EP4082096A1 - Antriebseinheit sowie bau- und/oder materialumschlagsmaschine mit einer solchen antriebseinheit - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit zum Antreiben eines Antriebsstrangs, mit einem schnelllaufenden Antriebsmotor, an dessen Motorwelle ein Getriebe angeschlossen ist, das eine Antriebsbewegung der Motorwelle auf ein Antriebsstrang-Anschlusselement überträgt, sowie einer Bremse zum Abbremsen des Antriebsstrangs, wobei die Bremse auf der dem Getriebe gegenüberliegenden Antriebsmotorseite angeordnet und mittels einer durch den Antriebsmotor hindurchtretenden Bremsenwelle an ein Getriebeelement des Getriebes, das gegenüber der Motorwelle drehzahlverändert, insbesondere -reduziert, ist, drehmomentübertragend angebunden ist.

Description

Antriebseinheit sowie Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine mit einer solchen

Antriebseinheit

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit zum Antreiben eines An triebsstrangs, mit einem schnell laufenden Antriebsmotor, an dessen Motorwelle ein Getriebe angeschlossen ist, das eine Antriebsbewegung der Motorwelle auf ein Antriebsstrang-Anschlusselement überträgt, sowie einer Bremse zum Abbremsen des Antriebsstrangs.

An größeren Arbeitsmaschinen wie beispielsweise Kranen, Oberflächenfräsern, Seilbaggern sowie anderen Bau- und/oder Materialumschlagsmaschinen oder För deranlagen wie Staplern und Ladern werden zum Antrieb von Maschinenkompo nenten oft hydraulische Antriebseinheiten verwendet, um die benötigten, großen Antriebsmomente bereitstellen zu können. Beispielsweise werden Seilwinden von Kranen, Seilbaggern oder anderen Arbeitsmaschinen oder auch das Antriebsritzel von Zahnstangenantrieben gerne von Hydraulikmotoren angetrieben, um die benö tigten Drehmomente bereitstellen zu können. Auch reversierende Fahrantriebe von beispielsweise Teleskopladern oder Staplern werden oft mit Hydraulikantrieben be stückt, um ohne Schaltgetriebe zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrt reversieren zu können. In jüngerer Zeit wird jedoch auch bei solchen größeren Arbeitsmaschinen auf eine Elektrifizierung der Antriebe gesetzt, beispielsweise um bessere Wirkungsgrade zu erzielen, die Verkabelung und Energieversorgung zu vereinfachen oder auch lokal emissionsfrei arbeiten zu können, wenn ein Akku oder auch eine Netzanbindung zur Verfügung steht. Um bei elektrischen Antrieben eine ausreichende Leistungs dichte für große Arbeitsmaschinen zu erreichen, werden sie gerne mit hohen Dreh zahlen betrieben. Üblicherweise ist die Größe eines elektrischen Antriebs im We sentlichen vom abzugebenden Drehmoment bestimmt. Wenn jedoch die Drehzahl gesteigert wird, hat dies nicht gleich Auswirkungen auf die Größe, sodass durch Erhöhung der Drehzahl gemäß der Beziehung Leistung = Drehmoment x Drehzahl bei gleicher Baugröße die Leistung erhöht werden kann.

Allerdings müssen bei Verwendung schnelllaufender Antriebsmotoren weitere Komponenten der Antriebseinheit angepasst werden, um die Antriebsaufgabe erfül len zu können. Zum einen wird üblicherweise ein Getriebe an den schnelllaufenden Antriebsmotor angeflanscht bzw. an dessen Motorwelle angeschlossen, um die ho he Motorwellendrehzahl auf die am Antriebsstrang benötigte Drehzahl zu reduzie ren. Dabei müssen die Getriebewellen und -räder in der Lage sein, den hohen Drehzahlen und der dabei übertragenen Leistung dauerhaft Stand zu halten.

Zum anderen müssen auch Bremsen zum Abbremsen des Antriebsstrangs ent sprechend angepasst werden, um für solche schnelllaufenden Antriebseinrichtun gen verwendet werden zu können, was nicht ganz einfach ist, wenn die Bremse in die Antriebseinheit integriert werden soll. Solche integrierten Bremsen werden für verschiedene Antriebsanwendungen verlangt und aus verschiedenen Gründen vor gesehen, beispielsweise um ein vorkonfiguriertes Antriebsmodul mit Bremsfunktion nach Art eines Plug-and-Play-Moduls an verschiedene Antriebsstränge anschließen zu können, die insofern lediglich eine zur Antriebseinheit passende Anschlussstelle benötigen. Auch Platzprobleme und der zur Verfügung stehende Einbauraum im Bereich des anzutreibenden Antriebsstrangs verlangen oft nach einer Antriebsein heit mit integrierter Bremse. Zum anderen ist bei einer in die Antriebseinheit inte- grierten Bremse auch sichergestellt, dass die Bremse hinsichtlich ihres Drehzahlbe reichs an die Antriebseinheit passend abgestimmt ist.

Um mit der Bremse nicht das volle Drehmoment der anzutreibenden Maschinen komponente abfangen zu müssen und das Übersetzungsverhältnis des Getriebes zu nutzen, wird die Bremse gerne direkt an den Antriebsmotor angeflanscht, um die vom Getriebe bewirkte Drehmomentreduktion gegenüber der anzutreibenden Ma schinenkomponente mitzunehmen. Die Bremse läuft dabei mit der Drehzahl der Motorwelle um und wird insofern nur mit dem Drehmoment belastet, welches über das Getriebe reduziert worden ist.

Bei der Verwendung von Highspeed-Motoren stoßen handelsübliche Bremsen je doch an ihre Drehzahlgrenze. Bei schnelllaufenden Antriebsmotoren mit Drehzah len von mehreren 1.000 U/min, die auch größer als 10.000 U/min sein können, sind die an den mit entsprechender Drehzahl umlaufenden Bremslamellen oder Brems scheiben oder Bremstrommeln auftretenden Reibgeschwindigkeiten entsprechend hoch und mit herkömmlich konfigurierten Bremslamellen und/oder -scheiben und Bremsbelägen nicht mehr dauerhaft beherrschbar, wobei nicht nur übermäßiger Verschleiß und unzureichende Standzeiten die Folge sein können, sondern auch ein Bremsversagen bei anspruchsvollen Bremsaufgaben auftreten können.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Antriebseinheit der genannten Art zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Insbesondere soll eine in die Antriebseinheit integrierte Bremsenanordnung geschaffen werden, die den Beanspruchungen bei Verwendung eines schnelllaufenden Antriebsmotors Stand hält und dabei trotzdem eine kompakte, platzsparende Bauweise erlaubt.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch eine Antriebseinheit gemäß Anspruch 1 sowie eine Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine gemäß An spruch 22 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es wird also vorgeschlagen, die Bremse nicht unmittelbar an die Motorwelle, son dern an ein drehzahlreduziertes Getriebeelement anzubinden, um die Bremse nicht mit der vollen Motorwellendrehzahl zu beaufschlagen. Um trotzdem eine kompakte, platzsparende Bauweise zu erzielen, ist die Bremse auf der sogenannten B-Seite des Antriebsmotors, also auf der dem Antriebsstrang gegenüberliegenden Motor seite angeordnet und durch eine Bremsenwelle an das drehzahlreduzierte Getrie beelement angebunden. Erfindungsgemäß ist die Bremse auf der dem Getriebe gegenüberliegenden Antriebsmotorseite angeordnet und mittels einer durch den Antriebsmotor hindurchgehenden Bremsenwelle an ein Getriebeelement des Ge triebes, das gegenüber der Motorwelle drehzahlreduziert ist, angebunden.

Trotz in die Antriebseinrichtung integrierbarer Bauweise können durch die drehzahl reduzierte Anbindung die physikalisch zulässigen Parameter des Bremssystems eingehalten werden. Die an den Bremselementen wie Bremslamellen, Bremsschei be oder Bremsbelegen auftretenden Umfangsgeschwindigkeiten können im Ein klang mit den zulässigen Brems- und Reibeigenschaften der Bremselemente gehal ten werden, sodass die Reibelemente der Bremse auch bei einer Bremsung aus hoher Drehzahl ihre Reibeigenschaften nicht verlieren. Dabei kann durch Anbin dung der Bremse an eine Getriebestufe des sowieso vorhandenen Getriebes, das das Drehmoment des Antriebsmotors auf den Antriebsstrang überträgt, eine platz sparende Bauweise erreicht werden und eine separate Getriebestufe nur für die Bremse, die gleichwohl vorgesehen sein könnte, eingespart werden.

Die durch den Antriebsmotor hindurchtretende Bremsenwelle kann vom Motorge häuse umschlossen und zur Einbauumgebung hin abgedeckt sein, sodass keine zusätzlichen Schutzmaßnahmen nötig sind. Die Bremsenwelle könnte dabei grund sätzlich an verschiedenen Stellen durch den Antriebsmotor hindurchtreten, bei spielsweise mit ausreichendem Radialversatz zur Motorwelle außerhalb des Läu fers und Stators angeordnet sein. Vorteilhafterweise jedoch sind die Motorwelle und die Bremsenwelle koaxial zueinander angeordnet, wobei insbesondere die Motor welle hohl ausgebildet sein kann und sich die Bremsenwelle durch die hohle Mo- torwelle hindurch erstrecken kann. Bei elektrischer Ausbildung des Antriebsmotors kann hierdurch der Läufer in herkömmlicher Weise an der Motorwelle befestigt sein und, unabhängig hiervon, auch die Motorwelle in herkömmlicher Weise drehbar gelagert sein, ohne dass sich eine Kollisionsproblematik mit der Bremsenwelle er geben würde.

Insbesondere kann die Bremsenwelle länger als die Motorwelle ausgebildet sein und an beiden Enden aus der hohlen Motorwelle herausstehen, um einerseits an das genannte Getriebeelement und andererseits an einen Bremsenrotor angebun den zu werden. Die aus der Motorwelle hervorstehenden Endabschnitte der Brem senwelle können drehmomentübertragende Anschlussmittel beispielsweise in Form eines Keilwellenprofils, einer Verzahnung oder eines Nutprofils aufweisen, um an die Getriebestufe einerseits und den Bremsrotor andererseits drehmomentübertra gend angebunden werden zu können.

Die genannte Bremsenwelle kann vorteilhafterweise auch koaxial zu dem Antriebs strang-Anschlusselement der Antriebseinheit angeordnet sein, sodass sich eine insgesamt platzsparende, kompakte Bauweise der Antriebseinheit mit integrierter Bremse ergibt.

Das zwischen dem Antriebsmotor und dem anzuschließenden bzw. anzutreibenden Antriebsstrang vorgesehene Getriebe kann ein- oder mehrstufig ausgebildet sein und/oder eine oder mehrere Getriebestufen umfassen, um in der gewünschten Weise die Motorwellendrehzahl in die gewünschte Antriebsstrangdrehzahl zu un tersetzen oder übersetzen.

Vorteilhafterweise kann mit einem nur einstufigen Getriebe eine schlanke Bauweise erzielt werden, was insbesondere bei den mit hohen Drehzahlen laufenden Highspeed- bzw. schnelllaufenden Antriebsmotoren vorteilhaft ist. Ein solches ein stufiges Getriebe kann beispielsweise ein Stirnradgetriebe mit einer Stirnradstufe sein. Alternativ kann ein einstufiges Planetengetriebe Verwendung finden, wobei das Antriebsstrang-Anschlusselement vorteilhafterweise an das Hohlrad des Plane tengetriebes oder an den Planetensteg angekoppelt sein kann.

Die Bremsenwelle ist dabei nach mindestens einer Getriebestufe an ein Getriebe element drehfest angebunden, wobei bei einer mehrstufigen Getriebeausbildung die Bremsenwelle auch nach zwei oder mehr Getriebestufen an ein entsprechen des Getriebeelement angebunden sein kann.

Um platzsparend eine hohe Unter- bzw. Übersetzung zu erzielen, kann das Getrie be zumindest eine Planetengetriebestufe umfassen, wobei die Bremsenwelle an ein Getriebeelement nach der zumindest einen Planetengetriebestufe angebunden, insbesondere drehfest damit verbunden sein kann.

Alternativ oder zusätzlich kann das Getriebe aber auch zumindest eine Stirnradstu fe umfassen, wobei vorteilhafterweise mehrere Stirnräder am Umfang der Stirnrad stufe vorgesehen sein können, um eine Leistungsteilung zu erzielen. Die Brem senwelle kann an das Getriebeelement auch nach einer solchen Stirnradstufe drehmomentübertragend angebunden sein.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Bremsenwelle unmittelbar an ein Planetenstufenelement angebunden sein, insbesondere daran drehfest befes tigt sein. Beispielsweise kann die Bremsenwelle an einem Sonnenrad der Plane tenstufe drehmomentübertragend angebunden sein, das mit den Planetenrädern der Planetenstufe in Wälzeingriff steht. Eine kompakte Ausbildung der Planetenstu fe kann dabei dadurch erzielt werden, dass die Planeten als Doppelplanetenräder ausgebildet sind, die einerseits mit dem genannten Sonnenrad, an das die Brem senwelle angebunden ist, in Wälzeingriff stehen und andererseits mit der Motorwel le oder einer Getriebewelle bzw. einem Getrieberad einer vorgeschalteten Getrie bestufe in Wälzeingriff stehen. Die Doppelplaneten werden dabei von der Motorwel le her bzw. einer der Planetenstufe vorgeschalteten Getriebestufe angetrieben und treiben ihrerseits das Sonnenrad an, dessen Antriebsbewegung dann ggf. unter Zwischenschaltung einer weiteren Getriebestufe an das genannte Antriebsstrang- Anschlusselement übertragen wird.

Bei Verwendung solcher Doppelplanetenräder kann die Planetenstufe hohlradfrei ausgebildet werden. Insbesondere kann der Planetenträger, an dem die Doppel planeten drehbar gelagert sind, stehend angeordnet sein, insbesondere am Motor- und/oder Getriebegehäuse drehfest befestigt sein.

Nach einer anderen Ausbildung kann die Bremsenwelle aber auch am Hohlrad ei ner Planetengetriebestufe angebunden sein, wobei die mit dem Hohlrad in Wälz eingriff stehenden Planetenräder an einem stehend angeordneten Planetenträger gelagert sein können. Gegebenenfalls kann der Planetenträger aber auch selbst drehbar gelagert und ggf. mit einer vorgeschalteten Getriebestufe drehmomen tübertragend verbunden sein.

Die Planetenräder können hierbei einfach ausgebildet sein und mit der Motorwelle in Wälzeingriff stehen oder auch mit einem Wellen- oder Getriebeelement einer vorgeschalteten, das heißt näher zur Motorwelle hin angeordneten Getriebestufe in Wälzeingriff stehen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann die Bremsenwelle auch dreh momentübertragend am Planetenträger der Planetengetriebestufe angebunden, insbesondere drehfest damit verbunden sein, wobei es bei einer solchen Anbin dung der Bremsenwelle vorteilhaft sein kann, wenn das Hohlrad, mit dem die am Planetenträger drehbar gelagerten Planeten in Wälzeingriff stehen, stehend ange ordnet ist, insbesondere drehfest am Motor- und/oder Getriebegehäuse befestigt ist.

Die mit dem stehenden Hohlrad in Wälzeingriff stehenden Planetenräder können dabei mit der Motorwelle oder einer Getriebewelle oder einem Getrieberad einer vorgeschalteten Getriebestufe in Wälzeingriff stehen, um von der Motorwelle her angetrieben zu werden. Um eine gute Zugänglichkeit und einfache Wartung der Bremse zu ermöglichen, kann die Bremse außerhalb des Motorgehäuses angeordnet, insbesondere an ei ner Motorgehäusestirnseite positioniert sein. Um eine einfache Montage zu ermög lichen, kann die Bremse am Motorgehäuse angeflanscht sein bzw. drehbar befes tigt sein. Insbesondere kann ein Bremsenstator an der Motorgehäusestirnseite lös bar drehfest befestigt sein.

Unabhängig hiervon kann die Bremse ein Bremsengehäuse umfassen, das an das Motorgehäuse angeflanscht sein kann, um den Bremsenrotor oder auch andere Bremselemente wie Bremslamellen, Bremsscheibe oder Bremsbelege zur Einbau umgebung hin abzudecken und/oder zu umschließen und/oder zu schützen.

Beispielsweise kann die Bremse ein napf- oder glockenförmiges Bremsengehäuse umfassen, das an der Motorgehäusestirnseite befestigbar ist.

Um auch eine gute Zugänglichkeit und einfache Wartung des Getriebes zu ermögli chen, kann auch das Getriebe außerhalb des Motorgehäuses an einer Motorge häusestirnseite angeordnet sein, wobei ein Getriebegehäuse am Motorgehäuse angeflanscht und/oder lösbar daran befestigt sein kann. Vorteilhafterweise kann das Getriebe ein eigenes Getriebegehäuse besitzen und mit dem Getriebegehäuse zusammen eine vormontierte Baugruppe bilden, die an den Antriebsmotor bzw. das Motorgehäuse lösbar angebaut werden kann.

Um eine leichte, kompakte Bauweise zu erzielen, kann ein Motorinnenraum und ein Getriebeinnenraum durch eine Stirnwandung voneinander getrennt sein, die sich das Motorgehäuse und das Getriebegehäuse im aneinandermontierten Zustand sozusagen teilen. Insbesondere kann der Motorinnenraum durch eine Stirnwan dung des Motorgehäuses verschlossen sein, während das Getriebegehäuse napf- und/oder glockenförmig ausgebildet sein und an der genannten Stirnwandung des Motorgehäuses angesetzt sein kann derart, dass das Motorgehäuse mit seiner Stirnwandung den Getriebeinnenraum zum Motorinnenraum hin verschließt. Zwischen dem Getriebeinnenraum und dem Motorinnenraum kann eine Wellen dichtung vorgesehen sein, durch die die Motorwelle hindurchtritt, um den Motorin nenraum gegenüber dem Getriebeinnenraum abzudichten.

Grundsätzlich wäre es aber auch möglich, das Getriebe und den Antriebsmotor in einem gemeinsamen Motor- und Getriebegehäuse unterzubringen. Im Sinne einer einfachen Wartung des Getriebes ist es jedoch vorteilhaft, wenn das Getriebe ein eigenes Getriebegehäuse besitzt, welches vom Motorgehäuse getrennt werden kann.

Das zuvor genannte Antriebsstrang-Anschlusselement der Antriebseinheit kann vorteilhafterweise an dem Getriebegehäuse drehbar gelagert sein.

Um eine einfache Wartung und Zugänglichkeit zu ermöglichen, können die Bremse und/oder das Getriebe lösbar mit der Bremsenwelle verbunden sein, wobei die Verbindungsmittel zwischen der Bremsenwelle und dem Bremsenrotor und/oder dem Getriebeelement vorteilhafterweise derart beschaffen sein können, dass die Verbindung drehmomentübertragend ist, jedoch ein axiales Abziehen erlaubt. Ins besondere kann die Bremse und/oder das Getriebe axial zu gegenüberliegenden Seiten hin von der Bremsenwelle abziehbar sein. Dies erlaubt eine modulare Bau weise in dem Sinne, dass die Bremsenbaugruppe und/oder die Getriebebaugruppe als Ganzes vom Antriebsmotor axial abgenommen werden können, ohne dass dies von der durch den Antriebsmotor hindurchtretenden Bremsenwelle behindert wer den würde.

Durch eine axial schwimmende Lagerung der Bremsenwelle relativ zu der zumin dest einen Getriebestufe und/oder relativ zum Bremsenrotor der Bremse können thermisch bedingte Axialspannung durch unterschiedliche axiale Ausdehnungen der beteiligten Bauteile vermieden bzw. kompensiert werden, da die Bremsenwelle gegenüber der Getriebestufe und/oder gegenüber dem Bremsenrotor in axialer Richtung schwimmen kann. Die genannte Bremsenwelle kann dabei unabgestützt und/oder ohne Berührung zur Motorwelle durch die genannte Motorwelle hindurchtreten, so dass auch eventuell unterschiedliche Ausdehnungen oder Fertigungstoleranzen der Bremsenwelle und der Motorwelle keine Probleme verursachen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und zu gehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch eine Antriebseinheit nach einer vorteilhaften

Ausführung der Erfindung, bei der die Bremsenwelle an einem Sonnen rad einer Planetengetriebestufe mit Doppelplanetenrädern und stehen dem Planetenträger angebunden ist,

Fig. 2: einen Längsschnitt durch eine Antriebseinheit nach einer weiteren vor teilhaften Ausführung, bei der die Bremsenwelle an ein Hohlrad einer Planetengetriebestufe mit stehend angeordnetem Planetenträger ange bunden ist, und

Fig. 3: einen Längsschnitt durch eine Antriebseinheit nach einer weiteren vor teilhaften Ausführung, bei der die Bremsenwelle an den Planetenträger einer Planetengetriebestufe angebunden ist, dessen Planetenräder mit einem stehend angeordneten Hohlrad in Wälzeingriff stehen.

Wie die Figuren zeigen, umfasst die Antriebseinheit 1 einen Antriebsmotor 2, ein Getriebe 4 sowie eine Bremse 3, die zu einer einheitlichen Antriebsbaugruppe zu sammengefasst sein bzw. eine integrierte Einheit bilden können. Insbesondere können die Bremse 3, der Antriebsmotor 2 und das Getriebe 4 eine vormontierte, funktionsfähige Baugruppe bilden, die getestet werden kann, bevor die Antriebsein heit 1 an den anzutreibenden Antriebsstrang angeschlossen wird. Vorteilhafter weise können die genannten Komponenten Bremse, Antriebsmotor und Getriebe in einem einheitlichen Gehäuse untergebracht bzw. integriert sein, wobei das die ge- nannten Komponenten aufnehmende Gehäuse vorteilhafterweise mehrere Gehäu seteile umfassen kann, die lösbar, fest miteinander verbunden werden können.

Wie die Figuren zeigen, sind dabei die Bremse 3 und das Getriebe 4 auf gegen überliegenden axialen Stirnseiten des Antriebsmotors 2 angeordnet, wobei die Bremse 3 und das Getriebe 4 an einem Motorgehäuse 9 angeflanscht sein können, insbesondere an dessen axialen Stirnseiten, vgl. Fig. 1 bis 3.

Der Antriebsmotor 2 kann elektrisch arbeiten und in an sich bekannter Weise einen Stator 16 mit einer Statorwicklung 17 sowie einen Rotor 18 umfassen, der bei spielsweise mit Permanentmagneten bestückt sein kann und auf einer Motorwelle 5 montiert sein kann, die im Motorgehäuse 9 drehbar gelagert sein kann, beispiels weise im Bereich gegenüberliegender Endabschnitte des Motorgehäuses 9, das Stirnwandungen 19 und 20 besitzen kann, an denen die Motorwelle 5 durch Wälz lager oder Gleitlager drehbar abgestützt sein kann. Das Motorgehäuse 9 kann - grob gesprochen - näherungsweise zylindrisch ausgebildet und an seinen axialen Endabschnitten durch die genannten Stirnwandungen 19 und 20 verschlossen sein, so dass der Stator 16 und der Rotor 18 einschließlich der Motorwelle 5 in einem abgeschlossenen Innenraum aufgenommen sein können, wobei die Motorwelle 5 an einer Stirnseite aus dem Motorgehäuse 9 hervorstehen kann, vgl. Fig. 1, 2 und 3.

Auf der Antriebsstrangseite des Antriebsmotors 2, an der die genannte Motorwelle 5 aus dem Motorgehäuse 9 heraussteht, ist das Getriebe 4 vorgesehen, das in ei nem Getriebegehäuse 15 aufgenommen ist, das stirnseitig an das Motorgehäuse 9 angeflanscht sein kann. Um die Wartung zu erleichtern, kann das Getriebegehäuse 15 vom Motorgehäuse 9 lösbar sein.

Unabhängig hiervon können das Getriebegehäuse 15 und das Motorgehäuse 9 separate Innenräume begrenzen, die einerseits die Getriebeelemente und anderer seits die Motorelemente aufnehmen, wobei der Getriebegehäuseinnenraum vom Motorgehäuseinnenraum durch eine der zuvor genannten Stirnwandungen 19 ge trennt sein kann.

Wie die Figuren zeigen, kann die Motorwelle 5 zu den Stirnwandungen 19 und 20 hin durch Dichtungen 24 abgedichtet sein, um einerseits den Getriebegehäusein- nenraum und andererseits den Bremsengehäuseinnenraum zum Motorinnenraum hin abzudichten.

Das Getriebe 4 ist einerseits drehmomentübertragend an die Motorwelle 5 ange schlossen und andererseits drehmomentübertragend mit einem Antriebsstrang- Anschlusselement 6 drehmomentübertragend verbunden, um die Antriebsbewe gung der Motorwelle 5 auf das Antriebsstrang-Anschlusselement 6 zu übertragen und dabei die Motorwellendrehzahl zu untersetzen bzw. gegebenenfalls auch zu übersetzen.

Wie die Figuren zeigen, kann das Antriebsstrang-Anschlusselement 6 einen Wel lenstummel umfassen, der stirnseitig aus dem Getriebegehäuse hervorsteht und drehmomentübertragende Anschlussmittel beispielsweise in Form eines Keilwel lenprofils aufweisen kann. Der Antriebsstrang bzw. das anzutreibende Maschinen bauteil wie beispielsweise die Trommel einer Seilwindel kann an das genannte An triebsstrang-Anschlusselement 6 drehfest angeschlossen werden.

Das Antriebsstrang-Anschlusselement 6 kann koaxial zur Motorwelle 5 angeordnet sein.

Wie die Figuren zeigen, kann das Getriebe 4 zumindest eine Planetengetriebestufe 10 umfassen, die in verschiedener Weise ausgebildet sein kann, wie noch erläutert wird.

Die Bremse 3, die gegenüberliegend vom Getriebe 4 ebenfalls an einer Stirnseite des Antriebsmotors 2 angeordnet sein kann, ist vorteilhafterweise ebenfalls koaxial zu der Motorwelle 5 angeordnet. Die genannte Bremse 3 kann insbesondere als Reibelementebremse ausgebildet sein und verschiedene Reibelemente umfassen, die miteinander in Reibschluss bringbar sind, um die Bremsleistung bereitzustellen. Wie die Figuren zeigen, kann die Bremse 3 radial angeordnete Bremslamellen umfassen, die einerseits an einem Bremsenrotor 21 und andererseits an einem Bremsenstator 22 angeordnet sind und axial relativ zueinander verstellt werden können, um den Bremseingriff herstei len und lösen zu können, beispielsweise mittels einer Federeinrichtung und/oder zumindest einem Flydraulikaktor. Alternativ kann die Bremse 3 aber auch eine Bremsscheibe umfassen, die mit an einem Bremssattel angeordneten Bremsbelä gen in Eingriff bringbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Bremse 3 auch eine Bremstrommel mit radial zustellbaren Reibelementen besitzen.

Wie die Figuren zeigen, kann der Bremsenrotor 21 drehbar an einem Bremsenge häuse 23 gelagert sein, welches stirnseitig an das Motorgehäuse 9 angeflanscht bzw. lösbar starr befestigt werden kann. Der Bremsenstator 22 kann an dem ge nannten Bremsengehäuse 23 drehfest befestigt sein.

Wie die Figuren zeigen, kann das Bremsengehäuse 23 napf- bzw. glockenförmig ausgebildet sein und/oder zum Antriebsmotor 2 hin offen ausgebildet sein, sodass der Bremsengehäuseinnenraum durch die Stirnwandung 20 des Antriebsmotorge häuses 9 verschlossen wird, wenn das Bremsengehäuse montiert ist.

Wie die Figuren zeigen, ist die Bremse 3 nicht unmittelbar an der Motorwelle 5 an geschlossen, sondern über eine Bremsenwelle 7 an ein drehzahlreduziertes Ge triebeelement des Getriebes 4. Insbesondere kann der Bremsenrotor 21 drehmo mentübertragend, insbesondere drehfest mit der Bremsenwelle 7 verbunden sein, die sich durch die hohl ausgebildete Motorwelle 5 hindurch erstrecken kann, um auf der der Bremse 3 gegenüberliegenden Seite des Antriebsmotors 2 mit einem Ge triebeelement der Planetengetriebestufe 10 drehmomentübertragend, insbesondere drehfest verbunden zu werden. Die Bremsenwelle 7 kann sich also koaxial zur Motorwelle 5 erstrecken und länger als letztgenannte ausgebildet sein, um zur Bremse 3 hin und zum Getriebe 4 hin aus der Motorwelle 5 herauszutreten.

Die Bremsenwelle 7 ist dabei an ein drehzahlreduziertes Getriebeelement der Pla netengetriebestufe 10 angeschlossen und/oder nach zumindest einer Getriebestu fe, um nicht die volle Motorwellendrehzahl auf die Bremse 3 zu übertragen, sondern eine im Vergleich dazu reduzierte Bremsenwellendrehzahl, die die physikalisch zu lässigen Parameter der Bremse 3 nicht überschreitet.

Wie Figur 1 zeigt, kann die Bremsenwelle 7 mit einem abtreibenden Sonnenrad 11 der Planetengetriebestufe 10 drehfest verbunden werden, das von den Planetenrä dern 12 der Planetengetriebestufe 10 angetrieben wird.

Die Planetenräder 12 können dabei als Doppelräder bzw. Doppelplaneten ausge bildet sein, die zwei zueinander gestufte Durchmesserabschnitte besitzen können. Ein erster Abschnitt der Doppelplaneten kann mit dem genannten Sonnenrad 11 in Wälzeingriff stehen, während ein zweiter Abschnitt der Doppelplanetenräder 12 mit der Motorwelle 5 in Wälzeingriff sein kann. Die beiden gestuften Abschnitte der Doppelplaneten sind axial hintereinander angeordnet, wobei das Sonnenrad 11 vom stirnseitigen Ende der hohlen Motorwelle 5 beabstandet angeordnet sein kann.

Das Sonnenrad 11 kann drehfest mit dem Antriebsstrang-Anschlusselement 6 ver bunden sein bzw. einen Teil dieses Anschlusselements 6 bilden.

Die Doppelplanetenräder 12 sind an einem Planetenträger 13 drehbar gelagert, der stehend angeordnet sein kann, insbesondere drehfest am Getriebegehäuse 15 und/oder am Motorgehäuse 9 befestigt sein kann.

Wie Figur 1 zeigt, kann bei Verwendung solcher Doppelplaneten und einem ste henden Planetenträger die Planetengetriebestufe 10 hohlradfrei ausgebildet und somit eine besonders kompakte Bauweise erzielt werden. Ein solches hohlradfreies Getriebe bildet damit faktische in Stirnradgetriebe. Die rotierenden, an einem stehenden Planetenträger gelagerten Planetenräder 12 ge ben aufgrund ihrer im Durchmesser unterschiedlichen Radabschnitte die von der Motorwelle empfangene Drehzahl mit einer entsprechenden Untersetzung bzw. Übersetzung an das Antriebselement weiter.

Wie Figur 2 zeigt, kann die Bremsenwelle 7 auch mit einem Hohlrad 14 drehmo mentübertragend verbunden, insbesondere drehfest verbunden sein, wobei das genannte Hohlrad 14 das Abtriebselement der Planetengetriebestufe 10 bilden und mit dem Antriebsstrang-Anschlusselement 6 drehfest verbunden sein kann. Wie bei den anderen Ausführungen auch kann das Getriebe 4 aber auch noch weitere Ge triebestufen umfassen, beispielsweise eine zweite Planetengetriebestufe, an der dann das Anschlusselement 6 angeschlossen sein kann. Umgekehrt könnte auch vor der in den Figuren gezeigten Planetengetriebestufe 10 eine weitere Getriebe stufe, beispielsweise in Form einer zweiten Planetengetriebestufe vorgesehen sein, die die Motorwelle 5 mit der gezeigten Planetengetriebestufe 10 verbindet.

Bei der Ausführung nach Figur 2 können die mit dem an die Bremsenwelle 7 ange schlossenen Hohlrad 14 kämmenden Planetengetrieberäder 12 mit der Motorwelle 5 in Wälzeingriff stehen und an einem stehend angeordneten Planetenträger 13 drehbar gelagert sein. Der genannte Planetenträger 13 kann drehfest am Getrie begehäuse 15 und/oder am Motorgehäuse 9 befestigt sein.

Wie Figur 3 zeigt, kann die Bremsenwelle 7 aber auch am Planetenträger 13 dreh momentübertragend angebunden, insbesondere drehfest befestigt sein. Der Plane tenträger 13 kann dabei drehfest mit dem Antriebsstrang-Anschlusselement 6 ver bunden sein und/oder das Abtriebselement der Planetengetriebestufe 10 bilden.

Wie Figur 3 zeigt, können die an dem Planetenträger 13 drehbar gelagerten Plane tenräder 12 wiederum mit der Motorwelle 5 in Wälzeingriff stehen und mit einem Hohlrad 14 kämmen bzw. in Wälzeingriff stehen, das stehend angeordnet sein kann, insbesondere drehfest am Getriebegehäuse 15 und/oder am Motorgehäuse 9 befestigt sein kann.

Wie die Figuren zeigen, kann das Getriebegehäuse 15 glocken- bzw. napfförmig ausgebildet und/oder zum Antriebsmotor 2 hin offen ausgebildet sein, wobei der Getriebegehäuseinnenraum durch die Stirnwandung 20 des Motorgehäuses 9 ver schlossen sein kann, wenn das Getriebegehäuse 15 montiert ist.

Das Antriebsstrang-Anschlusselement 6 kann vorteilhafterweise drehbar an dem Getriebegehäuse 15 gelagert sein und daraus stirnseitig hervortreten, vgl. Figuren 1 bis 3. Vorteilhafterweise kann eine Dichtung zum Abdichten des Anschlussele ments 6 gegenüber dem Getriebegehäuse 15 vorgesehen sein, um den Getrie begehäuseinnenraum zur Umgebung hin abzudichten.

Wie die Figuren zeigen, kann die Bremsenwelle 7 ohne Verbindung zur Motorwelle 5 bzw. unabgestützt gegenüber der Motorwelle 5 sich durch letztgenannte hindurch erstrecken und/oder ausschließlich am Bremsenrotor 21 und dem drehzahlreduzier ten Getriebeelement gelagert sein.

Vorteilhafterweise kann die Verbindung zwischen der Bremsenwelle 7 und der Bremse 3 und/oder dem Getriebe 4 derart ausgebildet sein, dass die Bremse 3 und/oder das Getriebe 4 axial von der Bremsenwelle 7 abgezogen werden kann. Mit anderen Worten kann die Bremsenwelle 7 axial schwimmend am Bremsenrotor 21 und/oder am drehzahlreduzierten Getriebeelement gelagert sein.

Wie die Figuren zeigen, kann die Bremsenwelle 7 zur Bremse 3 hin aus dem An triebsmotorgehäuse 9 heraustreten und gegenüber dem Motorgehäuse 9 durch eine Dichtung an der Stirnwandung 19 abgedichtet sein, um den Motorinnenraum gegenüber dem Bremseninnenraum abzudichten.

Claims

Antriebseinheit sowie Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine mit einer solchenAntriebseinheit Patentansprüche

1. Antriebseinheit zum Antreiben eines Antriebsstrangs, mit einem schnelllau fenden Antriebsmotor (2), an dessen Motorwelle (5) ein Getriebe (4) ange schlossen ist, das eine Antriebsbewegung der Motorwelle (5) auf ein An triebsstrang-Anschlusselement (6) überträgt, sowie einer Bremse (3) zum Abbremsen des Antriebsstrangs, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (3) auf der dem Getriebe (4) gegenüberliegenden Antriebsmotorseite ange ordnet und mittels einer durch den Antriebsmotor (2) hindurchtretenden Bremsenwelle (7) an ein Getriebeelement (8) des Getriebes (4), das gegen über der Motorwelle (5) drehzahlverändert, insbesondere -reduziert, ist, drehmomentübertragend angebunden ist.

2. Antriebseinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Motorwelle (5) hohl ausgebildet ist und die Bremsenwelle (7) durch die hohle Motorwelle (5) hindurchtritt.

3. Antriebseinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Bremsen welle (7) länger als die Motorwelle (5) ausgebildet ist und beidseits aus der Motorwelle (5) heraussteht, wobei die aus der Motorwelle (5) herausstehen den Endabschnitte der Bremsenwelle (7) mit drehmomentübertragenden An schlussmitteln, insbesondere einem Keilwellenprofil, versehen sind.

4. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bremsenwelle (7) koaxial zu dem Antriebsstrang-Anschlusselement (6) der Antriebseinheit (1) angeordnet ist.

5. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ge triebe (4) einstufig ausgebildet ist.

6. Antriebseinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Getriebe (4) eine Stirnradstufe aufweist.

7. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ge triebe (4) eine Planetengetriebestufe (10) umfasst und die Bremsenwelle (7) an das Abtriebselement der Planetengetriebestufe (10) angebunden ist.

8. Antriebseinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Bremsen welle (7) an ein Sonnenrad (11) der Planetengetriebestufe (10) drehmomen tübertragend angebunden ist.

9. Antriebseinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Planetenge triebestufe (10) Doppelplanetenräder umfasst, die einerseits mit dem Son nenrad (11) in Wälzeingriff stehen und andererseits mit der Motorwelle (5) oder einer Getriebewelle einer der Planetengetriebestufe (10) vorgeschalte ten Getriebestufe in Wälzeingriff stehen.

10. Antriebseinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein Planetenträ ger (13) der Planetengetriebestufe (10) stehend angeordnet, insbesondere am Motorgehäuse und/oder Getriebegehäuse drehfest befestigt ist und/oder die Planetengetriebestufe (10) hohlradfrei ausgebildet ist.

11. Antriebseinheit nach Anspruch 7, wobei die Bremsenwelle (7) an einem Hohlrad (14) der Planetengetriebestufe (10) angebunden ist.

12. Antriebseinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein Planetenträ ger (13) der Planetengetriebestufe (10) stehend angeordnet, insbesondere drehtest am Motor- und/oder Getriebegehäuse befestigt ist und die Planeten räder (12) der Planetengetriebestufe (10) mit der Motorwelle (5) oder einer Getriebewelle einer der Planetengetriebestufe (10) vorgeschalteten Getrie bestufe in Wälzeingriff stehen.

13. Antriebseinheit nach Anspruch 7, wobei die Bremsenwelle (7) an einem Pla netenträger (13) der Planetengetriebestufe (10) drehmomentübertragend angebunden ist.

14. Antriebseinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein Hohlrad (14) stehend angeordnet, insbesondere drehfest am Motor und/oder Getriebege häuse befestigt ist und die Planetenräder (12) in Wälzeingriff mit der Motor welle (5) oder einer Getriebewelle einer der Planetengetriebestufe (10) vor geschalteten Getriebestufe in Wälzeingriff stehen.

15. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bremse (3) und/oder das Getriebe (4) eine eigenständig vormontierte Bau gruppe bilden, die von dem Antriebsmotor (2) als Ganzes abnehmbar aus gebildet ist und lösbar am Motorgehäuse des Antriebs (9) des Antriebsmo tors (2) befestigbar ist.

16. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bremse (3) außerhalb eines Motorgehäuses (9) an einer Motorgehäusestirn seite angeordnet ist.

17. Antriebseinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Bremse (3) drehfest am Motorgehäuse (9) angeflanscht ist.

18. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ge triebe (4) außerhalb eines Motorgehäuses (9) des Antriebsmotors (2) an ei ner Motorgehäusestirnseite angeordnet ist.

19. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ge triebe (4) mit einem Getriebegehäuse (15) am Motorgehäuse des An triebsmotors (2) angeflanscht ist.

20. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ge triebe (4) ein zum Antriebsmotor (2) hin offen ausgebildet ist, insbesondere napf- oder glockenförmig ausgebildetes, Getriebegehäuse (15) besitzt, wo bei ein Getriebeinnenraum durch eine Motorgehäusestirnwandung ver schlossen ist.

21. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bremse (3) und/oder das Getriebe (4) axial zu gegenüberliegenden Seiten hin von der Bremsenwelle (7) abziehbar ausgebildet sind.

22. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bremsenwelle (7) relativ zu dem Getriebe (4) und/oder relativ zur Bremse (3) schwimmend gelagert und/oder abstützungsfrei relativ zur Motorwelle (5) ge lagert ist.

23. Arbeitsmaschine mit einem Antriebsstrang zum Antreiben eines Arbeitsag gregats, sowie einer Antriebseinheit (1) zum Antreiben des Antriebsstrangs, die gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.

24. Bau- und/oder Materialumschlagsmaschine, insbesondere Kran oder Lader oder Stapler, mit einer Antriebseinheit (1), die gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet ist.

25. Verwendung der Antriebseinheit, die gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet ist, zum Antreiben einer Seilwinde.