CN108698660B - 滚动式机动车辆的前导轮架 - Google Patents

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Abstract

滚动式机动车辆(4)的前导轮架(8)，包括：至少一对前轮(10”)，通过相应的轴颈(60)连接到运动滚动机构(20)；水平转向杆(36)，将两个轴颈(60)在转向杆的两端处直接连接到彼此，并且转向杆在中间点处铰接到转向柱(86)；可释放装置(120)，用于可逆地限制所述转向杆(36)相对于竖直投影平面的放置位置，其中，当所述可释放装置(120)停用时，所述转向杆(36)被动地跟随两个前轮(10”)的运动而自由地改变转向杆的放置位置，并且当可释放限制装置(120)激活时，防止所述转向杆(36)改变其放置位置从而将相对位置约束在两个轴颈(60)之间。

Description

滚动式机动车辆的前导轮架
技术领域
本发明涉及具有滚动限制件的滚动式机动车辆(rolling motor vehicle)的前导轮架。
具体地，根据本发明的机动车辆可为在前部配备有两个转向和滚动轮并且在后部配备有固定轴驱动轮的机动车辆。
背景技术
在机动车辆领域，“混合”车辆的供应不断增加，该“混合”车辆组合了摩托车在操纵方面的特性与四轮车辆的稳定性。
例如通过配备有两个前转向轮的三轮机动车辆和被称为QUAD的四轮机动车辆表示此类模型。
更具体地说，前述三轮机动车辆在前部设置有两个转向和滚动轮(即，斜倾或倾斜)，并且在后部设置有固定轴驱动轮。后轮旨在提供扭矩并因此允许牵引，而成对的前轮旨在提供车辆的方向性。前导轮架(forecarriage)处的成对轮可以斜倾和滚动以及转向。与在后部具有两个车轮的三轮机动车辆相比较，由于该解决方案，在前导轮架处具有两个车轮的机动车辆就像是实际的摩托车，因为正如摩托车一样，该车辆能够在弯道中倾斜。然而，与仅有两个车轮的机动车辆相比较，在前导轮架上具有两个成对车轮的此类车辆具有较大稳定性，该稳定性通过前轮在地面上的与汽车所提供的双支撑类似的双支撑来确保。
前轮通过运动机构彼此运动地连接，该运动机构使得能够例如通过插入铰接式四边形使前轮同步地并且以镜像方式滚动。此类车辆进一步设置有分别用于两个前轮中的每个的两个独立悬架，其配备有也为独立的减震器。
滚动式三轮机动车辆被因此设计为向用户提供两轮摩托车的操纵并同时提供四轮机动车辆的稳定性和安全性。
例如，这种类型的滚动式三轮机动车辆在同一位申请人为代表的意大利专利申请号IT2003MIA001108中有所描述。
由于这种类型机动车辆的结构独特性，所以在特定行驶条件下，例如在非常低的速度或在刹车或停车期间，车辆可能由于意外的和/或不受控制的滚动运动而翻倒。
该问题已经通过将前述车辆配备有由用户手动操作或者由自动控制系统操作的滚动限制系统解决。
例如，用于此类机动车辆的滚动限制系统在同一申请人为代表的意大利专利申请号IT2004A000171中有所描述。相关于配备有具有铰接式四边形结构和两个独立的前悬架的转向系统的滚动式机动车辆来描述滚动限制系统。滚动限制系统包括：机械卡钳，其适于限制铰接式四边形的运动以便防止该运动所允许的滚动；两个液压钳，其通过电动机作用于与减震器平行放置的杆来同时操作以便防止由两个车轮的不对称的弹簧悬挂运动引起的滚动。
上述限制系统的第一缺点在于其复杂性。限制系统实际上需要三个单独的限制设备：一个作用于铰接式四边形；两个作用于减震器。
该系统还具有以下缺点：不仅对由四边形和/或不对称弹簧悬挂运动引起的滚动运动产生机动车辆刚性，还对俯仰运动(对称弹簧悬挂运动)产生机动车辆刚性。
俯仰的限制需要在增加生产成本的情况下对减震器的限制设备进行适当的尺寸设定。实际上，在车辆在限制滚动的情况下受到道路冲击(例如，从孔洞)的事件中，限制系统必须能够克服冲击力的冲击峰值，以避免改变悬架的几何配置。
在一些情况下，限制俯仰还可影响车辆的性能并且因此影响安全性。例如，如果前轮受到冲击诸如克服相对的减震器的限制设备的力，则车轮将升起并且机动车辆将在该侧上降低。一旦冲击结束，限制设备就将使车辆保持在达到的新位置，从而将机动车辆置于不安全的配置。
减震器的平行限制还在制动时有影响。车辆实际上在与在静态上需要的平衡不同的平衡的情况下被“限制(block，阻止、阻挡)”，这是因为在由于制动引起的静态负荷和动态传递的总和引起的负荷下前导轮架被限制得更低。
旨在用于设置有具有铰接式四边形结构的转向系统的滚动式机动车辆的其他抗滚动系统在欧洲专利申请EP2810861A1、法国专利FR2953184和欧洲专利EP2345576B1中有所描述。此类抗滚动系统直接在铰接式四边形结构上操作并且通过限制铰接式四边形的运动来限制滚动。然而，这些抗滚动系统不能够禁止由于两个前轮的减震器所允许的不对称摇动引起的滚动运动。
另外，由于被特别设计为在具有铰接式四边形结构上操作，上面提及的抗滚动系统直接结合到这种结构和其机械配置附近。
因此需要发展与滚动限制系统配合的滚动式机动车辆，该滚动式机动车辆完全或部分地克服了上面陈述的限制。
发明内容
因此，本发明的目的是通过提供配备有滚动限制系统的滚动式机动车辆的前导轮架来消除或至少减少有关现有技术的上述问题，该滚动限制系统在激活时不禁止由于减震器的对称压缩引起的机动车辆的俯仰并且不影响转向。
本发明的另外的目的是使与滚动限制系统配合的滚动式机动车辆的前导轮架可用，该滚动限制系统构造简单并且生产廉价并且与所述机动车辆配合。
附图说明
本发明的机械特性可以从所附权利要求的内容清楚地看出，并且通过参考附图以非限制性示例的方式示出一个或多个实施例的下面的详细描述将更加清楚地理解本发明的优点，在附图中：
-图1示出配备有根据本发明的第一实施例的前导轮架的机动车辆的前透视图，该前导轮架具有滚动限制系统，并且设置有经由旋转平移型连接系统引导和支撑轴颈的类型的铰接式四边形滚动式运动机构；
-图2示出有关机动车辆的前导轮架的图1的放大细节；
-图3示出有关转向杆和转向柱之间的互连装置的图2的细节的分解透视图；
-图4示出根据本发明的第一实施例的机动车辆的前导轮架的后透视图，该前导轮架具有滚动限制系统；并且设置有与立柱的主延伸轴线同轴地引导和支撑车轮的轴颈的类型的铰接式四边形滚动式运动机构；
-图5示出有关转向杆和转向柱之间的互连装置的图4的细节的分解透视图；
-图6是根据本发明的第二实施例的机动车辆的前导轮架的前透视图，该前导轮架具有滚动限制系统，并且设置有经由旋转平移型连接系统引导和支撑轴颈的类型的铰接式四边形滚动式运动机构；
-图7是根据本发明的第二实施例的机动车辆的前导轮架的后透视图，该前导轮架具有滚动限制系统，并且设置有与立柱的主延伸轴线同轴地引导和支撑车轮的轴颈的类型的铰接式四边形滚动式运动机构；以及
-图8、图9和图10示出图2和图6中有关轴颈和铰接式四边形之间的互连示出的前导轮架的一些局部的详细视图。
具体实施方式
参考前面提及的附图，附图标记4总体表示根据本发明的机动车辆。
为了本发明的目的，应当指出术语机动车辆应该在广泛意义上加以考虑，包括具有如下面更好地描述的至少三个车轮(即两个对齐的车轮)和至少一个后轮的任何机动车辆。因此，此种定义还包括在前导轮架上具有两个车轮和在后部上具有两个车轮的所谓的四轮摩托车。
机动车辆4包括从支撑至少两个前轮10的前导轮架8向支撑一个或两个后轮14的后部12延伸的框架6。可以区分左前轮10’和右前轮10”，其中左10’和右10”的定义仅仅是形式的并且意义与车辆的驾驶员有关。与驾驶车辆的驾驶员的观察点相比较，所述车轮布置在机动车辆的中心线平面M-M的左边和右边。
在以下描述以及在附图中，将相对于所述中心线平面M-M使用引号’和”提及前导轮架的对称或镜像元件，来分别指示前导轮架与驾驶车辆的驾驶员的观察点相比较的左边和右边的部件。
为了本发明的目的，机动车辆的框架6可为任何形状、尺寸并且可例如为点阵型、箱型、托架、单个或两个等等。机动车辆的框架6可以是单件式或多部分式；例如，机动车辆的框架6与后框架13互连，该后框架13包括支撑一个或多个后驱动轮14的摆动式后叉(未示出)。前述后部摆动式叉可以通过直接铰接或插入连杆机构和/或中间框架来连接到框架6。
根据本发明的总体实施例，机动车辆前导轮架8包括前导轮架框架16和一对前轮10’、10”，该对前轮通过滚动式运动机构20运动学上连接到彼此并且与前导轮架框架16连接，该滚动式运动机构使前轮能够以同步和镜像方式滚动。
每个车轮10’、10”通过相应的轴颈60连接到前述滚动式运动机构20，该轴颈60机械地连接到车轮的旋转销68以便围绕旋转轴线R’-R’、R”-R”可旋转地支撑车轮。
车轮的“轴颈”应理解为被设计为支撑所述车轮的旋转销并将其运动地互连到悬架、转向设备和前述滚动式运动机构20的机动车辆的机械部分。轴颈相对于车轮销没有自由度并且因此与其为运动地整体。轴颈可与车轮销制成一件式，或者可机械地约束到车轮销以形成单件。
机动车辆的前导轮架8进一步包括：
-滚动限制系统100，以及
-悬挂装置90，其为每个轴颈60提供相对于滚动式运动机构20的至少一种弹簧悬挂运动。
只要能够使前轮以同步和镜像方式滚动，滚动式运动机构可以具有任何配置。
特别地，此类滚动式运动机构可为被配置为铰接式平行四边形系统的系统，或者为悬置的纵向臂系统。
前导轮架8包括转向设备36、86，其将轴颈60运动地连接到彼此以便使轴颈60围绕每个前轮10’、10”的相应的转向轴线S’-S’和S”-S”旋转。
优选地，如附图所示，前述滚动式运动机构20为铰接式四边形系统。
更详细地，如附图的示例所示，此种铰接式四边形系统包括一对横穿构件24’、24”，该对横穿构件铰接到与中间铰链28相连的前导轮架框架16。横穿构件24’、24”在相对的横向端40、44处通过立柱48’、48”连接在一起，该立柱在侧铰链52处的所述横向端40、44处枢转。横穿构件24和立柱48’、48”限定前述铰接式四边形20。
可操作地，立柱48’、48”中的每个引导和支撑所述前轮10’、10”中的一个的轴颈60。
有利地，如例如图4和图7中所示的实施例中所设置的，铰接式四边形滚动式运动机构20可制成为使得立柱48’、48”中的每个与其主延伸轴线T-T同轴地引导和支撑相应的前轮10’、10”的轴颈60。在这种情况下，每个前轮的悬挂装置90集成在相应的立柱中，并且为轴颈60提供沿立柱48’、48”的主延伸轴线T-T的直线式弹簧悬挂运动。
更具体地说，轴颈60包括与立柱48’、48”同轴地放置的套筒88。轴颈60和立柱48’、48”之间布置有车轮10的悬挂装置90。例如，悬挂装置90包括弹簧和/或阻尼器。
特别地，立柱48’、48”是中空的以便至少部分地将悬挂装置容纳在内。优选地，悬挂装置90被布置为与相应的立柱48’、48”同轴。
优选地，根据此类实施例，每个轴颈60和相应的立柱48’、48”之间的耦接是圆柱型，以便允许轴颈60相对于立柱48’、48”的主延伸轴线T-T平移和旋转。每个前轮10’、10”有转向轴线S’-S’、S”-S”，其与相关的立柱48’、48”的主延伸和对称轴线T-T重合。
特别地，每个立柱48’、48”从上端48s向下端48i延伸。每个前轮10’、10”的旋转销68(与轴颈60构成整体)被放置在铰接式四边形滚动式运动机构20的对应的立柱48’、48”的上端48s向下端48i之间。
替代地，如为图1、图2和图6以及图8、图9和图10所示的实施例中所设置的，铰接式四边形滚动式运动机构20可制成为使得立柱48’、48”中的每个通过旋转平移型运动连接系统在其本身外部引导和支撑相应的前轮10’、10”的轴颈60。
更具体地说，每个轴颈60由支架65支撑，该支架65继而通过转向铰链76铰接到前面提及的铰接式四边形20，该转向铰链布置成与每个立柱48’、48”的上端48s和下端48i相关联。所述转向铰链76将车轮10’、10”的相应的转向轴线S’-S’、S”-S”限定为彼此平行。
更具体地说，如特别在图2和图9中所示，轴颈60通过至少三个斜倾铰链65a、65b、65c在相对的上轴向端和下轴向端处铰接到支架65，该斜倾铰链限定相应的斜倾轴线B-B并且释放轴颈60和支架65之间的旋转平移连接。特别地，轴颈60经由连接杆55依靠所述铰链中的两个铰链65b和65c铰接到支架65。
特别地，每个前轮的悬挂装置90可集成在相应的轴颈60中。更具体地说，轴颈60包括通过杆机械地连接到支架的护套(弹簧插入在该护套内(附图中不可见))。护套可在弹簧的作用下相对于杆运动。
可操作地，此类系统沿曲线轨迹限定弹簧悬挂运动。
根据附图中未示出的实施例，前述滚动式运动机构20可以是为具有两个悬臂的系统。
更具体地说，此种系统可具体地包括两个悬臂，该悬臂在其第一端铰接到前导轮架框架以围绕横向于机动车辆的中心线平面M-M的共同的旋转轴线旋转。在悬臂与第一端相对的第二端处，两个所述臂由悬挂装置悬挂，继而由摇臂支撑，铰接到前导轮架框架。两个前轮10’和10”的滚动运动由两个悬臂和摇臂的摆动允许。每个悬臂在其第二端支撑两个前轮10’和10”中的一个的轴颈60。特别地，每个轴颈60旋转地连接到相应的悬臂以绕其自己的转向轴线S’-S’、S”-S”旋转。转向设备作用于与轴颈构成整体的两个抓握部分上。
根据本发明，所述转向设备包括转向柱86和水平转向杆36，该水平转向杆直接通过铰接装置将两个轴颈60在其两端彼此连接。
优选地，转向杆36作为单件从一端向另一端延伸。替代地，杆36可由互连以形成单个主体的两个或更多个独立部分制成。
继而，转向杆在其两端之间的中间点处铰接到转向柱86，以便相对于转向柱86围绕与由滚动式运动机构20限定的两个前轮10’、10”的滚动平面基本上正交的第一旋转轴线Z-Z摆动。
有利地，转向杆36和转向柱86之间的互连制成为使得杆36能够跟随轴颈和前轮的弹簧悬挂运动。换句话说，转向杆36由柱86例如通过具有双连接杆的运动机构在弹簧悬挂运动解耦的情况下进行支撑。
滚动限制系统100包括可释放装置120，其用于可逆地限制转向杆36相对于竖直投影平面(该竖直投影平面横向于机动车辆的中心线平面M-M)的放置位置(lyingposition)。
转向杆相对于竖直投影平面(该竖直投影平面横向于机动车辆的中心线平面M-M)的“放置位置”意指由转向杆在所述竖直平面上的投影形成的角度。
所述竖直投影平面基本上对应于滚动平面。因此，当车轮平行于中心线平面M-M时，竖直投影平面结果完全正交于中心线平面M-M，或者当车轮转向时，竖直投影平面结果相对于中心线平面M-M倾斜。
换句话说，用于可逆地限制转向杆36的放置位置的所述可释放装置120能够有选择地限制转向杆36以运动学方式对应于车轮10’、10”的滚动运动的运动。
可操作地，当前述可释放限制装置120停用时，转向杆36自由地改变其相对于投影平面的放置位置，并且该转向杆被动地跟随两个车轮10’、10’相对于彼此和框架16的运动，并且除控制转向之外不干涉车轮。
当用于限制的前述可释放装置120激活时，则防止转向杆36改变其相对于前述投影平面的放置位置，从而将相对位置约束在两个轴颈60之间。
有利地，前导轮架8和机动车辆4包括自动电子致动系统。
用于限制转向杆36的放置位置的前述装置120被配置为通过根据预定的控制逻辑的所述自动电子致动系统进行控制，或者替代地或并行地，它们被配置为根据由机动车辆的用户经由手动致动系统施加的手动命令进行控制。
优选地，前导轮架8和机动车辆4包括电子控制系统，该电子控制系统被配置为根据旨在确保其安全性的机动车辆的主要操作逻辑来过滤用户设定的手动命令。
正如介绍中已经指出的，在现有技术的技术解决方案中，滚动的限制通过限制负责滚动的所有元件(即臂、叉、摇臂和悬架)来执行。
不同地，根据本发明，滚动的限制通过使在仅仅两个元件(即车轮的轴颈)上操作的两个前轮互连来执行。对于此种互连利用了现有部件(即转向杆)，滚动限制在转向杆上操作。
两个车轮在相应的轴颈处互连使根据本发明的滚动限制系统对滚动运动具有选择性。
如先前指出的，悬挂装置90为每个轴颈提供相对于滚动式运动机构20的至少一种弹簧悬挂运动。轴颈因此在弹簧悬挂运动中与车轮相关联。为此，它们经由根据本发明的滚动限制系统的手动互连(甚至在限制装置激活的情况下)不干扰俯仰运动(对称弹簧悬挂运动)。因此，结果是滚动限制系统对于俯仰运动而言是不受其影响的。
此外，由于轴颈60之间的互连通过转向杆36实现，所以根据本发明的滚动限制系统100(甚至在限制装置激活的情况下)不干扰转向运动。限制转向杆的放置位置并不会防止运动围绕转向轴线传递。因此，结果是滚动限制系统对于转向而言也是不受其影响的。
综上所述，因此在限制装置激活的情况下，根据本发明的滚动限制系统100仅防止滚动运动(也源自不对称的弹簧悬挂运动)，相反释放俯仰运动(对称的弹簧悬挂运动)和转向运动，而在限制装置停用的情况下，根据本发明的滚动限制系统100不向由于转向、滚动(也来自不对称的弹簧悬挂)和俯仰(对称的弹簧悬挂)引起的车轮的运动引入任何运动不校正。
最后，由于滚动限制系统100直接作用在轴颈上，而不是作用在使车轮能够同步并以镜像方式滚动的滚动式运动机构上，所以根据本发明的滚动限制系统100不直接取决于所述滚动式运动机构和其机械配置的存在。
可操作地，限制转向杆36相对于竖直投影平面(该竖直投影平面横向于机动车辆的中心线平面M-M)的放置位置自动地确定由至少一个车轮的放置平面相对于地面形成的限制角度α。转向杆设置为在其两端处连接两个车轮的轴颈的情况下，转向杆被约束为跟随两个车轮的滚动运动，该滚动运动改变两个车轮相对于竖直投影平面(横向于机动车辆的中心线平面M-M)的放置位置。在转向杆36的放置位置被前述连接强制限制之时，相应的车轮的放置位置结果也被限制，并且因此对应于由每个车轮的放置平面相对于地面所形成的角度α的变化，两个车轮的滚动运动被限制。
假定两个前轮10’、10”通过所述运动滚动机构20运动地连接在一起从而以同步和镜像的方式滚动，则限制一个车轮的角度还引起另一个车轮的角度受到限制。
如前所述，无论所述滚动式运动机构20的配置(该配置可特别为铰接式四边形或悬臂)如何，所有这些都适用。
当可释放限制装置120停用时，转向杆36自由地改变其相对于前述投影平面的放置位置；不同地，当可释放限制装置120激活时，防止转向杆36改变其相对于所述投影平面的放置位置，从而引起限制经由轴颈连接到其的两个车轮的滚动运动。
优选地，前述铰接装置(转向杆36通过该铰接装置在转向杆36的两端连接到轴颈60)由球形接头或由运动学上等同于球形接头的设备组成。这样，转向杆36能够支撑两个前轮10’、10”相对于前导轮架框架16的相互运动而不引起堵塞或障碍。
特别地，运动学上类似于球形接头的前述设备可由一对具有彼此正交的轴线的圆柱形铰链72、73组成。优选地，所述一对中的两个铰链72中的一个使其自己的铰链轴线正交于两个前轮10’、10”的滚动平面。
优选地，这种铰接解决方案在转向杆36位于基本上平行于由所述第一滚动式运动机构20所限定的两个前轮的滚动平面的平面上并且在该平面上移动的情况下被采用。这特别在滚动式运动机构由铰接式四边形组成的情况下发生，在该铰接式四边形中立柱根据直线移动引导轴颈的运动。
“滚动平面”应理解为意指横向于纵向方向X-X或机动车辆的行进方向并且因此与机动车辆的中心线平面M-M相交的平面。有利地，在此情况下，此一对中的两个铰链中的一个使其自己的铰接轴线正交于两个前轮10’、10”的滚动平面，使得转向杆36可以在可释放限制装置120激活时平行于前述滚动平面运动。
一般说来，并且特别是在滚动式运动机构不允许到轴颈的直线弹簧悬挂运动的情况下，转向杆36的铰接装置优选地由球形接头组成以便防止在所述转向杆36运动中发生阻塞。
有利地，所述一对铰链72、73的球形接头通过与所述轴颈构成整体的支撑元件63连接到轴颈60。
如为附图中示出的实施例所设置的，转向杆36在相对于地面的相同高度处连接两个轴颈60，以便与地面平行。在滚动式运动机构20由铰接式四边形组成的情况下，所述转向杆36特别地基本上平行于铰接式四边形的横穿构件28。
根据特别在图1至图7中示出的实施例，用于限制转向杆36的放置位置的可释放装置120适于限制转向杆36相对于转向柱86围绕前述第一旋转轴线Z-Z的摆动，该第一旋转轴线Z-Z基本上正交于由滚动式运动机构20限定的两个前轮10’、10”的滚动平面。
因此，限制转向杆36的放置位置在与转向柱86的互连区域处执行。
根据图2和图4以及图3和图5所示的第一实施例，可释放限制装置120可由带式制动器121组成，该带式制动器与转向杆36相对于转向柱86围绕前述第一旋转轴线Z-Z的摆动铰链38相关联。可操作地，带式制动器121在致动时适于防止转向杆36相对于转向柱86围绕第一旋转轴线Z-Z自由旋转。
图2示出根据本发明的前述第一实施例的具有滚动限制系统的机动车辆的前导轮架，其设置有通过旋转平移运动连接系统引导和支撑车轮的轴颈的类型的铰接式四边形滚动式运动机构。
更具体地说，特别地如图3所示，转向杆36和转向柱86之间的互连区域由双铰链限定。第一铰链37具有用于使围围绕主转向轴线Y-Y的旋转运动从柱86向转向杆36传递的竖直(或基本上竖直)轴线。第二铰链38是前述的摆动铰链，用于使转向杆36围绕基本上正交于两个前轮10’、10”的滚动平面的前述第一旋转轴线Z-Z旋转。特别地，此第一轴线Z-Z是水平的或基本上水平的。转向杆36于中间位置中设置有用于围绕第一旋转轴线Z-Z旋转的衬套39。
带式制动器121围绕第一旋转轴线Z-Z与所述摆动铰链38相关地布置。制动器121包括：支撑体123，与第一铰链37构成整体；和鼓轮126，该鼓轮与支撑体123旋转地相关联以围绕第一旋转轴线Z-Z旋转并且经由支撑臂35整体地与转向杆36相关联，该支撑臂35从所述杆悬臂式延伸。鼓轮126部分插入支撑体123之内并且与支撑体123一起形成环形空隙，带122容纳在该空隙之内。带122的两端122a和122b于不同的位置固定到带式制动器的致动杆125。通过将杆125致动，带122被围绕鼓轮126拉紧并且防止带122围绕轴线Z-Z旋转。这防止了转向杆36围绕基本上正交于两个前轮10’、10”的滚动平面的第一旋转轴线Z-Z的旋转。当杆125未被致动时，带122未被围绕鼓轮拉紧，并且释放转向杆36跟随两个前轮10’、10”和相对的轴颈60的滚动运动围绕第一轴线Z-Z旋转。
图4示出了根据本发明的前述第一实施例的具有滚动限制系统的机动车辆的前导轮架，其设置有与立柱的主延伸轴线同轴地引导和支撑车轮的轴颈的类型的铰接式四边形滚动式运动机构。
特别地如图5所示，转向杆36和转向柱86之间的互连区域由双铰链限定，该结构类似于有关图3中的实施例所述的结构。第一铰链37具有竖直(或基本上竖直)轴线，用于使围绕主转向轴线Y-Y的旋转运动从柱86向转向杆36传递。第二铰链38是前述的摆动铰链，用于使转向杆36围绕基本上正交于两个前轮10’、10”的滚动平面的前述第一旋转轴线Z-Z旋转。特别地，此第一轴线Z-Z是水平的或基本上水平的。转向杆36于中间位置中设置有用于围绕第一旋转轴线Z-Z旋转的衬套39。
带式制动器121具有与有关图3所述的带式制动器的结构和操作类似的结构和操作。而且，部件是类似的并且在附图中保持相同的标号。为了简洁起见，因此未提供对带式制动器121的描述，参见上面所做的描述。
作为带式制动器121的替代，可以使用鼓式制动器(附图中未示出)。替代地，可以提供适用于该目的的其他限制或致动设备。
根据图6和图7所示的第二实施例，可释放限制装置120可由作用在制动盘的区段131上的卡钳130组成。卡钳130与转向杆36的摆动铰链38相对于转向柱86构成整体，而盘的区段131与转向杆36构成整体并且围绕前面提及的第一旋转轴线Z-Z延伸。
图6示出了根据本发明的前述第二实施例的具有滚动限制系统的机动车辆的前导轮架，其设置有依靠旋转平移运动连接系统引导和支撑车轮的轴颈的类型的铰接式四边形滚动式运动机构。
图7示出了根据本发明的前述第二实施例的具有滚动限制系统的机动车辆的前导轮架，其设置有与立柱的主延伸轴线同轴地引导和支撑车轮的轴颈的类型的铰接式四边形滚动式运动机构。
根据附图中未示出的替代的实施例，可释放限制装置120可由作用在链轮齿上的棘轮组成。棘轮130与转向杆36的摆动铰链相对于转向柱86构成整体，而链轮齿与转向杆36构成整体并且与前面提及的第一旋转轴线Z-Z同心。
根据附图中未示出的替代的实施例，用于限制转向杆36的放置位置的前述可释放限制装置120可以适于限制转向杆36的至少一端在相应的轴颈60上的运动，以便限制由转向杆与所述轴颈60在横向于机动车辆的中心线平面M-M的竖直投影平面上形成的角度。限制转向杆36的放置位置因此在杆36与轴颈60的铰接区域处执行。
前述可释放限制装置可以适于仅在一端或者在两端限制杆的运动。
可操作地，限制转向杆36的至少一端相对于相应的车轮的放置平面的运动意指限制所述转向杆36相对于竖直投影平面(横向于机动车辆的中心线平面M-M)的放置位置。如上所述，这自动导致不仅限制直接受到限制影响的车轮的滚动运动，还导致限制另一车轮的滚动运动。因此，在转向杆的两端限制旋转是不必要的，但是能确保更稳固地限制杆。
用于限制放置位置的前面提及的可释放装置可以以适用于该目的的任何方式制成。
优选地，与两端中的至少一个相关联，转向杆36通过由一对彼此正交的圆柱形铰链组成的铰接装置连接到相应的轴颈。所述一对圆柱形铰链的第一铰链的旋转轴线与两个前轮10’、10”的滚动平面正交，使得当限制装置未被致动时转向杆可以平行于所述滚动平面运动。用于限制放置位置的前述可释放装置120适于限制转向杆36围绕所述第一铰链旋转，以便限制由转向杆与轴颈在滚动平面上形成的角度。
特别地，可释放装置可包括放置在转向杆的端部处的带式制动器或鼓式制动器，该转向杆的端部通过所述一对前面提及的彼此正交的圆柱形铰链连接到相应的轴颈。可操作地，带式制动器或鼓式制动器与第一圆柱形铰链相关联从而以可释放的方式限制其旋转。
转向杆36可以在其两端处通过一对彼此正交的圆柱形铰链连接到轴颈60。每对的第一铰链的旋转轴线正交于两个前轮10’、10”的滚动平面。在这种情况下，可释放装置120包括定位在所述转向杆36的每个端部处的带式制动器或鼓式制动器。每个带式制动器或鼓式制动器与一对铰链中的相应的第一圆柱形铰链相关联来以可释放方式限制其旋转。
替代地，为了限制转向杆36在轴颈处的放置位置，前述可释放装置可包括在长度上可延伸的支柱。所述支柱设置有其长度的限制装置并且将转向杆36对角地连接到两个轴颈60中的一个。支柱在其两端处经由铰接装置连接到转向杆36和轴颈60，使得当支柱在长度上自由延伸时，所述支柱被配置为不阻碍转向杆36相对于轴颈的运动，而当支柱在长度上被限制时，支柱被配置为防止转向杆36相对于轴颈在转向杆和支柱的共同放置平面内旋转。
用于限制放置位置的前述可释放装置可包括两个在长度上可延伸的支柱，该支柱中的每个设置有其长度的限制装置并且将转向杆36对角地连接到两个轴颈60中的一个。和单个支柱的情况一样，在这种情况下两个支柱中的每个也在其两端处经由铰接装置连接到转向杆36和相应的轴颈，使得当释放支柱以在长度上延伸时，支柱被配置为不阻碍转向杆36相对于轴颈的运动，而当支柱在长度上被限制时，支柱被配置为防止转向杆36相对于轴颈在转向杆和支柱的共同放置平面内旋转。
有利地，每个支柱的铰接装置由具有彼此正交的轴线的圆柱形铰链对组成，两个铰链中的一个具有正交于两个前轮的滚动平面的旋转轴线。
本发明涉及具有在后部上的至少一个驱动轮和根据本发明的前导轮架8的机动车辆4，并且具体地如上所述。
在机动车辆为四轮车的情况下，后部12处的后驱动轮14通过上面有关前轮10所述的滚动式运动机构20连接到彼此和后框架13，并且通过滚动限制系统彼此互连，该滚动限制系统与包括在根据本发明的具有三个或四个车轮的滚动式机动车辆的前导轮架中的滚动限制系统相同，并且具体地如上所述。
本发明涉及一种用于限制具有三个或四个车轮的滚动式机动车辆的滚动运动的方法，该滚动式机动车辆具有根据本发明的前导轮架，并且具体地如上所述。所述方法包括：
-用于可逆地限制转向杆36的放置位置以便限制两个前轮的滚动运动的前述可释放装置120的激活步骤；以及
-用于可逆地限制转向杆36的放置位置以便释放两个前轮的滚动运动的前述可释放装置120的停用步骤。
本发明涉及一种限制具有三个或四个车轮的滚动式机动车辆的滚动运动的方法，该滚动式机动车辆具有：
-前导轮架框架16，
-至少一对前轮10’、10”，通过滚动式运动机构20运动地连接到彼此并连接到前导轮架框架16，该滚动式运动机构使前轮能够以同步和镜像方式滚动，每个车轮10’、10”依靠相应的轴颈60连接到所述滚动式运动机构20，轴颈60机械地连接到车轮的旋转销68以便围绕旋转轴线R’-R’、R”-R”可旋转地支撑轴颈60。
-悬挂装置90，该悬挂装置为每个轴颈60提供相对于所述滚动式运动机构20的至少一种弹簧悬挂运动。
该方法包括操作步骤a)：提供转向设备36、86，该转向设备将轴颈60机械地彼此连接以便使轴颈60围绕每个前轮10’、10”的相应的转向轴线S’-S’、S”-S”旋转。转向设备包括水平转向杆36，该水平转向杆通过铰接装置将两个轴颈60在转向杆的两端处直接连接到彼此。转向杆36继而在其两端之间的中间点处铰接到转向柱86，以便相对于转向柱86围绕第一旋转轴线Z-Z摆动，该第一旋转轴线基本上正交于由前述滚动式运动机构20限定的两个前轮10’、10”的滚动平面。
所述方法包括操作步骤b)：提供用于可逆地限制所述转向杆36相对于竖直投影平面的放置位置的可释放装置120，该竖直投影平面横向于机动车辆的中心线平面M-M。
所述方法进一步包括下面两个操作步骤：
c)激活用于可逆地限制转向杆36的放置位置的前述可释放装置120，以便防止转向杆36改变其相对于所述投影平面的放置位置，从而将相对位置约束在两个轴颈60之间并且因此限制两个前轮的滚动运动；以及
d)停用用于可逆地限制转向杆36的放置位置的前述可释放装置120，以便使转向杆36自由地改变其相对于投影平面的放置位置，以便被动地跟随两个车轮10’、10”相对于彼此和框架16的运动，而除控制转向之外不干扰前轮并且因此释放两个前轮的滚动运动。
本发明允许实现许多优点，其中一部分已经加以描述。
根据本发明的滚动式机动车辆的前导轮架配备有滚动限制系统，该滚动限制系统在激活时不禁止车辆的俯仰(对称的弹簧悬挂运动)或转向。实际上，根据本发明的滚动限制系统在未被致动时不向由于转向运动、滚动运动和弹簧悬挂运动引起的车轮的运动引入任何运动不校正。当被致动时，限制系统允许限制滚动运动，而不干扰俯仰运动(对称的弹簧悬挂运动)和转向运动。
此外，根据本发明的滚动式机动车辆的前导轮架配备有滚动限制系统，该滚动限制系统构造简单并且生产廉价并且与所述机动车辆配合。实际上，其利用了转向杆，机动车辆已经具有该转向杆并且仅需要安装转向杆的放置位置的可释放限制装置。
根据本发明的滚动限制系统还独立于滚动式运动机构，该滚动式运动机构使车轮能够同步地并且以镜像方式滚动。
除了更便宜之外，所提议的系统还从概念上比传统的解决方案更好，因为在滚动被限制的情况下俯仰(理解为对称的悬挂运动)未被禁止，有利于安全性和减小结构上的负荷。
因此，由此考虑的本发明实现了预期目的。
显然，其实际实施例可设想不同于所描述的那些的形式和配置，同时保持在发明的保护范围内。
此外，所有细节可由技术等同元件替换，并且所使用的尺寸、形式和材料可视需要而定。

Claims (22)

1.具有三个或四个车轮的滚动式机动车辆的前导轮架，所述前导轮架包括：
-前导轮架框架(16)，
-至少一对前轮(10’、10”)，所述前轮通过运动滚动机构(20)运动地彼此连接并连接至所述前导轮架框架(16)，所述运动滚动机构使所述前轮(10’、10”)能够以同步且镜像的方式滚动，每个所述前轮(10’、10”)通过相应的轴颈(60)连接到所述运动滚动机构(20)，所述轴颈(60)机械地连接到所述前轮的旋转销(68)，以便围绕旋转轴线(R’-R’、R”-R”)旋转地支撑所述前轮，
-悬挂装置(90)，向每个所述轴颈(60)提供相对于所述运动滚动机构(20)的至少一种弹簧悬挂运动，
-转向设备(36、86)，使所述轴颈(60)运动地彼此连接，以便控制所述轴颈(60)围绕每个所述前轮(10’、10”)的相应的转向轴线(S’-S’、S”-S”)旋转，
-滚动限制系统(100)，
其特征在于，所述转向设备包括水平的转向杆(36)，所述转向杆通过铰接装置(72、73)使两个所述轴颈(60)在所述转向杆的两端处直接彼此连接，而所述转向杆(36)在所述转向杆的两端之间的中间点处铰接到转向柱(86)，以便相对于所述转向柱(86)围绕第一旋转轴线(Z-Z)摆动，所述第一旋转轴线与两个所述前轮(10’、10”)的由所述运动滚动机构(20)限定的滚动平面基本正交，
并且其中，所述滚动限制系统(100)包括可释放限制装置(120)，所述可释放限制装置适于可逆地限制所述转向杆(36)相对于竖直投影平面的放置位置，所述竖直投影平面横向于所述机动车辆的中心线平面(M-M)，当所述可释放限制装置(120)停用时，所述转向杆(36)被动地跟随两个所述前轮(10’、10”)相对于彼此和相对于所述前导轮架框架(16)的运动而改变所述转向杆相对于所述竖直投影平面的放置位置，并且除控制所述前轮的转向之外不会干涉所述前轮，当所述可释放限制装置(120)激活时，防止所述转向杆(36)改变所述转向杆相对于所述竖直投影平面的放置位置，以此方式将所述转向杆相对于所述竖直投影平面的相对位置约束在两个所述轴颈(60)之间。
2.根据权利要求1所述的前导轮架，其中，所述铰接装置由球形接头构成或由运动学上等同于球形接头的设备(72、73)构成。
3.根据权利要求2所述的前导轮架，其中，所述运动学上等同于球形接头的设备由具有彼此正交的轴线的一对圆柱形铰链(72、73)构成，所述一对圆柱形铰链中的两个铰链中的一个铰链(72)具有与两个所述前轮(10’、10”)的所述滚动平面正交的铰链轴线。
4.根据权利要求1所述的前导轮架，其中，所述转向杆(36)使两个所述轴颈(60)在相对于地面的同一高度处连接在一起。
5.根据权利要求1所述的前导轮架，其中，用于限制所述转向杆(36)的放置位置的所述可释放限制装置(120)适于限制所述转向杆(36)相对于所述转向柱(86)围绕所述第一旋转轴线(Z-Z)的摆动。
6.根据权利要求5所述的前导轮架，其中，所述可释放限制装置(120)由与摆动铰链(38)相关联的带式制动器(121)或鼓式制动器构成，所述摆动铰链用于所述转向杆(36)相对于所述转向柱(86)的摆动，所述带式制动器(121)或所述鼓式制动器在致动时适于防止所述转向杆(36)相对于所述转向柱(86)围绕所述第一旋转轴线(Z-Z)自由旋转。
7.根据权利要求5所述的前导轮架，其中，所述可释放限制装置(120)由作用于制动盘区段(131)上的卡钳(130)构成，所述卡钳(130)与摆动铰链(38)构成整体，所述摆动铰链用于所述转向杆(36)相对于所述转向柱(86)的摆动，并且所述制动盘区段(131)与所述转向杆构成整体并且围绕所述第一旋转轴线(Z-Z)扩展。
8.根据权利要求5所述的前导轮架，其中，所述可释放限制装置(120)由作用于齿轮上的棘轮构成，所述棘轮与摆动铰链构成整体，所述摆动铰链用于所述转向杆(36)相对于所述转向柱(86)的摆动，并且所述齿轮与所述转向杆构成整体并与所述第一旋转轴线(Z-Z)同心。
9.根据权利要求1所述的前导轮架，其中，所述可释放限制装置(120)适于限制所述转向杆(36)的至少一端在相应的所述轴颈(60)上的运动，以便限制由所述转向杆与所述轴颈(60)在所述竖直投影平面上形成的角度，所述竖直投影平面横向于所述机动车辆的所述中心线平面(M-M)。
10.根据权利要求9所述的前导轮架，其中，在所述转向杆(36)的两端中的至少一端处，所述转向杆(36)通过铰接装置连接到相应的所述轴颈(60)，所述铰接装置由具有彼此正交的轴线的一对圆柱形铰链(72、73)构成，所述一对圆柱形铰链的第一铰链的旋转轴线与两个所述前轮(10’、10”)的所述滚动平面正交，使得当所述可释放限制装置未激活时所述转向杆(36)能够平行于所述滚动平面运动，所述可释放限制装置(120)适于限制所述转向杆(36)围绕所述第一铰链旋转，以便限制由所述转向杆(36)与所述轴颈(60)在所述滚动平面上形成的角度。
11.根据权利要求10所述的前导轮架，其中，所述可释放限制装置(120)包括设置在所述转向杆(36)的端部处的带式制动器或鼓式制动器，所述转向杆的端部通过彼此正交的一对圆柱形铰链连接到相应的所述轴颈，所述带式制动器(121)或鼓式制动器与圆柱形的所述第一铰链相关联从而以可释放方式限制圆柱形的所述第一铰链的旋转。
12.根据权利要求9所述的前导轮架，其中，所述转向杆(36)通过彼此正交的一对圆柱形铰链(72、73)在所述转向杆的两个端部处连接到所述轴颈(60)，每对圆柱形铰链的第一铰链的旋转轴线与两个所述前轮(10’、10”)的所述滚动平面正交，所述可释放限制装置(120)包括布置在所述转向杆(36)的每端处的带式制动器或鼓式制动器，每个带式制动器或鼓式制动器与相应的圆柱形的所述第一铰链相关联从而以可释放方式限制旋转。
13.根据权利要求9所述的前导轮架，其中，所述可释放限制装置(120)包括在长度上能延伸的支柱，所述支柱设置有限制所述支柱的长度的装置并且所述支柱使所述转向杆(36)对角地连接到两个所述轴颈(60)中的一个，所述支柱经由铰链装置在所述支柱的两端处连接到所述转向杆(36)和所述轴颈(60)，使得当所述支柱在长度上自由延伸时，所述支柱被配置为不阻碍所述转向杆(36)相对于所述轴颈的所述运动，而当所述支柱在长度上被限制时，所述支柱被配置为防止所述转向杆(36)相对于所述轴颈在所述转向杆和所述支柱的共同的放置平面内旋转。
14.根据权利要求9所述的前导轮架，其中，所述可释放限制装置(120)包括在长度上能延伸的两个支柱，所述支柱中的每个设置有限制所述支柱的长度的装置并且使所述转向杆(36)对角地连接到两个所述轴颈(60)中的一个，每个所述支柱通过铰链装置在所述支柱的两端处连接到所述转向杆(36)和相应的所述轴颈(60)，使得当所述支柱在长度上自由延伸时，所述支柱被配置为不阻碍所述转向杆(36)相对于所述轴颈的运动，而当所述支柱在长度上被限制时，所述支柱被配置为防止所述转向杆(36)相对于所述轴颈在所述转向杆和所述支柱的共同的放置平面内旋转。
15.根据权利要求13或14所述的前导轮架，其中，所述铰接装置由具有彼此正交的轴线的一对圆柱形铰链(72、73)构成，两个所述铰链中的一个铰链(72)的旋转轴线与两个所述前轮的所述滚动平面正交。
16.根据权利要求1所述的前导轮架，其中，所述可释放限制装置(120)被配置为根据预定控制逻辑由自动电子致动系统进行控制，或者替代地或并行地，所述可释放限制装置被配置为根据所述机动车辆的用户经由手动致动系统施加的手动命令进行控制。
17.根据权利要求16所述的前导轮架，其中，设置有电子控制系统，其中，所述电子控制系统被配置为根据旨在确保所述机动车辆的安全性的所述机动车辆的操作逻辑来过滤所述用户设定的所述手动命令。
18.机动车辆(4)，所述机动车辆具有：位于后部处的驱动轮；以及根据权利要求1至17中任一项所述的前导轮架(8)。
19.根据权利要求18所述机动车辆(4)，其中，所述机动车辆(4)包括位于所述后部(12)处的两个后驱动轮(14)。
20.根据权利要求19所述的机动车辆(4)，其中，位于所述后部(12)处的所述后驱动轮(14)通过运动滚动机构连接在一起并且连接到后框架，并且通过滚动限制系统彼此互连，所述滚动限制系统与具有三个或四个车轮的滚动式机动车辆的所述前导轮架中包括的滚动限制系统相同。
21.限制具有三个或四个车轮的机动车辆的滚动运动的方法，所述机动车辆具有根据权利要求1至17中的任一项所述的前导轮架(8)，所述方法包括：
-激活所述可释放限制装置以便限制两个所述前轮(10’、10”)的滚动运动的步骤；以及
-停用所述可释放限制装置(120)以便释放两个所述前轮(10’、10”)的滚动运动的步骤。
22.限制具有三个或四个车轮的滚动式机动车辆的滚动运动的方法，所述滚动式机动车辆具有：
-前导轮架框架(16)，
-至少一对前轮(10’、10”)，所述前轮通过运动滚动机构(20)运动地彼此连接并连接至所述前导轮架框架(16)，所述运动滚动机构使所述前轮(10’、10”)能够以同步且镜像的方式滚动，每个所述前轮(10’、10”)通过相应的轴颈(60)连接到所述运动滚动机构(20)，所述轴颈(60)机械地连接到所述前轮的旋转销(68)，以便能围绕旋转轴线(R’-R’、R”-R”)旋转地支撑所述前轮，
-悬挂装置(90)，向每个所述轴颈(60)提供相对于所述运动滚动机构(20)的至少一种弹簧悬挂运动，
所述方法包括以下操作步骤：
a)提供使所述轴颈(60)运动地彼此连接的转向设备(36、86)，使得所述轴颈(60)围绕每个所述前轮(10’、10”)的相应的转向轴线(S’-S’、S”-S”)旋转，所述转向设备包括水平的转向杆(36)，所述转向杆通过铰接装置使两个所述轴颈(60)在所述转向杆的两端处直接彼此连接，而所述转向杆(36)在所述转向杆的两端之间的中间点处铰接到转向柱(86)，以便相对于所述转向柱(86)围绕第一旋转轴线(Z-Z)摆动，所述第一旋转轴线与两个所述前轮(10’、10”)的由所述运动滚动机构(20)限定的滚动平面基本上正交，
b)提供可释放限制装置(120)，以可逆地限制所述转向杆(36)相对于竖直投影平面的放置位置，所述竖直投影平面横向于所述机动车辆的中心线平面(M-M)，
c)激活所述可释放限制装置(120)，以便防止所述转向杆(36)改变所述转向杆相对于所述竖直投影平面的所述放置位置，从而将所述转向杆相对于所述竖直投影平面的相对位置约束在两个所述轴颈(60)之间，并且因此限制两个所述前轮的滚动运动；以及
d)停用所述可释放限制装置(120)，使得所述转向杆(36)自由地改变所述转向杆相对于所述竖直投影平面的放置位置，以便被动地跟随两个所述前轮(10’、10”)相对于彼此和相对于所述前导轮架框架(16)的运动，并且除控制所述前轮的转向之外不会干涉所述前轮，并且因此释放两个所述前轮的所述滚动运动。
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