EP2417004A1 - Steering drive system and skid steer vehicle equipped therewith - Google Patents

Steering drive system and skid steer vehicle equipped therewith

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EP2417004A1
EP2417004A1 EP09805911A EP09805911A EP2417004A1 EP 2417004 A1 EP2417004 A1 EP 2417004A1 EP 09805911 A EP09805911 A EP 09805911A EP 09805911 A EP09805911 A EP 09805911A EP 2417004 A1 EP2417004 A1 EP 2417004A1
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EP
European Patent Office
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drive
steering
gear
drives
summation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09805911A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jörg-Peter KARRIE
Nikolaus Müller
Dieter Schwarz
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Renk GmbH
Original Assignee
Renk GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D11/00—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like
    • B62D11/02—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides
    • B62D11/06—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source
    • B62D11/10—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source using gearings with differential power outputs on opposite sides, e.g. twin-differential or epicyclic gears
    • B62D11/14—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source using gearings with differential power outputs on opposite sides, e.g. twin-differential or epicyclic gears differential power outputs being effected by additional power supply to one side, e.g. power originating from secondary power source
    • B62D11/16—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source using gearings with differential power outputs on opposite sides, e.g. twin-differential or epicyclic gears differential power outputs being effected by additional power supply to one side, e.g. power originating from secondary power source the additional power supply being supplied mechanically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19023—Plural power paths to and/or from gearing
    • Y10T74/19051—Single driven plural drives

Abstract

The invention relates to a steering drive system (10) and a skid steer vehicle equipped therewith, wherein the steering drive system (10) comprises: a drive assembly (11) having a first and a second drive (11a, 11b), a summation gearbox (12) for summing driving torque of the drives (11a, 11b) to an output shaft (13c) of the summation gearbox (12), a first drive connecting device (14), by means of which the first drive (11a) is drivingly connected to a first input shaft (13b) of the summation gearbox (12), a second drive connecting device (15), by means of which the second drive (11b) is drivingly connected to a second input shaft (13a) of the summation gearbox (12), wherein the drive connecting devices (14, 15) are equipped such that none of the driving torque directed at the drives (11a, 11b) can be transmitted to the drives (11a, 11b) when a permanent drive connecting is established between the drives (11a, 11b) and the summation gearbox (12).

Description

Lenkantriebssystem und damit ausgerüstetes radseitengeienktes Fahrzeug Steering drive system and thus equipped Radseitengeienktes vehicle
Die Erfindung betrifft ein Lenkantriebssystem für ein radseitengeienktes Fahrzeug und ®m damit ausgerüstetes radseitengeienktes Fahrzeug, wie beispielsweise ein Kettenfahrzeug.The invention relates to a steering drive system for a Radseitengeienktes vehicle and ®m so equipped Radseitengeienktes vehicle, such as a tracked vehicle.
Aus dem Stand ά&r Technik sind Lenkantriebssysteme für radseitengelenkte Fahrzeuge bekannt, wobei ein transSaϊαrischer Fahrantrieb für das Fahrzeug durch eine Lenkdrehzahi überlagert wird. Hierbei sind diverse Konfigurationen bekannt, che entweder eigene Antriebe für jede Radseite des radseitengelertkten Fahrzeugs verwenden oder über einen zentralen Antrieb über Differentialgetriebe Fahrantriebe wechselseitig überlagern.Steering drive systems for wheel-steered vehicles are known from the prior art, wherein a trans-axial drive for the vehicle is superimposed by a steering speed. Here, various configurations are known, che either use their own drives for each wheel side of radseitengelertkten vehicle or superimposed alternately on a central drive via differential gear drives.
Beispiel« für solche Lenkantriebssysteme sind in DE 2446727 A1 und DE 2 009256 A1 beschrieben.Example «for such steering drive systems are described in DE 2446727 A1 and DE 2 009256 A1.
Mehrkreisige bzw. Lenkantriebsredundanz bietende Lenkantriebssysteme sind derzeit nicht bekannt, wobei die existierenden Lenkantriebssysteme demgemäß den Nachteil haben, dass sie bei Ausfall eines Lenkantriebs eine präzise bzw. unbeeinträchtigte Lenkbarkeit des Fahrzeugs nicht mehr gewährleisten können.Multi-circuit or Lenkantriebsredundanz offering steering drive systems are not currently known, the existing steering drive systems accordingly have the disadvantage that they can no longer ensure a precise or undisturbed steerability of the vehicle in case of failure of a steering drive.
Bei kaskadierten elektrischen Systemen muss ein sehr hoher Aufwand in Bezug auf Dimensiαnierung, Elektronik und Software aufgebracht werden, um diese systemtechnisch sicher zu machen. Aufgrund des hohen Aufwands konnte bis jetzt noch keiner dieser elektrischen Antriebe in eine Serienanwendung in Fahrzeugen mit einer bauartbedingten Höchstgeschwindigkeit von über 52 km/h integriert werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenkantriebssystem, insbesondere ein Oberlagerungs-Lenkantriebseystem, für ein radseitengelenktes Fahrzeug bereitzustellen, wobei das Lenkantriebssystem eine präzise Notlenkbarkeit des Fahrzeugs gewährleistet- Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein mit einem solchen lenkanthebssystem ausgerüstetes radseitengelenktes Fahrzeug, insbesondere Kettenfahrzeug, bereitzustellen.In the case of cascaded electrical systems, a great deal of effort has to be made in terms of dimensioning, electronics and software in order to make them safe in terms of system technology. Due to the high cost, none of these electric drives could be integrated into a series application in vehicles with a design-related maximum speed of more than 52 km / h. The invention has for its object to provide a steering drive system, in particular a superimposed steering drive system for a radseitengelenktes vehicle, the steering drive system ensures a precise Notlenkbarkeit the vehicle- The invention is further the object of a equipped with such a steering lifting system radseitengelenktes vehicle, in particular Tracked vehicle to provide.
Die oben genannten Aufgaben werden mit einem Lenkantriebssystem gemäß Anspruch 1 bzw. mit einem radseitengelenkten Fahrzeug gemäß Anspruch 11 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängiger» Ansprüchen definiert.The above objects are achieved with a steering drive system according to claim 1 and with a wheel-side guided vehicle according to claim 11. Further developments of the invention are defined in the respective dependent »claims.
GemäS einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Lenkantriebssystem, insbesondere ein Überlagewngs-Lenkantήebssystem, für ein radseitengelenktes Fahrzeug bereitgestellt, wobei das Lenkantriebssystem aufweist: eine Antriebsanordnung mit einem ersten Antrieb und einem zweiten Antrieb, welche ais voneinander separate Einheften ausgebildet sind, ein Sumrmergetriebe zum Summieren jeweiliger Antriebsmomente der beiden Antriebe auf eine Ausgangsweile des Summiergetriebes, eine erste Antriebsverbindungs-According to a first aspect of the invention, there is provided a steering propulsion system, in particular a superposed steering assisting system, for a wheel-steered vehicle, the steering propulsion system comprising: a drive assembly having a first drive and a second drive formed as separate tackles, a summation gear for summing respective drive torques of the two drives to an output field of the summation gear, a first drive connection
Einrichtung, mittete deren der erste Antrieb mit einer ersten Eingangswelie des Summiergetriebes antriebsverbunden ist. und eins zweite Antriebsverbindungs» Einrichtung, mitteis deren der zweite Antrieb mit einer zweiten Eingangswelle des Summäergβtriebes antriebsverbunden ist, wobei die beiden Antriebsverb indungs- Einrichtungen jeweils eingerichtet sind, so dass bei stetig hergestellterDevice, mittete whose the first drive is drivingly connected to a first input shaft of the summation. and a second drive connection means, the second drive of which is drive-connected to a second input shaft of the summing gear drive, wherein the two drive connection devices are each set up, so that when continuously produced
Antriebsverbindung zwischen den Antrieben und dem Surnmiergetriebe keine von dem Summiergβtriebe aus auf die Antriebe gerichteten Antriebsmomente bzw, Rücktriebsrnomente an die Antriebe übertragbar sind.Drive connection between the drives and the summation gearbox no drive torques or return torques directed to the drives by the summing gear drives can be transmitted to the drives.
Dadurch, dass erfindungsgemäß zwei insbesondere simultan betreibbare Antriebe vorgesehen sind, deren Antriebsmomente über das Summiergetriebe auf eine Antriebe der jeweils andere Antrieb eine Notienkbarkeit gewährieisten. Dadurch, dass von dem Summiergetriebe aus keine auf die Antriebe gerichteten Antriebsmomente an die Antriebe übertragbar sind, wird bei Ausfall eines Antriebs sicher vermieden, dass Über einen Rücktrieb auf den ausgefallenen Antrieb ein Drehmαmentveriust für den in Betrieb verbleibenden Antrieb entsteht.Due to the fact that, according to the invention, two drives, which can be operated in particular simultaneously, are provided, the drive torques of which via the summing gear are limited to one Drives the other drive grant a Notiebkbarkeit. Due to the fact that no drive torques directed to the drives can be transmitted to the drives by the summing gear, in the event of a drive failure it is reliably avoided that a torque loss on the failed drive results for the drive remaining in operation.
Bei einer mehrkreisigen Lenkung in kaskadierter Bauweise müssten dse Antriebe überdimensioniert ausgeführt werden. Um erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung beseitigt dieses Problem durch die Übersetzungsbedinguπgen imIn a multi-circuit steering in cascaded design would dse drives be made oversized. To inventively proposed solution eliminates this problem by the Übersetzungsbedinguπgen in
Summiergetriebe. Um ein radseitengelenktes Fahrzeug zu wenden {Lenken} ist ein Mindesiwendemαmβnt erforderlich. Hätte man jetzt beispielsweise zwei kaskadierte Lenkantriebe, muss beim AusfaN eines Antriebes, der noch funktionierende Antrieb das doppelte Moment aufbringen, um das benötigte Wendemoment zu erzeugen. Bei der erfindungsgemä&en Lösung unterstützt das Summiergetriebe, bei stillgelegter zweiter Eintriebswelie, den noch funktionierenden Antrieb und stellt damit das erforderliche Wendemoment zur Verfügung.Summing. In order to turn a wheel-steered vehicle {steering} a Mindesiwendemαmβnt is required. If, for example, two cascaded steering drives were used now, when the drive is completed, the still functioning drive must apply twice the torque in order to generate the required turning moment. In the case of the solution according to the invention, the summation gearbox, with the second input drive shaft disengaged, supports the still functioning drive and thus provides the required turning momentum.
Der erste Antrieb und der zweite Antrieb können gemäß einer Ausführungsform άer Erfindung über separate und voneinander unabhängige Leisfungsqueilen, wie z.B. separate Batterien/Brennstoffzellen bei als Elektromotoren ausgebildeten Antrieben oder z.B. separate Kraftstofftanks bei als Verbrennungsmotoren ausgebildeten Antrieben, unabhängig voneinander betreibbar sein,The first drive and the second drive may, according to one embodiment of the invention, be separated and separated from each other by separate and independent drive lines, e.g. separate batteries / fuel cells in drives designed as electric motors or e.g. Separate fuel tanks in engines designed as internal combustion engines, be operated independently,
Damit werden in vorteilhafter Weise die Betriebssicherheit und die Notlenkbarkeits-Funktion des Lenkantriebs$ystems noch mehr verbessert.Thus, the reliability and the Notlenkbarkeits function of the steering drive $ ystems be improved even more advantageously.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäSen Lenkantriebssystems sind die beiden Antriebsverbindungs-Esnrichtungen für von dem Summiergetriebe aus auf die Antriebe gerichtete Antriebsmomente selbsthemmeπd. Diese Ausgestaltung des erfänduπgsgemäEen Lenkantriebssystems ist besonders einfach und damit preiswert zu realisieren Ferner ist ein derart gestaltetes Lenkantriebssystem besonders betriebssicher bzw. ausfallsicher, da die Selbsthemmung ohne separat© SignaNslerung und Steüeiemente bei jeglichem auf die Antriebe geπchteten Antriebsmoment bzw. Ruektriebsmoment ausgelöst wird.According to one embodiment of the steering drive system according to the invention, the two drive connection directions are self-locking for drive torques directed at the drives from the summing gear. Furthermore, a steering drive system designed in this way is particularly reliable and fail-safe, since the self-locking is triggered without any separate drive signal or drive element at any drive torque or backdrive torque applied to the drives.
Gemäß Aυsführυngsformen des erfindungsgemäßen Lenkaπtriebssystems weisen die beiden Antriebsverbindungs-Einrichtungen jeweils verzahnte Eiemente und/oder jeweils einen Schneckentrieb und/oder jeweils einen Schraubentrieb und/oder jeweils ein Umlaufgetriebe auf.According to Aυsführυngsformen Lenkaπtriebssystems invention, the two drive connection devices each toothed Eiemente and / or each have a worm gear and / or in each case a screw drive and / or in each case a planetary gear.
Diese Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Lenkantriebssystems stellen weitere einfach und damit preiswert und ausfallsicher zu realisierende Konfigurationen dar.These embodiments of the steering drive system according to the invention provide further simple and thus inexpensive and fail-safe to be realized configurations.
Gemäü noch einer Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Lenkantriebssystems weist die erste Antriebsverbindungs-Einπchtung eine erste Sremseinrichtung auf, d*e eingerichtet ist einen Triebstrang des ersten Antriebs feβtzυbremsen. weist die zweite Antriebsverbindungs-Einrichtung eine zweite Bremseinrichtung auf, die eingerichtet ist, einen Triebstraπg des zweiten Antriebs festzubremsen, und sind Drehzahlerfassυngβmittel vorgesehen zum Erfassen jeweiliger Antriebsdrehzahlen d&r beiden Antriebe, wobei die Bremseinrichtungen Jeweils eingerichtet sind, auf Basis der Antrϊebsdrehzahien beider Antriebe und einer aus diesen ermittelten DJfferenzdrehzah! selektiv aktiviert zu werden.Gemäü another embodiment of the steering drive system of the invention, the first drive connection to a first Einπchtung Sremseinrichtung, d * e is arranged a drive train of the first drive tzυbremsen fe β. The second drive connection device has a second brake device configured to decelerate a drive train of the second drive, and rotational speed detection means are provided for detecting respective drive speeds d & r of both drives, wherein the brake devices are each set based on the drive speeds of both drives and one off this determined DJfference speed! to be selectively activated.
Die Merkmale gemäδ dieser Ausgestaltung d&τ Erfindung können zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein. Die jeweiligen Bremseinrichtungen stellen eine einfach anzusteuernde und zu integrierende und damit ebenfalls preiswerte Alternative bzw. Redundanz zur Selbsthemmung! bereit. Bevorzugt sind dabei die berührungsiose Drehzahlsensoren, im Summiergetriebe angeordnet. Ferner kann eine elektronische Steuereinheit vorgesehen sein, weiche Drehzahlsignafe der Drehzahlsensoren auswertet und die Differenzdrehzah! bestimmt und weiche mit den Bremseinriehtungen zum Ansteuern (Einschaiten/Ausschaiten) dieser signalgekoppeit ist.The features according to this embodiment d & T invention may additionally or alternatively be provided. The respective braking devices provide an easy to control and integrate and thus also inexpensive alternative or redundancy for self-locking! ready. Preference is given to the touch-sensitive speed sensors, arranged in the summing gear. Furthermore, an electronic control unit can be provided, which evaluates the speed signal of the speed sensors and the difference speed! determined and soft with the Bremseinriehtungen for driving (Einschaiten / Ausschaiten) this is signal gekoppeit.
Gemäß noch einer wetteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkantriebssysiems ist das Sυmmiergetriebe ein Pianetengetriebe.According to yet another weathered embodiment of the steering drive system according to the invention, the centrifugal transmission is a planetary transmission.
Diese Ausgestaltung des Summiergetriebes stellt eine technisch erprobte und zuverlässige Möglichkeit zum Summieren zweier Antriebsieistungen bereit. Da Planetengetriebe kommerziell in vieien Varianten verfügbar sind, können ggf. sogar Standardgetriebe zum Einsatz kommen, was zusatzlich Kosten einspart und άie Reparaturfreundlichkeit verbessert, insbesondere Reparaturzeiten verkürzt,This embodiment of the summation provides a technically proven and reliable way to sum up two Antriebsieistungen ready. Since planetary gearboxes are commercially available in many variants, even standard transmissions may possibly be used, which additionally saves costs and improves repair friendliness, in particular shortens repair times,
Bevorzugt ist die erste Eingangswelle des Summiergetriebes direkt mit einem PSanetenradträger des Summiergetriebes antriebsverbunden, wobei die zweite Eingangswelie des Summiergetriebes direkt mit einem Sonnenrad des Summiergetriebes antriebsverbunden ist, und wobei die Ausgangsweife des Summiergetriebes direkt mit einem Hohirad des Summiergetriebes antriebsverbtmden ist.Preferably, the first input shaft of the summing gear is drivingly connected directly to a PSanetenradträger the summation, wherein the second Eingangswelie of the summing gear is directly connected to a sun gear of the summation gear, and wherein the Ausgangsleiife of the summing directly with a Hohirad the summation gear drive is verbustsverbtmden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist em Radseitengeienktes Fahrzeug, insbesondere ein Kettenfahrzeug, bereitgestellt, welches ein Lenkantriebssystem gemäß, einer, mehreren oder alfen erfindungsgemäδen AusfOhrungsformen in jeder denkbaren Kombination sowie &m erstes Lenkdifferentiaigeiriebe, ein zweites Lenkdifferentialgetriebθ, eine Antriebsmaschine zum Realisieren eines translatorischen Antriebs des Fahrzeugs und ein Kopplungseiement aufweist, wobei die Antriebsmaschine mit beiden Lenkdifferentiaigetrteben aπtriebsverbunden ist, und wobei das Koppiungseiement sowohl mrt beiden Lenkdifferentialgetrieben als auch mit der Ausgangswelle des Summiergetriebes aniriebsverbunden ist.According to a second aspect of the invention, there is provided a wheel-side vehicle, in particular a tracked vehicle, comprising a steering drive system in accordance with any one of several combinations, as well as a first steering differential, a second steering differential gear, a prime mover for realizing a translational drive of the Vehicle and a Kopplungseiement, wherein the prime mover is aπtriebsverbundenben with both Lenkdifferentiaigetrteben, and wherein the Koppiungseiement both mrt both Steering differential gears as well as aniriebsverbunden with the output shaft of the summation.
Bevorzugt wirken die Lenkdiffereniiaigetriebe und das Lenfcantriebssystem so zusammen, dass sich das Kopplυngseiement bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs neutral verhält, wobei das Kopplungseiement bevorzugt von einer Nullweile gebildet ist und die Unkdrfferentialgetriebe bevorzugt jeweils von einem Planetengetriebe gebildet sind, wobei die Nuilweüe bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs stillstehtPreferably, the Lenkdiffereniiaigetriebe and the Lenfcantriebssystem cooperate so that the Kopplυngseiement behaves neutrally when driving straight ahead of the vehicle, wherein the Kopplungseiement is preferably formed by a Nullweile and the Unkdrfferentialgetriebe are preferably each formed by a planetary gear, the Nuilweüe in a straight run of the vehicle resting
Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben,In the following the invention will be described in more detail by means of preferred embodiments and with reference to the attached figures,
Fig.1 zeigt eine schernatische Ansicht eines erfindungsgemä &en Lenkantriebssystems eines radseiteπgelenkten Fahrzeugs,1 shows a schematic view of a steering drive system according to the invention of a wheel-side steering vehicle,
Fig.1 zeigt in schernatischer Ansicht ein Antriebs-urtd-Leπksystem 1 eines in Form eines Kettenfahrzeugs ausgebildeten radsestengeienkten Fahrzeugs (nicht vollständig gezeigt und nicht separat bezeichnet) gemä& Ausführungsformen der Erfindung.1 shows, in a schematic view, a drive belting system 1 of a wheeled vehicle formed in the form of a tracked vehicle (not completely shown and not separately designated) according to embodiments of the invention.
Das radseitengeienkte Fahrzeug weist ein Lenkantriebssystem 10 und ein Fahraπtriebssystem 20 auf, wobei das Lenkantriebssystem 10 zur Beeinflussung des Fahrantriebssystems 20 mit dem Fahrantriebssystern 20 in Antriebsverbindυng steht.The Radseitengeienkte vehicle has a steering drive system 10 and a Fahraπtriebssystem 20, wherein the steering drive system 10 is for influencing the traction drive system 20 with the Fahrantriebssystern 20 in Antriebsverbindυng.
Das Lenkantriebssystem 10 weist eine Antrielbsanordnung 11 mit einem ersten Antrieb 11a und einem zweiten Antrieb 11b4 ein in Form eines Plaπeteπgetriebes bzw. Umlaufgetriebes ausgebildetes Summiergetriebe 12 zum Summieren jeweiliger Antriebsmomenie der beiden Antriebe 11 B1 11 b auf eine Ausgangswelle 13c um Surnm&rgetrte&es 12, eine erste Arftfie&sveffeindungs-Einnchtung 14, mittels deren de? erste Antrieb 11a mit einer ersten Emgangswelle 13b des Summiergetriebes 12 antriebsverbunden ist» mό eine zweite Antfiebsverbϊndungs- Einrichiung 1S auf« mittels deren der zweite Antrieb 11b mit einer zweiten Eingangsweile 13a des Summiergetriebes 12 antriebsverbunden ist.The steering drive system 10 has an Antrielbsanordnung 11 with a first drive 11a and a second drive 11b 4 a formed in the form of a Plaπeteπgetriebes or planetary gear summation gear 12 for summing respective drive Momenie the two drives 11 B 1 11 b on an output shaft 13c around Surnm & rtrte & es 12, a first anti-fraud device 14, by means of which de? The first drive 11a is drivingly connected to a first output shaft 13b of the summing gear 12, so that the second drive 11b is drivably connected to a second input shaft 13a of the summing gear 12 by means of a second drive connection device 1S.
Die erste Eingangsweiie 13b des Summiergetriebes 12 ist direkt mit einem Planeten radträger 12b des Summiergetriebes 12 antriebsverbunden, die zweite Eingangsweiie 13a des Summiergetriebes 12 ist direkt mit einem Sonnenrad 12a des Summiergetriebes 12 antriebsverbunden und die Ausgangswelle 13c des Summiergetriebes 12 ist direkt mit einem Hohlrad 12c des Summiergetriebe« 12 antriebsverbunden.The first input line 13b of the summing 12 is directly connected to a planetary gear carrier 12b of the summation 12, the second input line 13a of the summing 12 is directly connected to a sun gear 12a of the summing 12 and the output shaft 13c of the summing 12 is directly connected to a ring gear 12c of Totalizer «12 drive connected.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung können der erste Antrieb 11a und der zweite Antrieb 11b z,B. jeweils von einem Elektromotor oder einem Hydraulikmotor gebildet sein.According to embodiments of the invention, the first drive 11a and the second drive 11b z, B. each formed by an electric motor or a hydraulic motor.
Die beiden Antriebsverbindungs-Einrichtungen 14, 15 sind jeweils eingerichtet, so dass bei stetig hergestellter Antriebsverbindung (d.h. ohne Trennung bzw. Entkupplung der jeweiligen Antriebe 11a, 11b von dem Summiergetriebe) zwischen den Antrieben 11a, 11b und dem Summiergetriebe 12 keine von dem Summiergetriβbe 12 aus auf die Antriebe 11a, 11b gerichteten Antriβbsmorneπte an die Antriebe 11a, 11b übertragbar sind.The two drive connection devices 14, 15 are each set up, so that with continuously produced drive connection (ie without disconnection or decoupling of the respective drives 11a, 11b from the summing gear) between the drives 11a, 11b and the summing gear 12, none of the summation gear 12 directed to the drives 11a, 11b Antriβbsmorneπte to the drives 11a, 11b are transferable.
Genauer gesagt weist die erste Antriebsverbindungs-Einrichtung 14 verzahnte Elemente in Form eines selbsthemmenden Schneckentriebs 14a und eine erste Bremseinrichtung 14b auf, die in einem Triebstrang des ersten Antriebs 11a und vor dem Schneckentrieb 14a angeordnet ist. so dass die erste Bremseinrichtung 14b bei entsprechender Aπsteuerung dreserden Triebstrang des ersten Antriebs 11a festbremsen kann. In gleicher Weise weis! die zweite Antriebsverbindungs-Einrichtung 15 verzahnte Elemente in Form eines seϊbsthemmenden Schneckentriebs 15a und eine zweite Bremseinrichtung 15b auf, die in einsm Trsebstrang des aweiten Antriebs 11b und vor dem Schneckentrieb 15a angeordnet ist so da&s die zweite Bremseinrichtung 15b bei entsprechender Ansteuerung dieser ä&n Triebstrang des zweiten Antriebs 11b festbremsen kann.More specifically, the first drive linkage device 14 has toothed elements in the form of a self-locking worm drive 14a and a first brake device 14b disposed in a drive train of the first drive 11a and in front of the worm drive 14a. so that the first braking device 14b can firmly brake the drive train of the first drive 11a with a corresponding control. In the same way! the second drive connection device 15 has toothed elements in the form of a self-locking worm drive 15a and a second braking device 15b, which is arranged in one rear section of the second drive 11b and in front of the worm drive 15a so that the second braking device 15b drives the second drive device accordingly Drive 11b can brake.
Das Lenkantriebssystem 10 weist in dem Summiergetriebe ferner nicht dargestellte Dreh2ahterfassιmgsrnitte! in Form von beruhrungstos arbeitenden Drehzahlsensoren auf zum Erfassen jeweiliger Antriebsdrehzahien der beiden Antriebe. Femer weist das Lenkantriebssystem 10 eine elektronische Steuereinheit (nicht gezeigt) auf, welche Drshzahlsignale der Drehzahlsensoren auswertet und eine Differenzdrehzahl zwischen diesen bestimmt, wobei die Steuereinheit mit den Bremseinrichtungen 14a, 15a zum Ansteuern (Einschalten/Ausschalten) dieser über nicht gezeigte Stgnalleitυngen signaigekoppeϊt ist.The steering drive system 10 also has not shown Dreh2ahterfassιmgsrnitte in the summation! in the form of speed sensors operating on the basis of contactors for detecting respective drive speeds of the two drives. Furthermore, the steering drive system 10 has an electronic control unit (not shown), which evaluates Drshzahlsignale the speed sensors and determines a differential speed between them, wherein the control unit with the braking means 14a, 15a for driving (turn on / off) this nota Stgnalleitυngen signaigekoppeϊt is.
Die Steuereinheit ist per Hardware und/oder Software eingerichtet, die Bremsern richtungen 14b, 15b jeweils auf Basis von deren Antriebsdrehzahlen und der Differenzdrehzah! selektiv zu aktivieren, so dass, wenn einer der Antriebe 11 a, 11b ausfallt, automatisch dessen zugehörige Bremseinrichtung 14b bzw. 15b aktiviert bzw. angebremst wird.The control unit is set up by hardware and / or software, the brakes directions 14b, 15b respectively based on their input speeds and Differenzdrehzah! to selectively activate, so that when one of the drives 11 a, 11 b fails automatically its associated braking device 14 b or 15 b is activated or braked.
Das Fahrantriebssystem 20 weist ein erstes in Form eines Pianetengetriebes bzw. Umlaufgetriebes ausgebildetes Lenkdiffereπtiaigetriebe 21 , ein zweites in Form eines Pianetengetriebes bzw. Umlaufgetriebes ausgebildetes Lenkdifferentialgetriebe 22, eine z.B, in Form eines Verbrennungsmotors oder Hydraulikmotors ausgebildete Antriebsmaschine 23 zum Realisieren eines translatorischen Antriebs des Fahrzeugs und ein als Nuilwelle ausgebildetes Kopplungselement 24 auf. Die Antnebsmaschine 23 ist über jeweilige erste EingangsweHen 23a bzw. 23b direkt mit jeweiligen Mohirädern 21c bzw. 22c όw beiden lenkdifferentialgetriebe 21 22 antriebsverbundeα Jeweilige Pϊanetβnradträger 21b bzw. 22b der beiden Lenkdifferentiaigetriebe 21, 22 sind direkt mit einer ersten Abtriebsweite 25a bzw. einer zweiten Abtriebswβfle 25b für den transiatorischert Fahrantrieb antriebsverbundenThe traction drive system 20 comprises a first in the form of a Pianetengetriebes or epicyclic trained Lenkdiffereπtiaigetriebe 21, a second formed in the form of a Pianetengetriebes or epicyclic gear differential 22, for example, designed in the form of an internal combustion engine or hydraulic motor prime mover 23 for realizing a translational drive of the vehicle and a trained as Nuilwelle coupling element 24. The Antnebsmaschine 23 is via respective first EingangsweHen 23a and 23b directly with respective Mohirädern 21c and 22c όw two steering differential gear 21 22 drive-connected α Respective Pϊanetβnradträger 21b and 22b of the two Lenkdifferentiaigetriebe 21, 22 are directly with a first output width 25a and a second Abtriebswβfle 25b for the transiatorischert traction drive drive connected
Ein Soπnenrad 21a des ersten Lenkdifferentiaigetriebes 21 ist über eine zweite Eingangsweile 26a des ersten Lenkdifferentiatgetriebes 21 sowie über zwei Zahnräder 28, 27 mit einem ersten drehfest mit dem Kopplungselement 24 verbundenen Zahnrad 24a antriebsverbunden. Ein Sonnenrad 22a des zweiten Lenkdifferentialgetriebes 22 ist über eine zweite Eingangswelle 28a des zweiten Lenkdifferentiaigetriebes 22 sowie über ein Zahnrad 28 mit einem zweiten drehtest mit dem Kopplungselement 24 verbundenen Zahnrad 24b antriebsverbunden.A Soπnenrad 21a of the first Lenkdifferentiaigetriebes 21 is drivingly connected via a second input shaft 26a of the first Lenkdifferentiategetriebes 21 and two gears 28, 27 with a first rotatably connected to the coupling element 24 gear 24a drivingly connected. A sun gear 22a of the second steering differential gear 22 is drive-connected via a second input shaft 28a of the second Lenkdifferentiaigetriebes 22 and a gear 28 with a second rotating test connected to the coupling element 24 gear 24b.
Das zweite drehfest mit dem Kαppiungseiement 24 verbundenen Zahnrad 24b steht in Antriebseingriff mit einem drehfest mit der Ausgangswelle 13c des Summiergetriebes 12 verbundenen Zahnrad 16,The second non-rotatably connected to the Kαppiungseiement 24 gear 24b is in driving engagement with a non-rotatably connected to the output shaft 13c of the summing gear 12 gear 16,
Obwohl in Fig. 1 nicht so dargestellt, können gemäS Ausführungsformen der Erfindung die Bremseinrichtungen 14b, 15b, die Drehzahlerfassungsmittel sowie die elektronische Steuereinheit auch weggelassen sein.Although not shown in Fig. 1, according to embodiments of the invention, the brake means 14b, 15b, the rotational speed detection means and the electronic control unit may also be omitted.
Nun wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 der Betrieb der mehrkreisigen Lenkaniage gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.The operation of the multi-circuit steering apparatus according to embodiments of the invention will now be described with reference to FIG.
Wie aus Rg. 1 ersichtlich, treibt die Antriebsmaschine 23 über die ersten Eingangswellen 23a, 23b und die jeweiligen Hohlräder 21c, 22c in die Lenkdifferentiaigetriebe 21 , 22 ein. Bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs treibt ausschließlich die Antriebsmaschine 23, deren Antriebsmoment über dieAs can be seen from Rg. 1, drives the drive machine 23 via the first input shafts 23a, 23b and the respective ring gears 21c, 22c in the Lenkdifferentiaigetriebe 21, 22 a. When driving straight ahead of the vehicle drives only the prime mover 23 whose drive torque on the
Lenkdifferentiaigeiriebe 21, 22 auf die beiden Abtriebswellen 25a, 25b verteilt wird.Lenkdifferentiaigeiriebe 21, 22 is distributed to the two output shafts 25a, 25b.
Bei Synchronlauf der beiden Abtriebsweϊien 25a, 25b steht das Kopplungselement 24 still bzw. verhält sich neutral SoM das Fahrzeug eine Kutv$nfahft ausführen, wird άurcft di© Antriebe 11a, 11b des Lenkantri&bssystems 10 ein DifTerentialmoment erzeugt, das über die Antriebsverbindungs-Einrichtungen 14, 15, über das Summiergetriebe 12, das auf der Ausgangswelie 13c des Summiergβtriebes 12 angeordnete Zahnrad 16, das Koppiungselement 24 und die daran angebrachten Zahnräder 24a, 24b sowie die Zahnräder 26, 27, 28 auf die Lenkdifferentialgeiriebe 21, 22 wirkt und unterschiedliche Momente an den Abtriebswelien 25a, 25b erzeugt. Die unterschiedlichen Momente an den Abtriebswellen 25a, 25b erzeugen ein Giermoment, das In unterschiedlichen Drehzahlen an den Abtriebsweilen 23a, 25b unά einer Kurvenbewegung des Fahrzeugs resultiert,When the two output paths 25a, 25b are synchronized, the coupling element 24 stands still or behaves neutrally so that the vehicle is executing a carriage, then a differential torque is generated by means of the drive connection devices 14, 11a, 11b of the steering system 10. 15, via the summation gear 12, arranged on the output shaft 13c of the summing gear 12 gear 16, the Koppiungselement 24 and the attached gears 24a, 24b and the gears 26, 27, 28 acts on the Lenkdifferentialgeiriebe 21, 22 and different moments on the Abtriebswelien 25a, 25b generated. The different moments on the output shafts 25a, 25b produce a yaw moment which results in different speeds at the output times 23a, 25b and a curve movement of the vehicle,
Die Antriebe 11a, 11b des Lenkantriebssystems 10 werden über das Summiergetriebe 12 gemeinsam auf die Ausgangsweile 13c und damit auf das daran angebrachte Zahnrad 16 aufsurnmiert. Die beiden Eingangswellen 13a, 13b des Summiergetriebes 12 stützen sich dabei drehmomentmäßig gegenseitig aufeinander ab.The drives 11a, 11b of the steering drive system 10 are over the summation 12 together aufurnmiert on the output 13c and thus on the gear 16 attached thereto. The two input shafts 13a, 13b of the summation 12 are based on torque from each other from each other.
Bei Ausfall eines der Antriebe 11a, 11b entfallt diese gegenseitige drehmomentmäßige Abstützung. Die Lastrichtung am jeweiligen Schneckentrieb 14a oder 15a wechselt dabei die Richtung, wobei dieser Rächtungswechse! durch die selbsthemmende Wirkung des Schneckentriebs 14a , 1δa selbständig blockiert wird.In the event of failure of one of the drives 11a, 11b, this mutual torque-related support is omitted. The load direction on the respective worm gear 14a or 15a changes direction, whereby this change of occupation! is self-blocking by the self-locking action of the worm drive 14a, 1δa.
Durch das Festsetzen einer der Eingangsweilen 13a, 13b des Summisrgetriebes 12 wird dieses funktionsmä&sg in ein Untersetzungsgetriebe für den noch funktioπterenden Antrieb 11a oder 11b umgewandelt. Das mit dem Kσpj&luftgsetement 24 in Arttr&bsvβfblnϋung stehende Bahnrad 16 derBy setting one of the input times 13a, 13b of the total gear 12, this function is converted into a reduction gear for the still functioning drive 11a or 11b. That with the Kσpj & luftgsetement 24 Track wheel 16 of the Art
Ausgangsweile 13c des Summiergetriebes 12 wird durch die Überseteυπgsbedingυngeπ im Surnmiergetriebe 12 trotz Ausfall eines der Antriebe 11a, 11b immer noch mit dem gleichen nominellem Moment beaufschlagt.The output 13c of the summing gear 12 is still subjected to the same nominal torque by the transmission conditions in the transmission gearbox 12, despite the failure of one of the drives 11a, 11b.
Dadurch bleibt dfe Lenkfähigkeit des Fahrzeugs, das ggf. ein hohes Giermoment zum Überwinden der Querwiderstaπdskräfte benötigt, erhalten. Der Ausfall eines der Antriebe 11a, 11b des Lenkantπ'ebssystems 10 kann zwar ggf. zu einer Verringerung der möglichen Lenkleistung fahren, jedoch bleibt die Lenkbarkeit des Fahrzeugs erhalten.As a result, the steering capability of the vehicle which possibly requires a high yawing moment to overcome the transverse resistance forces is maintained. The failure of one of the drives 11a, 11b of Lenkantπ 'ebssystems Although 10 may possibly go to a reduction of the possible steering performance, however, the steerability of the vehicle is maintained.
Ein Festbremsen des ausgefallenen Antriebs 11a oder 11b kann zusätzlich oder alternativ zu dem jeweiligen Schneckentrieb 14a, 15a auch durch die jeweilige Bremseinrichtung 14b bzw. 15b (wenn vorgesehen) sichergestellt werden. Dazu können gem&& Ausführungsformen der Erfindung sekundäre Zustände ύar Antriebe 11a, 11b, wie beispielsweise ein Druckabfali m einem ausgefallenen hydrostatischen Antrieb 11a oder 11b oder auch die jeweiligen Drehzahlen anά deren Differenzdrehzahl (wie oben beschrieben), als Bremsauslöser verwendet werden. A stalling of the failed drive 11a or 11b can additionally or alternatively be ensured to the respective worm drive 14a, 15a by the respective braking device 14b or 15b (if provided). For this purpose, secondary states ύar drives 11a, 11b, such as a pressure drop in a failed hydrostatic drive 11a or 11b, or the respective speeds at their differential speed (as described above), can be used as a brake release.

Claims

Patentansprüche claims
1. Lenkantriebssystem (10) für ein radseitengeienktes Fahrzeug, aufweisend; eine Antriebsanordnung {11} mit einem ersten Antrieb (11a) ιm$ einem zweiten Antrieb (11b), ein Summiergefcriebe (12) zum Summieren jeweiliger Antriebsmomente der beiden Antriebe (11a, 11b) auf eine Ausgangswelϊe (13c) des Summiergetriebes (12), eine erste Antriebsverbindungs-Einπchtung (14), mitteis deren der erste Antrieb (11a) mit einer ersten Eingangswelie (13b) des Summtergetriβbes (12) antriebsverbunden ist, und eine zweite Antriebsverbindungs-Einrichtung (15), mitteis deren der zweite Antrieb (11b) mit einer zweiten Eingangsweife (13a) des Summiergetriebes (12) antriebsverbunden ist. wobei die beiden Antrfebsverbindungs-Einrichtungeπ (14, 15) jeweils eingerichtet sind, so dass bei stetig hergestellter Antriebsverbindung zwischen den Antrieben (11a, 11b) und dem Summiergetriebe (12) keine von dem Sumrmergetriebe (12) aus auf die Antriebe (11a, 11b) gerichteten Antriebsmomente an die Antriebe (11a, 11b) übertragbar sind.A steering drive system (10) for a wheel-sided vehicle, comprising; a drive arrangement {11} having a first drive (11a) with a second drive (11b), a summation drive (12) for summing respective drive torques of the two drives (11a, 11b) onto an output shaft (13c) of the summing gear (12), a first drive connection device (14), by means of which the first drive (11a) is drive-connected to a first input shaft (13b) of the main gear (12), and a second drive connection device (15), of which the second drive (11b) is drive-connected to a second input terminal (13a) of the summing gear (12). wherein the two Anrfebsverbindungsinrichtungeπe (14, 15) are each set up, so that in steadily established drive connection between the drives (11a, 11b) and the summation (12) from the Sumrmergetriebe (12) from the drives (11a, 11b ) directed drive torques to the drives (11a, 11b) are transferable.
2. Lenkantriebssystem (10) gemäß Anspruch 1 , wobei die beiden Antriebsverbindungs-Einrichtungen (14, 16) für von dem Summiergetriebe (12) aus auf die Antriebe (11a, 11b) gerichtete Antriebsmomente selbsthemmend sind.Second steering drive system (10) according to claim 1, wherein the two drive connection means (14, 16) for from the summation (12) on the drives (11 a, 11 b) directed drive torques are self-locking.
3. Lenkantriebssystem (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die beiden Antriebsverbindungs-Einrichtungen (14, 15) jeweils verzahnte Elemente aufweisen. 3. steering drive system (10) according to claim 1 or 2, wherein the two drive connection means (14, 15) each have toothed elements.
4, Lenkaπtriebssystem (1 θ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei άi$ beiden Antriebsverbiπdungs-Binrichtungen (14, 15} jeweils einen Schneckentrieb (14a, 1Sa) aufweisen. 4, Lenkaπtriebssystem (1 θ) according to any one of claims 1 to 3, wherein άi $ two Antriebsverbiπdungs-Binrichtungen (14, 15} each have a worm drive (14a, 1Sa).
5 Lenkaniriebssystem (10) gemäS einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die beiden Antriebsverfosndungs-Einrichtungen (14. 15) jeweils einen Schraubentrieb aufweisen.5 Lenkaniriebssystem (10) according to one of claims 1 to 4, wherein the two Antriebsverfosndungs devices (14. 15) each having a screw drive.
8. Lenkantriebssystem (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die beiden Antriebsverbindungs-Einncrüungen (14, 15) jeweils ein Umlaufgetriebe aufweisen,8. Steering drive system (10) according to one of claims 1 to 5, wherein the two drive connection Einncrüungen (14, 15) each have a planetary gear,
7. Lenkantriebssystem (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Antriβbsverbindungs-Einrichtung (14) eine erste Bremseinriehtung (14b) aufweist, die eingerichtet ist, einen Triebstrang des ersten Antriebs (11a) festzubremsen, wobei die zweite Antriebsverbindungs-Einrichtung (15) eine zweite Bremseinrichtung (1δb) aufweist, die eingerichtet ist. einen Triebstrang des zweiten Antriebs (11b) festzubremseα wobei Drehzahlerfassungsmittel vorgesehen sind zum Erfassen jeweiliger Antriebsdrehzahlen der beiden Antriebe (1 Ia1 11b), und wobei die Bremseinrichtungen (14b, 1δb) jeweils eingerichtet sind, auf Basis der Antriebsdrehzahlen beider Antriebe (11a, 11b) und einer aus diesen ermittelten Differenzdrehzahi selektiv aktiviert zu werden.7. steering drive system (10) according to any one of claims 1 to 6, wherein the first Antriβbsverbindungs device (14) comprises a first Bremseinriehtung (14 b), which is adapted to brake a driveline of the first drive (11 a), wherein the second drive connection Device (15) has a second braking device (1δb), which is set up. a drive train of the second drive (11b) festzubremseα wherein speed detection means are provided for detecting respective drive speeds of the two drives (1 Ia 1 11b), and wherein the brake means (14b, 1δb) are each arranged based on the drive speeds of both drives (11a, 11b ) and a difference speed determined from these can be selectively activated.
8. Lenkantriebssystem ( 10) gemäß Anspruch 7, wobei die Orehzahterfassungsmittel im Summiergetriebe (12) angeordnet sind.8. steering drive system (10) according to claim 7, wherein the Orehzahterfassungsmittel in the summation gear (12) are arranged.
9. Lenkantriebssystem (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das 9. steering drive system (10) according to one of claims 1 to 8, wherein the
10, Lenkantriebssystem (10) gemäß Anspruch 9, wobei die erste Eingangsweite (13b) des Summiergetriebes (12) direkt mit einem Planetenradtf äger (12b) des Summiergetriebes ( 12) antrtebsverbunden ist. wobei die zweite Eingangsweiie (13a) des Summiergetriebes (12) direkt mrt einem Sonnenrad (12a) des Summiergetriebes (12) antriebsverbunden ist, und wobei die Ausgangswelle (13c) des Summiergetriebes (12) direkt mit einem Hohfrad (12c) des Summiergetriebes (12) antriebsverbunden ist.10, steering drive system (10) according to claim 9, wherein the first input width (13b) of the summation (12) is connected directly to a Planetenradtf agent (12b) of the summation (12) antrtebsverbunden. wherein the second input line (13a) of the summing gear (12) is directly connected to a sun gear (12a) of the summing gear (12), and wherein the output shaft (13c) of the summing gear (12) is directly connected to a reverse gear (12c) of the summing gear (12 ) is drive-connected.
11. Radseitengelenktes Fahrzeug mit einem Lenkanfriebssystem (10) gemäS einem der Ansprüche 1 bis 10, einem ersten Lenkdifferentäalgetriebe (21), einem zweiten tenkdifferentialgetriebe (22), einer Antriebsmaschine (23) zum Realisieren eines translatorischen Antriebs des Fahrzeugs unά einem Kopplungselement (24), wobei die Antπebsmaschine (23) mit beiden Lenkdifferentialgetrieben (21, 22) antriebsverbυnden ist, und wobei das Kopplυngseiement (24) sowohl mit beiden Lenkdifferentiaigetrieben (21, 22) als auch mit der Ausgangsweile (13c) des Summiergetriebes (12) antriebsverbunden ist.11. Radseitengelenktes vehicle with a Lenkanfriebssystem (10) according to one of claims 1 to 10, a first Lenkdifferentäalgetriebe (21), a second tenkdifferentialgetriebe (22), a prime mover (23) for realizing a translational drive of the vehicle unά a coupling element (24) wherein the antifriction engine (23) is drivingly connected to both steering differential gears (21, 22), and wherein the coupling member (24) is drivingly connected both to both steering differential gears (21, 22) and to the output shaft (13c) of the summing gear (12).
12, Radseitengelenktes Fahrzeug gemäß Anspruch 11 , wobei die Lenkdifferentialgetriebe (21, 22) und das Lenkantriebssystβm (10) so zusammenwirken, dass sich das Kopplυngselement (24) bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs neutral verhält.12, Radseitengelenktes vehicle according to claim 11, wherein the steering differential gear (21, 22) and the Lenkantriebssystβm (10) cooperate so that the Kopplυngselement (24) behaves neutral when driving straight ahead of the vehicle.
13, Radseitengeienktes Fahrzeug gemäß Anspruch 12, wobei das Koppiuπgselβment (24) von einer Nuliwelle gebildet ist. wobei die Lenkdifferentialgetriebe (21, 22) jeweils von einem Planetengetriebe gebildet sind, 13, Radseitengeienktes vehicle according to claim 12, wherein the Koppiuπgselβment (24) is formed by a Nuliwelle. wherein the steering differential gears (21, 22) are each formed by a planetary gear,
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