CN104349966A - 转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及特别是用于商用车辆及其拖车的转向装置、复位部件(41)和转向系统，所述转向装置包括拉杆单元(2)、致动单元(4)和杆元件(6)，杆元件以可枢转的方式被固定在第一转动点(81)处，第一转动点不可移动地布置于参照系中，其中，致动单元(4)具有复位部件(41)、主动部件(42)和阻尼部件(43)并且不会相对于参照系沿着横轴位移，复位部件、主动部件和阻尼部件(41、42和43)中的至少一者对拉杆单元(2)施加力以使拉杆单元沿着所述横轴位移或使拉杆单元不会位移，其中，拉杆单元(2)枢转地被固定在杆元件(6)上的第二转动点(82)处且因此拉杆单元沿着所述横轴的位移引起杆元件(6)绕着第一转动点(81)的枢转运动。

Description

转向装置
技术领域
本发明涉及特别是用于商用车辆或多用途车辆的转向装置、复位部件和转向系统。
背景技术
转向装置，特别是用于商用车辆及其拖车的转向装置在现有技术中是众所周知的。在这里，例如，凭借与车辆的纵轴垂直的拉杆使如下装置移动从而使附接的车轮进行枢转运动，其中，商用车辆的车轮能够安装在所述装置上并且所述装置能够相对于车架枢转。此外，现有技术中已知的是设置稳定单元，该稳定单元抑制所述转向装置的振动并且使所述转向装置复位到中性位置，在该中性位置处，商用车辆径直向前运动或者车轮绕着与车辆的纵轴垂直的轴线旋转。还已知的是通过额外布置的液压或气动致动单元来对由上述拉杆施加的力进行补充，其中，致动单元还确保所谓的反向锁或转向锁，即，商用车辆的转向装置被固定于某一枢轴位置。从现有技术中已知的方案的缺点是：为了确保多个功能，必须在车桥悬架系统上设置多个单元。带来的不利结果是：大的重量、需要大的空间以及由于底盘区域中与被涡旋而起的异物的大的整体接触表面而造成的高损坏概率和使用寿命的缩短。
发明内容
本发明的目的是提供这样的转向装置和复位部件：它们是尽可能结构紧凑和轻重量的，并且同时，它们满足对现有技术中已知的转向装置的要求。
借助于根据独立权利要求所述的转向装置和复位部件来实现上述发明目的。从属权利要求限定了本发明的进一步的优势和特征。
根据本发明，转向装置，特别是用于商用车辆及其拖车的转向装置包括：拉杆单元或系杆单元；致动单元或力单元；和杆元件，所述杆元件以可枢转或可旋转的方式固定在第一转动点出，所述第一转动点不可移动地布置于参照系中，其中，所述致动单元具有复位部件、主动部件和阻尼部件并且所述致动单元不会相对于所述参照系沿着横轴位移，所述复位部件、主动部件和阻尼部件中的至少一者对所述拉杆单元施加力以使所述拉杆单元沿着所述横轴移动或者使所述拉杆单元不会沿着所述横轴位移，其中，所述拉杆单元枢转地固定在所述杆元件上的第二转动点且因此所述拉杆单元沿着所述横轴的位移引起所述杆元件绕着所述第一转动点的枢转运动。优选地，与车辆(即，机动车辆或商用车辆)有关的参照系是具有横轴和与横轴垂直的纵轴的固定坐标系。横轴特别优选垂直于车辆的径直向前行驶方向。优选地，在车辆的底盘上，杆元件被可枢转地布置，杆元件优选是转向节转向机构的转向杆，这同样是已知的。有利地，第一转动点位于轴颈或轴承中，所述轴颈或轴承将杆元件枢转地且不可移动地或无法平动地固定在车架上，其中，杆元件的枢转运动特别优选地关于基本上垂直于由所述参照系的横向方向的纵向方向张成的平面的垂直方向发生。优选地，致动单元是以中空柱体的形状设计的组装件，其被固定为至少不会发生相对于车架或相对于所述参照系的沿着横向方向的位移。根据本发明，致动单元包括复位部件、主动部件和阻尼部件，其中，所述三个部件的特征特别在于它们实现的功能，并且它们均包括优选地与拉杆单元嵌接的嵌接件。所述复位部件优选具有至少一个复位元件，该复位元件优选间接地或直接地将力传递至拉杆单元，以将拉杆单元引导进入相对于致动单元或相对于参照系的如下位置：在该位置中，所述杆元件布置于所谓的中性位置或径直向前行驶位置。所述径直向前行驶位置的特征特别在于：优选地被设置在所述杆元件上的轴承区域被定位以基本上沿着所述横轴或平行于所述横轴将车轮可旋转地安装在杆元件上。换言之，在杆元件的中性位置处，转向偏转为零。布置于复位部件中的复位元件优选是螺旋弹簧，该复位元件优选可以经受压力，且当存在关于商用车辆向左或向右的沿着所述横轴的拉杆单元的转向偏转或运动时所述复位元件对拉杆单元施加力，该力试图使拉杆单元复位至中性位置。所述致动单元的主动部件优选地起到控制所述拉杆单元相对于所述致动单元的位移的作用。优选地，在所述主动部件中，致动单元与优选设置在拉杆单元上的活塞之间存在液压或气动联接，其中，优选位于活塞前后的所述致动单元具有用于供给和排出工作流体的供给通道和排出通道。通过将工作流体供给至或排出致动单元的被活塞彼此隔开的腔室，活塞被推向关于商用车辆的径直向前行驶方向的左边或右边。所述主动部件的作用原理优选地对应于现有技术中已知的液压或气动活塞系统，在该系统中，活塞元件被布置于中空柱体形状的组件中并且将该组件分隔成两个流体部，其中通过将流体供给至或排出两个流体部中的一个，使活塞元件在中空柱体形状的组件内移动。对于所述主动部件的液压或气动设计而言可替代的是，也可以确保借助于例如与相应的齿轮或蜗轮形状配合嵌接的齿状元件的机械联接。所述致动单元的阻尼部件适于通过将阻尼力传递至拉杆单元来缓和作用在所述转向装置和/或所述杆元件的振动和冲击。在这里，优选的是，将诸如由车轮的不平衡造成的具有一定频率的振动限制到无条件安全最大值，所述振动导致周期振动且在共振的情况下可能导致商用车辆的整个转向系统的自激振荡。优选地，所述阻尼部件基于液压振动阻尼器的现有技术中已知的原理，其中，被活塞元件移动的流体流经阀门或孔，从而造成流阻，该流阻将动能转换成热能，且因此延迟或阻尼可相对于彼此移动的组件的位移。优选地，所述致动单元具有内部区域和围绕该内部区域的中空体形状的外部区域，其中，所述主动部件和所述阻尼部件优选布置于内部区域中且所述复位部件优选布置于周围的外部区域中。将所述主动部件、所述阻尼部件和所述复位部件一体化到致动单元中的优势是非常紧凑的设计以及重量的减轻，这是因为上述个体部件优选仅需要一个壳体。进一步优选地，设置在杆元件上的用于在车辆的径直向前行驶方向上安装车轮的区域布置在所述第一转动点的后方。众所周知，这样的布置也被称为从动轴并且特别地用来实现：当向前行进期间液压系统故障或没有控制力作用于转向系统上时，商用车辆的转向装置凭借自身枢转回到中性位置。能够实现这点的原因是关于向前行驶方向在所述第一转动点后方作用的滚动阻力，该阻力使转向装置枢转回到中性位置。当商用车辆向后行进时，多数情况下需要转向装置提供有固定或反向锁功能，该功能特别优选是由所述致动单元的所述主动部件实现的。为此，如果所述主动部件被设计为液压或气动组件，那么用于供给和排出工作流体的阀门关闭，其中，所述主动部件中含有的工作流体使拉杆单元不会沿着横向方向位移。特别优选地，所述致动单元被固定在车辆的刚性车轴上或转向轴的刚性部上，其中，在此情况下的参照系被不可移动地布置于所述刚性车轴。进一步优选地，在所述刚性车轴的远端处，优选设置有各个第一转动点，在第一转动点上可枢转地固定有杆元件。
优选地，所述拉杆单元穿过所述致动单元且在所述拉杆单元的各远端处被固定于各自的所述杆元件的第二转动点。特别优选地，所述拉杆单元在所述致动单元中被引导以使所述拉杆单元可以仅沿着拉杆单元的主延长方向相对于所述致动单元发生位移。此外，所述拉杆单元优选具有各种嵌接部，该嵌接部与复位部件和/或所述主动部件和/或所述阻尼部件嵌接并且将力从所述这些部件的各者中传递至所述拉杆单元。因为转向单元的各种功能被结合在拉杆单元中，所以能够尽可能紧凑地设计转向装置且能够节省拉杆单元的附加重量。在这里，所述拉杆单元既实施主动转向(即，控制转向装置的转向位置)又实施稳定化(即，优选使转向装置复位至中性位置以及优选阻尼发生在转向装置上的振动)。
优选地，所述致动单元相对于所述参照系可枢转地安装，以使所述第二转动点的垂直于所述横向方向的位移分量通过枢转所述致动单元来补偿。所述第二转动点的垂直于所述横向方向的位移分量经由所述拉杆单元传递至所述致动单元。所述第二转动点的垂直于所述横向方向的所述位移分量尤其是在所述第二转动点沿着圆形路径移动的过程中产生的。为了防止所述拉杆单元的或所述致动单元的悬架弯曲或受损，优选相对于参照系可枢转地安装所述致动单元。所述致动单元能够特别优选通过优选固定于底盘或刚性车轴的球窝接头或由孔和嵌接轴颈构成的机构可枢转地安装。
进一步优选的是所述致动单元具有固定元件，所述固定元件相对于所述参照系垂直于所述横向方向可移动地固定所述致动单元。换言之，所述固定元件尽可能地确保所述致动单元不会沿着所述横向方向位移。然而，同时，所述固定元件允许所述致动单元相对于参照系的垂直于所述横向方向的位移。垂直于所述横向方向可枢转和可移动的致动单元的优选布置可以使如下情况成为可能：在被固定至拉杆单元的两个杆元件的转向偏转的情况下，这两个杆元件各自的第二转动点可以在垂直于所述横向方向的不同方向上移动，其中，引导所述拉杆单元的所述致动单元关于所述参照系枢转并且垂直于所述横向方向相对于参照系移动。已经证明有利的是，借助于固定区域使致动单元仅不会沿着所述横向方向位移，其中，枢转运动和垂直于所述横向方向的位移仍有可能。所述固定元件的枢转运动以及固定点因此在所述固定元件与所述致动单元之间的圆形路径上的运动确实导致所述致动单元沿着所述横向方向的轻微的基本上可忽略的运动，这在转向装置的布局中已经被考虑到了。因此，所述致动单元沿着所述横向方向的不可移动性的定义仅忽略了此点。
在可替代的优选实施例中，所述拉杆单元具有将第一拉杆部和第二拉杆部可枢转地彼此固定的接头或铰链，其中，所述第一拉杆部优选在所述致动单元中被引导且不会发生垂直于或正交于所述横向方向的位移，且其中，所述致动单元被不可移动地固定且不会相对于所述参照系枢转。可替代地，对于垂直于所述横向方向可枢转或可移动的致动单元的布置，也可以优选将至少一个(特别优选两个)接头设置在拉杆单元上，这些接头可枢转地分别将一个的第二拉杆部固定至第一拉杆部。在这里，由杆元件的垂直于所述横向方向的枢转运动造成的路径分量通过第二拉杆部相对于第一拉杆部的枢转运动而被补偿，并且第一拉杆部仅沿着所述横向方向位移且不需要所述致动单元的枢转布置。特别优选地，所述接头被设计为球窝接头，其中，优选设置在第一拉杆部上的球窝或接头窝容纳优选设置在第二拉杆单元上的接头头部或球部并且可枢转地安装所述所述接头头部或球部。特别优选地，在本实施例中，所述致动单元可以不可移动地被固定于车轴或车架，其中，有利地，因此避免了更加复杂的布置和组件并且确保了转向装置的高使用寿命和可靠性或稳定性。
进一步优选地，所述第二拉杆部具有延长长度，该延长长度与所述拉杆单元沿着所述横轴的最大位移路径的比的关系为0.3-1.5，优选为0.5-1且特别优选为0.7-0.8。所述关系越大，第二拉杆部相对于拉杆单元沿着所述横轴的最大位移路径就越大，其中，特别优选的是在所述第二拉杆部向着所述第一拉杆部的枢转运动期间存在较小的偏转或较小的角度变化，并且垂直于横轴作用至所述第一拉杆部且因此作用至所述致动单元的各个力的分量减小。然而，当所述第二拉杆部的延长长度过大时，转向装置的不够紧凑的设计或增大的建造空间需求可能是不利的。已经表明：所述第二拉杆部的长度相对于所述拉杆单元沿着所述横轴的最大位移的优选关系为0.3-1.5的转向装置在可靠地满足紧凑度需求的同时使得拉杆单元或第一拉杆部上的剪力也最小。
进一步优选地，所述杆元件具有在所述第一转动点与所述第二转动点之间延长的杆臂，其中，在所述杆臂的中性位置处，沿着所述杆臂延伸的直线以相对于所述参照系的所述横向方向枢转某角度的方式被定位或对准，且其中所述角度优选大于90°。处于中性位置的杆元件的杆臂的非垂直对准优选用来创建所谓的转向梯形。为此，沿着杆臂延伸的直线优选以与商用车辆的径直向前行驶方向相反地、从横轴枢转大于90°的角度的方式来布置，其中，因此，在行进曲线中位于外部的各转向元件相比于位于内部的各转向元件从中性位置偏转较小。换言之，所述角度必须在与径直向前行驶方向相反的方向延伸的弧中从横轴或与横轴平行的平行线扩张至第一转动点与第二转动点间相交的直线。例如，在从动轴的情况下，根据第二转动点关于商用车辆的布置或者在径直向前行驶方向上是被布置在第一转动点的后方还是被布置在第一转动点的前方，从而在各情况下定义所述角度。假如第二转动点在径直向前行驶方向上被布置在第一转动点的后方，则角度是这样被测量的：从横轴或横轴的在商用车辆的优选设置车轮的方向上面朝外部的端部在与径直向前行驶方向相反的方向上直至沿着杆臂延伸的直线。在这种情况下，转向梯形的两条平行线中的较短一条受到第一转动点的限制且较长一条受到第二转动点的限制。优选地，杆臂相对于横轴的枢转角度在91°-160°的范围内，特别优选在95°-120°的范围内且最优选在约100°-115°的范围内。已经表明：所述角度范围特别优选地对于各种车辆长度或者对于设置有转向装置的车轮悬挂系统距离配置在该系统的后方或前方的车轮悬挂系统的各种距离而言能够实现最佳驾驶舒适度、最佳驾驶安全度和减小的轮胎磨损。
优选地，所述第一转动点距所述第二转动点间隔着杆长度，其中，所述拉杆单元能够沿着所述横轴在最大位移路径内移动，且其中，所述杆长度与所述最大位移路径的比的关系在0.7-1.3的范围内，优选在0.85至1.1的范围内且特别优选在约0.9-1的范围内。杆长度与拉杆单元的最大位移路径的比的关系特别优选地使调整杆元件的可能旋转范围成为可能。在所述杆长度与所述最大位移路径的比小的情况下，必须预期到对于拉杆单元的给定的位移路径而言杆元件的枢转范围就较小。换言之，这意味着：车辆的转向角度较小且对于拉杆单元的给定位移路径的回转半径或回转圆增大。相比之下，当选择所述杆臂与所述拉杆单元的位移路径之比大的时候，有利的是，致动单元上的相对小的力借助于大的杆长度可靠地使商用车辆的车轮枢转。然而，如果保持小的上述比率关系，那么这往往需要致动单元上的更大的调整力。有利地，与车辆的回转圆的需求以及转向装置上的负载及转向装置的重量所要求的致动单元上的力相对应，可以选择所述杆长度与所述拉杆单元的最大位移路径的比的最佳关系。
进一步优选地，所述致动单元的所述主动部件具有阀门装置，借助于所述阀门装置能够供给和排出工作流体，以经由活塞元件将转向力传递至所述拉杆单元，其中，当所述阀门装置关闭时，所述拉杆单元不会产生沿着所述横轴的位移。优选地，阀门装置包括致动单元上的孔，所述孔优选地可以附接有导管或软管，所述导管或软管再通向具有各自的阀门的泵或控制单元。所述阀门装置的最重要功能是所述致动单元的柱状区域中的工作流体的供给和排出，在该柱状区域内，因为致动单元内的位于被固定至拉缸单元的活塞元件前后的工作流体中产生了不同的压力，所以使所述活塞元件产生位移。通过防止或阻止工作流体供给进入至所述致动单元或排出所述致动单元，就同时防止或阻止了所述活塞元件在所述致动单元的所述柱状区域内移动并且因此防止或阻止了所述拉杆单元相对于所述致动单元位移。有利地，所述致动单元的所述主动部件因此确保转向装置的反向锁。
特别优选地，所述致动单元的所述阻尼部件被一体化至所述主动部件并且优选包括阻尼阀门装置，其中，所述阻尼阀门装置和/或所述主动部件的阀门装置有助于阻尼所述拉杆单元的位移。为了实现转向装置的特别紧凑的设计，可以优选的是将所述致动单元的所述阻尼部件一体化至所述主动部件并且也可以优选将所述主动部件已经设置有的所述阀门装置用来阻尼在转向装置上产生的振动或振荡。除了所述阀门装置，还可以进一步优选的是在所述致动单元上设置并联连接的阻尼阀门，不管所述主动部件的功能(诸如，当设定反向锁时，可能阻止工作流体流动)如何，所述阻尼阀门都能够实现对转向装置上的振动或冲击的阻尼。可替代地，优选地，所述阻尼部件与所述主动部件也可以被流体机械地分隔设置，其中，为了阻尼振动或冲击，也可以有利地使用诸如空气或类似的可压缩媒介等各种工作流体。
优选地，所述致动单元的所述复位部件与所述致动单元的所述主动部件和/或所述阻尼部件是在空间和功能上被分隔开的。特别当所述复位部件被布置于所述致动单元的与所述主动部件相邻的和/或与所述阻尼部件相邻的分离部时，所述复位部件与所述致动单元的所述主动部件或所述阻尼部件在空间上被分隔开，其中，优选设置于所述复位部件内的复位元件与拉杆单元上的专门设置的嵌接部嵌接。本实施例的优势是：可以在不断开或中断可能设置于所述主动部件和/或所述阻尼部件中的工作流体回路的情况下，维护和安装或拆卸所述复位部件。
可替代地，为了实现紧凑设计，所述复位部件可以被一体化至所述主动部件和/或被一体化至所述阻尼部件。
进一步根据本发明的是复位部件，其包括第一柱状部、第二柱状部、第三柱状部、第四柱状部和复位元件，其中，至少前三个柱状部是以中空柱体的形状设计的，其中，第三、第四柱状部和所述复位元件基本上布置在第一和第二柱状部内并且能够沿着复位轴相对于第一和第二柱状部移动，其中，第二柱状部能够沿着所述复位轴移动到第一柱状部中并且第四柱状部能够沿着所述复位轴移动到第三柱状部中，其中，所述复位元件的第一端部靠在第三柱状元件的第一止动器上并且复位元件的相对的第二端部靠在第二柱状元件的第二止动器上，其中，在第四柱状元件沿着所述复位轴朝着第一柱状元件的方向位移期间或之后，第四柱状元件的第二止动器将第二柱状元件的第二止动器支撑于所述复位元件，且第三柱状元件靠在第一柱状元件的第一止动器上，其中，在第四柱状元件沿着所述复位轴位移远离第一柱状元件期间或之后，第四柱状元件的第一止动器经由所述第三柱状元件的第一止动器使第三柱状元件朝着第四柱状元件的方向位移，第一柱状元件的第二止动器经由第二柱状元件的第一止动器将第二柱状元件支撑于所述复位元件，其中，在使第一柱状元件沿着所述复位轴相对于第四柱状元件位移期间或之后，所述复位元件在第二柱状元件与第三柱状元件间创建了复位力。遵循紧凑设计的同一发明理念，特别优选的是所述复位部件包括交错的柱状元件，当弹簧范围足够大时，交错的柱状元件可以以特别节约空间的方式彼此套叠。因此，除了所述阻尼部件和所述主动部件与所述致动单元的优选的一体化以外，例如，所述复位部件在整体上对转向装置的紧凑设计作出重要贡献。根据本发明，所述复位部件负责使转向装置复位到径直向前行驶方向或中性位置。为此，设置有所述复位元件，该复位元件在转向装置偏离这个中性位置的情况下在复位部件中受到压力，在所述复位元件中尝试使转向装置移动至中性位置的复位力起作用。优选地，第一柱状元件间接地或直接地相对于商用车辆的底盘或转向轴的刚性部被不可移动地布置，第四柱状元件相对于转向装置的运动部被不可位移地或不可移动地布置。根据本发明，转向装置的转向偏转使复位部件被压缩或拉长，其中，第一柱状元件和第四柱状元件进行相对于彼此的相对运动。根据本发明的复位部件的特征是：当复位部件被压缩以及当复位部件被拉长时，复位元件的紧凑设计和仅受到压力的能力。因此，能够显著增加诸如螺旋弹簧等复位元件的使用寿命或可能的负载周期数。紧凑设计是由根据本发明的四个柱状元件和设置在各个柱状元件上的止动器的布置而实现的。所述止动器优选被形成为向内或向外突出的轴环并且用于支撑复位元件或者用于支撑或承载待将在一个方向上被支撑或带动的柱状元件的相应的止动器。优选地，当转向装置处于中性位置时，所述复位元件在第二柱状元件与第三柱状元件之间被预拉伸。
有利地，所述复位元件基本上完全填充由第二柱状元件和第三柱状元件所占据的沿着所述复位轴或平行于复位轴的构建长度或延长长度。由第二柱状元件和第三柱状元件限定的构建长度优选对应于：这两个柱状元件的整体延长的和减去第二和第三柱状元件重叠的长度，再减去第二柱状元件的第二止动器沿着所述复位轴的延伸长度与第三柱状元件的第一止动器沿着所述复位轴的延伸长度。因此，“基本上”在这个背景下意味着：从第二柱状元件和第三柱状元件一起占据的构建长度的整体延长长度中仅减去两个外部的止动器的延长长度，以得到所述复位元件的优选延长长度。所述复位部件的该优选设计可以通过复位元件实现特别好的空间利用率，且在复位元件的紧凑设计以及转向装置因此获得的紧凑设计的情况下，特别大的弹簧范围是可用的。
优选地，当所述复位部件被压缩时，所述第三柱状元件的第一轴环就会靠在所述第一柱状元件的第一止动器上。为了实现复位部件的紧凑且轻重量的设计，优选将第三柱状元件的第一止动器布置得尽可能远离第四柱状元件的第二止动器，并且因此优选使复位元件基本上完全利用复位部件沿着所述复位轴的延长长度或可用长度。因此，在复位部件的整体长度相对较短的情况下，得到了复位元件的相当大的最大可能弹簧范围。在这里，所述最大可能弹簧范围(即，弹簧元件最多可以被压缩的量或行程)与处于中性位置的复位部件的整体长度的比的关系优选为0.3至0.8，特别优选为0.4至0.7且最优选为约0.5至0.6。复位部件的所述整体长度优选是在中性位置处第一柱状元件的第一止动器距第四柱状元件的第二止动器的距离。当然，所述关系取决于复位元件的几何结构，特别是取决于优选使用的螺旋弹簧的线材厚度与线圈沿着所述复位轴的彼此间的距离的关系。
优选地，所述复位部件具有支撑单元，所述支撑单元包括第一支撑元件和第二支撑元件，其中，所述第一支撑元件被固定至所述第一柱状元件并且所述第二支撑元件被固定至所述第四柱状元件，其中，所述支撑元件中的一者具有凹口，另一支撑元件可以沿着所述复位轴至少部分地被插入该凹口，以此防止所述第一柱状元件沿着所述复位轴相对于所述第四柱状元件旋转。当受到沿着所述复位轴的压力时，所述支撑单元优选地保护所述复位部件不会屈曲。优选地，第一支撑元件可伸缩地嵌接至第二支撑元件，以使这两个支撑元件间存在着垂直于所述复位轴的形状配合，所述形状配合基本上防止了第一支撑元件相对于第二支撑元件的垂直于所述复位轴的位移。“基本上”在这个背景下意思是：在由于生产而造成的间隙的范畴内，也可能存在垂直于所述复位轴的较小位移。
根据本发明，提出了也是根据本发明的将上述的转向装置和复位部件的特征组合起来的转向系统。因为所述致动单元的组件的紧凑布置可以与紧凑的复位部件组合，所以所述转向系统具有优选的紧凑设计。
附图说明
从下面参照附图的说明中，本发明的进一步的优势和特征将变得显然。示出的优选实施例的单个特征可以在本发明的范围内组合。
图1示出了处于中性位置的根据本发明的转向装置的优选实施例的视图，
图2示出了具有接头的根据本发明的转向装置的优选实施例，
图3示出了具有插入的拉杆单元的致动单元的优选实施例，
图4示出了处于中性位置的根据本发明的转向装置的优选实施例的视图，并且
图5示出了根据本发明的复位部件的优选实施例的截面图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的转向装置的优选实施例，其中，致动单元4经由固定元件45被间接固定到商用车辆的刚性车轴10。固定元件45使致动单元4尤其不会发生相对于参照系1的沿着横轴Q的位移。致动单元4具有复位部件41、主动部件42和阻尼部件43，其中，在示出的优选实施例中，主动部件42和阻尼部件43是一体化地设计的。或者优选地，阻尼部件43可以被设计为与主动部件42在空间和功能上被分隔开。优选地，拉杆单元2穿过致动单元4，其中，拉杆单元2优选被引导通过致动单元4。优选地，在拉杆单元2的远端处，拉杆单元2直接或间接地接合第二转动点82并且在各所述转动点处分别被可枢转地固定至杆元件6。在第二转动点82中，特别优选地设置有使拉杆单元2能够相对于杆元件6轻微旋转运动的球轴承或球轴套。杆元件6在对于参照系1不可运动的第一转动点81处被可旋转地或可枢转地固定至刚性车轴10。优选地，杆元件6具有杆臂62以及优选用于可旋转地安装商用车辆的车轮或车轮悬架的其它设备。图中所示的转向装置，特别是杆元件被设计为与现有技术中已知的驱动轴类似，其中，待被附接至杆元件6的车轮的旋转轴被布置在第一转动点81的后方。此外，图中所示的根据本发明的转向装置的实施例处于中性位置，其特征特别优选地在于：优选被附接至杆元件6的车轮悬架的旋转轴被对准为与参照系1的横向方向Q平行或共线。换言之，处于中性位置的转向装置的转向偏转为零。特别优选地，为了调整某相对转向角度，使沿着杆元件6的杆臂62延伸的直线相对于横向方向Q枢转了角度α。上下文中的相对转向角度意味着：在车轮转弯期间，与位于外部的杆元件6相比，位于内部的杆元件6关于行进的曲线的转向角度更大。在图中所示的实施例中，当沿着左曲线行进时，图中右边所示的车轮悬架因此比左边的车轮悬架具有更大的转向角度。两个第一转动点81和两个第二转动点82优选地不是张成矩形而是张成梯形，通常也被称为转向梯形。可以优选地设定为：角度α越大，相对转向角度越大。杆元件6的杆臂62优选具有长度L，长度L与拉杆单元2的最大可能位移路径smax的比的优选关系为0.7-1.3，优选为0.85-1.1且特别优选为0.9-1。此外，从径直向前的行驶方向F来看，根据商用车辆上的可用安置空间，根据本发明的转向装置可以被布置在刚性车轴10的后面。
图2示出了根据本发明的转向装置的优选实施例，其中，拉杆单元2特别优选具有两个接头24，这两个接头24将第一拉杆部21可枢转地连接至各自的第二拉杆部22，其中，在没有正交于或垂直于横向方向Q枢转或位移第一拉杆部21的情况下，拉杆单元2能够沿着横向方向Q位移。优选地，导引第一拉杆部21的致动单元4能够被固定地且不可移动地布置在刚性车轴10上。优选地，能够借助于如图1所示的固定元件45来避免以昂贵和耗时的方式固定致动单元4，且能够选择所述转向装置的更加鲁棒性的设计。第二拉杆部22具有优选的延长长度s22，延长长度s22与第一拉杆部21的或拉杆单元2的最大位移路径smax的比的关系优选为0.3-1.5，特别优选为0.5-1且最优选为0.7-0.8。特别地，从接头24的转动点直至第二转动点82来测量第二拉杆部22的延长长度s22。因为所述转向装置没有处于所述中性位置，所以角度α不是从横轴Q的平行线测量的，而是从优选被安装在所述转向装置上的车轮(未图示)的旋转轴到沿着杆臂6延伸的直线而测量的。在图2所示的实施例中，角度α优选仅略大于90°。
图3示出了图2中已经示出的具有第一拉杆部21、两个接头24和两个第二拉杆部22的拉杆单元2的详细视图。在这个实施例中，致动单元4能够被不可移动地固定在刚性车轴10(未图示)上，其中，两个固定部46可以同时包含有用于工作流体供入和排出致动单元4的主动部件42或阻尼部件43的供给通道和排出通道。如图所示，在复位部件41中，设置有复位元件，其中，复位元件在拉杆单元的所示位置中被最大程度地压缩。在图中，复位单元2因此沿着横轴Q相对于致动单元4或相对于参照系1最大限度地偏向左侧。
图4示出了处于中性位置的被设计为从动轴的根据本发明的转向装置的优选实施例。该转向装置的第一转动点81在商用车辆的径直向前行驶方向F上被优选布置在车轮(未图示)的车轮轴承的前方，即，图中的所述车轮轴承的上方，在所示的位置横轴Q延伸通过所述车轮轴承。此外，在商用车辆的径直向前的行驶方向F上，第二转动点82被布置在第一转动点81的前方，即，在图中相应地布置在第一转动点81的上方。角度α的上述定义(在中性位置处，在商用车辆的车轮(未示出)的方向上面向外部地从与横轴Q平行的平行线起，与径直向前行驶方向F相反地直至沿着杆臂6延伸的直线)对于本实施例而言造成杆臂6形成了开口V。转向梯形的平行线中的较长一条线因此受到第二转动点82的限制。
当然，测量的角度被定义在空间上布置的直线的投影与各附图的观察者平面上的点之间。
图5示出了根据本发明的复位部件41的优选实施例的截面图。复位部件包括四个柱状元件411、412、413和414，这四个柱状元件优选设计为中空柱体或套筒的形状且优选具有不同于各其它柱状元件的内直径和外直径。优选地，第二柱状元件412可以至少部分地被插入或被移动至第一柱状元件411中，且第四柱状元件414可以至少部分地被插入或被移动至第三柱状元件413中。进一步优选地，第三和第四柱状元件413、414至少在某些部分处被布置在由第一和第二柱状元件411、412形成的中空空间内。第一柱状元件411具有第一止动器411a，第一止动器411a优选被设计为底板或端板。第一柱状元件411的第一止动器411a的面向外部的表面连接至致动单元4的其它部件(未示出)或连接至商用车辆的刚性部。此外，在第一柱状元件411的第一止动器411a上，优选例如通过(图示的)螺纹接头或焊接接头固定有支撑单元419的第一支撑元件417。第二柱状元件412具有第二止动器412b，第二止动器412b优选被设计为具有凹口的帽盖，其中，第四柱状元件414穿过该凹口且可以相对于第二柱状元件412滑动。当复位部件41被压缩时，第二柱状元件412的第二止动器412b靠在第四柱状元件414的第二止动器414b上，以使得复位元件416在图的右手侧示出的端部朝向左边位移。复位元件416的左端部靠在第三柱状元件413的第一止动器413a上，第三柱状元件413的第一止动器413a优选靠在第一柱状元件411的第一止动器411a上。通过压缩复位元件416，在第二柱状元件412的第二止动器412b与第三柱状元件413的第一止动器413a之间由所述复位元件形成了复位力，并且因此间接地在第四柱状元件414与第一柱状元件411之间形成了复位力。当复位元件41被拉长时或当第四柱状元件414与第一柱状元件411之间的距离被增大时，第四柱状元件414在第二柱状元件412的第二止动器412b中的凹口内向右滑动。当第四柱状元件414的第一止动器414a支撑第三柱状元件413的第二止动器413b且因此将第三柱状元件413朝右边拉动时，凭借第二柱状元件412的与第一柱状元件411的第二止动器411b嵌接的第一止动器412a使得第二柱状元件412不发生相对于第一柱状元件411的向图中右方的位移。通过使第三柱状元件413沿着复位轴A相对于第二柱状元件412位移，复位元件416在第三柱状元件413的第一止动器413a与第二柱状元件412的第二止动器412b之间被压缩，并且复位元件416对止动器413a和412b均施加复位力，该复位力使复位部件41寻求它的中性位置，复位元件416在该中性位置处具有沿着复位轴线A的最大延长长度。当然，例如，图5所示的复位部件41可以用于图3所示的致动单元4的实施例，其中，第一柱状元件411的第一止动器411a或第四柱状元件414的第二止动器414b被固定至拉杆单元，并且其它各个止动器连接至致动单元4的壳体。图1和图2所示的根据本发明的转向装置的实施例也可以通过凭借安装图5中所示的复位部件41实现的紧凑设计而得以改善。
参考符号列表
1      参照系              412a   第一止动器
2      拉杆单元            412b   第二止动器
4      致动单元            413    第三柱状元件
6      杆元件              413a   第一止动器
10     刚性车轴            413b   第二止动器
21     第一拉杆单元        414    第四柱状元件
22     第二拉杆单元        414a   第一止动器
24     接头                414b   第二止动器
41     复位部件            416    复位元件
42     主动部件            417    第一支撑元件
43     阻尼部件            418    第二支撑元件
45     固定元件            419    支撑单元
46     固定部              A      复位轴线
62     杆臂                α     角度
81     第一转动点          F      径直向前行驶方向
82     第二转动点          L      长度
411    第一柱状元件        Q      横轴
411a   第一止动器          smax   最大位移路径
411b   第二止动器          s22    第二拉杆部的延长长度
412    第二柱状元件

Claims (15)

1.一种特别是用于商用车辆及商用车辆的拖车的转向装置，所述转向装置包括拉杆单元(2)、致动单元(4)和杆元件(6)，
其中，所述杆元件(6)以能够枢转的方式固定在第一转动点(81)处，所述第一转动点(81)不可移动地布置于参照系(1)中，
其中，所述致动单元(4)具有复位部件(41)、主动部件(42)和阻尼部件(43)并且所述致动单元(4)相对于所述参照系(1)不会发生沿着横轴(Q)的位移，
其中，所述复位部件、所述主动部件和所述阻尼部件(41、42和43)中的至少一者对所述拉杆单元(2)施加力以使所述拉杆单元(2)沿着所述横轴(Q)移动或者使所述拉杆单元(2)不会沿着所述横轴(Q)位移，
其中，所述拉杆单元(2)枢转地固定在所述杆元件(6)上的第二转动点(82)处以使所述拉杆单元(2)沿着所述横轴(Q)的位移引起所述杆元件(6)绕着所述第一转动点(6)的枢转运动。
2.如权利要求1所述的转向装置，
其中，所述拉杆单元(2)穿过所述致动单元(4)并且所述拉杆单元(2)在各远端处分别被固定在所述杆元件(6)上的所述第二转动点(82)处。
3.如前述权利要求中任一项所述的转向装置，
其中，所述致动单元(4)相对于所述参照系(1)枢转地安装，以使得所述第二转动点(82)的垂直于横向方向(Q)的位移分量通过枢转所述致动单元(4)而得到补偿。
4.如前述权利要求中任一项所述的转向装置，
其中，所述致动单元(4)具有固定元件(45)，所述固定元件(45)垂直于所述横向方向(Q)并且相对于所述参照系(1)可移动地固定所述致动单元(4)。
5.如权利要求1或2中任一项所述的转向装置，
其中，所述拉杆单元(2)包括接头(24)，所述接头(24)将第一拉杆部(21)和第二拉杆部(22)枢转地彼此固定，
其中，所述第一拉杆部(21)优选地在所述致动单元(4)中被引导并且不会发生垂直于或正交于所述横向方向(Q)的位移，并且
其中，所述致动单元(4)被不可移动地固定并且不会相对于所述参照系(1)枢转。
6.根据前述权利要求中任一项所述的转向装置，
其中，所述杆元件(6)具有在所述第一转动点与所述第二转动点(81，82)之间延长的杆臂(62)，
其中，在所述杆元件(6)的中性位置处，沿着所述杆臂(62)延伸的直线是以相对于所述参照系(1)的所述横向方向(Q)枢转了角度(α)的方向而定向的，并且
其中，所述角度(α)优选地大于90°。
7.根据前述权利要求中任一项所述的转向装置，
其中，所述第一转动点(81)距所述第二转动点(82)间隔着杆长度(L)，
其中，所述拉杆单元(2)能够沿着所述横轴(Q)在最大位移路径(smax)内移动，并且
其中，所述杆长度(L)与所述最大位移路径(smax)的比的关系在0.7至1.3的范围内，优选在0.85至1.1的范围内，且最优选在约0.9至1的范围内。
8.根据前述权利要求中任一项所述的转向装置，
其中，所述致动单元(4)的主动部件(42)具有阀门装置，借助于所述阀门装置能够供给和排出工作流体，以经由活塞元件(26)将转向力传递至所述拉杆单元(2)，
其中，当所述阀门装置关闭时，所述拉杆单元(2)不会沿着所述横轴(Q)位移。
9.如权利要求8所述的转向装置，
其中，所述阻尼部件(43)与所述主动部件(42)成为一体并且所述阻尼部件(43)优选包括阻尼阀门装置，
所述阻尼阀门装置和/或所述主动部件的所述阀门装置有助于阻尼所述拉杆单元(2)的位移。
10.如前述权利要求中任一项所述的转向装置，
其中，所述复位部件(41)与所述致动单元(4)的所述主动部件(42)和/或所述阻尼部件(43)是在空间和功能上被分隔开的。
11.一种复位部件(41)，其包括：
第一柱状部(411)、第二柱状部(412)、第三柱状部(413)、第四柱状部(414)和复位元件(416)，其中，至少所述第一柱状部、所述第二柱状部和所述第三柱状部(411、412和413)被设计为中空柱体，
其中，所述第三柱状部和所述第四柱状部(413，414)以及所述复位元件(416)被布置为基本位于所述第一柱状部和所述第二柱状部(411，412)内并且相对于所述第一柱状部和所述第二柱状部(411，412)能够沿着复位轴(A)移动，
其中，所述第二柱状部(412)沿着所述复位轴(A)能够位移至所述第一柱状部(411)中，且所述第四柱状部(414)沿着所述复位轴(A)能够移动至所述第三柱状部(413)中，
其中，所述复位元件(416)的第一端部靠在所述第三柱状元件(413)的第一止动器(413a)上，并且与所述第一端部相对的第二端部靠在所述第二柱状元件(412)的第二止动器(412b)上，
其中，在所述第四柱状元件(414)沿着所述复位轴朝着所述第一柱状元件(411)的方向进行位移期间或之后，所述第四柱状元件(414)的第二止动器(414b)将所述第二柱状元件(412)的第二止动器(412b)支撑于所述复位元件(416)，且所述第三柱状元件(413)靠在所述第一柱状元件(411)的第一止动器(411a)上，
其中，在所述第四柱状元件(414)沿着所述复位轴在远离所述第一柱状元件(411)的方向上进行位移期间或之后，所述第四柱状元件(414)的第一止动器(414a)经由第一止动器(413a)使所述第三柱状元件(413)朝着所述第四柱状元件的方向位移，所述第一柱状元件(411)的第二止动器(411b)经由所述第二柱状元件(412)的第一止动器(412a)将所述第二柱状元件(412)支撑于所述复位元件(416)，
其中，在所述第一柱状元件(411)沿着所述复位轴(A)相对于所述第四柱状元件(414)进行位移期间或之后，所述复位元件(416)在所述第二柱状元件(412)与所述第三柱状元件(413)之间形成复位力。
12.如权利要求11所述的复位部件(41)，
其中，所述复位元件(416)基本上完全填充由所述第二柱状元件(412)和所述第三柱状元件(413)沿着所述复位轴(A)所占据的延长长度。
13.如权利要求11或12所述的复位部件(41)，
其中，当所述复位部件(41)被压缩时，所述第三柱状(413)的第一轴环(413a)靠在所述第一柱状元件(411)的第一止动器(411a)上。
14.如权利要求11至13中任一项所述的复位部件(41)，
其中，设置有支撑单元(419)，所述支撑单元(419)包括第一支撑元件(417)和第二支撑元件(418)，
其中，所述第一支撑元件(417)被固定至所述第一柱状元件(411)，且所述第二支撑元件(418)被固定至所述第四柱状元件(414)，
其中，所述支撑元件(417，418)中的一者具有凹口，所述支撑元件(418，417)中的另一者能够沿着所述复位轴(A)至少部分地被插入所述凹口，以此防止所述第一柱状元件(411)沿着所述复位轴(A)相对于所述第四柱状元件(414)枢转。
15.一种转向系统，其包括根据权利要求1至10中任一项所述的转向装置和根据权利要求11至14中任一项所述的存在于所述转向装置中的复位部件(41)。
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