，在所述杆元件(6)的中性位置處，沿著所述杆臂(62)延伸的直線是以相對於所述參照系(I)的所述橫向方向(Q)樞轉了角度(α)的方向而定向的，並且其中，所述角度(α)優選地大於90°。
7.根據前述權利要求中任一項所述的轉向裝置， 其中，所述第一轉動點(81)距所述第二轉動點(82)間隔著杆長度(L)， 其中，所述拉杆單元(2)能夠沿著所述橫軸(Q)在最大位移路徑(Smax)內移動，並且其中，所述杆長度(L)與所述最大位移路徑(Smax)的比的關係在0.7至1.3的範圍內，優選在0.85至1.1的範圍內，且最優選在約0.9至I的範圍內。
8.根據前述權利要求中任一項所述的轉向裝置， 其中，所述致動單元(4)的主動部件(42)具有閥門裝置，藉助於所述閥門裝置能夠供給和排出工作流體，以經由活塞元件(26)將轉向力傳遞至所述拉杆單元(2)， 其中，當所述閥門裝置關閉時，所述拉杆單元(2)不會沿著所述橫軸(Q)位移。
9.如權利要求8所述的轉向裝置， 其中，所述阻尼部件(43)與所述主動部件(42)成為一體並且所述阻尼部件(43)優選包括阻尼閥門裝置， 所述阻尼閥門裝置和/或所述主動部件的所述閥門裝置有助於阻尼所述拉杆單元(2)的位移。
10.如前述權利要求中任一項所述的轉向裝置， 其中，所述復位部件(41)與所述致動單元(4)的所述主動部件(42)和/或所述阻尼部件(43)是在空間和功能上被分隔開的。
11.一種復位部件(41)，其包括: 第一柱狀部(411)、第二柱狀部(412)、第三柱狀部(413)、第四柱狀部(414)和復位元件(416)，其中，至少所述第一柱狀部、所述第二柱狀部和所述第三柱狀部(411、412和413)被設計為中空柱體， 其中，所述第三柱狀部和所述第四柱狀部(413，414)以及所述復位元件(416)被布置為基本位於所述第一柱狀部和所述第二柱狀部(411，412)內並且相對於所述第一柱狀部和所述第二柱狀部(411，412)能夠沿著復位軸(A)移動， 其中，所述第二柱狀部(412)沿著所述復位軸(A)能夠位移至所述第一柱狀部(411)中，且所述第四柱狀部(414)沿著所述復位軸(A)能夠移動至所述第三柱狀部(413)中， 其中，所述復位元件(416)的第一端部靠在所述第三柱狀元件(413)的第一止動器(413a)上，並且與所述第一端部相對的第二端部靠在所述第二柱狀元件(412)的第二止動器(412b)上， 其中，在所述第四柱狀元件(414)沿著所述復位軸朝著所述第一柱狀元件(411)的方向進行位移期間或之後，所述第四柱狀元件(414)的第二止動器(414b)將所述第二柱狀元件(412)的第二止動器(412b)支撐於所述復位元件(416)，且所述第三柱狀元件(413)靠在所述第一柱狀元件(411)的第一止動器(411a)上， 其中，在所述第四柱狀元件(414)沿著所述復位軸在遠離所述第一柱狀元件(411)的方向上進行位移期間或之後，所述第四柱狀元件(414)的第一止動器(414a)經由第一止動器(413a)使所述第三柱狀元件(413)朝著所述第四柱狀元件的方向位移，所述第一柱狀元件(411)的第二止動器(411b)經由所述第二柱狀元件(412)的第一止動器(412a)將所述第二柱狀元件(412)支撐於所述復位元件(416)， 其中，在所述第一柱狀元件(411)沿著所述復位軸(A)相對於所述第四柱狀元件(414)進行位移期間或之後，所述復位元件(416)在所述第二柱狀元件(412)與所述第三柱狀元件(413)之間形成復位力。
12.如權利要求11所述的復位部件(41)， 其中，所述復位元件(416)基本上完全填充由所述第二柱狀元件(412)和所述第三柱狀元件(413)沿著所述復位軸(A)所佔據的延長長度。
13.如權利要求11或12所述的復位部件(41)， 其中，當所述復位部件(41)被壓縮時，所述第三柱狀(413)的第一軸環(413a)靠在所述第一柱狀兀件(411)的第一止動器(411a)上。
14.如權利要求11至13中任一項所述的復位部件(41)， 其中，設置有支撐單元(419)，所述支撐單元(419)包括第一支撐元件(417)和第二支撐兀件(418)， 其中，所述第一支撐元件(417)被固定至所述第一柱狀元件(411)，且所述第二支撐元件(418)被固定至所述第四柱狀元件(414)， 其中，所述支撐元件(417，418)中的一者具有凹口，所述支撐元件(418，417)中的另一者能夠沿著所述復位軸(A)至少部分地被插入所述凹口，以此防止所述第一柱狀元件(411)沿著所述復位軸(A)相對於所述第四柱狀元件(414)樞轉。
15.一種轉向系統，其包括根據權利要求1至10中任一項所述的轉向裝置和根據權利要求11至14中任一項所述的存在於所述轉向裝置中的復位部件(41)。
【文檔編號】F16F1/12GK104349966SQ201380030416
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年5月31日 優先權日:2012年6月11日
【發明者】約瑟夫·比特納, 魯茲·伯默 申請人:塞夫霍蘭德有限公司