DE102009028641A1 - Steering device for vehicle axle, comprises four steering elements, which are work-connected with one another, where two steering elements are coupled with vehicle axle in area of their free ends - Google Patents
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- B60G2206/121—Constructional features of arms the arm having an H or X-shape
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Lenkervorrichtung einer Fahrzeugachse gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.The invention relates to a link device of a vehicle axle according to the closer defined in the preamble of
Aus der Praxis bekannte Fahrzeugachsen sind zur Darstellung eines betriebszustandsabhängig gewünschten Fahrverhaltens oftmals mit Lenkervorrichtungen ausgebildet, die insbesondere Stabilisatoreinrichtungen umfassen, deren Einfluss auf ein Wankverhalten einer Fahrzeugkarosserie durch schalt- und regelbare Einrichtungen veränderbar ist.Known from the practice vehicle axles are often formed to represent a Betriebssandsabhängig desired driving behavior with handlebar devices, which in particular include stabilizer devices whose influence on a roll behavior of a vehicle body by switchable and controllable devices is changeable.
Dabei haben sich im Wesentlichen zwei verschiedene Ausführungsformen im Fahrzeugbau etabliert. Eine erste Gruppe umfasst im Bereich einer Fahrzeugmitte auftrennbare Stabilisatoreinrichtungen, bei welchen die sich im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Stabilisatorhälften über einen Aktuator oder eine aktuierte Kupplung miteinander in Wirkverbindung bringbar sind. Die Aktuatoren sind oftmals als elektromechanische oder hydraulische Aktuatoren, wie beispielsweise in der
Bei einer zweiten Gruppe von Stabilisatoreinrichtungen sind Stabilisatorbereiche meist über Pendelstützen mit einem Fahrwerk verbunden. Auf einer Fahrzeugseite ist eine Pendelstütze durch einen elektromechanisch oder hydraulisch linear verstellbaren Aktuator ersetzt. Durch die unterschiedliche Länge der Pendelstützen besteht die Möglichkeit, einen Stabilisatorbereich zu verdrehen und im Aufbau einer Stabilisatoreinrichtung ein Drehmoment zu erzeugen.In a second group of stabilizer devices stabilizer areas are usually connected via pendulum supports with a chassis. On a vehicle side, a pendulum support is replaced by an electromechanically or hydraulically linearly adjustable actuator. Due to the different length of the pendulum supports, it is possible to rotate a stabilizer region and to generate a torque in the construction of a stabilizer device.
Bei Nutzfahrzeugen werden ebenfalls Stabilisatoreinrichtungen verwendet, um ein gewünschtes Wankverhalten eine Fahrzeugaufbaus darstellen zu können. Im Vergleich zu Stabilisatoreinrichtungen, welche bei Personenkraftwagen verwendet werden, sind Stabilisatoreinrchtungen von Nutzfahrzeugen wesentlich größer zu dimensionieren.In commercial vehicles stabilizer devices are also used to represent a desired roll behavior of a vehicle body can. In comparison to stabilizer devices which are used in passenger cars, stabilizer devices of commercial vehicles are to be dimensioned substantially larger.
In der Praxis werden im Nutzfahrzeugbereich unter anderem Starrachsen mit Stabilisatoreinrichtungen verwendet, bei welchen die Stabilisatoreinrichtung auf eine Radführung im Wesentlichen keinen Einfluss hat. Aus Gewichts- und Kostengründen ist die Integration der Stabilisatorfunktion in radführende Bauteile erwünscht. Eine solche Funktionsintegration weisen sogenannte Vierpunktlenker auf, die als x-förmiges Bauteil die obere Lenkerebene einer Starrachse ersetzen und die Drehmomente und Querkräfte einer starren Fahrzeugachse im Bereich eines Fahrzeugrahmens abstützen.In practice, solid axles with stabilizer devices are used in the commercial vehicle sector, for example, in which the stabilizer device has essentially no influence on a wheel guide. For weight and cost reasons, the integration of the stabilizer function in wheel-guiding components is desired. Such functional integration have so-called four-point link, which replace the upper link plane of a rigid axle as an x-shaped component and support the torques and lateral forces of a rigid vehicle axle in the region of a vehicle frame.
Statt einer punktförmigen Anbindung entsteht durch die auseinander liegenden Anbindungspunkte jeweils ein Hebelarm, über den bei Wankbewegungen einer Starrachse ein Vierpunktlenker tordiert wird. Das daraus resultierende Drehmoment wirkt der Wankbewegung eines Fahrzeugaufbaus eines Nutzfahrzeuges entgegen und dient zur Stabilisierung desselben. Vierpunktlenker werden grundsätzlich für verschiedene Starrachskonfigurationen verwendet.Instead of a punctiform connection created by the spaced connection points in each case a lever arm, on the rolling movements of a rigid axle a four-point link is twisted. The resulting torque counteracts the rolling motion of a vehicle body of a commercial vehicle and serves to stabilize the same. Four-point links are basically used for different rigid-axis configurations.
Letztbeschriebe mit Vierpunktlenkern ausgebildete Lenkervorrichtungen von Nutzfahrzeugachsen limitieren einen Verschränkungswinkel im Bereich einer Nutzfahrzeugachse in bestimmten Betriebszuständen eines Fahrzeuges, womit während eines Fahrbetriebes eines Nutzfahrzeuges in unwegsamem Gelände jeweils Räder einer Nutzfahrzeugachse auf einer Fahrzeugseite unter Umständen vom aktuell überfahrenen Untergrund abheben und hohe Kräfte im Verbindungsbereich zwischen der Fahrzeugachse und dem Fahrzeugaufbau auftreten. Darüber hinaus besteht bei einem einseitigen Abheben von Rädern im Bereich einer Nutzfahrzeugachse die Möglichkeit, dass ein Nutzfahrzeug fahrsicherheitskritische Kippbewegungen ausführt, die besonders bei hohen Beladungen eines Nutzfahrzeuges unerwünscht sind.Last descriptions with four-point handlebars trained handlebar devices of commercial vehicle axles limit a Verschränkungswinkel in the range of a commercial vehicle axis in certain operating conditions of a vehicle, which during a driving operation of a commercial vehicle in rough terrain in each case wheels of a commercial vehicle axis on a vehicle side under certain circumstances stand out from the currently run over ground and high forces in the connection area between the Vehicle axle and the vehicle body occur. In addition, in the case of a one-sided lifting of wheels in the region of a commercial vehicle axle, there is the possibility that a commercial vehicle executes driving safety-critical tilting movements which are undesirable, especially at high loads of a commercial vehicle.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lenkervorrichtung einer Fahrzeugachse zur Verfügung zu stellen, mittels der insbesondere im Bereich einer Nutzfahrzeugstarrachse ein Verschwenkungswinkel zwischen den Rädern betriebszustandsabhängig variierbar ist.The present invention is therefore based on the object to provide a link device of a vehicle axle, by means of which, in particular in the region of a utility vehicle axle, a pivoting angle between the wheels can be varied as a function of the operating state.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Lenkervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.According to the invention this object is achieved with a link device with the features of
Die erfindungsgemäße Lenkervorrichtung einer Fahrzeugachse ist mit wenigstens vier Lenkerelementen ausgebildet, die einenends miteinander wirkverbunden sind. Jeweils zwei Lenkerelemente sind im Bereich ihrer freien Enden mit einer Fahrzeugachse und zwei weitere Lenkerelemente sind im Bereich ihrer freien Enden mit einem Fahrzeugaufbau koppelbar.The steering device of a vehicle axle according to the invention is formed with at least four link elements, which are one end operatively connected to each other. In each case two link elements are in the region of their free ends with a vehicle axle and two other link elements are coupled in the region of their free ends with a vehicle body.
Erfindungsgemäß bilden jeweils zwei der Lenkerelemente eine starr ausgeführte Teillenkereinrichtung aus, die über eine schaltbare Verbindungseinrichtung miteinander wirkverbunden sind. Die Teillenkereinrichtungen sind in einer ersten Schaltstellung der Verbindungseinrichtung in einer im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung orientierten Trennebene um eine im Wesentlichen senkrecht zu der Trennebene stehende Drehachse zueinander verdrehbar und in einer zweiten Schaltstellung der Verbindungseinrichtung in einer vordefinierten Anordnung zueinander starr miteinander verbunden.According to the invention, in each case two of the link elements form a rigidly executed partial link device, which are operatively connected to one another via a switchable connection device. In a first switching position of the connecting device, the part-lowering devices are in a parting plane oriented essentially in the vertical direction of the vehicle about an essentially perpendicular to the parting line Dividing plane standing axis of rotation rotatable to each other and rigidly connected to each other in a second switching position of the connecting device in a predefined arrangement to each other.
Die erfindungsgemäße Lenkervorrichtung ist mit einer Schaltfunktion zur betriebszustandsabhängigen Veränderung der Stabilisatorwirkung im Bereich eines vorzugsweise als Vierpunktlenker ausgeführten Bauteiles der Lenkervorrichtung ausgebildet. Hierfür ist der Vierpunktlenker im Schnittpunkt der vorzugsweise x-förmig angeordneten Lenkerelemente in einer in Fahrzeughochrichtung orientierten Trennebene in zwei Teillenkereinrichtungen aufgetrennt, die durch eine senkrecht zur Teilungsebene stehende Drehachse miteinander verbunden sind, wobei im Bereich der Drehverbindung vorzugsweise an einer zugeordneten Fahrzeugachse angreifende Zug- und Querkräfte übertragbar sind.The link device according to the invention is designed with a switching function for operating state-dependent change in the stabilizer effect in the region of a preferably designed as a four-point link component of the link device. For this purpose, the four-point link at the intersection of the preferably X-shaped link elements is separated in an oriented in vehicle vertical direction parting plane in two sub-equipment, which are interconnected by a perpendicular to the axis of rotation pivot axis, wherein in the region of the rotary joint preferably on an associated vehicle axle attacking train and Transverse forces are transferable.
Aufgrund der variierbaren Stabilisatorfunktionalität ist im Bereich einer Fahrzeugachse, d. h. insbesondere im Bereich einer Nutzfahrzeugstarrachse, ein Verschränkungswinkel zwischen Rädern der Fahrzeugachse, der die Lenkervorrichtung nach der Erfindung zugeordnet ist, betriebszustandsabhängig veränderbar, womit einerseits ein Abheben eines Rades einer Fahrzeugachsenseite auf konstruktiv einfache und kostengünstige Art und Weise vermeidbar ist und andererseits eine Wankneigung des Fahrzeugaufbaus während eines schnelleren Straßenbetriebs aufgrund einer höheren Federrate des Vierpunktlenkers, die vorzugsweise auf dem Niveau eines einstückig ausgeführten Vierpunktlenkers liegt, geringer darstellbar ist.Due to the variable stabilizer functionality is in the range of a vehicle axle, d. H. in particular in the area of a utility vehicle axle, a Verschränkungsungswinkel between wheels of the vehicle axle, which is assigned to the link device according to the invention, depending on the operating state variable, which on the one hand lifting a wheel of a vehicle axle side in a structurally simple and inexpensive way is avoidable and on the other hand, a tendency to roll of the vehicle body during a faster road operation due to a higher spring rate of the four-point link, which is preferably at the level of a one-piece running four-point link, is less representable.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.Further advantages and advantageous embodiments of the subject invention emerge from the claims and the embodiments described below with reference to the drawing, wherein in the description of the various embodiments in favor of clarity for construction and functionally identical components, the same reference numerals are used.
Es zeigt:It shows:
Da der Vierpunktlenker
Jeweils zwei Lenkerelemente
Die Teillenkereinrichtungen
In der ersten Schaltstellung der Verbindungseinrichtung
Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, dass jeweils die Lenkerelemente
Bei der in
Während eines Umschaltvorgangs der Verbindungseinrichtung
Die Trägerelemente
Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, den Scherenmechanismus der Verbindungseinrichtung
Der doppelt wirkende Hydraulikzylinder
In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Verbindungseinrichtung
Dem in
Der Verbindungseinrichtung
Das Koppelelement
Sowohl der Führungsbereich
Das Koppelelement bzw. der Bolzen
In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles besteht auch die Möglichkeit, das Koppelelement über einen anderen linear wirkenden Aktuator, wie beispielsweise eine Bewegungsschraube oder dergleichen zu betätigen.Depending on the respective application, it is also possible to actuate the coupling element via another linearly acting actuator, such as a motion screw or the like.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrzeugachsevehicle axle
- 22
- VierbalgluftfederVierbalgluftfeder
- 33
- Fahrzeugaufbauvehicle body
- 44
- Lenkervorrichtunghandlebar device
- 55
- VierpunktlenkerFour-point link
- 5A bis 5D5A to 5D
- Lenkerelementlink element
- 6A, 6B6A, 6B
- Anbindungspunktaccess point
- 7A, 7B7A, 7B
- Anbindungspunktaccess point
- 8A, 8B8A, 8B
- TeillenkereinrichtungPart arm means
- 99
- Verbindungseinrichtungconnecting device
- 10A, 10B10A, 10B
- TeillenkereinrichtungPart arm means
- 1111
- Drehpunktpivot point
- 1212
- Trägerelementsupport element
- 12A12A
- Eingriffsbereichengagement area
- 1313
- Trägerelementsupport element
- 13A13A
- Eingriffsbereichengagement area
- 1414
- Eingriffsbereichengagement area
- 1515
- Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
- 16, 1716, 17
- Verbindungsbereichconnecting area
- 1818
- Koppelelementcoupling element
- 1919
- Aufnahmebereichreception area
- 20, 2120, 21
- Radwheel
- 2222
- Führungsbereich des KoppelelementesGuide region of the coupling element
- 2323
- Führungsbereich des AufnahmebereichesGuidance area of the reception area
- D1, D2D1, D2
- Drehachseaxis of rotation
- E1, E2E1, E2
- Trennebeneparting plane
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102005043176 A1 [0003] DE 102005043176 A1 [0003]
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-
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- 2009-08-19 DE DE102009028641A patent/DE102009028641A1/en not_active Withdrawn
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