DE102009002933A1 - Steerable vehicle axle for commercial vehicle, has axle arch, where axle head is supported at axle arch ends, and axle heads are steerable over steering link - Google Patents

Steerable vehicle axle for commercial vehicle, has axle arch, where axle head is supported at axle arch ends, and axle heads are steerable over steering link Download PDF

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Abstract

The steerable vehicle axle has an axle arch (1), where axle heads (5,6) are supported at axle arch ends. The axle head is steerable over a steering link (14). An electric motor (12) is provided as drive, where a motor drive (13) is assigned for controlling and regulating the electric motor of the vehicle axle.

Description

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

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

Derartige lenkbare Fahrzeugachsen können bevorzugt zum Beispiel bei Gegengewichtstaplern oder auch bei so genannten Schleppern eingesetzt werden. Üblicherweise ist bei solchen Fahrzeugen eine zentrale Hydraulikpumpe zum Lenken und Heben vorgesehen, mit der auch die hydraulisch betätigbare Lenkachse mit Druckmittel versorgt wird. Die Ansteuerung des hydraulischen Antriebes ist zentral im Fahrzeug angeordnet. Somit ergibt sich ein zusätzlicher Verkabelungsaufwand zwischen der Ansteuerung und dem an der lenkbaren Fahrzeugachse vorgesehenen hydraulischen Antrieb.such Steerable vehicle axles may preferably be used, for example Counterweight trucks or even in so-called tugs are used. Usually is in such vehicles a central hydraulic pump for steering and lifting, with which also the hydraulically actuated Steering axle is supplied with pressure medium. The control of the hydraulic Drive is arranged centrally in the vehicle. Thus results an additional cabling effort between the control and provided on the steerable vehicle axle hydraulic Drive.

Zudem ist ein groß dimensioniertes Hydraulikaggregat für den hydraulischen Antrieb notwendig, wodurch ein hoher Energieverlust aufgrund hoher Umwandlungsverluste und damit ein schlechter Wirkungsgrad auch bei dem Lenkantrieb der bekannten Fahrzeugachse realisiert werden. Des Weiteren treten bei der offenbarten Fahrzeugachse Leckagen auf.moreover is a large hydraulic power unit for the hydraulic drive necessary, resulting in a high energy loss due to high conversion losses and thus a poor efficiency also realized in the steering drive of the known vehicle axle become. Furthermore, leakages occur in the disclosed vehicle axle.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine lenkbare Fahrzeugachse der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei der die Verbin dung zwischen dem Antrieb und der dazugehörigen Ansteuerung möglichst einfach ausgestaltet ist.Of the The present invention is based on the object, a steerable Vehicle axle to propose the genus described above, when the connection between the drive and the associated Control is designed as simple as possible.

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

Demnach wird eine lenkbare Fahrzeugachse für ein Nutzfahrzeug, insbesondere für einen Gegengewichtstapler oder einen Schlepper, mit einer Achsbrücke vorgeschlagen, an deren Enden jeweils ein über eine Spurstange lenkbarer Achskopf gelagert ist, wobei die Spurstange über zumindest einen Antrieb bewegbar ist, wobei als Antrieb ein Elektromotor vorgesehen ist und wobei eine Motor-Ansteuerung beziehungsweise ein Controller oder dergleichen zum Steuern und Regeln des Elektromotors direkt der Fahrzeugachse zugeordnet ist.Therefore is a steerable vehicle axle for a commercial vehicle, especially for a counterweight forklift or tractor, proposed with an axle bridge, at the ends of each a axle head steerable via a tie rod is mounted, wherein the tie rod via at least one drive movable is, wherein an electric motor is provided as drive and wherein a motor drive or a controller or the like for Control and regulation of the electric motor directly assigned to the vehicle axle is.

Dadurch, dass die Ansteuerung beziehungsweise der Controller des Elektromotors im Bereich der Fahrzeugachse vorgesehen ist, kann eine kurze und auf einfachste Weise herstellbare, elektrische Verbindung zwischen dem Controller und dem Elektromotor realisiert werden. Demnach kann auf den sonst üblichen, zusätzlichen Verkabelungsaufwand zwischen dem Elektromotor und der Ansteuerung beziehungsweise dem Leistungsteil verzichtet werden.Thereby, that the control or the controller of the electric motor is provided in the area of the vehicle axle, a short and in the easiest way producible, electrical connection between the controller and the electric motor can be realized. Accordingly, can on the usual, additional cabling between the electric motor and the control or the power unit be waived.

Aufgrund des verwendeten elektrischen Antriebes ergibt sich zudem ein geringer Energieverlust, da die elektrische Energie direkt in mechanische Energie umgewandelt wird. Dadurch wird ein besserer Wirkungsgrad erzielt und zudem werden im Gegensatz zur hydraulischen Betätigung keine Leckagen erzeugt.by virtue of the electric drive used also results in a lower Energy loss, because the electrical energy directly into mechanical Energy is converted. This will improve the efficiency achieved and also in contrast to the hydraulic actuation no leaks generated.

Im Rahmen einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Motor-Ansteuerung an dem Elektromotor befestigt ist. Es ist jedoch auch möglich, dass die Ansteuerung in die Achsbrücke der erfindungsgemäßen Fahrzeugachse integriert ist. Auf diese Weise können weitere Bauteile, wie z. B. Gehäuse der Ansteuerung und des Elektromotors eingespart werden, da diese in die Achsbrücke integriert sind. Es sind jedoch auch andere konstruktive Ausgestaltungen möglich.in the Frame of an advantageous embodiment variant can be provided be that the motor drive is attached to the electric motor. However, it is also possible that the control in the axle bridge the vehicle axle according to the invention integrated is. In this way, more components, such. B. Housing of the control and the electric motor saved because they are integrated into the axle bridge. It However, other structural configurations are possible.

Unabhängig davon, wo sich die Motor-Ansteuerung im Bereich der Fahrzeugachse befindet kann die Ansteuerung über kurze Leitungswege einerseits mit dem Bordnetz verbunden und andererseits zum Beispiel mit einem Lenkradsensor gekoppelt werden, so dass bevorzugt eine elektronische Übertragung der Lenkbewegungen von dem Lenkrad des Fahrzeuges zur Spurstange realisiert werden. Dadurch kann eine so genannte „by wire”-Lenkung ohne eine mechanische Verbindung zum Lenkrad realisiert werden.Independently from where the motor control in the area of the vehicle axle The control can be via short lines on the one hand connected to the electrical system and on the other hand, for example, with a Steering wheel be coupled, so preferably an electronic transmission the steering movements from the steering wheel of the vehicle to the tie rod will be realized. This allows a so-called "by wire" steering without a mechanical connection to the steering wheel can be realized.

Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Fahrzeugachse ergibt sich aufgrund des im Bereich der Achsbrücke vorgesehenen Controllers ein weiterer Vorteil dadurch, dass die Ansteuerung als so genannte vormontierte „Plug and Play-Einheit” realisiert werden kann. Dadurch kann eine vereinfachte Montage realisiert werden und die Herstellungskosten weiter reduziert werden.at the vehicle axle proposed according to the invention results from the provision in the area of the axle bridge Controllers another advantage in that the control as so-called pre-assembled "plug and play unit" can be realized can. This allows a simplified installation can be realized and the manufacturing costs are further reduced.

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

Bei der vorgeschlagenen lenkbaren Fahrzeugachse kann der Elektromotor beispielsweise über ein Getriebe oder auch direkt mit der als Gewindespindel ausgebildeten Spurstange gekoppelt werden. Auf diese Weise kann der Elektromotor parallel, koaxial oder dergleichen zur Spurstange angeordnet werden.at the proposed steerable vehicle axle, the electric motor For example, via a gearbox or directly with the be designed as a threaded spindle tie rod. On This way, the electric motor can be parallel, coaxial or the like be arranged to the tie rod.

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

1 eine Draufsicht auf eine mögliche erste Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen lenkbaren Fahrzeugachse; und 1 a plan view of a possible first embodiment of a steerable vehicle axle according to the invention; and

2 eine Draufsicht auf eine mögliche zweite Ausführungsvariante der lenkbaren Fahrzeugachse. 2 a plan view of a possible second embodiment of the steerable vehicle axle.

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

Die vorgeschlagene Fahrzeugachse umfasst eine Achsbrücke 1, die über eine zentrale Rahmenbefestigung 2 an einem nicht weiter dargestellten Fahrzeug befestigt wird. An jedem Ende der Achsbrücke 1 ist über ein Drehgelenk 3, 4 ein Achskopf 5, 6 mit einem Achsschenkel lenkbar gelagert, an denen jeweils eine Radnabe 7, 8 vorgesehen ist.The proposed vehicle axle comprises an axle bridge 1 , which has a central frame attachment 2 is attached to a vehicle, not shown. At each end of the axle bridge 1 is about a hinge 3 . 4 an axle head 5 . 6 mounted steerable with a steering knuckle, to each of which a wheel hub 7 . 8th is provided.

Jeder Achskopf 5, 6 ist mit einem Ende einer Spurstange 14 gekoppelt, die von einem Faltenbalg 9 umgeben ist, wobei die von dem Faltenbalg 9 verdeckte Spurstange 14 jeweils mittels einer gestrichelten Linie schematisch in den Figuren angedeutet ist. An jedem Ende der Spurstange 14 ist ein Spurstangenkopf 10, 11 vorgesehen, so dass eine translatorische Bewegung der Spurstange 14 über das zugeordnete Drehgelenk 3, 4 in eine Lenkbewegungen bei der Fahrzeugachse umgewandelt wird.Every axle head 5 . 6 is with one end of a tie rod 14 coupled by a bellows 9 surrounded by the bellows 9 concealed tie rod 14 each indicated schematically by a dashed line in the figures. At each end of the tie rod 14 is a tie rod end 10 . 11 provided so that a translational movement of the tie rod 14 over the assigned swivel joint 3 . 4 is converted into a steering movements in the vehicle axle.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass als Antrieb beziehungsweise zum Betätigen der Spurstange 14 bei der vorgeschlagenen Fahrzeugachse ein Elektromotor 12 verwendet wird, wobei eine Motor-Ansteuerung beziehungsweise ein Controller 13 zum Steuern und Regeln des Elektromotors 12 direkt der Fahrzeugachse zugeordnet ist. Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen wird als Antrieb ein Direktantrieb ohne Getriebe verwendet, wobei die Motoransteuerung 13 direkt an dem Elektromotor 12 befestigt ist.According to the invention it is provided that as drive or for actuating the tie rod 14 in the proposed vehicle axle, an electric motor 12 is used, wherein a motor drive or a controller 13 for controlling and regulating the electric motor 12 is assigned directly to the vehicle axle. In the embodiments shown, a direct drive without gear is used as the drive, wherein the motor control 13 directly on the electric motor 12 is attached.

Bei der ersten Ausführungsvariante gemäß 1 ist die Motor-Ansteuerung beziehungsweise der Controller 13 an einer quer zur Spurstange 14 ausgerichteten Seite des Elektromotors 12 befestigt. Wogegen bei der zweiten Ausführungsvariante gemäß 2 die Motor-Ansteuerung 13 an einer parallel zur Spurstange 14 ausgerichteten Seite des Elektromotors 12 befestigt ist.In the first embodiment according to 1 is the motor control or the controller 13 on a transversely to the tie rod 14 aligned side of the electric motor 12 attached. Whereas in the second embodiment according to 2 the motor control 13 on a parallel to the tie rod 14 aligned side of the electric motor 12 is attached.

Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante kann die als Gewindespindel ausgebildete Spurstange 14 über den Elektromotor 12 translatorisch bewegt werden, so dass eine Lenkbewegung in die eine oder andere Richtung je nach Drehrichtung des Elektromotors 12 realisiert wird.Regardless of the particular embodiment, designed as a threaded spindle tie rod 14 over the electric motor 12 be moved translationally, so that a steering movement in one direction or the other depending on the direction of rotation of the electric motor 12 is realized.

11
Achsbrückeaxlebridge
22
Rahmenbefestigungframe mounting
33
Drehgelenkswivel
44
Drehgelenkswivel
55
AchskopfHub Unit
66
AchskopfHub Unit
77
Radnabewheel hub
88th
Radnabewheel hub
99
Faltenbalgbellow
1010
SpurstangenkopfSpurstangenkopf
1111
SpurstangenkopfSpurstangenkopf
1212
Elektromotorelectric motor
1313
Motor-Ansteuerung bzw. ControllerMotor Drives or controller
1414
Spurstangetie rod

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 5094312 [0002] - US 5094312 [0002]
  • - DE 102004014106 A1 [0002] DE 102004014106 A1 [0002]

Claims (6)

Lenkbare Fahrzeugachse für ein Nutzfahrzeug mit einer Achsbrücke (1), an deren Enden jeweils ein über eine Spurstange (14) lenkbarer Achskopf (5, 6) gelagert ist, wobei die Spurstange (14) über zumindest einen Antrieb bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Antrieb wenigstens ein Elektromotor (12) vorgesehen ist, wobei eine Motor-Ansteuerung (13) zum Steuern und Regeln des Elektromotors (12) der Fahrzeugachse zugeordnet ist.Steerable vehicle axle for a commercial vehicle with an axle bridge ( 1 ), at each of whose ends one via a tie rod ( 14 ) steerable axle head ( 5 . 6 ) is mounted, wherein the tie rod ( 14 ) is movable via at least one drive, characterized in that at least one electric motor ( 12 ), wherein a motor drive ( 13 ) for controlling and regulating the electric motor ( 12 ) is assigned to the vehicle axle. Lenkbare Fahrzeugachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motor-Ansteuerung (13) an dem Elektromotor (12) befestigt ist.Steerable vehicle axle according to claim 1, characterized in that the motor control ( 13 ) on the electric motor ( 12 ) is attached. Lenkbare Fahrzeugachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motor-Ansteuerung (13) in die Achsbrücke (1) integriert ist.Steerable vehicle axle according to one of the preceding claims, characterized in that the engine control ( 13 ) in the axle bridge ( 1 ) is integrated. Lenkbare Fahrzeugachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motor-Ansteuerung (13) mit einem Lenkradsensor verbunden ist, sodass eine elektronische Übertragung der Lenkbewegungen von dem Lenkrad des Fahrzeuges zur Spurstange (14) vorgesehen ist.Steerable vehicle axle according to one of the preceding claims, characterized in that the engine control ( 13 ) is connected to a steering wheel sensor, so that an electronic transmission of steering movements from the steering wheel of the vehicle to the tie rod ( 14 ) is provided. Lenkbare Fahrzeugachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektromotor (12) ein Wechselstrom-, Gleichstrom-, Synchron- und/oder Torquemotor verwendbar ist.Steerable vehicle axle according to one of the preceding claims, characterized in that as an electric motor ( 12 ) An AC, DC, synchronous and / or torque motor is used. Lenkbare Fahrzeugachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (12) über ein Getriebe mit der als Gewindespindel ausgebildeten Spurstange (14) gekoppelt ist.Steerable vehicle axle according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor ( 12 ) via a gear with the trained as a threaded spindle tie rod ( 14 ) is coupled.
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