DE102009002935A1 - Steerable axle for commercial vehicle e.g. counterbalance truck, has single-step planetary gear formed as drive of electrical motor, where electrical motor, planetary gear and tie rod are arranged coaxial to each other - Google Patents

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Abstract

The axle has axle heads (5, 6) arranged at ends of an axle bridge (1) and steerable over a tie rod (7). A single-step planetary gear (11) is formed as a drive of an electrical motor (10), where the electrical motor, the planetary gear and the tie rod are arranged coaxial to each other. A planet carrier (14) of the planetary gear is coupled with a spindle nut (15) that interferes with the tie rod. The tie rod is designed as a threaded spindle such that the tie rod is moved translationally. The electrical motor is designed as an alternating current motor, a direct current motor, a synchronous motor or a torque motor.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine lenkbare Fahrzeugachse für ein Nutzfahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.The The present invention relates to a steerable vehicle axle for a commercial vehicle according to the preamble of Claim 1 further defined type.

Derartige lenkbare Fahrzeugachsen können bevorzugt zum Beispiel bei Gegengewichtstaplern oder auch bei so genannten Schleppern eingesetzt werden. Üblicherweise ist bei solchen Fahrzeugen eine zentrale Hydraulikpumpe zum Lenken und Heben vorgesehen, mit der auch die hydraulisch betätigbare Lenkachse mit Druckmittel versorgt wird.such Steerable vehicle axles may preferably be used, for example Counterweight trucks or even in so-called tugs are used. Usually is in such vehicles a central hydraulic pump for steering and lifting, with which also the hydraulically actuated Steering axle is supplied with pressure medium.

Beispielsweise aus der Druckschrift US 5 094 312 ist eine hydraulisch betätigte lenkbare Achse für ein Fahrzeug bekannt. Die bekannte Fahrzeugachse umfasst einen doppelseitig wirkenden Zylinder, der an einer Achsbrücke der Fahrzeugachse befestigt ist. Der Zylinder betätigt zwei Verbindungsstangen, die jeweils mit einem Achskopf verbunden sind, so dass über den Zylinder eine Lenkbewegung an der Fahrzeugachse ausführbar ist. Eine weitere hydraulisch betätigte, lenkbare Fahrzeugachse ist aus der Druckschrift DE 10 2004 014 106 A1 bekannt.For example, from the document US 5 094 312 is a hydraulically operated steerable axle for a vehicle known. The known vehicle axle comprises a double-acting cylinder, which is fastened to an axle bridge of the vehicle axle. The cylinder actuates two connecting rods, which are each connected to an axle head, so that a steering movement on the vehicle axle is executable over the cylinder. Another hydraulically actuated, steerable vehicle axle is from the document DE 10 2004 014 106 A1 known.

Es hat sich gezeigt, dass ein groß dimensioniertes Hydraulikaggregat für den hydraulischen Antrieb notwendig ist, wodurch ein hoher Energieverlust aufgrund hoher Umwandlungsverluste und damit ein schlechter Wirkungsgrad auch bei dem Lenkantrieb der bekannten Fahrzeugachse realisiert werden. Zudem treten bei der offenbarten Fahrzeugachse Leckagen auf.It has been shown to be a large-sized hydraulic unit is necessary for the hydraulic drive, creating a high energy loss due to high conversion losses and thus a poor efficiency even in the steering drive of the known Vehicle axle can be realized. In addition, occur in the disclosed Vehicle axle leaks up.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine lenkbare Fahrzeugachse der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welche insbesondere hinsichtlich des Wirkungsgrades weiter verbessert wird.Of the The present invention is based on the object, a steerable Vehicle axle to propose the genus described above, which further improves in particular with regard to the efficiency becomes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.These The object is achieved by the features of claim 1. Further advantageous embodiments emerge from the dependent claims and the drawings.

Demnach wird eine lenkbare Fahrzeugachse für ein Nutzfahrzeug, insbesondere für einen Gegengewichtstapler oder einen Schlepper, mit einer Achsbrücke vorgeschlagen, an deren Enden jeweils ein über eine Spurstange lenkbarer Achskopf gelagert ist, wobei die Spurstange über zumindest einen Antrieb bewegbar ist und wobei als Antrieb ein Elektromotor mit einem zumindest einstufigen Planetengetriebe oder dergleichen vorgesehen sind.Therefore is a steerable vehicle axle for a commercial vehicle, especially for a counterweight forklift or tractor, proposed with an axle bridge, at the ends of each a axle head steerable via a tie rod is mounted, wherein the tie rod via at least one drive movable is and where as an electric motor drive with an at least one stage Planetary gear or the like are provided.

Aufgrund des verwendeten elektrischen Antriebes im Zusammenhang mit dem Planetengetriebe ergibt sich ein geringer Energieverlust, da die elektrische Energie direkt in mechanische Energie umgewandelt wird. Dadurch wird ein besserer Wirkungsgrad erzielt und zudem werden im Gegensatz zur hydraulischen Betätigung keine Leckagen erzeugt.by virtue of of the electric drive used in connection with the planetary gear yields There is a small loss of energy because the electrical energy is direct is converted into mechanical energy. This will make a better one Efficiency achieved and also be in contrast to the hydraulic Operation no leaks generated.

Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Elektromotor und das Planetengetriebe sowie die Spurstange koaxial zueinander angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine besonders bauraumsparende Anordnung. Als Planetengetriebe kann auch ein mehrstufiges Planetengetriebe oder dergleichen verwendet werden.in the Frame of a particularly advantageous embodiment the invention can be provided that the electric motor and the Planetary gear and the tie rod arranged coaxially with each other are. This results in a particularly space-saving arrangement. As a planetary gear can also be a multi-stage planetary gear or the like can be used.

Vorzugsweise kann bei der vorgeschlagenen koaxialen Anordnung der Elektromotor als Hohlwellenmotor oder dergleichen ausgebildet sein und mit seiner Motorwelle gleichzeitig das Sonnenrad des Planetengetriebes bilden, wobei der Planetenträger des Planetengetriebes mit einer Spindelmutter oder dergleichen gekoppelt ist, die wiederum mit z. B. einer Gewindespindel oder ähnliches als Spurstange in Eingriff steht, so dass eine translatorische Bewegung der Spurstange zum Ausführen von Lenkbewegungen an den Achsköpfen realisiert wird. Es sind auch andere mechanische Übertragungsmöglichkeiten anstelle des Spindeltriebes denkbar.Preferably can in the proposed coaxial arrangement of the electric motor be designed as a hollow shaft motor or the like and with his Motor shaft simultaneously form the sun gear of the planetary gear, wherein the planet carrier of the planetary gear with a Spindle nut or the like is coupled, which in turn with z. B. a threaded spindle or the like as a tie rod in engagement stands, so that a translational movement of the tie rod to Execution of steering movements at the axle heads is realized. There are also other mechanical transmission options conceivable instead of the spindle drive.

Bei der Verwendung des Spindeltriebes kann als Gewinde an der Gewindespindel ein Kugelgewinde, ein Trapezgewinde oder dergleichen vorgesehen sein. Es sind aber auch andere Gewindeausführungen möglich.at the use of the spindle drive can be used as a thread on the threaded spindle a ball screw, a trapezoidal thread or the like may be provided. But there are also other threaded versions possible.

Bei der erfindungsgemäßen Fahrzeugachse ergibt sich ein weiterer Vorteil dadurch, dass die Achsbrücke der Fahrzeugachse gleichzeitig das Gehäuse des Elektromotors und auch des Planetengetriebes bildet. Dadurch können Bauteile und auch Bauraum eingespart werden.at the vehicle axle according to the invention results another advantage in that the axle bridge of the vehicle axle at the same time the housing of the electric motor and also the Planetary gear forms. This allows components and also installation space be saved.

Bei der vorgeschlagenen elektrisch betätigten Lenkung der Fahrzeugachse kann bevorzugt eine elektronische Übertragung der Lenkbewegungen von dem Lenkrad des Fahrzeuges zur Spurstange realisiert werden. Dadurch kann eine so genannte „by wire”-Lenkung ohne eine mechanische Verbindung zum Lenkrad realisiert werden.at the proposed electrically operated steering of the vehicle axle may preferably be an electronic transmission of the steering movements be realized by the steering wheel of the vehicle to the tie rod. This can be a so-called "by wire" steering be realized without a mechanical connection to the steering wheel.

Als Elektromotoren können bei der erfindungsgemäßen lenkbaren Fahrzeugachse zum Beispiel ein Wechselstrom-, ein Gleichstrom-, ein Synchron- und/oder ein Torquemotor oder dergleichen verwendet werden. Als Torquemotor wird üblicherweise ein direkt angetriebener Rundmotor bezeichnet.When Electric motors can in the inventive steerable vehicle axle for example an AC, a DC, a synchronous and / or a torque motor or the like used become. As a torque motor is usually a directly driven Round motor referred.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:following the present invention will be further explained with reference to the drawings. Show it:

1 eine teilgeschnittene Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen lenkbaren Fahrzeugachse; und 1 a partially sectioned view of a possible embodiment of a steerable vehicle axle according to the invention; and

2 eine Draufsicht auf die lenkbare Fahrzeugachse gemäß 1. 2 a plan view of the steerable vehicle axle according to 1 ,

In den Figuren ist eine mögliche Ausführungsvariante einer lenkbaren Fahrzeugachse exemplarisch dargestellt. Die Fahrzeugachse kann vorzugsweise bei Nutzfahrzeugen, wie z. B. Gegengewichtstaplern, Schleppern oder dergleichen ein gesetzt werden. Es sind aber auch andere Einsatzmöglichkeiten denkbar. Gleiche Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen in den Figuren bezeichnet.In The figures is a possible embodiment a steerable vehicle axle shown as an example. The vehicle axle may preferably in commercial vehicles, such. B. counterbalance trucks, Tractors or the like to be set. But they are too other uses conceivable. Same components are denoted by the same reference numerals in the figures.

Die vorgeschlagene Fahrzeugachse umfasst eine Achsbrücke 1, die über eine zentrale Rahmenbefestigung 2 an einem nicht weiter dargestellten Fahrzeug befestigt wird. An jedem Ende der Achsbrücke 1 ist über ein Drehgelenk 3, 4 ein Achskopf 5, 6 mit einer Radnabe lenkbar gelagert. Jeder Achskopf 5, 6 ist mit einem Ende einer Spurstange 7 gekoppelt. Dazu ist an jedem Ende der Spurstange 7 ein Spurstangenkopf 8, 9 vorgesehen, so dass eine translatorische Bewegung der Spurstange über das zugeordnete Drehgelenk 3, 4 in eine Lenkbewegungen bei der Fahrzeugachse umgewandelt wird.The proposed vehicle axle comprises an axle bridge 1 , which has a central frame attachment 2 is attached to a vehicle, not shown. At each end of the axle bridge 1 is about a hinge 3 . 4 an axle head 5 . 6 steerable with a wheel hub. Every axle head 5 . 6 is with one end of a tie rod 7 coupled. This is at each end of the tie rod 7 a tie rod end 8th . 9 provided so that a translational movement of the tie rod via the associated pivot 3 . 4 is converted into a steering movements in the vehicle axle.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass als Antrieb beziehungsweise zum Betätigen der Spurstange 7 bei der vorgeschlagenen Fahrzeugachse ein Elektromotor 10 mit einem Planetengetriebe 11 verwendet wird. Auf diese Weise kann die Spurstange 7 zum Ausführen der Lenkbewegungen elektrisch bewegt werden.According to the invention it is provided that as drive or for actuating the tie rod 7 in the proposed vehicle axle, an electric motor 10 with a planetary gear 11 is used. In this way, the tie rod 7 be moved electrically to perform the steering movements.

Der Elektromotor 10, das Planetengetriebe 11 und die Spurstange 7 sind koaxial zueinander angeordnet, welches eine bauraumsparende Anordnung ermöglicht. Der Elektromotor 10 ist als Hohlwellenmotor ausgebildet, wobei die Motorwelle 12 gleichzeitig das Sonnenrad des Planetengetriebes beziehungsweise des Planetenradsatzes 11 bildet. Über die Planetenräder 13 kann die Drehbewegung der Motorwelle beziehungsweise des Sonnenrades 12 auf den Planetenträger 14 des Planetengetriebes 11 übertragen werden, welcher wiederum mit einer Spindelmutter 15 verbunden ist. Die Spindelmutter 15 steht mit der als Gewindespindel ausgebildeten Spurstange 7 in Eingriff. Wenn die Spindelmutter 15 durch den Elektromotor 10 in Rotation versetzt wird, kann eine translatorische Bewegung der Gewinde-spindel beziehungsweise der Spurstange 7 erreicht werden, so dass eine Lenkbewegungen in die eine oder andere Richtung jenach Drehrichtungen realisiert wird.The electric motor 10 , the planetary gear 11 and the tie rod 7 are arranged coaxially to each other, which allows a space-saving arrangement. The electric motor 10 is designed as a hollow shaft motor, wherein the motor shaft 12 at the same time the sun gear of the planetary gear or the planetary gear 11 forms. About the planet wheels 13 can the rotational movement of the motor shaft or the sun gear 12 on the planet carrier 14 of the planetary gear 11 be transferred, which in turn with a spindle nut 15 connected is. The spindle nut 15 stands with the trained as a threaded spindle tie rod 7 engaged. If the spindle nut 15 through the electric motor 10 is set in rotation, a translational movement of the threaded spindle or the tie rod 7 be achieved, so that a steering movements in one or the other direction is realized depending on the directions of rotation.

Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, bildet die Achsbrücke 1 gleichzeitig das Gehäuse des Elektromotors 10 und des Planetengetriebes 11, so dass separate Gehäuse als Bauteile eingespart werden können. Die Gewindespindel beziehungsweise die Spurstange 7 ist mit einem Faltenbalg 16 zum Schutz vor Verschmutzungen versehen.As in particular from 2 can be seen forms the axle bridge 1 at the same time the housing of the electric motor 10 and the planetary gear 11 , so that separate housing can be saved as components. The threaded spindle or the tie rod 7 is with a bellows 16 provided for protection against contamination.

11
Achsbrückeaxlebridge
22
Rahmenbefestigungframe mounting
33
Drehgelenkswivel
44
Drehgelenkswivel
55
AchskopfHub Unit
66
AchskopfHub Unit
77
Spurstangetie rod
88th
SpurstangenkopfSpurstangenkopf
99
SpurstangenkopfSpurstangenkopf
1010
Elektromotorelectric motor
1111
Planetengetriebeplanetary gear
1212
Motorwellemotor shaft
1313
Planetenräderplanetary gears
1414
Planetenträgerplanet carrier
1515
Spindelmutterspindle nut
1616
Faltenbalgbellow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (8)

Lenkbare Fahrzeugachse für ein Nutzfahrzeug mit einer Achsbrücke (1), an deren Enden jeweils ein über eine Spurstange (7) lenkbarer Achskopf (5, 6) gelagert ist, wobei die Spurstange (7) über zumindest einen Antrieb bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Antrieb wenigstens ein Elektromotor (10) mit einem zumindest einstufigen Planetengetriebe (11) vorgesehen ist.Steerable vehicle axle for a commercial vehicle with an axle bridge ( 1 ), at each of whose ends one via a tie rod ( 7 ) steerable axle head ( 5 . 6 ) is mounted, wherein the tie rod ( 7 ) is movable via at least one drive, characterized in that at least one electric motor ( 10 ) with an at least one-stage planetary gear ( 11 ) is provided. Lenkbare Fahrzeugachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (10), das Planetengetriebe (11) und die Spurstange (7) koaxial zueinander angeordnet sind.Steerable vehicle axle according to claim 1, characterized in that the electric motor ( 10 ), the planetary gear ( 11 ) and the tie rod ( 7 ) are arranged coaxially with each other. Lenkbare Fahrzeugachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (10) als Hohlwellenmotor ausgebildet ist und mit seiner Motorwelle (12) ein Sonnenrad des Planetengetriebes (11) bildet, wobei ein Planetenträger (14) des Planetengetriebes (11) mit einer Spindelmutter (15) gekoppelt ist, die mit der als Gewindespindel ausgebildeten Spurstange (7) in Eingriff steht, so dass eine translatorische Bewegung der Spurstange (7) ausführbar ist.Steerable vehicle axle according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor ( 10 ) is designed as a hollow shaft motor and with its motor shaft ( 12 ) a sun gear of the planetary gear ( 11 ), wherein a planet carrier ( 14 ) of the planetary gear ( 11 ) with a spindle nut ( 15 ) is coupled with the trained as a threaded spindle tie rod ( 7 ) is engaged, so that a translational movement of the tie rod ( 7 ) is executable. Lenkbare Fahrzeugachse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spurstange (7) ein Kugelgewinde oder ein Trapezgewinde aufweist.Steerable vehicle axle according to claim 3, characterized in that the tie rod ( 7 ) has a ball screw or a trapezoidal thread. Lenkbare Fahrzeugachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsbrücke (1) das Gehäuse des Elektromotors (10) bildet.Steerable vehicle axle according to one of the preceding claims, characterized in that the axle bridge ( 1 ) the housing of the electric motor ( 10 ). Lenkbare Fahrzeugachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsbrücke (1) das Gehäuse des Planetengetriebes (11) bildet.Steerable vehicle axle according to one of the preceding claims, characterized in that the axle bridge ( 1 ) the housing of the planetary gear ( 11 ). Lenkbare Fahrzeugachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Übertragung der Lenkbewegungen von dem Lenkrad des Fahrzeuges zur Spurstange (7) vorgesehen ist.Steerable vehicle axle according to one of the preceding claims, characterized in that an electronic transmission of the steering movements from the steering wheel of the vehicle to the tie rod ( 7 ) is provided. Lenkbare Fahrzeugachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektromotor ein Wechselstrom-, Gleichstrom-, Synchron- und/oder Torquemotor verwendbar ist.Steerable vehicle axle according to one of the preceding Claims, characterized in that as an electric motor an AC, DC, synchronous and / or torque motor is usable.
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