CN1849237A - 用于转向轮的转向装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆(2)的转向轮(1)的转向设备，包括为支撑所述车轮(1)而布置的支撑装置(4)、为绕相应纵向轴线装置(Z)转动所述支撑装置(4)而布置的驱动装置(27)、及为连接所述驱动装置(27)与所述支撑装置(4)而布置的连接装置，所述连接装置包括传动齿轮装置(26)；一种车辆，包括被转向轮装置(1)和为控制所述被转向轮装置(1)而布置的转向装置(3)，所述转向装置(3)包括为支撑所述被转向轮装置(1)而布置的支撑装置(4)、为绕相应纵向轴线装置(Z)转动所述支撑装置(4)而布置的驱动装置(27)、及为连接所述驱动装置(27)与所述支撑装置(4)而布置的连接装置，所述连接装置包括传动齿轮装置(26)。

Description

用于转向轮的转向装置
技术领域
本发明涉及一种用于车辆，特别是用于内部运输的车辆，如铲车，的转向设备。
背景技术
在EP 0741069中，公开了设有四轮的铲车，该铲车包括一对前驱动轮和一对后转向轮，这样的后转向轮每个由相应支撑元件支撑。
这样的铲车还包括与所述后转向轮相联的转向设备，该转向设备包括设有端部杆的机构，例如铰接杆系，端部杆的每一根适于强迫所述支撑元件之一绕大体垂直的轴线进行预定摆幅的摆动。
例如由液压缸驱动的杆系控制后转向轮的支撑元件的转动，能够使这些后转向轮绕一个或另一个方向转动。
已知设备的缺点在于，所述机构能到达死点形态，在该死点形态中由液压缸施加在杆上的进一步应力也不能产生车轮的支撑元件在希望方向上的相应转动，这也能导致阻塞机构本身。
因此，机构可能损坏本身，并且能进一步损坏形成机构本身的杆在异常转动后碰撞的车辆零件。
为了防止上述缺点，如此驱动机构，从而在操作中它不到达所述死点。
然而，这意味着不可能得到非常小的转弯半径。
换句话说，对于已知系统，可能发生的是实际转弯中心不与在前轮的轴线与车辆纵向对称平面之间的交点相对应，而是所述实际转弯中心实际包含在由前轮的轴线确定的并且不包括后轮的半平面中。
发明内容
本发明的一个目的在于，改进用于车辆，特别是用于铲车，的转向设备。
另外一个目的在于得到一种能够使转向轮的转动具有任何摆幅的转向设备。
另外一个目的在于得到一种转向设备，该转向设备不会由于它设有的杠杆的异常定位而阻塞。
在本发明的第一方面，一种转向设备供车辆的转向轮之用，该转向设备包括为支撑所述车轮而布置的支撑装置、为驱动所述支撑装置绕相应纵向轴线装置转动而布置的驱动装置、及为连接所述驱动装置与所述支撑装置而布置的连接装置，其特征在于，所述连接装置包括传动齿轮装置。
由于本发明，能得到一种转向设备，该转向设备能够使车轮进行任何摆幅的转动，而不涉及设备本身的阻塞、或甚至破坏。
在一种形式中，传动齿轮装置包括齿圈装置，该齿圈装置与驱动装置相连接，并且与和车轮的支撑装置相联的小齿轮装置合作。
具体地说，通过适当地设计齿圈装置和小齿轮装置的尺寸，齿圈装置的有限摆幅的转动意味着小齿轮装置的并因此连接到其上的车轮的显著摆幅的转动。
在这种情况下，当齿圈装置由杠杆机构致动时，这些杠杆机构能被驱动，从而通过把它们保持在安全条件下而操作，即不到达操作的死点。
在本发明的第二方面，提供一种车辆，该车辆包括被转向轮装置和为控制所述被转向轮装置而布置的转向装置，所述转向装置包括为支撑所述被转向轮装置而布置的支撑装置、为驱动所述支撑装置绕相应纵向轴线装置转动而布置的驱动装置、及为连接所述驱动装置与所述支撑装置而布置的连接装置，其特征在于，所述连接装置包括传动齿轮装置。
由于本发明的这个方面，能得到一种设有有限转弯半径的车辆。
在一种形式中，被转向轮装置包括一对其每一个由相应驱动装置驱动的被转向轮。
因而，能得到一种设有独立被转向轮的车辆。
附图说明
参照包括的附图将更好地理解和实施本发明，这些附图表明其示范和非限制性实施例，其中：
图1是根据本发明的转向设备与其相联的车辆的被转向轮的正视图；
图2是根据本发明的转向设备与其相联的车轮的示意侧视图；
图3是图1的转向设备的示意平面图；
图4是与图3类似的视图，其中被转向轮布置在其中车辆表示最小转弯半径的构造中；
图5A至5E是一种四轮车辆的示意平面图，根据本发明的转向设备与该车辆的后轮相联，使被转向轮处于在其中不操纵车轮的位置与最小转弯半径的位置之间逐渐变化的位置中；
图6是与车辆的一对被转向轮相联的转向设备的一种形式的平面图；
图7是与车辆的一对被转向轮相联的转向设备的另一种形式的平面图；
图8是与车辆的一对被转向轮相联的转向设备的另外一种形式的平面图。
具体实施方式
参照图1、2、3及4，铲车2表示成设有被转向轮1，根据本发明的一种转向设备3与该被转向轮1相联。
每个车轮1与具有大体垂直纵向轴线Z的柱4相连接。
每个柱4能被驱动以绕轴线Z在两个方向上转动，以便能够转向与其相连接的车轮1。
柱4由安装在支撑件5内的角面接触轴承6支撑，该支撑件5在与铲车2的框架8刚性连接的套筒7内在轴线Z的方向上能移动。
柱4、支撑件5及套筒7作为整体限定适于接收加压油的双作用液压缸。如在EP 0741069中公开的那样，与一个被转向轮相联的缸经未表示的导管同与另一被转向轮相联的缸液压地连接。
结果，离开一个液压缸的加压油被强迫进入另一个液压缸。
这能够防止由车轮1正在其上运动的可能地形不平度引起的铲车2的不稳定性问题。
具体地说，支撑件5的每一个在相应套筒7内的运动使框架8在凹地存在的情况下也能够粗略地保持在离地面相同的高度处。
在柱4的端部29处，连接可以是用于单车轮或用于双车轮的类型的轮毂9，其中如在图1中表示的那样，两个车轮安装在同一轮毂上。
转向设备3包括与每个柱4相联并且构造成驱动所述车轮的转弯的传动齿轮装置26。
这样的传动齿轮装置26包括小齿轮10，小齿轮10借助于已知类型的联接，例如通过键，安装在与端部29相对的柱4的另一端部30上。传动齿轮装置26还包括与小齿轮10相啮合的扇形齿轮15。扇形齿轮15能被驱动以绕与框架8相连接的枢轴12转动，这样的枢轴12具有大体与轴线Z相平行的纵向轴线。
铲车2还设有驱动装置27，该驱动装置27包括一对马达13，例如设有适当减速器的电动机，其每一个为驱动扇形齿轮15而布置。
可选择地，液压马达可以代替电动机13而提供。
铲车2还设有控制该对马达13的操作的控制单元，从而协调车轮1的转动。
可选择地，传动齿轮装置26可以包括已知类型的齿轮，如正齿轮、螺旋齿轮、直齿伞齿轮、螺旋伞齿轮、约束齿(curbed-tooth)齿轮、准双曲面齿轮。
具体地说，依据情况，所述齿轮的车轮的轴线可以平行、相会、或不相交。
在未表示的一种形式中，传动齿轮装置26包括与齿轮元件合作的蜗杆。
具体地说，蜗杆可以由驱动装置27驱动，并且可以同与柱4相联的齿轮元件啮合。
在未表示的一种形式中，转向设备3可以与三轮车辆的被转向轮相联，例如与后轮相联。
在图4和5E中，表示铲车的最大转向的构造，即最小转弯半径的构造。
铲车2设有安装在铲车2的横向前轴线A上的两个前驱动轮14′和14″、及两个后被转向轮1′和1″。
当铲车2的转动中心位于铲车2本身的纵向中间平面B上、在铲车的中间平面B与前横向轴线A之间的交点处时，得到铲车2的最大转向。
图5A至5E表示通过从其中被转向轮1′和1″平行于中间平面B定位的直线运动形态开始，能由后被转向轮1′和1″占据以便满足最大转向形态的位置。
为了从在图3和5A中表示的直线运动形态转到在图4和5E中表示的最大转向形态，扇形齿轮15在由箭头R指示的方向上转动，并因此被转向轮1′和1″在箭头S的方向上转动。
在图6中，表示转向设备3的一种形式，其中小齿轮10与扇形齿轮15相啮合，扇形齿轮15由连杆装置驱动以绕枢轴12转动。
这样的连杆装置包括连接杆16，连接杆16具有借助于另一个枢轴17与扇形齿轮15枢转连接的一端、和与所述一端相对的与锚定到框架8上的缸18，例如液压缸，的柱装置19枢转连接的另一端。枢轴12借助于固定到套筒7上的板20相对于框架8保持在固定位置中。
被转向轮1′和1″设有以独立方式操作的相应转向设备3′和3″，每个由相应缸18控制。
图7和8表示同时控制两个被转向轮1′和1″的转向设备3的其它形式。
转向设备3事实上设有连接扇形齿轮15′和15″的连杆装置，扇形齿轮15′和15″与每一个安装在相应柱4′和4″上的相应小齿轮10′和10″啮合。
在图7的形式中，每个扇形齿轮15′和15″与相应连接杆16′和16″枢转地连接。
连接杆16′与双作用缸21的连接杆装置19的一端枢转地连接，而连接杆16″与同所述一端相对的连接杆装置19的另一端枢转地连接，这样一端和另一端在双作用缸21的相对侧处延伸。
缸21锚定到框架8上在相对于铲车2的中央平面B的对称位置中。
如在EP 0741069中表示的那样，双作用缸21能相对于框架8摆动，从而沿轴线Z的方向跟随柱4′和4″的移动。
参照图8，连杆装置接收来自执行器28的运动，并且把它传递到扇形齿轮15′和15″，以便转向车轮1′和1″。
连杆装置包括具有交叉臂的杆系22，其中连接杆16′和16″本身交叉，并且围绕与轴线Z平行的轴线与相应铰链22′和22″铰接，相应铰链22′和22″在绕与框架8固定的支轴25转动的三角形连接板23中得到。
执行器28作用在与三角形连接板23刚性联接的臂24上。
在驱动装置27与扇形齿轮15′和15″之间的连接能通过使用在EP0741069中公开的连杆装置的建造形式的任一种实现。

Claims (33)

1.一种用于车辆(2)的转向轮(1)的转向设备，包括为支撑所述车轮(1)而布置的支撑装置(4)、为绕相应纵向轴线装置(Z)转动所述支撑装置(4)而布置的驱动装置(27)、及为连接所述驱动装置(27)与所述支撑装置(4)而布置的连接装置，其特征在于，所述连接装置包括传动齿轮装置(26)。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述传动齿轮装置(26)包括与所述支撑装置(4)相联的齿轮装置(10)、和与所述驱动装置(27)连接并且与所述齿轮装置(10)相啮合的另外齿轮装置(15)。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述另外齿轮装置(15)呈现比所述齿轮装置(10)的节径大的节径。
4.根据权利要求2或3所述的设备，其中，所述齿轮装置(10)和所述另外齿轮装置(15)呈现相互平行的相应转动轴线。
5.根据权利要求2或3所述的设备，其中，所述齿轮装置(10)和所述另外齿轮装置(15)呈现相互会合的相应转动轴线。
6.根据权利要求2或3所述的设备，其中，所述齿轮装置(10)和所述另外齿轮装置(15)呈现相互不相交的相应转动轴线。
7.根据权利要求2至6的任一项所述的设备，其中，所述另外齿轮装置包括扇形齿轮(15)。
8.根据权利要求2所述的设备，其中，所述传动齿轮装置(26)包括与所述支撑装置(4)相联的齿轮装置(10)、和与所述驱动装置(27)连接并且与所述齿轮装置(10)相啮合的蜗轮装置。
9.根据以前权利要求的任一项所述的设备，其中，所述驱动装置(27)包括电动机装置(13)。
10.根据权利要求1至8的任一项所述的设备，其中，所述驱动装置(27)包括液压马达装置。
11.根据权利要求1至8的任一项所述的设备，其中，所述驱动装置包括执行器装置(18；21；28)。
12.根据权利要求11所述的设备，当从属于权利要求2至7的任一项时，其中，所述连接装置还包括为连接所述执行器装置(18；21；28)与所述另外齿轮装置(15)而布置的连杆装置。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述连杆装置包括在偏心位置中与所述另外齿轮装置(15)枢转地连接的杠杆装置(16)。
14.车辆，包括被转向轮装置(1)和为控制所述被转向轮装置(1)而布置的转向装置(3)，所述转向装置(3)包括为支撑所述被转向轮装置(1)而布置的支撑装置(4)、为绕相应纵向轴线装置(Z)转动所述支撑装置(4)而布置的驱动装置(27)、及为连接所述驱动装置(27)与所述支撑装置(4)而布置的连接装置，其特征在于，所述连接装置包括传动齿轮装置(26)。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述传动齿轮装置(26)包括与所述支撑装置(4)相联的齿轮装置(10)、和与所述驱动装置(27)连接并且与所述齿轮装置(10)相啮合的另外齿轮装置(15)。
16.根据权利要求15所述的车辆，其中，所述另外齿轮装置(15)呈现比所述齿轮装置(10)的节径更大的节径。
17.根据权利要求15或16所述的车辆，其中，所述齿轮装置(10)和所述另外齿轮装置(15)呈现相互平行的相应转动轴线。
18.根据权利要求15或16所述的车辆，其中，所述齿轮装置(10)和所述另外齿轮装置(15)呈现相互会合的相应转动轴线。
19.根据权利要求15或16所述的车辆，其中，所述齿轮装置(10)和所述另外齿轮装置(15)呈现不相交的相应转动轴线。
20.根据权利要求15至19的任一项所述的车辆，其中，所述另外齿轮装置包括扇形齿轮(15)。
21.根据权利要求15所述的车辆，其中，所述传动齿轮装置(26)包括与所述支撑装置(4)相联的齿轮装置(10)、和与所述驱动装置(27)连接并且与所述齿轮装置(10)相啮合的蜗轮装置。
22.根据以前权利要求14至21的任一项所述的车辆，其中，所述被转向轮(1)包括第一被转向轮(1′)和第二被转向轮(1″)。
23.根据以前权利要求14至22的任一项所述的车辆，其中，所述驱动装置(27)包括马达装置(13)。
24.根据权利要求23所述的车辆，其中，所述马达装置包括电动机装置(13)。
25.根据权利要求23所述的车辆，其中，所述马达装置包括液压马达装置。
26.根据权利要求23至25的任一项所述的车辆，当权利要求23从属于权利要求22时，其中，所述马达装置(13)包括与所述第一转弯轮(1′)相联的第一马达(13)和与所述第二转弯轮(1″)相联的第二马达(13)。
27.根据权利要求26所述的车辆，并且还包括为起动所述第一马达(13)和所述第二马达(13)而布置的电子命令和控制装置，以便协调所述第一被转向轮(1′)和所述第二被转向轮(1″)的相对运动。
28.根据权利要求14至22的任一项所述的车辆，其中，所述驱动装置包括执行器装置(18；21；28)。
29.当权利要求28从属于权利要求15至21的任一项时根据权利要求28所述的车辆，或当权利要求22从属于权利要求15至21的任一项时根据权利要求22所述的车辆，其中，所述连接装置还包括为连接所述执行器装置(18；21；28)与所述另外齿轮装置(15)而布置的连杆装置。
30.根据权利要求29所述的车辆，其中，所述连杆装置包括在偏心位置中与所述另外齿轮装置(15)枢转地连接的杠杆装置(16)。
31.根据权利要求28至30的任一项所述的车辆，当权利要求28从属于权利要求22时，其中，所述执行器装置包括与所述第一被转向轮(1′)相联的第一执行器(18)和与所述第二被转向轮(1″)相联的第二执行器(18)。
32.根据权利要求31所述的车辆，并且还包括为起动所述第一执行器(18)和所述第二执行器(18)而布置的电子命令和控制装置，以便协调所述第一被转向轮(1′)和所述第二被转向轮(1″)的相对转动。
33.根据权利要求28至30的任一项所述的车辆，当权利要求28从属于权利要求22时，其中，所述执行器装置包括适于经所述连杆装置同时控制所述第一被转向轮(1′)和所述第二被转向轮(1″)的执行器(21；28)。
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