DE102019207124A1 - Electromechanical drive for a steering axle - Google Patents
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Abstract
Es wird ein elektromechanischer Antrieb für eine Lenkachse mit einem Spindeltrieb mit einer auf einer Spindel (1) gelagerten Umlaufmutter (2) vorgeschlagen, welche antreibbar ist, wobei eine Drehbewegung der Umlaufmutter (2) eine translatorische Bewegung der Spindel (1) bewirkt, wobei einem ersten Ende der Spindel (1) ein erstes Anschlusselement (5) und einem zweiten Ende der Spindel (1) ein zweites Anschlusselement (6) zugeordnet ist, wobei die Anschlusselemente (5, 6) zum Befestigen an einem zugeordneten Achsschenkel zum Übertragen einer Lenkbewegung vorgesehen sind, wobei zumindest eines der Anschlusselemente (5, 6) über eine Drehwinkelausrichteinrichtung zum Ausrichten der beiden Anschlusselemente (5, 6) an dem zugeordneten Ende der Spindel (1) befestigbar ist. Ferner wird eine Lenkachse mit einem elektromechanischen Antrieb vorgeschlagen. Zudem wird ein Gabelstapler mit zumindest einer Lenkachse vorgeschlagen.An electromechanical drive for a steering axis with a spindle drive with a rotating nut (2) mounted on a spindle (1) is proposed which can be driven, a rotary movement of the rotating nut (2) causing a translational movement of the spindle (1), whereby a A first connection element (5) is assigned to the first end of the spindle (1) and a second connection element (6) is assigned to a second end of the spindle (1), the connection elements (5, 6) being provided for attachment to an assigned steering knuckle for transmitting a steering movement at least one of the connection elements (5, 6) can be attached to the associated end of the spindle (1) via a rotation angle alignment device for aligning the two connection elements (5, 6). Furthermore, a steering axle with an electromechanical drive is proposed. In addition, a forklift truck with at least one steering axle is proposed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektromechanischen Antrieb für eine Lenkachse gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art. Ferner betrifft die Erfindung eine Lenkachse mit dem elektromechanischen Antrieb sowie einen Gabelstapler mit der Lenkachse.The present invention relates to an electromechanical drive for a steering axle according to the type defined in more detail in the preamble of
Elektrisch angetriebene Gegengewichtsgabelstapler verfügen in der Regel über eine angetriebene Vorderachse und eine lenkbare nicht angetriebene Hinterachse. Bei einem VierRad-Gabelstapler befinden sich die Räder der Hinterachse an der rechten und linken Fahrzeugseite und haben einen relativ großen Abstand zueinander. Sie sind mit einer pendelnd am Fahrzeugrahmen aufgehangenen Lenkachse verbunden. Die Lenkachse beinhaltet einen Mechanismus, der sowohl das rechte als auch das linke Rad der Hinterachse beim Lenken um eine jeweils eigene Achse schwenkt.Electrically powered counterbalanced forklifts usually have a driven front axle and a steerable non-driven rear axle. In a four-wheel forklift truck, the wheels of the rear axle are on the right and left sides of the vehicle and are relatively far apart. They are connected to a pivoting steering axle suspended from the vehicle frame. The steering axle contains a mechanism that swivels both the right and left wheels of the rear axle around their own axes when steering.
Beispielsweise sind hydraulisch angetriebene Lenksysteme im Einsatz. Hierbei ergibt sich der Nachteil, dass ein relativ hoher Energieverbrauch realisiert wird. Außerdem sind hydraulisch angetriebene Lenksysteme nicht geeignet, um beispielsweise ein autonomes Fahren zu realisieren. Bei hydraulisch angetriebenen Lenksystemen wird eine von einem hydraulischen Zylinder erzeugte translatorische Bewegung in Schwenkbewegungen für das rechte und linke Rad umgewandelt. Neben den hydraulischen Lenksystemen sind auch energiesparende elektromechanische Antriebe als Lenksysteme bekannt. Ein elektromechanischer Antrieb für eine Lenkachse umfasst einen Spindeltrieb, der den Hydraulikzylinder bei hydraulischen Lenksystemen ersetzt. Um die Lenkbewegung auf einen Achsschenkel übertragen zu können, sind in der Regel gabelförmige Anschlusselemente zum Befestigen an dem Lenkmechanismus vorgesehen. Bei dem Spindeltrieb des elektromechanischen Antriebes ist die Ausrichtung der beiden gabelförmigen Anschlusselemente willkürlich, sodass vor der Anbindung an das Lenksystem eine Ausrichtung der Anschlusselemente hinsichtlich ihrer Drehwinkelstellung erforderlich ist, um die gabelförmigen Aufnahmebereiche bzw. Anschlussbereiche hinsichtlich ihrer Drehwinkelausrichtung entsprechend auszurichten, sodass eine Anbindung an den jeweils zugeordneten Achsschenkel ermöglicht wird.For example, hydraulically driven steering systems are in use. This has the disadvantage that a relatively high energy consumption is achieved. In addition, hydraulically driven steering systems are not suitable, for example, to implement autonomous driving. With hydraulically driven steering systems, a translational movement generated by a hydraulic cylinder is converted into pivoting movements for the right and left wheels. In addition to hydraulic steering systems, energy-saving electromechanical drives are also known as steering systems. An electromechanical drive for a steering axle includes a spindle drive that replaces the hydraulic cylinder in hydraulic steering systems. In order to be able to transmit the steering movement to a steering knuckle, fork-shaped connection elements are generally provided for fastening to the steering mechanism. In the case of the spindle drive of the electromechanical drive, the alignment of the two fork-shaped connection elements is arbitrary, so that an alignment of the connection elements with regard to their angle of rotation position is necessary before the connection to the steering system in order to align the fork-shaped receiving areas or connection areas accordingly with regard to their angle of rotation alignment, so that a connection to the each associated steering knuckle is made possible.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromechanischen Antrieb und eine Lenkachse mit dem Antrieb sowie einen Gabelstapler mit der Lenkachse vorzuschlagen, bei denen eine korrekte Ausrichtung der Drehwinkelstellung bei den beiden Anschlusselementen kostengünstig und konstruktiv einfach ermöglicht wird.The present invention is based on the object of proposing an electromechanical drive and a steering axis with the drive and a forklift with the steering axis, in which a correct alignment of the angle of rotation position for the two connection elements is made possible in a cost-effective and structurally simple manner.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 beziehungsweise 8 beziehungsweise 9 gelöst, wobei sich vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.According to the invention, this object is achieved by the features of
Somit wird ein elektromechanischer Antrieb für eine Lenkachse mit einem Spindeltrieb mit einer auf einer Spindel gelagerten Umlaufmutter oder dergleichen vorgeschlagen, welche zum Beispiel elektrisch antreibbar ist, wobei die erzeugte Drehbewegung der Umlaufmutter eine translatorische Bewegung der drehfest gelagerten Spindel bewirkt. Durch die Auswahl der Drehrichtung der Umlaufmutter wird auch die Richtung der translatorischen Bewegung der Spindel und somit auch die Lenkrichtung festgelegt. Ein erstes Ende der Spindel ist einem ersten Anschlusselement und ein zweites Ende der Spindel ist einem zweiten Anschlusselement zugeordnet, wobei die Anschlusselemente vorzugsweise jeweils gabelförmige Öffnungen bzw. Anschlussbereiche aufweisen, die zum Befestigen an einem zugeordneten Achsschenkel eines Lenksystems vorgesehen sind und somit eine Übertragung einer Lenkbewegung um den Achsschenkel ermöglicht wird. Eine möglichst konstruktiv einfache und kostengünstige Ausrichtung der Anschlusselemente wird bei dem elektromechanischen Antrieb dadurch realisiert, dass zumindest eines der Anschlusselemente über eine Drehwinkelausrichteinrichtung zur vorbestimmten Drehwinkelausrichtung an dem zugeordneten Ende der Spindel befestigbar ist.Thus, an electromechanical drive for a steering axis with a spindle drive with a rotating nut or the like mounted on a spindle is proposed, which is for example electrically drivable, the rotational movement of the rotating nut causing a translational movement of the non-rotatably mounted spindle. By selecting the direction of rotation of the rotating nut, the direction of the translational movement of the spindle and thus also the steering direction are determined. A first end of the spindle is assigned to a first connection element and a second end of the spindle is assigned to a second connection element, the connection elements preferably each having fork-shaped openings or connection areas, which are provided for attachment to an assigned steering knuckle of a steering system and thus a transmission of a steering movement around the steering knuckle is made possible. Alignment of the connection elements that is as structurally simple and inexpensive as possible is achieved in the electromechanical drive in that at least one of the connection elements can be fastened to the associated end of the spindle via a rotational angle alignment device for the predetermined rotational angle alignment.
Durch die Verwendung einer entsprechenden Drehwinkelausrichteinrichtung zur Befestigung des Anschlusselementes ist es auf einfachste Weise möglich mindestens eines der Anschlusselemente hinsichtlich der Längsachse der Spindel in einem vorbestimmten Drehwinkel auszurichten und gleichzeitig zu befestigen, um sicherzustellen, dass die gabelförmigen Aufnahmebereiche beider Anschlusselemente eine identische Orientierung bzw. Ausrichtung aufweisen und damit in eine Lenkachse einbaubar sind und mit dem Lenkmechanismus verbindbar sind.By using a corresponding angle of rotation alignment device to attach the connection element, it is very easy to align at least one of the connection elements with respect to the longitudinal axis of the spindle at a predetermined angle of rotation and to fix it at the same time in order to ensure that the fork-shaped receiving areas of both connection elements have an identical orientation or alignment have and can thus be installed in a steering axle and can be connected to the steering mechanism.
Die konstruktive Ausführung der vorgesehenen Drehwinkelausrichteinrichtung bei dem vorgeschlagenen elektromechanischen Antrieb ist auf vielfältige Weise möglich. Je nach Ausführung ist es denkbar, dass das zumindest eine Anschlusselement über die Drehwinkelausrichteinrichtung mit dem zugeordneten Ende der Spindel drehfest oder drehbar verbunden ist. Bei einer drehfesten Anordnung über die Drehwinkelausrichteinrichtung erfolgt die Drehwinkelausrichtung vor der endgültigen Befestigung des Anschlusselementes an der Spindel. Wenn beispielsweise eine drehbare Befestigung über die Drehwinkelausrichteinrichtung vorgesehen wird, kann die Drehwinkelausrichtung auch nach dem Befestigen des Anschlusselementes an der Spindel erfolgen. Somit ist es auf vorteilhafter Weise möglich, auch nach der erfolgten Montage der Anschlusselemente bzw. des gesamten elektromechanischen Antriebs eine Veränderung der Drehwinkelausrichtung vornehmen zu können, um eine eventuell notwendige Korrektur der Drehwinkelausrichtung durchzuführen.The structural design of the rotation angle alignment device provided in the proposed electromechanical drive is possible in a variety of ways. Depending on the design, it is conceivable that the at least one connection element is connected non-rotatably or rotatably to the associated end of the spindle via the rotation angle alignment device. In the case of a non-rotatable arrangement via the rotation angle alignment device, the rotation angle alignment takes place before the connection element is finally attached to the spindle. If, for example, a rotatable attachment is provided via the rotation angle alignment device, the rotation angle alignment can also according to the Attach the connection element to the spindle. It is thus advantageously possible to be able to change the angle of rotation alignment even after the connection elements or the entire electromechanical drive have been installed, in order to carry out any necessary correction of the angle of rotation alignment.
Eine konstruktiv besonders einfache Ausführung einer Drehwinkelausrichteinrichtung bei dem vorgeschlagenen elektromechanischen Antrieb kann dadurch realisiert werden, dass eine beliebige Schraubverbindung zum Befestigen des Anschlusselementes an der Spindel verwendet wird. Die Schraubverbindung ist zum Ausgleich der Drehwinkelausrichtung des Anschlusselementes bzw. des gabelförmigen Anschlussbereiches mit zumindest einer Passscheibe oder dergleichen versehen. Auf diese Weise ist das Anschlusselement über die Schraubverbindung an der Spindel verschraubbar, während durch die Anzahl beziehungsweise die Dicke der Passscheiben eine entsprechende Drehwinkelausrichtung des Anschlusselementes bezogen auf die Längsachse der Spindel ermöglicht wird.A particularly simple design of a rotation angle alignment device in the proposed electromechanical drive can be implemented in that any screw connection is used to fasten the connection element to the spindle. The screw connection is provided with at least one shim disk or the like to compensate for the rotational angle alignment of the connection element or the fork-shaped connection area. In this way, the connection element can be screwed to the spindle via the screw connection, while the number or the thickness of the shim washers enables a corresponding rotational angle alignment of the connection element in relation to the longitudinal axis of the spindle.
Eine weitere konstruktive Möglichkeit zur Ausführung einer Drehwinkelausrichteinrichtung kann beispielsweise vorsehen, dass eine Passschraube verwendet wird. Die Passschraube ist mit ihrem Gewindezapfen in einer zugeordneten Gewindebohrung der Spindel derart befestigbar, dass ein Schaftbereich der Passschraube in einer Durchgangsbohrung des zugeordneten Anschlusselementes drehwinkeleinstellbar aufgenommen ist. Bei dieser Art der Ausführung einer Drehwinkelausrichteinrichtung wird eine drehbare Befestigung des Anschlusselementes an der Spindel realisiert, sodass auch nach erfolgter Befestigung des Anschlusselementes an der Spindel eine Korrektur der Drehwinkelausrichtung des gabelförmigen Anschlussbereiches ermöglicht wird.Another constructive option for implementing a rotation angle alignment device can, for example, provide that a fitting screw is used. The fitting screw can be fastened with its threaded pin in an associated threaded bore of the spindle in such a way that a shank area of the fitting screw is received in a through-hole of the associated connection element so that it can be adjusted for the angle of rotation. With this type of embodiment of a rotation angle alignment device, a rotatable attachment of the connection element to the spindle is realized so that a correction of the rotation angle alignment of the fork-shaped connection area is made possible even after the attachment element has been attached to the spindle.
Eine zum Beispiel drehfeste Anordnung des Anschlusselementes an der Spindel über eine Drehwinkelausrichteinrichtung wird im Rahmen einer nächsten Weiterbildung der Erfindung dadurch realisiert, dass als Drehwinkelausrichteinrichtung eine Befestigungsschraube oder dergleichen vorgesehen ist, an der das eine durchgehende Gewindebohrung aufweisende Anschlusselement drehwinkelverstellbar gehalten ist, wobei die Befestigungsschraube mit dem drehwinkelausrichtenden Anschlusselement in einer zugeordneten Gewindebohrung der Spindel festschraubbar ist. Als Befestigungsschrauben kann jede geeignete Schraubverbindung eingesetzt werden.For example, a non-rotatable arrangement of the connection element on the spindle via a rotation angle alignment device is implemented in the context of a next development of the invention in that a fastening screw or the like is provided as the rotation angle alignment device, on which the connection element having a continuous threaded hole is held adjustable in rotation angle, the fastening screw with the connection element aligning the angle of rotation can be screwed tightly in an associated threaded hole of the spindle. Any suitable screw connection can be used as fastening screws.
Im Rahmen einer nächsten Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eines der Anschlusselemente, welches nicht über eine Drehwinkelausrichteinrichtung mit der Spindel befestigt wird, einteilig mit der Spindel ausgeführt ist. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Anzahl der erforderlichen Bauteile und eine Reduzierung der axialen Länge der Spindel und damit des gesamten elektromechanischen Antriebes für die Lenkachse.In the context of a further development of the invention, it can be provided that one of the connection elements, which is not attached to the spindle via a rotational angle alignment device, is made in one piece with the spindle. This enables a reduction in the number of components required and a reduction in the axial length of the spindle and thus of the entire electromechanical drive for the steering axis.
Wenn keine einteilige Ausführung des Anschlusselementes mit der Spindel vorgesehen wird, kann beispielsweise neben einem über die Drehwinkelausrichteinrichtung befestigten Anschlusselement das andere Anschlusselement konstruktiv besonders einfach dadurch mit der Spindel befestigt werden, indem das Anschlusselement einen Gewindezapfen oder dergleichen aufweist, der in einer zugeordneten Gewindebohrung der Spindel befestigbar ist. Demzufolge ist das Anschlusselement unabhängig von seiner Ausrichtung an der Spindel anschraubbar, während die Drehwinkelausrichtung an dem anderen über die Drehwinkelausrichteinrichtung befestigten Anschlusselement erfolgt.If a one-piece design of the connection element with the spindle is not provided, for example, in addition to a connection element fastened via the rotation angle alignment device, the other connection element can be fastened to the spindle in a particularly simple manner in that the connection element has a threaded pin or the like that is inserted in an associated threaded bore of the spindle is attachable. Accordingly, the connection element can be screwed onto the spindle regardless of its alignment, while the angle of rotation alignment takes place on the other connection element fastened via the angle of rotation alignment device.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass eine Lenkachse mit dem vorbeschriebenen elektromechanischen Antrieb beansprucht wird. Hierbei ergeben sich die bereits beschriebenen und weitere Vorteile.Another aspect of the present invention provides that a steering axle with the electromechanical drive described above is claimed. This results in the advantages already described and other advantages.
Ein zusätzlicher Aspekt der Erfindung sieht vor, dass ein Gabelstapler mit der vorbeschriebenen Lenkachse beansprucht wird. Demzufolge ergeben sich auch hier die bereits beschriebenen und weitere Vorteile. Eine besonders bevorzugte Anwendung ist der Einsatz der Lenkachse mit dem elektromechanischen Antrieb bei einem 4-Rad-Gabelstapler.An additional aspect of the invention provides that a forklift truck with the steering axis described above is claimed. As a result, the advantages already described and other advantages also result here. A particularly preferred application is the use of the steering axle with the electromechanical drive in a 4-wheel forklift truck.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
-
1 eine geschnittene Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante eines elektromechanischen Antriebes als Lenkachse eines Gabelstaplers; -
2 eine geschnittene Teilansicht des elektromechanischen Antriebes mit einem über eine Drehwinkelausrichteinrichtung mit einer Verschraubung mit Passscheibe befestigten Anschlusselement; -
3 eine geschnittene Teilansicht des elektromechanischen Antriebes mit einem über eine Drehwinkelausrichteinrichtung als Befestigungsschraube befestigten Anschlusselement; und -
4 eine geschnittene Teilansicht des elektromechanischen Antriebes mit einem über einer als Passschraube ausgeführten Drehwinkelausrichteinrichtung befestigten Anschlusselement.
-
1 a sectional view of a possible embodiment of an electromechanical drive as a steering axis of a forklift; -
2 a sectional partial view of the electromechanical drive with a connection element attached via a rotation angle alignment device with a screw connection with a shim; -
3 a sectional partial view of the electromechanical drive with a connection element fastened as a fastening screw via a rotation angle alignment device; and -
4th a sectional partial view of the electromechanical drive with a connection element fastened via a rotary angle alignment device designed as a fitting screw.
In
Der Elektromotor
Einem ersten Ende der Spindel
Bei der in
In
Die Drehwinkelausrichtung der beiden gabelförmigen Anschlussbereiche
In
In
Bei der Verwendung einer Passschraube
Unabhängig von den jeweiligen Ausführungen kann eines der Anschlusselemente
Zumindest eines der Anschlusselemente
Dadurch, dass zumindest eines der Anschlusselemente
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Spindelspindle
- 22
- Umlaufmutter beziehungsweise SpindelmutterRevolving nut or spindle nut
- 33
- ElektromotorElectric motor
- 44th
- RiementriebBelt drive
- 55
- erstes Anschlusselementfirst connection element
- 66
- zweites Anschlusselementsecond connection element
- 77th
- BefestigungsschraubeFastening screw
- 88th
- Durchgangsbohrung im AnschlusselementThrough hole in the connection element
- 99
- Gewindebohrung der SpindelThreaded hole in the spindle
- 1010
- Gewindezapfen des AnschlusselementesThreaded pin of the connection element
- 1111
- Gewindebohrung der SpindelThreaded hole in the spindle
- 1212
- PassscheibeWasher
- 1313th
- PassschraubeFitting screw
- 1414th
- Gewindezapfen der PassschraubeThreaded pin of the fitting screw
- 1515th
- Gewindebohrung der SpindelThreaded hole in the spindle
- 1616
- SchaftbereichShaft area
- 1717th
- DurchgangsbohrungThrough hole
- 1818th
- Längsachse der SpindelLongitudinal axis of the spindle
- 1919th
- gabelförmiger Anschlussbereich des ersten Anschlusselementesfork-shaped connection area of the first connection element
- 2020th
- gabelförmiger Anschlussbereich des zweiten Anschlusselementesfork-shaped connection area of the second connection element
Claims (9)
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DE102019207124.4A DE102019207124A1 (en) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | Electromechanical drive for a steering axle |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102019207124.4A DE102019207124A1 (en) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | Electromechanical drive for a steering axle |
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Publication Number | Publication Date |
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DE102019207124A1 true DE102019207124A1 (en) | 2020-11-19 |
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ID=73019035
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DE102019207124.4A Pending DE102019207124A1 (en) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | Electromechanical drive for a steering axle |
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