DE102004031462A1 - Einrichtung zur Umkehrung der Lenkbewegung einer Lenkradwelle eines Fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umkehrung der Lenkbewegung einer Lenkradwelle eines Fahrzeugs, wobei der Lenkbewegung eine weitere Bewegung überlagerbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umkehrung der Lenkbewegung einer Lenkradwelle gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
• Kettenfahrzeuge, vor allem schnelle Kettenfahrzeuge, werden meist durch Überlagerungslenkungen gelenkt, wobei den Gleisketten neben der Hauptantriebsrichtung weitere Antriebsbewegungen überlagert werden. Dabei ist die Überlagerungsdrehrichtung z.B. bei Vorwärtsfahrt und einer Linkskurve an der rechten Kette vorwärts gerichtet und an der linken Kette rückwärts gerichtet.
• Bei Rückwärtsfahrt bleiben diese Überlagerungsdrehrichtungen ohne weitere Einrichtungen gleich, so dass sich die gefahrene Spur umkehrt. Das heißt anders als beim PKW oder LKW würde das Fahrzeug seine Drehrichtung beibehalten.
• Da Kettenfahrzeuge nur einen verschwindend geringen Prozentsatz aller Fahrzeuge ausmachen, besteht vielfach der Wunsch, dass ein Kettenfahrzeug genauso reagiert wie ein Radfahrzeug, d.h. bei der Rückwärtskurvenfahrt die gleiche Spur einhält, wie bei Vorwärtsfahrt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Umschaltung eines Lenkgetriebes zu schaffen, mit welcher die Bewegungsrichtung der Lenkradwelle bei Rückwärtsfahrt umgekehrt werden kann.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Eine erfindungsgemäße Einrichtung ist in vorteilhafter Weise für eine ferngesteuerte Bedienung geeignet und kann bei Ausfall der Elektrik vorteilhaft auch rein mechanisch über das Lenkrad betrieben werden.
• Über Stellungssensoren kann eine erfindungsgemäße Einrichtung überwacht werden und den Fahrer im Fehlerfall in vorteilhafter Weise alarmieren.
• Der Überlagerungsantrieb einer erfindungsgemäßen Einrichtung kann in vorteilhafter Weise auch zur Servounterstützung der Lenkbetätigung und bei Drive by wire (elektrische Fernsteuerung) verwendet werden.
• Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand den zugehörigen schematischen Zeichnung näher erläutert. Die
• 1 zeigt eine beispielhafte Ausführung der Erfindung
• In 1 ist eine erfindungsgemäß ausgeführte Einrichtung beispielhaft schematisch dargestellt. Über das Lenkrad 1 stellt der Fahrer die gewünschte Lenkrichtung ein, die über einen Hebel 5 zur Lenkung übertragen wird. Besonders vorteilhaft kann die vorliegende Erfindung bei Kettenfahrzeugen oder Radfahrzeugen mit Radseitenlenkung eingesetzt werden, wobei der Hebel 5 beispielsweise mit einer Lenkhydrostatik zusammenwirkt.
• Um eine stufenlose oder gestufte Überlagerungsdrehzahl zu erzeugen gibt es neben der hydrostatischen eine Reihe von weiteren Lösungen: mechanische (gestufte), elektrische oder hydrodynamische Antriebe etc. und jede denkbare Kombination hieraus. Je nach dem welche Lösung an einem Fahrzeug realisiert ist, wird das entsprechende Element der jeweiligen Lenkanlage durch die erfindungsgemäße Einrichtung angesteuert.
• Handelt es sich um elektrische Antriebe oder um elektrische bzw. elektrohydraulische Ansteuerungen, so ist die Umschaltung der Lenkbewegung einer Lenkradwelle relativ einfach zu bewerkstelligen.
• Da es sich bei der Lenkanlage um Sicherheitseinrichtungen handelt, wird aber oft der rein mechanischen Ansteuerung der Vorzug gegeben. So ist es bei Überlagerungslenkungen zum Beispiel bekannt, die Schwenkscheibe des Hydrostatikmotors direkt mechanisch – ggf. auch servounterstützt – mit dem Lenkhandle zu verbinden.
• Zur Umkehrung der Lenkbewegung wird im Lenkantrieb, welcher die mechanische Lenkbewegung des Lenkhebels 1 oder des Lenkrades 1 auf die Fahrzeuglenkung überträgt, eine erfindungsgemäße Einrichtung eingebaut, mit welcher der Lenkbewegung des Lenkrades 1 eine weitere Lenkbewegung überlagert werden kann.
• Die Überlagerung wird vorzugsweise mit einem geeigneten Getriebe z. B. einem Planetengetriebesatz verwirklicht. Das Lenkrad 1 ist in der beispielhaft dargestellten Ausführung mit einem drehbar gelagerten Hohlrad 6 des Planetengetriebes verbunden, welches über Planetenräder 4 mit einem Sonnenrad 3 zusammenwirkt. Die Planetenräder 4 sind drehbar am Planetenträger 2 gelagert, der ebenfalls drehbar gelagert ist. Am Planetenträger 2 ist der Hebel 5 angeordnet, der die Lenkbewegung an die Fahrzeuglenkeinrichtung überträgt bzw. die Fahrzeuglenkeinrichtung ansteuert.
• Das Sonnenrad 3 ist drehfest auf einer drehbar gelagerten Welle 11 angeordnet, auf welcher auch ein Schneckenrad 7 drehfest angeordnet ist. Das Schneckenrad 7 wirkt mit einer Schnecke 8 zusammen, die beispielsweise durch einen Elektromotor in Drehbewegung versetzt werden kann. Diese Drehbewegung wird über das Schneckenrad 7 und das Sonnenrad 3 auf das Planetengetriebe übertragen, in welchem sie sich mit der Drehbewegung des Lenkrades 1 überlagert. Die, sich aus der Überlagerung der beiden Bewegungen ergebende, Lenkbewegung wird über den Hebel 5 auf die Fahrzeuglenkeinrichtung übertragen.
• In einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung 12 können beispielsweise die Signale aus einem Gangwechselgetriebe oder andere Signale des Fahrzeugs ausgewertet werden, aus welchen sich die Fahrtrichtung des Fahrzeugs ergibt. Nach der Auswertung der Fahrtrichtung kann die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 12 den Überlagerungsantrieb entsprechend ansteuern:
  In der Fahrtrichtung vorwärts ist die Überlagerungsbewegung gleich Null oder wirkt geschwindigkeitsabhängig unterstützend. Der Hebel 5 bewegt sich somit in der gleichen Drehrichtung wie das Lenkrad 1.
• In der Fahrtrichtung Rückwärts wird der Drehrichtung des Lenkhebels 1 eine entgegen gerichtete Drehbewegung mit vorzugsweise etwa doppelter Drehgeschwindigkeit überlagert, wodurch sich der Hebel 5 entgegen der Drehrichtung des Lenkhebels 1 verdreht.
• Zur Ermittlung der Lenkradeinstellung sowie der Stellung des Hebels 5 können Stellungssensoren 9, 10 vorgesehen werden, deren Signale in der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 12 verarbeitet werden. Vorzugsweise werden die Stellungssensoren 9, 10 mehrfach redundant ausgelegt, so dass bei Ausfall eines Sensors weiterhin eine Positionsermittlung möglich ist. Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 12 vergleicht die Sensorsignale mit vorgegebenen Sollwerten, die für jeden Fahrzustand hinterlegt sind, und alarmiert den Fahrer, wenn im Fehlerfall die Bewegungen des Hebels 5 bzw. des Lenkrades 1 nicht den dafür vorgegebenen Bedingungen entspricht.
• Statt über eine Schnecke und ein Schneckenrad kann die Überlagerungsbewegung auch durch einen direkten Antrieb des Sonnenrades 3 erfolgen. Vorzugsweise wird ein sich selbsthemmender Antrieb vorgesehen. Dann kann die Lenkung bei Ausfall des Überlagerungsantriebs oder bei einem Fehler in seinem Antriebszweig auch alleine mit dem Lenkrad 1 betrieben werden.
• Wenn die Drehbewegung des Lenkrades 1 blockiert wird, kann das Fahrzeug über den Überlagerungsantrieb gelenkt werden. Dies kann auch über eine Fernsteuerung erfolgen.
• Der Überlagerungsantrieb wird vorzugsweise mehrkreisig ausgeführt, das heißt ein elektrischer Antriebsmotor ist beispielsweise mit mehreren voneinander unabhängigen Wicklungen versehen oder es sind mindestens zwei voneinander unabhängig betreibbare Elektromotoren vorgesehen. Das gleiche gilt für hydraulische, pneumatische Überlagerungsantriebe, Linearmotoren oder sonstige Antriebseinrichtungen.
• Die Einleitung der zu überlagernden Lenkbewegungen in das Planetengetriebe sowie die Weiterleitung der Überlagerungsbewegung kann anders als im dargestellten Ausführungsbeispiel, auch über andere Elemente erfolgen. Selbstverständlich kann zur Überlagerung der Bewegungen statt eines Planetengetriebes auch eine andere Einrichtung vorgesehen werden.

1

Lenkrad

2

Planetenträger

3

Sonnenrad

4

Planetenrad

5

Hebel

6

Hohlrad

7

Schneckenrad

8

Schnecke

9

Stellungssensor

10

Stellungssensor

11

Welle

12

Steuerungs-/Regelungseinrichtung

Claims (8)

1. Einrichtung zur Umkehrung der Lenkbewegung einer Lenkradwelle eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkbewegung eine weitere Bewegung überlagerbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Bewegung positiv oder negativ über ein Summiergetriebe überlagerbar ist.
3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkbewegung alleine durch die Überlagerungsbewegung erzeugbar ist.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkradwelle blockierbar ist.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall der Überlagerungsbewegung die Lenkbewegung über die Lenkradwelle erzeugbar ist.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlagerungsbewegung eine elektrisch oder hydraulisch erzeugte Bewegung ist.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlagerungsbewegung mehrkreisig erzeugbar ist.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlagerungsbewegung über ein Planetengetriebe überlagerbar ist.