DE2546121A1

DE2546121A1 - Tracking control for triple rear axles of trailer - with servo to alter castor angle for reversing

Info

Publication number: DE2546121A1
Application number: DE19752546121
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Bufler
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1975-10-15
Filing date: 1975-10-15
Publication date: 1977-04-28

Abstract

The rear axle of the triple rear axles of the trailer is self-tracking to reduce tyre scrub on cornering. The amount of tracking is controlled by a servo motor (3) which sets the castor angle of sthe rigid axle (2). The angle is reversed when the trailer is reversed. The reverse castor angle is greater so that when the trailer is backed a greater steering effect is obtained, for improved control. The servo operates automatically, either from the improved control. The servo operates automatically, either from the gear selector controls, or in response to wheel directions sensors.

Description

Hinterachsaggregat mit drei Achsen Rear axle assembly with three axles

für Straßenfahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein fitr Straßenfahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, bestimmtes Hinterachsaggregat mit drei Achsen, von denen wenigstens eine durch Erteilung eines Nachlaufs selbstlenkend ausgebildet ist. for road vehicles, in particular motor vehicles The invention relates on a fit road vehicles, especially motor vehicles, specific rear axle assembly with three axles, at least one of which is self-steering by granting a caster is trained.

Rei. Straßenfahrzeugen mit aus drei Achsen bestchenden Hinterachsaggregaten, z.B. bei Sattelanhängern oder Anhängern, ist es erforderlich, wenigstens eine der Achsen lenkbar auszuführen, unter anderem deshalb, weil sonst ein zu starkes Reifengleiten und damit ein zu greßer Reifenverschleiß auftreten würde. Im allgemeinen wird die Lenkbarkeit der Achse durch Verwendung einer selbstlenkendenl nachlaufenden Achze hergestellt. Beim Rückwärtsfahren muß bei solchen Achsen dafür gesorgt werden, daß die lenkbare Achse keinen falschen Lenkeinschlag durchführt. Das kann dadurch sichergestellt werden, daß die an sich lenkbare Achse bei Rückwärtsfahrt blockiert wird. Das hat allerdings den Nachteil, daß wegen der nun wieder fehlenden Lenlbarkeit der Achse bei Rüchsärts-Kurvenfahrt ein starkes Reifengleiten mit einem entaprechenden Reifenverschleiß eintritt. Bekanntlich sind aber gerade bei Rückwärts-Kurvenfahrt -rückwärts einordnen- große Lenkbewegungen erforderlich.Rei. Road vehicles with rear axle assemblies consisting of three axles, E.g. for semitrailers or trailers, it is necessary to have at least one of the Make axles steerable, among other things because otherwise the tires would slide too much and so too great tire wear would occur. In general, the Steerability of the axle by using a self-steering, trailing axle manufactured. When reversing, it must be ensured with such axes that the steerable axle does not make an incorrect steering angle. This can ensure that that the steerable axle is blocked when reversing. That has However, the disadvantage that because of the lack of steerability of the axis when cornering backwards, strong tire sliding with corresponding tire wear entry. It is well known, however, that they are precisely when cornering in reverse -backward classify large steering movements required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hinterachsaggregat der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß bei Vermeidung eines falschen Lenkeinschlages auch bei Rückwärts-Kurvenfahrten kein oder allenfalls ein vernachlässigbar kleines Reifengleiten eintritt.The invention is based on the object of a rear axle unit to be designed at the outset so that when avoiding a wrong steering angle even when cornering backwards no or at most a negligibly small one Tire slip occurs.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der bei Vorwärtsfahrt vorliegende Nachlauf für Rückwärtsfahrt mittels einer auf die Achsaufhängung wirkenden Hilfakrafteinrichtung in einen entgegengerichteten Rückwärtsnachlauf umschaltbar ist. Dadurch diese Maßnahme ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß die Lenkwirkung der selbstlenkenden Achse des Hinterachsaggregates für beide Fahrtrichtungen des Fahrzeuges erhalten bleibt. Die Rangierbarkeit des Fahrzeuges wird somit vergrößert und der auftretende Reifenverschleiß verringert.This object is achieved according to the invention in that the when driving forward existing caster for reverse travel by means of an acting on the axle suspension Auxiliary power device can be switched to reverse backward tracking is. This measure has the essential advantage that the steering effect the self-steering axle of the rear axle assembly for both directions of travel of the Vehicle is preserved. The maneuverability of the vehicle is thus increased and the tire wear that occurs is reduced.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Umschaltung des lEachlaufs durch Änderung der Neigung des Achsschenkel bolzens vorgenommen. Vorzugsweise steht dabei die Hilfskrafteinrichtung mit einem am Achskörper befestigten Rebelarm in Verbindung.In an advantageous embodiment of the invention, the switchover The overrun is made by changing the inclination of the steering knuckle. The auxiliary power device preferably stands with one attached to the axle body Rebelarm in connection.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Hilfskrafteinrichtung in Abhangigkeit von der Drehrichtung der Fahrzeugräder selbsttätig ein- und aus schaltbar. Dadurch ergibt sich der besondere Vorteil, daß sich der Fanrzeugfüiirer um die Umschaltung des Nachlaufs der lenkbaren Achse des Hinterachsaggregats nicht mehr zu kümmern braucht.In a further advantageous embodiment of the invention, the Automatic auxiliary power device depending on the direction of rotation of the vehicle wheels can be switched on and off. This has the particular advantage that the Fan tool guide to switch the caster of the steerable axle of the rear axle assembly no longer needs to worry.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung greift die Achs--feder der selbstlenkenden Achse hinter dem Achskörper dieser Achse an. Dadurch wird in vorteilhafter Weise ein Drehmoment hervorgerufen, welches auf den Achskörper im Sinne der Erhaltung des bei Vorwartsfahrt gewünschten Nachlaufs einwirkt.In an advantageous development of the invention, the axle spring engages the self-steering axle behind the axle beam of this axle. This will make the advantageously caused a torque which is applied to the axle body in the In the sense of maintaining the desired overtravel when driving forwards.

In einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind die beiden Achsschenkel der selbstlenkenden Achse durch eine Spurstange miteinander gekoppelt.In another development of the invention, the two steering knuckles are the self-steering axle coupled to one another by a tie rod.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besitzen die Achsschenkelbelzen der selbstlenkenden Achse eine Spreizung. Durch diese Spreizung der Achsschenkelbolzen wird ein durch das Fahrzeuggewicht bedingtes Rückstellmoment auf die lenkbare Achse ausgeübt.Have in a further advantageous development of the invention the steering knuckle brackets of the self-steering axle are spread apart. Through this spread the kingpin becomes a restoring torque due to the weight of the vehicle exerted on the steerable axle.

Anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele werden die Erfindung/vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung er läutert.On the basis of some exemplary embodiments shown in the drawing the invention / advantageous embodiments of the invention are explained.

In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung Figur t die perspektivische Darstellung eines aus drei Achsen bestehenden Hinterachsaggregates eines Straßenfahrzeuges, Figuren und 22ab) die Seitenansicht auf die lenkbare Achse des in Figur 1 gezeigten Hinterachsaggregates bei Vorwärtsfahrt und bei Rückwärtsfahrt und Figuren 3a) entsprechende Seitenansichten für eine leicht und 3b modifizierte lenkbare Achse.In the drawing, Figure t shows a schematic representation of the perspective Representation of a rear axle assembly of a road vehicle consisting of three axles, Figures and 22ab) the side view of the steerable axle of the one shown in FIG Rear axle assembly when driving forwards and when driving backwards and Figures 3a) corresponding Side views for a slightly and 3b modified steerable axle.

In der Zeichnung sind nur die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Bauteile und Elemente des Straßenfahrzeuges in stark vereinfachter Form gezeigt. Das in Figur 1 dargestellte Hinterachsaggregat besteht aus zwei Achsen 1 ohne LerOung sowie aus einer selbstlenkenden Nachlaufachse 2. Die von den Achsen 1 und 2 getragenen Fahrzeugräder sind mit 4 beziffert. Die zur Abfederung und Abstützung des Fahrzeugaufbaues sowie für die Führung der Achsen notwendigen Lenker, Federn, Stabilisatoren etc. der nicht gelenkten Achsen sind -wie auch der Fahrzeugaufbau selbst- nicht weiter dargestellt, weil sie für das Veratändnis der Erfindung ohne Bedeutung sind Die lenkbare Achse 2 weist einen Achskörper 21 auf, welcher die die beiden Fahrzeugräder 4 tragende und nur sehr vereinfacht angedeuteten Achsschenkel 23 miteinander verbindet. Am Achskörper greifen in üblicher Weise am nicht dargestellten Fahrzeugaufbau angelenkte Lenker 24 an, von denen im Ausführungsbeispiel der eine als Dreieckverband und der andere als in Fahrzeuglängsrichtung angeordnete Zug- und D.ruckstange ausgebildet ist. Die Achsfederung kann ansich beliebig ausgestaltet sein. In Figur 1 ist eine am Achskörper 21 angreifende schraubenförmige Achsfederung 5 angedeutet. Bei Vorwärtsfahrt (Figur 1, 2a, 3a) sind die Achsschenkel o.ä. der lenkbaren Achse 2 in ihrer Heigung so ausgerichtet, daß sich für die.In the drawing are only those necessary for an understanding of the invention Components and elements of the road vehicle shown in a greatly simplified form. The rear axle assembly shown in Figure 1 consists of two axles 1 without LerOung as well as a self-steering trailing axle 2. The ones carried by axles 1 and 2 Vehicle wheels are numbered 4. The ones for cushioning and supporting the vehicle body as well as necessary for guiding the axes Handlebars, springs, stabilizers etc. of the non-steered axles - like the vehicle body itself - are not further shown because they are of no significance for the understanding of the invention The steerable axle 2 has an axle body 21 which supports the two vehicle wheels 4 supporting and only indicated very simplified steering knuckle 23 connects to one another. On the axle body, articulated on the vehicle body, not shown, engage in the usual way Handlebars 24, of which in the exemplary embodiment the one as a triangular bond and the other than the pull and push rod arranged in the longitudinal direction of the vehicle is. The axle suspension can itself be designed in any way. In Figure 1 is a Helical axle suspension 5 acting on the axle body 21 is indicated. When driving forward (Figures 1, 2a, 3a) are the steering knuckles or the like of the steerable axle 2 in their inclination aligned so that for the.

Lenkachse der Räder dieser Achse etwa eine lage ergibt, die in den Figuren strichpunktiert eingezeichnet und mit V bezeichnet ist.Steering axis of the wheels of this axis results in a position that is in the Figures drawn in dash-dotted lines and denoted by V.

Die Neigung des Achsschenkelbelzens o. ä. in Fahrzeuglängerichtung bewirkt, daß der Durchstoßpunkt der Verlängerung des Achsschenkel bolzens, d. h. der Lenkachse, mit der Fahrbahnebene vor der Mitte der Reifenaufstandsfläche liegt, so daß Nachlauf vorliegt, weicher mit m bezeichnet ist, Dieser Nachlaufeffekt kann bekanntlich auch dadurch erreicht werden, daB der Achsschenkelbolzen, d. h. der die Lenkachse best @mmende Lenkzapfen gegenüber der Ramitte in Fahrtrichtung verschoben wird. Diese Maßnahme ist beispielsweise in den Figuren 3a und 3b zusätzlich vorgenommen worden. Dieser Dachlauf versatz ist dabei mit a bezeichnet. Erfindungsgemäß ist nundie i>edaufhängung der selbstlenkenden Achse 2 des gezeigten Hinteracheaggregats so ausgebildet, daß der bei Vorwärtsfahrt vorliegende und mit m bezeichnete Nachlauf für Rückwärtsfahrt in einen bei Rückwärtsfahrt vorliegenden Nachlauf umgeschaltet werden kann. Das be deutet, daß die Lenkachse der Räder 4 dieser Achse in der Weise geändert wird, daß sie etwa die punktiert eingetragene und mit R bezeichnete Neigung besitzt. Damit ist erreicht, daß die Achse 2 auch bei Rückwärtsfahrt di.e gewünschte Leniwirkung besitzt Die Umschaltung des Nachlauf der selbstlenkenden Achse 2 wird mittels einer Hilfe krafteinrichtung 3 -z.B. eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders einer Spindel oder Zahnstange- vorgenommen, welche auf die Aufhängung der Achse 2 einwirkt und eine intlerung de Achsschenkelbolzenneigung der Achsschenkel 23 vornimmt. Zu diesem Zweck ist am Achekörper 21 der selbatlenkenden Achse 2 ein Hebelarm 22 befestigt, an dem die Hilfskrafteinrichtung 3 angreift. Bei Betätigung der Hilfskrafteinrichtung wird über den Hebel 22 der Achskörper 21 und damit auch die Achsschenkel 23 mit den Achsschenkelbelzen (Lenkzapfen) verdreht, wodurch die gewünschte Neigungsänderung der Lenkachse eintritt. In den Figuren 2a und 3a sind zur Perdeutlichung nochmal die bei Vorwärtsfahrt vorliegenden Verhältnisse und in den Figuren 2b und 3b die bei Rückwärtsfahrt vorliegenden Verhältnisse schematisch aber etwas deutlicher gezeigt. In den Figuren 2a und 3a ist der Achskörper mit dem Achsschenkelbolzen so geneigt, daß sich die mit V bezifferte Lenkachsenneigung und der mit sl bezeichnete Nachlauf ergibt. Durch Betätigung der Hilfskrafteinrichtung 3 wird der Achskörper mit dem Achsschenkelbolzen so gedreht, daß sidi die in den Figuren 2b und 3b gezeigten Verhältnisse ergeben. Die Lenkachse wird in die mit R bezifferte Lage gedreht, so daß sich bei Rückwärtsfahrt der mit n bezeichnete Rückwärtsnachlauf ergibt. In Figur 3a ist angedeutet, daß die Achsfederung der selbstlenkenden Achse 2 mit Vorteil auch mit einem Federversatz d hinter dem Achskörper 21 angreifen kann. Diese Federanordnung ist gestrichelt angedeutet und mit 5' beziffert. Dadurch entsteht am Achskörper 21 ein nach hinten wirkendes Moment, welches bezüglich der Einhaltung des Nachlaufs bei Vorwärtsfahrt ein zusätzliches Sicherheitsmoment darstellt.The inclination of the steering knuckle or the like in the longitudinal direction of the vehicle causes the point of penetration of the extension of the steering knuckle, i. H. the steering axis, with the road surface in front of the center of the tire contact area, so that there is a lag, which is designated by m, This lag effect can as is known, this can also be achieved by the kingpin, i. H. the The steering pin defining the steering axis has been moved in the direction of travel opposite the Ramitte will. This measure is also taken, for example, in FIGS. 3a and 3b been. This roof run offset is denoted by a. Is according to the invention Now the suspension of the self-steering axle 2 of the rear axle assembly shown designed so that the caster present when driving forward and designated by m for reverse travel is switched to an overrun that occurs when reversing can be. That be means that the steering axis of the wheels 4 of this axis in the way is changed so that it is approximately the inclination registered with dotted lines and denoted by R. owns. This ensures that the axis 2 di.e is desired even when reversing The switchover of the overrun of the self-steering axle 2 is by means of an auxiliary power device 3 -z.B. a hydraulic or pneumatic cylinder one Spindle or rack made, which acts on the suspension of the axis 2 and an intlerung de stub axle inclination of the stub axles 23 makes. to For this purpose, a lever arm 22 is attached to the axle body 21 of the self-steering axle 2, on which the auxiliary power device 3 engages. When the auxiliary power device is operated is via the lever 22 of the axle body 21 and thus also the steering knuckle 23 with the steering knuckle is twisted, creating the desired change in inclination the steering axis occurs. In Figures 2a and 3a are again for clarification the conditions present when driving forward and in FIGS. 2b and 3b the when the conditions prevailing in reverse are shown schematically but somewhat more clearly. In Figures 2a and 3a, the axle beam with the kingpin is inclined so that that the steering axis inclination numbered with V and the caster labeled with sl results. By actuating the auxiliary power device 3, the axle body with the Kingpin rotated so that the relationships shown in Figures 2b and 3b result. The steering axis is turned into the position numbered with R, so that at Backward travel results in the reverse caster labeled n. In Figure 3a it is indicated that the axle suspension of the self-steering axle 2 with advantage also with a spring offset d can attack behind the axle body 21. This spring arrangement is shown in dashed lines indicated and numbered 5 '. This creates a rearward on the axle body 21 Acting moment, which is related to compliance with the overrun when driving forwards represents an additional safety factor.

Da bei Vorwärtsfahrt hohe Fahrgeschwindigkeitsverhältnisse vorherrschen, ist bei der Bemesnung des Hinterachsaggregates besonderes Gewicht darauf zu legen, daß ein einwandfreier Vorwärtsfahrtlauf der mit einem Nachlauf versehenen Räder der Achse 2 sichergestellt ist. Die bei Rückwärtsfahrt vorliegenden Verhältnisse sind dagegen vergleichsweise unkritisch, weil dabei nur sehr niedrige Geschwindig-Reiten gefahren werden. Von Vorteil kamin es sein, wenn die Achsschenkelbolzen der selbstlenkenden Achse 2 eine Spreizung besitzen, weil dadurch ein Rückstellmoment der Lenkung (Gewichtsrückstellung) erzielt wird. Die Ächsschenkel 23 der Achse 2 können auch durch eine in Figur 1 angedeutete und mit 6 bezifferte Spurstange miteinander gekoppelt werden und oder schwingungsgedämpft ausgeführt sein.Since high driving speed conditions prevail when driving forward, When dimensioning the rear axle assembly, particular weight should be placed on it, that the wheels provided with a caster can run properly forwards axis 2 is ensured. The conditions that exist when driving backwards on the other hand are comparatively uncritical because they only ride at very low speeds be driven. It would be an advantage if the kingpin of the self-steering Axis 2 have a spread, because this causes a restoring torque of the steering (weight reset) is achieved. The stub axles 23 of the axis 2 can also go through one In Figure 1 indicated and numbered with 6 tie rod are coupled to one another and or be designed to be vibration-damped.

Die Betätigung der Hilfsirafteinrichtung 3 zum gewunschten Umschalten des Nachlaufs wird bei Fahrtrichtungswechsel in der Regel vom Fahrzeugführer ein- bzw. ausgeschaltet werden. In besonders vorteilhafter Weise kann die Betätigung der Hilfskrafteinrichtung aber auch in Ahhängigkeit von der Drehrichtung der Fahrzeugräder 4 selbsttätig erfolgen. In diesem Falle wird ein die Drehrichtung der Fahrzeugräder 4 erfassender Sensor eingebaut, der entsprechende Steuersignale zur Betätigung der Hilfskrafteinrichtung auslöst.The actuation of the auxiliary device 3 for the desired switching of the overrun is usually initiated by the vehicle driver when the direction of travel is changed. or switched off. In a particularly advantageous manner, the actuation the auxiliary power device but also depending on the direction of rotation of the vehicle wheels 4 take place automatically. In this case, it becomes the direction of rotation of the vehicle wheels 4 built-in sensing sensor, the corresponding control signals to operate the Auxiliary device triggers.

Von Vorteil kann es auch sein, wenn die selbstlenkende Achse mit einer doppelt wirkenden Federvorrichtung, z. B. einem Lenkungsfederdämpfer, in Verbindung steht, die eine Geradeausstellung der lenkbaren Räder einzustellen versucht, weil dann auch die lenkbare Achse Seitenkräfte übertragen kann. Dieser Abstützeffekt wird auch durch die zuvor bareits erwähnte Spreizung erreicht.It can also be advantageous if the self-steering axle with a double-acting spring device, e.g. B. a steering spring damper in connection stands that tries to set a straight ahead position of the steerable wheels because then the steerable axle can also transmit lateral forces. This support effect is also achieved by the previously mentioned expansion.

Claims

A N S P R Ü C H E 1) for road vehicles, especially motor vehicles, Specific rear axle assembly with three axles, at least one of which by issuance a caster is designed to be self-steering, characterized in that the at Forward travel existing caster (m) for reverse travel by means of an on the Axle suspension acting Eilfskrafteinrichturig (3) in an opposite direction Reverse wake (n) is switchable.

2. Hinterach.aggregat according to claim 1, characterized in that switching of the caster (m) by changing the inclination of the kingpin (Steering pin) can be carried out.

3. Rear axle assembly according to claim 2, characterized in that the auxiliary power device (3) with a lever arm attached to the axle body (21) (22) is in connection.

4. Rear axle assembly according to claims 1 - 3, characterized in that that the auxiliary power device (3) depending on the direction of rotation of the vehicle wheels (4) can be switched on and off automatically.

5. llinterachsaggregat according to claims 1 - 4, characterized in that that the axle suspension (5) of the self-steering axle (2) behind the axle beam (21) attacks.

6. llinterachsaggregat according to claims 1 - 5, characterized in that that the two stub axles (23) of the self-aligning axle (2) by a tie rod (6) are coupled to each other.

7. Rear axle assembly according to claims 1-6, d a d u r c h g e it is not shown that the steering knuckle (steering pin) of the self-steering Axis (2) is spread apart.

8. Rear axle assembly according to claims 1 - 7, characterized in that that the self-steering axle is connected to a double-acting fader device stands.