DE102004026040A1 - Drive axle with electric motor for working drive e.g. for forklift truck, has rotatably mounted stator fixed by coupling device relative to housing transverse wall - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsachse, insbesondere Flurförderzeug-Antriebsachse, mit einem Elektromotor und einem davon antreibbaren Fahrantrieb.The The invention relates to a drive axle, in particular a truck drive axle, with an electric motor and a drivable drive drive.
Aus
der
Die aus dem Stand der Technik bekannte Antriebsachse ist bevorzugt für den Einsatz in Gabelstaplern vorgesehen. Hierbei erzeugen der zweite Elektromotor und die davon angetriebene hydraulische Pumpe die Hub- und Neigebewegungen einer Lasthebeeinrichtung.The From the prior art known drive axle is preferred for use provided in forklifts. In this case, the second electric motor generate and the hydraulic pump driven thereby, the lifting and tilting movements a load lifting device.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Antriebsachse der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, deren Bauaufwand verringert ist.Of the The present invention is based on the object, a drive axle to provide the type mentioned, their construction costs is reduced.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Elektromotor einen drehbar gelagerten Stator aufweist, der mittels einer Kupplungseinrichtung relativ zu einem gehäusefesten Bauteil festlegbar oder lösbar ist und der im gelösten oder zumindest teilweise gelösten Zustand mit einem Arbeitsantrieb oder dem Fahrantrieb in Antriebsverbindung steht.These Task is inventively characterized solved, the electric motor has a rotatably mounted stator, the by means of a coupling device relative to a housing-fixed component fixable or detachable is and in the solved or at least partially solved Condition with a working drive or the traction drive in drive connection stands.
Der erfindungswesentliche Gedanken besteht demnach darin, den in der Antriebsachse vorhandenen Elektromotor, der im Stand der Technik als Fahrmotor vorgesehen ist, durch eine besondere Bauweise sowohl für den Fahrantrieb als auch für den Arbeitsantrieb zu benutzen. Dabei geht man von der Erkenntnis aus, dass in einer als Gabelstapler ausgebildeten Arbeitsmaschine Betriebszustände sehr häufig sind, in denen ausschließlich gefahren wird und dabei die Lasthebeeinrichtung (Arbeitsantrieb) unbetätigt bleibt oder in denen ausschließlich die Lasthebeeinrichtung angetrieben wird und dabei das Fahrzeug stillsteht. Mit anderen Worten, der Gabelstapler befindet sich im Prinzip entweder im Fahren-Betrieb oder im Heben-Betrieb.Of the Essence essential to the invention is therefore that in the Drive axle existing electric motor, in the prior art is provided as a traction motor, by a special design both for the Travel drive as well as for the working drive to use. It starts from the knowledge that in one As a forklift trained working machine operating conditions very often are in which exclusively is driven while the load lifting device (working drive) unconfirmed remains or in which exclusively the Lifting device is driven while the vehicle is stationary. In other words, the forklift is in principle either in driving mode or in lifting mode.
Durch die erfindungsgemäße Antriebsachse benötigt der Arbeitsantrieb keinen eigenen Elektromotor. Stattdessen wird der Elektromotor des Fahrantriebs benutzt, um Leistung in den Arbeitsantrieb einzuspeisen. Dabei ist es bei Gabelstaplern von Vorteil, dass der Leistungsbedarf des Arbeitsantriebs eine ähnliche Größenordnung aufweist, wie der Leistungsbedarf des Fahrantriebs.By the drive axle according to the invention requires the Work drive does not have its own electric motor. Instead, the Electric motor of the traction drive used to feed power into the work drive. It is advantageous in forklifts that the power requirement of the working drive a similar Magnitude has, as the power requirement of the traction drive.
Erfindungsgemäß ist der Stator drehbar gelagert und durch eine Kupplungseinrichtung gegenüber einem gehäusefesten Bauteil festlegbar oder lösbar. Der Elektromotor weist somit zwei Ausgänge auf, nämlich den Rotor und den Stator. An jeden der beiden Ausgänge wird einer der beiden Antriebe (Fahrantrieb oder Arbeitsantrieb) angeschlossen.According to the invention Stator mounted rotatably and by a coupling device against a fixed to the housing Component fixable or detachable. The electric motor thus has two outputs, namely the rotor and the stator. At each of the two exits becomes one of the two drives (traction drive or working drive) connected.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Rotor des Elektromotors zur Verbindung mit dem Fahrantrieb und der Stator des Elektromotors zur Verbindung mit dem Arbeitsantrieb vorgesehen.According to one preferred embodiment of the invention is the rotor of the electric motor for connection to the traction drive and the stator of the electric motor provided for connection to the working drive.
Bei gegenüber dem gehäusefesten Bauteil feststehendem Stator wird dann – wie an sich aus dem Stand der Technik bekannt – der Fahrantrieb vom Elektromotor gespeist (Fahren-Betrieb). Wird der Stator gelöst, so wird dieser durch das Reaktionsmoment entgegengesetzt zur Drehrichtung des Rotors in eine Drehbewegung versetzt, die von dem mit dem Stator verbundenen Arbeitsantrieb durch geeignete Mittel abgegriffen wird (Arbeits-Betrieb).at across from the housing fixed Component stationary stator is then - as in itself from the state known to the art - the Traction drive powered by the electric motor (driving operation). Will the Stator solved, so this is opposite by the reaction torque to the direction of rotation The rotor is rotated in the same direction as the stator connected working drive is tapped by suitable means (Working operation).
Erfahrungsgemäß wird der Fahrantrieb häufiger benutzt, so dass diejenigen Betriebszustände überwiegen, in denen der Stator festgelegt ist oder mit nur kleiner Drehzahl rotiert. Da der Stator schleifende elektrische Kontakte benötigt, um auch während der Drehbewegung mit elektrischen Strom versorgt zu werden, ist es von Vorteil, dass den Anteil der Drehbewegungen des Stators geringer ist als der Anteil der Drehbewegun gen des Rotors. Bei festgelegtem bzw. langsam rotierendem Stator tritt nämlich kein bzw. nur geringer Verschleiss an den elektrischen Schleifkontakten auf.Experience shows that the Travel drive more often used so that those operating conditions prevail in which the stator is fixed or rotated at a low speed. Because the stator Grinding electrical contacts needed to work well during the Rotary motion to be supplied with electric power, it is of Advantage that the proportion of rotational movements of the stator lower is as the proportion of Drehbewegun gene of the rotor. When set or slowly rotating stator occurs namely no or only slightly Wear on the electrical sliding contacts on.
Der Rotor ist bevorzugt mit einem Differentialgetriebe des Fahrantriebs und der Stator mit einer hydraulischen Pumpe des Arbeitsantriebs verbunden.Of the Rotor is preferred with a differential gear of the traction drive and the stator with a hydraulic pump of the working drive connected.
Um bei gelöster Kupplungseinrichtung, also bei rotierendem Stator, die vom Elektromotor abgegebene Leistung definiert und vollständig in den Arbeitsantrieb einspeisen zu können, weist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung der Fahrantrieb mindestens eine Bremse auf. Bei geschlossener Bremse erfolgt der Kraftfluss dann ausschließlich zum Arbeitsantrieb, da der Rotor blockiert wird. Gleichzeitig wird vermieden, dass sich das mit der erfindungsgemäßen Antriebsachse ausgerüstete Fahrzeug unbeabsichtigt bewegt.In order to be able to define the power delivered by the electric motor when the clutch device is released, that is to say when the stator is rotating, and to be able to feed it completely into the working drive, the drive has at least one brake according to one embodiment of the invention. When the brake is closed, the power flow is then exclusively to the working drive, as the rotor is blocked. At the same time it avoids that with the he vehicle equipped inventive drive axle unintentionally moved.
Sofern die Kupplungseinrichtung mit einer das übertragbare Drehmoment steuernden oder regelnden Baueinheit in Wirkverbindung steht, ist es möglich, auch Bereiche mit Mischbetrieb abzudecken (Übergangszustände), in denen beispielsweise primär die Last angehoben und dabei mit nur geringer Geschwindigkeit (Kriechgeschwindigkeit) gefahren wird oder primär mit hoher Geschwindigkeit gefahren und noch im Auslauf, also kurz vor dem Anhalten, die Last mit geringer Hubgeschwindigkeit bereits angehoben wird. Im Mischbetrieb speist somit der Elektromotor Leistung sowohl in den Fahrantrieb als auch in den Arbeitsantrieb ein. Es findet also eine Leistungsverzweigung innerhalb des Elektromotors statt.Provided the coupling device with a transmissible torque controlling or regulating unit is in operative connection, it is possible, too Cover areas with mixed operation (transition states), in for example, primary the load is raised and at a slower speed (crawl speed) is driven or primary driven at high speed and still in the outlet, so short before stopping, the load is already raised with low lifting speed becomes. In mixed operation, the electric motor thus feeds power as well in the traction drive as well as in the working drive. It finds So a power split within the electric motor instead.
Zu diesem Zweck ist die Kupplungseinrichtung mit Vorteil reibschlüssig ausgebildet. Durch gesteuerten bzw. geregelten Schlupf in der Kupplungseinrichtung wird dann der Mischbetrieb ermöglicht. Hierbei kann die Kupplungseinrichtung Reibbeläge aufweisen oder als Visko- bzw. Flüssigkeitskupplung ausgebildet sein.To For this purpose, the coupling device is advantageously frictionally formed. By controlled or controlled slip in the coupling device then the mixed operation is enabled. in this connection the coupling device may comprise friction linings or as viscous or fluid coupling formed be.
Sofern der Arbeitsantrieb hydraulische Verbraucher (Arbeitshydraulik) aufweist, kann in Betriebszuständen, in denen der Elektromotor ausschließlich das Differentialgetriebe antreibt (Fahren-Betrieb) oder in denen Mischbetrieb stattfindet, diese Arbeitshydraulik alternativ oder zusätzlich durch eine hydraulische Pumpe eines Lenkantriebs versorgt werden. Unter Umständen ist es daher möglich, für einen Mischbetrieb auf eine Einrichtung zur Steuerung bzw. Regelung des übertragbaren Drehmoments der Kupp lungseinrichtung zu verzichten. Bei Koppelung des Elektromotors mit dem Fahrantrieb (festgelegter Stator) ist es dann trotzdem möglich, die Arbeitshydraulik (eingeschränkt) zu betreiben. Bei dieser Art Mischbetrieb, in der der Elektromotor mit dem Fahrantrieb gekoppelt ist, wird für (kleinere) Bewegungen der Arbeitshydraulik Energie aus der Lenkpumpe in die hydraulische nVerbraucher eingespeist.Provided the working drive has hydraulic consumers (working hydraulics), can in operating states, in which the electric motor exclusively the differential gear drives (drive-mode) or where mixed operation takes place, this Working hydraulics alternatively or additionally by a hydraulic Pump of a steering drive to be supplied. It may be it is therefore possible for one Mixed operation on a device for controlling or regulating the transmittable Torque of the hitch be dispensed device. At coupling of the electric motor with the drive (fixed stator) is it still possible, the working hydraulics (limited) to operate. In this type of mixed operation in which the electric motor is coupled with the drive, is for (smaller) movements of Work hydraulics Energy from the steering pump in the hydraulic nVerbraucher fed.
Der Elektromotor ist ferner mit Vorteil als Innenläufermotor ausgebildet. Dadurch kann eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung erzielt werden, gemäß der das Differentialgetriebe in den Rotor des Elektromotors integriert ist.Of the Electric motor is also advantageously designed as an internal rotor motor. Thereby a further advantageous embodiment can be achieved, according to the Differential gear is integrated in the rotor of the electric motor.
In Ausgestaltung der Erfindung ist das Differentialgetriebe als Kegelrad-Differentialgetriebe ausgebildet. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass ein Planeten-Differentialgetriebe zum Einsatz kommt.In Embodiment of the invention is the differential gear as a bevel gear differential gear educated. in principle However, it is also possible that a planetary differential is used.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Arbeitsantrieb ein mit einer hydraulischen Pumpe verbundenes Zahnrad auf, das durch den Stator des Elektromotors antreibbar ist.In further embodiment of the invention, the working drive connected to a hydraulic pump gear through which the stator of the electric motor is drivable.
Günstig ist es ferner, wenn die Kupplungseinrichtung in Schließrichtung durch Federkraft und in Öffnungsrichtung hydraulisch beaufschlagbar ist. Im Ausgangszustand (stehender Stator, gelöster Rotor) ist daher stets der Elektromotor mit dem Fahrantrieb verbunden.Cheap is it further, when the coupling device in the closing direction by spring force and in the opening direction hydraulically acted upon. In the initial state (stationary stator, dissolved Rotor) is therefore always the electric motor connected to the drive.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.Further Advantages and details of the invention will be apparent from the in the Schematic figure illustrated embodiment explained in more detail.
Die
erfindungsgemäße Antriebsachse,
die im vorliegenden Ausführungsbeispiel
zum Einsatz in einem Gabelstapler vorgesehen ist, weist ein Achsgehäuse
In
den Rotor
Der
Stator
Die
Kupplungseinrichtung
An
einem in der Figur rechten Lagerschild
Bei
dem Arbeitsantrieb handelt es sich bevorzugt um die Hub- und Neigehydraulik
des Gabelstaplers, die über
hydraulische Zylinder verfügt,
welche an die hydraulische Pumpe
Bei
geschlossener Kupplungseinrichtung
Sind
dagegen die Bremsen
Ein
Mischbetrieb zwischen diesen beiden Betriebsarten ist möglich, wenn
die Kupplungseinrichtung
Aber
auch auf eine andere Art und Weise kann ein Mischbetrieb zwischen
Fahren und Arbeiten erzielt werden. Hierbei wird die bei Flurförderzeugen in
der Regel vorhandene Lenkpumpe, die über einen eigenen Elektromotor
verfügt,
benutzt, um in der Betriebsart „Fahren-Betrieb" des Elektromotors
Selbstverständlich ist es auch möglich, die beiden beschriebenen Methoden, Mischbetrieb zu erzeugen, miteinander zu kombinieren.Of course it is it also possible the two described methods of producing mixed operation with each other to combine.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102004026040A DE102004026040A1 (en) | 2004-05-27 | 2004-05-27 | Drive axle with electric motor for working drive e.g. for forklift truck, has rotatably mounted stator fixed by coupling device relative to housing transverse wall |
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ID=35404432
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DE (1) | DE102004026040A1 (en) |
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