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Die Erfindung betrifft eine Lenkachse für ein lenkbares Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein entsprechendes Flurförderzeug.
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Im Stand der Technik sind unterschiedliche Ausbildungsformen von Servolenkeinheiten bekannt, welche entweder eine manuelle Lenkvorgabe eines Fahrers unterstützen oder auf ein elektrisches Signal hin selbsttätig einen gewünschten Lenkwinkel einstellen. Als Aktuator dient dabei regelmäßig entweder ein Hydraulikzylinder oder ein Elektromotor. Diese Servolenkeinheiten umfassen in der Regel neben dem Aktuator ein Lenkgetriebe in konzentrischer Bauweise und weisen eine Welle als Abtrieb auf. Die Lenkeinheiten sind säulenartig aufgebaut mit einem Sockel im unteren Bereich, welcher zur Befestigung an einem Fahrgestell des Fahrzeugs dient. Der obere Bereich der Lenkeinheit ist gegen den unteren Bereich verdrehbar, um an den lenkbaren Rädern einen Lenkwinkel einstellen zu können.
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Aus der
DE 10 2019 116 644 A1 ist in diesem Zusammenhang eine Servolenkeinheit für Fahrzeuge bekannt, die eine Lenksäule mit einem Sockel sowie einen elektrisch unterstützten Lenkapparat mit einem Gehäuse und einem Elektromotor umfasst, wobei das Gehäuse bezüglich des Sockels in Bezug auf einen Freiheitsgrad beweglich ist. Die Lenksäule umfasst ihrerseits weiterhin eine untere Achse, welche drehbar mit dem Sockel verbunden ist und teilweise in ihm enthalten ist. Der Elektromotor ist so ausgebildet, dass er die untere Achse über eine Ausgangswelle in Drehung versetzen kann.
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Die bekannten Servolenkeinheiten sind jedoch dahingehend nachteilbehaftet, als dass sie aufgrund ihrer säulenartigen Bauform einen hohen Platzbedarf erfordern sowie ungünstigen mechanischen Belastungen unterliegen, welche wiederum zu erhöhtem Verschleiß und verfrühtem Ausfall der Servolenkeinheiten führen können.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Lenkachse für ein lenkbares Fahrzeug vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lenkachse für ein lenkbares Fahrzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
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Die Erfindung betrifft eine Lenkachse für ein lenkbares Fahrzeug, umfassend ein Achsgehäuse, einen ersten Achsschenkel, einen zweiten Achsschenkel, einen Lenkmotor und mindestens ein Lenkgetriebe, wobei der erste Achsschenkel lenkbar im Achsgehäuse gelagert ist und wobei der zweite Achsschenkel lenkbar im Achsgehäuse gelagert ist. Die erfindungsgemäße Lenkachse zeichnet sich dadurch aus, dass die Lenkachse weiterhin einen Zugmitteltrieb umfasst, wobei der Zugmitteltrieb den Lenkmotor, den ersten Achsschenkel und den zweiten Achsschenkel trieblich verbindet, so dass eine Drehbewegung einer Motorwelle des Lenkmotors in einer Lenkbewegung des ersten Achsschenkels und des zweiten Achsschenkels resultiert.
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Es ist also eine Lenkachse vorgesehen, d.h. eine Achse mit insbesondere zwei lenkbaren Rädern, die zur Verwendung an einem Fahrzeug geeignet ist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich bevorzugt um ein Nutzfahrzeug wie eine Landmaschine, eine Arbeitsmaschine oder ein Flurförderzeug.
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Die Lenkachse umfasst, wie beschrieben, zunächst ein Achsgehäuse, an welchem alle weiteren Bauteile der Lenkachse angeordnet sind. Das Achsgehäuse stellt somit eine Art Grundgerüst der Lenkachse dar.
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Weiterhin umfasst die Lenkachse einen Lenkmotor und ein Lenkgetriebe, wobei der Lenkmotor zur Aktuierung der lenkbaren Räder der Lenkachse vorgesehen ist, in dem Sinne, dass der Lenkmotor über das Lenkgetriebe und den Zugmitteltrieb einen Lenkwinkel der Lenkachse einstellen kann.
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Bevorzugt sind der Lenkmotor und das Lenkgetriebe zumindest teilweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.
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Die lenkbaren Räder können vorteilhaft auch angetrieben Räder sein, wobei in diesem Fall ein Antriebsaggregat vorgesehen ist, welches insbesondere jedoch nicht Teil der Lenkachse sein muss.
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Bei dem Lenkmotor handelt es sich bevorzugt um einen dreiphasigen, bürstenlosen Elektromotor.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das mindestens eine Lenkgetriebe gebildet wird durch ein erstes Zugmittelrad am ersten Achsschenkel, ein zweites Zugmittelrad am zweiten Achsschenkel und ein drittes Zugmittelrad am Lenkmotor, wobei das erste Zugmittelrad, das zweite Zugmittelrad und das dritte Zugmittelrad mit einem Zugmittel in Eingriff stehen und wobei das erste Zugmittelrad und das zweite Zugmittelrad einen vom dritten Zugmittelrad unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. Das Lenkgetriebe umfasst auch ein Zugmittel, welches die erste, das zweite und das dritte Zugmittelrad trieblich verbindet.
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Zusätzlich oder alternativ kann das mindestens eine Lenkgetriebe auch durch mindestens eine Planetenstufe gebildet werden, wobei die mindestens eine Planetenstufe trieblich zwischen dem Lenkmotor und dem dritten Zugmittelrad angeordnet ist. Eine Motorwelle des Lenkmotors treibt somit die Planetenstufe an und eine Ausgangswelle der Planetenstufe treibt dann das dritte Zugmittelrad an. Somit kann über das mindestens eine Planetengetriebe eine nochmals größere Übersetzung erzielt werden als ausschließlich durch den Zugmitteltrieb.
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Ebenfalls zusätzlich oder alternativ kann das mindestens eine Lenkgetriebe auch durch mindestens eine Planetenstufe im ersten Achsschenkel und mindestens eine Planetenstufe im zweiten Achsschenkel gebildet werden, wobei die mindestens eine Planetenstufe im ersten Achsschenkel trieblich nach dem ersten Zugmittelrad angeordnet ist und die mindestens eine Planetenstufe im zweiten Achsschenkel trieblich nach dem zweiten Zugmittelrad angeordnet ist. Somit kann auch in den Achsschenkeln noch eine weitere Untersetzung der Drehzahl erfolgen.
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Außerdem umfasst die Lenkachse den bereits erwähnten ersten Achsschenkel und den bereits erwähnten zweiten Achsschenkel, die beide lenkbar, d.h. verschwenkbar um die jeweilige Lenkachse, im Achsgehäuse gelagert sind. Am ersten Achsschenkel kann dabei ein erstes lenkbares Rad drehbar angeordnet werden und am zweiten Achsschenkel kann ein zweites lenkbares Rad drehbar angeordnet werden. Eine Lenkbewegung des ersten Achsschenkels kann somit auf das erste Rad übertragen werden. Ebenso kann eine Lenkbewegung des zweiten Achsschenkels auf das zweite Rad übertragen werden.
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Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass die Lenkachse weiterhin einen Zugmitteltrieb umfasst, wobei der Zugmitteltrieb den Lenkmotor, den ersten Achsschenkel und den zweiten Achsschenkel trieblich verbindet, so dass eine Drehbewegung einer Motorwelle des Lenkmotors in einer Lenkbewegung des ersten Achsschenkels und des zweiten Achsschenkels resultiert.
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Daraus ergibt sich der Vorteil, dass auf ein vergleichsweise aufwändiges und bauraumerforderndes Lenkgestänge, wie beispielsweise Lenkhebel und Spurstangen, verzichtet werden kann. Die erfindungsgemäße Lenkachse ist somit vergleichsweise kompakt. Der Lenkmotor kann zudem - beispielsweise abhängig von den Eigenschaften bzw. den Bauraummöglichkeiten eines spezifischen Fahrzeugs - flexibel an einer geeigneten Stelle zwischen den zwei Achsschenkeln angeordnet werden, also etwa mittig oder auch außermittig und insbesondere innerhalb des Achsgehäuses. Indem der Lenkmotor innerhalb des Achsgehäuses angeordnet ist, ist die Lenkachse nochmals kompakter ausgebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Zugmitteltrieb als Riementrieb ausgebildet ist. Der Riemen kann insbesondere als Zahnriemen ausgebildet sein. Ein Riementrieb ist vergleichsweise leichtgewichtig und kostengünstig. Zudem läuft ein Riementrieb geräuscharm.
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Gemäß einer alternativ bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Zugmitteltrieb als Kettentrieb ausgebildet ist. Ein Kettentrieb ist dabei vergleichsweise belastbarer als ein Riementrieb und eignet sich zum Übertragen vergleichsweise höherer Drehmomente.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Lenkmotor mittels einer Führung entlang einer Fahrtrichtung der Lenkachse verstellbar ist. Indem der Lenkmotor entlang der Fahrtrichtung der Lenkachse verstellbar ist, kann er also im Wesentlichen orthogonal zum Zugmitteltrieb verstellt werden, welcher entlang der Lenkachse verläuft. Die Führung kann beispielsweise als Schiene ausgebildet sein, auf welcher der Lenkmotor angeordnet ist. Eine Verbindung des Lenkmotors zur Schiene kann dann gelöst werden, um den Lenkmotor zu verstellen, und anschließend wieder geschlossen werden, um den Lenkmotor in der neuen Soll-Position zu halten. Durch diese Verstellbarkeit des Lenkmotors kann der Zugmitteltrieb auf einfache Weise gespannt werden, da der Lenkmotor soweit entlang bzw. entgegen der Fahrtrichtung verstellt werden kann, bis das Zugmittel die gewünschte Spannung aufweist.
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Der Lenkmotor und insbesondere die Führung können ganz oder teilweise im Achskörper angeordnet sein.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Flurförderzeug, umfassend eine erfindungsgemäße Lenkachse. Daraus ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Lenkachse genannten Vorteile auch für das erfindungsgemäße Flurförderzeug.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
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Es zeigt:
- 1 beispielhaft eine mögliche Ausbildungsform einer erfindungsgemäßen Lenkachse für ein lenkbares Fahrzeug.
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Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.
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1 zeigt beispielhaft eine mögliche Ausbildungsform einer erfindungsgemäßen Lenkachse 20 für ein lenkbares Fahrzeug (nicht dargestellt in 1) im Schnitt, beispielsgemäß für ein Flurförderzeug. Die Lenkachse 20 umfasst ein Achsgehäuse 1, einen Lenkmotor 6, ein Lenkgetriebe 16, einen ersten Achsschenkel 4, einen zweiten Achsschenkel 5, ein erstes Zugmittelrad 10 am ersten Achsschenkel 4, ein zweites Zugmittelrad 11 am zweiten Achsschenkel 5, ein drittes Zugmittelrad 9 am Lenkmotor 6 sowie ein als Riemen 7 ausgebildetes Zugmittel 7, ein erstes lenkbares Rad 3 und ein zweites lenkbares Rad 2.
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Das erste Zugmittelrad 10, das zweite Zugmittelrad 11 und das dritte Zugmittelrad 9 stehen mit dem Riemen 7 in Eingriff. Das erste Zugmittelrad 10 und das zweite Zugmittelrad 11 weisen einen vom dritten Zugmittelrad 9 unterschiedlichen Durchmesser auf, so dass sie als Übersetzungsstufe ausgebildet sind und einen funktionalen Bestandteil des Lenkgetriebes 16 bildet. Das Lenkgetriebe 16 umfasst beispielsgemäß des Weiteren eine Planetenstufe 16, welche zusammen mit dem Lenkmotor 6 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist.
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Das erste Zugmittelrad 10, das zweite Zugmittelrad 11, das dritte Zugmittelrad 9, der Riemen 7, das Lenkgetriebe 16 und der Lenkmotor 6 bilden somit einen Zugmitteltrieb 16, über den eine Drehbewegung einer Motorwelle des Lenkmotors 6 in eine Lenkbewegung des ersten Achsschenkels 4 und des zweiten Achsschenkels 5 umgesetzt werden kann und der einen funktionalen Bestandteil des Lenkgetriebes 16 bildet.
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Wie in 1 weiterhin zu sehen ist, sind der Lenkmotor 6 sowie die Planetenstufe 16 des Lenkgetriebes 16 leicht versetzt zur axialen Mitte des Achsgehäuses 1 inerhalb des Achsgehäuses 1 angeordnet. Der Lenkmotor 6 und die Planetenstufe 16 des Lenkgetriebes 16 sind von einem gemeinsamen Gehäuse eingehaust. Die Planetenstufe 16 ist trieblich zwischen dem Lenkmotor 6 und dem dritten Zugmittelrad 9 angeordnet.
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Beispielsgemäß kann der Lenkmotor 6 mitsamt der Planetenstufe 16 zudem entlang einer in 1 nicht dargestellten Führung entlang der Fahrtrichtung der Lenkachse 20 verstellt werden. Die Fahrtrichtung der Lenkachse 20 weist in 1 in die Zeichenebene hinein, so dass durch die Führung entsprechend eine Verstellbarkeit des Lenkmotors 6 und der Planetenstufe 16 in die Zeichenebene hinein und aus der Zeichenebene hinaus ermöglicht wird. Dadurch kann der Riemen 7 nach einer Montage auf dem ersten Zugmittelrad 10, dem zweiten Zugmittelrad 11 und dem dritten Zugmittelrad 9 auf einfache Weise gespannt werden, indem der Lenkmotor 6 und die Planetenstufe 16 soweit entlang bzw. entgegen der Fahrtrichtung verstellt werden, bis der Riemen 7 die gewünschte Spannung aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Achsgehäuse
- 2
- zweites Rad
- 3
- erstes Rad
- 4
- erster Achsschenkel
- 5
- zweiter Achsschenkel
- 6
- Lenkmotor
- 7
- Zugmittel, Riemen
- 9
- drittes Zugmittelrad
- 10
- erstes Zugmittelrad
- 11
- zweites Zugmittelrad
- 16
- Lenkgetriebe, Planetenstufe, Zugmitteltrieb
- 20
- Lenkachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019116644 A1 [0003]
