DE69832762T2

DE69832762T2 - Lenkwinkel-Korrekturmechanismus

Info

Publication number: DE69832762T2
Application number: DE69832762T
Authority: DE
Inventors: Stephen Carl Henderson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-08-02
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2018-08-01
Also published as: DE69832762D1; ATE312747T1; EP0894696A3; EP0894696B1; EP0894696A2; GB9716341D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Lenkung von Räderfahrzeugen und insbesondere einen Mechanismus, Lenkunregelmäßigkeiten zu korrigieren, die aus Bewegungen in Radaufhängungssystemen herrühren. Die Erfindung ist im Allgemeinen auf die Lenkung von verschiedenen Formen von Straßen- und geländegängigen Fahrzeugen anwendbar, einschließlich Personenkraftwagen, bei denen diese Lenkunregelmäßigkeiten auftreten können, jedoch ist sie angewendet auf lenkbare Anhänger von besonderem Wert und wird deshalb insbesondere unter Bezugnahme auf solche lenkbaren Anhänger ausführlicher beschrieben.
Es ist ein gemeinsames Merkmal von mehrachsigen Fahrzeuganhängern, dass, sofern nicht Vorkehrungen getroffen wurden, die Räder um einzelne oder gemeinsame, im Allgemeinen vertikale Achsen verschwenken können, übermäßiger Verschleiß auf den Fahrzeugreifen auftritt, wenn der Anhänger um Kurven gezogen wird. Verschiedene Vorschläge wurden deshalb gemacht, wobei die Anhängerräder aktiv in dieser Richtung verschwenkt, d. h. gelenkt werden, als Reaktion auf die Lenkung des Zugfahrzeugs. Typischerweise wird dieses Lenken durch Einleiten einer linearen Lenkbewegung erreicht, im Allgemeinen parallel zu der Länge des Anhängers, als Reaktion auf die relative Winkelbewegung des Zugfahrzeuges und des Anhängers. Beispielhaft beschreibt und veranschaulicht die US-Patentschrift US-5,207,443-A einen Anhängerlenkmechanismus, bei dem die Länge eines Lenkarms zwischen zwei Verschwenkungspunkten, die mit dem Zugfahrzeug bzw. dem Anhänger verbunden sind, sich als Reaktion auf die relative Verschwenkung des Zugfahrzeuges und des Anhängers verändert, was gleichzeitig zu einer Winkelbewegung des Lenkarms führt, der wiederum ein vorderes Paar von Anhängerrädern lenkt.
Viele Radaufhängungssysteme, insbesondere vom Typ Blattfeder, sind jedoch so aufgebaut, dass sie um eine im Allgemeinen horizontale Achse, die bzgl. der Radachse nach vorne oder nach hinten versetzt ist, als Reaktion auf eine vertikale Bewegung des Rades über Unebenheiten in der Fahrbahnoberfläche verschwenken. Das sich ergebende Schwingen der Radachse um den horizontalen Schwenkpunkt führt zu einer linearen Bewegung in dem Anhängerlenkarm, was wiederum zu einem Verschwenken des Rades, d. h. einem unerwünschten Lenken, führen kann. Dieser selbe Effekt kann bei Personenkraftwagen oder bei Nutzfahrzeugen mit Ausnahme von Anhängern auftreten, wird jedoch in diesen Fällen leicht durch den Fahrer durch Anwenden einer Korrekturbewegung auf das Lenkrad ausgeglichen.
Die Patentschrift US 4,465,292 beschreibt ein Fahrzeug mit einem Lenkmechanismus nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei dem ein Ausgleichsverbindungsglied vorhanden ist; das die Lenksteuereinrichtung und die Achse verbindet, mit dem Ziel, den Nachteil der der relativen Bewegung des Fahrgestells und der Achse zuordenbare Lenkbewegung zu überwinden oder zu reduzieren.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mechanismus bereit zu stellen, wodurch ein derartiges ungewolltes Lenken eines Räderfahrzeugs als Reaktion auf Unebenheiten in der Fahrbahnoberfläche reduziert oder beseitigt werden kann.
Der Lenkmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Lenkverbindungsglied auf, das zwischen einem primären Lenkantrieb und einem Lenkarm verläuft, der mit einem Rad des Räderfahrzeugs gekoppelt ist, und ist gekennzeichnet durch ein Mittel zum Variieren der räumlichen Position relativ zu dem primären Lenkantrieb entweder für die Verbindung des Lenkverbindungsglieds mit dem primären Lenkantrieb oder die Verbindung des Lenkverbindungsglieds mit dem Lenkarm als Reaktion auf die vertikale Bewegung des Rades, wobei dieses Mittel entweder eine Drehpunkt-gelagerte Halterung für die Verbindung oder eine Lagerung für die lineare Bewegung der Verbindung entlang einer Gleitbahn oder eines anderen eingeengten linearen Raums umfasst.
Wie oben angedeutet ist der Lenkmechanismus der vorliegenden Erfindung angewendet auf die Lenkung von mehrachsigen Anhängern von besonderem Vorteil. Eine vorteilhafte Ausführungsform eines solchen Anhängers weist ein Unterfahrgestell auf, das um einen im Wesentlichen vertikalen Drehpunkt herum verschwenkbar mit einem dem Zugfahrzeug zugeordneten Hauptfahrgestell gekoppelt ist. Da das Unterfahrgestell relativ zum Hauptfahrgestell als Reaktion auf eine Änderung der Bewegungsrichtung des Zugfahrzeugs verschwenkt, wird ein Lenkverbindungsglied, das sich von dem Fahrgestell erstreckt, durch das Fahrgestell in Längsrichtung auf einen Führungsarm oder ein anderes Mittel zum Verschwenken des lenkbaren Rades hin oder von diesem weg bewegt und dreht dadurch das Rad in der gewünschten Lenkrichtung. Die normale vertikale Bewegungsfreiheit des Rades als Reaktion auf Fahrbahnunebenheiten kann jedoch innerhalb der Grenzen der Radaufhängung zu einer Linearbewegung des Lenkverbindungsgliedes führen, was möglicherweise das Rad aus seiner gewünschten Lenkrichtung ablenken könnte. Bei dem Mechanismus der vorliegenden Erfindung kann der Verbindungspunkt des Lenkverbindungsgliedes an dem Fahrgestell oder an dem Lenkarm sich relativ zu dem Fahrgestell oder zu dem Lenkarm bewegen und dadurch die Bewegung des Verbindungsgliedes, die durch die Radaufhängung verursacht ist, aufnehmen und ausgleichen, wodurch ein ungewolltes Lenken des Rades vermieden wird.
In einer weiteren Form einer bekannten Einrichtung zum Lenken eines mehrachsigen Anhängers kann das Lenken des Anhängers durch Mittel von einem oder mehreren verlängerten Antriebsverbindungsgliedern bewirkt werden, die von dem Verschwenkungspunkt des Anhängers zu dem Zugfahrzeug hin betätigt werden. In diesem Fall ist der Bedarf nach einem Anhängerunterfahrgestell entbehrlich und die lenkbaren Räder werden durch die Linearbewegung des/der verlängerten Antriebsverbindungsglieder als Reaktion auf die Winkeländerung zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger gelenkt. Der Mechanismus der vorliegenden Erfindung arbeitet auf die gleiche Art und Weise wie oben beschrieben, dadurch, dass die von der Radaufhängung verursachte Bewegung des Lenkverbindungsgliedes durch die Bewegung des Verbindungspunktes des Lenkverbindungsgliedes mit dem primären Lenkantrieb oder mit dem Lenkarm ausgeglichen wird.
Das Bewegen des Punktes, an dem das Lenkverbindungsglied mit der Lenkvorrichtung verbunden ist, kann mit Hilfe eines linearen Verbindungsgliedes erfolgen, das von der Radaufhängung zu dem Verbindungspunkt des Lenkverbindungsgliedes verläuft. Beispielhaft können die benachbarten Enden des Lenkverbindungsgliedes und dieses Verbindungsglied zusammen auf einer Drehpunkt-gelagerten oder verschieblichen Platte befestigt sein. Das Verbindungsglied kann als Reaktion auf im Allgemeinen vertikale Schwenkbewegungen der Radaufhängung durch Befestigen des Endes des Verbindungsgliedes direkt auf der Radachse bewegt werden.
Die Erfindung wird nun weiter lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben und veranschaulicht, in denen:
1 eine schematische Draufsicht eines dreiachsigen Lastanhängers gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
2 eine schematische Seitenansicht des Anhängers aus 1 ist.
Der dargestellte Anhänger weist einen Hauptanhängeraufbau 10 auf, der Drehpunkt- gelagert auf einem Unterfahrgestell 11 auf eine Drehscheibe gestützt ist, die einen oberen Abschnitt 12 aufweist, der an dem Anhängeraufbau befestigt ist und der mit einem unteren Abschnitt 13 in Eingriff steht, der an dem Unterfahrgestell befestigt ist. Der Anhänger weist sechs Räder auf, die aus lenkbaren Vorderrädern 14, lenkbaren Hinterrädern 15 und einem Paar von nicht lenkbaren Rädern 16 zusammengesetzt sind. Die Vorderräder 14 werden über einen Lenkarm 17 gelenkt, der an dem linken Rad angelenkt ist, das wiederum mit dem anderen Vorderrad über eine Spurstange 18 verbunden ist. Die Hinterräder 15 werden auf eine ähnliche Art und Weise über einen Lenkarm 19 und eine Spurstange 20 gelenkt.
Von dem Drehscheibenbereich 12 nach unten erstrecken sich ein Paar von parallelen Flanschen 21. Damit schwingen, wenn der Hauptanhängeraufbau 10 relativ zu dem Unterfahrgestell 11 als Ergebnis des Einlenkens des Zugfahrzeuges in eine Kurve verschwenkt wird, die Flansche 21 mit dem Anhängeraufbau 10 und ändern dadurch ihre Orientierung relativ zu dem Unterfahrgestell 11, wie in 1 sichtbar. Die Flansche 21 sind über Lenkverbindungsglieder 22 mit den Lenkarmen 17 bzw. 19 verbunden und lenken dadurch das entsprechende Paar von Rädern 14 bzw. 15, um zu ermöglichen, dass der Anhänger dem Zugfahrzeug ohne Beschädigung der Reifen folgt, die sonst auftreten könnte.
Die Räder des Anhängers sind auf Achsstützarmen 23 befestigt, die an Schwenkungspunkten 24 vor den entsprechenden Achsen angelenkt sind und mittels pneumatischer Federn 29 gefedert sind. Dadurch schwingt, wenn eines der Räder über einen Hügel oder eine ähnliche Unebenheit in der Fahrbahnoberfläche fährt, die zugehörige Radachse um den Schwenkungspunkt 24 nach oben, wodurch dem verbundenen Lenkverbindungsglied 22 eine Längskraft mitgegeben wird, die dazu neigt, ein Aussteuern des Rades aus der gewünschten Ausrichtung zu verursachen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieser Neigung mit Hilfe der Verbindungsglieder 25 entgegengewirkt.
Die Verbindungsglieder 25 verlaufen im Allgemeinen in derselben allgemeinen Richtung wie die entsprechenden Lenkverbindungsglieder 22. Jedes Verbindungsglied 25 ist an einem Ende durch eine schwenkbare Befestigung 26 auf der zugehörigen Radachse 27 und an seinem anderen Ende auf den Flanschen 21 des Drehscheibenabschnitts 12 befestigt. Genauer gesagt sind ein Paar von starren Klappen 28 um parallele im Allgemeinen horizontale Achsen zwischen den Flanschen 21 angelenkt und auf jeder Klappe 28 sind die benachbarten Enden eines Lenkverbindungsgliedes 22 und eines Verbindungsgliedes 25 befestigt.
Wenn eine Fahrbahnunebenheit dazu führt, dass eine der Achsen 27 um den zugehörigen Verschwenkungspunkt 24 schwingt, führt die sich ergebende Linearbewegung des Verbindungsgliedes 25 dazu, dass die betreffende Klappe 28 verschwenkt und dadurch das benachbarte Ende des Lenkverbindungsgliedes 22 in einem ähnlichen Umfang bewegt. Auf diese Art und Weise wird die Neigung des Lenkverbindungsgliedes 22, den Lenkarm 17 als Reaktion auf die Bewegung in der Radaufhängung zu bewegen, ausgeglichen und jegliches sich ergebende ungewünschte Lenken der zugehörigen Räder vermieden.

Claims

Lenkmechanismus zum Korrigieren von Lenkabnormalitäten in einem Räderfahrzeug (10), die durch die im wesentlichen vertikale Bewegung in einer Radaufhängung auf Grund von Unebenheiten in einer Fahrbahnoberfläche entstehen, wobei der Mechanismus ein Lenkverbindungsglied (22) umfasst, das zwischen einem primären Lenkantrieb (12, 21) und einem Lenkarm (17, 19) verläuft, der mit einem Rad (14, 15, 16) des Räderfahrzeugs (10) gekoppelt ist, gekennzeichnet durch ein Mittel (25, 28) zum Variieren der räumlichen Position relativ zu dem primären Lenkantrieb (12, 21) entweder für die Verbindung des Lenkverbindungsglieds (22) mit dem primären Lenkantrieb (12, 21) oder die Verbindung des Lenkverbindungsglieds (22) mit dem Lenkarm (17, 19) als Reaktion auf die vertikale Bewegung des Rades (14, 15, 16), wobei dieses Mittel entweder eine drehpunktgelagerte Halterung für die Verbindung oder eine Lagerung für die lineare Bewegung der Verbindung entlang einer Gleitbahn oder eines anderen eingeengten linearen Raums umfasst.
Lenkmechanismus nach Anspruch 1, wobei das Räderfahrzeug ein Anhänger (10) ist, der von einem Zugfahrzeug gezogen wird.
Lenkmechanismus nach Anspruch 2, wobei der primäre Lenkantrieb ein Anhänger-Unterfahrgestell (11) umfasst, das um einen im wesentlichen vertikalen Drehpunkt herum verschwenkbar mit einem dem Zugfahrzeug zugeordneten Hauptfahrgestell gekoppelt ist.
Lenkmechanismus nach Anspruch 3, wobei das Lenkverbindungsglied (22) über das Mittel (28) mit dem Hauptfahrgestell verbunden ist, um die räumliche Position der Verbindung zu variieren.
Lenkmechanismus nach Anspruch 2, wobei der primäre Lenkantrieb ein oder mehrere verlängerte Antriebsverbindungsglieder umfasst, die von dem Verschwenkungspunkt des Anhängers (10) zu dem Zugfahrzeug hin betätigt werden.
Lenkmechanismus nach Anspruch 5, wobei das Lenkverbindungsglied (22) über das Mittel (28) mit dem primären Lenkantrieb (12, 21) verbunden ist, um die räumliche Position der Verbindung zu variieren.
Lenkmechanismus nach Anspruch 3 oder Anspruch 5, wobei das Lenkverbindungsglied (22) über das Mittel (28) mit dem Lenkarm (17, 19) verbunden ist, um die räumliche Position der Verbindung zu variieren.
Lenkmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Variieren der räumlichen Position mit Hilfe eines linearen Verbindungsglieds (25) erfolgt, das von der Radaufhängung (27) zu der Verbindung des Lenkverbindungsglieds (22) mit dem primären Lenkantrieb (12, 21) verläuft.
Lenkmechanismus nach Anspruch 8, wobei benachbarte Enden des Lenkverbindungsglieds (22) und des linearen Verbindungsglieds (25) zusammen auf einer drehpunktgelagerten (28) oder verschieblichen Platte befestigt sind.
Lenkmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Ende des linearen Verbindungsglieds (25) direkt auf der Radachse (27) befestigt ist.