DE9015053U1

DE9015053U1 - Trucks, especially semi-trailers

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Publication number: DE9015053U1
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Priority date: 1990-11-02
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1991-01-17
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Description

Lastwagen, insbesondere SattelaufliegerTrucks, especially semi-trailers

Die Erfindung betrifft einen nicht spurgebundenen Lastwagen, insbesondere Sattelauflieger, mit zumindest einer passiv selbstspurenden Nachlauflenkachse.The invention relates to a non-track-bound truck, in particular a semi-trailer, with at least one passively self-tracking trailing steering axle.

Sattelauflieger für große Lasten bzw. mit langen Ladeflächen besitzen oftmals im Heckbereich angeordnete passiv selbstspurende Nachlauflenkachsen, vor denen in etwas größerem Abstand vom Heck des Sattelaufliegers unlenkbare Achsen angeordnet sind. Beim Durchfahren von Kurven in Vorwärtsfahrt wird der vom Sattelauflieger durchlaufene Weg praktisch nur durch das Zugfahrzeug sowie die unlenkbaren Achsen des Sattelaufliegers bestimmt. Die passiv selbstspurenden Nachlauflenkachsen passen sich jeweils selbsttätig dem vom Sattelauflieger durchlaufenen Weg an, d.h. sie lenken in entsprechender Weise aus. Dazu sind die Räder dieser Achsen mit hin-Semi-trailers for large loads or with long loading areas often have passive self-tracking steering axles arranged in the rear, in front of which unsteerable axles are arranged at a slightly greater distance from the rear of the semi-trailer. When cornering in forward motion, the path taken by the semi-trailer is practically only determined by the towing vehicle and the unsteerable axles of the semi-trailer. The passive self-tracking steering axles automatically adapt to the path taken by the semi-trailer, i.e. they steer accordingly. For this purpose, the wheels of these axles are equipped with

ROTERMUND MANITZ FINSTERWALD- HEYN · MORGANROTERMUND MANITZ FINSTERWALD-HEYN · MORGAN

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reichendem Nachlauf angeordnet, d.h. die im wesentlichen vertikalen Schwenkachsen, um die die Lenkräder bei Lenkbewegungen schwenken, durchsetzen die Aufstandsfläche des Fahrzeuges an einem Punkt, welcher in Draufsicht auf das Fahrzeug bei Vorwärtsfahrt vor den jeweiligen Lenkrädern liegt. Damit können die Lenkräder jeder Nachlauflenkachse bei Vorwärtsfahrt stabil geführt werden.sufficient caster, i.e. the essentially vertical pivot axes around which the steering wheels pivot during steering movements pass through the contact area of the vehicle at a point which, when viewed from above, is in front of the respective steering wheels when driving forward. This means that the steering wheels of each trailing steering axle can be guided stably when driving forward.

Anders liegen jedoch die Verhältnisse bei Rückwärtsfahrt. Denn jetzt besitzen die Lenkräder einen Vorlauf, mit der Folge, daß sie ohne besondere Maßnahmen unkontrolliert auslenken und bereits bei kurzer Rückwärtsfahrt extreme Lenkstellungen einnehmen.However, the situation is different when reversing. This is because the steering wheels now have a lead, with the result that they can steer uncontrollably without special measures and take on extreme steering positions even when reversing for a short time.

Um Derartiges zu verhindern, ist es grundsätzlich bekannt, die Lenkräder der Nachlauflenkachsen bei Rückwärtsfahrt in Geradeausstellung bzw. in einer der Geradeausstellung benachbarten Lage zu arretieren. Damit wird aber die Manövrierfähigkeit des Sattelaufliegers deutlich behindert, weil er nunmehr auf einer vergrößerten Anzahl unlenkbarer Achsen läuft.In order to prevent this from happening, it is generally known that the steering wheels of the self-steering axles should be locked in the straight-ahead position or in a position close to the straight-ahead position when reversing. However, this significantly impedes the manoeuvrability of the semi-trailer because it now runs on an increased number of unsteerable axles.

Des weiteren ist es grundsätzlich bekannt, die Räder von Sattelaufliegern mit einer Zwangslenkung zu versehen, wobei der Lenkwinkel der Lenkräder durch den Knickwinkel zwischen Zugfahrzeug und Sattelauflieger bestimmt wird. Auf diese Weise.lassen sich zwar auch bei Rückwärtsfahrt lenkkinematisch günstige Verhältnisse erzwingen, jedoch ist der konstruktive Aufwand vergleichsweise hoch.Furthermore, it is generally known to provide the wheels of semi-trailers with forced steering, whereby the steering angle of the steering wheels is determined by the articulation angle between the towing vehicle and the semi-trailer. In this way, favorable steering kinematic conditions can be forced even when reversing, but the construction effort is comparatively high.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, für Lastwagen mit passiv selbstspurenden Nachlauflenkachsen eine wesentliche Verbesserung der Manövrierfähigkeit bei Rückwärtsfahrt zu erreichen.Therefore, the object of the invention is to achieve a significant improvement in the maneuverability when reversing for trucks with passive self-tracking trailing steering axles.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an jeder Nachlauflenkachse ein zumindest im unbetätigten Zustand selbsthemmungsfreies motorisches Lenkstellaggregat angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that a motorized steering actuator which is self-locking at least in the non-actuated state is arranged on each trailing steering axle.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, für die Lenkräder der Nachlauflenkachsen eine willkürlich betätigbare Lenkung vorzusehen, welche prinzipiell unabhängig von der gegebenenfalls vorhandenen Lenkung vorderer Lenkachsen, bzw. unabhängig von der Lenkung eines Zugfahrzeuges oder - im Falle eines Sattelzuges - unabhängig von dem Knickwinkel zwischen Zugmaschine und Sattelauflieger betätigbar ist. Auch wenn die Lenkung der Nachlauflenkachsen bei komplizierteren Rangiermanövern nicht vollständig exakt eingestellt bzw. betätigt wird, läßt sich doch die Fahrtrichtung des Lastwagens bzw. Sattelaufliegers in sehr hilfreicher Weise aktiv beeinflussen. Dies gilt außer bei der Rückwärtsfahrt auch bei Rangiermanövern mit Vorwärtsfahrt. The invention is based on the general idea of providing a freely operable steering system for the steering wheels of the trailing steering axles, which can in principle be operated independently of the steering of the front steering axles, if present, or independently of the steering of a towing vehicle or - in the case of a semitrailer - independently of the articulation angle between the tractor and the semitrailer. Even if the steering of the trailing steering axles is not set or operated completely precisely during more complicated maneuvering maneuvers, the direction of travel of the truck or semitrailer can still be actively influenced in a very helpful way. This applies not only when reversing but also when maneuvering forwards.

Andererseits ist durch den selbsthemmungsfreien unbetätigten Zustand der Lenkung gewährleistet, daß bei normaler Vorwärtsfahrt keine unerwünschten Störungen auftreten können. In diesem Falle bewegt sich das Fahrzeug wie bei herkömmlichen Nachlauflenkachsen.On the other hand, the self-locking, non-actuated state of the steering ensures that no undesirable disturbances can occur during normal forward travel. In this case, the vehicle moves as with conventional self-steering axles.

Vorzugsweise ist das Lenkstellaggregat bzw. dessen Motorantrieb so ausgebildet, daß nur begrenzte Lenkkräfte erzeugt werden können, um jegliche Gefahr einer Beschädigung des Fahrzeuges zu vermeiden.Preferably, the steering actuator or its motor drive is designed so that only limited steering forces can be generated in order to avoid any risk of damage to the vehicle.

Zur Betätigung des Lenkstellaggregates bzw. der Lenkstellaggregate dienen zweckmäßigerweise nicht selbsthaltende Schalter, beispielsweise in Form federnder Drucktasten oder in eine Ausgangslage zurückfedernder Stellhebel. Damit kann in einfacher Weise gewährleistet werden, daß die motorische Lenkung der Nachlauflenkachsen nur bei Betätigung eines dieser Schalter betätigt wird bzw. bleibt.To operate the steering actuator or actuators, it is advisable to use non-self-holding switches, for example in the form of spring-loaded push buttons or control levers that spring back to their original position. This makes it easy to ensure that the motorized steering of the self-steering axles is only activated or remains activated when one of these switches is activated.

Als Stellaggregat dient bevorzugt ein doppeltwirkendes Verdrängeraggregat, welches jeweils zwischen einem unlenkbaren Teil der zugeordneten Nachlauflenkachse und einem Lenkgestängeteil angeordnet ist. Dementsprechend kann das Stellaggregat ausschließlich an achsseitigen Teilen untergebracht werden, d.h. die Konstruktion ist prinzipiell fahrzeugunabhängig.The actuating unit is preferably a double-acting displacement unit, which is arranged between a non-steerable part of the associated trailing steering axle and a steering rod part. Accordingly, the actuating unit can only be installed on axle-side parts, i.e. the design is essentially independent of the vehicle.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform verwiesen.Furthermore, with regard to preferred features, reference is made to the claims and the following description of a particularly expedient embodiment.

Dabei zeigtThis shows

Fig. 1 eine schematisierte Draufsicht auf einen Sattelzug,Fig. 1 is a schematic plan view of a semitrailer truck,

Fig. 2 eine ausschnittsweise Draufsicht auf eine Nachlauflenkachse undFig. 2 a partial plan view of a self-steering axle and

Fig. 3 ein Schaltbild des zugehörigen Lenkstellaggregates. Fig. 3 is a circuit diagram of the associated steering actuator.

Der in Fig. 1 dargestellte Sattelzug besteht in grundsätzlich bekannter Weise aus einem Zugfahrzeug 1 und einem Sattelauflieger 2, welcher mit dem Zugfahrzeug 1 mittels einer Sattelkupplung 3 gelenkig verbunden ist.The semitrailer shown in Fig. 1 consists, in a basically known manner, of a towing vehicle 1 and a semitrailer 2, which is articulated to the towing vehicle 1 by means of a fifth wheel coupling 3.

Im dargestellten Beispiel besitzt das Zugfahrzeug 1 eine lenkbare Vorderachse und zwei unlenkbare Hinterachsen.In the example shown, towing vehicle 1 has one steerable front axle and two non-steerable rear axles.

Der Sattelauflieger 2 besitzt zwei unlenkbare Achsen 4, welche in größerem Abstand vom Heck des Sattelaufliegers angeordnet sind, sowie zwei im Heckbereich angeordnete, passiv selbstspurende Nachlauflenkachsen 5, die bei Vorwärtsfahrt des Sattelzuges entsprechend dem Radius der jeweils durchfahrenen Kurve selbsttätig auslenken.The semi-trailer 2 has two unsteerable axles 4, which are arranged at a greater distance from the rear of the semi-trailer, as well as two passively self-tracking trailing steering axles 5 arranged in the rear area, which automatically steer according to the radius of the curve being traveled through when the semi-trailer moves forward.

Die Konstruktion der Nachlauflenkachsen 5 ist aus Fig. 2 genauer ersichtlich, in der die in Vorwärtsrichtung F rechte Seite einer Nachlauflenkachse 5 schematisiert dargestellt ist.The construction of the trailing steering axles 5 can be seen in more detail in Fig. 2, in which the right-hand side of a trailing steering axle 5 in the forward direction F is shown schematically.

Eine in Fahrzeuglängsrichtung angeordnete Schwinge 6 ist an ihrem in Fahrtrichtung F vorderen Ende um eine Querachse Q schwenkbar an einem nicht dargestellten Lagerbock gelagert, der seinerseits fest mit dem Chassis des Sattelaufliegers verbunden ist. Das andere Ende der Schwinge 6 ist durch ein Luftfederaggregat 7 am Chassis des Sattelaufliegers 2 abgestützt. A swing arm 6 arranged in the longitudinal direction of the vehicle is mounted at its front end in the direction of travel F so that it can pivot about a transverse axis Q on a bearing block (not shown), which in turn is firmly connected to the chassis of the semi-trailer. The other end of the swing arm 6 is supported by an air spring unit 7 on the chassis of the semi-trailer 2.

Die Schwinge 6 ist mit einer in Fahrzeugquerrichtung angeordneten Starrachse 8 fest verbunden, deren dem Rad 9 zugewandtes Ende in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne abgewinkelt ist. An diesem abgewinkelten Endteil der Starrachse 8 istThe swing arm 6 is firmly connected to a rigid axle 8 arranged in the transverse direction of the vehicle, the end of which facing the wheel 9 is angled forwards in the longitudinal direction of the vehicle. At this angled end part of the rigid axle 8

mittels eines scharnierartigen Gelenkes 10 mit im wesentlichen vertikaler Gelenkachse ein Radträger 11 schwenkbar angeordnet, derart, daß in der dargestellten Geradeausstellung des Rades 9 dessen Achse in der dargestellten Draufsicht eine Verlängerung der Starrachse 8 bildet.A wheel carrier 11 is pivotably arranged by means of a hinge-like joint 10 with a substantially vertical joint axis, such that in the straight position of the wheel 9 shown, its axis forms an extension of the rigid axle 8 in the top view shown.

Der dargestellte Radträger 11 ist in üblicher Weise durch ein Spurgestänge 12 mit dem entsprechenden Radträger auf der anderen Fahrzeugseite verbunden, derart, daß beide Radträger 11 der dargestellten Starrachse 8 bzw. die an diesen Radträgern 11 gelagerten Räder 9 jeweils in gleicher Richtung um die Achsen der Gelenke 10 auslenken.The wheel carrier 11 shown is connected in the usual way by a track rod 12 to the corresponding wheel carrier on the other side of the vehicle, such that both wheel carriers 11 of the rigid axle 8 shown or the wheels 9 mounted on these wheel carriers 11 each deflect in the same direction around the axes of the joints 10.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, liegt die Aufstandsfläche des Rades 9 auf dem Untergrund bei Vorwärtsfahrt in Fahrtrichtung F relativ zu dem Punkt, an dem die Gelenkachse des Gelenkes 10 den Untergrund durchstößt, nach rückwärts versetzt, d.h. das Rad 9 ist bezüglich des Gelenkes 10 mit Nachlauf angeordnet.As can be seen from Fig. 2, the contact area of the wheel 9 on the ground when driving forward in the direction of travel F is offset backwards relative to the point at which the joint axis of the joint 10 penetrates the ground, i.e. the wheel 9 is arranged with caster in relation to the joint 10.

Dieser Nachlauf bewirkt, daß die Räder 9 einer Nachlauflenkachse 5 bei Vorwärtsfahrt selbsttätig entsprechend dem Radius der jeweils durchfahrenen Kurve auslenken können.This caster means that the wheels 9 of a self-steering axle 5 can automatically deflect according to the radius of the curve being negotiated when driving forward.

Die Besonderheit der Erfindung liegt nun darin, daß an einem Radträger 11 jeder Nachlauflenkachse 5 ein Arm 11' angeordnet ist, der mit dem einen Ende eines doppeltwirkenden Kolben-Zylinder-Aggregates 13 gelenkig verbunden ist, dessen anderes Ende an der Starrachse 8 angelenkt ist.The special feature of the invention is that an arm 11' is arranged on a wheel carrier 11 of each trailing steering axle 5, which arm is articulated to one end of a double-acting piston-cylinder unit 13, the other end of which is articulated to the rigid axle 8.

Bei normaler Vorwärtsfahrt in Fahrtrichtung F bleibt dieses Kolben-Zylinder-Aggregat 13 unbetätigt und ungesperrt, d.h. die Lenkbewegungen der Radträger 11 bzw. der Räder der jeweiligen Nachlauflenkachse 5 werden in keiner Weise beeinflußt.During normal forward travel in the direction of travel F, this piston-cylinder unit 13 remains unactuated and unlocked, i.e. the steering movements of the wheel carriers 11 or the wheels of the respective trailing steering axle 5 are not influenced in any way.

Bei schwierigen Rangiermanövern mit geringer Fahrgeschwindigkeit und insbesondere bei Rückwärtsfahrt kann jedoch das Kolben-Zylinder-Aggregat 13 in der einen oder anderen Richtung betätigt werden, um die Räder 9 der zugeordneten Nachlauflenkachse 5 entsprechend auszulenken.However, during difficult maneuvering maneuvers at low driving speeds and particularly when reversing, the piston-cylinder unit 13 can be actuated in one direction or the other in order to deflect the wheels 9 of the associated trailing steering axle 5 accordingly.

Die Betriebsweise des Kolben-Zylinder-Aggregates 13 wird nachfolgend anhand der Fig. 3 erläutert.The mode of operation of the piston-cylinder unit 13 is explained below with reference to Fig. 3.

Im Kolben-Zylinder-Aggregat 13 werden vom Kolben 14 zwei Kammern 13' und 13" voneinander abgetrennt, die jeweils über Leitungen 15' und 15" über ein Steuerventil 16 mit der Druckleitung 17 einer Pumpe 18, die mittels eines Motors antreibbar ist, bzw. mit einer Leitung 20 verbunden werden können, die zu einem Hydraulikreservoir 21 führt. Die Druckleitung 17 ist über ein Druckbegrenzungsventil 22 ebenfalls mit dem Reservoir 21 verbindbar, so daß der Hydraulikdruck druckseitig der Pumpe 8 einen durch das Druckbegrenzungsventil 22 vorgegebenen Wert nicht zu überschreiten vermag.In the piston-cylinder unit 13, two chambers 13' and 13" are separated from each other by the piston 14, which can each be connected via lines 15' and 15" via a control valve 16 to the pressure line 17 of a pump 18, which can be driven by a motor, or to a line 20 that leads to a hydraulic reservoir 21. The pressure line 17 can also be connected to the reservoir 21 via a pressure relief valve 22, so that the hydraulic pressure on the pressure side of the pump 8 cannot exceed a value specified by the pressure relief valve 22.

In der dargestellten Normallage des Steuerventiles 16 sind beide Kammern 13' und 13" bzw. beide Leitungen 15* und 15" ebenso wie die Druckleitung 17 der Pumpe 18 mit der zum Reservoir 21 führenden Leitung 20 verbunden, so daß der Kolben 14 im Kolben-Zylinder-Aggregat 13 frei beweglich bleibt.In the normal position of the control valve 16 shown, both chambers 13' and 13" or both lines 15* and 15" as well as the pressure line 17 of the pump 18 are connected to the line 20 leading to the reservoir 21, so that the piston 14 in the piston-cylinder unit 13 remains freely movable.

Dementsprechend können die Räder der jeweiligen Nachlauflenkachse 5 (vgl. die Fig. 1 und 2) bei Vorwärtsfahrt in Fahrtrichtung F in Anpassung an die jeweiligen Fahrbedingungen ungehindert auslenken.Accordingly, the wheels of the respective trailing steering axle 5 (see Fig. 1 and 2) can freely deflect when driving forward in the direction of travel F in adaptation to the respective driving conditions.

Sobald das Steuerventil 16 entweder in die Stellung I oder II gebracht wird, ist jeweils eine der Kammern 13' bzw. 13" des Kolben-Zylinder-Aggregates 13 mit der Druckleitung 17 der Pumpe 18 verbunden, während die jeweils andere dieser Kammern 13' bzw. 13" über die Leitung 20 mit dem Reservoir 21 kommuniziert. Dementsprechend wird der Kolben 14 im Kolben-Zylinder-Aggregat 13 in der einen oder anderen Richtung mit Hydraulikdruck beaufschlagt, so daß das Kolben-Zylinder-Aggregat 13 in Fig. 2 die Räder der dargestellten Nachlauflenkachse 5 in der einen oder anderen Richtung auszulenken sucht.As soon as the control valve 16 is brought into either position I or II, one of the chambers 13' or 13" of the piston-cylinder unit 13 is connected to the pressure line 17 of the pump 18, while the other of these chambers 13' or 13" communicates with the reservoir 21 via the line 20. Accordingly, the piston 14 in the piston-cylinder unit 13 is subjected to hydraulic pressure in one direction or the other, so that the piston-cylinder unit 13 in Fig. 2 tries to deflect the wheels of the illustrated trailing steering axle 5 in one direction or the other.

Auf diese Weise besteht vor allem bei Rückwärtsfahrt die Möglichkeit, die Räder der Nachlauflenkachsen 5 in einer die jeweils gewünschte Fahrtrichtung unterstützenden Weise zu steuern.In this way, especially when reversing, it is possible to steer the wheels of the self-steering axles 5 in a manner that supports the desired direction of travel.

Die Betätigung des Steuerventiles 16 erfolgt über nicht selbsthaltende Schalter 23' und 23", die bevorzugt im Fahrerhaus des Zugfahrzeuges 1 an bzw. beim Lenkhandrad angeordnet sind. Solange der eine Schalter 23' betätigt wird, schaltet das Steuerventil 16 in die Stellung I, während es in die Stellung II schaltet, sobald der Schalter 23" betätigt wird. Werden diese Schalter losgelassen, so schaltet das Steuerventil 16 selbsttägig in die dargestellte Normallage zurück.The control valve 16 is actuated via non-self-holding switches 23' and 23", which are preferably arranged in the driver's cab of the towing vehicle 1 on or near the steering handwheel. As long as one switch 23' is actuated, the control valve 16 switches to position I, while it switches to position II as soon as switch 23" is actuated. If these switches are released, the control valve 16 automatically switches back to the normal position shown.

Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Räder der Nachlauflenkachsen 5 bei nichtbetätigten Schaltern 23' und 23" bei normaler Vorwärtsfahrt immer zwangsfrei ausgelenkt werden können.This ensures that the wheels of the self-steering axles 5 can always be freely deflected during normal forward travel when switches 23' and 23" are not activated.

Gegebenenfalls kann eine nicht dargestellte Sicherheitsschaltung vorgesehen sein, die eine Betätigung der Schalter 23" und 23" nur bei Rückwärtsfahrt und gegebenenfalls auch bei langsamer Vorwärtsfahrt zuläßt und die Schalter 23' und 23" im übrigen unwirksam schaltet.If necessary, a safety circuit (not shown) can be provided which only allows the switches 23" and 23" to be operated when reversing and, if necessary, also when driving slowly forwards, and otherwise deactivates the switches 23' and 23".

Abweichend von der Darstellung in Fig. 1 kann der Sattelauflieger 2 auch eine andere Achszahl aufweisen. Beispielsweise ist es denkbar, daß nur eine umlenkbare Achse 4 und/oder nur eine Nachlauflenkachse 5 angeordnet ist.Deviating from the illustration in Fig. 1, the semi-trailer 2 can also have a different number of axles. For example, it is conceivable that only one deflectable axle 4 and/or only one trailing steering axle 5 is arranged.

Claims

Expectations;

1. Non-track-bound trucks, in particular semi-trailers, with at least one passive self-tracking steering axle,

characterized,

that a motor-driven steering actuator (13) which is self-locking at least in the non-actuated state is arranged on the trailing steering axle (5).

2. Truck according to claim 1, characterized in

that the steering force that can be generated is limited (for example by a pressure relief valve 22).

3. Truck according to one of claims 1 or 2,
characterized in that the steering actuator is controlled by non-self-holding switches (23',23"),
which are preferably arranged in the driver's cab of the truck.

4. Truck according to one of claims 1 to 3,
characterized in that a double-acting displacement unit, in particular a piston-cylinder unit (13), is arranged as the steering actuating unit between a non-steerable axle part (8) and a steering linkage part or wheel carrier (11) of the respective trailing steering axle (5).

5. Truck according to one of claims 1 to 4,

characterized in that the steering actuator (13) only operates when driving slowly or when reversing
can be operated.