CN101784430B - 用于车辆的转向器组件 - Google Patents

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Abstract

一种转向器组件，用于车辆，尤其用于地下运输车辆，其带有至少四个转向轮，其中，在弯道行驶时相应的弯道内侧的车轮比相应的弯道外侧的车轮更强烈地偏转，在该转向器组件中，至少两个彼此关于车辆纵向中间面相对的车轮(2)通过角杠杆(21)和联结到角杠杆(21)处的转向横拉杆(22)彼此联接。在车辆纵向方向上彼此相继的弯道内侧的或弯道外侧的车轮通过传动机构而相联接以进行共同的摆动运动。角杠杆(21)各通过联接杆(24)与转向杠杆(13)相连接，转向杠杆(13)各通过转向直拉杆(10)与转向轮(2)相连接。

Description

用于车辆的转向器组件
技术领域
本发明涉及一种转向器组件(Lenkeranordnung)，其用于车辆、尤其用于地下
Figure GPA00001027447400011
运输车辆，带有至少四个转向轮(lenkbaren
Figure GPA00001027447400012
)，其中，在弯道行驶(Kurvenfahrt)时相应的弯道内侧的车轮比相应的弯道外侧的车轮更强烈地偏转(eingeschlagen)。
背景技术
地下运输车辆、且尤其是所谓的“穿梭式矿车”仅以带有机械式转向系统的方式被应用，其中，无法在各种情况下完全地达到依照阿克曼转向法则(Ackermann-Lenkprinzip)的最优转向几何结构(Lenkgeometrie)。阿克曼转向法则定义了一种最优的转向几何结构，即，在弯道行驶时所有车轮轴线的延长线各于共同的转向中心处相会。基于这种几何的考虑得出，弯道内侧的车轮必须比弯道外侧的车轮更强烈地偏转，以确保在弯道行驶时不会观测到轮胎的过度的磨损(Abrieb)和损耗。
由文件US 2590300可知一种用于穿梭式矿车的机械式控制机构。在这种已知的构造中，各个被驱动的车轮通过铰链机构彼此连接，其中，在车辆的两侧都使用了用于转向传动机构(Lenkgetriebe)的联接的刚性轴。设置有这样的转向传动机构，即，其应当确保用于弯道行驶的合适的正相反地相对的(gegengleichen)转向偏转，其中，联接至该转向传动机构处的控制杆交叉地偏置地布置，并且，彼此居中地相对的(zentrisch gegenüberliegende)控制杆各具有相同的长度而在车辆纵向方向上彼此相继的(hintereinander liegende)杆具有不同的长度。转向传动机构的轴承和用于所联接的转向直拉杆(Lenkstange)的作用点相应地布置在不同的高度上，并且使得内侧车轮对外侧车轮的偏转角(Einschlagwinkel)的少量补偿成为可能。
虽然采用了高成本的杠杆机构，但仅能不充分地与阿克曼转向法则相符地实现内侧车轮与外侧车轮之间的转向角补偿，以使得，仍然会在于地下运行中占支配地位的地面条件下观测到非常严重的轮胎磨损。
发明内容
本发明的目的在于，实现这样一种开始时提到的类型的转向器组件，利用这种转向器组件，针对作为地下车辆的应用，更好地满足了阿克曼转向法则，从而了实现轮胎磨损的降低。为了实现该目的，以前面提到的转向器组件为出发点的根据本发明的构造大致在于，至少两个彼此关于车辆纵向中间面
Figure GPA00001027447400021
相对的车轮通过角杠杆(Winkelhebel，有时或称肘形杆)和联结到角杠杆处的转向横拉杆(Spurstange)而彼此联接，在车辆纵向方向上彼此相继的弯道内侧的或弯道外侧的车轮通过传动机构(Getriebe)相联接以进行共同的摆动运动，在摆动运动中，弯道内侧车轮或弯道外侧车轮的延长轴线彼此交会或相交，并且，角杠杆各通过联接杆(Koppelstange)与转向杠杆(Lenkhebel，有时或称转向节臂)相连接，转向杠杆各通过转向直拉杆与转向轮相连接。与已知的构造不同——在该已知的构造中，为了联接车辆的两侧的两个转向系统设置有共同的轴——现在，根据本发明，弯道内侧转向系统与弯道外侧转向系统的联接不再通过刚性连接轴而是通过铰链系统来实现。该铰链系统包括转向横拉杆和角杠杆，其中，该铰链系统的采用使得两个转向系统之间的这样的连接成为可能，即，在该连接中，通过杠杆传动比、通过相应的转向横拉杆长度和杆杠的几何布置可以在弯道行驶时实现内侧车轮和外侧车轮之间的角差(Differenzwinkel)的最优调整。
就此而论优选的尺寸给定(Dimensionierung)作如下设置，即，转向横拉杆的长度相当于车轮的轮距(Spurweite)的0.3至0.7倍，优选地相当于车轮的轮距的一半，其中，这种构造允许了运输车辆两侧的转向机构的尽可能对称的结构。在此基本上通过转向横拉杆的长度来影响对内侧车轮和外侧车轮的角度补偿，其中，已显示出，较短的转向横拉杆会产生较为有利的几何结构(Geometrie)。然而，在过短的转向横拉杆的情形下，由于显著地较小的杠杆臂(Hebelarm)，很大的轴承力作用到角杠杆上，从而，利用所建议的转向横拉杆的尺寸将达到最优的比例。
优选地，本发明的转向器组件以一个唯一的转向横拉杆来管理所有的四个车轮。
至各个车轮上的所期望的运动的传递根据本发明通过以下方式来实现，即，联结到转向横拉杆处的角杠杆各通过联接杆与转向杠杆相连接，转向杠杆各通过转向直拉杆与转向轮相连接。在此，可影响转向特性，其中，转向杠杆的合适的尺寸给定和几何布置保证了所期望的转向角传动比、且如必要时还保证了依赖于转向偏转的转向角传动比的所期望的变化(Verlauf)。在正确的尺寸给定下实现了，尽可能精确地确保阿克曼转向法则。
该构造根据本发明以一种特别简单的方式如此地实现，即，角杠杆在车架处绕横向于车辆纵向方向而伸延的、优选地平行于纵向中间面而伸延的轴线可摆动地被支承。
在各个角位置或者说摆动位置中作用到轴承上的力的降低可以通过如下方式来实现，即，转向杠杆的摆动轴线和角杠杆(角杠杆与转向横拉杆相连接)的摆动轴线在约90°的角下彼此相交，其中，可通过如下方式获得完全对称且因此尽可能力中性的
Figure GPA00001027447400031
构造，即，所有与转向杠杆和转向轮相连接的转向直拉杆的长度大致一样长。
在车辆纵向方向上彼此相继的弯道内侧的或弯道外侧的车轮的、为了实现共同的摆动运动的联接优选地如此地实现，即，为车辆纵向方向上彼此相继的车轮各设置有两个转向杠杆，这些车轮被联接以实现反向的摆动。
车辆一侧的相邻车轮的所期望的反方向的或者说反向的摆动可以简单的方式如此来获得，即，彼此相邻的转向杠杆通过联接杆而连接以实现反方向的摆动，其中，联接杆在一个转向杠杆处作用在与转向直拉杆相连接的、并且在相邻转向杠杆处作用在远离转向直拉杆的铰接部位(Anlenkstelle)的杠杆臂处，其中，以特别简单的方式，转向驱动装置(Lenkantrieb)作用在转向杠杆中的一个处。
通过根据本发明的所设置的尽可能对称的转向系统的结构，大致上为所有的车轮对获得一样大的转向力，其中，在中间位置(Neutralstellung)中，为了获得最有利的作用点，转向杠杆应相应地向内倾斜。一种由液压缸活塞单元构成的转向驱动装置可为了活塞室中和杆室中的面积比的力平衡而在该单元两侧以不同的压力被加载，以便在此同样获得平衡并由此获得相同的力。
附图说明
下面借助图中示意性示出的实施例更详细地说明本发明。其中：
图1显示了装备有根据本发明的转向器组件的车辆的侧视图，
图2显示了图1上的图示的平面图，
图3显示了为一侧的车轮的转向而设置的杠杆和杆的侧视图，
图4显示了在图3的箭头IV的方向上的视图，而
图5显示了阿克曼转向法则的示意性的图示。
具体实施方式
在图1中可看到运输车辆1，它的被驱动的车轮用2标识。在运输车辆1的前端附近可看到用3来表示的车辆提升设备。能量供应系统的一部分且尤其是电箱用4来标识。在驾驶室5旁还可看到传送链或传送带的驱动装置(其在图2中用7来标识)的零件6。材料的进料通过在图2中可看到的进料滑槽8来实现。
在图3中分别地可看到用于车轮2的承载结构9以及引起转向的转向传动机构的零件。在转向直拉杆10旁(转向直拉杆10偏心地作用在车轮悬架的支承点11处)在图3中尤其可看到转向杠杆12和13。转向杠杆12各构造成单臂杠杆，并且可绕轴线14摆动。联接杆用15来标识，其邻近于用于转向直拉杆的铰接部位16地作用在转向杠杆12处。在相邻的转向杠杆13处(转向杠杆13构造成双臂杠杆)，该联接杆15作用在与用于转向直拉杆10的铰接部位16相对而置的杠杆臂17处，其中，摆动轴线再次用14来标识。此处，位置18标识了转向驱动装置的一部分，其作用在转向杠杆13处。
通过联接杆15实现了，在转向杠杆12的在箭头19的方向上的摆动下，进行转向杠杆13的在相反的方向上(也就是说，在箭头20的方向上)的摆动，从而，两个车轮反向地摆动。在转向杠杆的摆动轴线14下方用21标识出了角杠杆，其中，该联接的细节由图4清楚地给出。角杠杆21利用其相应的向内突出的臂作用在转向横拉杆22处，该转向横拉杆22自身如此地被给定尺寸，即，其大约如同车轮轮距(也就是车辆两侧的车轮悬架9之间的距离)的一半那么长。
如在图3中可看到的，角杠杆21通过联接杆24作用在转向杠杆13的铰接部位23处，其中，通过该两个角杠杆21实现了车轮两侧的两个转向驱动装置的相应的联接。通过由角杠杆21和转向横拉杆22所限定的几何结构，现在可使得如下的摆动成为可能，即，在相应的弯道内侧一侧上车轮2比相应的弯道外侧一侧的车轮2更强烈地偏转。
相应的转向法则在图5中阐明，车轮2的轴线在此各用25标识，其中，在图5中所示出的符合阿克曼转向法则的弯道行驶中，轴线25彼此在点26中相会。基于这种情况得出，内侧车轮2的偏转角δi必须大于弯道外侧车轮2的偏转角δa，以便满足该几何条件，即，延长的轴线彼此在共同的点26中交会或相交。

Claims (9)

1.一种用于车辆的转向器组件，其带有至少四个转向轮(2)，其中，在弯道行驶时，相应的弯道内侧的车轮比相应的弯道外侧的车轮更强烈地偏转，其特征在于，至少两个彼此关于车辆纵向中间面相对的车轮(2)通过角杠杆(21)和联结到所述角杠杆(21)处的转向横拉杆(22)彼此联接，在车辆纵向方向上彼此相继的弯道内侧的或弯道外侧的车轮通过传动机构而联接以进行共同的摆动运动，并且，所述角杠杆(21)各通过相应的联接杆(24)与相应的转向杠杆(12，13)相连接，该转向杠杆(12，13)各通过相应的转向直拉杆(10)与相应的转向轮(2)相连接，所述转向杠杆(12，13)的摆动轴线(14)和与所述转向横拉杆(22)相连接的角杠杆(21)的摆动轴线在约90°的角下彼此相交。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的转向器组件，其特征在于，所述转向横拉杆(22)的长度相当于所述车轮(2)的轮距的0.3至0.7倍。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的转向器组件，其特征在于，所述转向横拉杆(22)的长度相当于所述车轮(2)的轮距的一半。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的转向器组件，其特征在于，所述角杠杆(21)在车架处绕横向于车辆纵向方向而伸延的轴线可摆动地被支承。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的转向器组件，其特征在于，所述角杠杆(21)在车架处绕平行于所述纵向中间面而伸延的轴线可摆动地被支承。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的用于车辆的转向器组件，其特征在于，两个相继设置的转向杠杆(12，13)分别设置用于在车辆纵向方向上彼此相继的车轮(2)，所述两个相继设置的转向杠杆被联接以用于反向的摆动。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的用于车辆的转向器组件，其特征在于，所有与转向杠杆(12，13)和转向轮(2)相连接的转向直拉杆 (10)的长度大致一样长。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的用于车辆的转向器组件，其特征在于，转向驱动装置(18)作用在所述转向杠杆(12，13)中的一个处。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的用于车辆的转向器组件，其特征在于，彼此相邻的相继设置的转向杠杆(12，13)通过连接杆(15)而被连接以用于反方向的摆动，其中，所述连接杆(15)在一转向杠杆(12)处作用在与第一转向直拉杆(10)相连接的杠杆臂处，并且，在相邻的转向杠杆(13)处作用在远离第二转向直拉杆(10)的铰接部位(16)的杠杆臂(17)处。 
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