DE3102194A1 - TRAILER WHEEL STEERING SYSTEM - Google Patents
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Description
34 496 p/hl34 496 p / hl
AB Volvo,AB Volvo,
Göteborg / SchwedenGothenburg / Sweden
Anhängerrad-LenksystemTrailer wheel steering system
Die Erfindung bezieht sich auf ein Anhängerrad-Lenksystern für mit einem Anhänger versehene Fahrzeuge, wie beispielsweise sogenannte Gliederfahrzeuge, beispielsweise Gliederomnibusse, wobei dieser Anhänger über eine Gelenkkupplung mit dem ziehenden Fahrzeug verbunden ist und wobei dieses System eine zwischen der Gelenkkupplung und den lenkbaren Rädern des Anhängers gekoppelte Transmissionseinrichtung umfaßt, die so angeordnet ist, daß sie den Lenkwinkel der Anhängerräder in Abhängigkeit von dem Anlenkwinkel zwischen dem ziehenden Fahrzeug und dem Anhänger regelt.The invention relates to a trailer wheel steering system for vehicles with a trailer, such as so-called articulated vehicles, such as articulated buses, this trailer is connected to the towing vehicle via an articulated coupling and this System a transmission device coupled between the articulated coupling and the steerable wheels of the trailer which is arranged so that it the steering angle of the trailer wheels as a function of the pivot angle between the towing vehicle and the trailer.
Bei bekannten Motorfahrzeugen dieser Art, wie beispielsweise bei sogenannten Gliederomnibussen, erfolgt die Übertragung zwischen der Gelenkverbindung zwischen Anhänger und Zugfahrzeug und den Anhängerrädern so, daß das Verhältnis zwischen dem Anlenkwinkel zwischen Zugfahrzeug und Anhänger und der Lenkwinkel der Anhängerräder im we-In known motor vehicles of this type, such as so-called articulated buses, the transmission takes place between the articulated connection between the trailer and the towing vehicle and the trailer wheels so that the relationship between the articulation angle between the towing vehicle and the trailer and the steering angle of the trailer wheels
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sentlichen konstant ist, d.h. die Lenkung erfolgt im wesentlichen linear. Ein Vorteil derart gesteuerter Anhängerräder im Vergleich zu nicht-gesteuerten Anhängerrädern besteht darin, daß das Wenden des Fahrzeuges, d.h. die Fläche zwischen dem äußeren und inneren Wendekreis des Fahrzeuges bei einem Wendevorgang bei gelenkten Anhängerrädern wesentlich kleiner ist als bei nicht gelenkten Anhängerrädern. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß gelenkte Anhängerräder einen größeren Auswahlumfang hinsichtlich der Längsanordnung der Anhängerachse bei einem Anhänger bestimmter Länge vorsieht.essential is constant, i.e. the steering is essentially linear. An advantage of being controlled in this way Trailer wheels compared to non-steered trailer wheels is that turning the vehicle, i.e. the area between the outer and inner turning circle of the vehicle when turning when the vehicle is being steered Trailer wheels is much smaller than with non-steered trailer wheels. Another advantage is that steered trailer wheels offer a greater range of options with regard to the longitudinal arrangement of the trailer axle a trailer of a certain length.
Der wesentliche Nachteil einer linearen Lenkung der Anhängerräder besteht im Umfang des Überstreichens beispielsweise einer Bordsteinkante durch das Fahrzeug, wenn das Fahrzeug sich mit dem Anhänger von einer Omnisbushaltestelle wegbewegt. Dieses Überstreichen stellt eine Gefahr für die Passanten dar und ist bei nicht gelenkten Anhängerrädern größer. Außerdem ist bei hohen Geschwindigkeiten die Fahrzeugstabilität schlecht. Je größer das Lenkverhältnis ist, um so schlechter ist die Stabilität.The main disadvantage of a linear steering of the trailer wheels is the extent of the sweep, for example a curb by the vehicle when the vehicle is with the trailer from a bus stop moved away. This painting over poses a danger to passers-by and is not directed at those who are not guided Trailer wheels bigger. In addition, vehicle stability is poor at high speeds. The bigger that Steering ratio, the worse the stability.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Lenksystem der zuvor genannten Art zu erzielen, welches die Vorteile der gelenkten Anhängerräder mit den Vorteilen der nicht gelenkten Anhängerräder vereinigt, jedoch die vorgenannten Nachteile vermeidet.Therefore, the invention is based on the object to achieve a steering system of the type mentioned above, which the Advantages of the steered trailer wheels combined with the advantages of the non-steered trailer wheels, but the aforementioned Avoids disadvantages.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Transmissionseinrichtung einen progressiv wirkenden Lenkergestängemechanismus umfaßt, welcher ein höheres Verhältnis zwischen dem Anlenkwinkel und dem Lenkwinkel bei einem kleinen Anlenkwinkel vorsieht und welcher sukzessive dieses Verhältnis mit Zunahme des Anlenkwinkels reduziert.This object is achieved according to the invention in that the transmission device comprises a progressively acting linkage mechanism, which is a higher Provides relationship between the pivot angle and the steering angle at a small pivot angle and which successively this ratio is reduced with an increase in the articulation angle.
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Der progressiv wirkende Mechanismus kann so dimensioniert werden, daß der Lenkwinkel der Anhängerräder bei einem Anlenkwinkel bis zu nahezu 10° 1° oder weniger beträgt und danach progressiv derart zunimmt, daß er so groß wie bei linear gelenkten Anhängerrädern ist, wenn der Anlenkwinkel, d.h. der Winkel zwischen den Längsachsen des Zugfahrzeuges und des Anhängers nahezu 40° beträgt. Dies zieht nach sich, daß bei einem vollen Wenden des Fahrzeugs die Wendefläche für ein Gliederfahrzeug, d.h. ein Fahrzeug mit Anhänger mit progressiv gelenkten Rädern dieselbe ist wie die Wendefläche eines Fahrzeuges mit linear gelenkten Rädern, während andererseits das überstreichen der Haltestelle für Fahrzeuge mit progressiv gelenkten Rädern beträchtlich kleiner ist. Die Fahrzeugstabilität des Fahrzeuges mit progressiv gelenkten Rädern ist bei hohen Geschwindigkeiten vergleichbar mit der Stabilität eines Gliederfahrzeuges mit nicht gelenkten Anhängerrädern, da der Lenkwinkel der Anhängerräder bei kleinen Anlenkwinkeln, die bei hohen Geschwindigkeiten in Frage kommen, praktisch Null ist.The progressively acting mechanism can be dimensioned so that the steering angle of the trailer wheels at a Articulation angle is up to almost 10 ° 1 ° or less and then increases progressively so that it is as large as for linearly steered trailer wheels, if the pivot angle, i.e. the angle between the longitudinal axes of the Towing vehicle and the trailer is almost 40 °. This means that when the vehicle is fully turned the turning area for an articulated vehicle, i.e. a vehicle with a trailer with progressively steered wheels, is the same like the turning area of a vehicle with linearly steered wheels, while on the other hand the crossing of the bus stop for vehicles with progressively steered wheels is considerably smaller. The vehicle stability of the vehicle with progressively steered wheels is comparable to the stability of an articulated vehicle at high speeds with non-steered trailer wheels, as the steering angle of the trailer wheels at small steering angles, which come into question at high speeds is practically zero.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch da gestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt: Further details, features and advantages of the invention emerge from the following description of the FIGS Drawings purely schematically there provided exemplary embodiments. It shows:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Anhängerchassis für einen Gliederbus mit einer Ausführungsform eines progressiven Lenksystems entsprechend der Erfindung,Fig. 1 is a plan view of a trailer chassis for an articulated bus with an embodiment of a progressive Steering system according to the invention,
Fig. 2 und 3 schematische Ansichten des Lenkergestängesystems der Fig. 1 mit der Darstellung der Funktion der verschiedenen Gelenkverbirdungen zwischen dem ziehenden Fahrzeug und dem gezogenen Fahrzeug, d.h. dem Anhänger,FIGS. 2 and 3 are schematic views of the linkage system of FIG. 1 showing the function the various articulations between the towing vehicle and the towed vehicle, i.e. the trailer,
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Fig. 4 ein Diagramm des Lenkwinkels bei verschiedenen Anlenkwinkeln des Systems gemäß Fig. 2 und 3,4 shows a diagram of the steering angle at different articulation angles of the system according to FIGS. 2 and 3,
Fig. 5 eine schematische Ansicht mit der Darstellung des Wendebereiches und der Fahrspur eines linear gelenkten Gliederbusses an einer Haltestelle und5 is a schematic view showing the turning area and the lane of a linear steered articulated bus at a stop and
Fig. 6 die Ansicht gemäß Figur 5 für einen Gliederbus mit progressiver Lenkung.6 shows the view according to FIG. 5 for an articulated bus with progressive steering.
Das Anhängerchassis des Gliederbusses, welches allgemein mit 1 bezeichnet ist, ist auf herkömmliche Weise mit einem hier nicht dargestellten Chassis eines ziehenden Fahrzeuges verbunden. In Figur 1 ist das Drehzentrum zwischen dem ziehenden Fahrzeug und dem gezogenen Fahrzeug, d.h. dem Anhänger, mit dem Bezugszeichen 2 versehen. Ein Ende einer Lenkerstange 4 ist bei 3 in einem Abstand vom Drehzentrum 2 mit dem ziehenden Fahrzeug verbunden. Durch diese Anordnung wird die Lenkerstange 4 relativ zum Anhängerchassis 1 für den Fall in Längsrichtung bewegt, daß eine Gelenkbewegung zwischen dem ziehenden Fahrzeug und dem Anhänger erfolgt. Das andere Ende der Lenkerstange 4 ist gelenkig mit einem Hebel- oder Gestängesystem verbunden, welches allgemein mit 5 bezeichnet ist. Dieses Gestängesystem überträgt über eine Lenkerstange 6, einen Zwischenarm 8, welcher drehbar bei 7 gelagert ist, und eine Lenkstange 9 die Längsbewegung der Lenkerstange 4 auf einen Lenkstangenarm 10 auf der Radachse eines Rades 11 des Anhängerchassis. Die Bewegung des Lenkstangenarmes 10 wird auf herkömmliche Weise mittels Lenkarmen 13 und einer Parallelogrammstange 14, die an den Armen angelenkt ist, auf das zweite Rad 12 übertragen.The trailer chassis of the articulated bus, indicated generally at 1, is conventionally provided with a connected here to the chassis of a towing vehicle, not shown. In Figure 1 the center of rotation is between the pulling The vehicle and the towed vehicle, i.e. the trailer, are provided with the reference number 2. One end of a handlebar 4 is connected to the towing vehicle at 3 at a distance from the center of rotation 2. This arrangement will the handlebar 4 moves relative to the trailer chassis 1 in the longitudinal direction in the event that an articulated movement between the towing vehicle and the trailer. The other end of the handlebar 4 is articulated with one Lever or linkage system connected, which is generally denoted by 5. This linkage system transmits via a Handlebar 6, an intermediate arm 8, which is rotatably mounted at 7, and a handlebar 9 the longitudinal movement the handlebar 4 on a handlebar arm 10 on the axle of a wheel 11 of the trailer chassis. The movement of the Handlebar arm 10 is in a conventional manner by means of steering arms 13 and a parallelogram rod 14, which is attached to the Arms is articulated, transferred to the second wheel 12.
Das Gestängesystem 5 bildet einen progressiven Getriebemechanismus zwischen der Lenkerstange 4 und der Lenkerstange 6, so daß die Anfangsbewegung der Lenkerstange 4 aus einer Neutrallage, d.h. bei einem Anlenkwinkel von 0° zwischen dem ziehenden Fahrzeug und dem gezogenen Fahrzeug keine oder nur eine vernachlässigbare Bewegung der Lenker-The linkage system 5 forms a progressive gear mechanism between the handlebar 4 and the handlebar 6, so that the initial movement of the handlebar 4 from a neutral position, i.e. with a pivot angle of 0 ° between the towing vehicle and the towed vehicle no or only a negligible movement of the handlebars
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Stange 6 in Längsrichtung des ^nhängerchassis verursacht. Zu diesem Zweck umfaßt das Gestängesystem 5 ein sogenanntes "Watt-Gestänge" mit drei Lenkerstangen 20, 21 und 22, die in Z-Form aneinandergelenkt sind. Die Lenkerstangen und 22 sind drehbar in Lagern 23 und 24 des Anhängerchassis gelagert, während die Lenkerstange 6 gelenkig mit der Lenkerstange 21 verbunden ist. Die Bewegung der Lenkerstange 4 wird über einen V-förmigen Hebel 26, welcher in einem Lager 25 drehbar gelagert ist und eine Lenkerstange 27, die zwischen dem V-förmigen Hebel 26 und der Lenkerstange 21 gekuppelt ist, auf die Lenkerstange 21 übertragen.Rod 6 caused in the longitudinal direction of the trailer chassis. For this purpose, the linkage system 5 comprises a so-called "Watt linkage" with three handlebars 20, 21 and 22, which are articulated to one another in a Z-shape. The handlebars and 22 are rotatably mounted in bearings 23 and 24 of the trailer chassis, while the handlebar 6 is articulated with it the handlebar 21 is connected. The movement of the handlebar 4 is via a V-shaped lever 26, which in a bearing 25 is rotatably mounted and a handlebar 27, which is between the V-shaped lever 26 and the handlebar 21 is coupled, transferred to the handlebar 21.
Figuren 2 und 3 illustrieren schematische Ansichten des zuvor beschriebenen Lenksystems im neutralen Zustand und bei einem Anlenkwinkel von 40° aus dem neutralen Zustand nach rechts und nach links. Das dargestellte System ist so ausgelegt, daß die Räder 11, 12 mit einem Lenkwinkel von nahezu 18° angeordnet sind, wenn der Anlenkwinkel 40° beträgt. Das in Figur 4 dargestellte Diagramm stellt mehr im einzelnen dar, wie sich das Verhältnis zwischen dem Anlenkwinkel und dem Lenkwinkel des Steuersystems in Fig. 2 in Abhängigkeit vom Anlenkwinkel verändert. Beispielsweise ist das Verhältnis nahezu 10:1 bei einem Winkel von 10° und nimmt bei einem Anlenkwinkel von nahezu 40° erheblich auf nahezu 2:1 ab.Figures 2 and 3 illustrate schematic views of the steering system described above in the neutral state and at a pivot angle of 40 ° from the neutral state to the right and to the left. The system shown is designed in such a way that that the wheels 11, 12 are arranged with a steering angle of almost 18 ° when the pivot angle is 40 °. The diagram shown in Figure 4 shows in more detail how the relationship between the pivot angle and the steering angle of the control system in FIG. 2 is changed as a function of the articulation angle. For example the ratio is almost 10: 1 at an angle of 10 ° and increases significantly at a pivot angle of almost 40 ° to almost 2: 1.
Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Anlenkwinkel und dem Lenkwinkel kann leicht so verändert werden, daß die in Figur 4 dargestellte Kurve einen flacheren Verlauf nimmt. Dies kann beispielsweise mittels der mit dem Zwischenarm 8 gekoppelten Lenkstange 9 erfolgen, wenn diese näher am Lager 7 des Zwischenarms 8 am Chassis angelenkt wird, wie dies durch strichpunktierte Linien in Fig. 1 angedeutet ist. Auf diese Weise wird der Lenkwinkel bei einem Anlenkwinkel von nahezu 40° von nahezu 18° auf nahezu 6° reduziert.The transmission ratio between the pivot angle and the steering angle can easily be changed so that the in Figure 4 curve shown takes a flatter course. This can be done, for example, by means of the with the intermediate arm 8 coupled handlebar 9 take place when this is hinged closer to the bearing 7 of the intermediate arm 8 on the chassis, such as this is indicated by dash-dotted lines in FIG. In this way, the steering angle becomes at a pivot angle reduced from almost 40 ° from almost 18 ° to almost 6 °.
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Figuren 5 und 6 zeigen die Wendefläche und die Wendespur an einer Haltestelle für einen linear bzw. progressiv gelenkten Gliederbus, d.h. einen Bus, welcher mit einem Anhänger integriert ist. Dieser Gliederbus umfaßt ein ziehendes Fahrzeug 30 und einen gezogenen Anhänger 32, welcher mit gelenkten Rädern 31 versehen ist. In den Figuren bezeichnen das Bezugszeichen 33 eine Bordsteinkante, die Bezugszeichen 34 und 35 den äußeren bzw. inneren Wendekreis des Gliederbusses und das Bezugszeichen das Überstreichen eines Teils der Bordsteinkante und des Bürgersteigs durch Teile des Omnibusses. Wenn die beiden Figuren miteinander verglichen werden, ist erkennbar, daß die Wendefläche, d.h. die zwischen dem äußeren und inneren Wendekreis 34 bzw. 35 liegende Fläche für beide Omnibusse dieselbe ist, während der Umfang des Überstreichens beim progressiv gelenkten Bus wesentlich kleiner ist. Figuren 5 und 6 zeigen einen vollen Wendevorgang. Beim normalen Abwenden von der Haltestelle ist das überstreichen geringer als es in den Zeichnungen darge-.stellt ist.Figures 5 and 6 show the turning surface and the turning lane at a stop for a linear or progressive steered articulated bus, i.e. a bus that is integrated with a trailer. This articulated bus includes a towing vehicle 30 and a towed trailer 32 provided with steered wheels 31. In the Figures, the reference numeral 33 denotes a curb, the reference numerals 34 and 35 the outer and inner Turning circle of the articulated bus and the reference number the passing over of part of the curb and the sidewalk through parts of the bus. If the two figures are compared with each other, it can be seen that the turning surface, i.e. the surface lying between the outer and inner turning circle 34 and 35, for both buses are the same, while the amount of sweep in the progressively steered bus is substantial is smaller. Figures 5 and 6 show a full turning process. During normal turning away from the stop is the painting over less than it is shown in the drawings is.
Theoretisch würde es möglich sein, eine progressive Lenkung durch andere Mittel zu erzielen, wie beispielsweise durch Nockenschienen und Nockenfolgeglieder. Jedoch treten bei einer derartigen Lösung erhebliche Berührungsdrücke auf. Eine derartige Problematik wird durch das zuvor beschriebene System vermieden.In theory it would be possible to achieve progressive steering by other means, such as by cam rails and cam followers. However, considerable contact pressures occur with such a solution on. Such a problem is avoided by the system described above.
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