CN112141205A - 地面运输车辆的转向桥以及具有转向桥的地面运输车辆 - Google Patents

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Abstract

已知借助液压或电动的转向装置使四轮叉车的车桥的车轮转向。本发明的目的在于提出一种转向桥，该转向桥的突出之处在于稳固的构型。为此提出一种用于地面运输车辆的转向桥，该转向桥具有：车桥桥架；第一车轮支撑件和第二车轮支撑件，其中第一车轮支撑件和第二车轮支撑件以可枢转运动的方式布置在车桥桥架上；转向杆，其中为了传递转向运动，转向杆与两个车轮支撑件铰接地连接；用于产生转向运动的转向致动器，其中转向致动器具有致动器壳体，其中致动器壳体具有至少一个引导区段，该至少一个引导区段用于引导转向杆穿过致动器壳体，其中转向致动器具有至少一个滑动支承装置，该至少一个滑动支承装置用于在至少一个引导区段上径向地支承转向杆。

Description

地面运输车辆的转向桥以及具有转向桥的地面运输车辆
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的用于地面运输车辆的转向桥。本发明还涉及一种具有转向桥的地面运输车辆。
背景技术
已知的是，借助于液压或电动的转向装置使四轮叉车的车桥的车轮转向。在此，车轮藉由转向杆相互运动地联接，其中藉由转向装置(例如转向致动器)将转向运动传递到转向杆。转向杆为此通常至少部分地布置在转向致动器的壳体中并且在动力传动技术上与这个转向致动器相连接。
构成最接近的现有技术的文献DE 10 2009 002 934A1公开了一种用于具有车桥桥架的商用车辆的可转向的车桥，在该可转向的车桥的端部各自支承有藉由转向横拉杆而可转向的轴头，其中可以藉由至少一个驱动器使转向横拉杆运动，其中将具有至少一个传动装置的至少一个电动机设置为驱动器，从而使得电动机可以与转向横拉杆相偏置地布置或布置为与转向横拉杆呈预定的角度。
发明内容
本发明提出如下目的：实现一种开篇所述类型的转向桥，该转向桥的突出之处在于稳固的构型。此外，本发明的目的在于，提出一种具有该转向桥的地面运输车辆。
根据本发明，该目的通过一种具有权利要求1的特征的转向桥、并且通过一种具有权利要求10的特征的地面运输车辆来实现。有利的设计方案自从属权利要求、附图和/或说明书中得出。
本发明的一个主题是转向桥，该转向桥被设计并且/或者适合用于地面运输车辆。尤其，转向桥被设计为地面运输车辆的转向的前桥或后桥。任选地，转向桥可以被设计为从动桥，其中地面运输车辆的驱动机器(例如燃烧发动机和/或电动机)的驱动力矩能够被传递并且/或者被传递到转向桥的车辆车轮上。特别地，转向桥可以被设计为摆动桥。
转向桥包括限定主轴线的车桥桥架。尤其，主轴线由车桥桥架的纵向轴线限定。车桥桥架尤其构成转向桥的与地面运输车辆的车架相连接的刚性部分。为此，车桥桥架例如可以具有用于将车桥桥架紧固在车架上的中央紧固区段。紧固区段例如藉由螺钉连接而与车架可松脱地连接和/或可连接。
转向桥具有第一车轮支撑件和第二车轮支撑件，其中第一车轮支撑件和第二车轮支撑件以可枢转运动的方式被布置在车桥桥架上。尤其，这两个车轮支撑件分别用于接收车辆车轮。优选地，这两个车轮支撑件各自藉由转向节以可枢转的方式支承在桥主体上。特别优选地，这两个车轮支撑件相对于主轴线各自被布置在车桥桥架的轴向端部。
转向桥具有转向杆，其中为了传递转向运动，转向杆与两个车轮支撑件铰接地连接。尤其，这两个车轮支撑件各自藉由转向横拉杆臂接合在转向杆的相应端部上。原理上，为了传递转向运动，转向杆可以与地面运输车辆的方向盘机械联接。然而优选地，以电子或液压的方式将转向运动从方向盘传递到转向横拉杆上。由此在无需与方向盘机械连接的情况下就可以实现所谓的“线控(Steer-by-Wire)”转向。尤其，转向杆和车桥桥架彼此相对于主轴线共轴地和/或同心地布置。
转向桥具有转向致动器，该转向致动器被设计并且/或者适合用于产生转向运动。原理上，转向致动器可以被设计为可液压操作或优选地可电动操作的转向驱动器。转向致动器具有致动器壳体。尤其，转向杆至少部分地布置并且/或者可以布置在致动器壳体中，从而使得转向致动器与转向杆在动力传动技术上联接并且/或者可以联接。尤其，为了实现转向运动，转向杆在相对于主轴线的轴向方向上可以相对于致动器壳体运动，其中致动器壳体在车桥桥架上保持静止。
致动器壳体具有至少一个引导区段或恰好一个引导区段，该引导区段被设计并且/或者适合用于引导转向杆穿过致动器壳体。优选地，转向杆在相对于主轴线的轴向方向上藉由引导区段被引导到致动器壳体中。优选地，至少一个引导区段形成为长形的和/或圆柱形的开口，该开口在相对于主轴线的轴向方向上贯穿致动器壳体。原理上，转向杆可以藉由恰好一个引导区段被引导到致动器壳体中。然而优选地，致动器壳体具有恰好两个这种引导区段，其中转向杆在相对于主轴线的轴向方向上藉由这两个引导区段被引导到致动器壳体中或引导出致动器壳体。这两个引导区段优选彼此相对于主轴线共轴地布置。
在本发明的范围内提出，转向致动器具有至少一个滑动支承装置或恰好一个滑动支承装置，该滑动支承装置被设计并且/或者适合用于在至少一个引导区段或恰好一个引导区段上径向地支承转向杆。尤其，滑动支承装置具有的功能在于，将施加在转向杆上的横向力引导到致动器壳体中，并且同时通过滑动支承确保转向杆的轴向引导。优选地，滑动支承藉由固体摩擦(也被称为干摩擦)来实现。优选地，滑动支承装置为此由低摩擦的、尤其自润滑的材料制成。例如，滑动支承装置可以具有铅合金和/或锡合金和/或铜合金和/或黄铜合金和/或铝合金。替代性地，滑动支承装置可以由工业陶瓷制成或以工业陶瓷进行涂覆。任选地可以提出，滑动支承装置是至少部分或完全硬化的。特别地，转向致动器可以具有两个这种滑动支承装置，其中相应的滑动支承装置指配给相应的引导区段或被布置在该引导区段中。
本发明的优点尤其在于，通过滑动支承装置实现转向杆的横向力支撑，该横向力支撑一方面可以实现将作用到转向杆上的横向力导入致动器壳体中，并且另一方面减小或防止转向杆变形。因此提出一种转向桥，该转向桥的突出之处在于特别稳固的构型。通过使用滑动支承装置，还可以确保转向操作，尤其在横向力高的情况下确保转向操作，原因在于由于滑动支承，转向杆可以进一步在轴向方向上平稳地运动。因此可以改善转向致动器的操作安全性和使用寿命，原因在于可以明显降低用于实现转向运动要使用的力。
在本发明的一个优选的设计方案中，滑动支承装置被设计为滑动衬套。优选地，滑动衬套构成转向杆的轮廓配合件。滑动衬套尤其具有圆柱形的形状。特别优选地，滑动衬套被设计为缸体套。特别地，滑动衬套具有长形的、尤其管状的结构形式，其中滑动衬套的轴向结构长度优选大于滑动衬套的直径。滑动衬套相对于主轴线共轴地和/或同心地布置在引导区段中。优选地，滑动衬套以径向外侧面在径向方向上平坦地、尤其完全平坦地抵靠在引导区段的径向内侧面上。
因此本发明的考虑是提出一种滑动支承装置，该滑动支承装置的突出之处在于特别简单并且成本有效的构型。
在本发明的另一个优选的设计方案中提出，滑动支承装置藉由形状配合连接防松脱地布置在引导区段中。尤其，滑动支承装置在相对于主轴线的径向方向和/或轴向方向上以形状配合的方式支撑在引导区段上。替代性地或可选补充地，滑动支承装置藉由力配合连接防松脱地布置在引导区段中。优选地，滑动支承装置藉由压力配合被布置到引导区段中。优选地，滑动支承装置被压入引导区段中。
因此提出一种滑动支承装置，该滑动支承装置可以特别简单并且快速地装配到引导区段中。此外还确保滑动支承装置固定地保持在引导区段中。
在一个优选的具体化方式中提出，转向杆具有轴向结构长度，其中转向杆的轴向结构长度的至少或恰好10％由滑动支承装置支承。尤其，转向杆的大于10％、优选大于20％、特别地大于30％的轴向结构长度由滑动支承装置支承。替代性地或任选补充地，转向杆的小于40％、优选小于25％、特别地小于15％的轴向结构长度由滑动支承装置支承。特别优选地，滑动支承装置、尤其滑动衬套具有轴向结构长度，该轴向结构长度与转向杆的由滑动支承装置支承的轴向结构长度的百分比相对应。
因此本发明的考虑是提出一种转向桥，该转向桥的突出之处在于对转向杆的特别稳定的支承，其中通过对转向杆的长形支承，可以特别好地分配产生的负载。
在另一个优选的实现方式中提出，转向桥以小的径向游隙被接收在滑动支承装置中。尤其，转向杆在滑动支承装置中被布置成使得在未负载状态下转向杆与滑动支承装置略微间隔开，并且在负载状态下转向杆部分地被支撑在滑动支承装置上。特别优选地，在未负载状态中，在滑动支承装置与转向杆之间构成均匀延伸的间隙、尤其环形间隙。尤其，转向杆与滑动支承装置以小于1mm、优选小于0.5mm、特别地小于0.1mm的径向游隙布置。替代性地或任选补充地，转向杆与滑动支承装置以大于0.05mm、优选大于0.25mm、特别地大于0.75mm的径向游隙布置。
因此本发明的考虑是提出一种转向桥，该转向桥的突出之处尤其在于在负载较小的情况下对转向杆的特别平稳的引导，其中同时在负载较高的情况下仅允许转向杆非常小的变形。
在另一个优选的具体化方式中提出，致动器壳体具有第一壳体区段和第二壳体区段，其中转向杆藉由滑动支承装置被支撑在这两个壳体区段中的至少一个壳体区段或恰好一个壳体区段上。尤其第一壳体区段和第二壳体区段被设计为两个单独的壳体部分，这些壳体部分形状配合和/或力配合和/或摩擦配合和/或材料配合地相互连接。这两个壳体区段可以被设计为两个半壳，这些半壳相对于主轴线在径向方向或轴向方向上相互支撑。尤其，这两个壳体区段中的至少一个壳体区段具有引导区段。然而替代性地，这两个壳体区段也可以限定共用的引导区段。特别地，这两个壳体区段各自具有一个引导区段，其中一个或两个引导区段分别接收一个滑动支承装置。优选地，这两个壳体区段限定一个共用的、尤其圆柱形的壳体内部空间，其中转向杆在相对于主轴线的轴向方向上至少部分地被引导穿过这两个壳体区段、尤其穿过壳体内部空间。优选地，第一壳体区段和/或第二壳体区段彼此相对于主轴线共轴地布置。
在本发明的另一个优选的实施方式中提出，转向致动器具有电动机和传动装置。电动机可以相对于主轴线共轴地和/或同心地和/或径向地和/或轴线平行地相对于转向杆布置或定向。为了传递转向运动，电动机藉由传动装置在传动技术上与转向杆相连接。尤其，电动机藉由至少一个传动级或恰好一个传动级与转向杆在传动技术上相连接。优选地，至少传动装置被布置在致动器壳体中。尤其，传动装置被接收在第一壳体区段和/或第二壳体区段中。原理上，传动装置例如可以被设计为锥齿轮传动器或蜗杆传动器，从而使得电动机可以与转向杆成角度地和/或纵向于地面运输车辆的行驶方向布置。替代性地，传动装置例如可以被设计为正齿轮传动器。因此电动机可以与转向杆平行地和/或横向于地面运输车辆的行驶方向定向。
在另一个优选的设计方案中提出，转向杆被设计为螺纹主轴。尤其，转向杆具有滚珠丝杠或梯形螺纹或类似物作为螺纹区段。传动装置具有主轴螺母，该主轴螺母与设计为螺纹主轴的转向杆的螺纹区段处于接合。尤其，主轴螺母与转向杆共轴地和/或同心地布置。任选地，可以在转向杆与螺纹主轴之间布置多个滚动体、尤其滚珠。电动机与主轴螺母在传动技术上相连接，其中在藉由电动机传递转向运动时，主轴螺母绕主轴线旋转，从而实施转向杆的平移运动并且使两个车轮支撑件枢转。
在一个优选的具体化方式中提出，转向杆的第一转向杆区段藉由滑动支承装置在径向方向上被支承在两个壳体区段中的一个壳体区段上。尤其，该壳体区段具有引导区段，其中第一转向杆区段是转向杆的被引导穿过引导区段的区段。第二转向杆区段藉由主轴螺母在径向方向上被支承在另外的壳体区段上。替代性地或任选补充地，第二转向杆区段藉由另外的滑动支承装置在径向方向上被支承在另外的壳体区段(尤其其他引导区段)上。尤其，第二转向杆区段是转向杆的被引导穿过主轴螺母和/或其他引导区段的区段。
因此本发明的考虑是提出一种转向桥，该转向桥的突出之处在于将转向杆以多重方式支撑在致动器壳体上。
本发明的另一个主题涉及一种具有如上文已描述的转向桥的地面运输车辆。地面运输车辆被设计为四轮叉车。尤其，藉由转向桥实现机电式转向。在转向桥的所提出的电操作的转向中，可以优选地藉由电动机来实现转向运动。
附图说明
本发明的其他特征、优点和作用自以下对本发明的优选实施例的说明中得出。在附图中：
图1示出了作为本发明实施例的转向桥的三维图示；
图2示出了来自图1的转向桥的截面图。
具体实施方式
图1以三维图示示出了作为本发明实施例的用于地面运输车辆的转向桥1。地面运输车辆例如被设计为四轮叉车，其中转向桥1构成四轮叉车的转向后桥。
转向桥1具有桥支撑件2，该桥支撑件构成转向桥1的刚性部分并且可以与地面运输车辆的车架固定地连接。桥支撑件2为此具有紧固区段3，其中紧固区段3例如可以藉由螺钉连接与地面运输车辆的车架相连接。在车桥桥架2的两个端部上各自布置有一个车轮支撑件4a、b，车轮支撑件各自藉由转向节5a、b以可枢转运动的方式固定在车桥桥架2上。这两个车轮支撑件4a、b分别用于接收地面运输车辆的(未展示的)车辆车轮。
为了传递转向运动B，转向桥1具有转向杆6，其中转向杆6将这两个车轮支撑件4a、b相互铰接相连。为此，这两个车轮支撑件4a、b各自藉由转向横拉杆臂7a、b与转向杆6的相应轴向端部铰接地连接。为了传递转向运动B，转向杆6在这两个车轮支撑件4a、b之间是可平移运动的，其中平移的转向运动B藉由转向横拉杆臂7a、b以及各自所属的转向节5a、b被转换成这两个车轮支撑件4a、b绕相应转向节5a、b的转动的转向运动。
为了产生转向运动B，转向桥1具有转向致动器8，其中转向致动器8在动力传动技术上与转向杆6联接。转向致动器8包括电动机9和传动装置10，其中电动机9藉由传动装置10与转向杆6在传动技术上联接。因此通过转向致动器8实现转向桥1的机电式转向。
转向致动器8具有致动器壳体11，该致动器壳体用于接收电动机9和传动装置10。致动器壳体11被布置在这两个车轮支撑件4a、b之间的中间。传动装置10被布置在致动器壳体11内，其中电动机9装配在致动器壳体11的外部，并且为了与传动装置10联接而至少部分地(例如藉由马达轴)伸入致动器壳体11中。转向杆6被引导穿过致动器壳体11，其中转向杆6在端侧分别从致动器壳体11伸出并且与车轮支撑件4a、b相连接。为了保护转向杆，在致动器壳体11各侧各自布置有波纹管12a、b，这些波纹管在一侧与致动器壳体11相连接并且在另一侧与转向杆6的端部相连接。致动器壳体11被布置在桥支撑件2中并且例如可以可松脱地(例如藉由螺钉连接)与桥支撑件2相连接。
图2示出了转向桥1沿主轴线H的纵截面。例如，主轴线H由桥支撑件2的纵向轴线限定。致动器壳体11被设计为两件式并且具有第一壳体区段11a和第二壳体区段11b。在大致形状上观察，这两个壳体区段11a、b被设计为至少接近空心圆柱形并且共同构成壳体内部空间13。这两个壳体区段11a、b在相对于主轴线H的轴向方向上彼此抵靠并且/或者在主轴线H的径向平面中相互接触。这两个壳体区段11a、b例如可以在相对于主轴线H的轴向方向上相互螺钉连接。
第一壳体区段11a具有引导区段14，并且第二壳体区段11b具有另外的引导区段15，其中转向杆6在相对于主轴线H的轴向方向上藉由这两个引导区段14、15引导穿过致动器壳体11。这两个引导区段14、15彼此相对于主轴线H共轴地布置，其中这两个引导区段14、15例如各自形成为相对于主轴线H轴向定向的通孔。
为了将转向运动B传递到转向杆6上，传动装置10具有主轴螺母16，其中转向杆6被设计为螺纹主轴。主轴螺母16与转向杆6共轴地和/或同心地布置，其中主轴螺母16与转向杆6处于相互接合。例如，设计为螺纹主轴的转向杆6具有滚珠丝杠，其中多个滚珠被布置在主轴螺母16与转向杆6之间。电动机9可以藉由至少一个传动级或恰好一个传动级与主轴螺母16联接。为了实现转向运动B，电动机9使主轴螺母16绕主轴线H旋转，其中转向杆4尤其在相对于主轴线H的轴向方向上执行平移的转向运动B，并且两个车轮支撑件4a、b绕各自所属的转向节5a、b枢转。
在实现转向运动B时产生横向力，这些横向力作用到转向杆6上并且导致转向杆6变形(尤其弯曲)。为了减小这个变形，转向致动器8具有滑动支承装置17，该滑动支承装置用于在引导区段14中径向地支承转向杆6。滑动支承装置17被设计为圆柱形的滑动衬套，其中滑动支承装置17在相对于主轴线H的径向方向上以形状配合的方式被接收在引导区段14中。为此，滑动支承装置17藉由外侧面平坦地、尤其完全平坦地抵靠在引导区段14的内周上。例如，滑动支承装置17被压入引导区段14中，从而使得滑动支承装置17被固定以防止松脱。滑动支承装置17具有长形的形状，其中滑动支承装置17的轴向结构长度L1至少是其直径D的两倍大。尤其，滑动支承装置17具有轴向长度L1，该轴向长度例如与转向杆6的25％的轴向结构长度L2相对应。
转向杆6藉由第一转向杆区段6a轴向引导穿过滑动支承装置17，其中第一转向杆区段6a以小的游隙(例如小于0.3mm)与滑动支承装置17间隔开。转向杆6藉由第二转向杆区段6b被引导穿过主轴螺母16和另外的引导区段15。在转向杆6受到负载(尤其由于横向力)时，转向杆6至少藉由第一转向杆区段6a在径向方向上支撑在滑动支承装置17上。通过在滑动支承装置17与转向杆6之间实现的滑动支承(例如藉由干润滑)可以进一步实现转向杆6在相对于主轴线H的轴向方向上的平稳的转向运动B。由于第一转向杆区段6a与滑动支承装置14之间较小的游隙，因此可以明显减小转向杆6的变形(尤其弯曲)，从而提高转向杆6以及因此转向桥1的使用寿命。此外，可以明显减小作用到转向致动器8上的负载，从而改善转向致动器8的操作安全性。
附图标记清单
1 转向桥
2 车桥桥架
3 紧固区段
4a，b 车轮支撑件
5a，b 转向节
6 转向杆
7a，b 转向横拉杆臂
8 转向致动器
9 电动机
10 传动装置
11 致动器壳体
12a，b 波纹管
13 壳体内部空间
14 引导区段
15 另外的引导区段
16 主轴螺母
17 滑动支承装置
B 转向运动
H 主轴线
D 直径
L1 轴向结构长度(滑动支承装置)
L2 轴向结构长度(转向杆)

Claims (10)

1.一种用于地面运输车辆的转向桥(1)，所述转向桥具有：
车桥桥架(2)，
其中所述车桥桥架(2)限定主轴线(H)；
第一车轮支撑件(4a)和第二车轮支撑件(4b)，
其中所述第一车轮支撑件(4a)和所述第二车轮支撑件(4b)以可枢转运动的方式被布置在所述车桥桥架(2)上；
转向杆(6)，
其中为了传递转向运动(B)，所述转向杆(6)与所述车轮支撑件(4a，4b)铰接地连接；
用于产生所述转向运动(B)的转向致动器(8)，
其中所述转向致动器(8)具有致动器壳体(11)，其中所述致动器壳体(11)具有至少一个引导区段(14)，所述至少一个引导区段用于引导所述转向杆(6)穿过所述致动器壳体(11)，
其特征在于，
所述转向致动器(8)具有至少一个滑动支承装置(17)，所述至少一个滑动支承装置用于在所述至少一个引导区段(14)上径向地支承所述转向杆(6)。
2.根据权利要求1所述的转向桥(1)，其特征在于，所述滑动支承装置(17)被设计为滑动衬套，其中所述滑动衬套相对于所述主轴线(H)共轴地布置在所述引导区段(14)中。
3.根据权利要求1或2所述的转向桥(1)，其特征在于，所述滑动支承装置(17)藉由形状配合连接和/或力配合连接防松脱地布置在所述引导区段(14)中。
4.根据权利要求1或2所述的转向桥(1)，其特征在于，所述转向杆(6)具有轴向结构长度(L2)，其中所述转向杆(6)的轴向结构长度(L2)的至少10％由所述滑动支承装置(17)支承。
5.根据权利要求1或2所述的转向桥(1)，其特征在于，所述转向杆(6)以小的径向游隙被接收在所述滑动支承装置(17)中。
6.根据权利要求1或2所述的转向桥(1)，其特征在于，所述致动器壳体(11)具有第一壳体区段(11a)和第二壳体区段(11b)，其中所述转向杆(6)藉由所述滑动支承装置(17)被支撑在所述壳体区段(11a，b)中的至少一个壳体区段上。
7.根据权利要求1或2所述的转向桥(1)，其特征在于，所述转向致动器(8)具有电动机(9)和传动装置(10)，其中至少所述传动装置(10)被布置在所述致动器壳体(11)中，并且其中为了传递所述转向运动(B)，所述电动机(9)藉由所述传动装置(10)在传动技术上与所述转向杆(6)相连接。
8.根据权利要求7所述的转向桥(1)，其特征在于，所述转向杆(6)被设计为螺纹主轴，其中所述传动装置(10)具有主轴螺母(16)，所述主轴螺母与设计为螺纹主轴的转向杆(6)相接合。
9.根据权利要求8所述的转向桥(1)，其特征在于，所述转向杆(6)的第一转向杆区段(6a)藉由所述滑动支承装置(17)在径向方向上支承在所述两个壳体区段(11a，b)中的一个壳体区段上，并且第二转向杆区段(6b)藉由所述主轴螺母(16)并且/或者藉由另外的滑动支承装置在径向方向上支承在另外的壳体区段(11a，b)上。
10.一种地面运输车辆，所述地面运输车辆具有根据前述权利要求之一所述的转向桥(1)，其特征在于，所述地面运输车辆被设计为四轮叉车。
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