DE102004053725A1

DE102004053725A1 - Vehicle e.g. construction vehicle, has axle realizing requested steering angle by Ackermann steering, whose steering kinematics is modified in area between steering links and wheel hubs based on required angle

Info

Publication number: DE102004053725A1
Application number: DE200410053725
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. Mair; Stefan Dipl.-Ing. Wallner; Friedrich Dipl.-Ing. Saibold
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-11-06
Filing date: 2004-11-06
Publication date: 2006-05-11

Abstract

The vehicle has a steerable axle (1) for realizing a required steering angle by an Ackermann steering (4) formed with a main steering cylinder. A steering kinematics of the Ackermann steering is modified in the area between steering links (8A, 8B) and wheel hubs of wheels based on the required angle. The steering links are attached to the wheels of the axle and the steering links are connected to wheel mounts by steering link joints.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit wenigstens einer lenkbar ausgeführten Fahrzeugachse, bei der ein angeforderter Lenkwinkel über eine mit einem Hauptlenkzylinder ausgeführte Achsschenkellenkung umsetzbar ist.The The invention relates to a vehicle with at least one steerable executed vehicle axle at the one requested steering angle over one with a main steering cylinder executed Axle steering is implemented.

Bei aus der Praxis bekannten Fahrzeugen sind zum Manövrieren des Fahrzeuges lenkbare Fahrzeugachsen vorgesehen, deren Aufbau unter anderem von der Antriebsart des Fahrzeuges und von der Art der Radaufhängung abhängig ist. Fahrerseitige Lenkanforderungen bzw. Lenkbewegungen des Fahrers werden grundsätzlich über ein Lenkrad, eine Lenksäule, ein Lenkgetriebe und eine aus mehreren über Gelenke miteinander verbundenen Bauteilen bestehende Verschwenkkinematik bzw. Lenkkinematik auf die Räder der lenkbaren Fahrzeugachse übertragen, so dass die Räder aus einer zu einer Geradeausfahrt äquivalenten Position heraus verschwenkbar sind.at known from practice vehicles are for maneuvering the vehicle steerable vehicle axles provided, among other things, the structure of the drive of the vehicle and the type of suspension dependent is. Driver-side steering requirements or steering movements of the driver are basically about Steering wheel, a steering column, a steering gear and one of several interconnected via joints Components existing pivoting kinematics or steering kinematics the wheels transmitted to the steerable vehicle axle, so the wheels out of an equivalent to a straight-ahead position out are pivotable.

Grundsätzlich wird dabei zwischen zwei Prinzipien unterschieden, nämlich einer so genannten Drehschemellenkung und einer so genannten Achsschenkellenkung. So werden die Räder einer lenkbaren Fahrzeugachse, deren Räder in Abhängigkeit eines angeforderten Lenkwinkels nach dem Prinzip der Drehschemellenkung verstellt werden, zusammen mit einer zwischen den Rädern in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Achse um einen gemeinsamen Drehpunkt bzw. um eine gemeinsame Lenkdrehachse verschwenkt, wobei durch die Verschwenkung der Achse und der Räder eine Standfläche des Fahrzeugs verkleinert wird, womit eine Kippneigung des Fahrzeugs ansteigt. Die Drehschemellenkung wird vorzugsweise bei zweiachsigen Anhängern verwendet, da mit einer Drehschemellenkung ausgeführte Fahrzeuge durch eine gute Rangierfähigkeit gekennzeichnet sind.Basically distinguished between two principles, namely a so-called fifth wheel steering and a so-called axle steering. So the wheels become a steerable Vehicle axle, its wheels dependent on a requested steering angle according to the principle of the fifth wheel steering be adjusted, along with one between the wheels in Vehicle transverse direction extending axis about a common pivot point or pivoted about a common steering axis of rotation, wherein through the Pivoting the axle and the wheels a footprint of the vehicle is reduced, so that a tilt tendency of the vehicle increases. The fifth wheel steering is preferably used on biaxial trailers, because running with a turntable steering vehicles by a good Maneuverability marked are.

Erfolgt eine Umsetzung der angeforderten Lenkbewegungen der Räder nach dem Achsschenkellenkungsprinzip, wird jedes Rad einer lenkbaren Fahrzeugachse um eine eigene Lenkdrehachse verschwenkt, die an den den Rädem zugewandten Enden einer zwischen den Rädern in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Achse angeordnet sind, wobei die Achse in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie immobil ausgeführt ist. Die Lenkdrehachsen werden durch die Verbindungen der Lenkpunkte der Radaufhängung oder durch die Längsachsen der Achsschenkelbolzen gebildet. Achsschenkellenkungen finden vorzugsweise bei zweispurigen Kraftfahrzeugen Verwendung, da beim Einschlagen der Räder um die jeweils zugeordnete Lenkdrehachse die Standfläche des Fahrzeugs annähernd gleich groß bleibt, wodurch eine Kippneigung des Fahrzeugs in wesentlich geringerem Umfang ansteigt, als dies beim Einsatz einer Drehschemellenkung der Fall ist.He follows an implementation of the requested steering movements of the wheels the steering knuckle principle, each wheel is a steerable vehicle axle pivoted about its own steering axis, facing the wheels at the Ends one between the wheels are arranged in the vehicle transverse direction extending axis, wherein the axle is made immobile with respect to the vehicle body. The steering axles are made by the connections of the steering points the suspension or through the longitudinal axes the kingpin formed. Steering knuckles are preferred in two-lane motor vehicles use, as when driving the wheels about the respectively associated steering axis of the footprint of the Approximate vehicle remains the same size whereby a tilting tendency of the vehicle in a much lower Scope increases, as when using a turntable steering the case is.

Je höher die Anforderungen an die Wendigkeit eines Fahrzeugs gestellt werden, desto größer ist bei einer Drehschemellenkung der maximale Verschwenkwinkel der Achse bzw. bei einer Achsschenkellenkung der Einschlagwinkel der Räder vorzusehen. Insbesondere bei Baumaschinen ist ein möglichst kleiner Wendekreis gefordert, da im Einsatzbereich von Baumaschinen der zum Manövrieren zur Verfügung stehende Raum meist stark begrenzt ist und aufwändige Fahrmanöver unwirtschaftlich sind.ever higher the Demands are made on the maneuverability of a vehicle, the bigger is a turntable steering the maximum pivot angle of the axle or to provide the steering angle of the wheels in a steering axle steering. Especially with construction machines is a smallest possible turning circle demanded because in the field of application of construction machinery for maneuvering to disposal standing space is usually severely limited and elaborate driving maneuvers uneconomical are.

In der Regel sind die Lenkungen von Baumaschinen als Achsschenkellenkungen ausgeführt, bei der die Lenkbewegungen eines Fahrers über einen als Gleichlaufzylinder mit durchgehender Kolbenstange ausgeführten Hauptlenkzylinder auf die Räder aufgebracht werden. Die Kraftübertragung zwischen den Rädern und der Kolbenstange des Hauptlenkzylinders erfolgt über eine Spurstange, die wiederum mit einem Gelenkgehäuse bzw. einem Radkopf verbunden ist, der mit den Rädern wirkverbunden ist und gemeinsam mit diesen um die zugeordnete Lenkdrehachse verschwenkt wird.In As a rule, the steering systems of construction machinery are steering knuckles executed when the steering movements of a driver via a as a synchronizing cylinder main steering cylinder designed with a continuous piston rod the wheels be applied. The power transmission between the wheels and the piston rod of the main steering cylinder via a Tie rod, which in turn connected to a joint housing or a wheel head is that with the wheels is operatively connected and together with these to the associated steering axis is pivoted.

Werden beide verschwenkbaren Räder einer mit einer Achsschenkellenkung ausgebildeten lenkbaren Fahrzeugachse bei einer Kurvenfahrt gleich stark eingeschlagen, kann keines der beiden Räder auf seiner natürlichen Bahn abrollen. Jedes Rad wird dann vom anderen Rad auf eine unnatürliche Bahn gezwungen, so dass beide Räder zusätzlich zur Rollbewegung in Bezug auf den Untergrund noch eine mehr oder weniger starke Gleitbewegung ausführen, die zu einem unerwünscht hohen Verschleiß der Räder führt.Become both swiveling wheels a trained with a steering axle steering steerable vehicle axle When cornering hit equally strong, none of on both wheels his natural Unroll the web. Each wheel is then forced by the other wheel on an unnatural path, so that both wheels additionally for rolling motion in relation to the ground another more or perform less strong sliding, which is undesirably high Wear the Wheels leads.

Aus diesem Grund wird versucht, die Räder grundsätzlich im Betrieb eines Fahrzeugs besonders während einer Kurvenfahrt ohne die für die Reifen unter Umständen sehr belastende seitliche Gleitbewegung abrollen zu lassen, wie es bei einer Drehschemellenkung der Fall ist. Dies wird bei Achsschenkellenkungen dadurch erreicht, dass der Einschlagwinkel des kurveninneren Rades größer als der des kurvenäußeren Rades vorgesehen ist. Darüber hinaus stellt sich die Problematik der hohen Reifenbelastung während einer Kurvenfahrt nicht nur zwischen den Rädern einer Fahrzeugachse. Nach dem so genannten Ackermann-Prinzip müssen sich die verlängerten Mittellinien der Achsschenkel der eingeschlagenen Räder für einen im Bereich der Räder möglichst verschleißarmen bzw. verschleißfreien Betrieb des Fahrzeugs auf der verlängerten Mittellinie einer zweiten nicht lenkbaren Fahrzeugachse treffen oder sich mit den verlängerten Mittellinien der Achsschenkel der Räder einer zweiten lenkbaren Fahrzeugachse in genau einem Punkt schneiden. Die von den Rädern der beiden Fahrzeugachsen durchfahrenen Kreisbahnen haben dann einen gemeinsamen Mittelpunkt, so dass die vorbeschriebenen Gleitbewegungen der Räder erheblich reduziert bzw. gänzlich vermieden sind.For this reason, it is attempted, in principle, to allow the wheels to roll during operation of a vehicle, in particular during cornering, without the lateral sliding movement, which may be very stressful for the tires, as is the case with a fifth wheel steering. This is achieved in Achsschenkellenkungen in that the turning angle of the inner wheel is provided greater than that of the curve outer wheel. In addition, the problem of high tire load during cornering not only between the wheels of a vehicle axle. According to the so-called Ackermann principle, the extended center lines of the steering knuckle of the wheels taken for a wear of the vehicle as low as possible or wear-free operation of the vehicle must meet on the extended center line of a second non-steerable vehicle axle or with the extended center lines of the steering knuckle Wheels of a second steerable Cut vehicle axle in exactly one point. The traversed by the wheels of the two vehicle axes circular paths then have a common center, so that the above-described sliding movements of the wheels are significantly reduced or avoided altogether.

Treffen sich die Strahlen bzw. die Verlängerungen der Mittellinien der Achsschenkel der Räder nicht in einem Punkt, liegt ein so genannter Spurwinkelfehler oder ein so genannter Lenkwinkelfehler vor. Dabei ist die Belastung der Reifen umso höher, je größer der aktuelle Spurwinkelfehler ist.To meet the rays or the extensions the center lines of the knuckle of the wheels is not in one point, lies a so-called toe angle error or a so-called steering angle error in front. The load on the tires is higher, the greater the current toe angle error is.

Besonders bei Fahrzeugen, wie Baufahrzeugen, die mit einem kurzen Radstand und einer Achsschenkellenkung ausgeführt sind, nimmt der Lenkwinkelfehler mit steigenden Einschlagwinkeln der Räder, die zur Umsetzung der geforderten Fahrzeugwendigkeit notwendig sind, zu, was jedoch aufgrund des ebenfalls ansteigenden Reifenverschleißes unerwünscht ist, zudem eine neue Bereifung von Baufahrzeugen hohe Kosten verursacht.Especially in vehicles, such as construction vehicles, with a short wheelbase and a stub axle steering, the steering angle error increases with increasing turning angles of the wheels, which help to implement the Required Fahrzeugwendigkeit are necessary to, but what due to the also increasing tire wear is undesirable, also a new Tires of construction vehicles caused high costs.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit einer guten Wendigkeit zu Verfügung zu stellen, bei dem eine Belastung der Räder auch bei hohen Einschlagwinkeln der Räder minimal ist.Of the Invention is therefore based on the object, a vehicle with a good maneuverability available to put at which a load on the wheels even at high angles of impact the wheels is minimal.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Fahrzeug gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.According to the invention this Task with a vehicle according to the features of claim 1.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug mit wenigstens einer lenkbar ausgeführten Achse, bei der ein angeforderter Lenkwinkel über eine mit einem Hauptlenkzylinder ausgebildete Achsschenkellenkung umsetzbar ist, ist durch eine hohe Wendigkeit und selbst bei großen Einschlagwinkeln der Räder durch einen geringen Reifenverschleiß gekennzeichnet.The vehicle according to the invention with at least one steerable axle, in which a requested Steering angle over a formed with a main steering axle axle steering is feasible, by a high maneuverability and even with large turning angles the wheels through characterized a low tire wear.

Dies wird dadurch erreicht, dass eine Lenkkinematik der Achsschenkellenkung im Bereich zwischen einer einem Rad der lenkbaren Fahrzeugachse zugeordneten Spurstange und einer Radnabe des jeweiligen Rades in Abhängigkeit eines angeforderten Lenkwinkels derart veränderbar ist, dass ein Lenkwinkelfehler minimal ist.This is achieved by a steering kinematics of the axle steering in the area between a wheel of the steerable vehicle axle associated track rod and a wheel hub of the respective wheel in dependence a requested steering angle is variable such that a steering angle error is minimal.

Die veränderbare Lenkkinematik der Achsschenkellenkung im Bereich zwischen der Spurstange und einer Radnabe eines Rades bietet auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, die hebelbasierte Anlenkgeometrie jeweils zwischen dem Hauptlenkzylinder und den Rädern der lenkbaren Fahrzeugachse in Abhängigkeit eines aktuell angeforderten Lenkwinkels derart zu verändern, dass ein Lenkwinkelfehler im Vergleich zu herkömmlichen Achsschenkellenkungen reduziert wird bzw. vorzugsweise Null wird. Das bedeutet, dass die Lenkkinematik der Achsschenkellenkung in Abhängigkeit eines angeforderten Lenkwinkels derart veränderbar ist, dass ein Einschlagwinkel des einen Rades der lenkbaren Fahrzeugachse in Bezug auf den Einschlagwinkel eines anderen Rades der Fahrzeugachse derart angepasst ist, dass der Lenkwinkelfehler minimiert ist und vorzugsweise gegen Null geht.The changeable Steering kinematics of the axle steering in the area between the tie rod and a wheel hub provides a simple way the possibility, the lever-based Anlenkgeometrie each between the main steering cylinder and the wheels the steerable vehicle axle depending on a currently requested To change the steering angle in such a way that is, a steering angle error compared to conventional axle pivot steering is reduced or preferably zero. That means the Steering kinematics of the axle steering in dependence of a requested Steering angle so changeable is that a steering angle of the one wheel of the steerable vehicle axle with respect to the turning angle of another wheel of the vehicle axle is adapted such that the steering angle error is minimized and preferably goes to zero.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele der Übersichtlichkeit halber für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.Further Advantages and advantageous embodiments of the invention result from the claims and the principle described with reference to the drawing Embodiments, in the description of the various embodiments of the clarity half for construction and functionally identical components used the same reference numerals become.

Es zeigt:It shows:

1 eine mit einer Achsschenkellenkung ausgeführte lenkbare Fahrzeugachse in Alleinstellung, deren Lenkkinematik im Bereich eines Spurstangengelenks veränderbar ausgeführt ist; 1 a steerable vehicle axle, which is designed with a steering knuckle in isolation, whose steering kinematics are made variable in the area of a tie rod joint;

2 eine der in 1 dargestellten Fahrzeugachse entsprechende, Fahrzeugachse, wobei die Lenkkinematik durch Verstellen eines Angriffspunktes eines Radträgers an einer Radnabe variierbar ist; 2 one of the in 1 vehicle axle corresponding, vehicle axle, wherein the steering kinematics can be varied by adjusting a point of application of a wheel carrier to a wheel hub;

3 eine der in 1 dargestellten Fahrzeugachse entsprechende Fahrzeugachse, bei der die Lenkkinematik im Bereich eines Radträgergelenkes veränderbar ist; und 3 one of the in 1 illustrated vehicle axle corresponding vehicle axle, in which the steering kinematics in the region of a Radträgergelenkes is variable; and

4 eine stark schematisierte Darstellung des hydraulischen Überlagerungssystems zur Ansteuerung der in 1 bis 3 dargestellten Fahrzeugachsen. 4 a highly schematic representation of the hydraulic overlay system for controlling the in 1 to 3 illustrated vehicle axles.

1 zeigt eine lenkbar ausgeführte Fahrzeugachse 1 eines Baufahrzeugs in einer stark schematisierten Alleindarstellung. Bei der lenkbaren Fahrzeugachse 1 sind Räder 2A und 2B aus der in 1 dargestellten Position für eine Geradeausfahrt des Fahrzeugs in eine verschwenkte bzw. eingeschlagene Position für eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs überführbar. Die Räder 2A und 2B der Fahrzeugachse 1 sind über eine Achsschenkellenkung 4 aus der in 1 dargestellten Position in die dem jeweils angeforderten Lenkwinkel entsprechende verschwenkte Position bringbar. 1 shows a steerable executed vehicle axle 1 of a construction vehicle in a highly schematic single representation. In the steerable vehicle axle 1 are wheels 2A and 2 B from the in 1 shown position for a straight-ahead driving of the vehicle in a pivoted or struck position for cornering of the vehicle transferred. The wheels 2A and 2 B the vehicle axle 1 are about a stub axle steering 4 from the in 1 shown position in the respective requested steering angle corresponding pivoted position brought.

Vorliegend ist die Achsschenkellenkung 4 mit einem als Gleichlaufzylinder ausgeführten Hauptlenkzylinder 6 ausgebildet, der in Fahrzeugquerrichtung parallel zu einer zwischen den Rädern 2A, 2B in an sich bekannter Art und Weise angeordneten Achse 3 der Fahrzeugachse 1 verlaufend angeordnet ist. Eine Kolbenstange 7 des Hauptlenkzylinders 6 ist an ihren beiden Enden jeweils über ein als Kugelgelenk ausgeführtes Kolbenstangengelenk 7A, 7B mit jeweils einer Spurstange 8A bzw. 8B verbunden. Die Spurstangen 8A und 8B sind wiederum über an ihren der Kolbenstange 7 abgewandten Enden angeordnete und ebenfalls als Kugelgelenk ausgeführte Spurstangengelenke 9A, 9B mit Radträgern 10A, 10B verbunden. Die Radträger 10A, 10B sind fest mit Radnaben 11A, 11B der Räder 2A und 2B verbunden, die wiederum gemeinsam mit den Rädern 2A und 2B um Lenkdrehachsen 12A, 12B gegenüber der Achse 3 verschwenkbar ausgeführt sind.In the present case is the axle steering 4 with a main steering cylinder designed as a synchronized cylinder 6 formed in the vehicle transverse direction parallel to one between the wheels 2A . 2 B arranged in a conventional manner axis 3 the vehicle axle 1 is arranged running. A piston rod 7 of the main steering cylinder 6 is at its two ends in each case via a designed as a ball joint piston rod joint 7A . 7B each with a tie rod 8A respectively. 8B connected. The tie rods 8A and 8B turn on their piston rod 7 arranged opposite ends and also designed as a ball joint tie rod joints 9A . 9B with wheel carriers 10A . 10B connected. The wheel carriers 10A . 10B are fixed with wheel hubs 11A . 11B the wheels 2A and 2 B connected, in turn, together with the wheels 2A and 2 B about steering axles 12A . 12B opposite the axis 3 are designed pivotable.

Zur Beeinflussung der Schwenkbewegung der Räder 2A, 2B der Fahrzeugachse 1 sind die Abstände zwischen den Spurstangengelenken 9A, 9B und den Lenkdrehachsen 12A, 12B der Räder 2A, 2B veränderbar ausgeführt.To influence the pivoting movement of the wheels 2A . 2 B the vehicle axle 1 are the distances between the tie rod joints 9A . 9B and the steering axles 12A . 12B the wheels 2A . 2 B changeable executed.

Damit ist die Hebelkinematik zwischen der Kolbenstange 7 des Hauptlenkzylinders 6 und den Rädern 2A, 2B auf einfache Art und Weise in Abhängigkeit des jeweils angeforderten Lenkwinkels dahingehend veränderbar, dass der Einschlagwinkel des Rades 2A und der Einschlagwinkel des Rades 2B derart aufeinander abstimmbar sind, dass ein Lenkwinkelfehler im Vergleich zu herkömmlichen Achsschenkellenkungen reduziert bzw. ganz vermieden werden kann.This is the lever kinematics between the piston rod 7 of the main steering cylinder 6 and the wheels 2A . 2 B In a simple manner depending on the respective requested steering angle to the effect that the steering angle of the wheel 2A and the turning angle of the wheel 2 B can be matched to one another in such a way that a steering angle error can be reduced or avoided altogether in comparison to conventional steering knuckle steering.

Die Spurstangengelenke 9A, 9B sind zum Verändern der Lenkkinematik der Achsschenkellenkung 4 an den Radträgern 10A, 10B verschiebbar angeordnet und somit in Richtung der Lenkdrehachsen 12A, 12B oder von diesen weg verfahrbar ausgebildet. Konstruktiv ist die Verfahrbarkeit der Spurstangengelenke 9A und 9B in Bezug auf die Lenkdrehachsen 12A und 12B vorliegend derart umgesetzt, dass jeweils eine hochübersetzte und selbsthemmende Spindel-Spindelmutter-Kombination zur Verstellung der Spurstangengelenke 9A und 9B an den Radträgern 10A, 10B vorgesehen ist. Dabei werden durch die Selbsthemmung der Spindel-Spindelmutter-Kombination ungewollte Veränderungen der Position der Spurstangengelenke 9A, 9B verhindert und mittels der hohen Übersetzung der Spindel-Spindelmutter-Kombination sind kurze Steuer- und Regelzeiten erzielbar.The tie rod joints 9A . 9B are for changing the steering kinematics of the axle steering 4 at the wheel carriers 10A . 10B arranged displaceably and thus in the direction of the steering axes of rotation 12A . 12B or formed movable away from them. Constructive is the mobility of the tie rod joints 9A and 9B in relation to the steering axes of rotation 12A and 12B in the present case implemented such that in each case a highly-translated and self-locking spindle-spindle nut combination for adjusting the tie rod joints 9A and 9B at the wheel carriers 10A . 10B is provided. The self-locking of the spindle-spindle nut combination causes unwanted changes in the position of the tie rod joints 9A . 9B prevents and by means of the high translation of the spindle-spindle nut combination short control and regulation times can be achieved.

Bei der in 2 dargestellten Fahrzeugachse 1 wird die Lenkkinematik der Achsschenkellenkung 4 im Bereich zwischen den Spurstangen 8A, 8B und den Lenkdrehachsen 12A, 12B der Räder 2A, 2B dadurch verändert, dass Angriffspunkte der Radträger 10A, 10B an den Radnaben 11A, 11B der Räder 2A, 2B entlang der Radnaben 11A, 11B verstellbar sind.At the in 2 illustrated vehicle axle 1 becomes the steering kinematics of the axle steering 4 in the area between the tie rods 8A . 8B and the steering axles 12A . 12B the wheels 2A . 2 B thereby changed, that points of attack of the wheel carriers 10A . 10B at the wheel hubs 11A . 11B the wheels 2A . 2 B along the wheel hubs 11A . 11B are adjustable.

Auch hier ist jeweils eine hochübersetzte und selbsthemmend ausgeführte Spindel-Spindelmutter-Kombination vorgesehen, um die Hebelverhält nisse zwischen den Enden der Kolbenstange 7 und den Rädern 2A und 2B in Abhängigkeit des jeweils aktuell angeforderten Lenkwinkels zu verändern.Here, too, a highly-translated and self-locking spindle-spindle nut combination is provided in each case, to the Hebelverhält nisse between the ends of the piston rod 7 and the wheels 2A and 2 B to change depending on the currently requested steering angle.

Die in 3 dargestellte Fahrzeugachse 1 ist im Bereich der Radträger 10A, 10B mit jeweils einem sperrbaren Radträgergelenk 22A, 22B ausgeführt. Die Radträger 10A und 10B sind vorliegend zweiteilig ausgeführt, wobei die Radträgerteile 10A_1, 10A_2 bzw. 10B_1, 10B_2 über die als Kugelgelenke ausgebildeten Radträgergelenke 22A, 22B gelenkig miteinander verbunden sind.In the 3 illustrated vehicle axle 1 is in the field of wheel carriers 10A . 10B each with a lockable Radträgergelenk 22A . 22B executed. The wheel carriers 10A and 10B are in this case made in two parts, wherein the wheel carrier parts 10A_1 . 10A_2 respectively. 10B_1 . 10B_2 over the ball joint formed as Radgel joints 22A . 22B are hinged together.

Bei dieser Ausgestaltung der Achsschenkellenkung 4 ist die Lenkkinematik der Fahrzeugachse 1 in Abhängigkeit des jeweils angeforderten Lenkwinkels dadurch veränderbar, dass die beiden Radträgergelenke 22A und 22B in die durch die beiden Doppelpfeile graphisch dargestellten Richtungen verfahrbar ausgeführt sind, so dass ein Abstand zwischen den Spurstangengelenken 9A, 9B und den Lenkachsen 12A und 12B auf einfache Art und Weise veränderbar ist. Dies führt dazu, dass ein mit der Verstellung der Kolbenstange 7 des Hauptlenkzylinders 6 korrespondierender Verschwenkwinkel der Räder 2A und 2B durch die variable Positionierung der Radträgergelenke 22A und 22B in Abhängigkeit eines angeforderten Lenkwinkels derart variierbar ist, dass ein Spurwinkelfehler auf einfache Art und Weise eliminiert werden kann.In this embodiment of the axle steering 4 is the steering kinematics of the vehicle axle 1 as a function of the respectively requested steering angle thereby changeable, that the two Radträgergelenke 22A and 22B are designed to be movable in the directions represented by the two double arrows, so that a distance between the tie rod joints 9A . 9B and the steering axles 12A and 12B is changeable in a simple way. This causes one with the adjustment of the piston rod 7 of the main steering cylinder 6 corresponding pivoting angle of the wheels 2A and 2 B due to the variable positioning of the wheel joint 22A and 22B is variable in dependence on a requested steering angle such that a toe angle error can be eliminated in a simple manner.

Die in 1 bis 3 gezeigten Fahrzeugachsen können in Fahrzeugen sowohl als Fahrzeugvorderachse oder auch als Fahrzeughinterachse eingesetzt werden, um ein Fahrzeug mit einer im Bereich der Räder 2A und 2B verschleißarmen Vorderradlenkung oder einer verschleißarmen Hinterradlenkung auszuführen. Darüber hinaus besteht jedoch auch die Möglichkeit, ein zweiachsiges Fahrzeug mit zwei Fahrzeugachsen auszubilden, die den inIn the 1 to 3 shown vehicle axles can be used in vehicles both as a vehicle front axle or as a vehicle rear axle to a vehicle with one in the range of wheels 2A and 2 B wear low-wear front-wheel steering or a low-wear rear-wheel steering. In addition, however, it is also possible to form a two-axle vehicle with two vehicle axles, the in

1 bis 3 stark schematisiert dargestellten Fahrzeugachsen entspre chen, um ein allradgelenktes Fahrzeug mit einer hohen Wendigkeit bei gleichzeitig geringer Reifenbelastung zur Verfügung stellen zu können. 1 to 3 Vehicle axles shown in a highly schematic manner correspond to an all-wheel steered vehicle with a high maneuverability and at the same time a low tire load.

Zusätzlich besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, die in der Beschreibung zu 1 bis 3 vorgestellten Maßnahmen bei lenkbaren Fahrzeugachsen in Kombination vorzusehen, um einen, zwei oder sogar drei zusätzliche Freiheitsgrade für die Einstellung der Verschwenkwinkel der Räder zur Verfügung zu stellen.In addition, of course, there is also the possibility that in the description too 1 to 3 provided measures for steerable vehicle axles in combination to one, two or even three additional degrees of freedom for to provide the adjustment of the pivoting angle of the wheels.

In 4 ist ein Überlagerungssystem 13 äußerst schematisiert dargestellt. Mittels des Überlagerungssystems 13 ist dem über die Achsschenkellenkung 4 darstellbaren Anteil des Lenkeinschlags ein durch die Veränderung der Lenkkinematik der Achsschenkellenkung im Bereich zwischen den Spurstangen 8A, 8B und den Radnaben 11A, 11B darstellbarer Teil des Lenkeinschlags in Abhängigkeit des angeforderten Lenkwinkels derart überlagerbar, dass ein Lenkwinkelfehler zwischen den Rädern der lenkbaren Fahrzeugachse sowie auch zwischen den Rädern zweier lenkbarer Fahrzeugachsen eines Fahrzeuges auf einfache Art und Weise im Vergleich zu herkömmlichen Achsschenkellenkungen reduzierbar ist. Dazu weist das Überlagerungssystem 13 sowohl mechanische als auch hydraulische Komponenten auf, die in der nachbeschriebenen Art und Weise zusammenwirken.In 4 is an overlay system 13 shown extremely schematized. By means of the overlay system 13 is about the axle steering 4 representable portion of the steering angle by a change in the steering kinematics of the steering knuckle in the area between the tie rods 8A . 8B and the wheel hubs 11A . 11B representable part of the steering angle as a function of the requested steering angle superimposed so that a steering angle error between the wheels of the steerable vehicle axle and between the wheels of two steerable vehicle axles of a vehicle in a simple manner compared to conventional Achsschenkellenkungen can be reduced. This is indicated by the overlay system 13 both mechanical and hydraulic components which cooperate in the manner described above.

Eine Kolbenstange 14 einer Steuerungszylindereinrichtung 15 des hydraulischen Überlagerungssystems 13 ist mit ihrem aus einem Zylinder 16 der Steuerungszylindereinrichtung 15 herausragenden Endes in einer Steuerkurvenführung 17 geführt, die in Abhängigkeit des aktuell angeforderten Lenkwinkels in den durch den Doppelpfeil A dargestellten Richtungen bewegt wird, so dass die Kolbenstange 14 in Abhängigkeit des aktuell angeforderten Lenkwinkels mehr oder weniger stark in den Zylinder 16 der Steuerungszylindereinrichtung 15 eintaucht.A piston rod 14 a control cylinder device 15 of the hydraulic overlay system 13 is with her out of a cylinder 16 the control cylinder device 15 outstanding end in a cam guide 17 guided, which is moved in response to the currently requested steering angle in the directions represented by the double arrow A, so that the piston rod 14 depending on the currently requested steering angle more or less strong in the cylinder 16 the control cylinder device 15 dips.

In Abhängigkeit der über die Steuerkurvenführung 17 eingestellten Position der Kolbenstange 14 wird eine fluidisch mit der Steuerungszylindereinrichtung 15 verbundene Überlagerungszylindereinrichtung 18 mit einem aus der Verschiebung der Kolbenstange 14 und einem damit wirkverbundenen Kolben 20 resultierenden Verschiebevolumen der Steuerungszylindereinrichtung 15 beaufschlagt, wobei ein weiterer Kolben 21 und eine damit wirkverbundene weitere Kolbenstange 19 der Überlagerungszylindereinrichtung 18 in Abhängigkeit des Verschiebevolumens in eine der beiden durch den Doppelpfeil B dargestellten Richtungen verschoben wird.Depending on the control curve guidance 17 adjusted position of the piston rod 14 becomes fluidic with the control cylinder device 15 connected overlay cylinder device 18 with one from the displacement of the piston rod 14 and a piston operatively connected thereto 20 resulting displacement volume of the control cylinder device 15 subjected to another piston 21 and another piston rod operatively connected thereto 19 the overlay cylinder device 18 is shifted in one of the two directions represented by the double arrow B as a function of the displacement volume.

Das bedeutet, dass das Überlagerungssystem 13 mit einer lenkeinschlagabhängigen mechanischen Kurvenführung ausgebildet ist, über die im Überlagerungssystem 13 ein hydraulisches Verschiebevolumen erzeugt wird, das zur Ansteuerung der Überlagerungszylindereinrichtung 18 verwendet wird.That means the overlay system 13 is formed with a steering angle dependent mechanical cam guide over the overlay system 13 a hydraulic displacement volume is generated, which is used to drive the overlay cylinder device 18 is used.

Die Steuerkurvenführung 17 wird in Abhängigkeit des angeforderten Lenkwinkels relativ zur Steuerungszylindereinrichtung 15 bewegt, wobei die Steuerkurvenführung 17 prinzipiell mit jedem beweglich ausgeführten Bauteil der Fahrzeuglenkung, wie beispielsweise der Lenksäule, dem Gleichlaufzylinder, der Spurstange, dem Achsstummel oder dergleichen verbunden werden kann. Durch den jeweils vorliegenden Lenkeinschlag am Lenkrad oder einem vergleichbaren für den Fahrer vorgesehen Bedienelement wird die Kolbenstange 14 der Steuerungszylindereinrichtung 15 bewegt und das im Zylinder 16 der Steuerungszylindereinrichtung 15 angeordnete Ölvolumen derart verschoben, dass die Überlagerungszylindereinrichtung 18 in der gewünschten Art und Weise angesteuert wird.The cam track 17 becomes dependent on the requested steering angle relative to the control cylinder device 15 moves, with the cam guide 17 in principle, with any movably executed component of the vehicle steering, such as the steering column, the synchronizing cylinder, the tie rod, the stub axle or the like can be connected. By the present steering angle on the steering wheel or a comparable control element provided for the driver, the piston rod 14 the control cylinder device 15 moved and in the cylinder 16 the control cylinder device 15 arranged oil volume shifted so that the overlay cylinder device 18 is controlled in the desired manner.

Die Überlagerungszylindereinrichtung 18 ist vorliegend mit einer hochübersetzten und selbsthemmend ausgeführten Spindel-Spindelmutter-Kombination wirkverbunden, um die Lenkkinematik in einer in der zu 1 bis 3 beschriebenen Art und Weise in Abhängigkeit des angeforderten Lenkwinkels derart zu verändern, dass ein Lenkwinkelfehler gegen Null geht.The overlay cylinder device 18 is presently operatively connected to a highly-translated and self-locking spindle-spindle nut combination to the steering kinematics in a in the 1 to 3 described manner depending on the requested steering angle to change such that a steering angle error tends to zero.

Hiervon abweichend besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, den Überlagerungszylinder mit Hilfe von Elektronik, wie im Bereich der beweglichen Bauteile der Fahrzeuglenkung angeordneten Sensoren und Ventilen, anzusteuern und/oder zu regeln, um einen Lenkwinkelfehler gering zu halten bzw. vermeiden zu können.Of these, of course there is a difference also the possibility the overlay cylinder with Help of electronics, as in the field of moving parts of the Vehicle steering arranged sensors and valves to control and / or to regulate, in order to keep a steering angle error low or to be able to avoid.

11: Fahrzeugachsevehicle axle
2A, 2B2A, 2 B: Radwheel
33: Achseaxis
44: AchsschenkellenkungAckermann steering
66: HauptlenkzylinderMain steering cylinder
77: Kolbenstangepiston rod
7A, 7B7A, 7B: KolbenstangengelenkPiston rod end
8A, 8B8A, 8B: Spurstangetie rod
9A, 9B9A, 9B: SpurstangengelenkTie joint
10A, 10B10A, 10B: Radträgerwheel carrier
10A_1, 10A_2,10A_1, 10A_2,: Radträgerteilwheel carrier
10B_1, 10B_210B_1, 10B_2
11_A, 11_B11_A, 11_B: Radnabewheel hub
12A, 12B12A, 12B: LenkdrehachseSteering axis
1313: ÜberlagerungssystemOverlay System
1414: Kolbenstangepiston rod
1515: Steuerungszylindercontrol cylinder
1616: Zylindercylinder
1717: Steuerkurvecam
1818: ÜberlagerungszylinderOverlay cylinder
1919: weitere KolbenstangeFurther piston rod
2020: Kolbenpiston
2121: Kolbenpiston
22A, 22B22A, 22B: RadträgergelenkRadträgergelenk

Claims

Vehicle with at least one steerable led vehicle axle ( 1 ), in which a requested steering angle via a with a main steering cylinder ( 6 ) trained axle steering ( 4 ) is feasible, characterized in that a steering kinematics of the axle steering ( 4 ) in the area between a wheel ( 2A . 2 B ) of the steerable vehicle axle ( 1 ) associated track rod ( 8A . 8B ) and a wheel hub ( 11A . 11B ) of the respective wheel ( 2A . 2 B ) is variable in response to a requested steering angle such that a steering angle error is minimal.

Vehicle according to claim 1, characterized in that a tie rod ( 8A . 8B ) and a wheel carrier ( 10A . 10B ) of a wheel ( 2A . 2 B ) via a tie rod joint ( 9A . 9B ), wherein a distance between the tie rod joint ( 9A . 9B ) and a steering axis ( 12A . 12B ) of a wheel ( 2A . 2 B ) is made changeable.

Vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that a point of application of a wheel carrier ( 10A . 10B ) on a wheel hub ( 11A . 11B ) of a wheel ( 2A . 2 B ) is changeable.

Vehicle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the wheel carrier ( 10A . 10B ) of at least two wheel carrier parts ( 10A_1 . 10A_2 . 10B_1 . 10B_2 ) formed by a lockable Radträgergelenk ( 22A . 22B ) are hinged together, so that a distance between the tie rod joint ( 9A . 9B ) and the steering axis ( 12A . 12B ) by changing an angle between the wheel carrier parts ( 10A_1 . 10A_2 . 10B_1 . 10B_2 ) is changeable.

Vehicle according to claim 1 to 4, characterized in that the vehicle axle ( 1 ) is a vehicle rear axle.

Vehicle according to claim 1 to 4, characterized in that the vehicle axle ( 1 ) is a vehicle front axle.

Vehicle according to claims 1 to 6, characterized in that at least two steerable vehicle axles are provided.