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Die
Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem für Flurförderzeuge,
mit einem oder mit mehreren untereinander wirkverbundenen und eine Relativbewegung
gestattenden Fahrzeugrahmen, sowie mit zumindest einem elektrischen
Fahrmotor und/oder einem elektrischen Lenkmotor, je einem denselben
zugeordneten elektrischen Umrichter und einer Steuerelektronik.
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In
der
DE 100 39 381
A1 ist ein Antriebssystem für ein Flurförderzeug, insbesondere für einen Hubwagen
offenbart, welches zwei im Wesentlichen koaxiale Räder mit
einem zumindest teilweise zwischen denselben angeordneten Getriebe
aufweist. Die Räder
sind von einem elektrischen Fahrmotor, hier als Antriebsmotor bezeichnet, über das
zwischengeschaltete Getriebe antreibbar. Ferner kann ein elektrischer
Lenkantrieb vorgesehen sein. Das Getriebegehäuse ist samt der Räder an einem
Rahmen des Flurförderzeuges
um eine im Wesentlichen vertikale Achse schwenkbar befestigt.
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Aus
der
DE 103 28 651
A1 ist eine vergleichbare Lösung betreffend ein Antriebssystem
für ein Flurförderzeug
bekannt, welches besonders platzsparend ausgebildet sein soll. Insoweit
ist der Fahrmotor mit einem koaxial nach unten anschließenden Lenkmotor
verbunden, der an einem Rahmenbauteil des Flurförderzeugs befestigt ist. An
dem Rahmenbauteil ist eine Außenbuchse
einer zum Fahrmotor und damit auch zum Lenkmotor koaxialen Lageranordnung
angeschraubt. Eine Innenbuchse der Lageranordnung ist mit einem
Gehäusedeckel
eines Fahrgetriebes verbunden, das als Drehschemel dient. An dem
Drehschemel bzw. dem Gehäuse
des Fahrgetriebes ist mindestens ein Rad drehbar gelagert, das von
dem Fahrmotor unter Zwischenschaltung des Fahrgetriebes antreibbar
ist.
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Die
elektrischen Antriebe bekannter Flurförderzeuge sind überwiegend
durch Drehstrommotoren mit zugehörigem
elektrischen Umrichter und entsprechender Steuerelektronik gebildet.
Für den Fachmann
ersichtlich ist, dass durch den Betrieb derartiger Antriebe sowie
durch eine angestrebte kompakte Bauweise eine erhöhte Wärmeentwicklung
zu verzeichnen ist.
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Um
einen Wärmestau
beziehungsweise eine Überhitzung
der Motoren, der Umrichter und/oder anderer elektrischer oder elektronischer
Komponenten zu vermeiden, wird herkömmlich eine Kühlung durch Konvektion,
oder wie in der
DE
102 41 420 A1 näher gezeigt
ist, mittels eines auf der Motorwelle angeordneten Lüfterrades
realisiert, welches sich vor allem dann als nicht ausreichend erweist,
wenn eine sehr kompakte Bauweise des Antriebs nur begrenzte Freiräume für den Kühlluftstrom
zur Verfügung
stellt.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
elektrisches Antriebssystem für
Flurförderzeuge
zu schaffen, welches hinsichtlich seiner Kühlleistung verbessert ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs,
während
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den
Unteransprüchen
entnehmbar sind.
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Demnach
wird die gestellte Aufgabe gelöst durch
ein elektrisches Antriebssystem für Flurförderzeuge, mit einem oder mit
mehreren untereinander wirkverbundenen und eine Relativbewegung
gestattenden Fahrzeugrahmen, sowie mit zumindest einem elektrischen
Fahrmotor und/oder einem elektrischen Lenkmotor, je einem denselben
zugeordneten elektrischen Umrichter und einer Steuerelektronik,
wobei zumindest eine dieser elektrischen oder elektronischen Komponenten
flüssigkeitsgekühlt ausgebildet und über einen
zugeordneten Kühlkreislauf
mit zumindest einer Kühlvorrichtung
verbunden ist.
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Erfindungsgemäß wird nunmehr
die entstehende Wärme
im elektrischen Antriebssystem für Flurförderzeuge
durch Kühlflüssigkeit
abgeführt,
welches im Vergleich zu einer herkömmlichen Luftkühlung eine
höhere
Kühlleistung
aufweist und eine noch kompaktere Bauweise des elektrischen Antriebssystems
gestattet. Des Weiteren kann das System durch diese Maßnahme weitestgehend
geschlossen ausgebildet werden, so dass eine Verschmutzung desselben
im Betrieb durch äußere Einflüsse nahezu ausgeschlossen
ist.
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In
besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Wandungen
der Gehäuse
der genannten elektrischen Komponenten von der Kühlflüssigkeit durchflossen. Diese
Maßnahme
ist besonders dazu geeignet, um die Wärme nahe ihres Entstehungsortes
abzuführen.
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In
erfinderischer Fortbildung wird ferner vorgeschlagen, dass einzelne
der genannten elektrischen Komponenten jeweils in einem separaten
Gehäuse
oder mit anderen Komponenten in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet
sind.
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Weiter
wird im Sinne der Erfindung vorgeschlagen, dass die Wandung der
Gehäuse
einschalig als Gussbauteil ausgebildet ist, in welcher jeweils ein oder
mehrere Führungskanäle zur Leitung
der Kühlflüssigkeit
eingegossen oder eingearbeitet sind.
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Eine
andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
die Wandung der Gehäuse mehrschalig
ausgebildet ist, wobei jeweils ein oder mehrere Führungskanäle in Form
von Rohrleitungen zur Leitung der Kühlflüssigkeit innerhalb der Wandung
fest angeordnet sind.
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Wie
die Erfindung weiter vorsieht, können
die Gehäuse
beziehungsweise deren Führungskanäle strömungstechnisch
mit einem dem Fahrmotor zuge ordneten Getriebe verbunden sein, wobei
die Kühlflüssigkeit
durch ein Getriebeöl
gebildet ist.
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Ebenso
ist es denkbar, dass die Gehäuse beziehungsweise
deren Führungskanäle strömungstechnisch
mit einem Lenkgetriebe verbunden sind, wobei die Kühlflüssigkeit
ebenfalls durch das Getriebeöl
gebildet ist.
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Demgegenüber kann
es auch angezeigt sein, dass die Gehäuse beziehungsweise deren Führungskanäle strömungstechnisch
mit einer Hydraulikeinrichtung, wie einer Hubhydraulik, verbunden sind,
wobei die Kühlflüssigkeit
durch Hydrauliköl
gebildet ist. Durch die genannten technisch Lösungen kann auf eine gesonderte
Kühlflüssigkeit
vorteilhaft verzichtet werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Gehäuse
beziehungsweise deren Führungskanäle mittels starrer
und/oder flexibler Verbindungsleitungen in den Kühlkreislauf eingebunden sind.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass zur Realisierung eines Kühlflüssigkeitsflusses
im Kühlkreislauf
in denselben zumindest eine Förderpumpe und/oder
eine Beschaufelung eingebunden ist.
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Die
Förderpumpe
und/oder die Beschaufelung können
zweckmäßigerweise
direkt vom Fahrmotor, Lenkmotor oder von einem zugeordneten Getriebe
antreibbar ausgebildet sein.
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Jedoch
kann es auch zweckmäßig sein,
zur Realisierung eines Kühlflüssigkeitsflusses
im Kühlkreislauf
eine oder mehrere separat betriebene, insbesondere elektrisch betriebene
Förderpumpen und/oder
Beschaufelungen vorzusehen, welche dann in Abhängigkeit vom aktuellen Kühlbedarf
der genannten elektrischen bzw. elektronischen Komponenten betreibbar
sein können.
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Wie
die Erfindung schließlich
noch vorsieht, kann der Kühlkreislauf
so eingerichtet bzw. schaltbar sein, dass mittels elektrischer oder
elektronischer Komponenten erwärmte
Kühlflüssigkeit
zunächst durch
ein etwaiges Getriebe geführt
wird, bevor es in einer nachgeordneten Kühlvorrichtung die aufgenommene
Wärmeenergie
abgibt. Durch diese Maßnahme
ist bei Bedarf eine Erhöhung
der Temperatur des Getriebeöls
möglich,
welches zu einer Wirkungsgradverbesserung des betreffenden Getriebes
führen
kann.
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Zur
Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung
beigefügt.
In dieser zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten elektrischen
Antriebssystems für
Flurförderzeuge
gemäß einer
ersten Ausführungsform,
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2 eine
Schnittansicht des Gehäuses
eines elektrischen Fahrmotors des Antriebssystems nach 1 (Schnitt
I-I),
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3 eine
Schnittansicht einer weiteren mögliche
Ausgestaltung des Gehäuses
des elektrischen Fahrmotors, und
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4 eine
zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäß ausgebildeten
elektrischen Antriebssystems für
Flurförderzeuge.
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Demnach
zeigt 1 ein elektrisches Antriebssystem für Flurförderzeuge
mit einem vertikal angeordneten elektrischen Fahrmotor, dessen Gehäuse 1 fest
mit einem demselben zugeordneten Getriebe 2 verbunden ist.
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Das
Gehäuse 1 des
Fahrmotors und das Gehäuse
des Getriebes 2 bilden sozusagen eine konstruktive Einheit
und stützen
sich an einem Fahrzeugrahmen 3 des Flurförderzeugs,
welches beispielsweise ein Gabelstapler sein kann, mittels eines
nicht näher
gezeigten Wälzlagers
schwenkbeweglich ab.
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Am
Gehäuse
des Getriebes 2 ist zumindest ein Rad 4 drehgelagert
und mit dem Getriebe 2 selbst wirkverbunden, so dass im
Zuge einer Lenkbewegung sich sowohl das Gehäuse 1 des Fahrmotors
als auch das Gehäuse
des Getriebes 2 mit dem Rad 4 gleichsinnig um
eine gemeinsame vertikale Achse drehen.
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Der
elektrische Fahrmotor ist hier als Drehstrommotor ausgebildet, dem
seinerseits weitere elektrische Komponenten, wie ein elektrischer
Umrichter und eine entsprechende Steuerelektronik zugeordnet sind
(nicht näher
gezeigt).
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Um
dem Problem eines nachteiligen Wärmestaus
wirkungsvoll begegnen zu können,
ist nunmehr zumindest der Fahrmotor flüssigkeitsgekühlt ausgebildet
und über
einen zugeordneten Kühlkreislauf 5 mit
zumindest einer an sich bekannten und demgemäss hier nicht näher dargestellten
Kühlvorrichtung verbunden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
vorgesehen, dass die Wandung 6 des Gehäuses 1 des Fahrmotors
von einer geeigneten Kühlflüssigkeit
durchflossen wird. Diese Wandung 6 ist vorliegend einschalig
als Gussbauteil ausgebildet und weist einen oder mehrere Führungskanäle 7 zur
Leitung der Kühlflüssigkeit
auf (2).
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Die
Führungskanäle 7 sind
ihrerseits mittels an sich bekannter und demgemäss nicht näher gezeigter Anschlussmittel
in den Kühlkreislauf 5 eingebunden.
Durch die Wahl bzw. Ausbildung der Führungskanäle 7 und somit auch
deren zur Kühlung
zur Verfügung
stehenden Oberfläche
kann die Kühlleistung
erhöht
bzw. in weiten Grenzen beliebig eingestellt sowie im Ergebnis die
Baugröße der betreffenden
elektrischen Komponenten verringert werden.
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Denkbar
ist es jedoch auch und wird durch die Erfindung mit erfasst, dass
die Wandung 6 des Gehäuses 1 mehrschalig
ausgebildet ist, in welcher dann jeweils ein oder mehrere Führungskanäle 7 in Form
von Rohrleitungen fest angeordnet sind (nicht näher dargestellt).
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Vorstehendes
Ausführungsbeispiel
stellt auf einen flüssigkeitsgekühlten Fahrmotor
ab. Die Erfindung umfasst jedoch jedwede elektrischen Komponenten,
die ihrerseits selbst Wärme
erzeugen bzw. durch Wärmeeinwirkung
nachteilig beeinflusst und flüssigkeitsgekühlt werden
können.
So können
auch ein gegebenenfalls vorhandener elektrischer Lenkmotor, die
den Elektromotoren zugeordneten Umrichter sowie die erforderliche
Steuerelektronik dazu ebenfalls flüssigkeitsgekühlt ausgebildet
sein.
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In 3 ist
demnach beispielgebend eine Kombination aus einem Gehäuse 1 für den Fahrmotor
und einem Gehäuse 8 für einen
Umrichter und/oder die Steuerelektronik gezeigt. Beide Gehäuse 1 und 8 sind
vorzugsweise miteinander kombiniert, also einteilig in einem Guss
gefertigt. Selbstverständlich
kann es auch angezeigt sein, separate Gehäuse 1, 8 für die jeweiligen
elektrischen Komponenten vorzusehen.
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Im
Hinblick auf das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel,
welches ein mit dem Gehäuse
des Getriebes 2 fest verbundenes Gehäuse 1 des Fahrmotors
zeigt, bietet es sich an, als Kühlflüssigkeit
Getriebeöl
zu verwenden, indem die Führungskanäle 7 des
Gehäuses 1 des
Fahrmotors samt dem Getriebe 2 in den Kühlkreislauf 5 eingebunden
sind.
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Sicherlich
kann auch ein etwaiger nicht näher
gezeigter, jedoch gegebenenfalls sich an die Ausführung gemäß der
DE 103 28 651 A1 anlehnender elektrischer
Lenkmotor in den genannten Kühlkreislauf
5 mit
eingebunden sein, wobei ferner auch ein etwaiges Lenkgetriebe mitgekühlt werden
kann.
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Hinsichtlich
der Einbindung der Gehäuse 1 und 8 beziehungsweise
deren Führungskanäle 7 in den
Kühlkreislauf 5 bieten
sich sowohl starre als auch flexible Verbindungsleitungen 9 an.
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4 zeigt
eine weitere mögliche
Ausführungsform
eines erfindungsgemäß ausgebildeten elektrischen
Antriebssystems für
Flurförderzeuge. Diese
unterscheidet sich zur vorbeschriebenen Ausführungsform dadurch, dass das
Gehäuse 1 des Fahrmotors
fest mit einem ersten, den Grundrahmen des Flurförderzeugs ausbildenden Fahrzeugrahmen 10 verbunden
und somit drehfest angeordnet ist.
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Das
Getriebe 2 samt Rad 4 ist an einem weiteren Fahrzeugrahmen 11 befestigt,
welcher über
ein nicht näher
gezeigtes Wälzlager
mit dem Fahrzeugrahmen 10 bzw. Grundrahmen verbunden ist
und eine Relativbewegung zu demselben gestattet. Beim Lenken dreht
sich somit das Getriebe 2 gegenüber dem Gehäuse 1 des Fahrmotors
um eine vertikale Achse.
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Da
beim Lenken zwischen dem Gehäuse 1 des
Fahrmotors und dem Gehäuse
des Getriebes 2 die genannte Relativbewegung stattfindet,
ist es sinnvoll, flexible Verbindungsleitungen 9 vorzusehen, um
im Hinblick auf die obige Kühlvariante
die Führungskanäle 7 des
Gehäuses 1 des
Fahrmotors in einen gemeinsamen Kühlkreislauf 5 mit
dem Getriebe 2 einbinden zu können (nicht dargestellt).
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Demgegenüber zeigt 4 einen
Kühlkreislauf 12,
der seinerseits lediglich zur Abführung der im Fahrmotor entstehenden
Wärme vorgesehen
ist.
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Gesetzt
den Fall, dass das Flurförderzeug als
Gabelstapler ausgebildet ist, so ist es vorteilhaft, das Gehäuse 1 des
Fahrmotors beziehungsweise die Führungskanäle 7 desselben
strömungstechnisch mit
einer Hydraulikeinrich tung 13, vorliegend in Form der Hubhydraulik,
zu verbinden, wobei die Kühlflüssigkeit
dann durch ein Hydrauliköl
gebildet ist.
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Zur
Realisierung eines Kühlflüssigkeitsstromes
ist in dem jeweiligen Kühlkreislauf 5, 12 zumindest
eine an sich bekannte Förderpumpe 14 und/oder
eine Beschaufelung an einem drehenden Bauteil eingebunden. Die Förderpumpe 14 und/oder die
Beschaufelung können
dabei direkt vom Fahrmotor, einem etwaigen Lenkmotor oder einem
zugeordneten Getriebe 2 angetrieben sein und gegebenenfalls
mit Motor- oder Getriebedrehzahl drehen.
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Selbstverständlich können auch
separat betriebene, insbesondere elektrisch antreibbare Förderpumpen 14 und/oder
Beschaufelungen vorgesehen werden, die vorzugsweise in Abhängigkeit
vom jeweiligen Kühlbedarf
der betreffenden elektrischen Komponenten aktivierbar sind. So wird
Energie für den
Kühlmittelstrom
nur dann aufgewendet, wenn die Kühlleistung
tatsächlich
benötigt
wird.
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Zudem
hat es sich des Weiteren insbesondere in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel
als zweckmäßig erwiesen,
den Kühlkreislauf 5 so
einzurichten, dass mittels elektrischer Komponenten, vorliegend
mittels des Fahrmotors und/oder des Umrichters und/oder der Steuerelektronik
erwärmte
Kühlflüssigkeit,
hier Getriebeöl,
zunächst
durch das Getriebe 2 geführt wird, bevor es in einer
gegebenenfalls nachgeordneten Kühlvorrichtung
die aufgenommene Wärmeenergie
abgibt. Durch die bezweckte Erhöhung
der Temperatur des Getriebeöls
ist in besonders vorteilhafter Weise eine Wirkungsgradverbesserung
des betreffenden Getriebes 2 zu verzeichnen.
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- 1
- Gehäuse des
Fahrmotors
- 2
- Getriebe;
Getriebegehäuse
- 3
- Fahrzeugrahmen
- 4
- Rad
- 5
- Kühlkreislauf
- 6
- Wandung
- 7
- Führungskanäle
- 8
- Gehäuse
- 9
- Verbindungsleitungen
- 10
- Fahrzeugrahmen
- 11
- Fahrzeugrahmen
- 12
- Kühlkreislauf
- 13
- Hydraulikeinrichtung
- 14
- Förderpumpe