DE19826067A1 - Getriebe für ein lenkbares Antriebsrad eines Flurförderfahrzeugs - Google Patents
Getriebe für ein lenkbares Antriebsrad eines FlurförderfahrzeugsInfo
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Abstract
Bei einem um eine vertikale Achse (8) schwenkbaren Getriebe für ein lenkbares Antriebsrad (4) eines Flurförderfahrzeugs, das eine Stirnradstufe (24, 26) und eine aus einer Ritzelwelle (28, 30) und einem Tellerrad (36) gebildete zweite Übersetzungsstufe enthält, ist die zweite Übersetzungsstufe als Hypoidradsatz (30, 36) mit Plus-Achsversetzung ausgebildet. Hierdurch wird im Vergleich zu bekannten Bauformen unter Einhaltung von vorgegebenen Grenzen der Außenabmessungen und eines vorgegebenen Übersetzungsverhältnisses eine tragfähigere Verzahnung und eine dickere Ritzelwelle (28) ermöglicht, so daß die Belastungen der Zahnflanken zurückgehen und eine tragfähigere Bauform eines hochbelasteten Ritzellagers (34) verwendet werden kann.
Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein lenkbares
Antriebsrad eines Flurförderfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff
des Hauptanspruches. Derartige Getriebe sind aus der
DE 31 33 027 A1 oder aus der DE 44 24 305 bekannt. Die Ge
triebe sind über ein Schwenklager um eine vertikale Achse
im Flurförderfahrzeug schwenkbar. Die Getriebe weisen eine
Stirnradstufe und eine zweite Übersetzungsstufe auf. Das
Ritzel der Stirnradstufe ist von einem aufsetzbaren E-Motor
antreibbar und treibt ein auf einer Ritzelwelle sitzendes
Stirnrad an. Die Verzahnung des Ritzels der zweiten Über
setzungsstufe befindet sich in der Regel direkt auf der
vertikalen Ritzelwelle. Die vertikale Ritzelwelle ist mit
tels Wälzlager im Getriebegehäuse gelagert, wobei das Wälz
lager im Bereich des Ritzels der zweiten Übersetzungsstufe
als Ritzellager bezeichnet wird. Das Tellerrad der zweiten
Übersetzungsstufe ist über eine horizontale Abtriebswelle
drehfest mit dem Antriebsrad verbunden.
Das hohe erforderliche Übersetzungsverhältnis der
zweiten Übersetzungsstufe bewirkt sehr hohe Reaktionskräfte
am Ritzellager beim Beschleunigen oder Abbremsen des Flur
förderfahrzeugs. Bei steigenden Belastungsanforderungen
wird die maximale Belastbarkeit des Ritzellagers und der
Verzahnung erreicht. Für bestimmte Anwendungsfälle ist es
aufgrund von nichtvorhandenem Einbauraum nicht möglich,
das Getriebe insgesamt entsprechend größer zu dimensionie
ren. Grenzen in den Außenabmessungen sind gegeben durch den
Hüllkreis beim Schwenken des Getriebes sowie durch das Ge
häuse im Bereich des Tellerrads, welches unten nicht über
die Felge des Antriebsrads hinausragen darf, damit bei de
fekter Reifenbandage des Antriebsrads eine Beschädigung des
Getriebes ausgeschlossen werden kann.
Ausgehend von den bekannten Getrieben liegt der Erfin
dung die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe für höhere Bela
stungsanforderungen zu schaffen, wobei vorgegebene Grenzen
der Außenabmessungen sowie ein vorgegebenes Übersetzungs
verhältnis eingehalten werden sollen. Insbesondere soll
durch die Erfindung eine höhere Belastbarkeit der Ritzella
gerung und der Verzahnung erzielt werden. Die Aufgabe wird
dadurch gelöst, daß die zweite Übersetzungsstufe als Hypoi
dradsatz mit Plus-Achsversetzung ausgebildet ist.
Bei einem als solchem bekannten Hypoidradsatz, der
beispielsweise in Niemann, "Maschinenelemente", Band 3,
1983 beschrieben ist, schneidet die Ritzelachse die Teller
radachse nicht. Sie ist um den sogenannten Kreuzungsabstand
oder Hypoidversatz versetzt. Bei Plus-Versetzung wird der
Durchmesser des Hypoidritzels (bei gleichem Tellerraddurch
messer und gleicher Übersetzung) größer als beim entspre
chenden Kegelradgetriebe. Der größere Ritzeldurchmesser
ermöglicht eine dickere Ritzelwelle und damit eine größere
Bauform des Ritzellagers. Diese größere Bauform des Ritzel
lagers ist bei den bekannten Getrieben aufgrund des kleine
ren Ritzeldurchmessers nicht einsetzbar. Die Plus-Verset
zung bedingt einen größeren Schrägungswinkel des Ritzels,
was eine größere, am Eingriff beteiligte Flankenlänge pro
Zahn und eine größere Sprungüberdeckung bewirkt. Dies wirkt
sich vorteilhaft auf die Belastbarkeit aus.
Wenn das Ritzellager axial unmittelbar an die Verzah
nung des Hypoidritzels angrenzt, wird der Vorteil erzielt,
daß die Lagerkräfte minimiert werden.
Die maximale Dicke der Ritzelwelle wird erzielt, wenn
der Durchmesser der Ritzelwelle gleich dem Fußkreisdurch
messer des Hypoidritzels am Übergang zwischen Verzahnungs
bereich und zylindrischem Teil der Ritzelwelle ist.
Ein besonders ruhiger Getriebelauf und eine hohe Bel
satbarkeit wird erzielt, wenn die Zahnräder des Hypoidrad
satzes spiralverzahnt sind.
Im folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die bei
liegenden Zeichnungen näher erläutert, wobei
Fig. 1 eine Schnitt-Darstellung eines erfindungsge
mäßen Getriebes;
Fig. 2 den Hypoidradsatz des erfindungsgemäßen Ge
triebes in Seitenansicht
Fig. 3 eine Draufsicht
zeigen.
Das in Fig. 1 gezeigte Getriebe für ein Flurförder
fahrzeug stellt die triebliche Verbindung zwischen dem nur
teilweise dargestellten E-Motor 2 und dem Antriebsrad 4
her. Das Getriebe einschließlich des Antriebsrads 4 ist
mittels eines Schwenklagers 6 um die vertikale Motorwel
lenachse 8 schwenkbar im Flurförderfahrzeug aufgehängt. Die
zum Schwenken notwendigen Einrichtungen sind bekannt und,
da sie mit der Erfindung in keinem Zusammenhang stehen,
nicht dargestellt. Der Innenring 10 des Schwenklagers 6 ist
in ein oberes Gehäuseteil 12 integriert, das zusammen mit
einem unteren Gehäuseteil 14 das Getriebegehäuse bildet.
Die Gehäuseteile sind an der Teilfuge 16 durch Schrauben 18
und Zentrierstifte 20 miteinander verbunden. Auf der Motor
welle 22 ist das Ritzel 24 einer Stirnradstufe befestigt.
Das Ritzel 24 kämmt mit einem Stirnrad 26, das auf dem
freien oberen Ende einer zum Hypoidradatz gehörenden verti
kalen Ritzelwelle 28, 30 befestigt ist. Der Verzahnungsbe
reich des Hypoidritzels 30 befindet sich am freien unteren
Ende der Ritzelwelle 28. Die Ritzelwelle ist durch zwei
Wälzlager, ein oberes 32 und ein unteres, als Ritzella
ger 34 bezeichnetes Wälzlager, im unteren Gehäuseteil 14
gelagert. Das Tellerrad 36 des Hypoidradsatzes ist mittels
einer Formschlußverzahnung 38 drehfest mit einer horizonta
len Abtriebswelle 40 verbunden. Die Abtriebswelle 40 ist
mittels zweier Wälzlager 42, 44 im unteren Gehäuseteil 14
gelagert und mit der Felge 46 des Abtriebsrads 4, welche
die Reifenbandage 48 trägt, verbunden.
Das Ritzellager 34 erfährt beim Beschleunigen oder
Abbremsen des Flurförderfahrzeugs erhebliche Kräfte, insbe
sondere in radialer Richtung. Das Ritzellager 34 grenzt
axial unmittelbar an den Verzahnungsbereich des Hypoidrit
zels 30 an, um den Abstand der Wirkungslinien der Verzah
nungskraft und der Lagerkraft möglichst gering zu halten.
Durch diese Maßnahme wird die Lagerkraft des Ritzella
gers 34 minimiert. Diese Anordnung begrenzt aber auch den
maximalen Durchmesser der Ritzelwelle 28 bzw. des Lagerin
nenrings des Lagers 34, da die Ritzelwelle 28 im Bereich
des Lagersitzes aus Fertigungs- und Haltbarkeitsgründen
keine vom Verzahnen herrührenden Einfräsungen aufweisen
darf.
Gegenüber bekannten Getrieben mit gleichen Außenabmes
sungen und gleichen Übersetzungsverhältnissen ist der
Durchmesser der Ritzelwelle 28 und damit die Baugröße des
Ritzellagers 34 größer und tragfähiger. Dies wird dadurch
ermöglicht, daß die zweite Übersetzungsstufe als Hypoidrad
satz mit Plus-Achsversetzung ausgebildet ist.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des aus Hypoidrit
zel 30 und Tellerrad 36 bestehenden Hypoidradsatzes. Die
Plus-Achsversetzung 38 bewirkt, daß der Schrägungswinkel
des schräg- oder spiralverzahnten Ritzels um den Berührwin
kel α größer als der Schrägungswinkel des Tellerrades ist.
Dadurch wird der Durchmesser des Ritzels (bei gleichem Tel
lerraddurchmesser und gleicher Übersetzung) größer als beim
entsprechenden Kegelradgetriebe. Die Pressung auf den Zahn
flanken und damit die Neigung zur Grübchenbildung fällt
deutlich geringer aus. Der größere Schrägungswinkel des
Ritzels bewirkt einen größeren Stirnmodul und damit bei
gleicher Zähnezahl einen größeren Durchmesser. Damit wird
ein größerer Durchmesser der Ritzelwelle 28 und des Lage
rinnenrings des Ritzellagers 34 ermöglicht. Die größere
Bauform des Ritzellagers 34 erlaubt eine höhere Belastbar
keit.
Ein weiterer Vorteil der dickeren Ritzelwelle ergibt
sich aus der größeren Steifigkeit und der damit geringeren
Durchbiegung der Ritzelwelle bei Belastung, wodurch ein
gleichmäßigeres Tragen an der Verzahnung erzielt wird.
Insgesamt wird das erfindungsgemäße Getriebe mit der
als Hypoidradsatz ausgebildeten zweiten Übersetzungsstufe
höheren Belastungsanforderungen gerecht, wobei vorgegebene
Grenzen der Außenabmessungen sowie ein vorgegebenes Über
setzungsverhältnis eingehalten werden. In Fig. 2 ist auch
deutlich zu sehen, daß ein größerer Winkel α auch eine grö
ßere am Eingriff beteiligte Flankenlänge pro Zahn und eine
größere Sprungüberdeckung bewirkt. Vorteilhafte Werte für
die Achsversetzung 38 liegen im Bereich des siebten bis
dreizehnten Teils des Tellerraddurchmessers bei Schrägungs
winkeln des Hypoidritzels von 44° und des Tellerrads von
31°.
In der Draufsicht gemäß Fig. 3 ist die Flanschfläche
des unteren Gehäuseteils 14 schematisch dargestellt. Die
Stirnradstufe, bestehend aus Ritzel 24 und Stirnrad 26, ist
lediglich durch Umrißlinien dargestellt. Deutlich erkennbar
ist der Achsversatz 38 in Fahrtrichtung. Ausgehend von ei
ner Bauform des Getriebes ohne Hypoidradsatz wurde die
Achsversetzung dadurch hergestellt, daß die Ritzelwelle 28
samt Hypoidritzel 30 und Stirnrad 26 (Fig. 1) entlang einer
Kreisbahn 50 um die Motorwellenachse 8 bzw. Schwenkachse
verschoben wurde. Hierdurch konnte eine Vergrößerung des
Hüllkreises im kritischen Bereich des Stirnrads 26 und eine
Änderung des Achsabstandes 52 bzw. des Übersetzungsverhält
nisses zwischen Ritzel 24 und Stirnrad 26 vermieden werden.
2
E-Motor
4
Antriebsrad
6
Schwenklager
8
Motorwellenachse (= Schwenkachse)
10
Innenring
12
oberes Gehäuseteil
14
unteres Gehäuseteil
16
Teilfuge
18
Schraube
20
Zentrierstift
22
Motorwelle
24
Ritzel
26
Stirnrad
28
Ritzelwelle
30
Hypoidritzel
32
Wälzlager
34
Ritzellager
36
Tellerrad
38
Achsversetzung
40
Abtriebswelle
42
Wälzlager
44
Wälzlager
46
Felge
48
Reifenbandage
50
Kreisbahn
52
Achsabstand
Claims (3)
1. Getriebe für ein lenkbares Antriebsrad eines Flur
förderfahrzeugs mit einem um eine vertikale Achse (8)
schwenkbar im Fahrzeugrahmen aufnehmbaren Getriebegehäu
se (12, 14) auf das ein E-Motor (2) koaxial zur Schwenkach
se (8) aufsetzbar ist, mit einer aus einem Ritzel (24) und
einem Stirnrad (26) bestehenden Stirnradstufe und einer aus
einer Ritzelwelle (28, 30) und einem Tellerrad (36) beste
henden zweiten Übersetzungsstufe, wobei das Ritzel (24) der
Stirnradstufe drehfest mit der Abtriebswelle (22) des E-
Motors (2) verbindbar ist, das Stirnrad (26) drehfest mit
der vertikalen Ritzelwelle (28) der zweiten Übersetzungs
stufe verbunden ist, und das Tellerrad (36) der zweiten
Übersetzungsstufe über eine horizontale Abtriebswelle (40)
drehfest mit dem Antriebsrad (4) verbindbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Überset
zungsstufe als Hypoidradsatz (30, 36) mit Plus-Achsver
setzung (38) ausgebildet ist.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Ritzellager (34) axial unmit
telbar an die Verzahnung des Hypoidritzels (30) angrenzt.
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zahnräder (30, 36) des
Hypoidradsatzes spiralverzahnt sind.
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