DE102007055766A1

DE102007055766A1 - Antriebseinheit für elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge, insbesondere für Flurförderzeuge

Info

Publication number: DE102007055766A1
Application number: DE102007055766A
Authority: DE
Inventors: Christian Stammberger; Dirk Bald; Kevin Meyfarth
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2009-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (1) für elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge, insbesondere Flurförderzeuge, umfassend
- eine Antriebsachse (2a) mit zwei durch Einzelantriebe angetriebenen Laufrädern (3, 4),
- wobei die Einzelantriebe jeweils einen Antriebsmotor (5, 6) und mindestens eine Getriebestufe aufweisen, sowie
- mindestens ein Achsgehäuse (2).
Es wird vorgeschlagen, dass die Antriebsmotoren (5, 6) mit ihren Motorachsen (5a, 6a) in einem nicht parallelen Winkel, vorzugsweise in einem rechten Winkel zur Antriebsachse (2a) angeordnet sind und das mindestens eine Achsgehäuse (2) Lagerstellen (17, 18) zur Abstützung einer Hubeinrichtung (16) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Flurförderzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 13.
Flurförderzeuge (Flurförderfahrzeuge), insbesondere elektrisch angetriebene Gegengewichtsstapler mit Frontantrieb weisen entweder einen gemeinsamen Antrieb für beide Räder der Antriebsachse oder Einzelantriebe für jedes Rad auf. Die Einzelantriebe haben den Vorteil, dass das Flurförderzeug wendiger ist. Gabelstapler weisen eine Hubeinrichtung in Form eines Hubmastes oder eines Hubgerüstes auf, welches frontseitig am Rahmen des Fahrzeuges oder an der Vorderachse abgestützt wird. Bei Einzelantrieben steht relativ wenig Bauraum für eine solche Abstützung der Hubeinrichtung zur Verfügung.
Durch die DE 102 41 420 A1 wurde ein Gabelstapler mit Frontantrieb bekannt, bei welchem ein Hubmast dicht vor der Achse schwenkbar befestigt ist. Die Antriebsachse weist zwei koaxial nebeneinander angeordnete Fahrmotoren auf, welche jeweils ein Laufrad antreiben. Nachteilig ist, dass ein Kippmoment um die Antriebsachse auftreten kann.
Durch die DE 102 25 038 A1 der Anmelderin wurde eine Antriebsachse mit Einzelantrieb für jedes Laufrad bekannt, wobei die Einzelantriebe koaxial nebeneinander angeordnete Elektromotoren und Getriebe aufweisen, welche abtriebsseitig mit den Antriebsrädern verbunden sind. Zwischen beiden Einzelantrieben ist mittig eine gemeinsame Bremsvorrichtung angeordnet, welche durch nur einen Aktuator betätigt wird.
Durch die DE 10 2004 024 293 A1 wurde ein Flurförderzeug mit einem Hubgerüst bekannt, welches starr an einer Antriebsachse befestigt ist. Die Antriebsachse (der Achskörper) ist ihrerseits mittels eines Gummi-Metall-Lagers über Klammerhälften mit dem Rahmen des Flurförderzeuges verbunden. Dadurch ist es möglich, die Antriebsachse um ihre Mittelachse zu drehen und damit das Hubgerüst in beiden Drehrichtungen zu neigen. Dies wird durch eine elastische Verformung des Gummi-Metall-Lagers ermöglicht.
Durch die DE 40 10 742 C1 wurde eine Antriebseinheit für ein Flurförderzeug bekannt, welche eine Antriebsachse mit Einzelantrieben für die beiden Laufräder aufweist. Die Einzelantriebe umfassen jeweils einen achsparallel, d. h. zur Antriebsachse versetzt angeordneten Elektromotor mit einer Stirnradstufe und nachgeschaltetem Planetengetriebe, welches abtriebsseitig mit einer Radnabe des Laufrades verbunden ist.
Durch die DE 698 25 917 T2 (entsprechend EP 1 101 643 B1 ) wurde eine Antriebseinheit für ein elektrisch angetriebenes Niederflurfahrzeug bekannt, wobei die Elektromotoren zum Antrieb der Laufräder senkrecht zur Radachse angeordnet sind und über eine Kegelradstufe eine Antriebsachswelle antreiben, welche über ein Planetengetriebe die Laufräder antreibt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebseinheit der eingangs genannten Art kompakt auszubilden und derart zu gestalten, dass die Antriebseinheit weitere Funktionen, insbesondere die Abstützung einer Hubeinrichtung übernehmen kann. Es ist auch Aufgabe der Erfindung, bei einem Flurförderzeug der eingangs genannten Art eine sichere Abstützung der Hubeinrichtung zu ermöglichen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß sind die Antriebsmotoren in einem nicht parallelen Winkel, insbesondere senkrecht zur Antriebsachse angeordnet. Damit wird der Vorteil erreicht, dass Bauraum in Achsrichtung gewonnen wird. Ferner sind am Achsgehäuse Lagerstellen zur Abstützung einer Hubeinrichtung vorgesehen. Damit wird der Vorteil erreicht, dass aus der Hubeinrichtung resultierende Kräfte direkt und zentral in das Achsgehäuse eingeleitet werden, so dass Kippmomente – wie sie bei einer Abstützung vor der Achse auftreten – vermieden werden. Insofern ergibt sich für das Flurförderzeug eine erhöhte Betriebssicherheit.
In vorteilhafter Ausgestaltung sind die Lagerstellen als zylindrische Abschnitte am Achsgehäuse ausgebildet, welche vorteilhaft von die Hubeinrichtung abstützenden Schellen umfasst werden.
Die Antriebsmotoren sind vorteilhaft an das Achsgehäuse angeflanscht und treiben über je eine Kegelradstufe in das Achsgehäuse. An die Kegelradstufe schließt sich in vorteilhafter Ausgestaltung ein Planetengetriebe an, welches koaxial zur Radachse, vorzugsweise innerhalb des Laufrades bzw. der Radnabe angeordnet ist. Dadurch wird weiterer Bauraum in Achsrichtung gewonnen.
In vorteilhafter Ausgestaltung sind die Lagerstellen zur Abstützung der Hubeinrichtung zwischen Laufrad und Antriebsmotor bzw. zwischen Kegelradstufe und Planetengetriebe angeordnet. In diesem Bereich des Achsgehäuses ist nur eine Antriebswelle zwischen Kegelradstufe und Planetengetriebe angeordnet, sodass das Achsgehäuse in diesem Bereich als Lagerstelle mit relativ geringem Lagerdurchmesser ausgebildet werden kann. Vorzugsweise sind zwei Lagerstellen, auf jeder Seite der Achse, angeordnet, sodass die Hubeinrichtung über zwei Lager auf der Antriebsachse abgestützt ist.
Vorteilhaft weisen die Einzelantriebe für die Laufräder Bremseinrichtungen auf, welche vorteilhaft als Lamellenbremsen ausgebildet und durch einen gemeinsamen, mittig angeordneten Aktuator betätigt werden können. In diesem Falle ist ein gemeinsames Achsgehäuse für beide Einzelantriebe vorteilhaft. Anderenfalls, sofern jeder Einzelantrieb über eine eigene Bremse verfügt, kann das Achsgehäuse geteilt ausgebildet sein, sodass jeder Einzelantrieb ein separates Achsgehäuse aufweist. In diesem Falle sind beide Einzelantriebe gleich ausgebildet und können für beide Seiten der Achse verwendet werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch die Merkmale des Patentanspruches 13 gelöst.
Erfindungsgemäß ist der Frontantrieb des Flurförderzeuges, insbesondere des Gabelstaplers als Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet. Aufgrund der Ausbildung der Antriebseinheit kann die Hubeinrichtung, insbesondere ein Hubmast oder ein Hubgerüst auf dem Achsgehäuse abgestützt werden. Dadurch ergeben sich eine in Fahrtrichtung des Gabelstaplers verkürzte Bauweise und eine erhöhte Betriebssicherheit aufgrund fehlender Kippmomente.
Vorteilhaft kann die Abstützung mittels Schellen oder Klammerhälften erfolgen, welche die Lagerstellen am Achsgehäuse umfassen und leicht montiert werden können.
Vorteilhaft ist die Hubeinrichtung gegenüber der Antriebsachse schwenkbar gelagert, d. h. der Hubmast kann nach vorne oder hinten geneigt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Antriebseinheit mit einem Achsgehäuse und
2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Antriebseinheit mit geteiltem Achsgehäuse, d. h. zwei separaten Einzelantrieben.
1 zeigt eine als Doppelantrieb ausgebildete Antriebseinheit 1 für ein nicht dargestelltes Flurförderfahrzeug (Flurförderzeug), insbesondere einen Gegengewichtsstapler mit Frontantrieb. Die Antriebseinheit 1 umfasst ein Achsgehäuse 2 mit einer Antriebs- oder Längsachse 2a und seitlich angeordneten Lauf- oder Antriebsrädern 3, 4. An das Achsgehäuse 2 sind zwei als Elektromotoren 5, 6 ausgebildete Antriebsmotoren mit Motorachsen 5a, 6a angeflanscht, welche zu der Antriebsachse 2a jeweils rechtwinklig angeordnet sind. Eine von einem rechten Winkel abweichende, spitz- oder stumpfwinklige Anordnung ist ebenfalls möglich. Die Elektromotoren 5, 6 treiben jeweils über Kegelradstufen 7, 8 auf Achswellen 9, 10, welche in den Laufrädern 3, 4 angeordnete Planetengetriebe 11, 12 antreiben. Die Planetengetriebe 11, 12 sind abtriebsseitig mit Radnaben 3a, 4a verbunden, welche Teile der Laufräder 3, 4 sind. Im mittleren eingekreisten Bereich 13 des Achsgehäuses 2 ist eine doppelseitige Bremseinrichtung mit einem gemeinsamen Aktuator dargestellt. Eine solche Bremseinrichtung 13 ist aus der eingangs genannten DE 102 25 038 A1 der Anmelderin bekannt – diese Druckschrift wird voll umfänglich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen. Die Bremseinrichtung 13, mit welcher beide Antriebsräder 3, 4 gleichzeitig abgebremst werden können, wird daher nicht näher erläutert, vielmehr wird auf die genannte Druckschrift verwiesen. Das Achsgehäuse 2 weist Befestigungseinrichtungen 14, 15, z. B. in Form von Flanschen auf, mittels derer das Achsgehäuse 2, d. h. die Antriebseinheit 1 an einem nicht dargestellten Rahmen des Flurförderzeuges befestigt werden kann. Das Flurförderzeug weist einen Hubmast 16 auf, der in der Zeichnung nur teilweise, d. h. bezüglich seiner Lagerung und Abstützung auf dem Achsgehäuse 2 dargestellt ist. Letzteres weist im Bereich zwischen den Kegelradstufen 7, 8 einerseits und den Planetengetrieben 11, 12 anderer seits eingeengte, zylindrische Bereiche 17, 18 auf, welche als Lagerstellen ausgebildet sind. Der Hubmast 16 weist Stützen 16a, 16b auf, welche an die Lagerstellen 17, 18 umgreifenden Schellen 19, 20 befestigt sind. Die Schellen 19, 20 sind – was nicht dargestellt ist – zweiteilig, z. B. als Klammerhälften ausgebildet und können somit an den Lagerstellen 17, 18 montiert werden. Der Hubmast 16 bzw. ein Hubgerüst ist somit direkt gegenüber dem Achsgehäuse 2 abgestützt, wobei die resultierenden Abstützkräfte durch die Antriebsachse 2a verlaufen. Somit greift kein Kippmoment am Achsgehäuse 2 und damit auch nicht am Rahmen des Flurförderzeuges an.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Antriebseinheit 21, welche zwei separate Einzelantriebe 22, 23 umfasst, welche die Laufräder 3, 4 antreiben (für gleiche Teile in 2 werden gleiche Bezugszahlen wie in 1 verwendet). Der Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 besteht im Wesentlichen darin, dass das Achsgehäuse 2 gemäß 1 in 2 geteilt ist, d. h. es liegen zwei separate Achsgehäuse 24, 25 vor, in welchen jeweils Bremsen 26, 28 angeordnet sind, welche unabhängig voneinander betätigbar sind. Ansonsten stimmt die Anordnung gemäß 2 mit der gemäß 1 überein, insbesondere was die Lagerung des Hubmastes 16 auf den Lagerstellen 17, 18 betrifft. Auf eine weitergehende Beschreibung wird daher zur Vermeidung von Wiederholungen verzichtet.
Die beiden Einzelantriebe können gleich ausgebildet werden, woraus sich Kostenvorteile ergeben.

1: Antriebseinheit
2: Achsgehäuse
2a: Antriebsachse (Radachse)
3: Laufrad
3a: Radnabe
4: Laufrad
4a: Radnabe
5: Elektromotor
5a: Motorachse
6: Elektromotor
6a: Motorachse
7: Kegelradstufe
8: Kegelradstufe
9: Achswelle
10: Achswelle
11: Planetengetriebe
12: Planetengetriebe
13: gemeinsame Bremseinheit
14: Befestigungseinrichtung
15: Befestigungseinrichtung
16: Hubmast
16a: Stütze
16b: Stütze
17: Lagerstelle
18: Lagerstelle
19: Schelle
20: Schelle
21: Antriebseinheit
22: Einzelantrieb
23: Einzelantrieb
24: Achsgehäuse
25: Achsgehäuse
26: Bremse
27: Bremse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10241420 A1 [0003]
- DE 10225038 A1 [0004, 0022]
- DE 102004024293 A1 [0005]
- DE 4010742 C1 [0006]
- DE 69825917 T2 [0007]
- EP 1101643 B1 [0007]

Claims

Antriebseinheit (1, 21) für elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge, insbesondere Flurförderzeuge, umfassend – eine Antriebsachse (2a) mit zwei durch Einzelantriebe angetriebenen Laufrädern (3, 4), – wobei die Einzelantriebe jeweils einen Antriebsmotor (5, 6) mit Motorachse (5a, 6a) und mindestens eine Getriebestufe aufweisen, sowie – mindestens ein Achsgehäuse (2; 24, 25), dadurch gekennzeichnet, dass die Motorachsen (5a, 6a) der Antriebsmotoren (5, 6) in einem nicht parallelen Winkel, vorzugsweise in einem rechten Winkel zur Antriebsachse (2a) angeordnet sind und das mindestens eine Achsgehäuse (2; 24, 25) Lagerstellen (17, 18) zur Abstützung einer Hubeinrichtung (16) aufweist.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstellen als zylindrische Abschnitte (17, 18) ausgebildet sind.
Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstellen (17, 18) von die Hubeinrichtung (16) abstützenden Schellen (19, 20) umfassbar sind.
Antriebseinheit nach Anspruch, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmotoren (5, 6) an dem mindestens einen Achsgehäuse (2; 24, 25) angeflanscht sind.
Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Getriebestufe als Kegelradstufe (7, 8) ausgebildet ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Getriebestufe als Planetengetriebe (11, 12) ausgebildet ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetengetriebe (11, 12) zumindest teilweise innerhalb der Laufräder (3, 4), insbesondere innerhalb einer Radnabe (3a, 4a) angeordnet sind.
Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstellen (17, 18) jeweils zwischen Laufrad (3, 4) und Antriebsmotor (5, 6), insbesondere zwischen Planetengetriebe (11, 12) und Kegelradstufe (7, 8) angeordnet sind.
Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelantriebe (5, 6; 22, 23) jeweils eine Bremse (13; 26, 27) umfassen.
Antriebseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsen (13; 26, 27) koaxial zur Antriebsachse (2a) angeordnet und als Lamellenbremsen ausgebildet sind.
Antriebseinheit nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsen (13) in einem gemeinsamen Achsgehäuse (2) nebeneinander angeordnet und gemeinsam, insbesondere durch einen gemeinsamen Aktuator betätigbar sind.
Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsgehäuse mittig geteilt und die Einzelantriebe (22, 23) separate Achsgehäuse (24, 25) aufweisen.
Flurförderzeug, insbesondere Gegengewichtsstapler mit Frontantrieb und einer Hubeinrichtung (16), insbesondere einem Hubmast oder Hubgerüst, dadurch gekennzeichnet, dass der Frontantrieb als Antriebseinheit (1, 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet und dass die Hubeinrichtung (16) auf der Antriebsachse (2a) respektive auf dem mindestens einen Achsgehäuse (2; 24, 25) abstützbar ist.
Flurförderzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung (16) gegenüber dem mindestens einem Achsgehäuse (2; 24, 25) um die Antriebsachse (2a) schwenkbar gelagert ist.
Flurförderzeug nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubreinrichtung (16, 16a, 16b) über Schellen (19, 20) an den Lagerstellen (17, 18) abgestützt ist.