DE19910001B4

DE19910001B4 - Zweikreis-Lenkanlage für Mobilfahrzeuge

Info

Publication number: DE19910001B4
Application number: DE1999110001
Authority: DE
Inventors: Gerhard Krieg; Ditmar Salg
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 1999-03-08
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: DE19910001A1

Abstract

Zweikreis-Lenkanlage mit einer Lenkachse mit hydrostatischer Lenkung mit einem doppelt wirkenden Druckmittelzylinder (1), der mit einem Achsbrückengehäuse (2) und an seinen beiden Enden über Spurstangen (3) mit lenkbaren Radnaben (7, 8) verbunden ist und einem zweiten Kreis, welcher bei Ausfall der hydrostatischen Lenkung das Fahrzeug lenkbar hält, wobei die Kraft für den zweiten Kreis der Zweikreis-Lenkanlage von einem elektrischen Aktuator erzeugt wird dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Aktuator (4) so ausgelegt ist, dass das Fahrzeug bei Ausfall der hydrostatischen Lenkung bis zum Stillstand jedoch nicht bei Stillstand des Fahrzeugs lenkbar ist.

Description

Bei mobilen Fahrzeugen, vorzugsweise Fahrzeugen für landwirtschaftlichen Einsatz, ist die Lenkanlage des Fahrzeugs häufig hydraulisch ausgeführt, vorzugsweise mit Hydraulikzylindern, welche mit Druck beaufschlagt werden und dadurch die lenkbaren Radnaben betätigen. Der benötigte hydraulische Druck wird über Pumpen erzeugt, welche vom Fahrzeugmotor angetrieben werden. Bei Ausfall des Fahrzeugmotors oder einem Defekt der Hydraulikanlage ist es erforderlich, das Fahrzeug mindestens bis zum Stillstand lenkfähig zu halten.
In der DE 27 33 315 A1 ist eine Zweikreis-Lenkanlage offenbart, bei welcher eine hydraulisch betätigte Lenkanlage bei Ausfall des Antriebsmotors und somit der Hauptdruckquelle über eine zweite hydraulische Anlage bis zum Stillstand des Fahrzeugs lenkbar ist, indem eine zweite hydraulische Pumpe über die Drehbewegung der Fahrzeugräder angetrieben wird. Hierfür wird ein zusätzlicher hydraulischer Kreis benötigt, welcher erhebliche Kosten verursacht. Die DE 196 03 568 C2 offenbart eine Lenkachse mit hydrostatischer Lenkung, mit einem doppelt wirkenden Druckmittelzylinder, der an seinen beiden Enden über Spurstangen mit lenkbaren Radnaben verbunden ist und mit einem zweiten Kreis, welcher bei Ausfall der hydrostatischen Lenkung das Fahrzeug lenkbar hält, wobei die Kraft für den zweiten Kreis der Zweikreis-Lenkanlage von einem elektrischen Aktuator erzeugt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zweikreis-Lenkanlage für Mobilfahrzeuge zu schaffen, welche das Fahrzeug bei Ausfall eines Kreises bis zum Stillstand lenkbar hält. Dabei sollte die Zweikreis-Lenkanlage einfach und kostengünstig aufgebaut sein und einen möglichst geringen Bauraum benötigen, um den Anbau von Zusatzgeräten an das landwirtschaftli che Fahrzeug zu ermöglichen und im einseitig eingefederten Zustand der Achse genügend Bodenfreiheit zu gewährleisten.
Die Aufgabe wird mit einer, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen Zweikreis-Lenkanlage gelöst. Erfindungsgemäß besteht die Zweikreis-Lenkanlage aus einem doppelt wirkenden Druckmittelzylinder, welche über Spurstangen bei Druckbeaufschlagung die lenkbaren Radnaben bewegt. Die Druckmittelquelle für den doppelt wirkenden Druckmittelzylinder ist eine hydraulische Pumpe, welche von einem Antriebsmotor angetrieben wird. Der zweite unabhängige Kreis der Zweikreis-Lenkanlage wird durch einen elektrischen Aktuator übernommen, welcher einerseits am Achsbrückengehäuse befestigt ist und andererseits an einem Gelenkgehäuse angreift, um die lenkbare Radnabe auszulenken. Die Übertragung der Kraft des elektrischen Aktuators auf die gegenüberliegende Radnabe wird von den Spurstangen des doppelt wirkenden Druckmittelzylinders übernommen. Der elektrische Aktuator wird von der Fahrzeugbatterie gespeist und ist so ausgelegt, daß das Fahrzeug bis zum Stillstand lenkbar ist. Da die Lenkkräfte erst im Stillstand des Fahrzeugs sich erhöhen, ist es möglich, den Aktuator kleiner zu dimensionieren. Bei zweiteiligen Achsbrückengehäusen ist der doppelt wirkende Druckmittelzylinder und der Aktuator auf der gleichen Hälfte des Achsbrückengehäuses angeordnet, so daß die Verschraubung des zweiten Achsbrückengehäuses die Abstützkräfte des doppelt wirkenden Druckmittelzylinders und des elektrischen Aktuators nicht aufnehmen muß. Indem die Kraftübertragung des elektrischen Aktuators über die vorhandenen Spurstangen des doppelt wirkenden Druckmittelzylinders erfolgt, ist es möglich, die Zweikreis-Lenkung dergestalt auszuführen, daß ein Freiraum für den Anbau von Zusatzgeräten und für die Kardanwelle geschaffen werden kann sowie bei stark eingefedertem Fahrzeug genügend Bodenfreiheit vorhanden ist. Durch die Verwendung eines elektrischen Aktuators entfällt ein zusätzlicher hydraulischer Kreis, da als Energiequelle für den elektrischen Aktuator die Fahrzeugbatterie verwendet werden kann. Auch der Wartungsaufwand eines elektrischen Aktuators gegenüber einem hydraulischen zweiten Kreis ist erheblich geringer. Der doppelt wirkende Druckmittelzylinder des ersten Kreises ist so ausgelegt, daß alle Lenkkräfte während des Stillstands und während der Fahrt vom doppelt wirkenden Druckmittelzylinder erbracht werden können. Je nach Ansteuerung des elektrischen Aktuators kann der Druckmittelzylinder auch so ausgelegt sein, daß er in Verbindung mit dem Aktuator die Lenkkräfte im Stillstand erzeugt.
Das einzige Ausführungsbeispiel einer gelenkten Achse mit einer Zweikreis-Lenkanlage zeigt einen doppelt wirkenden Druckmittelzylinder 1, welcher an ein erstes Teil eines zweiteiligen Achsbrückengehäuses 2 angebracht ist und an welchem die Spurstangen 3 so befestigt sind, daß bei Druckbeaufschlagung des doppelt wirkenden Druckmittelzylinders 1 die Spurstangen 3 in axialer Richtung bewegt werden und somit bei der Achse einen Lenkeinschlag durchführen. Ebenfalls an einem ersten Teil des Achsbrückengehäuses 2 ist ein elektrischer Aktuator 4 befestigt, welcher über ein Kugelgelenk 5 an einem Gelenkgehäuse 6 angreift und somit die Radnabe 7 und über die Spurstangen 3 die Radnabe 8 auslenken kann. Das zweite Teil des Achsbrückengehäuses 2 ist drehfest mit dem ersten Teil des Achsbrückengehäuses 2 verbunden. Im Normalbetrieb der Zweikreis-Lenkanlage kann die Lenkkraft entweder nur von dem doppelt wirkenden Druckmittelzylinder 1 erzeugt werden oder der elektrische Aktuator 4 kann während des Lenkvorgangs unterstützend mit eingreifen. Bei einem Defekt des Antriebsmotors oder der hydraulischen Anlage des Druckmittelzylinders 1 wird die Lenkkraft bis zum Stillstand des Fahrzeugs von dem elektrischen Aktuator 4 erzeugt, welche während dieses Lenkvorgangs seine Energie aus der Fahrzeugbatterie bezieht.

1: Druckmittelzylinder
2: Achsbrückengehäuse
3: Spurstange
4: elektrischer Aktuator
5: Kugelgelenk
6: Gelenkgehäuse
7: Radnabe
8: Radnabe

Claims

Zweikreis-Lenkanlage mit einer Lenkachse mit hydrostatischer Lenkung mit einem doppelt wirkenden Druckmittelzylinder (1), der mit einem Achsbrückengehäuse (2) und an seinen beiden Enden über Spurstangen (3) mit lenkbaren Radnaben (7, 8) verbunden ist und einem zweiten Kreis, welcher bei Ausfall der hydrostatischen Lenkung das Fahrzeug lenkbar hält, wobei die Kraft für den zweiten Kreis der Zweikreis-Lenkanlage von einem elektrischen Aktuator erzeugt wird dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Aktuator (4) so ausgelegt ist, dass das Fahrzeug bei Ausfall der hydrostatischen Lenkung bis zum Stillstand jedoch nicht bei Stillstand des Fahrzeugs lenkbar ist.
Zweikreis-Lenkanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Aktuator (4) und der doppelt wirkende Druckmittelzylinder (1) am gleichen Teil des Achsbrückengehäuses (2) angebracht sind.
Zweikreis-Lenkanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Aktuator (4) mit einer ersten Radnabe (7) und über Spurstangen (3), welche von dem doppelt wirkenden Druckmittelzylinder (1) betätigbar sind, mit einer zweiten Radnabe (8) in Verbindung steht.
Zweikreis-Lenkanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsbrückengehäuse (2) aus zwei miteinander verbundenen Achsbrückengehäusen besteht.