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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 Lenkeinheiten 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 Lenkmotor, ein Lenkgetriebe, einen ersten Achsschenkel mit einem ersten Lenkarm, einen zweiten Achsschenkel mit einem zweiten Lenkarm, eine Koppelstange, eine erste Spurstange und eine zweite Spurstange, wobei der erste Lenkarm starr am ersten Achsschenkel angeordnet ist, wobei der zweite Lenkarm starr am zweiten Achsschenkel angeordnet ist, wobei der erste Achsschenkel lenkbar im Achsgehäuse gelagert ist, wobei der zweite Achsschenkel lenkbar im Achsgehäuse gelagert ist, wobei die erste Spurstange an einem ersten Ende gelenkig mit dem ersten Lenkarm verbunden ist und mit einem zweiten Ende gelenkig mit der Koppelstange verbunden ist, wobei die zweite Spurstange an einem ersten Ende gelenkig mit dem zweiten Lenkarm verbunden ist und mit einem zweiten Ende gelenkig mit der Koppelstange verbunden ist und wobei die Lenkachse dazu ausgebildet ist, dass der Lenkmotor über das Lenkgetriebe einen Lenkwinkel der Lenkachse einstellen kann. Die erfindungsgemäße Lenkachse zeichnet sich dadurch aus, dass die Lenkachse weiterhin einen ersten Lenkzwischenhebel und einen zweiten Lenkzwischenhebel umfasst, wobei der erste Lenkzwischenhebel mit einem ersten Ende gelenkig mit dem Achskörper verbunden ist und mit einem zweiten Ende gelenkig mit der Koppelstange verbunden ist und wobei der zweite Lenkzwischenhebel an einem ersten Ende gelenkig mit dem Achskörper verbunden ist und an einem zweiten Ende gelenkig mit der Koppelstange verbunden ist.
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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 einen Lenkwinkel der Lenkachse einstellen kann.
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Bevorzugt sind der Lenkmotor und das Lenkgetriebe 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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Das Lenkgetriebe ist bevorzugt als Planetengetriebe ausgebildet. Besonders bevorzugt kann das Lenkgetriebe auch eine dem Planetengetriebe vorgeschaltete Stirnradstufe oder Zugmittelstufe umfassen.
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Außerdem umfasst die Lenkachse einen ersten Achsschenkel mit einem ersten Lenkarm und einen zweiten Achsschenkel mit einem zweiten Lenkarm. Am ersten Achsschenkel kann dabei ein erstes lenkbares Rad drehbar angeordnet werden und am zweiten Achsschenkel kann ein zweites lenkbares Rad drehbar angeordnet werden. Der erste und der zweite Achsschenkel sind lenkbar, d.h. jedoch um eine Lenkachse verschwenkbar, im Achsgehäuse gelagert. 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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Der erste Lenkarm ist starr am ersten Achsschenkel befestigt. Beispielsweise können der erste Lenkarm und der erste Achsschenkel einstückig ausgebildet sein. Ebenso ist aber auch eine Schweiß- oder Schraubverbindung denkbar.
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In analoger Weise ist auch der zweite Lenkarm starr am zweiten Achsschenkel befestigt. Beispielsweise können der zweite Lenkarm und der zweite Achsschenkel einstückig ausgebildet sein. Ebenso ist aber auch in diesem Fall eine Schweiß- oder Schraubverbindung denkbar.
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Der erste Lenkarm dient dazu, ein Lenkmoment des Lenkmotors auf den ersten Achsschenkel zu übertragen und der zweite Lenkarm dient dazu, ein Lenkmoment des Lenkmotors auf den zweiten Achsschenkel zu übertragen.
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Die Lenkachse umfasst auch eine erste Spurstange, eine zweite Spurstange und eine Koppelstange, wobei die Koppelstange mit jeweils einem axialen Ende mit einem zweiten Ende der ersten Spurstange und mit einem zweiten Ende der zweiten Spurstange gelenkig verbunden ist. In anderen Worten ist die Koppelstange mittig zwischen den Spurstangen angeordnet und verbindet diese über jeweils ein Gelenk miteinander. Bei diesen Gelenken handelt es sich vorteilhaft um Dreh- oder Scharniergelenke mit nur einem Freiheitsgrad.
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Mit einem ersten Ende ist die erste Spurstange mit dem ersten Lenkarm über ein Gelenk verbunden und entsprechend ist die zweite Spurstange mit dem zweiten Lenkarm über ein Gelenk verbunden. Auch bei diesen Gelenken handelt es sich bevorzugt um Dreh- oder Scharniergelenke mit nur einem Freiheitsgrad.
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Indem die Koppelstange mit der ersten Spurstange und der zweiten Spurstange gleichermaßen verbunden ist und diese wiederum mit dem ersten Lenkarm bzw. dem zweiten Lenkarm verbunden sind, können Lenkbewegungen am ersten Achsschenkel bzw. am ersten Rad und am zweiten Achsschenkel bzw. am zweiten Rad synchron eingestellt werden. Vorteilhaft sind die erste Spurstange, die zweite Spurstange und die Koppelstange derart ausgebildet, dass ein Lenkwinkel am ersten Achsschenkel bzw. am ersten Rad und am zweiten Achsschenkel bzw. am zweiten Rad nicht identisch sind, sondern gemeinsam den sog. Ackermann-Winkel bilden, so dass eine effiziente Kurvenfahrt der Lenkachse ermöglicht wird.
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Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass die Lenkachse weiterhin einen ersten Lenkzwischenhebel und einen zweiten Lenkzwischenhebel umfasst. Der erste Lenkzwischenhebel ist dabei mit einem ersten Ende über ein Gelenk mit dem Achskörper verbunden und auch der zweite Lenkzwischenhebel ist in analoger Weise mit einem ersten Ende über ein Gelenk mit dem Achskörper verbunden. Auch hier handelt es sich vorteilhaft um Dreh- oder Scharniergelenke mit nur einem Freiheitsgrad. An einem zweiten Ende ist der erste Lenkzwischenhebel ebenfalls über ein Gelenk mit der Koppelstange verbunden. Die Verbindung mit der Koppelstange muss dabei allerdings nicht zwingend an einem axialen Ende der Koppelstange angeordnet sein. Ebenso ist der zweite Lenkzwischenhebel an einem zweiten Ende über ein Gelenk mit der Koppelstange verbunden. Auch diese Gelenke sind bevorzugt als Dreh- oder Scharniergelenke mit nur einem Freiheitsgrad ausgebildet.
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Der erste und der zweite Lenkzwischenhebel führen zu einer größeren mechanischen Stabilität der Lenkung, insbesondere auch bei hohen Radkräften, beispielsweise bei einer Kurvenfahrt und bei einem Beschleunigungs- oder Bremsvorgang, so dass der erste Achsschenkel und der zweite Achsschenkel stets zueinander zuverlässig den jeweils gewünschten Winkel aufweisen. Zudem können die Koppelstange sowie die erste und die zweite Spurstange durch Verwendung des ersten und des zweiten Lenkzwischenhebels vergleichsweise näher am Achskörper geführt werden, wodurch sich ein geringerer Raumbedarf der Lenkachse ergibt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Lenkmotor und das Lenkgetriebe auf dem Achsgehäuse koaxial zu einer Lenkachse des ersten Achsschenkels angeordnet sind, wobei eine Ausgangswelle des Lenkgetriebes drehfest mit einem Lagerbolzen des ersten Achsschenkels verbunden ist. Der Lenkmotor und das Lenkgetriebe sind somit auf der Lenkachse des ersten Achsschenkels angeordnet, vorteilhaft oberhalb des ersten Achsschenkels. Indem eine Ausgangswelle des Lenkgetriebes drehfest mit dem ersten Achsschenkel verbunden ist, insbesondere mit einem Lagerbolzen des Achsschenkels im Achsgehäuse, kann eine Drehbewegung des Lenkmotors direkt auf den ersten Achsschenkel übertragen werden bzw. ein Lenkmoment in den ersten Achsschenkel eingeleitet werden. Über die Spurstangen und die Koppelstange kann die Drehbewegung bzw. das Lenkmoment auf den zweiten Achsschenkel übertragen werden. Dies stellt eine raumsparende Ausbildungsform der Erfindung dar.
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Gemäß einer alternativ bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Lenkmotor auf dem Achsgehäuse koaxial zu einer Lenkachse des ersten Achsschenkels angeordnet ist und dass das Lenkgetriebe im ersten Achsschenkel angeordnet ist, wobei eine Ausgangswelle des Lenkmotors drehfest mit einer Eingangswelle des Lenkgetriebes verbunden ist. Daraus ergibt sich eine ganz besonders raumsparende Ausbildungsform der Erfindung, da das Lenkgetriebe vollständig innerhalb des ersten Achsschenkels angeordnet ist. In anderen Worten stellt das Lenkgetriebe den ersten Achsschenkel dar, so dass ein Gehäuse des Lenkgetriebes entsprechend dazu ausgebildet ist, über Lagerungen drehbar im Achsgehäuse gehalten zu werden. Weiterhin weist das Gehäuse des Lenkgetriebes entsprechend einen Lenkarm auf, der beispielsweise angegossen sein kann, sowie einen Wellenabschnitt zur Aufnahme eines Rads.
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Vorteilhaft stellt das Gehäuse den Abtrieb des Lenkgetriebes dar.
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Gemäß einer weiteren alternativ bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Lenkmotor auf dem Achsgehäuse parallel zu einer Lenkachse des ersten Achsschenkels angeordnet ist und dass das Lenkgetriebe im ersten Achsschenkel angeordnet ist, wobei eine Ausgangswelle des Lenkmotors über ein Zwischengetriebe mit einer Eingangswelle des Lenkgetriebes verbunden ist. Auch diese Ausbildungsform ist äußerst raumsparend. In diesem Fall ist der Lenkmotor jedoch nicht koaxial über dem Lenkgetriebe angeordnet, sondern axial versetzt zu diesem. Je nach Einbaubedingungen in einem spezifischen Fahrzeug kann diese Ausbildungsform vergleichsweise besser als andere Ausbildungsformen geeignet sein. Der axiale Versatz zwischen der Motorwelle des Lenkmotors und der Eingangswelle des Lenkgetriebes wird überbrückt durch ein Zwischengetriebe, das beispielsweise als Stirnradstufe, als Riementrieb oder als Kettentrieb ausgebildet sein kann.
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Zusätzlich kann über das Zwischengetriebe bereits eine bestimmte Untersetzung erzielt werden, so dass das eigentliche Lenkgetriebe im Achsschenkel vergleichsweise kompakter und einfacher aufgebaut sein kann.
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Gemäß einer weiteren alternativ bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Lenkmotor und das Lenkgetriebe derart am Achsgehäuse angeordnet sind, dass eine Drehachse einer Ausgangswelle des Lenkgetriebes identisch mit einer Drehachse des ersten Lenkzwischenhebels ist, wobei die Ausgangswelle drehfest mit dem ersten Lenkzwischenhebel verbunden ist. Das bedeutet also, dass der Lenkmotor und das Lenkgetriebe im Bereich des ersten Lenkzwischenhebels angeordnet sind, so dass der erste Lenkzwischenhebel von der Ausgangswelle des Lenkgetriebes entlang seiner Drehachse gedreht werden kann. Das Lenkmoment des Lenkmotors wird in diesem Fall also über den ersten Lenkhebel auf die Koppelstange übertragen und von dort weitergeführt über die erste bzw. zweite Spurstange an den ersten bzw. zweiten Achsschenkel.
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Bevorzugt sind der Lenkmotor und das Lenkgetriebe dabei vollständig innerhalb des Achsgehäuses angeordnet, wodurch sich wiederum eine besonders raumsparende Ausführungsform der Erfindung ergibt.
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Gemäß einer weiteren alternativ bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Lenkachse weiterhin einen Lenkhebel umfasst und der Lenkmotor und das Lenkgetriebe mittig am Achsgehäuse angeordnet sind, wobei der Lenkhebel an einem ersten Ende drehfest mit einer Ausganswelle des Lenkgetriebes verbunden ist, so dass er um eine Drehachse der Ausgangswelle schwenkbar ist, und an einem zweiten Ende gelenkig mit der Koppelstange verbunden ist. In diesem Fall betätigt der Lenkmotor also über das Lenkgetriebe den Lenkhebel, welcher dann die Lenkbewegung bzw. das Lenkmoment auf die Koppelstange überträgt. Die Koppelstange wiederum überträgt die Lenkbewegung bzw. das Lenkmoment an die Spurstangen, welche es ihrerseits an den ersten bzw. zweiten Achsschenkel übertragen. Da der Lenkmotor und das Lenkgetriebe in diesem Fall also mittig im Achsgehäuse angeordnet sind, ergibt sich zudem ein vergleichsweise hoher Wirkungsgrad der Lenkung.
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Bevorzugt sind der Lenkmotor und das Lenkgetriebe wiederum vollständig innerhalb des Achsgehäuses angeordnet, wodurch sich auch in diesem Fall eine besonders raumsparende Ausführungsform der Erfindung ergibt.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Koppelstange zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erster Teil der Koppelstange mit einem zweiten Teil der Koppelstange und mit dem Lenkhebel über eine gemeinsame Gelenkstelle gelenkig verbunden ist. Die Koppelstange ist somit nicht starr, sondern weist in ihrer axialen Mitte ein Gelenk auf, welches beide Teile der Koppelstange verbindet und an welchem auch der Lenkhebel angreift. Bei diesen Gelenken handelt es sich vorteilhaft um Dreh- oder Scharniergelenke mit nur einem Freiheitsgrad.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass zumindest die erste Spurstange zumindest teilweise eine Kreisbogenform aufweist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass vergleichsweise größere Lenkwinkel an der Lenkachse eingestellt werden können, da durch die Kreisbogenform die Spurstangen bei einer Lenkbewegung um den jeweiligen Achsschenkel herumgeführt werden können und nicht an diesen anschlagen. Dies ist ganz besonders dann von Vorteil, wenn der erste Achsschenkel das Lenkgetriebe umfasst, da das Lenkgetriebe in der Regel zu einem vergrößerten Durchmesser des ersten Achsschenkels führt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste Lenkzwischenhebel zumindest teilweise eine Kreisbogenform aufweist und dass der zweite Lenkzwischenhebel zumindest teilweise eine Kreisbogenform aufweist, wobei eine Kreisaußenseite des ersten Lenkhebels einer Kreisaußenseite des zweiten Lenkhebels zugewandt ist. Das bedeutet also, dass auch die Lenkzwischenhebel - wie auch schon die Spurstangen - eine Biegung aufweisen, die im Wesentlichen einer Kreisbogenform entspricht.
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Da der erste und der zweite Lenkzwischenhebel jeweils mit ihrem ersten Ende gelenkig mit dem Achskörper verbunden sind, vorteilhaft auf der Höhe der Koppelstange mit dem Achskörper verbunden sind, ist es in der Regel erforderlich, im Achskörper Ausnehmungen vorzusehen, in welchen die ersten Enden des ersten Lenkzwischenhebels und des zweiten Lenkzwischenhebels angeordnet werden können. Bei den Ausnehmungen kann es sich beispielsweise um Ausfräsungen handeln. Die Ausfräsungen müssen dabei groß genug sein, um auch Schwenkbewegungen des ersten und des zweiten Lenkzwischenhebels zu ermöglichen, wie sie bei einer Lenkbewegung und der damit einhergehenden axialen Verschiebung der Koppelstange auftreten. Da der erste und der zweite Lenkzwischenhebel jeweils mit ihrem zweiten Ende gelenkig an der Koppelstange angeordnet sind, folgen sie nämlich der Verschiebung der Koppelstange mit einer Schwenkbewegung. Durch die kreisbogenförmige Ausbildung des ersten und des zweiten Lenkzwischenhebels können die erforderlichen Ausnehmungen vergleichsweise kleiner gestaltet werden, wodurch sich beispielsweise ein entsprechender Fräsprozess verkürzt und die Stabilität des Achskörpers weniger geschwächt wird.
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Gemäß einer alternativ bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste Lenkzwischenhebel als starrer Knickhebel ausgebildet ist und dass der zweite Lenkzwischenhebel als starrer Knickhebel ausgebildet ist, wobei eine Knickspitze des ersten Lenkzwischenhebels einer Knickspitze des zweiten Lenkzwischenhebels zugewandt ist. Unter einem starren Knickhebel wird im Sinne der Erfindung dabei ein Hebel verstanden, nämlich ein Lenkzwischenhebel, der nicht einfach geradlinig ausgebildet ist, sondern aus zwei in einem bestimmten Winkel miteinander verbundenen, jeweils geradlinigen Teilstücken besteht. Der Lenkzwischenhebel weist somit an der winkligen Verbindungsstelle einen Knick auf. Beispielsweise kann der Knick ein rechter Winkel sein. Vorteilhaft weist der Knick einen Winkel zwischen 90 ° und 180 ° auf.
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Die Ausbildung des ersten und des zweiten Lenkhebels als Knickhebel führt dabei zu denselben Vorteilen wie die Ausbildung mit einer Kreisbogenform.
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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,
- 2 beispielhaft eine weitere mögliche Ausbildungsform einer erfindungsgemäßen Lenkachse,
- 3 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform einer erfindungsgemäßen Lenkachse,
- 4 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform einer erfindungsgemäßen Lenkachse und
- 5 beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform einer erfindungsgemäßen Lenkachse.
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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), beispielsgemäß für ein Flurförderzeug. 1a zeigt dabei einen Schnitt von vorne und 1b zeigt einen Schnitt von oben. Die Lenkachse 20 umfasst ein Achsgehäuse 1, einen Lenkmotor 6 ein Lenkgetriebe 16, einen ersten Achsschenkel 4 mit einem ersten Lenkarm 4`, einen zweiten Achsschenkel 5 mit einem zweiten Lenkarm 5`, eine Koppelstange 9, eine erste Spurstange 7, eine zweite Spurstange 8 sowie ein erstes lenkbares Rad 3 und ein zweites lenkbares Rad 2.
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Der erste Lenkarm 4' ist starr am ersten Achsschenkel 4 angeordnet, ebenso ist der zweite Lenkarm 5' starr am zweiten Achsschenkel 5 angeordnet, wobei der erste Achsschenkel 4 lenkbar im Achsgehäuse 1 gelagert ist und der zweite Achsschenkel 5 ebenfalls lenkbar im Achsgehäuse 1 gelagert. Die erste Spurstange 7 ist an einem ersten Ende gelenkig mit dem ersten Lenkarm 4' verbunden ist und mit einem zweiten Ende gelenkig mit der Koppelstange 9. In identischer Weise ist die zweite Spurstange 8 an einem ersten Ende gelenkig mit dem zweiten Lenkarm 5' verbunden und mit einem zweiten Ende gelenkig mit der Koppelstange 9 verbunden.
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Wie in 1 weiterhin zu sehen ist, ist der Lenkmotor 6 koaxial zu einer Lenkachse des Rads 3 bzw. des ersten Achsschenkels 4 angeordnet. Zudem ist das Lenkgetriebe 16 im ersten Achsschenkel 4 angeordnet. Dadurch ergibt sich eine sehr raumsparende Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Lenkachse. Da das Lenkgetriebe 16 im ersten Achsschenkel 4 angeordnet ist, stellt der erste Achsschenkel 4 dementsprechend auch ein Gehäuse des Lenkgetriebes 16 dar. Das Gehäuse bzw. der erste Achsschenkel sind zudem eine Abtriebswelle des Lenkgetriebes 16. Eine Eingangswelle des Lenkgetriebes 16 ist hingegen drehfest mit einer Motorwelle des Lenkmotors 6 verbunden.
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Wie in 1 zu sehen ist, weisen die erste Spurstange 7 und die zweite Spurstange 8 jeweils eine Kreisbogenform auf. Dadurch wird es mechanisch ermöglicht, dass vergleichsweise größere Lenkwinkel an der Lenkachse 20 eingestellt werden können, da durch die Kreisbogenform die erste und die zweite Spurstange 7, 8 um den jeweiligen Achsschenkel 4, 5 herumgeführt werden können und nicht an diesen anschlagen. Dies ist besonders für den ersten Achsschenkel 4 von Vorteil, da der erste Achsschenkel 4 das Lenkgetriebe 16 umfasst und dadurch einen vergrößerten Durchmesser aufweist.
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Die Lenkachse 20 umfasst außerdem einen ersten Lenkzwischenhebel 11 und einen zweiten Lenkzwischenhebel 12, wobei der erste Lenkzwischenhebel 11 mit einem ersten Ende gelenkig mit dem Achskörper 1 verbunden ist und mit einem zweiten Ende gelenkig mit der Koppelstange 9 verbunden ist. Ebenso ist der zweite Lenkzwischenhebel 12 an einem ersten Ende gelenkig mit dem Achskörper 1 verbunden ist und an einem zweiten Ende gelenkig mit der Koppelstange 9 verbunden.
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Der erste Lenkzwischenhebel 11 und der zweite Lenkzwischenhebel 12 weisen jeweils eine Kreisbogenform auf, wobei eine Kreisaußenseite des ersten Lenkzwischenhebels 11 einer Kreisaußenseite des zweiten Lenkzwischenhebels 12 zugewandt ist. Da der erste und der zweite Lenkzwischenhebel 11, 12 jeweils auf der Höhe der Koppelstange 9 mit ihrem ersten Ende gelenkig mit dem Achskörper 1 verbunden sind, sind im Achskörper 1 entsprechende Ausnehmungen vorgesehen, in welchen die ersten Enden des ersten Lenkzwischenhebels 11 und des zweiten Lenkzwischenhebels 12 angeordnet sind. Bei den Ausnehmungen handelt es sich beispielsgemäß um Ausfräsungen. Die Ausfräsungen müssen dabei groß genug sein, um auch Schwenkbewegungen des ersten und des zweiten Lenkzwischenhebels 11, 12 zu ermöglichen, wie sie bei einer Lenkbewegung und der damit einhergehenden axialen Verschiebung der Koppelstange 9 auftreten. Durch die kreisbogenförmige Ausbildung des ersten und des zweiten Lenkzwischenhebels 11, 12 können die erforderlichen Ausnehmungen vergleichsweise kleiner gestaltet werden.
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Der Lenkmotor 6 kann über seine Motorwelle eine Eingangswelle des Lenkgetriebes 16 antreiben, welches dann den ersten Achsschenkel 4 lenkt bzw. verschwenkt. Über den ersten und zweiten Lenkarm 4' und 5`, über die erste und zweite Spurtstange 7 und 8 sowie über die Koppelstange 9 wird die Lenkbewegung dann auf den zweiten Achsschenkel 5 übertragen. Somit kann der Lenkmotor 6 einen Lenkwinkel der Lenkachse 20 einstellen.
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2 zeigt beispielhaft eine weitere mögliche Ausbildungsform einer erfindungsgemäßen Lenkachse 20. 2a zeigt dabei einen Schnitt der Lenkachse 20 von vorne und 2b zeigt einen Schnitt der Lenkachse 20 von oben. Die Lenkachse 20 der 2 unterscheidet sich von der Lenkachse 20 der 1 ausschließlich durch die Anordnung des Lenkmotors 6. Im Gegensatz zu 1 ist der Lenkmotor 6 nämlich nicht koaxial auf der Lenkachse des ersten Achsschenkels 4 angeordnet, sondern parallel versetzt in Richtung der Mitte des Achskörpers 1. Der parallele Versatz wird beispielsgemäß ausgeglichen durch eine Stirnradstufe 17 als Zwischengetriebe 17, welche zugleich eine Drehzahluntersetzung bewirkt.
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3 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform einer erfindungsgemäßen Lenkachse 20. Die Lenkachse 20 der 3 unterscheidet sich von der Lenkachse 20 der 1 wiederum durch die Anordnung des Lenkmotors 6. Wie zu sehen ist, sind der Lenkmotor 6 und das Lenkgetriebe 16 derart am Achsgehäuse 1 angeordnet sind, dass eine Drehachse einer Ausgangswelle des Lenkgetriebes 16 identisch mit einer Drehachse des ersten Lenkzwischenhebels 11 ist, wobei die Ausgangswelle drehfest mit dem ersten Lenkzwischenhebel 11 verbunden ist. Der Lenkmotor 6 betätigt also über das Lenkgetriebe 16 unmittelbar den ersten Lenkzwischenhebel 11, welcher dann seinerseits auf die erste Spurstange 7 und die Koppelstange 9 wirkt und somit einen Lenkwinkel einstellen kann.
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4 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform einer erfindungsgemäßen Lenkachse 20. Die Lenkachse 20 der 4 unterscheidet sich von der Lenkachse 20 der 1 ebenfalls wieder durch die Anordnung des Lenkmotors 6. Gemäß dem Beispiel der 4 ist der Lenkmotor 6 mitsamt dem Lenkgetriebe 16 axial mittig am Achsgehäuse 1 angeordnet, wobei zusätzlich ein Lenkhebel 14 vorgesehen ist. Der Lenkhebel 14 ist an einem ersten Ende drehfest mit einer Ausganswelle des Lenkgetriebes 16 verbunden ist, so dass er um eine Drehachse der Ausgangswelle schwenkbar ist, und an einem zweiten Ende ist der Lenkhebel 14 gelenkig mit der Koppelstange 9 verbunden. Somit wird der Lenkhebel 14 also direkt vom Lenkmotor 6 über das Lenkgetriebe 16 betätigt.
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5 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere mögliche Ausbildungsform einer erfindungsgemäßen Lenkachse 20. Die Lenkachse 20 der 5 unterscheidet sich von der Lenkachse 20 der 4 dadurch, dass die Koppelstange 9 zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erster Teil der Koppelstange 9 mit einem zweiten Teil der Koppelstange 9 und mit dem Lenkhebel 14 über eine gemeinsame Gelenkstelle 13 gelenkig verbunden ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Achsgehäuse
- 2
- zweites Rad
- 3
- erstes Rad
- 4
- erster Achsschenkel
- 4`
- erster Lenkarm
- 5
- zweiter Achsschenkel
- 5`
- zweiter Lenkarm
- 6
- Lenkmotor
- 7
- erste Spurstange
- 8
- zweite Spurstange
- 9
- Koppelstange
- 11
- erster Lenkzwischenhebel
- 12
- zweiter Lenkzwischenhebel
- 13
- gemeinsame Gelenkstelle
- 14
- Lenkhebel
- 16
- Lenkgetriebe
- 17
- Stirnradstufe
- 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]
