Schwenkzylinder für Hilfslenkung

Nutzfahrzeuge benötigen eine kontrollierte Lenkung, insbesondere wenn mehrere Achsen zusammenwirken müssen. Allerdings ist der Platz um die Achse oft begrenzt, während die Lenklasten hoch sein können. Ein Schwenkzylinder mit Zahnstange und Ritzel bietet eine kompakte Möglichkeit, hydraulische Leistung in Drehmoment für die Lenkung umzuwandeln.

Für Fahrzeughersteller und Zulieferer von Achsensystemen umfasst die Auswahl dieses Aktors mehr als nur die Prüfung seiner Größe. Ausgangsdrehmoment, Schwenkwinkel, Montagefestigkeit und Steuerungsdesign müssen alle zum Fahrzeug passen.

Dieser Artikel erklärt, wie der Mechanismus funktioniert und was B2B-Käufer vor der Bestellung eines kundenspezifischen Hydraulikzylinders bestätigen sollten.

Wie funktioniert ein Schwenkzylinder mit Zahnstange und Ritzel?

Ein Schwenkzylinder mit Zahnstange und Ritzel wandelt die lineare Bewegung des Kolbens in eine begrenzte Drehbewegung um. Drucköl tritt in eine Arbeitskammer ein, während Öl aus der gegenüberliegenden Kammer austritt. Dadurch bewegen sich der Kolben und die Zahnstange, was das ineinandergreifende Ritzel und die Abtriebswelle dreht. Durch Umkehren des Ölflusses wird die Drehung umgekehrt. 

In einer Zusatzlenkung ist die Abtriebswelle mit einem Lenkhebel oder einer Lenkstange verbunden. Die Lenkstange dreht dann die Achsschenkel um ihre Tragzapfen und ändert die Richtung der Räder.

Die Bewegung folgt einer einfachen Abfolge:

Ölfluss ändert die Richtung → Zahnstange bewegt sich → Ritzel dreht sich → Lenkgestänge bewegt sich → Räder drehen sich.

Im Gegensatz zu einem Hydraulikmotor, der für kontinuierliche Drehung ausgelegt ist, arbeitet ein Schwenkzylinder in einem definierten Winkelbereich. Sein Hub muss daher zur Lenkgeometrie passen.

Warum einen Schwenkzylinder für die Zusatzlenkung verwenden?

Eine horizontale Anordnung mit Zahnstange und Ritzel kann den begrenzten Raum in der Nähe einer Nutzfahrzeugachse optimal nutzen. Je nach Fahrzeugdesign kann er für Mehrachsanhänger, spezielle Baufahrzeuge und Zusatzlenkachsen auf Fahrgestellen von Lkw-Kranen in Betracht gezogen werden.

Seine Hauptvorteile umfassen:

• Kompakte Montage: Der Körper und der Abtriebsanschluss können um den verfügbaren Achsraum herum konstruiert werden.
• Hohes Drehmoment: Hydraulikdruck und Zahnstangen-Ritzel-Geometrie liefern die erforderliche Drehkraft für die Anwendung.
• Steifes Getriebe: Ein gut konstruiertes Zahnradgetriebe hilft, Lenkbefehle mit begrenzter elastischer Bewegung zu übertragen.
• Kontrollierter Hub: Ein definierter Schwenkbereich klare Lenkgrenzen unterstützt.
• Kundenspezifische Schnittstellen: Halterungen, Wellen und Ölanschlüsse können an das Fahrzeuglayout angepasst werden.

Allerdings hängt die präzise Lenkung vom gesamten System ab. Zahnradspiel, Gestängespiel, Ölzustand und Steuerungsantwort beeinflussen alle die Radpositionierung. Geringes Spiel ist ein Designziel; null Spiel sollte nicht angenommen werden.

Zusatzlenkung und Kran-Drehwerk haben unterschiedliche Lasten

Ein Schwenkzylinder kann verschiedene Mechanismen antreiben, aber ihre Lastpfade sind nicht gleich.

In einer Kran-Drehanordnung dreht der Aktor den Oberbau. Das Drehlager und die tragende Struktur tragen die zugehörigen Axial-, Radial- und Kipplasten.

Bei der Zusatzlenkung liefert der Aktor Drehmoment, um die Radrichtung zu ändern. Fahrzeuggewicht und Straßenkräfte gehen hauptsächlich über die Reifen, Radlager, Achsschenkel, Tragzapfen und Achsstruktur.

Trotzdem können Straßenstöße und Lenkwiderstand durch das Gestänge zurückwirken. Der Zylinder, die Welle, die Halterungen und der Hydraulikkreislauf müssen daher für die erwarteten Lasten ausgelegt werden. Der Aktor sollte nicht isoliert von Straßenstößen betrachtet werden.

Hauptteile eines Schwenkzylinder-Lenksystems

Der Zylinder ist ein Teil eines vollständigen Lenksystems. Seine Leistung hängt davon ab, wie die folgenden Komponenten zusammenarbeiten.

Hydraulikventile

Richtungs- und Durchflusssteuerventile steuern die Bewegung. Wo erforderlich, helfen Lasthalteventile, ungewollte Bewegung zu widerstehen. Die Ventilauswahl muss kontrollierte Entlastung, Druckspitzen und die beabsichtigten Betriebsarten des Fahrzeugs berücksichtigen.

Eine Hydrauliksperre allein garantiert nicht, dass die Räder perfekt fixiert bleiben. Interne Leckage, Ölkompressibilität und mechanisches Spiel können die Position dennoch beeinflussen.

Winkelsensoren

Ein optionaler Winkelsensor liefert Rückmeldung an die Fahrzeugsteuerung. Für koordinierte Mehrachslenkung verwendet das Steuerungssystem diese Rückmeldung zusammen mit dem erforderlichen Lenkbefehl.

Das Anpassen des Achsenverhaltens bedeutet nicht immer, identische Winkel zu verwenden. Jede Achse kann je nach ihrer Position und der Fahrzeuggeometrie einen anderen Zielwinkel benötigen.

Lenkhebel und Spurstangen

Diese Teile übertragen das Drehmoment auf die Achsschenkel. Ihre Abmessungen bestimmen die Beziehung zwischen der Aktorrotation und dem Radwinkel.

Die Innen- und Außenräder benötigen im Allgemeinen unterschiedliche Winkel während einer Kurve. Daher muss das Gestänge der beabsichtigten Lenkgeometrie folgen.

Hubbegrenzungen

Mechanische Anschläge und Steuergrenzen helfen, übermäßige Bewegung zu verhindern. Sie müssen mit Reifenfreiheit, Schlauchführung und Achsweg koordiniert werden. Gehen Sie nicht davon aus, dass jeder Schwenkzylinder eingebaute Anschläge enthält, die geeignet sind, volle Lenklasten aufzunehmen.

Was für einen OEM-Hydraulikzylinder spezifiziert werden sollte

Ein klares technisches Datenblatt hilft einem OEM-Hydraulikzylinder-Projekt, vom Konzept zu einem realisierbaren Design überzugehen.

Bevor Sie ein Angebot anfordern, bereiten Sie die folgenden Informationen vor:

Geben Sie klar an, ob ein angegebener Winkel den Gesamthub oder die Bewegung zu jeder Seite der Mitte bedeutet. Ein „90°-Schwenk“ kann sonst zu einem kostspieligen Missverständnis führen.

Halten Sie außerdem die Aktorrotation vom Radeinschlagwinkel getrennt. Das Gestänge bestimmt, wie sich das eine in das andere umsetzt.

Designgrenzen, die Käufer besprechen sollten

Ein Schwenkzylinder hat einen begrenzten Drehhub, aber es gibt keine einheitliche Winkelbegrenzung für jedes Design. Bestätigen Sie den Bereich für das ausgewählte Modell und die Installation.

Straßenstöße erfordern ebenfalls angemessene Aufmerksamkeit. Anstatt davon auszugehen, dass Stöße vermieden werden können, definieren Sie die erwarteten Druckspitzen, Umkehrlasten und Betriebsbedingungen. Überprüfen Sie dann geeigneten Hydraulikschutz, Zahnradfestigkeit und Montageunterstützung.

Bei der Mehrachslenkung kann der Zylinder allein keine koordinierte Bewegung bereitstellen. Das System benötigt auch eine geeignete Hydraulikversorgung, Sensoren, Ventile und Steuerungslogik.

Schließlich hängt die Geradeausstabilität von der vollständigen Lenkstrategie des Fahrzeugs ab. Jede Zentrier-, Sperr- oder geschwindigkeitsabhängige Lenkfunktion muss auf Systemebene bewertet werden.

Kundenspezifische Unterstützung für Schwenkzylinder von Shellppon

Mit Sitz in Wuxi konzentriert sich Wuxi Shibang Machinery auf Forschung, Design, Präzisionsfertigung und Anpassung von Hydraulikzylindern.

Shellppons Schwenkgetriebe-Hydraulikzylinder verwendet eine Zahnstangenübertragung, um die hin- und hergehende lineare Bewegung in Vor- und Rückwärtsdrehung der Welle umzuwandeln. Sein breiteres Zylindersortiment umfasst auch OEM- und kundenspezifische Optionen für Montage, Druck, Materialien und Dichtungssysteme.

Als kundenspezifischer Zylinderlieferant kann Shellppon Projektanforderungen wie Flanschanordnung, Abtriebsanschluss, Schwenkwinkel, Drehmoment und Umweltschutz besprechen. Für Zusatzlenkprojekte sollten diese Details vor der Auswahl eines Modells anhand der Lastfälle und Steuerungsanforderungen des Fahrzeugs überprüft werden.

Für Käufer, die einen Hydraulikzylinderhersteller in China suchen, bieten klare Zeichnungen und Betriebsdaten einen praktischen Ausgangspunkt.

Kontaktieren Sie Shellppons technisches Team mit Ihrer Achsanordnung, dem erforderlichen Drehmoment, dem Hydraulikdruck und dem Lenkbereich, um einen kundenspezifischen Hydraulikzylinder für Ihr Projekt zu besprechen.