CN111315636B

CN111315636B - 车辆的液压转向系统的调节组件

Info

Publication number: CN111315636B
Application number: CN201880063845.1A
Authority: CN
Inventors: 亚历山德罗·普莱巴尼; 斯特凡诺·乌贝蒂
Original assignee: Same Deutz Fahr Group SpA
Current assignee: Same Deutz Fahr Group SpA
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2022-02-25
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: CN111315636A; EP3707057B1; WO2019092516A1; US20200269899A1; US11459014B2; EP3707057A1

Abstract

本发明是一种车辆的液压转向系统(900)的调节组件(1)。调节组件(1)可以定位在系统(900)的转向柱(910)与液压转向单元(920)之间，以调节转向柱的旋转角(α)与车轮处的有效转向角(β)之间的相互角位置。调节组件(1)包括：‑调节装置(10)，其包括电动机(100)和控制电动机致动的电子化指挥单元(150)；‑外摆线装置(20)，其包括：i)卫星式承载构件(21)，其可以操作性地连接到转向柱(910)；ii)至少一个行星齿轮(22)，其由卫星式承载构件(21)支撑并旋转地引导；iii)第一太阳齿轮(23)，其可以操作性地连接到液压转向单元(920)，并且操作性地连接到至少一个行星齿轮(22)；iv)第二太阳齿轮(24)，其操作性地连接到调节装置(10)和第一太阳齿轮(23)，以控制第一太阳齿轮(23)的角位置和/或旋转。

Description

车辆的液压转向系统的调节组件

技术领域

本发明涉及车辆的液压转向系统的调节组件。本发明还涉及包括所述调节组件的液压式转向系统。本发明还涉及包括所述调节组件和/或所述液压式转向系统的车辆本身；具体来说，这种车辆是拖拉机，或者优选地，是小型拖拉机。

背景技术

值得注意的是单词“拖拉机”在本文中指的是农用拖拉机，并且更一般地说，指的是诸如推土机的大型机械，其优选地源于农用拖拉机或非公路用机械，即，一般来说是用于动力操作的特定机械，例如，在地面上直接进行动作，诸如耕种，或者进行用于装载或者卸载物料的动作。另一个方面，“小型拖拉机”通常指的是小尺寸的车辆类型，例如，在葡萄园行业中所使用的，并且其通常适于在两排相邻的葡萄藤之间的空间中移动。

换句话说，本发明的具体应用环境涉及汽车行业，其中具体涉及农用和/或非公路行业中所使用的车辆。

实际上，在存在液压转向系统的情况下，与车轮的旋转角与转向柱组件旋转角之间的相互角位置相关的问题通常发生在这种特定的环境中。

更详细地说，涉及以下可能性：转向柱组件的旋转角(下文中也将其称为转向角)与车轮处的有效转向角之间的位置看上去在液压式转向系统中可能不是唯一的。具体来说，操作期间，由于车轮的有效转向角可能不对应于转向柱角而导致的从液压转向单元发生泄露或者出现固有的不准确性的可能性在液压转向系统中并不罕见：实际上，通常在拖拉机或小型拖拉机中发现这种问题，在拖拉机或小型拖拉机上通常安装有不适于定位于确定的起始位置的具有轴对称形状的转向轮。

发明内容

本发明的目的是制造一种定位在转向柱与液压转向单元之间的调节组件，其适于克服上述背景技术中所提到的那些问题。

为了实现这个目的，基本相关的是需要能够将调节组件容易地集成到已知的液压式转向系统中，并且使其在故障(例如，电动故障)的情况下适于不影响驾驶员继续驾驶车辆(即，拖拉机或小型拖拉机)的可能性。

通过根据下文所述的调节系统来实现这个目的。同时，通过包括该调节组件的液压式转向系统来实现这个目的。此外，通过根据下文所述的拖拉机或小型拖拉机来实现这个目的。下文还描述了优选实施例的变型。

一种车辆的液压转向系统的调节组件，其中，所述调节组件能定位在所述液压转向系统的转向柱与液压转向单元之间，其中，所述调节组件适于调节所述转向柱的旋转角与车轮的有效转向角之间的相互角位置，其中，所述调节组件包括：-调节装置，所述调节装置包括电动机和控制所述电动机的致动的电子化指挥单元；-外摆线装置，所述外摆线装置包括：i)卫星式承载构件，所述卫星式承载构件用作能操作性地连接到所述转向柱的第一输入部；ii)至少一个行星齿轮，所述至少一个行星齿轮通过旋转轴由所述卫星式承载构件支撑并旋转地引导，所述至少一个行星齿轮自由旋转地安装在所述旋转轴上；iii)第一太阳齿轮，所述第一太阳齿轮用作能操作性地连接到所述液压转向单元的输出部，其中，所述第一太阳齿轮操作性地连接到所述至少一个行星齿轮；iv)第二太阳齿轮，所述第二太阳齿轮用作第二输入部，并且操作性地连接到所述调节装置且通过所述至少一个行星齿轮操作性地连接到所述第一太阳齿轮，以这种方式来控制所述第一太阳齿轮的角位置和/或旋转，并且由此控制所述输出部的角位置和/或旋转；其中，每个行星齿轮具有第一齿接部和第二齿接部，其中，所述第一齿接部与所述第一太阳齿轮啮合，其中，所述第二齿接部与所述第二太阳齿轮啮合。

附图说明

根据本发明的调节组件的特征和优势将从以下根据附图通过非限制性示例所给出的描述中变得显而易见，在附图中：

-图1示出了车辆的立体图，具体来说，示出了小型拖拉机的立体图，其包括根据本发明的液压转向系统；

-图2示出了图1的拖拉机的驾驶室，其中作为本发明的目的的调节组件容纳在该驾驶室中；

-图3示出了作为本发明的目的的液压转向系统的一部分的俯视图；

-图4示出了图3的液压转向系统的一部分的示意图；

-图5示出了根据本发明的调节组件的立体图，在其上安装有液压转向单元；

-图6示出了根据本发明的调节组件的纵向截面图；

-图7示出了根据本发明的调节组件的零件分开的立体图；

-图8示出了根据本发明的整个液压转向系统的示意图。

具体实施方式

根据附图，附图标号1指的是作为整体的车辆的液压式转向系统900的调节组件。

根据优选实施例，包括所述液压式转向系统900的车辆是拖拉机。

根据优选实施例，包括所述液压式转向系统900的车辆是小型拖拉机。

根据优选实施例，液压式转向系统900包括转向柱910和液压转向单元920。

优选地，车辆包括可由车辆的驾驶员控制的方向盘，该方向盘操作性地连接到转向柱910。换句话说，车辆的驾驶员通过方向盘来执行使转向柱旋转的旋转。

根据优选实施例，液压转向单元920适于以纯液压的方式使车轮转向，换句话说，液压转向单元920是包括液压轨道泵的装置，该液压转向单元的旋转由驾驶员和其通过方向盘在转向柱组件910上的动作来控制，并且由调节组件1来控制，这将在下文更详细地描述。根据优选实施例，液压转向单元920通过特定连杆(例如，包括适当的液压活塞)连接到方向盘组件。

值得注意的是，本发明的目的不以任何方式限制于液压转向单元920的特征、转向连杆的特征或车轮组件的特征。

根据本发明，调节组件1插置在转向柱910与液压转向单元920之间。根据一些优选实施例，并且如附图中的一些所示，调节组件1直接安装在液压转向单元920上。

如已经提到的，本发明的主要目的是提供一种调节组件1，该调节组件适于调节转向柱组件的旋转角α与车轮处的有效转向角β之间的相互角位置。

实际上，调节组件1适于在一一对应(biunivocal)的位置中调节转向柱组件的旋转角α和车轮处的有效转向角β。以这种方式，优选地确保方向盘的起始角位置独立于液压转向单元的液压泄露。根据调节的优选实施例，转向柱组件的旋转角α和车轮处的有效转向角β之间的调节是例如通过执行增加动作或减小动作而一一对应的。

为了实现这个目的，作为本发明的目的的调节组件1包括彼此操作性地连接的两个主装置：调节装置10和外摆线(epicycloidal)装置20。

下文将更详细地描述所述调节装置10，该调节装置包括电动机100和电子化指挥单元150，该电子化指挥单元控制所述电动机100的致动。

根据优选实施例，外摆线装置20基本上是组合式外摆线装置；优选地，外摆线装置20是“桥”型的。

根据优选实施例，外摆线装置20的输入部操作性地连接到转向柱组件910，而输出部连接到液压转向单元920。

根据本发明，转向柱910将第一输入传送到外摆线装置20的输入部。

此外，根据本发明，调节装置10将第二输入传送到外摆线装置20的输入部。

实际上，外摆线装置20包括作为第一输入部I1的卫星式承载构件21，该卫星式承载构件可操作地连接到转向柱910。优选地，所述卫星式承载构件21也被称为行星式载体组。

此外，外摆线装置20包括至少一个行星齿轮22，其由卫星式承载构件21支撑并且旋转地引导。

优选地，每个行星齿轮22固定到卫星式承载构件21以便遵循由卫星式承载构件21的旋转所引起的轨道运动，卫星式承载构件的旋转是由转向柱910引起的。

优选地，每个行星齿轮通过旋转轴220连接到所述卫星式承载构件21，该行星齿轮以自由地旋转的方式安装在旋转轴上。

根据本发明，调节装置20包括第一太阳齿轮(solar gear，恒星式减速齿轮)23和第二太阳齿轮24。

所述第一太阳齿轮23作为输出部O，其能操作性地连接到液压转向单元920。所述第一太阳齿轮23操作性地连接到至少一个行星齿轮22。

所述第二太阳齿轮24作为第二输入部I2并且操作性地连接到调节装置10和第一太阳齿轮23，以便控制第一太阳齿轮23的角位置和/或旋转，并且由此控制输出部O的角位置和/或旋转。

换句话说，第一太阳齿轮23可由卫星式承载构件21通过至少一个行星齿轮22来旋转地控制，并且由此可由转向柱910来旋转地控制，并且因此可由车辆的驾驶员来旋转地控制。此外，第一太阳齿轮23可由第二太阳齿轮24来旋转地控制，并且因此可由调节装置10来旋转地控制。换句话说，第一太阳齿轮23可由转向柱910的动作和调节装置10的动作二者来旋转地控制；可获得的输出是两个输入的组合。如果两个输入中的一个为零，则输出因此是所提供的唯一的输入的直接结果。

详细地说，优选地，第二太阳齿轮24通过至少一个行星齿轮22操作性地连接到第一太阳齿轮23。

根据优选实施例，每个行星齿轮22包括第一齿接部221和第二齿接部222。优选地，第一齿接部221与第一太阳齿轮23啮合，而第二齿接部222与第二太阳齿轮24啮合。

根据优选实施例，每个行星齿轮22包括两个不同的环形部件：第一环形部件包括第一齿接部221而第二环形部件包括第二齿接部222。所述两个分离的部件以可靠的一体化方式互相接合，从而总是同时旋转。

根据另一个优选实施例，每个行星齿轮22由单个本体组成。

根据优选实施例，减速单元20具有沿着主轴线X-X的主延展部。

优选地，卫星式承载构件相对于所述主轴线X-X同心旋转。同时，行星齿轮具有相对于所述主轴线X-X同心的轨道运动。优选地，每个行星齿轮22布置在卫星式承载构件21上相对于所述轴线X-X的远端位置中。

优选地，旋转轴220的轴线平行于主轴线X-X。

如附图所示，根据优选实施例，转向柱910在主轴线X-X处操作性地连接到卫星式承载构件21。

根据优选实施例，第一太阳齿轮23布置成平行于主轴线X-X，优选与主轴线同心。

根据优选实施例，第二太阳齿轮24布置成平行于主轴线X-X，优选与主轴线同心。

优选地，第一太阳齿轮23和第二太阳齿轮24相对于主轴线X-X是相互平行且同心的。

根据优选实施例，外摆线装置20包括彼此成角度地等距的多个行星齿轮22，优选3个或4个。

根据优选实施例，调节装置10包括蜗杆元件160，该蜗杆元件由电动机100旋转地驱动并且操作性地连接到第二太阳齿轮23。优选地，蜗杆160通过适当的齿轮啮合到第二太阳齿轮23。

优选地，蜗杆元件160的旋转动作由电动机100控制，该电动机由电子化指挥单元150控制。换句话说，蜗杆160的旋转根据转向柱组件的旋转角α和车轮处的有效转向角β来控制。换句话说，电子化指挥单元150适于根据所检测到的内容来控制电动机100的致动，由此使得蜗杆160旋转，从而改变车轮处的有效转向角β。换句话说，从绝对意义上来说，车轮处的有效转向角β单一地对应于转向柱组件的旋转角α。

因此，凭借蜗杆160的旋转，转向单元920的任何液压泄露以及转向柱与车轮处的有效转向角之间的任何角度偏差都被修复。换句话说，蜗杆160可以用其旋转来使得引起第一太阳齿轮23的旋转。

根据优选实施例，调节装置10还适于放大转向比。具体来说，通过借助于将电子化指挥单元150作用在电动机100的转速上，由此可以通过改变方向盘的旋转与车轮组件的旋转之间的关系来使得转向或多或少是直接的。这种操作特征在小型拖拉机上尤其有利，这些小型拖拉机通常被要求在特别困难的条件下工作，其例如需要大的转向角和反应度(如在多排葡萄藤之间的机动设备中)。

根据优选实施例，调节组件1还包括制动器组6，该制动器组适于操作性地连接到转向柱910，例如操作性地连接到卫星式承载构件21，该制动器组适于针对由驾驶员引起的旋转执行机械终端止动动作。

换句话说，在优选实施例中，信号(优选地机械类型的信号)通过制动器组件6发送给终端止动部的驾驶员以建议他或她停止转动方向盘或锁定方向盘。根据优选实施例，制动器组件6适于例如通过直接在卫星式承载构件21上操作来锁定转向柱组件910的旋转。优选地，制动器组件6适于机械地制动或机械地锁定转向柱组件910的旋转和/或卫星式承载构件21的旋转。

此外，根据优选实施例，调节组件1包括外壳本体5，该外壳本体包括第一壳体51和第二壳体50，第一壳体容纳外摆线装置20，第二壳体容纳调节装置10。优选地，这两个壳体50、51相互连接以允许调节装置10与第二太阳齿轮24之间的操作性连接。换句话说，通道开口500位于两个壳体之间，蜗杆160适于穿过该通道开口操作性地接合第二太阳齿轮23。

优选地，制动器组件6也被容纳在外壳本体5内。

本发明的另一个目的是车辆的液压转向系统900，该液压转向系统包括：转向柱910，该转向柱可连接到可由车辆的驾驶员控制的方向盘990；液压转向单元920，该液压转向单元操作性地连接到车辆的转向轮950以使它们转向；以及如上文所述的调节组件1。

所述液压系统还包括检测装置，该检测装置包括适于检测转向柱910的旋转角α的第一传感器71以及适于检测车轮的有效转向角β的第二传感器72。

优选地，所述检测装置连接到电子化指挥单元150上，以便根据由第一传感器71和第二传感器72所检测到内容来控制电动机100的致动。

如所提到的，本发明的另一个目的是包括所描述的液压转向系统900的拖拉机或小型拖拉机。

本发明的另一个目的是一种拖拉机或小型拖拉机，该拖拉机或小型拖拉机包括驾驶室，驾驶员容纳在驾驶室中，其中，所述调节组件适于容纳在所述驾驶室中。

创新地，液压转向系统的调节组件可以实现本发明的目的，即，提供一种调节组件，该调节组件定位在转向柱与液压转向单元之间并且适于克服背景技术中的典型问题。

有利地，在实现目的时考虑使调节组件易于集成在已知类型的液压转向系统中的需求。有利地，调节组件是模块化的并且易于安装在已知类型的转向液压系统中。有利地，在将调节组件插入已知的液压式转向系统的操作中，不需要改变已知液压转向系统的液压部件，由此允许调节组件的快速且简单的安装操作。

此外，有利地，在发生故障的情况下，调节组件不影响驾驶员继续控制车辆的可能性。有利地，在电动机发生故障的情况下，转向柱、卫星式承载构件、行星齿轮、第一太阳齿轮、液压转向单元运动链不受影响而可继续旋转。

有利地，在本发明的优选实施例中，减速装置具有等于-1的传动比。有利地，甚至在电动机故障的情况下，传动比保持不变。有利地，在电故障的情况下，转向模式保持不变。因此，有利地，电动机仅在需要的情况下使用，由此限制了其由于高度使用而引起的故障。有利地，如上文所述，将调节组件插入已知的液压式转向系统的操作不需要更换车辆上已经存在的任何液压部件。

有利地，调节装置还适于介入以作为转向比放大器，以便确保到拖拉机的反应度和转向角更大。有利地，小型拖拉机可以从这些特征中获益，使其具有特别直接且反应性的转向，这非常适于例如在成排的葡萄藤之间移动。

有利地，通过调节组件，保证了连续控制转向柱的旋转角与车轮处的有效转向角的可能性。有利地，唯一的起始点被识别并且与液压类型的液压转向系统相关的所有偏差被校正。

有利地，包括该调节组件的拖拉机或小型拖拉机可以安装符合人体工程学类型的方向盘和/或成形有和/或安装有特定电子器件、视觉界面和/或控制面板的方向盘。

有利地，该调节组件是非常紧凑的。

有利地，由于调节装置在由卫星式承载构件支撑的减速装置的行星齿轮上操作的事实，该调节组件的径向尺寸不增加。

有利地，还可以在车辆上实施卫星式转向，其中，制动器组件抑制方向盘和转向柱的移动，而该转向由电动机控制。

有利地，该调节组件可容纳在拖拉机或小型拖拉机的驾驶室中。

显而易见的是，本领域技术人员可以对上述用于液压式转向系统的调节系统、拖拉机或小型拖拉机进行修改以满足或有的需要，所有修改都包含在如权利要求所限定的保护范围之内。

Claims

1.一种车辆的液压转向系统(900)的调节组件(1)，其中，所述调节组件(1)能定位在所述液压转向系统(900)的转向柱(910)与液压转向单元(920)之间，其中，所述调节组件(1)适于调节所述转向柱的旋转角(α)与车轮的有效转向角(β)之间的相互角位置，其中，所述调节组件(1)包括：

-调节装置(10)，所述调节装置包括电动机(100)和控制所述电动机(100)的致动的电子化指挥单元(150)；

-外摆线装置(20)，所述外摆线装置包括：

i)卫星式承载构件(21)，所述卫星式承载构件用作能操作性地连接到所述转向柱(910)的第一输入部(I1)；

ii)至少一个行星齿轮(22)，所述至少一个行星齿轮通过旋转轴(220)由所述卫星式承载构件(21)支撑并旋转地引导，所述至少一个行星齿轮自由旋转地安装在所述旋转轴上；

iii)第一太阳齿轮(23)，所述第一太阳齿轮用作能操作性地连接到所述液压转向单元(920)的输出部(O)，其中，所述第一太阳齿轮(23)操作性地连接到所述至少一个行星齿轮(22)；

iv)第二太阳齿轮(24)，所述第二太阳齿轮用作第二输入部(I2)，并且操作性地连接到所述调节装置(10)且通过所述至少一个行星齿轮(22)操作性地连接到所述第一太阳齿轮(23)，以这种方式来控制所述第一太阳齿轮(23)的角位置和/或旋转，并且由此控制所述输出部(O)的角位置和/或旋转；

其中，每个行星齿轮(22)具有第一齿接部(221)和第二齿接部(222)，其中，所述第一齿接部(221)与所述第一太阳齿轮(23)啮合，其中，所述第二齿接部(222)与所述第二太阳齿轮(24)啮合。

2.根据权利要求1所述的调节组件(1)，其中，所述外摆线装置(20)包括主轴线(X-X)，其中，所述卫星式承载构件相对于所述主轴线(X-X)同心地旋转。

3.根据权利要求2所述的调节组件(1)，其中，所述至少一个行星齿轮(22)在距离所述主轴线(X-X)的远端位置中容纳在所述卫星式承载构件上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的调节组件(1)，其中，所述外摆线装置(20)包括多个行星齿轮(22)，所述多个行星齿轮彼此成角度地等距。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的调节组件(1)，其中，所述外摆线装置(20)包括主轴线(X-X)，其中，所述第一太阳齿轮(23)和所述第二太阳齿轮(24)布置成相对于所述主轴线(X-X)平行且同心。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的调节组件(1)，其中，所述调节装置(10)包括蜗杆元件(160)，所述蜗杆元件由所述电动机(100)旋转地驱动，并且所述蜗杆元件操作性地连接到所述第二太阳齿轮(24)。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的调节组件(1)，所述调节组件还包括制动器组(6)，所述制动器组适于操作性地连接到所述转向柱(910)，所述制动器组适于针对由驾驶员引起的旋转执行机械终端止动动作或安全锁定动作。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的调节组件(1)，所述调节组件还包括外壳本体(5)，所述外壳本体包括容纳所述外摆线装置(20)的第一壳体(51)并包括容纳所述调节装置(10)的第二壳体(50)，其中，这两个壳体(50，51)相互连接以允许所述调节装置(10)与所述第二太阳齿轮(24)之间的操作性连接。

9.根据权利要求4所述的调节组件(1)，其中，所述外摆线装置包括3个或4个行星齿轮。

10.根据权利要求7所述的调节组件(1)，其中，所述制动器组适于操作性地连接到所述卫星式承载构件(21)。

11.一种车辆的液压转向系统(900)，包括：

-转向柱(910)，所述转向柱能连接到能由所述车辆的驾驶员控制的方向盘(990)；

-液压转向单元(920)，所述液压转向单元操作性地连接到所述车辆的转向轮(950)以控制所述转向轮转向；

-根据前述权利要求中任一项所述的调节组件(1)，所述调节组件定位在所述转向柱(910)与所述液压转向单元(920)之间，其中，所述调节组件(1)适于调节所述转向柱的旋转角(α)与所述转向轮的有效转向角(β)之间的相互角位置。

12.根据权利要求11所述的车辆的液压转向系统(900)，还包括：

-检测装置，包括：

i)第一传感器(71)，所述第一传感器适于检测所述转向柱(910)的所述旋转角(α)；

ii)第二传感器(72)，所述第二传感器适于检测所述转向轮的所述有效转向角(β)；

其中，所述检测装置连接到所述电子化指挥单元(150)，以这种方式使得所述电子化指挥单元根据由所述第一传感器和所述第二传感器所检测到的内容来控制所述电动机(100)的致动。

13.一种拖拉机，包括根据权利要求11或12所述的液压转向系统(900)。

14.一种拖拉机，包括驾驶室，驾驶员容纳在所述驾驶室中，其中，根据权利要求1至10中任一项所述的调节组件(1)适于容纳在所述驾驶室中。

15.根据权利要求13或14所述的拖拉机，其中，所述拖拉机为园艺拖拉机。