DE2945800A1 - STEERING SYSTEM FOR A VEHICLE - Google Patents

STEERING SYSTEM FOR A VEHICLE

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DE2945800A1
DE2945800A1 DE19792945800 DE2945800A DE2945800A1 DE 2945800 A1 DE2945800 A1 DE 2945800A1 DE 19792945800 DE19792945800 DE 19792945800 DE 2945800 A DE2945800 A DE 2945800A DE 2945800 A1 DE2945800 A1 DE 2945800A1
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steering
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Raffaele Leonardis
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Centro Ricerche Fiat SCpA
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Centro Ricerche Fiat SCpA
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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/08Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in a single plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle
    • B62D7/10Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in a single plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle with single-output steering gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G2200/00Indexing codes relating to suspension types
    • B60G2200/40Indexing codes relating to the wheels in the suspensions
    • B60G2200/44Indexing codes relating to the wheels in the suspensions steerable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2300/00Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60G2300/14Buses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

Exemplarcopy

paten'anws!!e p aten'anws !! e

Dip". Ing. H. Weidmann. Di(J. P'<« Dr. κ. Rndte Dte',. La. Γ. A. V-Vitar, Dip). Chei. B. HuberDip ". Ing. H. Weidmann. Di (J. P '<" Dr. κ. Rndte Dte',. La. Γ. A. V-Vitar, Dip). Chei. B. Huber

Dr.-lng. H. Liska Möhbfralje 22, 8000 München M Dr.-lng. H. Liska Möhbfralje 22, 8000 Munich M 9 Q / ί-~ β Π Ω9 Q / ί- ~ β Π Ω

CEHTHO RICERCHE PIAT S.p.A.
Strada Torino 50
Orbassano (Turin) Italien
CEHTHO RICERCHE PIAT SpA
Strada Torino 50
Orbassano (Turin) Italy

Lenksystem für ein FahrzeugSteering system for a vehicle

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit zwei unabhängig aufgehängten an Achsschenkelbolzen montierten durch ein Lenksystem lenkbaren Rädern, wobei das Lenksystem eine Lenksäule umfaßt, die über einen Untersetzungsmechanismus mit einem winkelverstellbaren Steuerhebel gekuppelt sind, der seinerseits über je eine Spurstange und einen Lenkarm mit den Achsschenkeln der lenkbaren Räder gekuppelt ist.The invention relates to a vehicle having two independently suspended kingpins mounted by a Steering system steerable wheels, the steering system comprising a steering column which is controlled by a reduction mechanism are coupled with an angle-adjustable control lever, which in turn has a tie rod and a steering arm is coupled to the steering knuckles of the steerable wheels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenksystem der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, das eine einfache Bauform besitzt, mit dem sich hohe Lenkwinkel erreichen lassen, wobei die Werte der Verschiebung zwischen den Schnittpunkten der Verlängerungen der Rotationsachse der lenkbaren Räder und der augenblicklichen Rotationsachse des Fahrzeuges innerhalb akzeptabler Grenzen gehalten wird, da eine derartige Verschiebung bekanntlich unerwünscht ist, weil sie bei Kurvenfahrt eine Verformung der Reifen der lenkbaren Räder und ein Gleiten auf der Straßenoberfläche zur Folge hat.The invention is based on the object of providing a steering system of the type described above that is simple Has a design with which high steering angles can be achieved, with the values of the shift between the Intersections of the extensions of the axis of rotation of the steerable wheels and the current axis of rotation of the vehicle is kept within acceptable limits, since such a shift is known to be undesirable, because when cornering they deform the tires of the steerable wheels and slide on the road surface has the consequence.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches beschriebenen Merkmale gelöst.The object on which the invention is based is described in the characterizing part of the patent claim Features solved.

Bei dem erfindungsgemäß gestalteten Lenksystem wird die effektive Länge jedes Lenkarmes (das ist die ProjektionIn the steering system designed according to the invention, the effective length of each steering arm (this is the projection

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■f' 29Ä5800■ f '29Ä5800

dieses Lenkarmes auf eine senkrecht zu der zugehörigen Spurstange verlaufende Linie) bei starkem Einschlag der lenkbaren Räder im Vergleich zur effektiven Länge des Lenkarmes bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges nur um einen kleinen Betrag verringert. Infolgedessen lassen sich große Lenkwinkel erzielen, ohne daß die auf die Bauteile des Lenksystems einwirkenden Kräfte außergewöhnlich stark anwachsen. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die Abmessungen der Bauteile des Lenksystems klein gehalten werden können.this steering arm on a perpendicular line to the associated tie rod) with strong impact of the steerable Wheels only by a small amount compared to the effective length of the steering arm when the vehicle is traveling straight ahead decreased. As a result, large steering angles can be achieved without affecting the components of the steering system acting forces grow exceptionally strong. This has the advantage that the dimensions of the components the steering system can be kept small.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:The invention is explained in more detail below with reference to the drawings:

Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Fahrzeuges und veranschaulicht die allgemeine Anordnung des Lenksystems,Fig. 1 shows a partially sectioned side view of a vehicle and illustrates the general Arrangement of the steering system,

Fig. 2 zeigt eine Fig.1 entsprechende Aufsicht,Fig. 2 shows a top view corresponding to Fig. 1,

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab eine schematische Aufsicht eines Teils des in Fig. 1 und 2 dargestellten Lenksystems,Fig. 3 shows, on an enlarged scale, a schematic plan view of part of that shown in Figs Steering system,

Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Teildarstellung von Fig. 3.FIG. 4 shows an enlarged partial illustration of FIG. 3.

In Fig. 1 und 2 ist ein Autobus 10 bekannter Bauart dargestellt, der für den Fahrgasttransport dient. Der Autobus 10 besitzt ein Paar lenkbarer Vorderräder 12, ein Paar lenkbarer Hinterräder 14 sowie ein Paar nicht lenkbarer Hinterräder 16, die die Antriebsräder des Autobusses bilden. Die Räder 12, 14 und 16 sind an dem Fahrzeugkörper des Autobusses 10 einzeln aufgehängt. So ist jedes Vorderrad 12 in bekannter Weise mit Hilfe eines an dem Fahrzeugkörper angelenkten Querlenkers 18 und eines teleskopischen Stoßdämpfers 20 aufgehängt. Die Vorderräder 12 befinden sich (in Fahrtrichtung gesehen) hinter dem Fahrersitz 22.In Fig. 1 and 2, a bus 10 of known type is shown, which is used for passenger transport. The bus 10 has a pair of steerable front wheels 12, a pair of steerable rear wheels 14, and a pair of non-steerable ones Rear wheels 16 which form the drive wheels of the bus. The wheels 12, 14 and 16 are on the vehicle body of the bus 10 hung individually. Thus, each front wheel 12 is in a known manner by means of one on the vehicle body hinged wishbone 18 and a telescopic shock absorber 20 suspended. The front wheels 12 are located (seen in the direction of travel) behind the driver's seat 22.

Das Lenksystem für die Vorderräder umfaßt eine gelenkige Lenksäule 24, die an ihrem oberen Ende ein vor dem Fahrersitz 22 gelegenes Lenkrad 26 trägt.The steering system for the front wheels comprises an articulated steering column 24 which, at its upper end, is a front of the driver's seat 22 located steering wheel 26 carries.

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Das untere Ende der Lenksäule 24 ist über ein Betätigungsorgan 28, eine Querstange 30, einen Servomechanismus 32 und eine gelenkige Steuerstange 34, die in der mittleren Längsebene B des Autobusses 10 liegt (Fig. 3)» mit einem Lenkgetriebe 36 verbunden.The lower end of the steering column 24 is via an actuator 28, a cross rod 30, a servomechanism 32 and an articulated control rod 34, which lies in the central longitudinal plane B of the bus 10 (FIG. 3) with a Steering gear 36 connected.

Das Lenkgetriebe 36 beinhaltet einen Untersetzungsmechanismus mit einer im wesentlichen vertikalen Ausgangswelle 42, die im Bereich der mittleren Längsachse B des Autobusses 10 angeordnet ist. Die Welle 42 ist mit dem vorderseitigen Ende 40 eines Steuerhebels 38 verbunden, der sich vor der mit A bezeichneten Achse befindet, die die Mittelpunkte der Vorderräder 12 miteinander verbindet. Wenn der Autobus 10 geradeaus fährt, liegt der Steuerhebel 38 parallel zu der mittleren Längsachse B des Fahrzeuges.The steering gear 36 includes a reduction mechanism having a generally vertical output shaft 42, which is arranged in the region of the central longitudinal axis B of the bus 10. The shaft 42 is with the front Connected end 40 of a control lever 38, which is located in front of the axis designated A, which is the center points the front wheels 12 connects to one another. When the bus 10 is traveling straight ahead, the control lever 38 is parallel to the central longitudinal axis B of the vehicle.

Das rückseitige Ende des Steuerhebels 38 besitzt eine kreuzartige Verbreiterung 44, an dessen einander gegenüberliegenden Seiten über Kugelgelenke 46 und 48 die Enden zweier Spurstangen 50 und 52 angelenkt sind (Fig. 3).The rear end of the control lever 38 has a cross-like widening 44, on the opposite sides of the ball joints 46 and 48 the ends two tie rods 50 and 52 are articulated (Fig. 3).

Die von dem Steuerhebel 38 abgewandten Enden der Spurstangen 50 und 52 sind über Kugelgelenkverbindungen 54 und 56 an die Enden zweier Lenkarme 58 und 60 angelenkt. Die anderen Enden der Lenkarme 58 und 60 sind in bekannter Weise fest mit den in der Zeichnung nicht dargestellten Achsschenkeln der Vorderräder 12 verbunden.The ends of the tie rods 50 and 52 facing away from the control lever 38 are connected via ball joint connections 54 and 56 hinged to the ends of two steering arms 58 and 60. The other ends of the steering arms 58 and 60 are in a known manner firmly connected to the steering knuckles, not shown in the drawing, of the front wheels 12.

Der Steuerhebel 38, die Spurstangen 50 und 52 sowie die Lenkarme 58 und 60 sind im wesentlichen in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet.The control lever 38, the tie rods 50 and 52 and the steering arms 58 and 60 are essentially in a common arranged horizontal plane.

Die Rotationszentren der Lenkarme 58 und 60, (die den Punkten entsprechen, in denen diese an den Achsschenkeln der Vorderräder 12 befestigt sind), befinden sich an der der den Drehzapfen des Steuerhebels 38 bildenden Ausgangswelle des Lenkgetriebes 36 abgewandten Seite der zugeordnetenThe centers of rotation of the steering arms 58 and 60 (corresponding to the points in which these are attached to the stub axles of the front wheels 12) are located on the side remote from the pivot pin of the control lever 38 forming the output shaft of the steering gear 36 side of the associated

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'XS~ 29/5800 ' X S ~ 29/5800

Spurstangen 50 bzw. 52.Tie rods 50 and 52.

Die Gelenkverbindungen 46 und 46, die zur Anlenkung der Spurstangen 50 und 52 an dem Steuerhebel 38 dienen, befinden sich in der Nachbarschaft der die Mittelpunkte der Räder 12 miteinander verbindenden Achse A. Wenn der Autobus 10 in Geradeausrichtung fährt, fluchten diese Gelenkverbindungen 46 und 48 miteinander in einer Richtung parallel zu der Achse A. Außerdem betragen die Winkel zwischen den Spurstangen 50 und 52 und dem Steuerhebel 38 und zwischen jeder Spurstange 50 und 52 und dem zugeordneten Lenkarm 58 bzw. 60 etwa 90°.The articulations 46 and 46, which are used to articulate the Tie rods 50 and 52 on the control lever 38 are located in the vicinity of the centers of the Wheels 12 interconnecting axle A. When the bus 10 is traveling in a straight line, these articulated connections are aligned 46 and 48 with each other in a direction parallel to the axis A. In addition, the angles are between tie rods 50 and 52 and control lever 38 and between each tie rod 50 and 52 and the associated one Steering arm 58 or 60 about 90 °.

Das vorangehend beschriebene Lenksystem ist außerordentlich einfach und ermöglicht hohe (in der Größenordnung von 60° liegende) Einschlagwinkel für die Räder 12, wobei die Verschiebung zwischen dem Schnittpunkt der Verlängerungen der Rotationsachsen der Räder 12 und der augenblicklichen Rotationsachse des Autobusses, (die im vorliegenden Beispiel auf der Verlängerung der Rotationszentren der nicht steuerbaren Hinterräder 16 liegt), reduziert ist.The steering system described above is extraordinary simple and enables high steering angles (of the order of 60 °) for the wheels 12, the Displacement between the intersection of the extensions of the axes of rotation of the wheels 12 and the instant one The axis of rotation of the bus (which in this example is based on the extension of the centers of rotation of the not controllable rear wheels 16 is), is reduced.

Außerdem ist die effektive Länge der von den Lenkarmen 58 und 60 gebildeten Hebelarme verglichen mit ihrer effektiven Länge bei Geradeausfahrt nur geringfügig verkleinert, wenn die Räder 12 auf ihren größten Lenkwinkel (voller Einschlag) eingestellt werden. Dies ist aus Fig. 4 erkennbar. Hierin sind die Positionen der Spurstange $0 und des Lenkarmes 58 für Geradeausfahrt in durchgezogenen Linien eingezeichnet während die dem maximalen Einschlag nach links bzw. rechts in gestrichelten bzw. strichpunktierten Linien eingetragen sind. Die dem vollen Einschlag der lenkbaren Räder 12 entsprechende effektive Länge des Lenkarmes 58 ist durch die Abstände C bzw. D wiedergegeben, die - wie aus der Zeichnung erkennbar - zumindest 2/3 des Abstandes E entsprechen, der die effektive Länge des Lenkarmes 58 bei Geradeausfahrt wiedergibt. Dadurch wird dieIn addition, the effective length of the lever arms formed by the steering arms 58 and 60 is compared to their effective ones Length only slightly reduced when driving straight ahead when the wheels 12 are at their greatest steering angle (full Impact). This can be seen from FIG. 4. Here are the positions of the tie rod $ 0 and des Steering arm 58 drawn in solid lines for straight-ahead travel while following the maximum angle are entered on the left or right in dashed or dash-dotted lines. The full impact of the dirigible Wheels 12 corresponding effective length of the steering arm 58 is represented by the distances C and D, respectively - as can be seen from the drawing - at least 2/3 of the distance E corresponds to the effective length of the steering arm 58 reproduces when driving straight ahead. This will make the

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20458002045800

Größe der Kräfte verringert, die auf die Spurstangen 50 und 52 ausgeübt werden müssen, um die Räder 12 in den Jeweils größten Einschlagwinkel zu führen. Infolgedessen können die Anforderungen an die Dimensionierung der Bauteile der kinematischen Kette des Lenksystems verringert werden. Dies betrifft insbesondere die Größe der Kugelgelenkköpfe der Gelenkverbindungen 46, 48, 54 und 56.Reduced magnitude of forces acting on tie rods 50 and 52 must be exercised in order to guide the wheels 12 into the respective largest steering angle. Consequently the requirements for the dimensioning of the components of the kinematic chain of the steering system can be reduced will. This applies in particular to the size of the ball joint heads of the joint connections 46, 48, 54 and 56.

Das vorangehend beschriebene Lenksystem eignet sich insbesondere für den Einsatz in Nutzfahrzeuge.The steering system described above is particularly suitable for use in commercial vehicles.

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Claims (1)

PatentanspruchClaim Fahrzeug mit zwei unabhängig voneinander aufgehängten an Achsschenkeln montierten durch ein Lenksystem lenkbaren Rädern, wobei das Lenksystem eine Lenksäule umfaßt, die über einen üntersetzungsmechanismus mit einem winkelverstellbaren Steuerhebel gekuppelt ist, der seinerseits über je eine Spurstange und einen Lenkarm mit den Achsschenkeln der lenkbaren Räder gekuppelt ist,
dadurch gekennzeichnet,
Vehicle with two independently suspended on steering knuckles mounted by a steering system steerable wheels, the steering system comprising a steering column which is coupled via a transmission mechanism to an angle-adjustable control lever, which in turn is coupled to the steering knuckles of the steerable wheels via a tie rod and a steering arm ,
characterized,
- daß der Steuerhebel (38), die beiden Spurstangen (50,52) und die beiden Lenkarme (58, 60) im wesentlichen in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet sind,- That the control lever (38), the two tie rods (50,52) and the two steering arms (58, 60) essentially in one are arranged in a common horizontal plane, - daß der Steuerhebel (38) bezogen auf die Fahrtrichtung bei Geradeausfahrt vor der die Mittelpunkte der lenkbaren Räder (12) miteinander verbindenden Linie (A) angeordnet und um ein in seinem vorderen Endbereich liegendes Rotationszentrum verschwenkbar ist,- That the control lever (38) based on the direction of travel when driving straight ahead of the center points of the steerable Wheels (12) interconnecting line (A) arranged and around a lying in its front end region Rotation center is pivotable, - daß die Rotationszentren (54, 56) der beiden Lenkarme (58, 60) an den dem Rotationszentrum (42) des Steuerhebels (38) abgewandten Enden der zugeordneten Spurstangen (50, 52) liegen, der - That the centers of rotation (54, 56) of the two steering arms (58, 60) lie on the ends of the associated tie rods (50, 52) facing away from the center of rotation (42) of the control lever (38), the - daß die Spurstangen (50, 52) mit getrennten die Mittelpunkte der lenkbaren Räder (12) miteinander verbindenden Linie (A) benachbarten Drehachsen(46, 48) an dem Steuerhebel (38) angelenkt sind,- That the tie rods (50, 52) with separate the center points of the steerable wheels (12) connecting line (A) adjacent axes of rotation (46, 48) on the control lever (38) are articulated, - und daß die Winkel zwischen jeder Spurstange (50, 52) und dem Steuerhebel (38) und zwischen jeder Spurstange (50, 52) und dem zugeordneten Lenkarm (58 bzw. 60) bei Geradeausstellung der lenkbaren Räder (12) im wesentlichen etwa 90° betragen.- and that the angles between each tie rod (50, 52) and the control lever (38) and between each tie rod (50, 52) and the associated steering arm (58 or 60) when the steerable wheels (12) are in the straight ahead position be about 90 °. 030021/0862030021/0862 ORIGINALORIGINAL
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