专利名称：从动转向车架的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种公路运输车辆，具体涉及用于承载诸如封装的食物产品以及农产品等负载的车辆。
背景技术：
铰接车辆因为它们的高负载能力而普遍用于公路运输中。这些铰接车辆(典型地如已知的“半挂车”)通常包括牵引车以及枢转地附装于其上的单独的挂车。这些挂车在长度上比牵引车长很多并提供了负载承载托架。该托架总体上由多个位于挂车后端的不可转向的车轴支撑。在挂车的前端提供一转盘来与牵引车耦连。该转盘——有时称为“第五轮”使挂车可相对牵引车绕大致竖直的轴线铰接。这使得半挂车可铰接连接，从而使得半挂车可绕拐角转向且可沿着公路网调动。
因为挂车通常明显长于牵引车，这在需要牵引车转过紧凑拐角或在紧凑的45度区域中调动时会产生问题。这是因为，在公知为“偏离轨迹(off tracking)”的现象中，牵引车的车轮所遵循的路径会显著区别于挂车车轮遵循的路径的缘故。这导致已知的称作“轮胎擦动(tyre scrubbing)”的情况，在此情况下，挂车车轴的轮胎在路面上同时滚动而被拖曳。从而使挂车轮胎的胎面部分过早磨损。
在申请人的澳大利亚专利申请2002223009号(其详细内容结合入本文作为参考)中，描述了一种力图至少减轻上述问题的挂车装置。该装置包括用于铰接车辆的挂车，该挂车包括可枢转地连接于牵引车的主底盘以及安装挂车车轮的副底盘。副底盘连接于主底盘并可相对于该主底盘枢转。设置有用以根据挂车相对牵引车的铰接度而限制底盘远离主底盘的纵向轴线之最大枢转角的装置。该装置使铰接车辆可在比传统铰接车辆的转向路径窄的路径中转向。此外，由于挂车车轮相对牵引车车轮的偏离轨迹较小，这可在显著减小挂车的轮胎擦动的同时实现。
尽管如此，铰接车体从牵引车的前部到挂车的后部的总体长度仍然对转向圆周以及铰接车辆的转向机动性有限制。为此原因，新型牵引车设计比老式设计的总体长度短。尽管这可改善铰接车辆的转向机动性，但是，这些较新型的牵引车的车轮基座较短，这对司机的乘坐舒适度具有有害作用。而且，在需要允许车辆铰接的挂车上总是有浪费的空间，这减少了车辆的总体负载能力。由于司机处于与挂车分开的车舱内，对司机来说，往往也难于看见挂车上所发生的导致潜在安全问题的情况。
发明内容
因此，本发明的目的在于最小化或克服至少其中一个上述的与铰接车辆相关联的问题。
由此，根据本发明的一个方面，提供一种车辆，其具有主底盘以及用于驱动该车辆的动力源，一驱动转向车架绕一至少大致直立的枢转轴线枢转式地支撑该主底盘，所述车架包括多对相对的车架轮，上述车架轮中至少其中一对由一驱动传动装置驱动，该驱动传动装置包括至少大致与所述直立的枢转轴线对正的输入轴，从而使动力源可通过该输入轴将动力传送至所述至少一对车架轮上。
根据本发明的车辆可通过相对车辆的主底盘的纵向轴线成一角度枢转该转向车架而进行行进。驱动该车架轮的动力源可以是内燃机或电马达行驶。但是也可采用其他形式的动力源。因为输入轴与车架的旋转轴线对正，动力源可支撑在主底盘上。这使得动力在任意时刻——即使是在车架相对主底盘枢转的过程中——都可传送至车架轮。
该转向车架可包括一对由驱动传动装置驱动的前部车架轮。也可设置一对中部车架轮，该中部车架轮的旋转轴线一般位于所述输入轴之下。该对中部车轮为转向车架提供更大的稳定性并且不需要进行驱动。优选地，也可设置一对后部车架轮，该对后部车架轮也优选地由驱动传动装置驱动。如果设置了一对前部车架轮和一对后部车架轮，则可无需上述中部车架轮对。
应该指出的是，在使用“车轮”时，除了单个车轮外，该术语也包含通常用于大型运输车辆中的多车轮组。
可在转向车架与主底盘之间设置一转盘，以使转向车架可相对主底盘枢转。该转盘通常可包括滚珠轴承座圈，以使运动更为平滑。但是，也可采用其他形式的转盘。
该转向车架可包括副框架，且该对前部车架轮对和该对后部车架轮可分别支撑在前部车轮轴和后部车轮轴上，上述各车轮轴均包括用于驱动车轮旋转的驱动装置。该驱动装置通常可以是居中位于上述车轮轴上的差动驱动器的形式。上述的前部车轮轴和后部车轮轴均对应设置在一转盘上，以使该车轮轴可相对副框架枢转。各车轮轴转盘可分别连接着转向装置，以使得可控制各转盘相对副框架的旋转，从而使转向车架可被转向。该转向装置可由乘坐在车辆的主底盘上的司机控制。
转向车架的驱动传动装置还包括安装于副框架的中央传动单元，直立的输入轴自该中央传动单元延伸。该中央传动单元通常可封闭设置了至少一个输出轴的齿轮传动组件。可设置两个输出轴，这样，前部车架轮和后部车架轮均受到驱动。
还可在所述驱动车轮轴或每个驱动车轮轴处相应设置前部车轮传动单元以及后部车轮传动单元，以使上述车轮轴的差动驱动器可被驱动。所述前部和/或后部车轮传动单元通常还包括用于驱动车轮轴的差动驱动器的齿轮传动组件。驱动轴可将中央传动单元与前部以及后部车轮传动单元互连。各驱动轴均可通过万向接头耦连于中央传动单元的输出轴。各驱动轴均可在其相对两端处通过万向接头耦连于前部或后部车轮传动单元的输入轴。
中央传动单元可安装于车架副框架上并由此可相对该副框架固定在位。前部和后部车轮传动单元也可耦连于副框架，以防止或最小化传动单元相对于副框架的转动。
所述转向车架通常设置在车辆主底盘的前端处或邻近车辆主底盘前端设置。申请人的澳大利亚专利申请2002223009号中所描述的挂车装置可设置在车辆主底盘的后端处或邻近车辆主底盘后端设置。可提供用以确定转向车架相对主底盘的角位置的装置，从而以类似于上述澳大利亚专利申请中所述的方式来控制后部挂车装置的运动。
但是，也可设想将另一上述转向车架设置在主底盘的后端处或邻近于该主底盘后端设置，且设置用于使动力可直接传送到各转向车架的装置。而且，还可设想，将一组传统的固定的挂车车轮设置在主底盘的后端处或邻近于该主底盘后端设置。尽管该装置仍然存在偏离轨迹问题，但该装置可方便传统铰接车辆挂车的驱动转向车架的使用。尽管这是不太理想的选择，但通过针对该转向车架对传统挂车适应性修改于可实现成本效益。
转向车架的使用具有很多优点。首先，其减少了车辆的总体长度，使车辆可绕狭小的圆周转动且转向机动性更好。此外，当驱动车架位于主底盘之下且动力源位于主底盘上时，驱动器可坐设在主底盘上并与其一起移动。这有效地提供了更长的车轮基座，从而改善了车辆的乘坐舒适度以及司机舒适度。此外，司机可更多的看到车辆其余部分发生的情况，且更具体来说是主底盘的负载平台发生的情况。这使得车辆的使用更为安全。而且，在铰接车辆的情况下，负载平台的空间浪费较少。
根据本发明的另一方面，提供一种用于车辆的驱动转向车架，该车辆具有主底盘以及用于驱动该车辆的动力源，该转向车架适于绕一至少大致直立的枢转轴线枢转式地将主底盘支撑于其上，所述车架包括多对相对的车架轮，所述车架轮中至少其中一对由一驱动传动装置驱动，该驱动传动装置包括至少大致与所述直立的枢转轴线对正的输入轴，从而使动力源可通过该输入轴将动力传送至该至少一对车架轮上。
了本发明的优选实施方式。其他实施方式也是可行的，因此附图的细节不应理解为代替了本发明进行的描述的普遍性。
在附图中图1是根据本发明的优选实施方式的可驱动的转向车架的示意性侧视图；图2a和2b分别是具有图1的转向车架的车辆的俯视图；以及图3是根据本发明另一优选实施方式的转向车架的立体图。
具体实施例方式
首先参照图1，可驱动的转向车架1示意性地示出在该图中。为清楚起见，该图中省略了与现有技术共同的无关细节。如图2a和2b所最清楚示出地，转向车架1可枢转地支撑车辆的主底盘3。主底盘3绕至少大致直立的枢转轴线2可枢转地受到支撑。转向车架1可绕上述直立的枢转轴线相对于主底盘3枢转。在转向车架1的主底盘3和副框架6之间设置滚珠轴承座圈11，以使得其间可进行上述枢转运动。
车架副框架6被支撑在前部车轮组件5、后部车轮组件7以及中部车轮组件9上。每个车轮组件均包括一对车轮组5a、7a、9a，如图2a和2b所示。各对车轮组相应地支撑在前部车轮轴5b、后部车轮轴7b以及中部车轮轴9b上。各车轮轴5b、7b、9b由常规的悬架部件所支撑，在此未详细描述。前部车轮组件5和后部车轮组件7分别支撑在前部转盘13和后部转盘15上。这使得前部车轮组件5和后部车轮组件7可相对车架副框架6进行枢转。中部车轮组件直接安装在副框架6上并由此相对该车架副框架6固定。
转向车架1还包括一中央传动单元17，该中央传动单元17具有一自其延伸的至少大致直立的输入轴17a。该中央传动单元17固设并固定至车架副框架6，且输入轴17a的旋转轴线与转向车架1的枢转轴线2对正。还可在前部车轮轴5b之上设置一前部传动单元19。此外，一后部传动单元21设置在后部车轮轴7b之上。前部车轮轴5b和后部车轮轴7b两者中均结合了传统的差动驱动器(未图示)。前部传动单元19和后部驱动单元21分别将动力传送到各差动驱动器，从而驱动前部车轮组件5和后部车轮组件7。前部传动单元19位于前部车轮组件5的至少大致直立的枢转轴线18之上，通过前部传动单元19的输出轴，将动力传送到前部车轮轴5b的差动驱动器上。保持前部传动单元19相对车架副框架6的固定关系。对于后部传动单元21提供类似的装置，该后部传动单元21位于后部车轮轴7b的至少大致直立的枢转轴线20之上，也保持后部传动单元21相对车架副框架6的固定关系。中央传动单元17与前部传动单元19和后部传动单元21借助于车轴23相互连接。各车轴23的每一端通过万向接头25连接于上述传动单元19、21的驱动轴上。
图2a和2b分别示出了车辆沿直线行进(图2a)和车辆转弯(图2b)时的转向车架1。当车辆转弯时，转向车架1绕直立的枢转轴线2枢转，使得车架1的纵向轴线1a相对主底盘3的纵向轴线3a成一角度A。这考虑了车辆的转弯和转向机动性。当角度A为0度时，如图2所示，车辆将沿直线行进。
所示主底盘3在其后端处由本申请人的澳大利亚专利申请2002223009号中所描述类型的挂车装置所支撑。该挂车装置30的细节接合入本文作为参考，并因此在本文中未详细描述。但是，应指出的是，该挂车装置30也可相对主底盘3的纵向轴线3a枢转，从而利于车辆的转弯线路以及转向机动性。在直线行进时，可将挂车装置30锁定在位并将其与主底盘3的纵向轴线3a对正，如图2a所示。但是，也可设想，主底盘3后端由本发明的转向车架1所支撑。
主底盘3支撑着发动机或电马达形式的动力源4。动力源4经由中央传动单元17的直立输入轴17a驱动前部车轮组件5和后部车轮组件7。这可通过连接于直立的输入轴17a的常规装置——即，齿轮传动单元31以及齿轮传动组件33而实现。
图3示出本发明转向车架的另一优选实施方式的细节。应该指出的是，为了清楚起见，图3中使用了与图1所示对应特征相同的参考标号。该图更为详细地示出了中央传动单元17、前部传动单元19以及后部传动单元21的相对位置。前部传动单元19被支撑在前部车轮轴5b之上，更具体来说，支撑在车轮轴5b的中段5c之上，在其中定位了差动驱动器(未图示)。
副框架构件38支撑中央传动单元17并将其相对副框架6固定在位。前部传动单元19借助于将前部传动单元连结于副框架6的连杆35也相对副框架6固定在位。在前部车轮轴5b的中段5c和前部传动单元19之间可设置用以允许其间的相对转动的装置。简单地，其可以是位于前部传动单元19与中段5c之间的轴承或上了润滑脂的板构件。对于后部传动单元21可以设置类似的装置，该后部传动单元21位于后部车轮轴7b的中段5c之上并借助于将后部传动单元21连结于副框架6的连杆37相对副框架6固定在位。前部车轮组件5和后部车轮组件7两者都通过前部转盘13和后部转盘15支撑。每个转盘13，15均包括固定于车架副框架6的上板36以及其上分别安装车轮组件5，7的悬架部件的下板41，43。各下板41，43可相对上板36旋转，从而允许前部车轮组件5和后部车轮组件7的转向。
图3所示的转向装置42包括前部转向连杆45，该前部转向连杆45通过枢轴关节47连接于前部车轮组件5的转盘下板41。一后部转向连杆49通过另一枢轴关节51连接于后部车轮组件7的转盘下板43。前部转向连杆45和后部转向连杆49通过枢转支撑的连接臂53而相互连接。连接臂53安装在转向轴52上，转向轴52的旋转可使前部转向连杆45和后部转向连杆49产生相等且相反的位移。由此，这使得前部车轮轴5b和后部车轮轴7b的旋转角度以协同方式受到控制，且一个车轮轴的旋转角度与另一个车轮轴的旋转角度相同但旋转方向相反，如图2b所示。车轮轴5b和7b的相应运动有助于在减少或消除转向车架1的车轮轮胎擦动问题的同时促进车辆的转向。
转向轴52可通过机械、液压或电气方式旋转。在图3所示装置中，示出了用于旋转转向轴52的机械装置。该机械装置包括一对竖直的齿条55，每个齿条55形成齿条齿轮转向机构(图未示)的一部分。这些齿条55用于沿竖直方向移动一半圆构件57。该半圆构件57的曲率半径基本与绕转向车架1的直立枢转轴线的曲率半径一致。一架设物59与该半圆构件57配合工作并在该架设物59沿其第一运动调用方向时与其一起移动。臂59连接而将该运动转换为转向轴52的旋转运动。随后，该运动通过连接臂53以及转向连杆47，49传递。从而使转盘下板41，43枢转而产生前部车轮组件5以及后部车轮组件7的枢转运动。
可在未脱离在此所描述的以及在所附权利要求中所要求的本发明精神和范围的情况下，对上述装置作出改变。
权利要求
1.一种车辆，其具有主底盘以及用于驱动该车辆的动力源，一可驱动的转向车架绕一至少大致直立的枢转轴线枢转式地支撑该主底盘，所述车架包括多对相对的车架轮，所述车架轮中至少其中一对由一驱动传动装置驱动，该驱动传动装置包括至少大致与所述直立的枢转轴线对正的输入轴，从而使动力源通过该输入轴能够将动力传送至至少一对车架轮上。
2.如权利要求1所述的车辆，其中，所述转向车架包括副框架和位于所述受到驱动的车架轮与所述副框架之间的转盘，所述的车架轮对支撑于车轮轴上，该车轮轴支撑在所述转盘上，从而允许所述车轮轴相对所述副框架枢转。
3.如权利要求1或2所述的车辆，其中，所述车架包括一对前部的所述受到驱动的车架轮以及一对后部的所述受到驱动的车架轮。
4.如权利要求3所述的车辆，进一步包括一对中部的未受到驱动的车架轮，其位于所述的前部的受到驱动的车架轮对和所述的后部的受到驱动的车架轮对之间，该对中部车架轮对的旋转轴线位于所述输入轴之下。
5.如权利要求2所述的车辆，其中，所述转向车架包括支撑前部的所述车轮轴的前部的所述转盘以及支撑后部的所述车轮轴的后部的所述转盘，所述前部和后部的车轮轴通过所述驱动传动装置进行驱动。
6.如权利要求5所述的车辆，其中，所述车架还包括一对未受到驱动的车架轮，所述未受到驱动的车架轮对支撑在位于所述前部和后部的车轮轴之间的车轮轴上，并相对所述副框架固定在位。
7.如权利要求5或6所述的车辆，进一步包括用于控制所述转盘相对所述副框架的旋转的转向装置，该转向装置以与所述后部的车轮轴相等且旋转方向相反的方式旋转所述前部的车轮轴。
8.如权利要求1所述的车辆，其中，所述动力源支撑于所述主底盘上，用于通过所述输入轴驱动所述至少一对车架轮。
9.如权利要求1所述的车辆，其中，所述驱动传动装置进一步包括差动驱动器，其居中地位于支撑所述至少一对受到驱动的车架轮的车轮轴上；安装至所述副框架的中央传动单元，所述直立的输入轴自所述中央传动单元延伸，而至少一个输出轴自所述中央传动单元延伸；邻近所述车轮轴的差动驱动器设置的车轮传动单元，该车轮传动单元耦连至所述副框架；以及将所述中央传动单元与所述车轮传动单元相互连接的驱动轴。
10.如权利要求1所述的车辆，其中，所述主底盘包括一对所述的可驱动的转向车架，该可驱动的转向车架邻近所述主底盘的相对两端设置。
11.一种用于车辆的可驱动的转向车架，该车辆具有主底盘以及用于驱动该车辆的动力源，该转向车架适于绕一至少大致直立的枢转轴线枢转式地将主底盘支撑于其上，所述车架包括多对相对的车架轮，所述车架轮中至少其中一对由一驱动传动装置驱动，该驱动传动装置包括至少大致与所述直立的枢转轴线对正的输入轴，从而使动力源可通过该输入轴将动力传送至所述至少一对车架轮上。
全文摘要
一种车辆，其具有主底盘(3)以及用于驱动该车辆的动力源(4)，一可驱动的转向车架(1)绕一至少大致直立的枢转轴线(2)枢转式地支撑该主底盘(3)，所述车架包括多对相对的车架轮(5a，7a，9a)，其中至少一对车架轮由一驱动传动装置驱动，该驱动传动装置包括至少大致与所述直立的枢转轴线(2)对正的输入轴(17a)，从而使动力源(4)通过该输入轴(17a)将动力传送至至少一对车架轮上。
文档编号B62D59/00GK1882469SQ200480033654
公开日2006年12月20日 申请日期2004年11月9日 优先权日2003年11月13日
发明者克里·阿特利 申请人:特拉卡斯尔股份有限公司